CN110762255A - 一种恒温阀及带恒温阀的热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒温阀及带恒温阀的热水器，包括阀体A、阀体B及控制器，所述阀体A包括旋转轴和第一冷水入口、过水通道A及过水通道B，所述阀体B包括混水腔，以及与混水腔连通的热水入口、第二冷水入口及恒温水出口，所述过水通道A连通热水器冷水入口，所述过水通道B连通第二冷水入口，所述热水入口连通热水器的热水出口，所述旋转轴的一端连接驱动电机，另一端固定在阀体A的侧盖上，且旋转轴上设有阀芯A和阀芯B，所述阀芯A对应过水通道A，阀芯B对应过水通道B，分别用于控制过水通道A和过水通道B的大小；所控制器与驱动电机电性连接。本发明提供的恒温阀及带恒温阀的热水器，具有较好的灵敏度和精度。

Description

一种恒温阀及带恒温阀的热水器

技术领域

本发明涉及控制阀及热水器技术领域，特别涉及一种恒温阀及带恒温阀的热水器。

背景技术

现有的热水器通常通过混水阀来调节出水的温度，混水阀通常通过调节热水与冷水的比例来获得适宜的温度，但是在电热水器、太阳能热水器及空气能热水器的使用过程中，热水器内的热水量及温度会在使用过程中逐渐降低，从而使得在使用过程中需不断手动调整混水阀来获得同样温度的水温，显然通过混水阀调节水温既麻烦也不精准，容易导致不是太热就是太冷。

现有技术中有通过将混水阀改成恒温阀，恒温阀能够自动调整并控制出水温度恒定，广泛应用在家庭、酒店等洗浴设施中。恒温阀主要包括阀体和安装在阀体内的阀芯，阀芯上分别设有连通热水与混合腔及冷水和混合腔的通孔，通过转动阀芯，直接调节热水进水口和冷水进水口开合的大小，以控制热水和冷水的进水量，从而控制出水水温。

上述结构的恒温阀，具有如下问题：1、阀芯直接调节进入混水腔体的热水和冷水比例，用于调节的阀芯运动机构处于热水中，容易产生水垢导致运动调节受阻；2、阀芯直接设置连通冷热水的通孔，通过通孔与冷热水入口的重叠部分来控制水量，其面积的调节难以做线性的变化，当热水源温度改变，难以较快的调整水量达到恒温效果；3、冷、热水如果直通恒温阀芯，阀芯要直接承受来自冷水和热水冷压力，当不同使用环境存在的较高压力差，将容易导致恒温阀芯恒温功能不稳定或恒温失效，最终影响恒温水龙头或热水器的实用性能和使用寿命。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种恒温阀及带恒温阀的热水器，旨在解决现有技术中恒温阀容易因沉积水垢灵敏度下降及现有恒温阀调节精度不够、使用寿命短的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种恒温阀，其中，包括阀体A和阀体B、控制器，所述阀体A包括旋转轴和第一冷水入口、过水通道A及过水通道B，所述阀体B包括混水腔，以及与混水腔连通的热水入口、第二冷水入口及恒温水出口，所述过水通道A通过管路连接热水器冷水入口，所述过水通道B通过管路连通第二冷水入口，所述热水入口连通热水器的热水出口，所述旋转轴的一端通过连接件连接驱动电机，另一端固定在阀体A端部设置的侧盖上，且旋转轴上设有阀芯A和阀芯B，所述阀芯A对应过水通道A所处的截面位置，阀芯B对应过水通道B所处的截面位置，分别用于控制过水通道A和过水通道B的大小；所述控制器与驱动电机电性连接。

所述恒温阀中，所述阀芯A和阀芯B设有渐变的弧形凸块，所述过水通道A和过水通道B为设置于阀体上向内凸起的沉槽，弧形凸块的尺寸大小与沉槽槽口尺寸匹配。

所述恒温阀中，所述阀体A的内腔为圆柱状的空腔，所述阀体A的内径大于阀芯A和阀芯B的直径，所述阀芯A和阀芯B的外侧面面积不小于过水通道A和过水通道B在阀体A的内壁上形成的曲面面积。

所述恒温阀中，所述阀芯A和阀芯B为扇形柱，阀芯A的外侧面与过水通道A所对应的阀体内壁相切，阀芯B的外沿与过水通道B所对应的阀体内部相切。

所述恒温阀中，所述混水腔内设有混流组件，所述混流组件包括若干倾斜固定的导流片和可旋转的旋流片，所述导流片设置于旋流片的上方，所述旋流片以阀体B的轴心旋转。

所述恒温阀中，所述恒温阀还设有流量传感器和温度传感器，所述流量传感器对应旋流片设置，所述温度传感器设置于恒温水出口位置，所述流量传感器和温度传感器分别与控制器电性连接。

所述恒温阀中，所述连接件设有阀芯位置检测光耦，所述阀芯位置检测光耦连接控制器。

所述恒温阀中，所述控制器设有控制面板，所述控制面板设有温度设定按钮及温度显示窗口。

所述恒温阀中，所述过水通道A与冷水入口之间或过水通道B与第二冷水入口之间设有单向阀。

一种带恒温阀的热水器，所述热水器为储热式热水器，包括水箱及设置在水箱上的加热元件、温度控制元件、冷水入口和热水出口，所述热水器还包括如上所述的恒温阀，其中，所述冷水入口通过管路与恒温阀的过水通道A连通，所述热水出口通过管路与恒温阀的热水入口连通。

有益效果：

本发明提供了一种恒温阀及带恒温阀的热水器，通过调节流入热水器的冷水量来控制流入混水腔的热水量，从而使得用于调节的阀芯运动机构处于冷水中，不会产生水垢阻塞调节运动，从而解决了长时间使用的产品可靠性问题。与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）将阀体A与阀体B分离，采用阀体A的阀芯同时控制流入阀体B的冷水水量和流入热水器的冷水水量，从而控制热水器热水的流出量，从而起到调节阀体B内冷热水比例，得到恒定温度的水，由于流经阀体A的水为冷水，从而不易在阀芯处沉积水垢，进而避免了阀芯因水垢造成的灵敏度、精度及使用寿命下降；

（2）设置阀芯A和阀芯B为渐变的弧形凸块，能将过水通道A和过水通道B以渐开的方式打开，从而使得冷热水比例成线性变化，得到的水温同样成线性变化，进而能更好的控制水温；

（3）混水腔设置的混流组件，能快速的将冷热水进行混合，无须较长的混流路径，就能将冷热水混合均匀。

附图说明

图1为本发明提供的恒温阀及带恒温阀的热水器的结构示意图；

图2为恒温阀的截面图；

图3为与旋转轴相连的阀芯A、阀芯B及电机的立体图；

图4为图3的截面示意图；

图5为设有渐变的弧形凸块的阀芯A的结构示意图；

图6为阀芯A为扇形块的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供恒温阀及带恒温阀的热水器，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1、图2，本发明提供一种恒温阀（200），所述恒温阀（200）用于储热式热水器（100），所述恒温阀（200）包括阀体A（1）、阀体B（2）及控制器，所述阀体A通过管道连接阀体B，所述控制器用于温度的设定和对阀体A的控制调节。

如图2、图3、图4所示，所述阀体A （1）包括第一冷水入口（3）、过水通道A （4）、过水通道B（5）以及设置在阀体A（1）内的旋转轴（6），所述第一冷水入口（3）连接水源，过水通道A（4）通过管路连接热水器冷水入口（17），过水通道B（5）通过管路连接阀体B（2），所述旋转轴（6）的一端通过连接件（7）连接有驱动电机（8），另一端固定在阀体端部设置的侧盖（9）上，且旋转轴（6）上设有错位的阀芯A（10）和阀芯B（11），所述阀芯A（10）对应过水通道A（4）所处的截面位置，阀芯B（11）对应过水通道B（5）所处的截面位置，分别用于控制过水通道A（4）和过水通道B（5）的大小。工作时，旋转旋转轴（6），阀芯A（10）和阀芯B（11）同步转动，并且，阀芯A（10）对过水通道A（4）的水量的调节与阀芯B（11）对过水通道B（5）水量的调节相反，即，当阀芯A（10）调节至完全遮挡过水通道A（4）时，阀芯B（11）则不与过水通道B（5）重叠，从而使得过水通道B（5）处于完全开放的状态，反之，当阀芯B（11）完全遮挡过水通道B（5）时，则阀芯A（10）不与过水通道A（4）重叠，过水通道A（4）处于完全开放的状态；当阀芯A（10）与过水通道A（4）重叠一半时，阀芯B（11）也恰好与过水通道B（5）重叠一半。

如图2所示，所述阀体B（2）包括混水腔（23），以及与混水腔（23）连通的热水入口（12）、第二冷水入口（13）及恒温水出口（14），所述热水入口（12）连通热水器的热水出口（15），所述第二冷水入口（13）连通过水通道B（5）；优选的，所述混水腔（23）内还设有混流组件，所述混流组件包括若干倾斜设置的导流片（16a）和若干旋流片（16b），所述导流片（16a）固定设置于旋流片（16b）的上方，所述旋流片（16b）固定在混水腔（23）中，并且当旋流片（16b）受到一定推力时，以混水腔（23）的中轴为轴心旋转。工作时，流入阀体B（2）的冷水和热水先流经导流片（16a），而倾斜的导流片（16a）会改变水流的方向，使得水流由垂直方向变为倾斜，从而使得旋流片（16b）受到倾斜的推力，进而以中轴为轴心转动，转动的过程将冷水和热水充分混合，从而能在较短的时间内得到比较均匀的水温。

所述控制器（未在附图中画出）包括控制面板和控制芯片，所述控制面板设有温度设定按钮和温度显示窗口，所控制器与电机电性连接，通过控制电机的转动以实现水温的调节。

工作时，根据控制器设定的温度，电机（8）转动旋转轴（6），阀芯A（10）和阀芯B（11）随同转动，从而改变过水通道A（4）和过水通道B（5）的水流大小，进而改变阀体B（2）中热水与冷水的比例，得到设定温度的温水。

上述结构的恒温阀，所述恒温阀是通过调节热水器冷水入口（17）的水量来控制阀体B（2）内热水的水量，所述阀体A（1）内流经的水为冷水，因此不存在因水温高导致阀芯处沉积水垢的问题，从而避免了因水垢干扰使得阀芯的灵敏度和精度下降的缺陷，同时，阀体A（1）只设有一个冷水入口，因此旋转轴（6）只需承受来自于第一冷水入口的水压，由原来的冷热双重水压降为单水压，从而使得旋转轴（6）所受压力变小，另外，阀芯A（10）和阀芯B（11）在调节过水通道A（4）及过水通道B（5）的大小时，其承受的是水流对其的背面压力，阀芯A（10）和阀芯B（11）是顺应水压堵过水通道A（4）和过水通道B（5），因此旋转轴（6）的扭矩小，大大的延长了旋转轴（6）的使用寿命。

如图2所示，具体的，上述结构的恒温阀中，所述阀体A（1）的内腔为圆柱状的空腔，所述阀体A（1）的内径大于旋转轴（6）的直径，从而使得阀体A（1）内形成的空腔能容纳流经的自来水并且能将第一冷水入口（3）与过水通道A（4）及过水通道B（5）形成通路；所述阀芯A（10）和阀芯B（11）的外侧面面积不小于过水通道A（4）和过水通道B（5）在阀体A的内壁上形成的曲面面积，从而使得当阀芯A（10）正对过水通道A（4），或阀芯B（11）正对过水通道B（5）时，能全面覆盖过水通道A（4）和过水通道B（5）。工作时，当旋转轴（6）转至一定角度，阀芯A（10）遮挡部分过水通道A（4），阀芯B（5）遮挡部分过水通道B（5），从而使自来水按一定比例分配至过水通道A（4）和过水通道B（5），进而使得流入阀体B（2）的热水和冷水成一定比例，得到一定温度是恒温水。

如图6所示，在某些实施例中，所述阀芯A（10）和阀芯B（11）为扇形块状结构，阀芯A（10）的外侧面与过水通道A（4）所对应的阀体A（1）内壁相切，阀芯B（11）的外侧面与过水通道B（5）所对应的阀体A（1）的内壁相切。工作时，阀芯A（10）和阀芯B（11）随旋转轴转动，从而使得阀芯A（10）和阀芯B（11）的外侧面分别覆盖过水通道A（4）和过水通道B（5）的部分面积，起到控制流经过水通道A（4）和过水通道B（5）的水流比例。

如图3、图4、图5所示，作为一种优选的实施方式，所述阀芯A（10）和阀芯B（11）设有渐变的弧形凸块（18），所述弧形凸块弧边的一端与阀芯的圆相切，另一端凸出，形成由相切端逐渐变大的弧形凸块；而所述过水通道A（4）和过水通道B（5）为设置于阀体的沉槽，且弧形凸块（18）的尺寸大小与沉槽槽口尺寸匹配，当弧形凸块旋转至沉槽内，刚好将沉槽的槽口密实（如图5所示）。阀芯A（10）和阀芯B（11）设置的渐变的弧形凸块，使得在调整过水通道A（4）和过水通道B（5）流通面积时，能形成线性渐开的变化，从而使得过水通道A（4）和过水通道B（5）水流比例成线性变换，进而使得阀体B（2）的水温可成线性变换，更易于通过比例的调整得到设置的水温。

进一步的，当旋转轴（6）旋转至阀芯A（10）完全遮盖住过水通道A（4）时，阀芯A（10）的弧形凸块（18）刚好抵住过水通道A（4）的侧壁，使得阀芯A（10）在密封住过水通道A（4）的同时，限制阀芯A（10）过度转动，而当阀芯B（11）旋转至完全遮盖住过水通道B（5）时，阀芯B（11）的弧形凸块刚好抵住过水通道B（5）的侧壁，从而不会出现旋转轴（6）旋转过多，使得过水通道A（4）和过水通道B（5）比例无法调节的情况出现。

优选的，上述结构的恒温阀中，所述过水通道A（4）与热水器冷水入口（17）或过水通道B（5）与第二冷水入口（13）之间设有一个单向阀（19）。当单向阀设置于过水通道A（4）与热水器冷水入口（17）之间时，如图2所示，可限制水流方向为由过水通道A（4）流向热水器冷水入口（17），避免了热水器内水出现回流的现象；但当单向阀设置于过水通道B（5）与第二冷水入口之间时，可限制水流方向为由过水通道B（5）流向混水腔（23），避免混水腔的水出现回流现象。需要说明的是，单向阀只需设置一个即可。

如图2所示，优选的，上述结构的恒温阀中，所述恒温阀还设有流量传感器（20）和温度传感器（21），所述流量传感器（20）对应旋流片（16b）设置，用于检测阀体B（2）内的流量，所述旋流片（16b）设有磁性部件，当旋流片（16b）在水流的作用下旋转时，流量传感器（20）能接收到旋流片（16b）磁性部件磁性的改变，从而得到流量的大小；所述温度传感器（21）设置于恒温水出口（14）位置，用于检测恒温水出口（14）处的水温，所述流量传感器（20）和温度传感器（21）分别与控制器电性连接，从而使控制器能随时获取阀体B的流量及温度，便于实时调整冷热水的比例，达到恒温的效果；另外，控制器根据流量传感器的信号，获取开关信息，作为恒温模式开启或关闭的依据。工作时，当打开水龙头，有水流经阀体B（2），使得旋流片（16b）转动，流量传感器（20）感应到流量的变化，将数据反馈给控制器，控制器开启恒温模式，同时温度传感器（21）收集恒温水出口处的水温，控制器根据温度传感器实时检测到的水温，控制电机（8）转动，调整过水通道A（4）和过水通道B（5）的水流比例，进而调整进入阀体B（2）内热水和冷水的比例，最终达到恒温的效果。

如图2、图3所示，具体的，所述连接件（7）设有阀芯位置检测光耦（22），所述阀芯位置检测光耦（22）连接控制器。阀芯位置检测光耦（22）主要用于对旋转轴（6）旋转角度进行定位，从而确定阀芯A（10）和阀芯B（11）所处的旋转角度，进而获知电机调整冷热水的比例。

如图1所示，一种带恒温阀的热水器，所述热水器（100）包括电热水器、空气能热水器中的一种，所述热水器包括水箱及设置在水箱上的加热元件、温度控制元件、冷水入口（17）和热水出口（15），所述热水器还包括如上所述的恒温阀（200），所述热水器的冷水入口（17）与恒温阀的过水通道A（4）连通，所述热水器的热水出口（15）与恒温阀的热水入口（12）连通。所述热水器通过设置恒温阀，能得到恒定温度的热水，既避免水温过高烫伤使用者，又避免使用过程中需不断调整开关来获得恒定的水温，方便快捷，增加了用户体验。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种恒温阀，其特征在于，包括阀体A和阀体B、控制器，所述阀体A包括旋转轴和第一冷水入口、过水通道A及过水通道B，所述阀体B包括混水腔，以及与混水腔连通的热水入口、第二冷水入口及恒温水出口，所述过水通道A通过管路连接热水器冷水入口，所述过水通道B通过管路连通第二冷水入口，所述热水入口连通热水器的热水出口，所述旋转轴的一端通过连接件连接驱动电机，另一端固定在阀体A端部设置的侧盖上，且旋转轴上设有阀芯A和阀芯B，所述阀芯A对应过水通道A所处的截面位置，阀芯B对应过水通道B所处的截面位置，分别用于控制过水通道A和过水通道B的大小；所述控制器与驱动电机电性连接。

2.根据权利要求1所述的恒温阀，其特征在于，所述阀芯A和阀芯B设有渐变的弧形凸块，所述过水通道A和过水通道B为设置于阀体上向内凸起的沉槽，弧形凸块的尺寸大小与沉槽槽口尺寸匹配。

3.根据权利要求1所述的恒温阀，其特征在于，所述阀体A的内腔为圆柱状的空腔，所述阀体A的内径大于阀芯A和阀芯B的直径，所述阀芯A和阀芯B的外侧面面积不小于过水通道A和过水通道B在阀体A的内壁上形成的曲面面积。

4.根据权利要求3所述的恒温阀，其特征在于，所述阀芯A和阀芯B为扇形柱，阀芯A的外侧面与过水通道A所对应的阀体内壁相切，阀芯B的外沿与过水通道B所对应的阀体内部相切。

5.根据权利要求1所述的恒温阀，其特征在于，所述混水腔内设有混流组件，所述混流组件包括若干倾斜固定的导流片和可旋转的旋流片，所述导流片设置于旋流片的上方，所述旋流片以阀体B的轴心旋转。

6.根据权利要求5所述的恒温阀，其特征在于，所述恒温阀还设有流量传感器和温度传感器，所述流量传感器对应旋流片设置，所述温度传感器设置于恒温水出口位置，所述流量传感器和温度传感器分别与控制器电性连接。

7.根据权利要求1所述的恒温阀，其特征在于，所述连接件设有阀芯位置检测光耦，所述阀芯位置检测光耦连接控制器。

8.根据权利要求1所述的恒温阀，其特征在于，所述控制器设有控制面板，所述控制面板设有温度设定按钮及温度显示窗口。

9.根据权利要求1所述的恒温阀，其特征在于，所述过水通道A与冷水入口之间或过水通道B与第二冷水入口之间设有单向阀。

10.一种带恒温阀的热水器，所述热水器为储热式热水器，包括水箱及设置在水箱上的加热元件、温度控制元件、冷水入口和热水出口，所述热水器还包括如权利要求1-9任一项所述的恒温阀，其特征在于，所述冷水入口通过管路与恒温阀的过水通道A连通，所述热水出口通过管路与恒温阀的热水入口连通。

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