CN111609320A - 切换阀、循环增压热水器及热水器循环增压系统 - Google Patents

切换阀、循环增压热水器及热水器循环增压系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种切换阀、循环增压热水器及热水器循环增压系统，该切换阀包括壳体，壳体具有第一流体入口、第二流体入口和流体出口，壳体内部还设有导流通道，导流通道从第一流体入口延伸至流体出口；切换阀还包括活动栓，活动栓设置于壳体内，并能在第一位置和第二位置之间往复运动；在第一位置，活动栓堵塞第一流体入口和导流通道的流体进口，在第二位置，活动栓堵塞第二流体入口；活动栓能够在第一流体从第一流体入口朝向流体出口流动时，从第一位置朝向第二位置运动。该切换阀通过在外壳内部设置活动栓，当第一流体从第一流体入口朝向流体出口流动时，自动封闭第二流体入口，并开启导流通道来实现切换效果。

Description

切换阀、循环增压热水器及热水器循环增压系统
技术领域
本发明涉及热水器领域，特别涉及一种切换阀、循环增压热水器及热水器循环增压系统。
背景技术
如图1所示，现有技术中的无回水管循环热水器其主要功能是利用循环泵11’将管路中的冷水(回水)抽回到热水器12’进行加热，使用户一开水就是热水。当利用其循环泵11’对水流进行增压时因为有循环回路的影响导致增压效果不明显。当用水端13’打开热水时，冷水进入热水器12’，此时循环泵11’打开，由于有回水路，一部分热水被抽回到热水器12’，导致增压效果不明显，用水端13’出的热水增加不多，同时由于部分热水抽回热水器12’导致进水的温度变高，影响热水器的温度控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种切换阀、循环增压热水器及热水器循环增压系统。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种切换阀，其包括：
壳体，所述壳体具有第一流体入口、第二流体入口和流体出口，所述壳体内部还设有导流通道，所述导流通道从所述第一流体入口延伸至所述流体出口；以及
活动栓，所述活动栓设置于所述壳体内，并能够在第一位置和第二位置之间往复运动；
其中，在所述第一位置，所述活动栓堵塞所述第一流体入口和所述导流通道的流体进口，在所述第二位置，所述活动栓堵塞所述第二流体入口；
所述活动栓能够在第一流体从所述第一流体入口朝向所述流体出口流动时，从所述第一位置朝向所述第二位置运动。
在本方案中，切换阀通过设置导流通道和活动栓，来实现第一流体自第一流体入口向流体出口的导流，并且可在导流过程中通过活动栓的移动自动封闭第二流体入口，关闭回水路径，因此实现导流的同时还起到增压作用。
优选地，所述切换阀用于循环增压热水器，所述第一流体入口用于连接所述循环增压热水器的冷水口，所述第二流体入口用于连接所述循环增压热水器的回水口，所述流体出口用于连接所述循环增压热水器的加热部件的进水口。切换阀用于循环增压热水器，即通过其对第二流体入口的阻挡作用，起到切换热水器的循环方式的作用。
优选地，所述活动栓包括第一遮挡部和第二遮挡部，所述第一遮挡部用于堵塞所述第一流体入口的开口处，所述第二遮挡部用于堵塞所述第二流体入口，所述第二遮挡部的延伸方向沿所述第二流体入口的开口表面方向。
在本方案中，第一遮挡部和第二遮挡部均位于活动栓上，从而实现使活动栓在移动的过程中，对第一流体入口进行开启的同时，对第二流体入口进行关闭，达到同时控制两个流体入口的效果，并且第二遮挡部的延伸方向沿第二流体入口的开口表面方向设置，以起到更好的封闭效果。
优选地，所述活动栓为套筒结构，所述套筒结构的筒底部分形成所述第一遮挡部，所述套筒结构的部分环形侧壁形成所述第二遮挡部。
优选地，所述第二流体入口和所述导流通道的流体进口分别形成于所述外壳的不同位置处，所述套筒结构的部分环形侧壁形成所述第二遮挡部，所述套筒结构的另一部分环形侧壁形成所述导流通道的入口遮挡部。
在本方案中，活动栓的部分侧壁形成导流通道的入口遮挡部，和第一遮挡部以及第二遮挡部共同配合，实现在第一流体入口开启的同时开启导流通道，达到冷水循环的目的。
优选地，所述壳体的内部具有导向壁，所述导向壁的延伸方向为所述第二流体入口的开口面延伸方向，所述活动栓抵靠于所述导向壁并沿所述导向壁的延伸方向进行移动。导向臂的设置保证了活动栓的移动方向，控制其不会产生偏向移动而影响堵塞或开启效果。
优选地，所述切换阀还包括设置于所述壳体内壁的限位部，所述限位部的远离所述第一流体入口的一端设置有限位槽，当所述第二遮挡部完全堵塞所述第二流体入口时，所述活动栓卡设于所述限位槽内。
在本方案中，限位部的设置是为了使活动栓移动到第二遮挡部能够完全堵塞主第二流体入口的位置后限制其移动，使其位置保持不变。
优选地，所述活动栓的材料密度大于所述第一流体的密度。
在本方案中，活动栓的材料密度需要大于第一流体的密度，这样能够在初始状态下堵塞第一流体入口时不会发生移动，当第一流体推动活动栓向上运动时，导流通道连通。
一种循环增压热水器，其包括如上所述的切换阀。
优选地，所述循环增压热水器还包括：相互连通的加热部件和循环泵，所述切换阀设置于所述加热部件的上游，所述流体出口连接于所述加热部件的进水口，所述第一流体入口连接于所述循环增压热水器的冷水口，所述第二流体入口连接于所述循环增压热水器的回水口。
一种热水器循环增压系统，其包括如上所述的循环增压热水器。
优选地，所述热水器循环增压系统还包括用水端以及冷水供应口；
所述用水端具有冷水接口和热水接口；
所述热水循环增压系统具有热水循环线路，所述循环增压热水器设于所述热水循环线路中；
所述冷水接口连接于冷水供应口，所述热水接口连接于所述热水循环线路。
本发明的积极进步效果在于：该切换阀通过在外壳内部设置活动栓结构，实现对第一流体入口和第二流体入口的开启或关闭，通过当第一流体从第一流体入口朝向流体出口流动时，自动封闭第二流体入口，并且开启导流通道来实现切换效果，其也可以用作循环增压热水器的切换阀，在用水端出水时，关闭回水路径，从而避免回水路径的热水被抽回热水器。具有该切换阀的循环增压热水器及热水器循环增压系统具有上述相同效果。
附图说明
图1为现有技术的热水器循环增压系统的结构示意图。
图2为根据本发明的一个实施例的热水器循环增压系统的结构示意图。
图3为根据本发明的一个实施例的切换阀的立体结构示意图。
图4为根据本发明的一个实施例的切换阀的剖面结构示意图。
图5为根据本发明的一个实施例的切换阀处于第一状态时的剖面结构示意图。
图6为根据本发明的一个实施例的切换阀处于第二状态时的剖面结构示意图。
附图标记说明：
循环泵11’
热水器12’
用水端13’
热水器循环增压系统100
热水循环线路101
冷水供应口102
用水端103
冷水接口105
热水接口106
循环增压热水器110
加热部件111
循环泵112
热水口113
回水口114
冷水口115
出水温度传感器116
进水温度传感器117
回水流量传感器118
进水流量传感器119
切换阀200
壳体210
第一流体入口211
第二流体入口212
流体出口213
导流通道220
活动栓221
第一遮挡部222
第二遮挡部223
导向臂224
限位槽225
具体实施方式
下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
下面结合附图，通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
如图2所示，热水器循环增压系统100包括循环增压热水器110、用水端103以及冷水供应口102。
用水端103一般为水龙头的形式，用水端103具有冷水接口105和热水接口106。
冷水供应口102用于供应冷水(下述的第一流体)，这里的冷水指的是未经过循环增压热水器110加热过的冷水，而不是指其温度必须低于某一特定值。
热水循环增压系统具有热水循环线路101，依次连接的循环增压热水器110的热水口113、加热部件111、循环泵112、切换阀200、回水口114、循环增压热水器110的热水口113形成热水循环线路101。
冷水接口105连接于冷水供应口102，热水接口106连接于热水循环线路101。
本文中的连接包含通过管路进行的液体连通。
循环增压热水器110包括：相互连通的加热部件111和循环泵112以及切换阀200。
在本实施例中，循环泵112位于加热部件111的上游，但是可选择地，循环泵112也可以位于加热部件111的下游。
加热部件111可以是与燃气热水器中的烟气进行换热的换热器，也可以是其他可对流经其的流体进行加热的加热部件111。
循环泵112在用水端103不使用热水时使得热水循环线路101中的流体循环流动，在用水端103使用热水时，使得从用水端103输出的热水增压。
切换阀200设置于加热部件111的上游，在本实施例中，由于循环泵112设于加热部件111的上游，因此，切换阀200设于循环泵112的上游。
切换阀200用于在用水端103不使用热水时，连通热水循环线路101，而在用水端103使用热水时，闭合热水循环线路101。
具体地，切换阀200为三通阀，具有第一流体入口211、第二流体入口212和流体出口213。流体出口213连接于加热部件111的进水口，第一流体入口211连接于循环增压热水器110的冷水口115，第二流体出口213连接于循环增压热水器110的回水口114。
在用水端103不使用热水时，切换阀200的第一流体入口211堵塞，第二流体入口212和流体出口213相互连通，在循环泵112的作用下，第二流体在热水循环线路101中循环流动，流体不断流经加热部件111，从而被保温。
在用水端103使用热水时，切换阀200自动封闭第二流体入口212，实现第一流体入口211和流体出口213之间的连通，从冷水供应口102进入的冷水经由第一流体入口211、循环泵112进入加热部件111中被加热，然后被供应到用水端103。
这样避免了回水路径(热水循环线路101)的热水被抽回热水器，导致热水器控温不准以及增压困难。
循环增压热水器110中还设置有出水温度传感器116、进水温度传感器117、回水流量传感器118和进水流量传感器119，用于检测循环增压热水器110中的进水和出水的温度以及流量。
以下根据图3-6详细描述切换阀200的结构。
如图3-4所示，切换阀200包括：壳体210，该壳体210具有第一流体入口211、第二流体入口212和流体出口213，壳体210内部还设有导流通道220，导流通道220从第一流体入口211延伸至流体出口213；以及活动栓221，该活动栓221设置于壳体210内，并能够在第一位置和第二位置之间往复运动。
在第一位置，活动栓221堵塞第一流体入口211和导流通道220的流体进口，在第二位置，活动栓221堵塞第二流体入口212；活动栓221能够在第一流体从第一流体入口211朝向流体出口213流动时，从第一位置朝向第二位置运动。
切换阀200通过设置导流通道220和活动栓221，来实现第一流体从第一流体入口211向流体出口213的导流，并且可在导流过程中通过活动栓221的移动自动封闭第二流体入口212，关闭回水路径，从而起到增压作用。
在本实施例中，导流通道220设置为自壳体210的内侧壁的靠近第一流体入口211的位置延伸至靠近流体出口213的内侧壁的分支管道，从而实现导流作用。
活动栓221包括第一遮挡部222和第二遮挡部223，第一遮挡部222用于堵塞第一流体入口211的开口处，第二遮挡部223用于堵塞第二流体入口212，第二遮挡部223的延伸方向沿第二流体入口212的开口表面方向。第一遮挡部222和第二遮挡部223均位于活动栓221上，从而实现使活动栓221在移动的过程中，对第一流体入口211进行开启的过程中，同时对第二流体入口212进行关闭，达到同时控制两个流体入口的效果。
在本实施例中，活动栓221为套筒结构，套筒结构的筒底部分形成第一遮挡部222，套筒结构的部分环形侧壁形成第二遮挡部223。并且，套筒结构的另一部分环形侧壁形成导流通道220的入口遮挡部。通过上述设置，活动栓221能够同时控制两个开口同时进行开启或关闭，以实现在第一流体入口211开启的同时开启导流通道220，实现冷水循环加热的目的。
但是本发明并不局限于此，活动栓221也可以为其他结构，例如实心圆柱体，或其他异形结构，只要其能实现对第一流体入口和第二流体入口的分别堵塞。
在本实施例中，壳体210的内部具有导向壁，导向壁的延伸方向为第二流体入口212的开口面延伸方向，活动栓221抵靠于导向壁并沿导向壁的延伸方向进行移动。
切换阀200还包括设置于壳体210内壁的限位部，限位部的远离第一流体入口211的一端设置有限位槽225，当第二遮挡部223完全堵塞第二流体入口212时，活动栓221卡设于限位槽225内。在本实施例中，限位部设置为卡槽形状，用以固定活动栓221的顶部边缘。在其他实施例中，也可设置其他的限位或固定方式，如限位件和限位通槽配合等。
在本实施例中，活动栓221的材料密度大于第一流体的密度，在初始状态下，由于重力大于浮力，活动栓盖设于第一流体入口211的表面而不会发生移动，当用水端使用热水时，管道内液压下降，第一流体推动活动栓221向上运动时，导流通道220连通。
应当理解的是，活动栓对于第一流体入口和第二流体入口的堵塞可以不需要达到液密性的密封的程度，仅需要能基本上或大部分地堵住第一流体入口和第二流体入口的程度即可，这并不影响本切换阀的使用。当然，可选择地，活动栓对于第一流体入口和第二流体入口的堵塞也可以是液密的。
以下简要描述切换阀200的工作方式。
图5示意了切换阀200的第一状态，在第一状态中，切换阀200的第一流体入口211通过活动栓221进行堵塞，第二流体入口212和流体出口213相互连通。
当活动栓221在第一流体的推动下朝向第二流体入口212运动，并运动至活动栓221卡设于限位部时，切换阀200进入第二状态，如图6所示。在第二状态中，第一流体入口211和流体出口213连通，第二流体入口212封闭。
在用水端103不使用热水时，冷水(第一流体)无法进入，第二流体从切换阀200中的第二流体入口212流入并从切换阀200中的流出出口流出，并在热水循环线路101中循环。
在用水端103使用热水时，由于管道内液压下降，冷水(第一流体)从第一流体入口211流入，推动活动栓221朝向第二流体入口212运动，直到活动栓221的原理第一流体入口211的一端卡设于限位部内，并且堵塞了第二流体入口212，此时，第一流体从第一流体入口211流入导流通道220并进一步从流体出口213流出，流经加热部件111被加热后供应到用水端103。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种切换阀，其特征在于，其包括：
壳体，所述壳体具有第一流体入口、第二流体入口和流体出口，所述壳体内部还设有导流通道，所述导流通道从所述第一流体入口延伸至所述流体出口；以及
活动栓，所述活动栓设置于所述壳体内，并能够在第一位置和第二位置之间往复运动；
其中，在所述第一位置，所述活动栓堵塞所述第一流体入口和所述导流通道的流体进口，在所述第二位置，所述活动栓堵塞所述第二流体入口；
所述活动栓能够在第一流体从所述第一流体入口朝向所述流体出口流动时，从所述第一位置朝向所述第二位置运动。
2.如权利要求1所述的切换阀，其特征在于，所述切换阀用于循环增压热水器，所述第一流体入口用于连接所述循环增压热水器的冷水口，所述第二流体入口用于连接所述循环增压热水器的回水口，所述流体出口用于连接所述循环增压热水器的加热部件的进水口。
3.如权利要求1所述的切换阀，其特征在于，所述活动栓包括第一遮挡部和第二遮挡部，所述第一遮挡部用于堵塞所述第一流体入口，所述第二遮挡部用于堵塞所述第二流体入口，所述第二遮挡部的延伸方向沿所述第二流体入口的开口表面方向。
4.如权利要求3所述的切换阀，其特征在于，所述活动栓为套筒结构，所述套筒结构的筒底部分形成所述第一遮挡部，所述套筒结构的部分环形侧壁形成所述第二遮挡部。
5.如权利要求4所述的切换阀，其特征在于，所述第二流体入口和所述导流通道的流体进口分别形成于所述壳体的不同位置处，所述套筒结构的部分环形侧壁形成所述第二遮挡部，所述套筒结构的另一部分环形侧壁形成所述导流通道的入口遮挡部。
6.如权利要求1所述的切换阀，其特征在于，所述壳体的内部具有导向壁，所述导向壁的延伸方向为所述第二流体入口的开口面延伸方向，所述活动栓抵靠于所述导向壁并沿所述导向壁的延伸方向进行移动。
7.如权利要求3所述的切换阀，其特征在于，所述切换阀还包括设置于所述壳体内壁的限位部，所述限位部的远离所述第一流体入口的一端设置有限位槽，当所述第二遮挡部完全堵塞所述第二流体入口时，所述活动栓卡设于所述限位槽内。
8.如权利要求1所述的切换阀，其特征在于，所述活动栓的材料密度大于所述第一流体的密度。
9.一种循环增压热水器，其特征在于，其包括如权利要求1-8中的任一项所述的切换阀。
10.如权利要求9所述的循环增压热水器，其特征在于，所述循环增压热水器还包括：相互连通的加热部件和循环泵，所述切换阀设置于所述加热部件的上游，所述流体出口连接于所述加热部件的进水口，所述第一流体入口连接于所述循环增压热水器的冷水口，所述第二流体入口连接于所述循环增压热水器的回水口。
11.一种热水器循环增压系统，其特征在于，其包括如权利要求9或10所述的循环增压热水器。
12.如权利要求11所述的热水器循环增压系统，其特征在于，所述热水器循环增压系统还包括用水端以及冷水供应口；
所述用水端具有冷水接口和热水接口；
所述热水循环增压系统具有热水循环线路，所述循环增压热水器设于所述热水循环线路中；
所述冷水接口连接于冷水供应口，所述热水接口连接于所述热水循环线路。
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