CN111946864A - 一种单向阀组件及热水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单向阀组件及热水系统，其中单向阀组件包括：四通管，所述四通管包括相互彼此连通的上接口、下接口、左接口与右接口；单向阀，所述单向阀包括阀座和阀芯，所述空腔包括上出口与下出口，所述阀座的外周上还设有与所述空腔连通的左出口与右出口；所述阀芯置于所述空腔中，所述空腔中设有密封面，所述阀芯具有第一位置与第二位置，当阀芯位于第一位置的时候，空腔的上下不通；当阀芯位于第二位置的时候，空腔上下贯通。本发明的单向阀组件一体式结构设计，满足了零冷水的功能，取代了现有的两个三通结构，使得结构更加简单紧凑，而且降低了漏水风险，降低制作成本；同时整体零件体积小巧，可大幅减少材料成本。

Description

一种单向阀组件及热水系统

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，特别是热水器中的单向阀组件以及热水系统。

背景技术

传统的热水器系统大都不具备“零冷水”功能，在每次使用完后，热水管路中会留存一部分热水，在下次使用前，该部分热水会慢慢变凉，需要将该部分凉水排尽后才能正常使用热水，不仅会造成水资源的浪费，而且会使用户操作热水器系统的过程较为繁琐。

为此，市面上出现了一种新式的能即开即热的热水器，其基本原理是在普通热水器中，增加一台水泵，利用水泵循环热水管中冷却的热水，从而触发热水器启动加热，实现管路“零冷水”的功能。此外，目前市面上还出现了配套于传统燃气热水器的热水循环装置，其也是采用如上的原理进行工作，不同在于，该热水循环装置独立于热水器外，在安装功能等方面更加灵活，能实现将原有普通热水系统改造成即开即热循环系统的目的，而不用购买价格昂贵的零冷水热水器。

目前的热水循环装置都是在最远端用水端前加装一个单向阀组件，单向阀组件连接了热水器出热水管、冷水进水管，用水终端的热水管、冷水管。目前现有的单向阀组件结构普遍比较复杂，一般是由两个三通加一个单向阀构成，两个三通之间需要用螺纹连接或者管连接，增加了材料成本和制作成本，并且有漏水隐患。另一方面，现有的热水循环装置普遍有开冷水误启动的问题，现有的解决方案是安装限流阀芯，限制水流量以防止热水器的误启动，但效果并不明显，而且会限制了用户的用水体验。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：在于提供一种单向阀组件，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种单向阀组件，包括：四通管，所述四通管包括相互彼此连通的上接口、下接口、左接口与右接口；单向阀，所述单向阀呈上下的方向置于所述四通管中，所述单向阀包括阀座和阀芯，所述阀座包括上下连通的空腔，所述空腔包括上出口与下出口，所述阀座的外周上还设有与所述空腔连通的左出口与右出口，所述左出口与右出口上下错位设置，所述上出口与所述上接口连通，所述下出口与所述下接口连通，所述左出口与所述左接口连通，所述右出口与所述右接口连通；所述阀芯置于所述空腔中，所述空腔中设有密封面，所述密封面位于所述左出口与所述右出口之间，所述阀芯具有第一位置与第二位置，当阀芯位于第一位置的时候，所述阀芯与所述密封面抵接，空腔的上下不通；当阀芯位于第二位置的时候，所述阀芯与所述密封面离开，空腔上下贯通。

本发明的有益效果是：本发明的单向阀组件一体式结构设计，满足了零冷水的功能，取代了现有的两个三通结构，使得结构更加简单紧凑，而且降低了漏水风险，降低制作成本；同时整体零件体积小巧，可大幅减少材料成本。

作为上述技术方案的进一步改进，所述单向阀还包括弹性件，所述弹性件与所述阀芯连接，所述弹性件驱使所述阀芯向第一位置运动。利用弹性件，可以实现单向阀的自动调节功能。在一些实施例中，所述的弹性件可以是压缩弹簧，又或者是可以利用磁铁实现单向阀的自动复位。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀座包括阀体与阀盖，所述阀盖套在所述阀体中，所述阀芯安装在所述阀体与阀盖之间。将阀座分拆为两个独立的阀体与阀盖，可以使得阀芯的安装更加简单方便。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀盖包括基体，所述基体中间设有空心柱，所述基体的四周设有支撑环，所述支撑环与所述空腔的内壁抵接，所述阀芯包括导杆，所述导杆穿过空心柱，所述弹性件套在所述导杆外。通过优化阀盖的结构，可以使得单向阀整体更加紧凑，而且阀芯的动作可靠性更强。

作为上述技术方案的进一步改进，所述四通管的内壁中设有限位块，所述阀座上设有与限位块匹配的限位槽。限位槽呈弧形，这样可以使得单向阀在四通管中的转动角度受限。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀座的底部设有一字槽。通过在阀座的底部设置一字槽，方便利用一字螺丝刀对阀座的安装角度进行调整。通过调整阀座的安装角度，可以对左出口的有效流通面积进行调整。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括卡簧，所述四通管的内壁中设有定位凸台与卡簧槽，所述阀座的一端与所述定位凸台抵接，所述阀座的另外一端通过卡簧固定在四通管的内壁中。安装的时候，先将单向阀套入四通管中，使得阀座的上端与定位凸台抵接，然后再将卡簧放入卡簧槽中，利用卡簧将单向阀固定在四通管中。

作为上述技术方案的进一步改进，所述左出口的内径大于所述右出口的内径。使用的时候，左出口用于通热水，而右端用于通冷水，热水端通孔面积尽可能大，目的是尽可能的不影响用户使用热水的水流量，而冷水端通孔设置较小的面积目的是为了防止冷水流量过大带动单向阀开启导致热水器误启动，因此设置较小的通道面积再加上面积可调节两种方式可更好的防止热水器误启动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀芯上套有密封圈。通过在阀芯上增加密封圈，可以提高阀芯的密封性，使得阀芯在第一位置的时候，能更有效地封堵中空腔。

一种热水系统，包括热水器、热水管路、冷水管路以及远端用水点，所述远端用水点包括热水口与冷水口，包括如上述的单向阀组件，所述上接口与冷水管路连通，所述下接口与所述热水管路连通，所述左接口与所述热水口连通，所述右接口与所述冷水口连通。

本热水系统，可以实现管路的零冷水，用户只要打开用水点，即可马上有热水使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的单向阀组件的剖视图，其中阀芯位于第一位置；

图2是本发明的单向阀组件的剖视图，其中阀芯位于第二位置；

图3是本发明的四通管的剖视图；

图4是本发明的单向阀的立体示意图；

图5是本发明的单向阀的剖视图；

图6是本发明的单向阀的爆炸视图；

图7是本发明的热水系统的原理图；

图8是本发明的单向阀组件的安装示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。同时，本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1～图6，一种单向阀组件，包括四通管100与单向阀200，所述四通管100包括相互彼此连通的上接口110、下接口120、左接口130与右接口140。四通管100整体呈“十”字型结构，而且四个接口彼此相互连通。四通管100包括纵向的第一内管与横向的第二内管。

所述单向阀200包括阀座210和阀芯220，其中阀座210整体呈圆柱状，阀座210的外径与四通管100的第一内管的内径相适配，阀座210的长度要大于四通管第二内管的内径。所述单向阀200呈上下的方向置于所述四通管100中，在第一内管的内壁上设有定位凸台160与卡簧槽170，其中定位凸台160位于第二内管的上侧，而卡簧槽170位于第二内管的下侧，定位凸台160与卡簧槽170之间的距离约等于阀座210的长度。单向阀200与四通管100在安装的时候，将单向阀200从下接口120套入第一内管中，然后一直使得阀座210的顶端抵住了定位凸台160，然后将一卡簧300套入到卡簧槽170中，利用卡簧300抵住阀座210的底端，从而实现了单向阀200与四通管100的安装。由于阀座210的外径与四通管100的第一内管的内径相适配而且阀座210的长度大于第二内管的内径，因此，在安装单向阀200后，四通管100的四个接口被单向阀200单独隔开，四个接口之间不能直接地连通。

所述阀座210包括上下连通的空腔201，所述阀芯220置于阀座210的空腔201中，而且阀芯220可以相对阀座210上下移动，所述空腔201包括上出口211与下出口212，所述阀座210的外周上还设有与所述空腔201连通的左出口213与右出口214，所述左出口213与右出口214上下错位设置，所述上出口211与所述上接口110连通，所述下出口212与所述下接口120连通，所述左出口213与所述左接口130连通，所述右出口214与所述右接口140连通；所述空腔201中设有密封面202，所述密封面202位于所述左出口213与所述右出口214之间，所述阀芯220具有第一位置与第二位置，参见图1，当阀芯220位于第一位置的时候，所述阀芯220与所述密封202面抵接，空腔201的上下不通，而由于密封面202位于左出口213与所述右出口214之间，因此，左出口213与右出口214之间也不连通，但是，由于左出口213与空腔201连通，下出口212与空腔201连通，因此，下出口212与左出口213实现了连通。同时，因为下出口212与所述下接口120连通，所述左出口213与所述左接口130连通，所以，四通管100的下接口120与左接口130通过单向阀200实现的连通。同理，因为所述上出口211与所述上接口110连通，所述右出口214与所述右接口140连通，所以四通管100的上接口110与右接口140通过单向阀200实现了连通。

参见图2当阀芯200位于第二位置的时候，所述阀芯200与所述密封面202离开，空腔201上下贯通。当阀芯200与密封面202分离后，空腔201的中间没有被隔断，空腔201的上出口211与下出口212相互连通，因此，四通管100的上接口110与下接口120通过单向阀200实现了连通。

进一步作为优选的实施方式，所述单向阀200还包括弹性件230，所述弹性件230与所述阀芯220连接，所述弹性件230驱使所述阀芯220向第一位置运动。具体的，所述的弹性件230可以是压缩弹簧。

所述阀座210包括阀体250与阀盖260，所述阀盖260套在所述阀体250中，所述阀芯220安装在所述阀体250与阀盖260之间。所述的空腔201、密封面202、下出口212、左出口213与右出口214均设置在阀体250上，而所述的上出口211设置在阀盖260上。所述阀盖260包括基体261，所述基体261中间设有空心柱262，所述基体261的四周设有支撑环263，所述支撑环263与所述空腔201的内壁抵接，所述阀芯220包括导杆221，所述导杆221穿过空心柱262，所述弹性件230套在所述导杆221外。单向阀200组装的时候，先将阀体250与阀盖260打开，然后将阀芯220放入阀体250的空腔201中，然后将弹性件230套入导杆221上，接着阀芯220的导杆221对准了空心柱262，最后将阀体250与阀盖260固定，阀体250与阀盖260的固定方式可以是粘接、螺纹连接、扣接等。由于存在弹性件230，在装配后，阀芯220收到弹性件230的驱动力，使得阀芯220始终有向下的作用力，迫使阀芯220始终抵住密封面202，利用阀芯220与密封面202的配合，隔开的空腔201。

而为了保持阀芯220始终有向第一位置运动的趋势，始终抵住密封面202，除了利用压缩弹簧之外，也可以利用磁铁。例如，在阀芯220上安装一个N极的磁铁，而在阀盖260上也安装一个N极的磁铁，利用磁铁的同性相斥的原理，使得阀芯220始终产生远离阀盖260的运动趋势。又或者在密封面202处增加一个S极的磁铁，利用磁铁的异性相吸的原理，使得阀芯220始终产生向密封面202靠近的运动趋势。

进一步作为优选的实施方式，所述四通管100的内壁中设有限位块150，所述阀座210上设有与限位块150匹配的限位槽215。所述阀座210的底部设有一字槽216。由于阀座210整体是圆柱形，当单向阀200安装到四通管100内后，单向阀200容易在四通管100内发生转动，而由于左出口213与右出口214设置在阀座210的外周上，当阀座210旋转一定角度后，容易出现左出口213与坐接口130不连通的情况。为了避免上述情况的发生，需要保证阀座210的安装位置准确。因此，通过在四通管100的内壁设置限位块150，而阀座210上设置限位槽215，具体的，限位槽215可以设置在阀盖260上，只有当限位块150对准了限位槽215后，才能实现单向阀200的安装。否则，阀座210的顶面若抵住了限位块150，卡簧300将无法安装到卡簧槽170中。

而由于右出口214的流通面积决定了四通管100的上接口110与右接口140的有效流通面积，当通过旋转阀座210，通过改变右出口214的相对位置，可以利用四通管的管壁控制右出口214的有效流通面积。从而可自由调节上接口110与右接口140之间的流量。而为了控制方便，在所述阀座210的底部设有一字槽216。通过利用一字螺丝刀从四通管的下接口120伸进去即可对阀座210的相对角度进行旋转调整。而调整角度的范围，可以通过限位块150与限位槽215之间的尺寸配合实现调整。例如，控制单向阀200的可转动角度在0°-60°之间，同时，通过设置右出口214在阀座210上的相对安装位置以及右出口的尺寸，可以实现右出口214的有效流通面积的可控变化。

进一步作为优选的实施方式，所述左出口213的内径大于所述右出口214的内径。热水端通孔面积尽可能大，目的是尽可能的不影响用户使用热水的水流量，而冷水端通孔设置较小的面积目的是为了防止冷水流量过大带动单向阀开启导致热水器误启动，因此设置较小的通道面积再加上面积可调节两种方式可更好的防止热水器误启动。

进一步作为优选的实施方式，所述阀芯220上套有密封圈222。利用密封圈222，可以提高阀芯220在第一位置时，阀芯220与密封面202之间的密封可靠性。

参见图7-图8，一种热水系统，包括热水器10、热水管路20、冷水管路30以及远端用水点40，所述远端用水点40包括热水口41与冷水口42，还包括如上述的单向阀组件，所述上接口110与冷水管路30连通，所述下接口120与所述热水管路20连通，所述左接口130与所述热水口41连通，所述右接口140与所述冷水口42连通。

工作原理

热水系统预热工作，此时远端用水点40的热水口41与冷水口42处于关闭状态，零冷水热水器中的水泵启动工作，提供动力，使热水在管路中循环，并推动单向阀组件中的弹簧，使得单向阀200处于第二位置，四通管100的上接头110与下接口120连通，而由于左接口130与右接口140对应的管路是关闭的，因此，四通管100中的水流只能在上接头110与下接口120之间流动，从而使水流形成一个完整的回路，热水器对整个管路的水进行加热。预热完成后，管路中充满热水，用户打开用水点即可享用热水。

用水时，由于四通管100内的压力均等，在弹性件230的作用下，阀芯220处于第一位置，空腔201的上下被隔断，从而四通管100的上下接口相互不连通。用户打开热水，热水可用过单向阀阀体上热水端的通孔流出(热水端的通孔对应于单向阀200上的左出口213)，用户打开冷水时，冷水可通过单向阀阀体上冷水端的通孔流出(冷水端的通孔对应于单向阀200上的右出口214)。需要注意的是，热水端的通孔面积大于冷水端的通孔，热水端与冷水端通过单向阀阀芯、弹簧、密封圈隔开，且冷水端的通孔可根据水压的不同而通过调节单向阀的角度去调整通孔的有效流道面积，以防止开启冷水时因冷水流量过大而带动热水端的水流引起的热水器误启动。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种单向阀组件，其特征在于：包括：

四通管，所述四通管包括相互彼此连通的上接口、下接口、左接口与右接口；

单向阀，所述单向阀呈上下的方向置于所述四通管中，所述单向阀包括阀座和阀芯，所述阀座包括上下连通的空腔，所述空腔包括上出口与下出口，所述阀座的外周上还设有与所述空腔连通的左出口与右出口，所述左出口与右出口上下错位设置，所述上出口与所述上接口连通，所述下出口与所述下接口连通，所述左出口与所述左接口连通，所述右出口与所述右接口连通；

所述阀芯置于所述空腔中，所述空腔中设有密封面，所述密封面位于所述左出口与所述右出口之间，所述阀芯具有第一位置与第二位置，当阀芯位于第一位置的时候，所述阀芯与所述密封面抵接，空腔的上下不通；当阀芯位于第二位置的时候，所述阀芯与所述密封面离开，空腔上下贯通。

2.根据权利要求1所述的单向阀组件，其特征在于：所述单向阀还包括弹性件，所述弹性件与所述阀芯连接，所述弹性件驱使所述阀芯向第一位置运动。

3.根据权利要求2所述的单向阀组件，其特征在于：所述阀座包括阀体与阀盖，所述阀盖套在所述阀体中，所述阀芯安装在所述阀体与阀盖之间。

4.根据权利要求3所述的单向阀组件，其特征在于：所述阀盖包括基体，所述基体中间设有空心柱，所述基体的四周设有支撑环，所述支撑环与所述空腔的内壁抵接，所述阀芯包括导杆，所述导杆穿过空心柱，所述弹性件套在所述导杆外。

5.根据权利要求1所述的单向阀组件，其特征在于：所述四通管的内壁中设有限位块，所述阀座上设有与限位块匹配的限位槽。

6.根据权利要求1所述的单向阀组件，其特征在于：所述阀座的底部设有一字槽。

7.根据权利要求1所述的单向阀组件，其特征在于：还包括卡簧，所述四通管的内壁中设有定位凸台与卡簧槽，所述阀座的一端与所述定位凸台抵接，所述阀座的另外一端通过卡簧固定在四通管的内壁中。

8.根据权利要求1所述的单向阀组件，其特征在于：所述左出口的内径大于所述右出口的内径。

9.根据权利要求1所述的单向阀组件，其特征在于：所述阀芯上套有密封圈。

10.一种热水系统，包括热水器、热水管路、冷水管路以及远端用水点，所述远端用水点包括热水口与冷水口，其特征在于：包括如上述权利要求1-9任意一项所述的单向阀组件，所述上接口与冷水管路连通，所述下接口与所述热水管路连通，所述左接口与所述热水口连通，所述右接口与所述冷水口连通。

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