CN112228592B - 单向阀及包含其的燃气热水器系统 - Google Patents

单向阀及包含其的燃气热水器系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单向阀及包含其的燃气热水器系统，该单向阀包括：壳体以及设于壳体内的阀塞、联动机构、阻力构件；壳体具有第一流体出口和第二流体出口；阀塞设于第一流体出口和第二流体出口之间并用于开闭第一流体出口和第二流体出口之间的主流道；阻力构件设置于第二流体出口；联动机构分别连接阀塞和阻力构件，其中，联动机构设置成：在阀塞打开主流道时，带动阻力构件从第一位置切换到第二位置。该单向阀避免单向阀的第二流体出口出水时，出水的阻力过小。使用该单向阀的燃气热水器系统，可以避免由于用水端的冷水接口阻力小于热水接口的阻力，从而导致热水器意外启动。

Description

单向阀及包含其的燃气热水器系统
技术领域
本发明涉及热水器领域，特别涉及一种单向阀及包含其的燃气热水器系统。
背景技术
带有零冷水功能的热水器(无回水管循环热水器)及其水路系统的工作原理是：当用户不处于用热水过程中，热水器检测到管道内的水温低于设定温度时便启动热水器中自带的循环水泵，水泵运转后将使管道中的水流入热水器中进行加热，直到管道中的水被加热到指定温度后水泵停止运行，热水器也停止工作。
没有安装回水管路的家庭，目前燃气热水器在安装时会找到家庭中水路最远端的水龙头，在此水龙头下面将热水管路与冷水管路进行接通，为了防止使用热水时冷水倒灌进热水管路中，一般会在此处安装一个单向阀。具体如图1所示。这种连接方式在部分家庭中都是有效的。但这需要满足一个条件，那就是：热水管路到达最后一个水龙头的水阻Z1要大于冷水管路到达最后一个水龙头的水阻Z2。而现在出现了不少家庭中热水管路接到最后一个水龙头的水阻Z1比冷水管接到最后一个水龙头的水阻Z2比要小。这种情况下，在最后一个水龙头处，用户开启冷水时水流就会有一部分从冷水水路流过来，另一部分从热水水路流过来。甚至所有的水流都是从热水水路流过来。这将会使热水器启动，用户在想用冷水的情况下竟然出的是热水，给用户造成极大的困扰。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在用户单独使用冷水时会导致热水器启动的缺陷，提供一种单向阀及包含其的燃气热水器系统。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种单向阀，其包括：壳体以及设于所述壳体内的阀塞、联动机构、阻力构件；
所述壳体具有第一流体出口和第二流体出口；
所述阀塞设于所述第一流体出口和所述第二流体出口之间并用于开闭所述第一流体出口和所述第二流体出口之间的主流道；
所述阻力构件设置于所述第二流体出口；
所述联动机构分别连接所述阀塞和所述阻力构件，其中，所述联动机构设置成：在所述阀塞打开所述第一流体出口和所述第二流体出口之间的主流道时，带动所述阻力构件从第一位置切换到第二位置，所述阻力构件在所述第二位置时对所述第二流体出口处施加的流体阻力大于所述阻力构件在所述第一位置时对所述第二流体出口处施加的流体阻力。
优选地，所述阻力构件为片状物，在所述第一位置，所述片状物的平面平行于所述第二流体出口的流体流动方向，在所述第二位置，所述片状物的平面垂直或倾斜于所述第二流体出口的流体流动方向。
优选地，所述阻力构件设置为可绕一枢转轴可旋转以在所述第一位置和所述第二位置之间切换。
优选地，所述单向阀还包括第一弹性件，所述第一弹性件设于所述壳体内并用于在使得所述阀塞闭合所述主流道的方向上偏压所述阀塞。
优选地，所述单向阀还包括第二弹性件，所述第二弹性件设于所述壳体内并用于在使得所述阻力构件从所述第二位置朝向所述第一位置运动的方向上偏压所述阻力构件。
优选地，所述阀塞为翻盖，所述翻盖绕一枢转轴旋转以开闭所述主流道。
优选地，所述联动机构包括多个相互枢转连接的连杆。
优选地，所述联动机构包括钩部和连接杆；
所述钩部固定于所述翻盖的朝向所述第二流体出口的一侧面，所述连接杆的一端被所述钩部勾住，所述连接杆的另一端可枢转地连接于所述阻力构件。
优选地，所述壳体还具有流体入口和第三流体出口，所述流体入口和第一流体出口设于所述阀塞的流体入口侧，所述第二流体出口和所述第三流体出口设于所述阀塞的流体出口侧。
优选地，所述单向阀用于燃气热水器系统，所述第一流体出口连接于所述燃气热水器系统的用水端的热水接口，所述第二流体出口连接于所述燃气热水器系统的用水端的冷水接口。
一种燃气热水器系统，其包括如上所述的单向阀、燃气热水器以及用水端；
所述壳体还具有流体入口和第三流体出口；
所述流体入口连接于所述燃气热水器的热水接口，所述第一流体出口连接于所述用水端的热水接口，所述第二流体出口连接于所述用水端的冷水接口，所述第三流体出口连接于所述燃气热水器的冷水进口。
本发明的积极进步效果在于：该单向阀通过阀塞带动阻力构件从第一位置切换到第二位置，从而使得第二流体出口处的流体阻力增大，避免单向阀的第二流体出口出水时，出水的阻力过小。使用该单向阀的燃气热水器系统，可以避免由于用水端的冷水接口阻力小于热水接口的阻力，从而导致热水器意外启动。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的燃气热水器系统的结构示意图。
图2为根据本发明的一个实施例的单向阀的立体结构示意图。
图3为根据本发明的一个实施例的单向阀的截面结构示意图，其中，单向阀处于第一状态。
图4为根据本发明的一个实施例的单向阀的另一截面结构示意图。
图5为根据本发明的一个实施例的单向阀的又一截面结构示意图，其中图5的截面与图4的截面垂直。
图6为根据本发明的一个实施例的单向阀的截面结构示意图，其中，单向阀处于第二状态。
图7为根据本发明的一个实施例的翻盖的正视结构示意图。
图8为根据本发明的一个实施例的翻盖的侧视结构示意图。
附图标记说明：
燃气热水器系统 100
燃气热水器 110
用水端 120
冷水供应端 130
单向阀 140
壳体 141
第一流体出口 151
第二流体出口 152
第三流体出口 153
流体入口 154
主流道 155
阀塞 161
第一弹性件 171
第二弹性件 172
阻力构件 181
联动机构 191
钩部 193
连接杆 194
具体实施方式
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1所示，燃气热水器系统100包括燃气热水器110、用水端120、单向阀140以及冷水供应端130。
用水端120一般为水龙头的形式，用水端120具有冷水接口和热水接口。
冷水供应端130用于供应冷水，这里的冷水指的是未经过燃气热水器110加热过的冷水，而不是指其温度必须低于某一特定值。冷水供应端130一般为市政供水系统。
本文中的“连接”包含通过管路进行的液体连通。
单向阀140设置于连接燃气热水器系统100中的离燃气热水器110最远端的用水端120的冷水接口和热水接口的管道中。单向阀140使得管道中的流体只能单向流通。
如图2-8所示，该单向阀140包括：壳体141以及设于壳体141内的阀塞161、联动机构191、阻力构件181。
壳体141具有流体入口154、第一流体出口151、第二流体出口152、第三流体出口153以及内部的主流道155。流体入口154和第一流体出口151设于阀塞161的流体入口154侧，第二流体出口152和第三流体出口153设于阀塞161的流体出口侧。
流体入口154连接于燃气热水器110的热水出口，第一流体出口151连接于用水端120的热水接口，第二流体出口152连接于用水端120的冷水接口，第三流体出口153连接于燃气热水器110的冷水进口。
阀塞161设于第一流体出口151和第二流体出口152之间并用于开闭第一流体出口151和第二流体出口152之间的主流道155。
在本实施例中，阀塞161为翻盖，翻盖绕一枢转轴旋转以开闭主流道155。但是本发明并不局限于此，本领域的技术人员也可以根据需要将阀塞161设置成其他形式，只要其能实现单向导通的功能。
单向阀140还包括第一弹性件171，第一弹性件171设于壳体141内并用于在使得阀塞161闭合主流道155的方向上偏压阀塞161，即在图3中的顺时针方向上偏压阀塞161，使得翻盖闭合主流道155。在本实施例中，第一弹性件171为套设于翻盖的枢转轴的弹簧。但是本发明并不局限于此，本领域的技术人员也可以根据需要选择其他结构作为第一弹性件171。
阻力构件181设置于第二流体出口152。阻力构件181用于为第二流体出口152的流体提供阻力。
阻力构件181为片状物，并设置为可绕一枢转轴可旋转以在第一位置和第二位置之间切换。在第一位置，片状物的平面平行于第二流体出口152的流体流动方向X，在第二位置，片状物的平面垂直或倾斜于第二流体出口152的流体流动方向X。在图3-5中，阻力构件181均位于第一位置，在图6中，阻力构件181位于第二位置。
图3-5中，单向阀140处于第一状态，在第一状态下，单向阀140的主流道155闭合，在图6中，单向阀140处于第二状态，在第二状态下，单向阀140的主流道155导通。
在本实施例中，阻力构件181为长方形的片状物。但是本发明并不局限于此，本领域的技术人员也可以根据需要设置阻力构件181的形状和结构，例如将其设置为圆形片、椭圆形片、菱形片等。
片状物在平行于流体流动方向X与垂直或倾斜于流体流动方向X时对于流体的阻力是不同的。片状物在其平面垂直或倾斜于流体流动方向X时对于流体的阻力大于片状物在其平面平行于流体流动方向X时对于流体的阻力。片状物对于流体的阻力在该片状物的平面垂直于流体流动方向X时最大，在该片状物的平面平行于流体流动方向X时最小。
阻力构件181一般选取平板状的片状物，但是也可以选取具有一定曲面或弧度的片状物，当片状物具有一定曲面或弧度时，片状物的平面指的是与该片状物的中轴线垂直或大致垂直的平面，而不是指阻力构件181必须为平板状。
单向阀140还包括第二弹性件172，第二弹性件172设于壳体141内并用于在使得阻力构件181从第二位置朝向第一位置运动的方向上偏压阻力构件181。该第二弹性件172给予阻力构件181一个附加的回复力，使阻力构件181在未受到外力的情况下，回到第一位置。
如图4所示，联动机构191分别连接阀塞161和阻力构件181，其中，联动机构191设置成：在阀塞161打开第一流体出口151和第二流体出口152之间的主流道155时，带动阻力构件181从第一位置切换到第二位置。
联动机构191包括钩部193和连接杆194。
钩部193固定于翻盖的朝向第二流体出口152的一侧面，连接杆194的一端被钩部193勾住，连接杆194的另一端可枢转地连接于阻力构件181。连接杆194的一端设置有孔或环，以便被钩部193勾住。阻力构件181的一个侧边可枢转地连接于壳体141的内侧壁，连接杆194的另一端可枢转地连接于阻力构件181的另一个相对的侧边，这样形成最大力矩，以便用最小的力使得阻力构件181枢转。
如图3和6所示，当翻盖绕着其枢转轴逆时针旋转时，钩部193带动连接杆194向图中的左侧运动，连接杆194带动阻力构件181克服第二弹性件172的回复力绕着其枢转轴顺时针旋转，从而从第一位置切换到第二位置。当翻盖绕着其枢转轴顺时针旋转以重新闭合主流道155时，钩部193不再给连接杆194施力，阻力构件181在第二弹性件172的回复力的作用下绕着其枢转轴逆时针旋转，从而从第二位置切换回第一位置。
如图7-8所示，联动机构191设有两个钩部193，两个钩部193分别设置于翻盖的枢转轴的两侧。于此相对地，也设置有两个连接杆194，如图5所示。设置两个钩部193和两个连接杆194更有利于受力平衡，方便力的有效传递。
在其他实施例中，联动机构191还可以由多个相互枢转连接的连杆构成。通过多个连杆的相互作用，使得翻板翻转时，阻力构件181也跟随枢转。
但是，相比多个连杆构成的联动机构191，采用钩部193和连接杆194的联动机构191更易于各个零件之间的装配。
以下，简要描述该单向阀140以及燃气热水器系统100的工作方式。
该燃气热水器系统100在启用热水循环时，热水从燃气热水器110的热水出口流出并经由单向阀140所在的管道从燃气热水器110的冷水进口循环回到燃气热水器110中，从而使得用户在打开用水端120时就可以马上使用到热水。单向阀140的阀塞161打开，使得流体经由主流道155从流体入口154流出到流体出口。
该燃气热水器系统100在未启用热水循环时，在需要单独使用冷水的情况下，存在热水端(从冷水供应端经由燃气热水器到出水口的总体管路)的阻力比冷水端(从冷水供应端到出水口的总体管路)的阻力小的情况，此时，单向阀140中的流体从流体入口154进入，由于第二流体出口152打开，阀塞161的进水侧压强大于出水侧压强，导致阀塞161开启，阀塞161通过联动机构191带动阻力机构翻转，使得第二流体出口152处的阻力变大，即，使得热水端的阻力变大，使得冷水供应端130中更多的水不经过燃气热水器110而是从第三流体出口153流入并从第二流体出口152流出，而更少的水经过燃气热水器110并从燃气热水器110的热水出口流出到单向阀140的流体入口154，进而从第二流体出口152流出，避免燃气热水器110被启动，此时，用水端的冷水出口中流出的均是冷水。
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作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单向阀，其特征在于，其包括：壳体以及设于所述壳体内的阀塞、联动机构、阻力构件；
所述壳体具有第一流体出口和第二流体出口；
所述阀塞设于所述第一流体出口和所述第二流体出口之间并用于开闭所述第一流体出口和所述第二流体出口之间的主流道；
所述阻力构件设置于所述第二流体出口；
所述联动机构分别连接于所述阀塞和所述阻力构件，其中，所述联动机构设置成：在所述阀塞打开所述主流道时，带动所述阻力构件从第一位置切换到第二位置，其中，所述阻力构件构成为：在所述第二位置时对所述第二流体出口处施加的流体阻力大于所述阻力构件在所述第一位置时对所述第二流体出口处施加的流体阻力；
所述阻力构件为片状物，在所述第一位置，所述片状物的平面平行于所述第二流体出口的流体流动方向，在所述第二位置，所述片状物的平面垂直或倾斜于所述第二流体出口的流体流动方向。
2.如权利要求1所述的单向阀，其特征在于，所述阻力构件设置为可绕一枢转轴可旋转以在所述第一位置和所述第二位置之间切换。
3.如权利要求1所述的单向阀，其特征在于，所述单向阀还包括第一弹性件，所述第一弹性件设于所述壳体内并用于在使得所述阀塞闭合所述主流道的方向上偏压所述阀塞。
4.如权利要求1所述的单向阀，其特征在于，所述单向阀还包括第二弹性件，所述第二弹性件设于所述壳体内并用于在使得所述阻力构件从所述第二位置朝向所述第一位置运动的方向上偏压所述阻力构件。
5.如权利要求1所述的单向阀，其特征在于，所述阀塞为翻盖，所述阀塞绕一枢转轴旋转以开闭所述主流道。
6.如权利要求1所述的单向阀，其特征在于，所述联动机构包括多个相互枢转连接的连杆。
7.如权利要求5所述的单向阀，其特征在于，所述联动机构包括钩部和连接杆；
所述钩部固定于所述阀塞的朝向所述第二流体出口的一侧面，所述连接杆的一端被所述钩部勾住，所述连接杆的另一端可枢转地连接于所述阻力构件。
8.如权利要求1所述的单向阀，其特征在于，所述壳体还具有流体入口和第三流体出口，所述流体入口和第一流体出口设于所述阀塞的流体入口侧，所述第二流体出口和所述第三流体出口设于所述阀塞的流体出口侧。
9.如权利要求1-8中任一项所述的单向阀，其特征在于，所述单向阀用于燃气热水器系统，所述第一流体出口连接于所述燃气热水器系统的用水端的热水接口，所述第二流体出口连接于所述燃气热水器系统的用水端的冷水接口。
10.一种燃气热水器系统，其特征在于，其包括如权利要求1-9中任一项所述的单向阀、燃气热水器以及用水端；
所述壳体还具有流体入口和第三流体出口；
所述流体入口连接于所述燃气热水器的热水接口，所述第一流体出口连接于所述用水端的热水接口，所述第二流体出口连接于所述用水端的冷水接口，所述第三流体出口连接于所述燃气热水器的冷水进口。
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