CN114017514A - 一种防爆式防冻水龙头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防爆式防冻水龙头，涉及防冻水龙头领域，其技术方案要点是一种防爆式防冻水龙头，包括管体和阀体，管体内设置有控制阀体开关的阀杆；阀杆内设置有连通管体底部与龙头体的排水通道；管体内设置有能够由上而下挤压管体内的水使其通过排水通道进入龙头体的挤压机构；挤压机构包括套设在阀杆上与管体内壁受浮力作用沿竖直方向位移在的浮环、设置在浮力环上方能跟随浮力环位移形变的中空弹性气圈、与浮力环联动控制介质进出中空弹性气圈内部的排气进水组件（302）以及设置在管体底部能使中空弹性气圈内的水排出的排水组件，技术效果是，够在防冻水龙头停止使用时将管体内的水从上方排出避免管体内水结冰膨胀使管体爆裂。

Description

一种防爆式防冻水龙头

技术领域

本发明涉及防冻水龙头领域，特别涉及一种防爆式防冻水龙头。

背景技术

防冻水龙头是一种用于室外环境较为寒冷的水龙头，主要包括龙头体100、管体101、预埋在底土层受温度影响的进水管102以及设置在管体101下端控制进出水的阀体103。

该类防冻水龙头使用时，通过龙头体上的手柄控制阀体打开就能使水龙头出水，但是在闭合时，管体101内还会存留一部分的水，为了不影响防冻水龙头的正常使用，需要将该部分水处理掉。

现有的处理方法是通过在阀体上侧设置出水口106，在阀体闭合时将管体内的水通过出水口106排离管体，排放到底土层内。

但是管体的排水速度与底土层水的渗透率有关，在渗透性较差，以及管体外环境温度较低的情况下，管体排水速度缓慢导致管体内的水易于出现凝固结冰的现象，由于水凝结成并导致体积膨胀，从而挤压管体内壁，使管体发生爆裂的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种防爆式防冻水龙头，其能够在防冻水龙头停止使用时将管体内的水从上方排出避免管体内水结冰膨胀使管体爆裂的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种防爆式防冻水龙头，包括管体和阀体，管体内设置有控制阀体开关的阀杆；阀杆内设置有连通管体底部与龙头体的排水通道；所述管体内设置有能够由上而下挤压管体内的水使其通过排水通道进入龙头体的挤压机构；挤压机构包括套设在阀杆上与管体内壁受浮力作用沿竖直方向位移在的浮力环、设置在浮力环上方能跟随浮力环位移形变的中空弹性气圈、与浮力环联动控制介质进出中空弹性气圈内部的排气进水组件以及设置在管体底部能使中空弹性气圈内的水排出的排水组件；中空弹性气圈一端与管道顶部连接，另一端与浮力环上端连接；还包括设置在管体底部与阀杆联动控制排水通道开闭的控制机构；阀杆上方还设置有连通管体与龙头体的豁口。

通过采用上述技术方案，当使用防冻水龙头时，利用水流进管体对浮力环产生的动能作为动力源对中空弹性气圈产生弹性形变并积蓄能量，再当停止使用水龙头由阀杆关闭阀体后，利用浮力环配合中空弹性气圈所产生的动能挤压管体内残留的水，使水通过排水通道从龙头体的出口排出。为了克服浮力环在下移时遇到的阻力，受到压缩后的中空弹性气圈的再恢复形变时通过排气进水组件能够将管体内部分的水吸入到浮力环内，改变浮力环的中空结构，同时提高浮力环自身的重力，使浮力环能逐渐挤压管体内的水，直至其运动到管体底部由排水组件将浮力环内的水排出至管体底部。

保证管体裸露在地面上的部分不会有水分残留，同时排水速度不会受到土质水分渗透率的影响，利用重力和压力差之间的作用实现快速将管体内的水排出，并且配合阀杆联动实现自动化排水。

进一步设置：浮力环采用中空结构，浮力环内环与阀杆抵触连接，浮力环的外环与管体内壁抵触连接；浮力环采用闭孔型发泡材料。

通过采用上述技术方案，浮力环采用中空结构，由于空气密度小于水，能够在水进入管体之后，使浮力环快速上浮。并保证浮力环与阀杆和管体内壁抵触连接，从而使水在进入阀体豁口之前会一直推动浮力环上移，同时也保证浮力环在向下挤压时，管体内残留的水只能通过排水通道离开管体，使作用力方向一致，使排水效果更好。浮力环采用闭孔型发泡材质耐低温、强度高，不会在挤压时破裂，同时材质轻。

进一步设置：中空弹性气圈侧面采用波浪形结构；所述中空弹性气圈内圈与阀杆间隙设置；所述中空弹性气圈采用橡胶材质。

通过采用上述技术方案，中空弹性气圈侧面采用波浪形结构，能够在气圈被挤压压缩时，波浪形结构相互堆叠能产生更好的弹性形变，能在中空弹性气圈在压缩释放时，产生更多的弹性势能。能够积蓄更多的能量。

进一步设置：排气进水组件包括设置在中空弹性气圈内圈山的第一通孔和设置在浮力环上方能够跟随浮力环运动关闭第一通孔的挡片；第一通孔的位置设置在阀杆的豁口上方。

通过采用上述技术方案，在中空弹性气圈上端设置第一通孔能够在气圈被压缩时，将气圈内的部分气体从通孔中排出，避免气圈内气体在无法被压缩后阻碍浮力环上移，进而影响管体内的水的流出。再通过设置在浮力环上的挡片，当浮力环接近豁口时，由挡片关闭进水口，使气圈不再出气，并在小范围内由水压的作用下对气圈内的气体进行压缩。

当阀杆闭合后，中空弹性气圈压缩释放，发生弹性复位进而挤压浮力环下移，使挡片打开进水口，进水口由于密闭容腔体积变大的作用下，会产生一个向内的吸力，会将管体内的部分水吸至气圈内，最终填充到浮力环。使浮力环能够在弹性作用、重力作用和气体压缩形变的作用下向下挤压管体内的水。

进一步设置：排水组件包括设置在浮力环上的第二通孔、转动连接在第二通孔上端受力时能够向上翻转的挡板和能将挡板锁紧并与在浮力环下移到对底部时能将挡板解锁的锁紧组件。

通过采用上述技术方案，通过排水组件能够在浮力环运动到管体底部时，将浮力环内的的水排出至管体底部，浮力环由于内部水都被排出后，浮力环会在中空弹性气圈的弹性作用下回弹一定距离回的初始位置，是排水通道内没有被挤压出去的水回流至管体底部。从而保证了裸露在地表上的管体内不会有水分残留。

进一步设置：控制机构包括设置套设在阀杆外位于排水通道上方的挡环和将挡环与管体之间固定连接的连接杆；当阀杆上移时会使排水通道入口上移，进入挡环内。

通过采用上述技术方案，能够在使用水龙头时，拉动阀杆上移，使排水通道入口位于挡环内，让水进入管体内时，不会进入排水通道。当停止使用水龙头阀杆下移后，排水通道的入口打开。将排水通道与阀杆联动。

进一步设置：锁紧组件包括设在挡板下端受力能沿水平方向滑移的滑移块、固定连接在滑移块一侧的插销和设置在浮力环上与插销相配合的插槽；挡板上设置有供滑移块滑移的滑槽，所述滑移块另一侧设置能使滑移块复位的第一复位弹性件和设置在挡板转动连接处使其复位的第二复位弹性件；所述滑移底部设置为斜面；还包括固定设置在管体底部当浮力环下移时能够抵触滑移块使滑移块偏移的抵触杆。

通过采用上述技术方案，利用浮力环下移到最底部时，滑移块与抵触杆相触碰，再通过滑移块底部的斜面，使滑移块沿水平方向滑移，进而使插销从插槽内脱离，使挡板自由转动，挡板在抵触杆的作用力下向上翻转，从而使浮力环内的水从第二通孔流出。实现了浮力环的复位，便于下一次的使用。

进一步设置：阀杆上还设置有配合阀杆运动在浮力环位于最高位置时推动浮力环下移的助推机构；助推机构包括设置在阀杆上跟随阀杆移动将动力传递到浮力环的推杆和设置在浮力体上与推杆一端想抵触的抵触块。

通过采用上述技术方案，利用助推机构将阀杆下移时的动能传递到浮力环上，使浮力环在初始下移阶段获得更多的动能。

进一步设置：排水通道出口处设置有连接龙头体出口与排水通道的软管；所述排水通道的入口处设置有便于水进入的引流槽。

通过采用上述技术方案，开始引流槽能够让在挤压作用下更易于进入排水通道内，同时在出口设置软管，能配合阀杆滑移，不会对龙头体本身造成影响。

附图说明

图1是初始状态下整体的结构示意图；

图2是初始状态下的整体结构示意图；

图3是初始状态下挤压机构的结构示意图；

图4是水龙头开启状态下的挤压机构结构示意图；

图5是锁紧组件的结构示意图；

图中，100、龙头体；101、管体；102、进水管；103、阀体；104、阀杆；105、排水通道；106、控制机构；107、挤压机构；108、手柄；

200、入口；201、出口；202、引流槽；203、软管；204、挡环；205、连接杆；

300、浮力环；301、中空弹性气圈；302、排气进水组件；303、排水组件；304、豁口；305、波浪形结构；

400、第一通孔；401、挡片；402、密封圈；403、第二通孔；404、挡板；405、锁紧组件；

500、滑移块；501、第一复位弹性件；502、第二复位弹性件；503、斜面；504、抵触杆；505、插销；506、滑槽；

600、助推机构；601、推杆；602、抵触块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

第一种优选实施方式：

一种防爆式防冻水龙头，如图1所示，包括管体101和阀体103，阀体103内设置有阀芯109，管体101内设置可控制阀芯109沿竖直方向位移开关进水口的阀杆104。

阀杆104上设置有可控制阀杆上下位移的开合手柄108。

当使用防冻水龙头时，控制阀杆104上移时使阀芯109上移，阀体103与进水管102连通。停止使用时，控制阀杆104下移使阀芯下移，使阀体103关闭。

如图2所示，阀杆104内设置有连通管体101底部与龙头体100的排水通道105，排水通道105的入口200设置在管体101底部，排水通道105的出口201设置在龙头体100内。

排水通道105的入口200处设置有便于水进入的引流槽202，排水通道105的出口201处设置有连通至龙头体100的出水口的软管203。

使用时，管体101的水能在受到由上而下的挤压时通过排水通道105由龙头体100排出到外界。

管体101内还设置有与阀杆104联动控制排水通道105入口200开闭的控制机构106。

如图3所示，控制机构106包括设置套设在阀杆104外位于排水通道105上方的挡环204和将挡环204与管体101之间固定连接的连接杆205。

当阀杆104上移时会使排水通道105入口200上移，使排水通道105的入口200位于挡环204内。

如图2所示，管体101内设置有能够由上而下挤压管体101内的水使其通过排水通道105进入龙头体100的挤压机构107。

如图3所示，挤压机构107包括套设在阀杆104上与管体101内壁受浮力作用沿竖直方向位移在的浮力环300、设置在浮力环300上方能跟随浮力环300位移形变的中空弹性气圈301、与浮力环300联动控制介质进出中空弹性气圈301内部的排气进水组件302以及设置在管体101底部能使中空弹性气圈301内的水排出的排水组件303。

浮力环300采用中空结构，浮力环300与管体101内部形成滑动密闭连接。浮力环300内环与阀杆104抵触连接，浮力环300的外环与管体101内壁抵触连接。浮力环300采用闭孔型发泡材料。

浮力环300的初始位置位于连接杆205上方。

阀杆104靠近管体101顶部还设置有连通管体101与龙头体100的豁口304。

当阀杆104上移后，水进入管体101后无法直接进入龙头体100内，需要先推动浮力环300上移，直至将浮力环300推至接近管体101顶部，水通过豁口304进入龙头体100内。

中空弹性气圈301侧面采用波浪形结构305。中空弹性气圈301内圈与阀杆104间隙设置，中空弹性气圈301一端与管道顶部连接，另一端与浮力环300上端连通，中空弹性气圈301采用橡胶材质。

浮力环300在随水位上移而向上运动时，会挤压中空弹性气圈301，进而使中空弹性气圈301发生弹性形变，进而其侧面的波浪形结构305相互堆叠。同时还会挤压中空弹性气圈301内的气体。

为了增大中空弹性气圈301的形变量，中空弹性气圈301上还设置有将气体排出的排气进水组件302。

当使用防冻水龙头时，移动阀杆104使阀体103通水，水在进入管道后会推动浮力环300上移，同时会逐渐压缩设置在浮力环300上的中空弹性气圈301，同时将气圈内的部分气体通过排气进水组件302排出。直至浮力环300上移至阀杆104豁口304上方，水从豁口304进入龙头体100流出。

如图4所示，排气进水组件302包括设置在中空弹性气圈301内圈山的第一通孔400和设置在浮力环300上方能够跟随浮力环300运动关闭第一通孔400的挡片401。第一通孔400的位置设置在阀杆104的豁口304上方。

挡片401远离阀杆104一侧设置有密封圈402。

在中空弹性气圈301上端设置第一通孔400能够在气圈被压缩时，将气圈内的部分气体从通孔中排出，避免气圈内气体在无法被压缩后阻碍浮力环300上移，进而影响管体101内的水的流出。再通过设置在浮力环300上的挡片401，当浮力环300接近豁口304时，由挡片401关闭进水口，使气圈不再出气，并在小范围内由水压的作用下对气圈内的气体进行压缩。

当浮力环300位移至管体101底部时，会触发将浮力环300内部水分排出的排水组件303。

如图5所示，排水组件303包括设置在浮力环300上的第二通孔403、转动连接在第二通孔403上端受力时能够向上翻转的挡板404和能将挡板404锁紧并与在浮力环300下移到对底部时能将挡板404解锁的锁紧组件405。

浮力环300运动至管体101底部时，会触发锁紧组件405，使挡板404解锁打开，进而将浮力环300内的水分通过第一通孔400排出至管体101底部。

如图5所示，锁紧组件405包括设在挡板404下端受力能沿水平方向滑移的滑移块500、固定连接在滑移块500一侧的插销505和设置在浮力环300上与插销505相配合的插槽507。

挡板404上设置有供滑移块500滑移的滑槽506，2滑移块500另一侧设置能使滑移块500复位的第一复位弹性件501设置在挡板404转动连接处使其复位的第二复位弹性件502；所述滑移块500底部设置为斜面503。

还包括固定设置在管体101底部当浮力环300下移时能够抵触滑移块500使滑移块500偏移的抵触杆504。

利用浮力环300下移到最底部时，滑移块500与抵触杆504相触碰，再通过滑移块500底部的斜面503，使滑移块500沿水平方向滑移，进而使插销从插槽内脱离，使挡板404自由转动，挡板404在抵触杆504的作用力下向上翻转，从而使浮力环300内的水从第二通孔403流出。当浮力环300内部的水分排出后，会在中空弹性气圈301的作用下向上位移，从而抵触杆504离开滑移块500，从而挡板404在第二复位弹性件502的作用下复位，再由第一复位弹性件501使滑移块500复位。

阀杆104上还设置有配合阀杆104运动在浮力环300位于最高位置时推动浮力环300下移的助推机构600。

助推机构600包括设置在阀杆104上跟随阀杆104移动将动力传递到浮力环300的推杆601和设置在浮力体上与推杆601一端想抵触的抵触块602。

上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种防爆式防冻水龙头，包括管体（101）和阀体（103），其特征在于：所述管体(101)内设置有控制阀体(103)开关的阀杆(104)；

所述阀杆(104)内设置有连通管体(101)底部与龙头体(100)的排水通道(105)；所述管体(101)内设置有能够由上而下挤压管体(101)内的水使其通过排水通道(105)进入龙头体(100)的挤压机构(107)；

所述挤压机构(107)包括套设在阀杆(104)上与管体(101)内壁受浮力作用沿竖直方向位移在的浮力环(300)、设置在浮力环(300)上方能跟随浮力环(300)位移形变的中空弹性气圈(301)、与浮力环(300)联动控制介质进出中空弹性气圈(301)内部的排气进水组件（302）以及设置在管体(101)底部能使中空弹性气圈(301)内的水排出的排水组件(303)；

所述中空弹性气圈(301)一端与管道顶部连接，另一端与浮力环(300)上端连通；

还包括设置在管体(101)底部与阀杆(104)联动控制排水通道(105)开闭的控制机构(106)；

所述阀杆(104)上方还设置有连通管体(101)与龙头体(100)的豁口(304)。

2.根据权利要求1所述的防爆式防冻水龙头，其特征在于：所述浮力环(300)采用中空结构，浮力环(300)内环与阀杆(104)抵触连接，浮力环(300)的外环与管体(101)内壁抵触连接；

所述浮力环(300)采用闭孔型发泡材料。

3.根据权利要求2所述的防爆式防冻水龙头，其特征在于：所述中空弹性气圈(301)侧面采用波浪形结构(305)；所述中空弹性气圈(301)内圈与阀杆(104)间隙设置；所述中空弹性气圈(301)采用橡胶材质。

4.根据权利要求3所述的防爆式防冻水龙头，其特征在于：所述排气进水组件（302）包括设置在中空弹性气圈(301)内圈上的第一通孔(400)和设置在浮力环(300)上方能够跟随浮力环(300)运动关闭第一通孔(400)的挡片(401)；所述第一通孔(400)的位置设置在阀杆(104)的豁口(304)上方。

5.根据权利要求4所述的防爆式防冻水龙头，其特征在于：所述排水组件(303)包括设置在浮力环(300)上的第二通孔(403)、转动连接在第二通孔(403)上端受力时能够向上翻转的挡板(404)和能将挡板(404)锁紧并与在浮力环(300)下移到对底部时能将挡板(404)解锁的锁紧组件(405)。

6.根据权利要求5所述的防爆式防冻水龙头，其特征在于：所述控制机构(106)包括设置套设在阀杆(104)外位于排水通道(105)上方的挡环(204)和将挡环(204)与管体(101)之间固定连接的连接杆(205)；当阀杆(104)上移时会使排水通道(105)入口(200)上移，进入挡环(204)内。

7.根据权利要求6所述的防爆式防冻水龙头，其特征在于：所述锁紧组件(405)包括设在挡板(404)下端受力能沿水平方向滑移的滑移块(500)、固定连接在滑移块(500)一侧的插销（505）和设置在浮力环(300)上与插销相配合的插槽（507）；

所述挡板(404)上设置有供滑移块(500)滑移的滑槽（506），所述滑移块(500)另一侧设置能使滑移块(500)复位的第一复位弹性件(501)设置在挡板(404)转动连接处使其复位的第二复位弹性件(502)；所述滑移底部设置为斜面(503)；

还包括固定设置在管体(101)底部当浮力环(300)下移时能够抵触滑移块(500)使滑移块(500)偏移的抵触杆(504)。

8.根据权利要求7所述的防爆式防冻水龙头，其特征在于：所述阀杆(104)上还设置有配合阀杆(104)运动在浮力环(300)位于最高位置时推动浮力环(300)下移的助推机构(600)；

所述助推机构(600)包括设置在阀杆(104)上跟随阀杆(104)移动将动力传递到浮力环(300)的推杆(601)和设置在浮力体上与推杆(601)一端想抵触的抵触块(602)。

9.根据权利要求8所述的防爆式防冻水龙头，其特征在于：所述排水通道(105)出口(201)处设置有连接龙头体(100)出口(201)与排水通道(105)的软管(203)；所述排水通道(105)的入口(200)处设置有便于水进入的引流槽(202)。

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