CN201480728U - 热水床垫 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种热水床垫，包括控制器和床垫，所述控制器包括：控制电路；连接所述控制电路和所述床垫的循环装置，所述循环装置包括：封闭进水口的自浮式单向阀、与加热容器相连的内藏式加热装置及与加热容器出水口相通且与水盒相连接的泄压装置，其中：所述加热装置包括：与加热容器相连的导热管以及被所述导热管包围的电加热器；所述泄压装置包括：与加热容器出水口相通的泄压回路及连接所述泄压回路与所述水盒的泄压阀。本实施例通过采用内藏式加热装置，一个自浮式单向阀，增加了泄压装置和采用管路运送液体，从而解决了热效率低的问题，降低了能耗，从根本上解决了噪音过大的难题，也提高了整个循环系统的安全系数。

Description

热水床垫

技术领域

本实用新型涉及生活用品领域，更具体地说，涉及一种热水床垫。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对睡眠舒适性的要求也越来越高，大多数人都喜欢睡在温暖舒适的床上，这样对健康也有很大的好处，但是目前市场上的热水床垫都存在一定的缺陷，不能满足人们的需求。

现有采用无动力循环的热水床垫的循环装置结构图如图1所示，图中各标号分别表示：1、3个单向阀的俯视图；2、单向阀；3、水盒；4、进水口；5、回水口；6、导热管；7、电加热器；8、加热容器；9、出水口。

现有的热水床垫的工作过程为：当电加热器7工作时，加热容器8内的液体逐渐膨胀，使得单向阀2向上移动，将加热容器8的进水口4封闭；继续加热使液体继续膨胀，从而形成一定的压力，在压力的作用下，使得液体从出水口9排出，同时加热容器8内因缺少了液体，瞬间形成负压，即水盒3内的压力大于加热容器8内的压力，使得单向阀2向下移动，进水口4开启，水盒3内的液体被吸入加热容器8内。电加热器7继续为加热容器8内的液体加热，从而不断重复上述过程，周而复始，加热后的液体间歇性的循环从而将热量传至床垫。

现有技术的缺陷之一为热效率低，能耗高。其形成原因大致有三，其一，从图中可以看出，电加热器在加热容器的外面，即采用外加热方式，使电加热器产生的热量经加热容器外的金属导热管，从而传递给加热容器内待加热的液体。在热量传递的过程中，电加热器产生热量的大部分会以加热容器为界限向外界散发掉，成为无功热量，从而导致了电能的浪费；其二，现有技术中选用的单向阀采用硅胶或橡胶制成，导致单向阀的比重大于1，即大于加热容器内液体-水的比重，使得单向阀不能自动封闭进水口，进入工作状态后，当液体膨胀压力小于单向阀的重力时，单向阀会向下，使进水口开启，导致受热液体从进水口回流到水盒内，从而形成无功热量，导致电能的浪费；其三，因为采用三个单向阀，如果有一个不能动作，使相应的进水口处于开启状态，也会导致受热液体从进水口回流到水盒内，从而形成无功热量，导致电能的浪费。

现有技术的缺陷之二为噪音大。产生大噪音的原因主要为经常发生的开锅现象、时有发生的压力冲击现象和气液混合体流动时产生的噪音。因为单向阀不能自动封闭进水口，因此需要较快的加热速度来保证较大的压力，从而使单向阀向上移动而关闭进水口，才能使热水床垫工作。但是加热速度过快从而产生气泡，部分气泡向单向阀底部聚集形成压缩气体空腔，从而阻止单向阀开启，继续加热，液体温度不断上升，气泡继续增加，加热容器内气压进一步上升，如此往复，瞬间在加热容器内达到较高的温度从而形成开锅现象和压力冲击现象，从而引发高达50db的噪音。

所谓开锅现象，是指加热容器中的液体与导热管表面接触时，由于导热管表面温度过高，从而使液体产生大量的气泡，同时产生噪音。压力冲击现象是指开锅现象发生时，加热容器内瞬间形成高压，将产生的大量气泡从出水口瞬间排出，从而产生尖锐的噪音，同时因大量气泡的瞬间排出使加热容器内瞬间形成极大的负压，单向阀瞬间打开后又瞬间关闭，从而产生很大的震动进而形成很大的噪音。当压力冲击现象发生时，床垫管路中流动的是气体和液体混合而形成的混合体，这种混合体在压力冲击的作用下高速流动从而产生很大的噪音。另外，如果三个单向阀动作状态不一致也会产生噪音。

现有技术的缺陷之三为无泄压装置，不安全。因为循环回路无泄压装置，当加热容器内压力过大时，循环回路中的薄弱之处就会发生破裂，存在安全隐患，同时在压力过大的情况下，基于上述工作过程和工作原理，也更容易产生极大的噪音。

现有技术的缺陷之四为存在大量的电磁辐射。现有的产品，如电热毯等，采用盘布于毯中的电阻丝通电从而产生热量，其发热过程会产生较大的电磁辐射，对使用者的身体有害。

鉴于现有产品的上述缺陷，急需一种热效率高，噪音小又安全的热水床垫。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种热效率高、能耗低，噪音小且安全的热水床垫，解决了现有技术的上述缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种热水床垫，包括控制器和床垫，所述控制器包括：

控制电路；

连接所述控制电路和所述床垫的循环装置，包括：

封闭进水口的自浮式单向阀、与加热容器相连的内藏式加热装置及与加热容器出水口相通且与水盒相连接的泄压装置，其中：

所述加热装置包括：与加热容器相连的导热管以及被所述导热管包围的电加热器；

所述泄压装置包括：与加热容器出水口相通的泄压回路及连接所述泄压回路与所述水盒的泄压阀。

优选的，还包括设置于电源插头上的漏电保护系统。

优选的，所述床垫中盘布有用于运送受热液体的管路。

优选的，所述自浮式单向阀数量为一个。

优选的，所述单向阀包括阀支架和浮力阀，所述阀支架下端设置有封闭环。

优选的，所述浮力阀的上表面与所述封闭环接触部位相适配形成封闭结构。

优选的，所述浮力阀的下表面为下弧面。

优选的，所述加热容器和所述加热装置为倾斜式设计。

优选的，所述加热装置还包括设置于导热管上并与所述控制电路相连的温度探针。

优选的，所述泄压阀包括密封胶垫及与所述密封胶垫相适配封闭泄压口的金属球。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例通过内藏式的加热方式，并在电加热器外包覆有导热管，使得电加热器产生热量的绝大部分通过导热管传导到液体，从而大大提高了热效率，减小了耗能；又由于有导热管的存在，避免了电加热器直接与液体接触而使液体迅速沸腾，降低了噪音。

本实施例采用一个自浮式单向阀，从根本上解决了噪音过大的难题。因为单向阀靠自身浮力即可关闭进水口，不须快速加热，避免了大量的气泡产生，即避免了开锅现象和压力冲击现象的发生，又因为气泡的减少，使床垫管路中流动的气体减少，从而在很大程度上减小了噪音。另外，加热容器和加热装置的倾斜式设计、单向阀的结构和下弧面的形状设计也有利于产生的气泡向浮力阀周边移动并沿上弧面进入水盒，从而减少气泡。

本实施例增加了泄压装置，使整个循环系统更安全。当加热容器内的压力大于金属球的重力时，泄压阀自动开启，从而可以通过泄压管道释放加热容器内的压力，保证了循环系统的安全，同时也减小了噪音。

另外，本实施例采用盘布于床垫中的管路来运送受热液体，通过受热液体的循环过程散发热量，避免了电磁辐射的发生，安全系数较现有的床垫又有所提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为现有采用无动力循环的热水床垫的循环装置结构图；

图2为本实用新型实施例公开的一种热水床垫的控制器结构图；

图3为本实用新型实施例公开的一种热水床垫的控制器中的循环装置结构图；

图4a-4f为本实用新型实施例公开的一种热水床垫中的单向阀的结构图；

图5为本实用新型实施例公开的一种热水床垫中的泄压阀的结构图；

图6为本实用新型实施例公开的一种热水床垫中的床垫的平面结构图；

图7为本实用新型实施例公开的一种热水床垫中的床垫的断面图；

图8为本实用新型实施例公开的一种热水床垫的整体结构图。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种热水床垫，通过采用内藏式加热装置，一个自浮式单向阀，增加了泄压装置和采用管路运送液体，从而解决了热效率低的问题，降低了能耗，从根本上解决了噪音过大的难题，也提高了整个循环系统的安全系数。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图2为本实用新型实施例公开的一种热水床垫的控制器结构图，图中各标号分别表示：1、出水口；2、加热容器；3、壳体；4、控制电路；5、上壳体；6、泄压阀；7、水位探针；8、水盒帽；9、进水口；10、单向阀；11、水盒；12、回水探针；13、回水口；14、温度探针；15、导热管；16、电加热器；17、底壳体。

图3为控制器中的循环装置部分的结构图，图3和图2中相同标号表示的部件相同，图3中的标号A表示泄压回路。其中，加热容器9、导热管15和电加热器16为倾斜式设计。

本实施例公开的循环装置的工作过程为：电加热器16通电后开始产生热量，导热管15将热量传递给加热容器2内的液体-水，当水温达到70℃左右时，水温上升的速度加快，体积逐渐膨胀，因自浮式单向阀10靠自身浮力已将加热容器进水口9封闭，加热容器2内的水在膨胀压力作用下从出水口1排出；水被排出的同时，加热容器2内形成负压，即水盒11内的压力大于加热容器2内的压力，单向阀10在压力的作用下瞬间开启，使水盒11内的水经进水口9进入加热容器2中，当加热容器2内地负压小于单向阀10自身的浮力时，单向阀10将加热容器2的进水口9封闭；电加热器16继续为加热容器2内的水加热，不断重复上述过程，周而复始，加热后的水间歇性的循环从而将热量传至床垫。

从图中可以看出，本实施例中的循环装置较现有技术做了很大改进，主要有三点，其一，采用内藏式的加热方式，并在电加热器外包覆有导热管，这种结构使得电加热器产生热量的绝大部分通过导热管传导到液体，从而大大提高了热效率，减小了耗能；又由于有导热管的存在，避免了电加热器直接与液体接触而使液体迅速沸腾，又起到了降低噪音的效果。

其二，本实施例采用一个自浮式单向阀，从根本上解决了噪音过大的难题。因为单向阀靠自身浮力即可关闭进水口，不须快速加热，避免了大量的气泡产生，即避免了开锅现象和压力冲击现象的发生，又因为气泡的减少，使床垫管路中流动的气体减少，从而在很大程度上减小了噪音。另外，因为只采用一个单向阀，从而避免了出现现有技术中多个单向阀不能同时动作而导致的电能浪费的现象，更进一步的提高了热效率，降低了能耗。

其三，本实施例增加了泄压装置，使整个循环系统更安全。泄压阀的结构如图5所示，图中各标号分别表示：1、金属球；2.密封胶垫；3、加热容器出水口；4、加热容器。结合图3和图5，该泄压装置的原理为：当加热容器内的压力大于金属球1的重力时，金属球1被压力顶开，脱离密封胶垫2，使泄压阀自动开启，从而可以通过泄压管道释放加热容器内的压力，避免了压力过大而导致的循环系统中薄弱处发生破裂，保证了循环系统的安全，同时也减小了噪音。

本领域技术人员可以理解，在本实施例中导热管和金属球可以由多种材料制成，如导热管采用铝管、铁管或不锈钢管都可以，只要导热管的尺寸和加热容器的尺寸以及电加热器的功率大小相匹配即可；金属球可以采用不锈钢球或其它不易锈蚀的金属，只要其大小和重量满足实际使用的需求即可。另外，泄压管路可以设置在加热容器出水口方向上的任何位置，只要与加热容器相通即可，泄压阀的种类也有很多种，如弹簧式或电磁式等，以上各个部件的选择并不能影响本实用新型的保护范围，只要整体能满足具体需求，实现上述功能的装置的设计都在本实用新型的保护范围之列。

图4a和图4b分别为单向阀的阀支架的俯视图和剖视图，标号1表示封闭环；图4c和图4d分别为浮力阀的俯视图和剖视图，标号2表示上弧面，标号3表示下弧面；图4e为阀支架和浮力阀组合后的单向阀的关闭状态，图4f为组合体的开启状态。

当浮力阀受到向上的浮力时，浮力阀的上弧面2与阀支架的封闭环1接触，使进水口处于关闭状态，如图4e所示；加热容器内形成负压，当水盒内和加热容器内的压力差大于浮力阀所受浮力时，浮力阀向下移动，使进水口处于打开状态，如图4f所示。

本实施例公开的单向阀结构设计巧妙之处有两点，一是采用封闭环的方式使浮力阀的上弧面与阀支架形成线接触，而不是面接触，这样就避免了面接触时由于阀支架和浮力阀上弧面之间形成真空，产生吸附现象，进而单向阀不动作的情况发生；二是浮力阀下表面设计成弧面，可以使电加热器工作时产生的气泡到达浮力阀下面时，因下弧面形状及加热容器和加热装置的倾斜式设计，从而使气泡向浮力阀周边移动并沿上弧面进入水盒，为噪音的减小作出了一定的贡献。

本实施例公开的自浮式单向阀采用耐热的轻体材质，比重小于1，因此可以使单向阀在常温下靠自身浮力就能够将进口封闭，防止受热液体在低压下回流进水盒内而浪费热量，实现了提高热效率和节能的目的。

本领域技术人员可以理解，比重小于1的轻体材质有很多，本实施例只是选用其中一种，另外，自浮式单向阀的制作工艺有很多，并非必须要采用比重小于1的材料，且上述单向阀的结构设计也并非是唯一的，比如在单向阀下面增加浮球的方式也能够实现单向阀的自浮，因此，单向阀材质的选择和结构的设计并不能限制本实用新型的保护范围，只要能够实现单向阀的自浮，达到上述目的即可。

图6和图7分别为本实施例公开的床垫的平面结构图和断面结构图，图6中各标号分别表示：1、进水；2、出水；3、塑料水管。图7中各标号分别表示：1、表面面料；2、发泡；3、保温棉；4、底面面料；5、塑料水管；6、上面胶带层；7、下面胶带层。

从图中可以看出，床垫中盘布有塑料水管道，通过管道内的受热液体的循环，散发热量，从而实现了热量的传递。床垫的这种结构和传热的方式，因整个过程中没有使用电阻丝，从而避免了电磁辐射的发生，安全系数较现有的床垫又有所提高。

本领域技术人员可以理解，本实施例中只是采用其中的一种形式，本实施例中采用的布置管道的方式及其结构不能用来限制本实用新型的保护范围。

图8为本实施例公开的一种热水床垫的整体结构图，图中各标号分别表示：1、控制器回水管道；2、床垫出水口；3、控制器出水管道；4、床垫进水口。

从图中可以看出，控制器出水管道3与床垫进水口4相连通，将加热后的水送入床垫中的塑料水管道，实现热量的散发，床垫出水口2与控制器回水管道1相连通，将已经降温的水经控制器回水管道1送回控制器的水盒，从而进入循环装置，如此循环往复，实现液体的循环使用。

本领域技术人员可以理解，热水床垫要实现上述功能，各个部分的设计都要合理，如加热容器的结构，电加热器的功率及尺寸，导热管的材质及尺寸，浮力阀的材质及结构，阀支架的结构，泄压阀的设计，金属球的材质选择及质量设计，泄压管道的尺寸及材料选择等各方面，必须设计加工合理，才能够使整个热水床垫的热效率提高，噪音减小，安全性提高，不能单纯只考虑某个方面，必须从全局考虑，才能生产出符合人们需求的产品。

本实施例公开的热水床垫中的控制器的主要功能如下：

1)温度调节功能，控制器回水口的温度通过位于回水口的温度探针测定，设定温度调节范围为30℃～53℃。

2)缺水报警功能，由水盒内的水位探针来实现，在低水位时报警。

3)倾斜保护功能，系统设定控制器倾斜25°以上时自动报警断电。

4)加热系统的过热保护功能，由加热管上的温度探针来测量温度，系统设定为，与加热容器连接处的导热管温度超过140℃时自动断电。

5)漏电保护功能，系统中发生漏电现象时，自动断电。

本实施例公开的热水床垫的使用过程为：

先进行准备工作：将床垫内装满水，尽可能将管路中的气体排出；将控制器水盒内装满水，水位距离水盒端口30mm即可；连接控制器和床垫中的塑料水管；将控制器和床垫水平放置，控制器底面和床垫之间的高度差不大于0.5m；然后将控制器插座插入电源插座，即完成了操作前的准备工作。

开始操作，按下电源按键启动控制器，并设定控制器的温度不大于53℃，大约8分钟后控制器开始工作。

控制器各功能的实现过程和原理为：

1)温度调节功能：系统工作时，通过回水口的温度探针，将回水的温度数据实时的传输到控制电路。当回水温度低于设定值时，控制电路下达指令启动电加热器的电源开关，加热工作开始；当回水温的高于设定值时，控制电路下达指令关闭电加热器的电源开关，加热工作停止。

2)低水位报警功能：系统工作时，通过水盒内的水位探针，将水位数据实时传输到控制电路，当水盒内水位低于正常所需水位时，控制电路下达指令报警，同时关闭电加热器电源开关，电加热器停止工作。为使系统重新工作，必须重新启动控制器电源按键。

3)倾斜保护功能：系统工作时，通过控制电路板设置的倾斜开关，进行倾斜信息采集。当控制器以底面为准，处于25°以上倾斜角度时，控制电路下达指令报警，同时关闭加热器电源开关，加热器停止工作，回复水平时停止报警。为使系统重新工作，必须重新启动控制器电源按键。

4)过热保护功能：系统工作时，通过导热管温度探针采集温度信息，实时传输到控制电路。当导热管与加热容器连接处温度超过140℃时，控制电路下达指令关闭电加热器电源开关，电加热器停止工作。为使系统重新工作，必须重新启动控制器电源按键。

5)漏电保护功能：系统工作时，如发生漏电现象，如水中有电的情况，电源插头上的漏电保护系统自动检测并从总电源线上关闭电源插头，从而使整个系统处于无电的安全状态，起到了对系统的保护作用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种热水床垫，其特征在于，包括控制器和床垫，所述控制器包括：

控制电路；

连接所述控制电路和所述床垫的循环装置，包括：

封闭进水口的自浮式单向阀、与加热容器相连的内藏式加热装置及与加热容器出水口相通且与水盒相连接的泄压装置，其中：

所述加热装置包括：与加热容器相连的导热管以及被所述导热管包围的电加热器；

所述泄压装置包括：与加热容器出水口相通的泄压回路及连接所述泄压回路与所述水盒的泄压阀。

2.根据权利要求1所述的热水床垫，其特征在于，还包括设置于电源插头上的漏电保护系统。

3.根据权利要求1所述的热水床垫，其特征在于，所述床垫中盘布有用于运送受热液体的管路。

4.根据权利要求1所述的热水床垫，其特征在于，所述自浮式单向阀数量为一个。

5.根据权利要求1所述的热水床垫，其特征在于，所述单向阀包括阀支架和浮力阀，所述阀支架下端设置有封闭环。

6.根据权利要求5所述的热水床垫，其特征在于，所述浮力阀的上表面与所述封闭环接触部位相适配形成封闭结构。

7.根据权利要求6所述的热水床垫，其特征在于，所述浮力阀的下表面为下弧面。

8.根据权利要求1所述的热水床垫，其特征在于，所述加热容器和所述加热装置为倾斜式设计。

9.根据权利要求1所述的热水床垫，其特征在于，所述加热装置还包括设置于导热管上并与所述控制电路相连的温度探针。

10.根据权利要求1所述的热水床垫，其特征在于，所述泄压阀包括密封胶垫及与所述密封胶垫相适配封闭泄压口的金属球。

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