CN202195607U - 胆管式排空阀及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种防水垢、防冻害、有“即开即下热水”功能的太阳能热水器用排空阀及其控制系统。自来水(13)一支经旁路进入防冻液罐(8)，推压其中的防冻液，且在文丘里管(9)压差引导下，经节流阀(7)与流经管内的另一支混合，制成有防冻功能的控制液。该液经电磁阀(6)进入排空阀(4)孔壁与只固定两端的胆管间的密封夹皮层，胆管受压，自身贴合，热水供应被阻断；电磁阀(6)得电换向，控制液被封堵，泄压口同时接通夹皮层，为其泄压，保温箱(1)随即恢复热水供应。非冰冻期，关闭节流阀(7)，只用自来水做控制液；热水管(5)经排空阀(4)、排空管(3)呼吸管(2)与大气接通，实现快速排空，空管防冻更可靠；电磁阀(6)再度换向，就“即开即下热水”；胆管未固定段在水流冲击下不断抖动，水垢即出现附着、脱落、再附着，再脱落的循环过程，水垢得到有效防治。

Description

胆管式排空阀及其控制系统

[技术领域]

本实用新型胆管式排空阀及其控制系统，涉及一种开启或关闭管道的阀门及其控制系统，特别涉及的是太阳能热水器用排空阀及其控制系统。 

[背景技术]

太阳能热水器水管为免于被冻结，希望把管中水排空；为追求“即开即下热水”的节能节水效果，也需排空。但现有的排空阀大都较为复杂，不仅成本高且故障率高、寿命短，如专利文献中的00215604.0《电磁阀门》。专利号为CN99206555.0的《太阳能气动管道排空阀》，虽具有结构简单，成本低，排空极其可靠的优点，但也有“用热水先用凉水引”的缺陷。更不如人意的是，所有排空阀都为生水加热而生成的水垢所困惑，水垢是排空阀失灵、失效的主因。 

为防水垢，有人为热水器增设电去垢系统，但寿命太短，又出现了成本上升、耗电增加及维护困难的弊病。 

为防冻害，不少厂家为热水器水管加装电加热伴带，不仅成本高，还日夜不停地烧电，而“用热水先下凉水”的缺陷仍烦恼着广大用户。 

至于换向阀的控制方式，有电磁控制、气动、液压控制及手动控制等，还未见过水控方面的资料。 

对本实用新型有参考价值的资料为：中国水利水电出版社一九九八年三月出版的[喷灌与微灌设备]一书中，有关利用文丘里管对大棚蔬菜灌溉 施肥的描述。所不同的是，本实用新型向控制系统内注入的是纯净防冻液，而上述书籍中注入的则是浓度逐渐变稀的混合液，其浓度不能人为控制。 

用于自动控制的电磁阀，有常通和常断两个标准型号，但微型常通二位三通电磁阀，国内已无生产。原因是结构复杂，价格、故障率都高，已基本上沦为书本上的一个型号。 

[实用新型内容]

本实用新型意在排除水垢对排空阀的影响，追求防冻、防裂和“即开即下热水”的节能节水效果，为市场提供价廉、耐用、可靠的，本质意义上的“全天侯”产品。 

为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：控制系统主管路是过文丘里管的自来水经由电磁阀进入排空阀的密封夹皮层，挤压胆管，使其自身贴合密封而关闭排空阀；电磁阀得电后换向，在封堵自来水的同时，也将夹皮层接通电磁阀泄压口泄压，保温箱内热水得以克服胆管阻力而穿过胆管，恢复热水供应；旁路则是自来水进入防冻液罐，通过胶囊挤压其中的防冻液，经节流阀过文丘里管，并与主管路中的自来水混合。调节节流阀的开度，可控制进入文丘里管的防冻液的量，制得理想浓度的防冻控制液，以抵御程度不同的严寒气温，保证控制管路的安全，此即该旁路的联通工作状态。非冰冻期，关断节流阀，即断开旁路、封闭防冻液，只用自来水控制，即进入旁路的断开工作状态。防冻液罐罐体为一透明容器或开有视窗的不透明容器，借以观察、掌握防冻液的消耗情况；防冻液罐中的胶囊为一质地致密、柔韧、抗压、抗拉，且耐折叠的薄壁杯状物，以适应使用中容积不断变化的需要。 

做为排空阀关健部件的胆管，因其是一质地致密、柔韧、抗压、抗拉，又极耐折叠、且能长期耐受120℃以下高温的薄壁无缝光滑管，中间未固定段可在水流冲击下不断抖动，使水垢等污物不能或稍有附着，并出现附着、脱落、再附着、再脱落的循环过程，相对保持着胆管壁的洁净。再者，胆管壁受压后自身贴合距离长，即使偶遇些许水垢杂质等颗粒，并使该处密封失效，但在其周围总会有某条密封带出现，并形成有效密封，从而摆脱水垢等污物对排空阀的影响。 

排空阀阀体系由能长期耐受低温和120℃以下高温的工程塑料制成，因其特有的绝热性，可提高保温箱的保温效果。排空阀可在水平和垂直两个方向上实现太阳能热水器行业的标准安装。当热水器处于截止的待机状态时，热水被封堵在排空阀置于保温箱内侧的一端，即保温层以内，进一步提高保温箱的保温性能。用排气管、呼吸管与大气接通，以利热水管排空快速、顺畅，确保水管冰冻期的安全，并顺便将上水时可能溢出热水管外的自来水导入保温箱。 

控制液采用自来水或防冻混合液，不仅安全、可靠，还省去了动力设备，不仅简化了结构，还大幅度降低了系统成本。 

对本实用新型而言，标准设计应选用微型常通二位三通电磁换向阀，但这种阀只能在书本上找到，国内已无生产。将常断型电磁阀的进排气口反接，改做常通阀使用，不仅能满足生产上的需要，还可降低成本，提高寿命和可靠性。 

[附图说明]

图1是排空阀水平安装且电磁阀无电时的截止状态系统线路图 

图2是排空阀水平安装且电磁阀得电时的供水状态系统线路图 

图3是排空阀垂直安装且电磁阀无电时的截止状态系统线路图 

图4是排空阀垂直安装且电磁阀得电时的供水状态系统线路图 

图5是热水供应状态下的排空阀剖面图 

图6是截止状态下的排空阀剖面图 

图7是防冻液罐剖面示意图 

图8是文丘里管原理示意图 

[具体实施方式]

如图1所示：在非冰冻期，关闭节流阀7和上水阀门10，即断开由罐盖8-1、罐体8-2、胶囊8-3、防冻液8-4组成的防冻液罐8和节流阀7相连的旁路，自来水13只能经文丘里管9、失电状态下的电磁阀6进入排空阀4的夹皮层并挤压胆管4-3，使之自身贴合密封，将排空阀4关断，此即主管路并联节流阀7、防冻液罐8的旁路的断开工作状态。热水管5通过排空阀4、排空管3及呼吸管2与大气接通，打开截门11将热水管5排空。空管从根本上排除了冰冻的灾害。 

在冰冻期，则打开节流阀7，自来水13由旁路进入防冻液罐8，借助胶囊8-3推压其中的防冻液8-4，经节流阀7、文丘里管9与先期进入的自来水13配成防冻控制液。调节节流阀7的开度，控制防冻液8-4的注入量，即可配成浓度不同的防冻液。用防冻混合液来控制排空阀的开与关，是出于对控制管路防冻的考虑。该管路就是主管路与并联节流阀7、防冻罐8的旁路的联通工作状态。 

如图2所示：控制液被得电换向后的电磁阀6封堵，夹皮层内那部分 液体，几乎在通电的同时，通过电磁阀6的泄压口泄入大气，保温箱1中的热水，克服胆管4-3的阻力经热水管5、截门11为淋浴器12供应热水，实现“即开即下热水”的功能。 

如图3、图4所示：排空阀4垂直安装且电磁阀4无电和得电时的线路图，操作及功能与图1、图2相同。 

如图5所示：胆管4-3两端被弹簧圈4-2对应固定密封在阀体4-1两端阀孔中，未固定段的外管壁与阀体4-1孔壁间形成密闭夹皮层。排空阀4的控制口4-4开在阀体4-1孔壁与胆管4-3间的密封夹皮层内；排气口4-5开在对面、密封夹皮层以外。 

如图6所示：夹皮层接通控制液，胆管4-3在其压力下自身贴合密封，通过其内的水流即被截断。此时如偶遇些许水垢4-4等杂质，并破坏该处密封，但在水垢4-4等杂质周边广大区域内，总能形成一条或数条线型密封带，仍可保证整体上的密封可靠性。 

图7所示为防冻液罐，由罐盖8-1、胶囊8-3、防冻液8-4组成的防冻液罐8，罐盖8-1、胶囊8-3、罐体8-2间压配密封；罐盖8-1和罐体8-2之间，形成内外两个密闭空间。内部空间注入防冻液8-4，外部空间则与自来水13相通。因胶囊8-3为一质地致密、柔韧、抗压、抗拉、耐折叠的薄壁杯状物，可随着自来水的不断进入，使外密闭空间容积逐渐增大，内密闭空间容积则随着防冻液8-4的挤出而逐步缩小。由此可见，被挤出的是纯防冻液，而与自来水13的配比浓度则由节流阀7来实现人为控制。 

图8所示为文丘里管，自来水13进入逐渐缩小管6-3，根据佰努里方 程：速度逐渐加快，而压力则逐渐减少，至喉管6-2处速度最大，压力则最小，防冻液能由进液口6-1进入喉管6-2，就是这个压差的作用。 

Claims (5)

1.胆管式排空阀及其控制系统是一种主要由胆管式排空阀、电磁阀、文丘里管、节流阀和防冻液罐组成的、为太阳能热水器相配套的实用新型，其特征在于：它还有一条由罐盖(8-1)、罐体(8-2)、胶囊(8-3)、防冻液(8-4)组成的防冻液罐(8)和节流阀(7)相连的旁路，该旁路两端的连接，使其在使用中可与过文丘里管(9)的主管路形成联通与断开两种工作状态。

2.根据权利要求1所述的胆管式排空阀及其控制系统，其特征在于：胆管式排空阀(4)孔中的胆管(4-3)只在两端密封固定，中间未固定段可在水流冲击下抖动。

3.根据权利要求1或2所述的胆管式排空阀及其控制系统，其特征在于：胆管式排空阀(4)的胆管(4-3)，为一质地致密、柔韧、耐折叠、抗压、抗拉、能长期耐受120℃高温、又可在自来水(13)的压力下能自身贴合密封的薄壁无缝光滑管。

4.根据权利要求1所述的胆管式排空阀及其控制系统，其特征在于：胆管式排空阀(4)的控制口(4-4)，开在阀体(4-1)孔壁与胆管(4-3)间的密封夹皮层内；排气口(4-5)开在对面、密封夹皮层以外，且通过排气管(3)、呼吸管(2)与大气相通；阀体(4-1)材质为能长期耐受低温和耐受120℃以下高温的工程塑料。

5.根据权利要求1所述的胆管式排空阀及其控制系统，其特征在于：由罐盖(8-1)、胶囊(8-3)、防冻液(8-4)组成的防冻液罐(8)，罐盖(8-1)、胶囊(8-3)、罐体(8-2)间压配密封；胶囊(8-3)为一质地致密、柔韧、抗压、抗拉、耐折叠的薄壁杯状物。 

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