CN204099679U - 水阀自动关闭装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种包括定量或定时的水阀自动关闭装置。与陶瓷滤芯净水器配套使用，可延长净水器使用寿命和避免可能忘记关闭水龙头出现的长流水现象。定量水阀自动关闭装置主要由计量控制闹铃系统和阀门系统组成。定时水阀自动关闭装置主要由计时闹铃系统、控制系统和阀门系统组成。

Description

水阀自动关闭装置

技术领域

本实用新型涉及到一种家用净水器水流的定量和定时自动关闭装置。 

背景技术

净水器，尤其是陶瓷滤芯净水器，使用一段时间后水流变小，在水质差的地区，需要经常对滤芯进行洗刷，因此加速了滤芯的损耗。为延长滤芯使用寿命，通常采取增加洗刷时间间隔的方式，这将使净水器出水水流越来越小，在接水量大时，放水需要等待较长时间，当忙于其他事务时，可能会忘记关闭水龙头。 

发明内容

为避免浪费净化水，在净水器座体的滤芯出水口或在现有净水器的出水通道上增设一个可定量或定时的自动关闭装置。 

本实用新型包括座体和罩壳，其特征是：在净水器座体的滤芯出水口或在净水器的出水通道上，增设一个可定量或定时的自动关闭装置。它是利用水表计量系统的叶轮、叶轮盒及减速齿轮机构或机械定时闹铃系统的上弦及闹铃机构的现有技术，与由阀芯导管、导磁活塞、阀盖和阀口组成电磁阀的部分结构或由阀芯导管、阀芯柱、阀盖、隔膜舨、隔膜和阀口组成微控力电磁阀部分结构的公知阀门系统，经改制组合成水阀定量或定时自动关闭装置，其中定量自动关闭装置包括磁力联动定量系统、减速控制闹铃系统和永磁阀门系统；定时自动关闭装置包括机械定时和闹铃系统、阀门控制系统和永磁阀门系统。 

所述磁力联动定量系统，采用现有技术的旋翼式计量水表的工作原理，通过叶轮盒将多束水流从各进水口按叶轮设定的旋转方向冲击叶轮旋转，其特征是：将叶轮中心轴上原有齿轮改换成磁极为横向设置的磁铁，并套有防水外溢的密封罩，在密封罩的外侧再罩一带有中心轴的磁性旋转骨架，该骨架壁上所嵌磁铁与叶轮中心轴上的磁铁处于同一水平位置，密封罩筒内外的两组磁铁相互吸引并可随着叶轮同步转动，磁性旋转骨架上部的中心轴制有齿轮，该齿轮与减速控制系统离合大齿片啮合，其叶轮旋转扭力输出是通过密封罩筒内外相对应磁铁的吸力实现的。 

所述减速控制闹铃系统是由减速系统、控制系统和闹铃系统组成。其特征是：减速系统是由包括兼作齿轮减速功能的切换离合齿轮、过轮及固定在转轴上的可随意调节预定值的磨擦阻尼装置的阻尼大齿片组成；控制系统是在以磨擦簧、阻尼大齿片和转轴组成的磨擦阻尼装置的转轴下段，依次固定着阀门控制杆、离合齿轮旋臂压杆和闹铃系统中的上弦齿轮。在控制杆和传动杆端部都镶有磁铁，传动杆与压杆连为一体，连接处的轴孔架由中夹板边缘上的支架轴支撑，压杆端部压在磁性骨架上，当加大扭力克服磨擦阻尼装置的摩擦力，使转轴上端的旋钮箭头由原始位置逆时针转向常开位置，或顺时针转向预置定量的刻度位置时，阀门控制杆也随轴转动并处于旋钮箭头指向的对应位置，所以，阀门控制杆上的磁铁只是在旋钮箭头指向原始位置时才能靠近并吸引传动杆上端的磁铁，只有这时，在中夹板边缘上的支架轴支撑下，与传动杆连为一体的压杆，才能将被压缩弹簧顶起的磁性骨架压下，并通过磁性骨架的磁力带动导磁阀芯关闭阀门。固定在转轴上的离合齿轮压杆只是在逆时针旋转到旋钮箭头指向“开”的位置时起作用，利用其端部按转动方向制有向下的斜坡，将离合齿轮轴压下，使离合齿轮大齿片与叶轮主动齿轮脱离，与此同时控制杆失去对阀门系统的控制，阀门打开实现长流水。包括与闹铃的上弦齿轮、过轮在内的公知闹铃机构结合，在顺时针转动旋钮设定计量时，闹铃上弦齿轮随之转动使闹铃机构发条同时上弦，当计量结束旋钮返回原始位置，闹铃起闹，阀门自动关闭。 

所述永磁阀门系统是利用现有技术的电磁阀改制而成，其特征是：将电磁线圈部分改换成可沿着导管轴向滑动并嵌有永久磁铁的磁性骨架，骨架底部由压缩弹簧支撑，上部与压杆接触，导管内置有由导磁或永磁体活塞、阀芯柱和阀盖组成的阀芯。在控制系统作用下，随着由控制杆控制的压杆端部抬起或压下，磁性骨架将带动导管内阀芯同步上、下移动，实现阀门的开闭功能。 

定量水阀自动关闭装置的操作步骤： 

在罩壳上绕旋钮顺时针方向依次制有“开”、“关”和计量刻度，顺时针旋转旋钮使其箭头指向任意预定定量刻度位置后，会有水流输出并开始计量。在达到预定值时阀门自动关闭，闹铃起闹，旋钮箭头自动回零(关)、当反时针旋转旋钮，使箭头指向“开”的位置，即长流水。 

定时水阀自动关闭装置 

所述阀门控制系统特征是：在机械定时和闹铃系统的转轴上，固定着控制杆，在控制杆和传动杆端部都镶有磁铁。当净水器处于关闭状态时，阀门控制杆端部指向传动杆上端的磁铁位置，两磁铁相互吸引，传动杆与压杆一体，连接处的轴孔架由固定在定时与常开切换装置的磨擦阻尼装置的旋板外端的支架轴支撑，压杆一端压在由压缩弹簧支撑的磁性骨架上，磁性骨架被压向下位，导管内的导磁阀芯随之下移关闭阀门。当转动旋钮使控制杆随转轴转动，其端部磁铁远离传动杆上部磁铁时，相互之间失去引力，压杆对阀门系统的磁性骨架失压，磁性骨架被压缩弹簧弹起，并带动导管内的导磁阀芯上行打开阀门；所述定时与常开切换装置是在上夹板上设一个由转换轴、旋板、磨擦簧组成的磨擦阻尼装置，转换轴上端装有小旋钮，为限定转换轴和旋板转动角度，在转换轴两侧的上夹板分别固定一个离开旋板边缘一定距离的止位钉。当顺时针旋转小旋钮时，旋板使其支撑着的并随其转动的传动杆端部磁铁远离控制杆上的磁铁，相互之间失去引力，磁性骨架失压被压缩弹簧弹起，阀芯随之抬起阀门打开，处于长流水状态。当使小旋钮返回原始位置时，阀门重新关闭。为限定压杆末端在转换轴切换到常开位置时的上升高度，在上夹板下面制有一个限位挡块。 

所述永磁阀门系统与前述定量水阀自动关闭装置的永磁阀门结构相同，不再细述。 

定时自动关闭装置操作步骤：在不需计时时，顺时针旋转小旋钮使箭头指向罩壳上“开”的位置，阀门打开，反时针旋转小旋钮使其箭头指向“关”的位置，阀门关闭。当需要计时时，顺时针旋转大旋钮使箭头指向罩壳上的预设时间刻度位置，阀门打开并倒计时，当旋钮指针回到零位时阀门自动关闭并响铃。 

本实用新型的有益效果是： 

公开了一种家用净水器水流的定量和定时自动关闭装置，尤其是配合陶瓷滤芯净水器使用，既可延长陶瓷滤芯使用寿命，又能避免浪费净化水。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明： 

图1是定量水阀自动关闭装置的工作原理图； 

图2.是计量和微控永磁阀门系统的局部纵向剖面示意图； 

图3设置在净水器座体上的计量自动关闭阀纵向剖面示意图； 

图4设置在净水器座体上的计时自动关闭装置纵向剖面示意图。 

图中：1、压板，2、下夹板，3、过论轴，4、进水通道，5、离合小齿轮，6、离合齿轮轴，7、回位弹片，8、磁铁，9、密封罩，10、叶轮中心轴，11、叶轮，12、磁铁环，13、磁铁，14、磁性旋转骨架，15、骨架轴，16、闹铃上弦齿轮，17、闹铃过轮，18、闹铃，19、磁铁，20、阀口，21、阀盖，22、出水口，23、压缩弹簧，24、大齿片，25、罩壳，26、导磁活塞，27、磁铁，28、阀芯导管，29、磁性骨架，30、支架轴，31、传动杆，32、磁铁，33、压杆，34、中夹板，35、过轮小齿轮，36、上夹板，37、离合大齿片，38、旋臂压杆，39、小齿轮，40、转轴，41、旋钮，42、摩擦簧，43、阻尼装置大齿片，44、控制杆，45、限位钉，46、磁铁，47、闹铃机构，48、座体，49、叶轮盒，50、顶针，51、水流通道，52、旁孔，53、隔膜，54、中心孔，55、阀芯柱，56、阀口，57、密封胶圈，58、堵头，59、紧固环，60、外壳圆筒，61、密封胶圈，62、隔膜板，63、排污口，64、小旋钮，65、磨擦簧，66、转换轴，67、旋板，68、止位钉，69、支架轴，70、背压室，71、止位钉，72、限位挡块，73、闹铃定时系统，74、上夹板，75、进水室。 

具体实施方式

图1是定量水阀自动关闭装置的工作原理图，图中，定量水阀自动关闭装置的进水通道4与现有净水器的出水口相接，在进水通道4与水流通道51之间，设有叶轮11，叶轮中心轴10的上部横向嵌有磁条或紧套着一个磁极为水平方向的磁铁环12，轴的顶端插在用非导磁材料制成的密封罩9轴孔(盲孔)中，叶轮中心轴下端由顶针50支撑，密封罩将叶轮、磁铁环等封闭在净化水通道中。在密封罩9的外部顶端中心也制有轴孔(盲孔)，密封罩的外侧套着嵌有磁铁8、13的磁性旋转骨架14，并在此骨架顶部的内外都设有同心骨架轴15，内部同心轴插在密封罩的轴孔里，套在密封罩上的磁性旋转骨架可以自由转动，此骨架所嵌磁铁与密封罩内磁铁环12水平位置相对应并相互吸引，在骨架顶部外面的同心轴上制有小齿轮39， 在计量时它与离合大齿片37啮合，再由其上的小齿轮5通过过轮轴3上的大齿片24、过轮小齿轮35与转轴40上的阻尼装置大齿片43组成一个减速系统。在阻尼装置下方的转轴40上依次固定着控制杆44、离合齿轮旋臂压杆38和闹铃上弦齿轮16，包括上弦齿轮16、闹铃过轮17和闹铃18在内的闹铃系统47与现有机械定时器的闹铃系统结构原理相同，这里不再细述。转轴40上的离合齿轮旋臂压杆38端部按转动方向制有一个向下的斜坡(图中未能显示出来)，离合齿轮旋臂压杆端部在此位置会将离合齿轮轴压下，使离合齿轮大齿片与小齿轮39脱离。固定在转轴40上的控制杆44和传动杆31端部分别固定着磁铁46和32，传动杆与压杆33连接部位制有轴孔架，由固定在中夹板上的支架轴30支撑，可通过压杆控制阀门系统的开、闭。图1中的永磁阀门系统是一个简单的原理结构图，在非导磁体的阀芯导管28内置有由导磁活塞26、阀盖21组成的阀芯。导管28的外径上套着一个可以上下滑动的磁性骨架29，骨架上嵌有磁铁，阀芯的导磁活塞26因受磁性骨架的磁场引力影响，始终与骨架上的磁铁保持水平位置，磁性骨架下方由压缩弹簧23支撑，当需要阀门关闭时，磁性骨架随着压杆33施压下行，阀芯的导磁活塞也同步下移，使阀盖21封闭阀口20。反之，磁性骨架失去压杆向下的压力，被压缩弹簧弹起恢复原位，阀门打开。 

当顺时针旋转旋钮41使其箭头指向罩壳25上预定的刻度位置时，控制杆44端部磁铁46与传动杆31上端磁铁32分离，固定在转轴40上的离合齿轮旋臂压杆38离开离合齿轮轴6顶端，离合齿轮轴6被固定在下夹板上的回位弹片7弹向上方，离合大齿片37与小齿轮39啮合。闹铃系统47(虚线框内)的上弦齿轮16通过过轮17上紧闹铃发条，这时因阀门已打开，有水流推动叶轮11转动并计量，旋钮41开始向回旋转，在达到预定值时旋钮41回到零位，阀盖21与阀口20自动关闭，闹铃18发声响铃、当反时针手动旋转旋钮使箭头指向偏离零刻度一定角度“开”的位置时，阀门处于常开位置，水流不会被自动关闭。固定在转轴40上的离合齿轮压杆38随之反转，端部压在离合齿轮轴6上端使其下移，离合大齿片37与小齿轮39脱离，这时的叶轮是在空转，失去计量作用。为限制旋钮41在手动反时针调整时越位，在中夹板34上固定一个限位钉，图中所画箭头为水流方向。 

图2是定量水阀自动关闭装置实例的计量和微控力永磁阀门系统纵向剖面示意图，图中，与现有净水器出水通道(图中未画)相连接的进水通道4和水流通道51之间，设有叶轮11，叶轮中心轴的上部套一磁铁环12(或横向嵌有磁条)，轴的顶端插在用非导磁材料制成的密封罩9的轴孔(盲孔)中，叶轮轴下端由顶针50支撑，在叶轮外侧套一个在盒壁上顺轴向开有多条导流缝隙(图中未画出)的叶轮盒49，水流通过导流缝隙斜向冲击叶轮叶片，使叶轮按设定方向旋转。密封罩9的下端径向外扩的圆口由压板1将其扣压在防漏胶圈57上。密封罩的外部顶端中心也制有轴孔(盲孔)，密封罩的外侧套着嵌有磁铁8、13的磁性旋转骨架14，并在此骨架顶部的内外设有同心轴15，内部同心轴插在密封罩的轴孔里，套在密封罩上的磁性旋转骨架可以自由转动，此骨架所嵌磁铁与密封罩内磁铁环位置相对应并相互吸引。在骨架顶部外面的同心轴上制有小齿轮39，与图1中的离合大齿片37啮合。图中，在净化水的水流通道51与出水口22之间的座体48的阀口56上面的空间置一嵌有隔膜板62的隔膜53，隔膜板上设有旁孔52和中心孔54，阀芯导管28下端径向外扩的圆口由压板1扣压在隔膜上将边缘密封。在阀芯导管28外侧套有可沿其上下滑动并镶有永久磁铁19、27的磁性骨架29，骨架底部由压缩弹簧23支撑。阀芯导管28内置有阀芯，阀芯由导磁活塞26(或永磁活塞)、阀芯柱55和阀盖21组成，导磁活塞与磁性骨架上的磁铁始终保持在同一水平线上，可随磁性骨架通过阀柱带动阀盖上下活动。微控力永磁阀门系统工作原理是：当压杆对磁性骨架29施压时，磁性骨架带动阀芯下行，阀盖21封闭了隔膜板上的中心孔54，中心孔在背压室70的一端处于密封状态。水通过水流通道51、进水室75和隔膜板62的旁孔52进入背压室70，背压室内的水压迅速升高，将隔膜压在阀口56上，封住水流，关闭了出水口22。当磁性骨架29失去压杆的压力时，磁性骨架被压缩弹簧弹起，阀盖21脱离隔膜板上的中心孔54，背压室70内的水通过中心孔54流向阀口56的出水口22。由于中心孔54的孔径大于旁孔52的孔径，使得背压室内的进水速度小于出水速度，导致背压室内的水压下降。隔膜板在进水室一面所受的压力大于在背压室70的一面所承受的压力，使隔膜板远离阀口56，阀口不再被隔膜封住，水流直接从阀口出水口22流出。 

上述微控力永磁阀门结构的优点是，比图1原理图中所示的阀门，开闭只需更小的操控力度。 

图3是将定量水阀自动关闭装置与净水器座体组合在一起的部分结构示意图，其主要结构与图2相同，仅是滤芯出水通道56(虚线部分)置于净水器外壳圆筒60的中心，水流通过叶轮盒壁上的束流缝隙，推 动叶轮旋转，虽然图纸中的滤芯出水口管路(图中虚线)56与水流通道51交叉，但是，两管路实际不在同一个平面上，相互隔绝、为方便显示，图中的排污口63与净化水出口22为上下排列，实际应平行排列，以降低座体高度。 

图4是将定时水阀自动关闭装置与净水器座体组合在一起的结构示意图，阀门系统与图2、3相关部分相同，不再细述，区别仅在于机械定时及切换系统。它是利用带有闹铃的机械定时系统的现有技术，接合本装置的技术方案，增设了对阀门的控制和定时与常开切换系统，其特征是：在包括闹铃18在内的机械定时系统73的转轴40上，固定着控制杆44，其端部设有磁铁46，与传动杆31上的磁铁32相匹配，传动杆通过固定在磨擦阻尼装置的旋板67外端支架轴69上的轴孔架与压杆33连接，当控制杆随转轴40转动，其端部磁铁46靠近传动杆31端部磁铁32时，传动杆磁铁被吸近，压杆33对阀门系统的磁性骨架29施压，磁性骨架克服压缩弹簧23弹力向下移动并带动导管28内的阀芯关闭阀门；定时与常开切换系统是在上夹板74上设一个由转换轴66、旋板67、磨擦簧65组成的磨擦阻尼装置，转换轴66上端装有小旋钮64，为限定转换轴和旋板转动角度。在转换轴两侧的上夹板74分别固定一个离开旋板边缘一定距离的止位钉68和71。为限定压杆33在转换轴切换到常开时的位置，在上夹板下面制有一个限位挡块72。需要指出的是，由于图4中的压杆33可随着转换轴66同步转动一个固定角度，所以压杆(板状)与磁性骨架29和限位挡块72的接触部位要有一定的覆盖宽度。 

为缩小水阀自动关闭装置的体积，也可将闹铃系统省略(包括各图中的闹铃上弦齿轮16、闹铃过论17、闹铃18，只保留定时水阀自动关闭装置的定时系统)，这样，对于定时水阀自动关闭装置，还可利用公知的电风扇、定时电源插座等所采用以发条为动力的机械定时机构的现有技术。 

为避免磁性旋转骨架14与磁性骨架29上的磁场相互影响，增加对活塞的吸力，在磁性旋转骨架与磁性骨架外径各紧套一导磁环(图中未画出)。 

为提高定量和定时的控制精度，控制杆和传动杆上的磁铁，最好各自采用两个小磁铁块，同一朝向的一面按不同极性间隔排列成组，分别固定在控制杆和传动杆上，磁铁块与控制杆和传动杆接触的一面应是导磁体。 

上述各图中的密封罩9和导管28下端是由压板1将其扣压在防漏胶圈57和隔膜53的边缘上的，也可用两个侧面制有螺纹的压环旋紧在座体48与密封罩和导管下端对应位置的内壁上。将密封罩和阀芯导管下端压实密封。 

图中上、中、下夹板和座体之间均由柱体通过螺帽或螺钉固定和支撑(图中未画出)。 

在定量水阀自动关闭装置的旋钮箭头下方罩壳上，绕旋钮圆周制有计量刻度。在定时水阀自动关闭装置上，大旋钮下方绕旋钮圆周的罩壳上制有计时刻度，小旋钮下方制有“开”和“关”的切换标记，如果罩壳是透明材料，其刻度最好设在罩内。 

本实用新型水阀自动关闭装置可与各种净水器的座体组合制成一体，也可以独立制成单体，接在各种净水器出水口或作为水龙头使用。 

示意图仅为实施例而已，并非限定本实施范围，对这些实施方式做出多种变更或修改，都应落在本实用新型的技术范围之内。 

Claims (9)

1.一种水阀自动关闭装置，包括座体和罩壳，其特征是，在净水器座体的滤芯出水口或在净水器的出水通道上，增设一个可定量或定时的自动关闭装置，其中定量自动关闭装置包括磁力联动定量系统、减速控制闹铃系统和永磁阀门系统；定时自动关闭装置包括机械定时和闹铃系统、阀门控制系统和永磁阀门系统。 

2.根据权利要求1所述水阀自动关闭装置，其特征是，所述磁力联动定量系统是将现有技术的旋翼式计量水表叶轮中心轴上的齿轮改换成磁极为横向设置的磁铁，并套有防水外溢的密封罩，在密封罩的外侧再罩一带有中心轴的可转动的磁性旋转骨架，该骨架壁上所嵌磁铁与叶轮中心轴上的磁铁处于同一水平位置，密封罩筒内外的两组磁铁相互吸引并可随着叶轮同步转动，磁性旋转骨架上部的中心轴制有齿轮，该齿轮与减速控制系统离合大齿片啮合。 

3.根据权利要求1所述水阀自动关闭装置，其特征是，所述减速控制闹铃系统是由减速系统、控制系统和闹铃系统组成，其中减速系统是由包括兼作齿轮减速功能的切换离合齿轮、过轮及固定在转轴上的可随意调节预定值的磨擦阻尼装置的阻尼大齿片组成；控制系统是在以磨擦簧、阻尼大齿片和转轴组成的磨擦阻尼装置的转轴下段，依次固定着控制杆、离合齿轮旋臂压杆和闹铃系统中的上弦齿轮，在控制杆和传动杆端部都镶有磁铁，传动杆与压杆连为一体，连接处的轴孔架由中夹板边缘上的支架轴支撑，压杆端部压在磁性骨架上。 

4.根据权利要求1所述水阀自动关闭装置，其特征是，所述永磁阀门系统是利用现有技术的电磁阀，将其线圈部分改换成可沿着导管轴向滑动并嵌有永久磁铁的磁性骨架，骨架底部由压缩弹簧支撑，上部与压杆接触，导管内置有由导磁活塞、阀芯柱和阀盖组成的阀芯。 

5.根据权利要求1所述水阀自动关闭装置，其特征是，所述阀门控制系统是在机械定时和闹铃系统的转轴上，固定着控制杆，在控制杆和传动杆端部都镶有磁铁，当净水器处于关闭状态时，阀门控制杆端部指向传动杆上端的磁铁位置，两磁铁相互吸引，传动杆与压杆一体，连接处轴孔架由固定在定时与常开切换装置的磨擦阻尼装置的旋板外端支架轴支撑，压杆一端压在由压缩弹簧支撑的磁性骨架上。 

6.根据权利要求5所述水阀自动关闭装置，其特征是，所述定时与常开切换装置是在上夹板上设一个由转换轴、旋板、磨擦簧组成的磨擦阻尼装置，转换轴上端装有小旋钮，在转换轴两侧的上夹板分别固定一个止位钉，在上夹板下面制有一个限位挡块。 

7.根据权利要求2所述水阀自动关闭装置，其特征是，在所述磁性旋转骨架外径紧套一导磁环。 

8.根据权利要求4所述水阀自动关闭装置，其特征是，在所述磁性骨架外径紧套一导磁环。 

9.根据权利要求3或5所述水阀自动关闭装置，其特征是，所述控制杆和传动杆端部都镶有磁铁，是各自采用两个小磁铁块，同一朝向的一面按不同极性间隔排列成组，分别固定在控制杆和传动杆上，磁铁块与控制杆和传动杆接触的一面应是导磁体。