CN2872182Y - 混合式热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种使用方便、安全、成本不高、出水有力的混合式热水器，包括水箱、加热器、进水管、出水管、控制器、水龙头，从进水管到水箱之间的顺序设有膨胀器、常闭的电控进水阀；该膨胀器由阀体、膨胀壁和非完全关闭阀门构成，阀体上设有柱塞腔，柱塞腔内端与阀体的内腔相通、外端与大气相通，作为膨胀壁的柱塞与柱塞腔滑动配合，柱塞与柱塞腔之间设有密封圈，柱塞前部与阀体内腔围成膨胀腔，膨胀腔的进水口接进水管、出水口接电控进水阀的进水口，柱塞与阀体之间设有控制弹簧，其弹力方向使膨胀腔收缩，非完全关闭阀门设置在膨胀腔的进水通道，非完全关闭阀门的动作受柱塞控制。

Description

混合式热水器

技术领域

本实用新型涉及一种热水器，特别是一种混合式热水器。

背景技术

目前热水器的使用已较普遍，它包括水箱、进水管、出水管和加热器，加热器可以是电热管、太阳能集热器或者是热泵式制热系统，按其水箱工作方式分为封闭式和敞开式，封闭式热水器虽然出水有力、可以实现中央供水但缺点是成本高、寿命短，而敞开式热水器虽然成本低、寿命长但存在出水无力、不能实现中央供水的缺点。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有热水器中存在的要么成本高、寿命短要么出水无力、不能实现中央供水的问题，而提供一种使用方便、安全、成本不高、出水有力的混合式热水器。

技术方案：

实现本实用新型的目的技术方案是：一种混合式热水器，包括水箱、加热器、进水管、出水管、控制器、水龙头或混水阀，其中水龙头到水箱之间的出水管上或混水阀的冷水进口到自来水管之间的连管上设有水流传感器，水箱的溢水通道上设有常开的电控溢水阀，其特征在于从进水管到水箱之间顺序设有膨胀器、常闭的电控进水阀；该膨胀器由阀体、柱塞和非完全关闭阀门构成，阀体上设有柱塞腔，柱塞腔内端与阀体的内腔相通、外端与大气相通，柱塞尾段位于柱塞腔内，且柱塞可相对于阀体移动，柱塞与柱塞腔之间设有密封圈，柱塞与阀体内腔围成膨胀腔，膨胀腔的进水口接进水管、出水口接电控进水阀的进水口，柱塞与阀体之间设有控制弹簧，其弹力方向使膨胀腔收缩，非完全关闭阀门设置在膨胀腔的进水通道，非完全关闭阀门的动作受柱塞控制。为了防止停水后打开水龙头时，水箱内的热水向自来水管倒流，最好在进水管最前端设置单向阀。如果本实用新型用于电热水器时，为了防止其干烧，最理想的方法是将出水管的引水口高度高于电热管的高度。

本实用新型所述的非完全关闭阀门是指其关闭后进出端之间还有微小的间隙相通，该状态为非完全关闭状态。

本实用新型的原理是，当打开水龙头或混水阀时，控制器检测到出水管上有水流动后接通电控进水阀和电控溢水阀的电源，使电控进水阀打开、电控溢水阀关闭，此时，因为非完全关闭阀门处于非完全关闭状态，经进水管进入膨胀腔内的水流较小，不足以补充膨胀腔经水龙头或混水阀流出的水量，所以，膨胀器的膨胀腔内压下降，柱塞在控制弹簧的作用下向内移动直到推动处于非完全关闭状态的非完全关闭阀门进入打开状态，使膨胀腔内的压强低于或等于自来水管水压的压强，起到恒压减压的作用，自来水管的水经进水管、膨胀腔、电控进水阀进入水箱，然后再将水箱内的热水压入出水管经水龙头或混水阀流出；使用完热水后，关闭水龙头或混水阀，在水龙头关闭的瞬间，膨胀腔内的柱塞在水压作用下向外移动，使非完全关闭阀门从打开状态进入非完全关闭状态，柱塞向外移动的速度下降，水流传感器检测到水流停止后，控制器关闭电控进水阀和电控溢水阀的电源使之返回常态，水箱返回敞开式状态，最后柱塞被限定在最外位置，非完全关闭阀门也停止运动并被定位在非完全关闭状态；而此时膨胀腔内的水压与自来水管内的水压相同。其中非完全关闭阀门的微开状态(非完全关闭状态)可以在关闭水龙头的瞬间，使柱塞向外移动速度下降，在柱塞向外移动以吸收膨胀腔上升的水压的过程中，使水流传感器有足够的反应时间向控制器发出断开电控进水阀和电控溢水阀的电源，也即电控进水阀和电控溢水阀的复位后柱塞才停止向外移动。

所述混合式热水器，其特征在于所述柱塞前段位于阀体内腔，所述密封圈设置在柱塞前段。也即该密封圈为间歇式起密封作用的间歇式密封圈，所以也称间歇式密封圈，所谓间歇式密封圈是指其随柱塞运动时，位于某一位置时起密封作用，位于另一位置时不起密封作用。具体是指：当柱塞前部滑出柱塞腔时，该间歇式密封圈因柱塞向内移动而与柱塞腔或阀体内壁分离，此时的密封圈不起密封作用，但当柱塞返回到最外或接近最外的位置时，密封圈因柱塞向外移动而返回到柱塞与柱塞腔之间或柱塞端部与阀体内壁之间重新起密封作用，也即该密封圈是随柱塞在不同的位置而间歇性地起到密封作用，间歇式密封圈的好处是当柱塞向内移动到推动非完全关闭阀门时，间歇式密封圈与柱塞腔之间摩擦力极小或为零，保证柱塞对非完全关闭阀门打开状态时的开口大小的控制精度，提高出水压力的平稳性。

所述混合式热水器，其特征在于所述柱塞前端设有环形筋，所述密封圈是环形橡胶圈，该环形橡胶圈放置在柱塞前端的环形筋后侧。当柱塞位于最外位置时，橡胶圈被夹在环形筋与阀体内壁之间而起密封作用。其好处是无论柱塞位于何处，这种方式的间歇式密封圈对柱塞与柱塞腔之间的摩擦力的影响为零。

所述动态减压阀，其特征在于所述柱塞前端设有环形槽，所述密封圈设置在该环形槽内。此处的密封圈的截面可以是“O”形的，也可以是现有的“V”形油封。

所述混合式热水器，其特征在于所述柱塞后部与柱塞腔之间设有副密封圈。当柱塞前部伸出柱塞腔外，间歇式密封圈不起密封作用时，该副密封圈在柱塞与柱塞腔之间起密封作用。因为副密封圈只需在动态减压阀处于动态时才起密封作用，而动态时膨胀腔内的压强较小，所以，副密封圈的密封性能要求不高，副密封圈不会在柱塞与柱塞腔之间增加太大的摩擦力，其好处是，静态时，高密封性能的间歇式密封圈起密封作用，而处于动态时，只有副密封圈起密封作用，此时柱塞与柱塞腔之间的摩擦力小，也可以提高柱塞控制非完全关闭阀门打开状态时的开口大小的精度。

所述混合式热水器，其特征在于所述阀体的柱塞腔的后部设有泄水孔。当柱塞处于最外位置时泄水孔将副密封圈与间歇式密封圈之间的间隙与外界连通以使其内的水可以向外泄，防止副密封圈长期处于高压状态，而缩短其使用寿命。

所述混合式热水器，其特征在于所述阀体的柱塞腔后部的内径略大于前部的内径，柱塞腔末端设有泄水孔。其作用与前一特征相同，当柱塞位于最外位置时，副密封圈与间歇式密封圈之间的水经副密封圈与柱塞腔后部的间隙流向泄水孔而向外泄。其好处是，柱塞滑动时，副密封圈不会与泄水孔接触，防止了副密封圈与泄水孔接触过程对副密封圈的损坏。

所述混合式热水器，其特征在于所述非完全关闭阀门由膨胀腔的进水口和位于膨胀腔内进水口处可滑动的阻水块构成，该阻水块的滑动受柱塞控制。所述阻水块受自身的重力或浮力的作用而被定位在所述进水口处。

所述混合式热水器，其特征在于阻水块与阀体之间的设有复位弹簧，复位弹簧的弹力将阻水块定位在进水口处。

所述混合式热水器，其特征在于所述非完全关闭阀门由动片和静片构成，动片和静片上分别设有通水孔，其中动片或静片的通水孔的尾部为泄水缝，动片和静片直接设置在所述膨胀器的阀体内。当动片与静片上的通水孔互跨时处于非完全关闭阀门处于打开状态，当其中一个通水孔仅跨在另一通水孔的泄水缝处时处于微开状态——也即非完全关闭状态。

所述混合式热水器，其特征在于所述阀体上设有受柱塞控制的行程开关。其作用是当关闭水龙头或混水阀的瞬间，柱塞向外移动到压下行程开关后，水流传感器由于惯性的作用还没来得及将出水管内没有水流的信息传递到控制器时，利用柱塞向外移动到压下行程开关的信号代替水流传感器关闭电控进水阀和电控溢水阀的信号，也即利用水流传感器检测到水流从无到有时的信号变化来控制电源的接通，而利用行程开关的被断开或者合上(两者只取其一)的信号变化来控制电源的关闭。此处强调的是信号变化时，控制器才改变各电控阀的通电状态，当信号不变化时，控制器是不改变各电控阀的工作状态的。

所述混合式热水器，其特征在于所述水箱设有控制所述电控进水阀的水位传感器。当水位传感器检测到水箱内没水时，控制器接通电控进水阀电源，此时，自来水经电控进水阀进入水箱，而水箱内的空气经溢水管排入大气，直到检测到水箱内的水位到达水位传感器处时，才断开电控进水阀的电源。好处是新安装热水器时，只需插上电源即可自动上水，而当使用了一段时间后，如果停电时，热水器可以当敞开式使用，因为此时水箱是通过电控溢水阀与大气相通的，所以，打开水龙头时，水箱内的热水同样可以流出，而一旦水箱内的水用完，又关闭了水龙头时，当恢复来电后，控制器可以自动向水箱注水。

有益效果：

由于采用了本实用新型所述的技术方案，混合式热水器在出水阀(混水阀)关闭时，水箱与大气相通，只在其出水时，水箱才承受较小的动态水压，水箱由原来的长期承压工作制变为短时承压工作制，而且该水压较低，可以降低水箱的耐压标准，从而降低水箱壁厚而节省成本和资源，水箱不用长期工作在高压状态，不易被锈蚀，延长水箱的使用寿命，提高其安全性能；这种混合式热水器虽然在不出水时为敞开式状态，但同样可以实现中央供水，所以，不但寿命长、安全，而且使用方便、结构简单，混合了敞开式热水器和封闭式热水器的优点。本实用新型中间歇式密封圈的使用可以保证膨胀器的密封性能，也能保证膨胀器的恒压精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型所述混合式热水器的一个实施例的管道连接示意图。

图2是图1实施例中膨胀器的内部结构示意图。

图3是图1实施例中膨胀器的另一种结构的内部结构示意图。

图4是图3中非完全关闭阀门所用的静片的放大图。

图5是图3中非完全关闭阀门所用的动片的放大图。

图中标记，91、水箱，98、电控溢水阀，99、水位传感器，97、水流传感器，96、水龙头，92、进水管，94、单向阀，93、膨胀器，95、电控进水阀；4、控制弹簧，6、副密封圈，2、柱塞，7、间歇式密封圈，8、间歇式密封圈，23、环形筋，21、前端，5、阻水块，114、导向块，51、复位弹簧，113、进水口，111、出水口，110、膨胀腔，11、阀座，12、阀盖，20、泄水孔，100、行程开关，120、通孔；070、阀体，07、控制阀，071、阀杆；71、静片，711、通水孔，712、泄水缝，72、动片，721、通水孔。

具体实施方式：

图1是本实用新型所述混合式热水器的一个实施例的管道连接示意图。从图1(图中未画出加热器)中可见，所述混合式热水器，其中水龙头96到水箱91之间的出水管上设有水流传感器97，水箱的溢水通道上设有常开的电控溢水阀98，并在溢水管上设有水位传感器99，从进水管92到水箱91之间的顺序设有单向阀94、膨胀器93、常闭的电控进水阀95。假设图1所示状态为热水器处于待机状态，此时电控进水阀和电控溢水阀都处于常态，水箱91通过溢水管与大气相通，使用热水时，打开水龙头96，水箱91内的热水在重力作用下经水龙头96流出，水流传感器97的信号由没水流的信号变为有水流的信号，控制器接通电控进水阀93和电控溢水阀98的电源，电控进水阀打开、电控溢水阀关闭，自来水管内的水经进水管、单向阀94、电控进水阀进入水箱，然后将水箱内的热水经出水管、水龙头压出；图2所示的膨胀器在电控进水阀95打开的瞬间，膨胀腔110内的高压水(因为此时水龙头已打开，不会对水箱产生高压)经出水口111流入电控进水阀的进水口，膨胀腔内的压力快速下降，在控制弹簧4的作用下，柱塞2向下运动，行程开关100被松开(此过程控制器不改变各电控阀的状态)，间歇式密封圈7和8与柱塞腔分离，此时柱塞与柱塞腔之间靠位于柱塞后部的副密封圈6起密封作用，当柱塞继续下移时，其前端21将阻块5向下顶而使阻水块5与进水口113的开口增大，在控制弹簧4、复位弹簧51和水流的作用下柱塞2被平衡在某一位置处，该位置随膨胀腔110内的水压变化而变化，热水器进入正式封闭工作状态；而使用完毕后，只需关闭水龙头，则水箱及膨胀器的膨胀腔的内压都会上升，图2中的柱塞2被水压向上推，当阻水块5回复到图2所示位置时，进水口113的水只能经阻水块5与进水口113之间的间隙进入膨胀腔110，由阻水块5、复位弹簧51和进水口113构成的非完全关闭阀门进入非完全关闭状态，因为此时的水流量较小，柱塞2向上移动的速度下降，当柱塞上移到压下行程开关100时，控制器检测到行程开关从松开状态返回压下状态后即切断电控进水阀和电控溢水阀的电源，水箱返回到经溢水管与大气相通的待机状态，而柱塞还应继续上行一段行程，直到间歇式密封圈8被压在环形筋23与阀盖12之间起密封作用并被限位为止，此时，副密封圈100与间歇式密封圈之间的微量水可以经泄水孔20流出。其中水位传感器99直接控制电控进水阀93。

实施例中的间歇式密封圈7和8可以只选用一个(一般情况下建议采用间歇式密封圈8)，密封圈7的结构与普通油封的结构相同，但密封圈7的密封效果高于设置在柱塞后部的副密封圈6，而环形的密封圈8位于柱塞前端的环形筋23后侧两者相配在柱塞与柱塞腔之间起间歇式密封作用。实际上如果使用环境许可，则副密封圈6和泄水孔20是可以不要的，只是在热水器在出水使用过程中，在柱塞与柱塞腔之间有微量的水经通孔120流出。

上述实施例中，如果图2中位于相当于泄水孔20处以上位置的阀体柱塞腔内径略大于下部的内径，则泄水孔20可以省略。

图2中的阻水块5与进水口113构成的非完全关闭阀门也可以用图3中的非完全关闭阀门07代替，图中的阀杆071控制非完全关闭阀门07的状态，而阀杆07的位置是受柱塞控制的，其控制过程与上述相同。在此只对非完全关闭阀门07的内部结构作一简述，它与动态减压阀共用一个阀体，见图4，在静片71的通水孔711末端设有泄水缝712，将图5中的动片72平稳到图4中的静片71上时，通水孔721与711大部分相通，非完全关闭阀门处于打开状态，图3中的阀杆071带动动片72逆时针转动到通水孔721仅跨在泄水缝712处时，非完全关闭阀门处于微开的非完全关闭状态；其中静片和动片均设置在阀体中，静片的通水孔711接图1实施例的进水管时，则动片的通水孔721直接进入膨胀腔110。

图1的实施例中，如果水龙头改为混水阀，则水流传感器可以设置在混水阀冷水进口与进水管92的连管上。

Claims (10)

1、一种混合式热水器，包括水箱、加热器、进水管、出水管、控制器、水龙头或混水阀，其中水龙头到水箱之间的出水管上或混水阀的冷水进口到自来水管之间的连管上设有水流传感器，水箱的溢水通道上设有常开的电控溢水阀，其特征在于从进水管到水箱之间顺序设有膨胀器、常闭的电控进水阀；该膨胀器由阀体、柱塞和非完全关闭阀门构成，阀体上设有柱塞腔，柱塞腔内端与阀体的内腔相通、外端与大气相通，柱塞尾段位于柱塞腔内，柱塞与柱塞腔之间设有密封圈，柱塞与阀体内腔围成膨胀腔，膨胀腔的进水口接进水管、出水口接电控进水阀的进水口，柱塞与阀体之间设有控制弹簧，其弹力方向使膨胀腔收缩，非完全关闭阀门设置在膨胀腔的进水通道，非完全关闭阀门的动作受柱塞控制。

2、根据权利要求1所述混合式热水器，其特征在于所述柱塞前段位于阀体内腔，所述密封圈设置在柱塞前段。

3、根据权利要求2所述混合式热水器，其特征在于所述柱塞前端设有环形筋或环形槽，所述密封圈是环形橡胶圈，该环形橡胶圈放置在柱塞前端的环形筋后侧或环形槽内。

4、根据权利要求2或3所述混合式热水器，其特征在于所述柱塞后部与柱塞腔之间设有副密封圈。

5、根据权利要求4所述混合式热水器，其特征在于所述阀体的柱塞腔后部的内径略大于前部的内径，柱塞腔末端设有泄水孔。

6、根据权利要求1所述混合式热水器，其特征在于所述非完全关闭阀门由膨胀腔的进水口和位于膨胀腔内进水口处可滑动的阻水块构成，该阻水块的滑动受柱塞控制。

7、根据权利要求6所述混合式热水器，其特征在于阻水块与阀体之间的设有复位弹簧，复位弹簧的弹力将阻水块定位在进水口处。

8、根据权利要求1所述混合式热水器，其特征在于所述非完全关闭阀门由动片和静片构成，动片和静片上分别设有通水孔，其中动片或静片的通水孔的尾部为泄水缝。

9、根据权利要求1所述混合式热水器，其特征在于所述阀体上设有受柱塞控制的行程开关。

10、根据权利要求1所述混合式热水器，其特征在于所述水箱设有控制所述电控进水阀的水位传感器。

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