CN2890760Y - 太阳能热水器上水排空控制器 - Google Patents

Abstract

太阳能热水器上水排空控制器，阀体的连通管中部与进水管十字贯通，两端分别通过单向阀与上下水管和排空管连接，进水管的上部为内设泄压孔的泄压柱，上下水管的上部为内设进压孔的进压柱，泄压柱、进压柱均设于密封圈、容压盘上，容压盘上方设有中央为滑管的压盖，滑管内置钢柱及弹簧，浮箱下壁固定在阀腔壳上，将压盖压住，浮箱的凹腔内放置滑管，在凹腔的外部设有可上下滑动的环形浮子，浮子内设有环形磁铁。具有以下优点：1.无需电源，安全简便；2.可方便地选择使用自动上水和排空；3.自动开启与关闭水阀门开关；4.阀的开启与关闭无磨损接触，使用寿命长；5.采用全密封结构，避免了漏水现象。6.制作简单、成本低。

Description

太阳能热水器上水排空控制器

(一)技术领域：本实用新型涉及阀门，进一步是用于太阳能热水器的上水控制阀，尤其是采用永磁铁结构有排空功能的太阳能热水器的上水控制阀。

(二)背景技术：目前，我国利用太阳能热水器的用户已有几百万户，而且正在迅速发展。为解决自动上水问题，市场上出现了一些自动阀门或控制仪，但不少阀门仪器或由于易损坏，或由于安装繁琐，或由于成本较高，或需要使用电源而不为用户所接受。

特别是随着社会的进步，人们的生活水平不断提高一年四季使用太阳能热水器成为许多家庭的追求。但在我国北方地区，由于昼夜温差较大，特别是冬季，一般最低温度达到零下10℃甚至更低，因此，易出现结冰，上下水管内的水被冻住后，无法正常使用太阳能。为此，如何实现夜间将上下水管内的水排空，就成为保证太阳能热水器正常的关键了。

目前，市场上解决太阳能热水器管道冻结问题的有三类：一、附加伴热带。即伴热带可通电加热，将伴热带依附与上下水管，通过对伴热带电加热实现对上下水管进行加热，从而确保上下水管不至于冻结。二、采用电机控制。即在上下水管上设计出相应的若干阀门，一部分阀门由手控进行开关，另一部分阀门通过用电机进行开关，从而将上下水管的水进行排空。三、纯机械设计。即在上下水管上设置若干阀门，通过相应的阀门控制实现排空上下水管。前两者优点是快捷、操作简单，但都存在以下缺陷：1、需要耗电。伴热带夜间一般常开，故要消耗一定的电；电机需定时开，也要耗电；2、不安全。都需要将室内电源通过电线引至室外，从而存在安全隐患；3、不方便。一旦出现停电，就失去了排空作用，甚至无法使用太阳能热水器。4、投入较大。需要增加伴热带或电机等控制设施投入，因而投入较大。后者其优点是成本低，结构简单，但由于上部没有必要的自动控水装置配合，故易造成排空管效果不好，甚至根本不起作用。总体上说，目前的排空管不能满足消费者的需求。

(三)发明内容：本实用新型的目的在于提供一种不需电源、安装简单、使用寿命长，可实现自动控制供水、并根据需要排空上下水管中水的太阳能热水器控制阀。

本实用新型的目的是通过以下方案实现的：太阳能热水器上水排空控制器，阀体设有浮箱、阀腔、连通管、上下水管、进水管、溢水管、排空管，上下水管下部连接自来水管和喷淋头，进水管下部连接太阳能热水器的水箱下部，其特点是：溢水管的一端连接浮箱下部，另一端连接太阳能热水器的水箱上部，排空管下端连接排空阀，连通管中部与进水管十字贯通，两端分别通过单向阀与上下水管和排空管连接，进水管的上部为内设泄压孔的泄压柱，上下水管的上部为内设进压孔的进压柱，泄压柱、进压柱均设于密封圈、容压盘上，容压盘上方设有压盖，压盖中央设有滑管，滑管为上部密封的圆柱形空心体，滑管处在泄压柱的正上方，内置一钢柱，钢柱上方设有弹簧，浮箱的下壁固定在阀腔壳上，将压盖压住，箱下壁的凹腔内放置滑管，在凹腔的外部设有可在凹腔外上下滑动的环形浮子，浮子内设有环形磁铁。

本实用新型的原理如下：如附图1所示，上水时，打开上水阀(A)，水由上下水管(B)经控水器(C)进入进水管(D)，从而进入太阳能热水器的水箱(E)。水箱(E)的水满后，水经溢水管(F)进入浮箱(G)，浮箱(G)的水将浮子及设于其中的磁铁浮起，磁铁对钢柱失去吸引力，钢柱下落，在控水器(C)相关部件的作用下，关闭泄压孔，上水停止。用水时，打开喷淋阀(H)，由于虹吸作用，水箱(E)内的水经单向阀(I)直接进入上下水管(B)内下流，从喷淋头(J)流出。需排空时，关闭上水阀(A)，打开喷淋阀(H)和设在排空管(K)下端的排空阀(L)，大气进入排空管(K)并由单向阀(M)进入，由于单向阀(M)的高度高于(或等于)水箱(E)的最高水位，从而破坏了虹吸现象，使上下水管(B)中的水完全从喷淋头(J)流出，实现上下水管(B)的排空。

本实用新型具有以下优点：1、无需电源，安全简便；2、可方便地选择使用自动控水和排空；3、自动开启与关闭水阀门开关，不必看管；4、由于阀的开启与关闭无磨损接触，使用寿命长；5、采用全密封结构，避免了漏水现象的产生。6、制作简单、成本低、安装维修方便。

(四)附图说明：图1为本实用新型原理图；图2为本实用新型实施例1剖面结构示意图；图3为本实用新型实施例2剖面结构示意图；图4为本实用新型实施例3剖面结构示意图；

(五)具体实施方式：以下结合实施例对实用新型作进一步描述：

实施例1：如附图2所示，阀体上设有上下水管(1)、进水管(2)、溢水管(3)、排空管(4)，上下水管(1)下部通过三通，一方面连接喷淋阀及喷淋头，另一方面连接上水阀及自来水管(图中未画出)，进水管(2)下部连接太阳能热水器的水箱(5)下部，溢水管(3)的下部(或一端)连接太阳能热水器的水箱(5)上部，排空管(4)下端连接排空阀(6)(为气体阀，一般放置于接近喷淋头处)，上下水管(1)、进水管(2)、排空管(4)通过连通管(7)连通，连通管(7)为圆柱体结构，与进水管(2)形成“十字”交叉，互相连通，连通管(7)内设有套管(8)，套管(8)与连通管(7)相应，为四通结构，即在套管(8)的侧壁上，开设有通孔(8-1)，通孔与进水管(2)相对，通孔的口径与进水管(2)相近或相等，允许进水管(2)的水穿过并自由流动。连通管(7)的一端与上下水管(1)连接，单向阀(9)被设置于连通管(7)壁与套管(8)间；连通管(7)的另一端可通过封盖及螺丝(10)，与排空管(4)连接，单向阀(11)置于其间。单向阀(9)允许进水管(2)的水进入上下水管(1)，不允许上下水管(1)的水进入进水管(2)；单向阀(11)允许排空管(4)的水(或气)进入进水管(2)，不允许进水管(2)的水进入排空管(4)。制造时，单向阀(9)可采用以下结构：一个独立的中部带孔的硬质圆片(9-1)，和一个独立的圆环通过韧带连接的圆盖(9-2)，塑料或橡胶制成，当水从圆盖方向进入时，水压向圆盖(9-2)，圆盖(9-2)压住圆片(9-1)上的孔，从而水流不导通；当水从圆片(9-1)方向进入时，水压向圆片(9-1)，穿过圆片(9-1)的孔，推开圆盖(9-2)，从而水流导通。单向阀(11)可采用以下结构：在硬质塑料或橡胶圆片(11-1)上设有孔，胶垫(11-2)中部与圆片(11-1)连接，圆片(11-1)圆周被密封垫圈(11-3)所包围，用于密封。当水或气从胶垫方向进入时，水或气压向圆胶垫(11-2)，胶垫(11-2)压住圆片(11-1)上的孔，从而不导通；当水或气从圆片(11-1)方向进入时，水或气穿过孔压向胶垫(11-2)，推开胶垫(11-2)，从而导通。单向阀(9)也可以采用单向阀(11)的方法制作。

为确保排空效果，同时不至于排空时排水过多，造成水资源的浪费，单向阀(11)的位置高度不低于水箱的最高水位，或者排空管的最高高度不低于水箱的最高水位。

在上下水管(1)和进水管(2)的上部，被密封圈(12)封盖，密封圈(12)一般采用软橡胶或软塑料等软物质，密封圈(12)上设有容压盘(13)，容压盘(13)一般采用硬塑料或硬橡胶等硬物质。密封圈(12)和容压盘(13)通过固定穿过它们上面的进压柱(14)和泄压柱(15)，而紧密连接为一体，泄压柱(15)设在密封圈(12)和容压盘(13)的中央，泄压柱(15)内设有上下贯通的泄压孔，泄压孔下方为进水管(2)；进压柱(14)设在密封圈(12)和容压盘(13)的靠近边缘处，进压柱(14)内设有上下贯通的进压孔，进压孔下方为上下水管(1)。容压盘(13)上方设有压盖(16)，压盖(16)中央设有滑管(17)为上部密封的圆柱形空心体，压盖(16)与滑管(17)为一体，截面呈“凸”形，密封圈(12)、容压盘(13)、压盖(16)俯视均呈圆形，置于阀腔(18)中。为确保密封效果，将密封圈(12)的圆周边缘设计成“S”形，阀腔(18)的相应部位设有凹槽(19)，压盖(16)下部置于凹槽(19)内，并压于密封圈(12)上。滑管(17)处在泄压柱(15)的正上方，内置一钢柱(20)，钢柱(20)上方设有弹簧(21)，钢柱(20)掉下时正好压在泄压柱(15)上，从而堵住泄压孔。浮箱(22)的下壁通过螺丝固定在阀腔(18)周壁上，将压盖(16)压住；浮箱(22)下壁设有向上凹腔(23)，凹腔(23)内恰好放置滑管(17)，在凹腔(23)的外部设有环形浮子(24)，浮子(24)内设有环形磁铁(25)，环形浮子(24)可在凹腔(23)外上下滑动。

在浮箱(22)下部连接溢水管(3)，溢水管(3)的一端通向浮箱(22)底部，另一端通向太阳能热水器的水箱(5)上部；当太阳能热水器水箱(5)内的水上满时，水经溢水管(3)流至浮箱(22)内，浮箱(22)内水位上升，浮子(24)逐渐升高，环形磁铁(25)上升；当水箱(5)水位下降，浮箱(22)内的水经溢水管(3)退回水箱(5)，浮子(24)逐渐下降，环形磁铁(25)下降。

本实用新型安装于太阳能热水器水箱(5)的上部，即于水箱(5)上部开口(5-1)，将溢水管(3)下部环套于进水管(2)的下部，形成接口(26)，接口(26)通过螺丝旋紧固定于水箱(5)上部的开口(5-1)上。

制作时，可将整个阀体装于一壳体内，壳体为周边封闭，上部加盖结构，在阀壳侧部可开有通气孔，上下水管(1)、接口(26)、排空管(4)穿过壳体向外伸出；也可不使用壳体，仅在浮箱(22)上加一盖，浮箱(22)的上侧部开有通气孔。

使用本实用新型时，将进水管(2)通向太阳能热水器水箱(5)的下部，溢水管(3)安装于太阳能热水器的上方出气孔端，上下水管(1)下部通过三通，分别与喷淋阀及喷淋头、上水阀及自来水管道相接，排空管(4)可与上下水管(1)并行布置，排空管(4)的下端设有排空阀(6)。首次上水时，环形浮子(24)处于凹腔(23)的下端，此时环形磁铁(25)将钢柱(20)吸起，阀门打开，在水的压力作用下，将密封圈(12)托起，于是，水由上下水管(1)通过密封圈(12)下部直接进入进水管(2)，从密封圈(12)的下部进入阀体的进水管(2)，从而实现上水。由于单向阀(9)的作用，水无法直接由上下水管(1)进入进水管(2)。同样由于单向阀(11)的作用，水无法直接从进水管(2)进入排空管(4)。

当水箱(5)内水上满时，热水器水箱(5)的水通过溢水管(3)流至浮箱(22)内，浮箱(22)内水位上升，浮子(24)逐渐升高，环形磁铁(25)上升，由于滑管(17)顶部外壳和弹簧(21)的限制，钢柱(20)不能随着环形磁铁(25)而逐步上升，环形磁铁(25)对钢柱(20)的磁吸力减小，在弹簧(21)和重力的作用下，钢柱(20)下落，将泄压孔堵住，此时容压盘(13)内水的压力小于进水压力，于是通过进压孔向内充水增压，水压差逐步减小，当容压盘(13)内的水压达到与阀体外部水压基本一致时，在水压、钢柱(20)的共同作用下，密封圈(12)将进水管(2)上口堵死，阀门关闭，上水停止。本实用新型浮箱(22)的高度以水面能确保将浮子(24)托起钢柱(20)下落为宜，排空管(4)的最高处则不低于水箱的最高水位。

当洗浴或其它用水时，打开喷淋阀，同时关闭自来水阀门，太阳能热水器水箱(5)中的水经单向阀(9)反流，水直接从进水管(2)流向上下水管(1)，形成虹吸现象，最终通过喷淋头流出。水箱(5)的水位下降后，浮箱(22)内的水被溢水管(3)同步抽走，浮箱(22)的水面下降，连在一起的浮子(24)及磁铁(25)沿着凹腔(23)同时下降，当降至环形磁铁(25)将钢柱(20)吸起时，泄压孔被打开，容压盘(13)内的水压能量释放，与阀体外的水压失去平衡，阀体外的水压大于容压盘(13)内压力，连在一起的密封圈(12)及容压盘(13)同时被水托起。此时如果需要上水，关闭喷淋阀，同时开启进水阀即可；水箱(5)中的水完全用完时，需要上水操作方法相同。

冬季的夜晚，为了防止上下水管(1)出现冻结，可进行上下水管(1)的排空。排空时，关闭上水阀，打开排空管(4)下端的排空阀(6)，同时打开喷淋阀，空气即从单向阀(11)进入，由于单向阀(11)的高度或排空管(4)的最高高度不低于水箱的最高水位，在大气压力作用下，管道内的虹吸现象被破坏，整体水被分为两部分，一部分逐从上下水管(1)下流，从喷淋头流出；另一部分以太阳能热水器水箱(5)中的水为主，不会流出。第二天，欲取太阳能热水器水箱(5)中的水，关闭排空阀(6)和喷淋阀，打开上水阀，数秒至几十秒后，上下水管(1)管道内的空气被驱逐，虹吸现象恢复作用，打开喷淋阀，即可利用太阳能热水器水箱(5)中的水。

实施例2：如图3所示，本实施例为实施例1的改型之一，其中，进水管(2)的上部置于上下水管(1)的上部内，形成管套管结构，在上下水管(1)和进水管(2)的上部，被密封圈(12)封盖，密封圈(12)上设有容压盘(13)，密封圈(12)和容压盘(13)通过固定穿过它们上面的进压柱(14)和泄压柱(15)，而紧密连接为一体，泄压柱(15)设在密封圈(12)和容压盘(13)的中央，下方为进水管(2)；进压柱(14)设在密封圈(12)和容压盘(13)的靠近边缘处，下方为上下水管(1)。在进水管(2)的一侧设有连接管(27)，连接管(27)一端与进水管(2)连接，另一端连接连通管(7)。本实施例的连通管(7)为三通结构，一端连接上下水管(1)，一端连接排空管(4)，中间通过连接管(27)连接进水管(2)，连通管(7)内设有套管(8)，套管(8)与连通管(7)相应，为三通结构，即在套管(8)的侧壁上，开设有一个通孔(8-1)，通孔(8-1)与连接管(27)相通，通孔(8-1)的口径与连接管(27)相近，在套管(8)的下部通过单向阀(9)与上下水管(1)连接，套管(8)的上部通过单向阀(11)，与排空管(4)连接。其余部分结构于实施例1相同。

本实施例适合于安装于水箱(5)的一侧。

实施例3：为实施例2的改型之一，与实施例2的构造基本一致，本实施例所述的阀体安装于太阳能热水器壳体(28)内，于太阳能热水器水箱(5)的一侧，浮箱(22)的上部设有封盖(29)，封盖上设有通气孔(30)，用于通气。在阀体周围设有保温材料组成的填充物(31)。

Claims (10)

1、太阳能热水器上水排空控制器，阀体设有浮箱(22)、阀腔(18)、连通管(7)、上下水管(1)、进水管(2)、溢水管(3)、排空管(4)，上下水管(1)下部连接自来水管和喷淋头，进水管(2)下部连接太阳能热水器的水箱(5)下部，其特征在于：溢水管(3)的一端连接浮箱(22)下部，另一端连接太阳能热水器的水箱(5)上部，排空管(4)下端连接排空阀(6)，连通管(7)中部与进水管(2)十字贯通，两端分别通过单向阀与上下水管(1)和排空管(4)连接，进水管(2)的上部为内设泄压孔的泄压柱(15)，上下水管(1)的上部为内设进压孔的进压柱(14)，泄压柱(15)、进压柱(14)均设于密封圈(12)、容压盘(13)上，容压盘(13)上方设有压盖(16)，压盖(16)中央设有滑管(17)，滑管(17)为上部密封的圆柱形空心体，滑管(17)处在泄压柱(15)的正上方，内置一钢柱(20)，钢柱(20)上方设有弹簧(21)，浮箱(22)的下壁固定在阀腔(18)壳上，将压盖(16)压住，箱下壁的凹腔(23)内放置滑管(17)，在凹腔(23)的外部设有可在凹腔(23)外上下滑动的环形浮子(24)，浮子(24)内设有环形磁铁(25)。

2、根据权利要求1所述的太阳能热水器上水排空控制器，其特征在于：连通管(7)内设有套管(8)，套管(8)与连通管(7)相应，为四通结构，即在套管(8)的侧壁上，开设有通孔(6-1)，通孔与进水管(2)相对。

3、根据权利要求2所述的太阳能热水器上水排空控制器，其特征在于：阀体装于太阳能热水器水箱(5)的上部，即于水箱(5)上部开口(5-1)，将溢水管(3)下部环套于进水管(2)的下部，形成接口(26)，接口(26)通过螺丝旋紧固定于水箱(5)上部的开口上。

4、根据权利要求1所述的太阳能热水器上水排空控制器，其特征在于：连通管(7)为三通结构，一端连接上下水管(1)，一端连接排空管(4)，中间通过连接管(27)连接进水管(2)，连通管(7)内设有套管(8)，套管(8)与连通管(7)相应，为三通结构，即在套管(8)的侧壁上，开设有一个通孔(8-1)，通孔(8-1)与连接管(27)相通。

5、根据权利要求3所述的太阳能热水器上水排空控制器，其特征在于：阀体设于阀壳内，阀壳侧面开有通气口。

6、根据权利要求4所述的太阳能热水器上水排空控制器，其特征在于：阀体安装于太阳能热水器壳体(28)内，于太阳能热水器水箱(5)的一侧，浮箱(22)的上部设有封盖(29)，封盖上设有通气孔(30)，用于通气，在阀体周围设有保温材料组成的填充物(31)。

7、根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种太阳能热水器上水排空控制器，其特征在于：排空管(4)最高处不低于水箱最高水位。

8、根据权利要求7所述的太阳能热水器上水排空控制器，其特征在于：单向阀(9)采用以下结构：一个独立的中部带孔的硬质圆片(9-1)，和一个独立的圆环通过韧带连接的圆盖(9-2)，塑料或橡胶制成。

9、根据权利要求7所述的太阳能热水器上水排空控制器，其特征在于：单向阀(11)采用以下结构：在硬质塑料或橡胶圆片(11-1)上设有孔，胶垫(11-2)中部与圆片连接，圆片圆周被密封垫圈(11-3)所包围。

10、根据权利要求7所述的太阳能热水器上水排空控制器，其特征在于：为确保密封效果，将密封圈(12)的圆周边缘设计成“S”形，阀腔(18)的相应部位设有凹槽(19)，压盖(16)下部置于凹槽(19)内，并压于密封圈(12)上。

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