专利名称：一种太阳能热水器水管排空装置的制作方法
技术领域：
本实用新型所属技术领域为太阳能热水器水管排空领域。
背景技术：
太阳能热水器安装在楼顶，使用完后，其上下水管内会存水。下次使用时上下水管 内保存的水已放凉，需将其排放掉才可以获得热水。浪费了水资源，也限制了高差较大的楼 层不能使用太阳能热水器。另外，冬天温度降到冰点以下时，上下水管中的水可能结冰，不 仅影响正常使用，而且容易将上下水管胀破。现有的太阳能热水器水管排空装置，如专利号 为02213865. X的实用新型专利，都未考虑排空装置中的阀门被冻结的情况，也未提供手动 控制功能，而且技术方案不够灵活，使用效果还有待改善。另外，专利号为02213865. X的实 用新型专利的排气孔应该是进气孔，且其单向阀用压缩弹簧压阀球芯实现封闭，实际使用 时难以实现其功能。 发明内容(一)要解决的技术问题本实用新型要解决以下问题1、在太阳能热水器上、下完水后如何自动排空上下水管中的水；2、如何保证太阳能热水器水管排空装置本身不被冻结；3、如何尽可能地节电；4、停电时，如何手动控制太阳能热水器水管排空装置正常工作。为了有效地解决上述问题，本实用新型提供了一种太阳能热水器水管排空装置。(二)技术方案本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种太阳能热水器水管排空装置，由外壳[1]、阀门、单向进气阀[24]、支架[16]、 手动控制单元、状态保持单元、传动杠杆[17]、双向推拉电磁铁[14]、电路控制单元和电源 构成，其特征在于当接通“关闭阀门”电源开关时，如果外壳[1]内温度等于或低于冰点，温度开关 接通加热器的电路，否则接通双向推拉电磁铁的电路；双向推拉电磁铁通过可动铁心推动 传动杠杆转动；传动杠杆压迫弹簧关闭阀门；当传动杠杆转动到指定位置，阀门已闭合，传 动杠杆压开压力开关，断开电路；传动杠杆在状态保持单元的作用下保持状态不变；同理 可打开阀门；当阀门关闭时，如果上下水管内有积水，则管内压强将小于大气压，在大气压 的作用下，单向进气阀[24]打开，积水在大气压作用下，可顺利排空；当下水或上水时，上 下水管内的压强大于大气压，单向进气阀[24]闭合，防止水外溢；手动控制单元转动时，推 动传动杠杆[17]转动，实现了手动控制功能。优选的，阀门由进出水管[3] [4]、阀体[5]、压力垫[6]、密封盖[7]、密封垫[8]和 弹簧[9]构成；进出水管[4]连接太阳能热水器的上下水管口 ；进出水管[3]接通向室内的水管；进出水管[3]上有单向进气阀接口 [10]，用于连接单向进气阀[24]；阀体[5]中有内置水管[11]，内置水管[11]的方向与进出水管[4]垂直，且与进 出水管[3] [4]其中之一直接连通；当弹簧[9]下压时通过压力垫[6]将压力作用于密封垫 [8]，密封垫[8]将内置水管[11]的管口封住，使得进出水管[3]和进出水管[4]间的水路 断开，实现阀门的关闭；当弹簧[9]上无负载时，密封垫[8]被进出水管[3]或进出水管[4] 中的水压压离内置水管[11]的管口，从而打开阀门，完成上下水工作；密封垫[8]由柔软的防水材料制成，压力垫[6]由刚性较大的材料制成；阀体[5] 的内腔中有密封槽[12]，密封盖[7]将密封垫[8]压在密封槽中，防止水外溢；密封盖[7] 上有弹簧导管，以限制弹簧[9]的变形方向，弹簧导管上有轴向的开口槽，为转动杠杆[17] 和弹簧柱[22]提供运动空间；阀体[5]与支架[16]用螺钉连接，支架[16]压在密封槽 [12]上，由连接螺钉提供密封压力；支架[16]上有弹簧孔，供密封盖上的弹簧导管穿过。优选的，电路控制单元由双向开关[26]、温度开关[13]、单向开关[15]、压力开关 [19] [20]、双向电磁铁[14]、加热器[18]及导线构成；压力开关[19] [20]分别和一个单向开关[15]串联组成两组压 力单向开关，然后 两组压力单向开关再并联，组成开关组；开关组和双向电磁铁[14]串联组成动力电路分 支；加热器[18]及其连接导线构成加热电路分支；由温度开关[13]选择接通动力电路分 支和加热电路分支中的一个电路分支作为工作电路；双向开关[26]根据闭合方向为工作 电路提供不同方向的直流电；双向推拉电磁铁[14]的可动铁心与传动杠杆[17]铰接，由于传动杠杆转动的角 度很小，可动铁心沿垂直螺线管方向的运动分量可以忽略；压力开关[19] [20]结构完全相同，由两片金属弹片构成，无外力时，两金属弹片 保持接触，在外力作用下，脱离接触；外力撤消后，恢复接触；如果支架[16]由导电材料制 成，则压力开关[19] [20]和支架之间应有绝缘垫层。优选的，状态保持单元由一个可转动的弹簧柱[22]及其转动支架[23]构成；弹簧 柱[22]为压簧，与传动杠杆铰接，其转轴和传动杠杆的转轴的连线处于设计的转幅内；在 两轴连线的两侧，弹簧柱[22]推动传动杠杆转动的方向相反，从而可以达到保持传动杠杆 状态的目的；如果双向推拉电磁铁为双向自保持电磁铁，可安装状态保持单元，也可不安装 状态保持单元。优选的，手动控制单元由转轮和十字传动架构成；十字传动架的长杆[25]的一端 与转轮相接，二者可以长杆[25]为轴进行同轴转动；转动转轮，十字传动架随转轮同步旋 转，垂直于长杆[25]的短杆推动传动杠杆[17]转动，从而达到手动开关阀门的目的；转动 支架[21]和外壳[1]上的转孔为手动控制单元提供支撑和运动约束。优选的，手动控制单元由转轮和手动传动杆构成；手动传动杆的一端与转轮相接， 另一端与传动杠杆[17]相接，手动传动杆为传动杠杆[17]的转轴，三者可以传动杆为轴进 行同轴转动，从而达到手动开关阀门的目的；转动支架[21]和外壳[1]上的转孔为手动控 制单元提供支撑和运动约束。(三)有益效果本实用新型结构简单、实用，可有效解决太阳能热水器水管排空问题，还解决了太 阳能热水器水管排空装置本身的防冻结问题。而且，本实用新型提供的太阳能热水器水管排空装置在停电时还可以通过手动操作来保证其正常工作。本实用新型可节约宝贵的水资源，且使太阳能热水器的应用更加广泛，从而节省了用于加热的能源。
图1是实施例的外观图；图2是实施例的装配轴侧图1图3是实施例的装配轴侧图2图4是实施例的装配俯视图图5是实施例的阀门中心剖面图图6是实施例的阀体轴侧图图7是实施例的支架轴侧图图8是实施例的电路图
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的保护范围。一种太阳能热水器水管排空装置，由外壳、阀门、单向进气阀、支架、手动控制单 元、状态保持单元、传动杠杆、双向推拉电磁铁、电路控制单元和电源构成。当接通“关闭阀门”电源开关时，如果壳体内温度等于或低于冰点，温度开关接通 加热器的电路，否则接通双向推拉电磁铁的电路；双向推拉电磁铁通过可动铁心推动传动 杠杆转动；传动杠杆压迫弹簧关闭阀门；当传动杠杆转动到指定位置，阀门已闭合，传动杠 杆压开压力开关，断开电路；传动杠杆在状态保持单元的作用下保持状态不变。同理可打开 阀门。装配图轴侧图如、图2、图3所示，装配图的俯视图如图4所示。阀门由进出水管[3] [4]、阀体[5]、压力垫[6]、密封盖[7]、密封垫[8]和弹簧[9] 构成，其中心剖面图如图5所示；进出水管[4]连接太阳能热水器的上下水管口 ；进出水 管[3]接通向室内的水管；进出水管[3]上有单向进气阀接口 [10]，用于连接单向进气阀 [24]。阀体[5]中有内置水管[11]，内置水管[11]的方向与进出水管[4]垂直，且与进 出水管[3] [4]其中之一直接连通；当弹簧[9]下压时通过压力垫[6]将压力作用于密封垫 [8]，密封垫[8]将内置水管[11]的管口封住，使得进出水管[3]和进出水管[4]间的水路 断开，实现阀门的关闭；当弹簧[9]上无负载时，密封垫[8]被进出水管[3]或进出水管[4] 中的水压压离内置水管[11]的管口，从而打开阀门，完成上下水工作。阀体的轴侧图如图 6所示。密封垫[8]由柔软的防水材料制成，压力垫[6]由刚性较大的材料制成；阀体[5] 的内腔中有密封槽[12]，密封盖[7]将密封垫[8]压在密封槽中，防止水外溢；密封盖[7] 上有弹簧导管，以限制弹簧[9]的变形方向，弹簧导管上有轴向的开口槽，为转动杠杆[17] 和弹簧柱[22]提供运动空间；阀体[5]与支架[16]用螺钉连接，支架[16]压在密封槽 [12]上，由连接螺钉提供密封压力；支架[16]上有弹簧孔，供密封盖上的弹簧导管穿过；支 架[16]的轴侧图如图7所示。上下水时，如果管内水压大于大气压，单向进气阀[24]关闭，防止水外溢；当上完水或下完水时，由于管内水的重力作用，水压将小于大气压，此时单向进气阀打开，管内水 在大气压作用下将可顺利排空。电路控制单元由双向开关[26]、温度开关[13]、单向开关[15]、压力开关19] [20]、双向电磁铁[14]、加热器[18]及导线构成，电路图如图8所示。双向推拉电磁铁[14]的可动铁心与传动杠杆[17]铰接，由于传动杠杆转动的角 度很小，可动铁心沿垂直螺线管方向的运动分量不到0. 2mm，完全可以忽略。压力开关[19] [20]结构完全相同，由两片金属弹片构成，无外力时，两金属弹片 保持接触，在外力作用下，脱离接触；外力撤消后，恢复接触。如果支架[16]由导电材料制 成，则压力开关[19] [20]和支架之间应有绝缘垫层。状态保持单元由一个可转动的弹簧柱[22]及其转动支 架[23]构成；弹簧柱[22] 为压簧，与传动杠杆铰接，其转轴和传动杠杆的转轴的连线处于设计的转幅内；在两轴连线 的两侧，弹簧柱[22]推动传动杠杆转动的方向相反，从而可以达到保持传动杠杆状态的目 的。如果双向推拉电磁铁为双向自保持电磁铁，可不再添加额外的状态保持单元。手动控制单元由转轮和十字传动架构成，十字传动架的长杆一端与转轮相接，二 者可以长杆为轴进行同轴转动。转动转轮，十字传动架随转轮同步旋转，垂直于长杆的短杆 推动传动杠杆[17]转动，从而达到手动开关阀门的目的。转动支架[21]和外壳[1]上的 转孔为手动控制单元提供支撑和运动约束。手动控制单元另一实现方案手动控制单元由转轮和手动传动杆构成；手动传动 杆的一端与转轮相接，另一端与传动杠杆[17]相接，手动传动杆为传动杠杆[17]的转轴， 三者可以传动杆为轴进行同轴转动，从而达到手动开关阀门的目的；转动支架[21]和外壳 [1]上的转孔为手动控制单元提供支撑和运动约束。为了保护排空装置中的各种部件，并保证外观的简洁大方，采用外壳[1]将主要 部件封装其来，仅露出两个进出水管接口 [3] [4]和手动转轮[2]。外观图如图1所示。
权利要求一种太阳能热水器水管排空装置，由外壳[1]、阀门、单向进气阀[24]、支架[16]、手动控制单元、状态保持单元、传动杠杆[17]、双向推拉电磁铁[14]、电路控制单元和电源构成，其特征在于当接通“关闭阀门”电源开关时，如果外壳[1]内温度等于或低于冰点，温度开关接通加热器的电路，否则接通双向推拉电磁铁的电路；双向推拉电磁铁通过可动铁心推动传动杠杆转动；传动杠杆压迫弹簧关闭阀门；当传动杠杆转动到指定位置，阀门已闭合，传动杠杆压开压力开关，断开电路；传动杠杆在状态保持单元的作用下保持状态不变；同理可打开阀门；当阀门关闭时，如果上下水管内有积水，则管内压强将小于大气压，在大气压的作用下，单向进气阀[24]打开，积水在大气压作用下，可顺利排空；当下水或上水时，上下水管内的压强大于大气压，单向进气阀[24]闭合，防止水外溢。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水器水管排空装置，其特征在于阀门由进出水管 [3] [4]、阀体[5]、压力垫[6]、密封盖[7]、密封垫[8]和弹簧[9]构成；进出水管[4]连接 太阳能热水器的上下水管口 ；进出水管[3]接通向室内的水管；进出水管[3]上有单向进 气阀接口 [10]，用于连接单向进气阀[24]；阀体[5]中有内置水管[11]，内置水管[11]的方向与进出水管[4]垂直，且与进出水 管[3] [4]其中之一直接连通；当弹簧[9]下压时通过压力垫[6]将压力作用于密封垫[8]， 密封垫[8]将内置水管[11]的管口封住，使得进出水管[3]和进出水管[4]间的水路断开， 实现阀门的关闭；当弹簧[9]上无负载时，密封垫[8]被进出水管[3]或进出水管[4]中的 水压压离内置水管[11]的管口，从而打开阀门，完成上下水工作；密封垫[8]由柔软的防水材料制成，压力垫[6]由刚性较大的材料制成；阀体[5]的 内腔中有密封槽[12]，密封盖[7]将密封垫[8]压在密封槽中，防止水外溢；密封盖[7]上 有弹簧导管，以限制弹簧[9]的变形方向，弹簧导管上有轴向的开口槽，为转动杠杆[17]和 弹簧柱[22]提供运动空间；阀体[5]与支架[16]用螺钉连接，支架[16]压在密封槽[12] 上，由连接螺钉提供密封压力；支架[16]上有弹簧孔，供密封盖上的弹簧导管穿过。
3.根据权利要求1所述的太阳能热水器水管排空装置，其特征在于电路控制单元由 双向开关[26]、温度开关[13]、单向开关[15]、压力开关[19] [20]、双向电磁铁[14]、加热 器[18]及导线构成；压力开关[19] [20]分别和一个单向开关[15]串联组成两组压力-单向开关，然后两 组压力-单向开关再并联，组成开关组；开关组和双向电磁铁[14]串联组成动力电路分支； 加热器[18]及其连接导线构成加热电路分支；由温度开关[13]选择接通动力电路分支和 加热电路分支中的一个电路分支作为工作电路；双向开关[26]根据闭合方向为工作电路 提供不同方向的直流电；双向推拉电磁铁[14]的可动铁心与传动杠杆[17]铰接，由于传动杠杆转动的角度很 小，可动铁心沿垂直螺线管方向的运动分量可以忽略；压力开关[19] [20]结构完全相同，由两片金属弹片构成，无外力时，两金属弹片保持 接触，在外力作用下，脱离接触；外力撤消后，恢复接触；如果支架[16]由导电材料制成，则 压力开关[19] [20]和支架之间应有绝缘垫层。
4.根据权利要求1所述的太阳能热水器水管排空装置，其特征在于状态保持单元由 一个可转动的弹簧柱[22]及其转动支架[23]构成；弹簧柱[22]为压簧，与传动杠杆铰接，其转轴和传动杠杆的转轴的连线处于设计的转幅内；在两轴连线的两侧，弹簧柱[22]推动 传动杠杆转动的方向相反，从而可以达到保持传动杠杆状态的目的。
5.根据权利要求1所述的太阳能热水器水管排空装置，其特征在于手动控制单元由 转轮和十字传动架构成；十字传动架的长杆[25]的一端与转轮相接，二者可以长杆[25]为 轴进行同轴转动；转动转轮，十字传动架随转轮同步旋转，垂直于长杆[25]的短杆推动传 动杠杆[17]转动，从而达到手动开关阀门的目的；转动支架[21]和外壳[1]上的转孔为手 动控制单元提供支撑和运动约束。
6.根据权利要求1所述的太阳能热水器水管排空装置，其特征在于手动控制单元由 转轮和手动传动杆构成；手动传动杆的一端与转轮相接，另一端与传动杠杆[17]相接，手 动传动杆为传动杠杆[17]的转轴，三者可以传动杆为轴进行同轴转动。
专利摘要本实用新型提供了一种太阳能热水器水管排空装置，属太阳能热水器水管排空领域，由外壳、阀门、单向进气阀、支架、手动控制单元、状态保持单元、传动杠杆、双向推拉电磁铁、电路控制单元和电源构成。其结构简单、实用，可有效解决太阳能热水器水管排空问题，还解决了太阳能热水器水管排空装置本身的防冻结问题。停电时可以通过手动操作来保证其正常工作。可节约宝贵的水资源，且使太阳能热水器的应用更加广泛，从而节省了用于加热的能源。
文档编号F24J2/46GK201575629SQ200920306100
公开日2010年9月8日 申请日期2009年7月13日 优先权日2009年7月13日
发明者乔超, 武珊珊, 相明科, 苏世栋 申请人:乔超