自锁式太阳能水箱液面气控法
【专利摘要】自锁式太阳能水箱液面气控法，它包括一个太阳能水箱，在水箱上方设置一个高液位控制箱，当高液位控制箱水位上升使压气管中产生的气压通过压气连杆后进入气压传递管将压力传入到用户家中的气动阀装置中，使气动阀装置中的充气囊充气，充气囊一边抵住气囊座，另一边推动杠杆，杠杆推动微动水阀上的压杆，可使常开的微动水阀关闭；由于微动水阀在向太阳能水箱进水时，只需一次性完成进水，故在气压式微动水阀盒中设计一个靠充气囊作用的自锁装置，该自锁装置的自锁力使微动水阀由常开变为常闭，且一直保持到热水用完。这样，不仅将原来水箱液位的人工监控改变为气压自动控制，并还可在控制中缩短气压保持时间，以降低密封体的密封要求。
【专利说明】自锁式太阳能水箱液面气控法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能水箱液面自控领域，尤其是自锁式太阳能水箱液面气控的方法。
【背景技术】
[0002]现在的太阳能热水器，在进冷水时，其液面控制一般都由人控，人控时主要依据太阳能热水器水箱上面的一根溢水管，该溢水管一端接入水箱顶端，另一端一直连接到用户家中的水池中，当屋顶上太阳能水箱溢满时，溢水通过溢水管流向用户家的水池，人们看到溢水管中流出溢水，就立即关闭进水阀门，水箱即停止进水。由于溢水管很长，管中的水一般都是放到水池中白白流走，而且要有人去看着，常一不留神，水流失很多，而且水箱内胆的水位放得少了，水箱利用率差，如果放得满了，水晒热后又会有较多的热水溢出，浪费热水。由于太阳能水箱内部温度高，还有蒸气压等不同于一般水箱的特殊情况故象浮球阀这种机械密封活动件都很易损坏的，又不能在热水中使用，一旦坏了得上屋顶去维修，十分麻烦而危险，因此一般人都不会选用带浮球的屋顶水箱；但太阳能水箱具有在早晨一次性完成进水，再让太阳照射较长时间后才能使用的特点。如果能利用太阳能水箱这一特点，设计一种不用电，不用浮球阀，也不使溢水管流水的液面控制方法，则不但可以节约溢流管中的流淌到水池的水，而且还可使人们在早晨上班前最繁忙的时刻中不必提心吊胆去看管水箱，也是对家庭杂务的一种解放。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:推出一种将水箱液位的溢水管人工监控改变为气压自动控制，并且在控制中缩短气压保持时间的方法。
[0004]本发明的目的是这样实现的:它包括一个太阳能水箱，在太阳能水箱上方设置一个高液位控制箱，高液位控制箱中由顶向下设一带有底缝的蒸汽隔热板，该蒸汽隔热板将高液位控制箱分为左、右二室；左、右二室的上壁各开有通气孔，其中左室的上壁上还固插着压气连管，压气连管上部接通内径很小的气压传递管，气压传递管的最高部位低于由太阳能水箱中引出的放气管，压气连管下部接通口径比它大的压气管；高液位控制箱右室是能容纳太阳能水箱中热膨胀水的溢水槽，溢水槽下底连通导水管，导水管伸入太阳能水箱中；太阳能水箱上的放气管和高液位控制箱形成连通器的二端；常开型的微动水阀向太阳能水箱进水时，高液位控制箱水位上升使压气管中产生的气压通过压气连杆后进入气压传递管将压力传入到用户家中的气动阀装置中，使气动阀装置中的充气囊充气，充气囊一边抵住气囊座，另一边推动杠杆，杠杆推动微动水阀上的压杆，可使常开的微动水阀关闭，其特征是:常开的微动水阀在向太阳能水箱及高液位控制箱进水时，还利用太阳能水箱只需一次性完成进水的特点，在气压式微动水阀盒中设计一个靠充气囊作用的自锁装置，该自锁装置的自锁力使微动水阀由常开变为常闭。
[0005]这样，由于连通器的一端是高液位控制箱，而另一端是高于太阳能水箱(简称水箱)的放水管，故水箱内胆的存水空间得到充分利用；高液位控制箱右室下通导水管，导水管下端和水箱相通，并因高液位控制箱内压气管的压气水位线高于水箱内胆顶壁，根据连通器的原理，向水箱进水时高液位控制箱内的压气管受水位上升产生压力，水箱内胆中将已经充满了进水(由于放气管高出水箱的那段尺寸可以设得很长，因此保证任何时候水箱中的水都不会从放气管溢出)；高液位控制箱内蒸气隔板还能将导水管中出来的少量蒸气和压气管隔阻，少量蒸汽将从较近的右室通气孔中逸出，而蒸汽隔板下面水可经底缝流通，不影响压气水位线的上升，左室上面的通气孔保证左室水面通大气。当压气水位线上升在压气管中产生的压力使气动阀装置中贴紧气囊座的气囊充气伸展而压迫杠杆，推进微动阀上的压杆，压杆推进后，微动阀从常开的进水状态变为关阀停水状态时，这时太阳能水箱中已经进满水，水位线将停留在气压水位线稍上而不会使水溢出。但通过太阳能加热，水将膨胀而体积变大，水位将会继续缓慢上升，上升的水将进入高液位控制箱的溢水槽中储存，这样既充分使用了水箱放水容积，又不会使水箱受热后产生的溢水浪费。由于微动水阀是靠水位上升产生的压缩气体来推动微动阀上压杆的，因此压气管、压气连管、气压传递管及气囊等必须组成一个密封体,这个密封体虽能做到,如采用气体压力表的密封要求,但成本较高。如要降低密封要求，则必须减少密封体中气压保持时间(以下简称保压时间)，因此我们采用了一套当进水到达压气水位线以上水位时常开的微动阀门受气囊充气压力关闭后，即使气囊中失去气压，微动阀的压杆也不能再起跳的自锁装置(自锁后密封体漏气与否都不再进水)，这样就使保压时间只从水箱进水到水箱进满水的时间，一般5分钟即可，而不需要从早上进水一直保持到晚上洗澡完毕，这就使进水后的保压时间比原来大大缩短。水箱热水使用中及使用完水后，水箱水位都会下降，压气管中已无气压力，气囊失气，只是由于自锁装置的作用，使微动水阀仍处在关闭状。并且普通的自锁开关只是个不可逆开关，它虽也能完成本专利需求，如利用普通的电器自锁开关结构或钟表中只能正转、不能反转的棘轮机构等，但它们的自锁力只来自一个方向。而本发明还采用了一种由磁力线引力场吸引的自锁装置，它在杠杆前面一定距离上设定一根带磁钢的锁杆，当气囊充气后推动杠杆，杠杆推动微动阀上的压杆，杠杆上面的铁片进入到锁杆上磁力线密集区，突然增加的磁力线使带有铁片的杠杆受到拉力，这拉力和推力一起，使锁杆拉住杠杆，压迫压杆使微动水阀关闭。当用户用完热水需要向水箱进水时，只要将发生磁力线的锁杆和带铁片的杠杆分开至一定距离后即可解锁。微动水阀又进水，待水箱加水满后，气囊又充气推动杠杆前进至锁杆边，杠杆又被锁杆吸引，带压杆的微动水阀又一次关闭并进入自锁状。这种方法既能使进水不产生溢流，实现了节水，而且由于大大缩短了保压时间，因此还降低了对密封体的密封要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本发明的整体结构图。
[0007]图2是本发明带自锁装置的气压式微动水阀盒内部结构图。
【具体实施方式】
[0008]图1中的I是气囊座，2是气囊，3是进水管，4是杠杆，5是微动水阀上的压杆，6是微动水阀，7是带自锁装置的气压式微动水阀盒，8是冷水阀，9是热水阀，10是水箱进出水管，11是底缝，12是压气管，13是高液位控制箱，14是放气管，15是压气连管，16是左室通气孔，17是右室通气孔，18是蒸汽隔板，19是溢水槽，20是压气水位线，21是气压传递管，22是导水管，23是水箱，图1的点划线内即表示带自锁装置的气压式微动水阀，它的构件除图1中1、2、3、4、5、6、7、各件外，其余各部详见图2。图1中放气管14和导水管22都从水箱23中通出，导水管22上连通高液位控制箱13，高液位控制箱13的上壁向下设一蒸气隔板18，蒸气隔板18将闻水位控制箱13相隔成左、右_■室，蒸气隔板18下有底缝11使左、右二室水脉相通，高水位控制箱13通过导水管22、水箱23和放气管14形成连通器。当太阳能水箱热水用完后，需向水箱进水时，水箱进出管10上的热水阀9当关闭。由于放置在气压式微动水阀盒7中的微动水阀6是常开型，平时气囊2不膨胀时，微动阀上的压杆5不受来自气囊的压力(但阀内部的簧力仍使压杆产生较小的推力，将杠杆4向右推开至图中位置)故水从进水管3进入后经微动水阀6从水箱进出水管10流出后进入水箱23，水位渐渐升高至压气水位线20 (根据连通器原理，放气管14中的水位也将升至相同高度)，由于水位上升压气管12中空气被压缩，压缩空气经压气连杆15、气压传递管21进入气囊3(气囊壁是柔软材料制作，它的根部套紧在气压传递管21上，还可在气囊外罩有网线层，这样即使气囊是可膨胀的塑材，也被网线层限止为一定体积)，由于气囊2的右边被气囊座I阻挡，气囊2只能推动杠杆4上部向左旋动，使杠杆的中下部亦推动微动阀的压杆5左压，因此这时压杆5被推动而使常开的微动水阀6关闭，水箱23停止进水。压气管12、气压连杆15、气压传递管21、和气囊2内部空间相连形成一个密封体，16、17是二个通大气的孔，以使溢水槽19中水位上升时释压。为了维修方便故在气压传递管端头装上疏水旋盖1，以供检修中放水用。当水箱中水加热膨胀后膨胀水可以进入溢水槽19进行储藏，使溢水不流失。图1中的上下二个箭头分别表示用水时的出水方向和冷水进水方向，当人们打开热水阀9，水太热时可开启冷水阀8。
[0009]图2是图1中虚线内表示的带自锁装置的气压式微动水阀盒内部结构图。图2中的24是疏水旋盖，I是气囊座，25是微动水压阀的底壁，26是杠杆轴，27是杠杆轴套，3是进水管，4是杠杆，6是微动水阀，5是微动水阀上的压杆，28是锁杆轴，29是锁杆轴套，10是水箱进出水管，7是微动水阀盒，30是压簧，31是锁杆，32是微动水阀盒上的锁杆走道壁缝，33是推柄，34是磁钢，35是铁片，2是气囊，21是气压传递管。图中的疏水旋盖24旋合在气压传递管21的底部，供维修时放水用。气囊座I紧套在气压传递管21的外壁上，气囊3套牢在气压传递管21的口沿上，杠杆4左上边固定着铁片35，杠杆4下方固有轴套27，轴套27可以带着杠杆4在杠杆轴26中旋转，杠杆4的中下部抵住微动阀上的压杆5 (压杆5受微动阀内部压簧作用，在常开状态时弹起在图2中的位置)，锁杆31下部固连有锁杆轴套29，该套可在锁杆轴28中运转，锁杆31上固定着磁钢34，锁杆31的端头处套有推柄33。上述杠杆轴26和锁杆轴28的根部和微动水阀的阀体，以及气囊座I都固连在底壁25上。微动水阀6在如图中常开状态下时，水由进水管3进入，再由水箱进出水管10出来后进入图1中的水箱23。水箱水位上升后，在图1压气管12中产生的气压使气囊3充气膨胀，推动杠杆4向左运动，运动到铁片35接近磁钢34时，由于锁杆31这时在压簧30的作用下推锁杆至走道壁缝32的右端，如图中位置不能再向右移，故磁钢34产生的磁力线将铁片35吸住，杠杆4利用充气囊推力加磁场引力旋即将微动阀上的压杆5向左推压，致使微动水阀6由常开变为常闭，使微动水阀停止向水箱进水，这时如果图1中压气管12中无水压或密封体有漏气时微动水阀也不会向水箱进水，亦即进入自锁状态。此种自锁状态，一直到主人用热水完毕，需要再进冷水时，一般是早晨上班前，再用手握住锁杆31上的推柄33，将它向左(如图2中箭头方向)推动，由于压杆5在自锁状态时已经抵住杠杆4并不能再向左移动，故锁杆31带着磁钢34向左拉开一定距离后，杠杆4和锁杆5因失磁而分开。这时气囊2中因失气而无推力，压杆5又在微动水阀内部簧力作用下向右推动杠杆4复位，复位中杠杆4又和气囊2相抵，回复图2中位置。这时微动水阀又处于常开状态向水箱进水，整个过程又重新开始。
【权利要求】
1.自锁式太阳能水箱液面气控法，它包括一个太阳能水箱，在太阳能水箱上方设置一个高液位控制箱，高液位控制箱中由顶向下设一带有底缝的蒸汽隔热板，该蒸汽隔热板将高液位控制箱分为左、右二室；左、右二室的上壁各开有通气孔，其中左室的上壁上还固插着压气连管，压气连管上部接通内径很小的气压传递管，气压传递管的最高部位低于由太阳能水箱中引出的放气管，压气连管下部接通口径比它大的压气管；高液位控制箱右室是能容纳太阳能水箱中热膨胀水的溢水槽，溢水槽下底连通导水管，导水管伸入太阳能水箱中；太阳能水箱上的放气管和高液位控制箱形成连通器的二端；常开型的微动水阀向太阳能水箱进水时，高液位控制箱水位上升使压气管中产生的气压通过压气连杆后进入气压传递管将压力传入到用户家中的气动阀装置中，使气动阀装置中的充气囊充气，充气囊一边抵住气囊座，另一边推动杠杆，杠杆推动微动水阀上的压杆，可使常开的微动水阀关闭，其特征是:常开的微动水阀在向太阳能水箱及高液位控制箱进水时，还利用太阳能水箱只需一次性完成进水的特点，在气压式微动水阀盒中设计一个靠充气囊作用的自锁装置，该自锁装置的自锁力使微动水阀由常开变为常闭。
【文档编号】F24J2/46GK104279773SQ201410048358
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年2月7日 优先权日:2014年2月7日
【发明者】陈宜中, 陈展天 申请人:陈宜中