一种节水型防冻阀的制作方法

【技术领域】

本发明涉及一种热水器用配件，特别是一种节水型防冻阀。

背景技术：

在我国北方绝大部分地区，冬天的温度普遍低于0℃。当燃气热水器处于非工作状态，水路系统中充满了冷水时，若整机安装在冷阳台或外界冷风通过排烟管形成倒灌，会导致热水器内部温度骤降，极易发生管路冻裂并漏水。现阶段普遍采用的防冻措施有三种：

一是采用安全阀，即不使用时将热水器水路系统排空，此方法能有效防冻但容易因用户遗忘而出现管路冻裂；

二是采用电加热组件，能通过温控器感知水路温度，当其低于闭合点温度时，加热组件对水路系统进行较为全面的快速加热，该方法防冻效果较好，也是现阶段主流的防冻措施，但该组件功率一般在90w左右，长时工作的耗电量较大，按8年使用年限计算，电辅热的运营成本在600元左右，成本较高且存在停电无法工作的隐患；

三是增设防倒风管，即在排烟管与热水器间增加防倒风管组件，以单向阀保证烟气顺利排出的同时外界冷风无法通过烟管进入热水器内部，此方法现有技术已较为成熟且能明显减少热水器冻裂事故发生，然而该方法仅为阻止冷风倒灌，对于热水器安装在冷阳台的情况无明显效果，故一般用该方法与前面两种结合使用。

现有采用排水防冻的技术方案中，只有排水和不排水两种选择，当环境温度并未低到需要全开排水才能防止水箱结冰的时候，仍然采取全开排水方式，势必造成水资源不必要的浪费。

本发明就是基于这种情况作出的。

技术实现要素：

本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种结构简单、易于装拆的节水型防冻阀，该节水型防冻阀能够实现自动排水防冻，并且在排水防冻的时，能够根据温度的降低程度控制排水的水流大小，使得在防冻的同时能够节约用水。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种节水型防冻阀，其特征在于：包括壳体，所述壳体内设有供水流过的水道，所述壳体上位于水道的出水侧设有支撑部件，所述支撑部件上设有供水道中的水通过的排水孔，所述支撑部件上方设有在温度升高时伸长而在温度降低时缩短的热动装置，所述热动装置和壳体之间设有将热动装置的一端始终顶压在支撑部件上的复位弹簧，所述热动装置外侧设有在热动装置伸长时能上移封堵水道而在热动装置缩短时能下移开通水道的密封体，所述密封体和水道之间设有能够根据温度高低控制水流大小的流量控制结构。

如上所述的一种节水型防冻阀，其特征在于：所述流量控制结构包括设在水道中从上往下横截面由小逐渐变大的流量控制部，所述密封体上设有与流量控制部相配合的密封面，所述密封体为中间大上端小的鼓形，所述密封体的上端外径尺寸为d1，所述密封体的最大外径尺寸为d2，所述流量控制部的最小径向尺寸和最大径向尺寸分别为d3和d4，满足如下关系式：d1<d4，d2>d3。

如上所述的一种节水型防冻阀，其特征在于：所述的热动装置包括热动元件和推杆，所述推杆一端抵压在支撑部件上，另一端插入在热动元件的内部，所述密封体固定在热动元件的外侧，所述的复位弹簧作用在热动元件上并将热动元件往下顶压，在温度降低时，所述的热动元件带动密封体一起向下移动，在温度升高时，所述的热动元件带动密封体向上移动。

如上所述的一种节水型防冻阀，其特征在于：所述的密封体和热动元件之间设有连接二者的滑块，所述滑块上位于支撑部件和密封体之间设有与壳体相配合从而使得密封体同轴滑动的滑动部。

如上所述的一种节水型防冻阀，其特征在于：所述滑块上设有滑块通孔，所述的滑块通孔一端设有滑块内螺纹，所述的热动元件设有与滑块内螺纹相配合的热动外螺纹，所述的推杆穿设在滑块通孔内，所述的支撑部件上设有能伸入滑块通孔内并与推杆相配合的接触部。

如上所述的一种节水型防冻阀，其特征在于：所述的滑块与热动元件之间设有用于防止水流从二者之间的间隙通过的密封圈。

如上所述的一种节水型防冻阀，其特征在于：所述的滑块上设有能限制密封体相对滑块轴向活动的限位槽。

如上所述的一种节水型防冻阀，其特征在于：在环境温度从0℃升高到4℃时，所述推杆相对热动元件向外移动距离大于或等于1mm；在环境温度从10℃下降到0℃时，所述推杆相对热动元件向内移动距离大于或等于1mm。

如上所述的一种节水型防冻阀，其特征在于：所述壳体上位于水道的出水侧设有调节内螺纹，所述的支撑部件上设有与调节内螺纹相配合的调节外螺纹，调整支撑部件在调节内螺纹中的上下位置从而调整所述的防冻阀的防冻工作温度。

如上所述的一种节水型防冻阀，其特征在于：所述壳体上设有能安装于热水器出水端或出水阀体上的通用接口。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1、本发明在温度低于设定值时能够通过热动装置的缩短带动密封体下移开通水道进行排水防冻，而在温度高于设定值时能够通过热动装置的伸长带动密封体上移封堵水道停止排水，而热动装置是根据温度变化自动伸缩的，从而通过机械结构实现自动排水防冻的功能。

2、所述密封体和水道之间设有能够根据温度高低控制水流大小的流量控制结构，在水道处于开启状态并且温度降低时，流量控制结构的水流通道增大，在水道处于开启状态并且温度升高时，流量控制结构的水流通道变小，从而根据温度的降低程度自动控制排水量的大小，以达到节水和充分利用管路水的余热的效果。

3、通过流量控制部和密封体实现排水流量控制，同时又实现开通或者关闭水道的功能，零件共用，结构简单，零部件少，易于生产组装。

4、所述壳体与支撑部件通过螺纹连接，通过调整支撑部件在调节内螺纹中的上下位置从而调整所述的防冻阀的防冻工作温度，从而能够根据不同使用环境需求设定不同的初始防冻温度值，便于不同地域及不同地理环境的人们使用，所述节水型防冻阀通用程度高。

5、所述壳体上设有能安装于热水器出水端或出水阀体上的通用接口，使得所述的节水型防冻阀能与现有泄压阀接口通用，可以直接更换，不需额外结构或额外接口，通用化程度极高，易装拆。

【附图说明】

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1是本发明的内部剖视图1；

图2是本发明的内部剖视图2；

图3是滑块的结构示意图；

图4是支撑部件的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明作进一步描述：

如图1至图4所示的一种节水型防冻阀，包括壳体1，所述壳体1内设有供水流过的水道10，所述壳体1上位于水道10的出水侧设有支撑部件6，所述支撑部件6上设有供水道10中的水通过的排水孔61，所述支撑部件6上方设有在温度升高时伸长而在温度降低时缩短的热动装置，所述热动装置和壳体1之间设有将热动装置的一端始终顶压在支撑部件6上的复位弹簧2，通过复位弹簧2对热动装置的向下顶压，使得热动装置以与支撑部件6的接触面为支点进行伸缩，所述热动装置外侧设有在热动装置伸长时能上移封堵水道10而在热动装置缩短时能下移开通水道10的密封体5，从而使得所述的防冻阀在温度低于设定值时能够通过热动装置的缩短带动密封体5下移开通水道10进行排水防冻，而在温度高于设定值时能够通过热动装置的伸长带动密封体5上移封堵水道10停止排水，通过机械结构实现自动排水防冻的功能，所述密封体5和水道10之间设有能够根据温度高低控制水流大小的流量控制结构，在水道10处于开启状态并且温度降低时，流量控制结构的水流通道增大，在水道10处于开启状态并且温度升高时，流量控制结构的水流通道变小。

所述流量控制结构包括设在水道10中从上往下横截面由小逐渐变大的流量控制部101，所述流量控制部101的侧壁优选的可以为锥面，也可以为曲面；所述密封体5上设有与流量控制部101相配合的密封面51，所述密封体5为中间大上端小的鼓形，所述密封体5的上端外径尺寸为d1，所述密封体5的最大外径尺寸为d2，所述流量控制部101的最小径向尺寸和最大径向尺寸分别为d3和d4，满足如下关系式：d1<d4，d2>d3。所述的密封体5从流量控制部101的上端往下端运动的过程中，所述的密封面51与流量控制部101的侧壁形成的供水通过的通道逐渐变大，从而根据温度的降低程度自动控制排水量的大小，以达到节水和充分利用管路水的余热的效果；同时，通过流量控制部101和密封体5相配合的结构实现开通或者关闭水道10的功能，结构简单，零部件少，易于生产组装。

所述的热动装置包括热动元件3和推杆4，所述推杆4一端抵压在支撑部件6上，另一端插入在热动元件3的内部，所述密封体5固定在热动元件3的外侧，所述的复位弹簧2作用在热动元件3上并将热动元件3往下顶压，在温度低于防冻设定温度时，所述热动元件3内部的热敏物质收缩，所述的推杆4可以相对热动元件3向热动元件3内部缩进，在复位弹簧2作用下，所述的热动元件3带动密封体5一起向下移动，从而使密封面51与流量控制部101的侧壁能够形成通水间隙，随着温度越来越低，所述的密封面51和流量控制部101的侧壁的通水间隙越来越大，排水量也越来越大，直至开启到最大的排水量；在温度高于防冻设定温度时，所述热动元件3内部的热敏物质膨胀，所述的热动元件3驱动推杆4相对热动元件3向外伸出，由于推杆4一端顶压在支撑部件6上固定不动，因此所述推杆4提供一个反作用力使得热动元件3向上运动，并带动密封体5向上移动，随着温度越来越高，所述的密封面51和流量控制部101的侧壁的通水间隙越来越小，排水量也越来越小，直至密封面51和流量控制部101的侧壁贴合，完全阻止水流出，结构简单，零部件少，易于组装生产。

所述的密封体5和热动元件3之间设有连接二者的滑块7，所述滑块7上位于支撑部件6和密封体5之间设有与壳体1相配合从而使得密封体5同轴滑动的滑动部71，从而保证密封体5在轴向滑动的同轴度，从而更好的保证防冻排水的功能及使得排水流量控制更加的精准。

所述滑块7上设有滑块通孔72，所述的滑块通孔72一端设有滑块内螺纹721，所述的热动元件3设有与滑块内螺纹721相配合的热动外螺纹31，所述的滑块7和热动元件3通过螺纹连接，便于拆装；所述的推杆4穿设在滑块通孔72内，所述的支撑部件6上设有能伸入滑块通孔72内并与推杆4相配合的接触部62，使得滑块7、热动元件3和密封体5作为一个整体共同运动，结构简单且紧凑。

所述的滑块7与热动元件3之间设有用于防止水流从二者之间的间隙通过的密封圈8，以限制水流只能从密封体5与水道10的侧壁之间的间隙通过。

所述的滑块7上设有能限制密封体5相对滑块7轴向活动的限位槽73，从而使得密封体5能够按照温度变化在轴向上的运动，使得防冻控制及排水流量控制更加的精准。

在环境温度从0℃升高到4℃时，所述推杆4相对热动元件3向外移动距离大于或等于1mm；在环境温度从10℃下降到0℃时，所述推杆4相对热动元件3向内移动距离大于或等于1mm。

所述壳体1上位于水道10的出水侧设有调节内螺纹12，所述的支撑部件6上设有与调节内螺纹12相配合的调节外螺纹63，调整支撑部件6在调节内螺纹12中的上下位置从而调整所述的防冻阀的防冻工作温度，从而能够根据不同使用环境需求设定不同的初始防冻温度值，便于不同地域及不同地理环境的人们使用。

所述壳体1上设有能安装于热水器出水端或出水阀体上的通用接口11，使得所述的节水型防冻阀能与现有泄压阀接口通用，可以直接更换，不需额外结构或额外接口，通用化程度极高，易装拆。

所述的密封体5的材质优选为橡胶，优选的所述的密封体5的硬度小于75ha，使得密封体5对水道10的封堵性能更加好；所述密封体5与滑块7采用包胶工艺连接，也可以是其他连接方式。