一种防冻装置和防冻预警装置的制作方法

本发明实施例涉及自来水管道技术领域，具体涉及一种防冻装置和防冻预警装置。

背景技术：

北方地区冬季寒冷，常伴有零度以下的低温。有的地区零度以下的时间长达半年之久，最冷的地区达到零下五十度左右。为防止水管爆裂及水管冬季结冰，在北方农村，家庭供水都是定点供水、人工放水，并在停止供水之后要及时“放气”，使水龙头及入户管道末段(一般露在地表面)的水倒流回供水主管道(一般深埋在地底，冬季也不会结冰)中，避免水龙头或入户管道末段内的水结冰。然而，有时候供水时间并不固定，供水的时候用户不知道会错过放水，造成饮水缺乏；停止供水的时候不知道，会把水龙头或入户管道“结冰”，导致下次供水时，不能放水。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种防冻装置和防冻预警装置，以解决北方农村冬季停止供水水龙头易结冰或供水不知情的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，一种防冻装置，其包括壳体、浮子、弹簧和底座；

在所述壳体内设有向下开口的容纳腔，在壳体的顶端设有上排气孔，在壳体的中部设有下排气孔，上排气孔和下排气孔均与容纳腔连通，所述浮子设置于容纳腔内，在浮子的顶端设有与上排气孔配合的堵头，在堵头上设有用于密封堵头与上排气孔的第一密封圈，在浮子的中部侧面设有一排气槽，在浮子的上部设有用于连通排气槽与浮子的顶端的排气道，所述弹簧设置于容纳腔内且位于浮子的下方，所述底座固定在壳体底端，所述底座用于将弹簧和浮子固定在容纳腔内，在所述底座下设有与容纳腔连通的排水孔；

其中，浮子可沿容纳腔上下移动，当堵头位于上排气孔内时，所述排气槽位于下排气孔上方，当堵头脱离上排气孔时，所述排气槽与下排气孔对齐。

进一步地，在所述壳体的上部侧面设有第一外螺纹，所述第一外螺纹位于下排气孔的上方。

进一步地，在所述壳体的上部侧面设有与扳手匹配的棱柱面，所述棱柱面位于所述第一外螺纹的上方。

进一步地，在所述壳体的上部侧面设有第二密封圈，所述第二密封圈位于所述第一外螺纹的下方。

进一步地，在所述浮子的上侧面和下侧面还分别设有第三密封圈和第四密封圈，所述第三密封圈位于下排气孔的上方，所述第四密封圈位于下排气孔的下方，所述第三密封圈和第四密封圈用于使堵头的中心与上排气孔的中心同轴。

根据本发明实施例的第二方面，一种防冻预警装置，其包括壳体、浮子、底座和汽笛；

在所述壳体内设有向下开口的容纳腔，在壳体的顶端设有排气柱，在排气柱上设有上排气孔，在壳体的中部设有下排气孔，上排气孔和下排气孔均与容纳腔连通，所述浮子设置于容纳腔内，在浮子的顶端设有与上排气孔配合的堵头，在堵头上设有用于密封堵头与上排气孔的第一密封圈，在浮子的中部侧面设有一排气槽，在浮子的上部侧面设有用于连通排气槽与浮子的顶部的排气道，所述底座固定在壳体底端，所述底座用于将浮子固定在容纳腔内，在所述底座下设有与容纳腔连通的排水孔，在所述汽笛内设有向下开口的固定腔，在汽笛顶部设有与固定腔连通的笛孔，汽笛通过固定腔与排气柱固定，所述笛孔与上排气孔同轴、等径且间距设置；

其中，浮子可沿容纳腔上下移动，当堵头位于上排气孔内时，所述排气槽位于下排气孔上方，当堵头脱离上排气孔时，所述排气槽与下排气孔对齐。

进一步地，在所述壳体的上部侧面设有第一外螺纹，所述第一外螺纹位于下排气孔的上方。

进一步地，在所述壳体的上部侧面设有与扳手匹配的棱柱面，所述棱柱面位于所述第一外螺纹的上方。

进一步地，在所述壳体的上部侧面设有第二密封圈，所述第二密封圈位于所述第一外螺纹的下方。

进一步地，在所述浮子的上侧面和下侧面还分别设有第三密封圈和第四密封圈，所述第三密封圈位于下排气孔的上方，所述第四密封圈位于下排气孔的下方，所述第三密封圈和第四密封圈用于使堵头的中心与上排气孔的中心同轴。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例提供的防冻装置，安装在水龙头或者入户管道的末段。当停止供水时，加压泵停止加压，主管道的水一部分倒流回地下水层，致使主管道内的压力降低，进而使水龙头处或入户管道末段的水向主管道倒流；同时大气压强的作用在上排气孔内的堵头上，在大气压强及管道内的压力降低的作用下，浮子在容纳腔内向下移动，使排气槽与下排气孔对齐，外界的空气通过上排气孔-排气槽-下排气孔进入到管道内，从而实现“放气”，避免水龙头冬季结冰。

本发明实施例提供的防冻预警装置，安装在水龙头或者入户管道的末段。当开始供水时管道内的积存的大量气体，在水泵加压的作用下，气体通过下排气孔-容纳腔-上排气孔-汽笛的笛孔，气流吹响汽笛5，提示用户“供水开始”，用户需要及时放水，不然一天会没水喝。当停止供水时，加压泵停止加压，主管道的水一部分倒流回地下水层，致使主管道内的压力降低，进而使水龙头处或入户管道末段的水向主管道倒流；浮子失去了水的浮力及压强的作用，其在容纳腔内向下移动，使排气槽与下排气孔对齐，外界的空气通过上排气孔-排气槽-下排气孔进入到管道内，从而实现“放气”，避免水龙头冬季结冰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的一种防冻装置的结构示意图；

图2为防冻装置的爆炸示图；

图3为本发明实施例1或2的底座结构示意图(背面)；

图4为本发明实施例1或2的安装状态示意图；

图5为本发明实施例2提供的一种防冻预警装置的结构示意图；

图6为防冻预警装置的爆炸示图；

图7为本发明实施例2的汽笛结构示意图(背面)。

图中：1-壳体，2-浮子，3-弹簧，4-底座，5-汽笛，6-水龙头，11-上排气孔，12-下排气孔，13-第一外螺纹，14-棱柱面，15-第二密封圈，16-排气柱，17-第三外螺纹，21-堵头，22-第一密封圈，23-排气槽，24-排气道，25-第三密封圈，26-第四密封圈，41-排水孔，42-第二外螺纹，51-笛孔，52-第三内螺纹。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1-4所示，实施例1提供了一种防冻装置，其包括壳体1、浮子2、弹簧3和底座4。

壳体1呈圆柱状。在壳体1内设有向下开口的容纳腔，在容纳腔的开口处设有用于固定底座4的第二内螺纹。在壳体1的顶端设有与容纳腔连通的上排气孔11，优选的，上排气孔11设在壳体1的顶端中心处。在壳体1的上部侧面从上向下依次设有用于与扳手配合的棱柱面14、用于与水龙头6或入户管道末段连接的第一外螺纹13、用于与水龙头6或入户管道末段密封的第二密封圈15，优选的，棱柱面14和第二密封圈15分别紧靠第一外螺纹13的上下起始端，以便减小结构尺寸。在壳体1的中部设有与容纳腔连通的下排气孔12，下排气孔12设有两个，两个下排气孔12相对容纳腔的轴线对称设置。

浮子2设置于容纳腔内，浮子2的侧壁与容纳腔的侧壁靠近或贴合。在浮子2的顶端设有与上排气孔11配合的堵头21，优选的，堵头21设置在浮子2的顶端中心。在堵头21上设有用于密封堵头21与上排气孔11的第一密封圈22，优选的，第一密封圈22设在堵头21的根部，即堵头21与浮子2顶端的连接处。在浮子2的中部侧面设有一排气槽23，在浮子2的上部侧面设有用于连通排气槽23与浮子2的顶端的排气道24，排气道24可设有多条，优选为两条。

弹簧3设置于容纳腔内且位于浮子2的下方，且弹簧3处于压紧状态。

底座4上设有与第二内螺纹配合的第二外螺纹42，通过螺纹配合固定在壳体1底端，底座4用于将弹簧3和浮子2固定在容纳腔内，在底座4下设有与容纳腔连通的排水孔41，通过底座4使弹簧3处于压紧状态，以便使弹簧3对浮子2具备一定的弹力。

使用过程或工作过程中，浮子2可沿容纳腔上下滑动，当堵头21位于上排气孔11内时，第一密封圈22将上排气孔11密封，同时排气槽23位于下排气孔12上方；当堵头21脱离上排气孔11时，排气槽23与下排气孔12对齐，上排气孔11与下排气孔12连通，使外界气体可进入到水龙头6或入户管道内。

使用时，将本实施例提供的防冻装置，安装在水龙头6或者入户管道的末段，其上排气孔11位于管道外，且上排气孔朝上设置并与地面垂直，下排气孔12及底座4位于管道内。在弹簧3的作用下，堵头21顶入上排气孔11，在第一密封圈22的作用下，上排气孔11与管道内部断开，当放水时，在水压的作用下，第一密封圈22会进一步压紧，避免管道内的水从上排气孔11溢出；当停止供水时，加压泵停止加压，主管道的水一部分倒流回地下水层，致使主管道内的压力降低，进而使水龙头6处或入户管道末段的水向主管道倒流；同时大气压强的作用在上排气孔11内的堵头21上，在大气压强及管道内的压力降低的作用下，浮子2在容纳腔内向下移动，使排气槽23与下排气孔12对齐，外界(水龙头6或管道外)的空气通过上排气孔11-排气槽23-下排气孔12进入到管道内，从而实现“放气”，避免水龙头6冬季结冰；当放气完成后，管道内的压强与外界大气压强平衡后，浮子2在弹簧3的作用下将上排气孔11再次密封。

在本实施例中，在浮子2的上侧面和下侧面还分别设有第三密封圈25和第四密封圈26，第三密封圈25位于下排气孔12的上方，第四密封圈26位于下排气孔12的下方，第三密封圈25和第四密封圈26用于使堵头21的中心与上排气孔11的中心同轴，避免浮子2卡在容纳腔内不能移动。

在本实施例中，在安装本实施例提供的防冻装置时，在其上游的管道中可加装过滤网，避免泥沙损坏第一密封圈22的密封效果。

实施例2

如图3-7所示，实施例2提供了一种防冻预警装置，其包括壳体1、浮子2、底座4和汽笛5。

壳体1呈圆柱状。在壳体1内设有向下开口的容纳腔，在容纳腔的开口处设有用于固定底座4的第二内螺纹。在壳体1的顶端设有排气柱16，在排气柱16外侧设有第三外螺纹17，在排气柱16上与容纳腔连通的上排气孔11，优选的，排气柱16设置在壳体1的顶端中心，上排气孔11设在排气柱16的中心。在壳体1的上部侧面从上下下依次设有用于与扳手配合的棱柱面14、用于与水龙头6或入户管道末段连接的第一外螺纹13、用于与水龙头6或入户管道末段密封的第二密封圈15，优选的，棱柱面14和第二密封圈15分别紧靠第一外螺纹13的上下起始端，以便减小结构尺寸。在壳体1的中部设有与容纳腔连通的下排气孔12，下排气孔12设有两个，两个下排气孔12相对容纳腔的轴线对称设置。

浮子2设置于容纳腔内，浮子2的侧壁与容纳腔的侧壁靠近或贴合。在浮子2的顶端设有与上排气孔11配合的堵头21，优选的，堵头21设置在浮子2的顶端中心。在堵头21上设有用于密封堵头21与上排气孔11的第一密封圈22，优选的，第一密封圈22设在堵头21的根部，即堵头21与浮子2顶端的连接处。在浮子2的中部侧面设有一排气槽23，在浮子2的上部侧面设有用于连通排气槽23与浮子2的顶端的排气道24，排气道24可设有多条，优选为两条。

在汽笛5内设有向下开口的固定腔，固定腔内设有与第三外螺纹17配合的第三内螺纹52，在汽笛5顶部设有与固定腔连通的笛孔51，汽笛5通过固定腔的第三内螺纹52与排气柱16的第三外螺纹17固定，笛孔51与上排气孔11同轴、等径且间距设置。

底座4上设有与第二内螺纹配合的第二外螺纹42，通过螺纹配合固定在壳体1底端，底座4用于将浮子2固定在容纳腔内，在底座4下设有与容纳腔连通的排水孔41。

使用过程或工作过程中，浮子2可沿容纳腔上下滑动，当堵头21位于上排气孔11内时，第一密封圈22将上排气孔11密封，同时排气槽23位于下排气孔12上方；当堵头21脱离上排气孔11时，排气槽23与下排气孔12对齐，上排气孔11与下排气孔12连通，使外界气体可进入到水龙头6或入户管道内。

使用时，将本实施例提供的防冻预警装置，安装在水龙头6或者入户管道的末段，其上排气孔11位于管道外，且上排气孔朝上设置并与地面垂直，下排气孔12及底座4位于管道内。在停水的状态时，浮子2在容纳腔的底部，堵头21未将上排气孔11堵塞。当开始供水时管道内的积存的大量气体，在水泵加压的作用下，气体通过下排气孔12-容纳腔-上排气孔11-汽笛5的笛孔51，气流吹响汽笛5，提示用户“供水开始”，用户需要及时放水，不然一天会没水喝。当水充满水龙头6会入户管道末段时，浮子2在水压及浮力的作用下沿容纳腔向上移动，堵头21将上排气孔11堵塞，在第一密封圈22的作用下，上排气孔11与管道内部断开，避免避免管道内的水从上排气孔11溢出。当停止供水时，加压泵停止加压，主管道的水一部分倒流回地下水层，致使主管道内的压力降低，进而使水龙头6处或入户管道末段的水向主管道倒流；浮子2失去了水的浮力及压强的作用，其在容纳腔内向下移动，使排气槽23与下排气孔12对齐，外界(水龙头6或管道外)的空气通过上排气孔11-排气槽23-下排气孔12进入到管道内，从而实现“放气”，避免水龙头6冬季结冰。

此外，汽笛5除了具有提醒、预警功能外，在没有排空管道中的空气前还可以使管道中的水畅通无阻，使得加压泵在加压时降低损耗，延长了使用寿命，同时节约用电，主管道、入户管道也会因为正常压力而减少故障。

在本实施例中，在浮子2的上侧面和下侧面还分别设有第三密封圈25和第四密封圈26，第三密封圈25位于下排气孔12的上方，第四密封圈26位于下排气孔12的下方，第三密封圈25和第四密封圈26用于使堵头21的中心与上排气孔11的中心同轴，避免浮子2卡在容纳腔内不能移动。

在本实施例中，在安装本实施例提供的防冻预警装置时，在其上游的管道中可加装过滤网，避免泥沙损坏第一密封圈22的密封效果。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。