一种防冻阀及应用该防冻阀的燃气热水器的制作方法

本发明属于热水器技术领域，具体涉及一种防冻阀及应用该防冻阀的燃气热水器。

背景技术：

燃气热水器通过排烟管与室外环境连通，在寒冷的冬季当室外气温低于零摄氏度时冷空气容易顺着排烟管进入热水器内部，造成热水器水路管路薄弱处冻裂，因此大部分燃气热水器都加装了电加热防冻裂装置，起到了一定防冻功能。电加热防冻裂装置必须在热水器通电状态下才能正常启动工作，有些用户有使用完热水器拔掉电源插头的习惯、或者家中停电、或者刚装修的房屋长时间不使用断电等以上情况都可能造成电加热装置无法启动，热水器管路冻裂。热水器水路通路通常为进水端为常开阀，出水端为常闭阀，如用户没有及时发现关闭进水阀，整机漏水，造成地板泡水，电气漏电等财产损失和安全问题。

为解决上述问题，专利号为cn201220167240.7(公告号为cn202708175u)的中国实用新型专利公开的《阀球及具有该阀球的防冻阀》，其中阀球包括本体、第一通道、第二通道，所述第一通道设置在所述本体上，所述第二通道设置在所述本体上，所述第一通道与所述第二通道互不相通。防冻阀包括阀体、前述的阀球以及带动阀球转动的阀杆，所述阀球设置在所述阀体内，所述阀体上开设进水口、出水口、排水口，所述第一通道与所述出水口、进水口对应设置，所述第二通道与所述排水口、出水口对应设置。在进水状态下，第一通道使进水口和出水口相通，排水口呈关闭状态。在排水状态下，第二通道使排水口和出水口相通，如此可将与防冻阀连接的燃气热水器水箱内滞留的积水完全排出。

该防冻阀存在如下缺陷：1、未设置对阀杆的旋转角度限位的限位结构，这样阀杆若转动过度或转动不到位，都容易导致第一通道不能与进水口和出水口相通、或第二通道不能与排水口、出水口对应；2、阀杆的使用频率较低，仅在需要排水时才会使用，当阀杆长时间未使用时，内部润滑油凝结会使得阀杆很难转动；3、阀球上需要开设两条互不相通的第一通道和第二通道，相当于要有两条流道才能实现从进水口和出水口连通切换至排水口和出水口连通，一条流道和进水口、出水口连通，另一条流道和排水口、出水口连通，这样较为复杂，且不易加工。

又如专利号为cn200720023750.6(公告号为cn201093097y)的中国实用新型专利公开的《太阳能热水器管道防冻阀》，由电子执行器、阀芯和阀体构成，阀芯为球阀，是一个二位三通阀，阀芯内有直角通道，通过电子执行器控制水路的通断。该防冻阀的阀芯中仅设置一条通道，较为简单，但是阀芯的转动由电子执行器控制，若在断电情况下，则会无法使阀芯转动，无法排掉管路中的水，最终导致管路被涨裂。

技术实现要素：

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种阀球的转动不依赖电控元件的防冻阀。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种防止带动阀球转动的阀杆长时间不用而难以转动的防冻阀。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种阀球的转动不依赖电控元件的应用上述防冻阀的热水器。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种防冻阀，包括

阀体，其内具有容置腔，所述阀体上开设有均与容置腔相连通的进水口、出水口和排水口；

阀球，能转动地设于上述容置腔内，并能转动至第一位置或第二位置，所述阀球具有贯通的过水通道，在阀球处于第一位置的状态下，所述过水通道的两端分别对应与进水口和出水口相流体连通，在阀球处于第二位置的状态下，所述过水通道的两端分别对应与出水口和排水口相流体连通；

其特征在于，还包括

阀杆，所述阀杆一端穿过阀体和阀球相连，另一端位于阀体外作为驱动端。

为了便于进行水路切换，所述过水通道包括均穿过阀球中心并垂直相交的第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道均有一端贯通阀球，所述出水口的进水端的中心线和排水口的进水端的中心线相互垂直，且所述出水口的进水端的中心线和进水口的出水端的中心线相互垂直。阀体和阀球的此种结构形式，使得用户仅需顺时针或逆时针转动90度即能实现水路切换，避免了阀球内部水路复杂、用户容易转动不到位的情况。

为了便于用户转动阀杆，所述阀杆的驱动端上设有便于转动阀杆的旋钮，且所述旋钮和阀体之间设有限制阀杆的转动角度的限位结构，限位结构的设置进一步防止了用户未将阀球转动到位、水路切换失败的情况。

所述限位结构可以有多种结构形式，优选地，所述阀体在对应所述阀杆的部位具有供阀杆穿越其中并相对旋转的阀杆座，该阀杆座的周壁上沿周向间隔地设有轴向延伸的第一限位筋和第二限位筋，所述旋钮上则在对应所述第一限位筋和第二限位筋之间的位置设有能择一地与该两者相抵靠的抵挡块，所述第一限位筋、第二限位筋和抵挡块共同构成所述限位结构。

为了进一步便于用户将阀杆转动到位，以实现水路的有效切换，所述旋钮和阀体之间设有用于提示旋钮的转动位置的标识板，该标识板与阀体相连并标识板上开设有供阀杆座、第一限位筋和第二限位筋穿过的通孔，所述标识板上设有指示旋钮的转动位置的标识结构。这样用户可根据标识板上的标识结构，将旋钮转动到标识结构对应的位置处。

为了保证阀球和阀体之间的密封性，所述阀体的容置腔内设有邻近进水口的出水端并与阀球密封接触的第一密封圈和邻近排水口的进水端并与阀球密封接触的第二密封圈。第一密封圈能够防止出水口和排水口相流体连通时，水从进水口漏入容置腔中，然后从出水口流出造成漏水；第二密封圈使得出水口和进水口相流体连通时，水不会从排水口漏出。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该防冻阀还包括能够推动阀杆转动微小角度的驱动组件，所述阀体上开设有供阀杆穿过的穿孔，且所述穿孔外侧设有与其相连通的容置槽，所述驱动组件设于该容置槽内并能至少局部伸出容置槽推动阀杆转动。

所述驱动组件可以有多种结构形式，优选地，所述驱动组件为感温驱动装置，包括加热线圈、石蜡和顶杆，所述石蜡和顶杆沿靠近阀杆方向依次设置，所述加热线圈设置在石蜡外周壁上，所述阀杆的外壁上凸设有凸块，且所述凸块位于顶杆朝向阀杆移动的路径上。当用户使用热水器时，加热线圈工作，石蜡发生相变膨胀从而推动顶杆朝阀杆方向移动，在顶杆移动过程中会推动阀杆上的凸块从而使阀杆实现微角度转动，然后就能轻松地转动阀杆；当用户不使用热水器时，热水器处于待机状态或关机状态时，加热线圈不工作，石蜡恢复固态，阀杆反方向转动可以使凸块推动顶杆回复至初始位置。

为了使得石蜡和顶杆之间始终接触，所述驱动组件还包括设于容置槽内的弹簧，所述弹簧两端分别抵靠容置槽的内壁和石蜡，弹簧使得石蜡和顶杆之间始终保持接触状态，这样不仅便于石蜡推动顶杆朝凸块方向移动，也能防止凸块和石蜡之间的硬干涉，因为若未设置弹簧，在石蜡恢复固态时，石蜡和顶杆之间会有间隙，这时凸块推动顶杆复位时，凸块会撞击石蜡造成部件损伤，而设置弹簧则能解决这一问题。

本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述防冻阀的燃气热水器，其特征在于：还包括热水器本体，所述阀体的出水口和热水器本体的进水端相流体连通。

本发明中所称的“流体连通”是指两个部件或部位(以下统一分别称为第一部位、第二部位)之间的空间位置关系，即流体(气体、液体或两者的混合)能从第一部位沿着流动路径流动或/和被运送到第二部位，可以是所述的第一部位、第二部位之间直接相连通，也可以是第一部位、第二部位之间通过至少一个第三者间接连通，该第三者可以是诸如管道、通道、导管、导流件、孔、槽等流体通道、也可以是允许流体流过的腔室或以上组合。

与现有技术相比，本发明的优点：1、本发明设置有阀杆，通过阀杆带动阀球转动，这样避免了没电时，阀球无法转动进行水路切换、导致无法排水的情况，若防冻阀无法排水会导致管路中的水结冰涨裂管道继而漏水的情形，阀杆的设置使得本发明的防冻阀对电器元件的依赖性低，可以手动操作；2、本发明的球阀内设置贯通的过水通道，内部水路结构简单，一来便于加工，二来也便于进行水路切换，否则内部水路复杂的话，会给用户进行水路切换增加难度，并且也容易导致阀球转动不到位、水路切换失败的情况；3、本发明设置有驱动组件，当阀杆长时间未用时，驱动组件可以局部伸出容置槽以推动阀杆转动微小的角度，从而解除阀杆难以转动的困境，便于用户转动阀杆进行水路切换。

附图说明

图1为本发明实施例1的防冻阀的结构示意图；

图2为图1的另一方向的结构示意图；

图3为图1的剖视图(阀球处于第一位置)；

图4为图1的剖视图(阀球处于第二位置)；

图5为图1的另一方向的剖视图；

图6为图1的分解示意图；

图7为图1中的阀球的结构示意图；

图8为图1中的旋钮的结构示意图；

图9为图1中的防冻阀应用在燃气热水器上的结构示意图；

图10为本发明实施例2的防冻阀的剖视图；

图11为图10中的驱动组件的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

如图1～9所示，本优选实施例的燃气热水器包括热水器本体8和防冻阀a，其中防冻阀a包括阀体1、阀球2、阀杆3和旋钮4。

阀体1内具有容置腔11，且阀体1上开设有均与容置腔11相连通的进水口12、出水口13和排水口14，阀体1的出水口13和热水器本体8的进水端相流体连通。

阀球2能转动地设于上述容置腔11内并能转动至第一位置或第二位置，阀球2内开设有贯通的的过水通道21，即过水通道21的两端贯通阀球2外壁，如图3所示，在阀球2处于第一位置的状态下，过水通道21的两端分别对应与进水口12和出水口13相流体连通，如图4所示，在阀球2处于第二位置的状态下，过水通道21的两端分别对应与出水口13和排水口14相流体连通。

如图3、7所示，本实施例中，过水通道21包括均穿过阀球2中心并垂直相交的第一通道211和第二通道212，第一通道211和第二通道212均有一端贯通阀球2，第一通道211的贯通阀球2的一端和第二通道212的贯通阀球2的一端为过水通道21的两端。出水口13的进水端的中心线和排水口14的进水端的中心线相互垂直，且出水口13的进水端的中心线和进水口12的出水端的中心线相互垂直。这样阀球2顺时针或逆时针转动90度即能实现第一位置和第二位置的切换，以实现水路切换。

由上可知，本实施例的阀球2内仅开设一条过水通道21(由第一通道211和第二通道212共同构成)，便于加工制作，并且水路简单，便于用户进行水路的切换。

阀杆3一端穿过阀体1和阀球2相连，阀体1上开设有供阀杆3穿过的穿孔17，阀球2上开设有供阀杆3的一端插设于内的第一插槽22。阀杆3的另一端位于阀体1外作为驱动端，且阀杆3的驱动端上设有便于转动阀杆3的旋钮4，旋钮4上设有供阀杆3的驱动端插装于内的第二插槽42，阀杆3的驱动端的截面呈d型，第二插槽42的截面呈与阀杆3的驱动端相适配的d型，这样能防止阀杆3相对旋钮4转动。

如图6、8所示，旋钮4和阀体1之间设有限制阀杆3的转动角度的限位结构，限位结构的设置能防止用户转动不到位、水路切换失败的情况。本实施例中，阀体1在对应阀杆3的部位具有供阀杆3穿越其中的阀杆座19，并阀杆3能相对阀杆座19旋转，穿孔17局部开设于阀杆座19上，该阀杆座19的周壁上沿周向间隔地设有轴向延伸的第一限位筋15和第二限位筋16，旋钮4上则在对应第一限位筋15和第二限位筋16之间的位置设有能择一地与该两者(两者是指第一限位筋15和第二限位筋16)相抵靠的抵挡块41，第一限位筋15、第二限位筋16和抵挡块41共同构成前述的限位结构。

抵挡块41的转动范围被限位在第一限位筋15与第二限位筋16之间，且抵挡块41与第一限位筋15相抵的状态下，阀球2处于第一位置；抵挡块41与第二限位筋16相抵的状态下，阀球2处于第二位置。

当然也可将限位结构设置在阀杆3和阀体1之间，这样需将抵挡块41设置在阀杆3上，第一限位筋15和第二限位筋16依然设置在阀体1上。

如图2、6所示，旋钮4和阀体1之间设有用于提示旋钮4的转动位置的标识板5，该标识板5与阀体1相连并标识板5上开设有供阀杆座19、第一限位筋15和第二限位筋16穿过的异型的通孔51，标识板5上设有指示旋钮4的转动位置的标识结构52。这样用户可根据标识板5上的标识结构52，将旋钮4转动到标识板5对应的位置处。本实施例中，如图2所示，标识结构52为“通电工作”“防冻排水”的字样，当然也可为其他结构，比如刻度等。

如图3、4所示，阀体1的容置腔11内设有邻近进水口12的出水端的与阀球2密封接触的第一密封圈61和邻近排水口14的进水端的与阀球2密封接触的第二密封圈62。

第一密封圈61呈环状，其朝向阀球2的壁面与第一密封圈61的内孔呈圆弧过渡连接，如此第一密封圈61能与阀球2良好的配合，能够防止出水口13和排水口14相流体连通时，水漏入容置腔11中，从出水口13流出造成漏水。

第二密封圈62上开设有朝着阀球2方向孔径变大的阶梯孔，阶梯孔的各孔与第二密封圈62的朝向阀球2的对应壁面呈圆弧过渡连接，如此第二密封圈62能与阀球2良好的配合，使得出水口13和进水口12相流体连通时，水不会从排水口14漏出。

如图1、2所示，本实施例中，阀体1包括中空的管体1a以及螺纹连接在管体上的阀盖1b，进水口12和出水口13开设于管体1a上，排水口14开设于阀盖1b上，这样方便阀盖1b拆卸以及后续在排水口14处加装排水管。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：还设有驱动组件7.

如图10、11所示，穿孔17外侧沿径向设有与穿孔17相连通的容置槽18，本实施例中，容置槽18开设于第一限位筋15上，驱动组件7设于该容置槽18内并能至少局部伸出容置槽18推动阀杆3转动。驱动组件7为感温驱动装置，包括弹簧74、加热线圈71、石蜡72和顶杆73，石蜡72和顶杆73沿靠近阀杆3方向依次设置，加热线圈71设置在石蜡72外周壁上，石蜡72可容置在一囊体中，阀杆3的外壁上凸设有凸块31，且凸块31位于顶杆73朝向阀杆3移动的路径上，弹簧74两端分别抵靠容置槽18的内壁和石蜡72。

加热线圈71与热水器的控制器(可采用plc控制器)电连接，当用户使用热水器时，控制器接收到信号并控制加热线圈71工作，石蜡72发生相变膨胀从而推动顶杆73朝阀杆3方向移动，在顶杆73移动过程中会推动阀杆3上的凸块31从而使阀杆3实现微角度转动，然后就能轻松地转动阀杆3；当用户不使用热水器时，热水器处于待机状态或关机状态时，控制器接收到信号并控制加热线圈71不工作，石蜡72恢复固态，阀杆3反方向转动可以使凸块31推动顶杆73回复至初始位置。当然也可通过其他方式控制加热线圈71工作与否。

为了便于凸块31推动顶杆73，顶杆73朝向凸块31的端部的边角处可设置成弧面。

当然驱动组件7也可以为电动推杆。