一种暖气自动开闭防泄漏水阀的制作方法

本发明涉及暖气水阀领域，具体涉及一种暖气自动开闭防泄漏水阀。

背景技术：

在冬季，中国长江以北地区由于气候严寒都需要供暖，而且大部分都是采用水暖，也就是在供暖管线中通过热水散热来取暖。水暖供暖存在很大的隐患，受供暖管线材质、接头的紧密性、使用年限等因素的影响，导致供暖期间出现管道爆裂的现象。平均每年大约有20％以上的用户出现暖气爆裂，暖气管道中的供暖水浸泡居民的住宅，造成巨大的财产损失，严重影响居民生活。目前社会上对采暖系统中经常出现暖气管路泄漏和暖气片爆裂的问题，没有任何安全防止措施，一旦出现问题，就有大量的暖气水流失，损失惨重，水淹住户，还要殃及楼下的邻居，造成经济损失和邻居的矛盾。同时也造成用户与暖气供应商经济损失赔偿的纠纷和矛盾，影响社会安定与团结。每年全国在采暖系统中都会出现大小事件无数。据调查估算，每年全国在暖气水流失所造成的经济损失高达20亿多元人民币，浪费淡水资源就有6亿多吨。研究一种可靠的暖气检测保护装置是现今社会需要解决的技术难题，目前一些研究出现的暖气漏水保护装置均采用电子设备进行检测与防漏水保护，首先在使用时需要通电，用在以水循环为主的暖气上容易出现危险，其次当出现意外停电时，装置无法工作，若此时出现漏水情况，损失无法避免。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明提供了一种暖气自动开闭水阀，通过全机械的设计达到持续自动开闭的效果，使得水阀可以持续循环开闭，配合设计的压力对比机构达到持续循环检测是否漏水，同时在检测到漏水时能够自动锁止在关闭状态，避免财产损失。同时可以人工设定循环的间隔时间，方便快捷可靠。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种暖气自动开闭水阀，包括相互连通的进水口、出水口和开关腔，所述进水口、和出水口之间设有可以向开关腔内移动的下活塞，当下活塞处于初始状态时为关闭状态，此时下活塞将入水口与出水口隔离，同时将出水口与开关腔隔离，当下活塞移动至开关腔内时为开启状态，此时入水口与出水口连通，其特征在于，所述开关腔内设有上活塞，所述上活塞将开关腔分为相互不连通的上开关腔与下开关腔，通常为了密闭，上活塞与阀体之间会设有密封圈，所述下开关腔与入水口连通，所述上开关腔分别通过开关腔外部的入水通道和与入水口和出水口连通，并且在连通处分别设有开关；

所述上开关腔内设有上弹簧，所述上弹簧两端分别与上开关腔顶部的阀体内壁和上活塞连接，下开关腔内设有下弹簧，所述下弹簧两端分别与上活塞和下活塞连接，上弹簧的弹性系数大于下弹簧；

出水口与压力比较机构连通；

下活塞底部连接有限位机构；

其中，还包括限位杆，所述限位杆下端与下活塞连接，上端穿过上活塞至上开关腔内并使上活塞可以沿限位杆移动，限位杆上部设有上限位块与下限位块，所述上限位块位于上开关腔内，所述下限位块位于下开关腔内；

其中，所述通道与入水口连通处的开关为入水开关，通道与出水口连通处的开关为出水开关，在关闭状态时，入水开关关闭，出水开关打开，在开启状态时，入水开关打开，出水开关关闭；

其中，所述入水开关包括入水旋转轴和入水冲击板，所述入水冲击板与入水旋转轴固定连接并可沿旋转轴旋转，入水旋转轴内设有贯穿入水旋转轴的入水转轴通孔，在关闭状态时，入水冲击板自然下垂，入水转轴通孔与通道不连通，在开启状态时，入水转轴通孔与通道连通；

所述出水开关包括出水旋转轴和出水冲击板，所述出水冲击板与出水旋转轴固定连接并可沿旋转轴旋转，出水旋转轴内设有贯穿出水旋转轴的出水转轴通孔，在关闭状态时，出水冲击板自然下垂，出水转轴通孔与通道连通，在开启状态时，出水转轴通孔与通道不连通；

其中，所述入水旋转开关和出水旋转开关内均设有回位弹簧，在关闭状态时，两个回位弹簧均处于松弛状态；

其中，所述通道包括连通入水口与上开关腔的部分为入水通道，连通出水口与上开关腔的部分为出水通道，所述入水通道内设有用于调节入水通道内径的入水调节螺钉，所述入水调节螺钉与阀体活动连接，入水调节螺钉穿过阀体并伸出阀体外部；

所述出水通道内设有用于调节出水通道内径的出水调节螺钉，所述出水调节螺钉与阀体活动连接，出水调节螺钉穿过阀体并伸出阀体外部；

所述限位机构包括连接杆，所述连接杆上端与下活塞连接，下端伸出阀体，连接杆上设有上限位槽和下限位槽，阀体内侧设有对应的钢珠槽，所述钢珠槽内设有钢珠弹簧和钢珠，在关闭状态时，所述钢珠在钢珠弹簧的压力下设于上限位槽内，在开启状态时，钢珠在钢珠弹簧的压力下设于下限位槽内；

其中，所述钢珠槽内还设有钢珠调节螺钉，所述钢珠调节螺钉与阀体活动连接，钢珠调节螺钉一端与钢珠弹簧连接，另一端伸出阀体外部；

其中，所述压力比较机构包括比较腔、比较活塞、锁止销和比较弹簧，所述比较腔与出水口连通，所述比较活塞设于比较腔内，比较活塞一端与锁止销连接，另一端与比较弹簧连接，所述限位机构上设有锁止槽，在关闭状态时，所述锁止销与锁止槽对齐，所述比较弹簧对比较活塞提供的弹力与出水口压力相等，当出水口一侧发生泄露而导致压力下降时，此时比较腔内的压力小于比较弹簧的压力，比较弹簧将比较活塞向比较腔压入，导致锁止销插入锁止槽，固定下活塞，使下活塞固定在关闭状态，阻止下活塞运动到打开状态，防止继续跑水。

本发明的有益效果是：(1)自动开闭循环，配合压力比较机构，实现固定时间的自动循环泄露检测，发生泄露时自动锁止至关闭状态，避免持续泄露导致财产损失；(2)通过调节螺钉可以调节开启时间与关闭时间，达到人工设定一个循环的时间，更加自由和个性化；(3)全机械机构设计，避免电子元件的使用而可能导致的漏电问题，更加安全可靠。

附图说明

图1是本申请的结构图。

图2是本申请关闭状态的剖面结构图。

图3是本申请实施例2关闭状态剖面结构图。

图中，1、连接杆，2、入水口，3、开关腔，4、入水调节螺钉，5、出水调节螺钉，6、出水口，7、阀体，8、钢珠调节螺钉，9、钢珠弹簧，10、入水旋转开关，11、下弹簧，12、下开关腔，13、入水通道，14、上开关腔，15、密封圈，16、上活塞，17、出水通道，18、下活塞，19、出水旋转开关，20、锁止销，21、比较弹簧，22、比较活塞，23、比较腔，24、锁止槽，25、上限位槽，26、下限位槽，27、钢珠，28、钢珠槽，29、上弹簧，30、上限位块，31、限位杆，32、下限位块。

具体实施方式

下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1

如图1、图2所示，一种暖气自动开闭水阀，包括阀体7，阀体7内设有相互连通的入水口2、出水口6，阀体7安装在暖气的进水管道上，入水口2连接进水一端，出水口6连接暖气一端，通常情况下，由于暖气的供暖设计，进水一端的压力大于暖气一端的压力，保证持续的水流循环。入水口2和出水口6之间设有一个垂直向上延伸的开关腔3，在三个腔体连通的位置设有一个可以垂直向上移动至开关腔3内的下活塞18，在水阀处于关闭状态时，下活塞18将入水口2和出水口6隔离，水流中断，而下活塞18与入水口2之间留有空隙导致下活塞18与开关腔3是连通状态。

在开关腔3内有一个可以沿开关腔3垂直移动的上活塞16，上活塞16周围设有密封圈15并将开关腔3密封分隔为上部的上开关腔14和下部的下开关腔12，下开关腔12即为与入水口2连通的腔，上开关腔14为封闭腔。上开关腔14的上部开设有两个通水孔，一个通水孔通过设于开关腔3外侧的入水通道13连通至入水口2，另一个通水孔通过同样设置在开关腔3外侧的出水通道17连通至出水口6，入水通道13与入水口2的连通处安装有入水旋转开关10，入水旋转开关10的结构为一根可以堵塞入水通道13并且可以沿入水口2径向方向转动的旋转轴，旋转轴下方连接有冲击板，冲击板在水阀处于关闭状态时自然下垂在入水口2的横截面处，旋转轴中有一个贯穿旋转轴的通孔，当处于关闭状态时，通孔与入水通道13不连通。当水阀处于打开状态时，入水口2有水流持续通过，冲击板在水流的冲击下向水流方向摆动，此时旋转轴旋转至通孔与入水通道13连通，即入水口2通过入水通道13与上开关腔14连通；同样的，出水通道17与出水口6的联通处也设有出水旋转开关19，出水旋转开关19的基本结构与入水旋转开关10相同，区别在于其中的通孔在关闭状态时与出水通道17连通，而在开启状态时与出水通道17不连通。入水旋转开关和出水旋转开关内还可以各安装弹簧，调整弹簧在关闭状态时为松弛状态，开启状态时为压缩状态，能够帮助两个旋转开关进行复位。

在入水通道13内还设有用于调整入水通道13内径的入水调节螺钉4，入睡调节螺钉穿过阀体7一端设于阀体7外并与阀体7密封螺纹连接，通过旋转入水调节螺钉4可以调节伸入入水通道13部分的长度，达到调节入水通道13内径的效果，即调节入水通道13的水流通过量；同样的，在出水通道17一侧也设有对称的出水调节螺钉5，用于调节出水通过量。

在上开关腔14内设有上弹簧29，上弹簧29的上端与阀体7的内壁连接，下端与上活塞16的顶端连接，在关闭状态时，上弹簧29处于松弛状态。在下开关腔123内设有下弹簧11，下弹簧11的上端连接上活塞16的底部，下端连接下活塞18的顶部，且上弹簧29的弹性系数应大于下弹簧11的弹性系数。在关闭状态时，下弹簧11同样处于松弛状态。

下活塞18的底部连接一根垂直向下并一端伸出阀体7底部的连接杆1，连接杆1一侧分别设有上下两个限位槽，在关闭状态时，其中的上限位槽25的对应位置的阀体7处开设一个对应的钢珠槽28，在钢珠槽28内安装对应的钢珠弹簧9和钢珠27，使得钢珠弹簧9将钢珠27压入上限位槽25内，提供压力。钢珠槽28内还设有用于调节钢珠弹簧9压缩程度的钢珠调节螺钉8，钢珠调节螺钉8一端紧压钢珠弹簧9，另一端伸出阀体7外并与阀体7螺纹连接，通过旋转钢珠调节螺钉8可以调整钢珠弹簧9的压缩程度，即调整钢珠弹簧9对钢珠27的压力。

连接杆1的另一侧设有一个锁止槽24，在关闭状态下，锁止槽24的对应位置的阀体7上设有一个比较腔23，比较腔23通过一个比较通道与出水口6连通，在比较腔23内设有一个可以左右移动的比较活塞22，比较活塞22的一端链接一个锁止销20，锁止销20的位置正对齐锁止槽24，比较活塞22另一端链接一个比较弹簧21，在正常状态下，比较活塞22并不影响比较腔23与出水口6连通，因此比较腔23内的压力与出水口6的压力相同，而比较弹簧21设置为对比较活塞22的压力与出水口6的压力相等。

由于水流的压力，可以将下活塞18设置为与出水口6斜面连接，能够使水的压力完全疏导到连接面上，使得在关闭状态时，密封更加出色。

本发明的水阀的工作原理是：在正常状态下，水阀初始状态为关闭状态，水流从暖气的进水管流入入水口2，并通过下活塞18处预留的通路流入下开关腔12，此时下开关腔12的压力与入水口2相同，由于此时入口旋转开关处于关闭状态而出口旋转开关处于打开状态，此时上开关腔14内的压力与出水口6相同，由于暖气的设计，入水口2的压力要大于出水口6，即此时下开关腔12的压力要大于上开关腔14，压力差导致上活塞16开始向上运动，而上开关腔14内的水通过出水通道17被挤出，同时上弹簧29被压缩，积蓄能量，下弹簧11被拉伸，因此对下活塞18提供向上的拉力，但是由于下活塞18被与连接杆1的上限位槽25配套的钢珠27所限位，下活塞18无法向上运动，下弹簧11持续被拉伸并积蓄能量。

当下弹簧11被持续拉伸至对下活塞18的拉力足以对抗钢珠对下限位槽26提供的阻力时，钢珠27被下连接杆1压入钢珠槽28内，连接杆1失去阻力并可以向上移动，即下活塞18可以向上移动，下弹簧11进行回位并拉动下活塞18快速向下开关腔123内移动，当移动至下限位槽26与钢珠对齐时，由于此时下弹簧11已经有一定程度的回位，所提供的拉力已经不足以对抗钢珠对下限位槽26的压力，钢珠被压入下限位槽26，导致连接杆1由于阻力无法移动，即下活塞18停止运动，此时下活塞18处于下开关腔12内，入水口2与出水口6连通，水流通过，水阀处于打开状态，此时下开关腔12内的压力依旧大于上开关腔14。此时由于水流通过，入水旋转开关10和出水旋转开关19的冲击板均在水流的冲击下沿水流方向发生旋转，而根据各开关旋转轴内的通孔方向不同，入水旋转开关10旋转至通孔与入水通道13连通，出水旋转开关19旋转至通孔与出水通道17连通，即此时入水口2通过入水通道13与上开关腔14连通，出水口6与上开关腔14不连通。此时上开关腔14内的压力与入水口2相同，即上开关腔14内的水压与下开关腔12内的水压相同，上弹簧29所对上活塞16还存在推力，因此开始推动上活塞16向下运动，由于水的不可压缩性，在上活塞16向下运动时需要有水补充进来，即需要水从入水口2经入水通道13流入上开关腔14，因此上活塞16的运动速度取决于水的流入速度。当上活塞16向下运动时，上活塞16压缩下弹簧11，当下弹簧11被压缩至足以对抗钢珠对下限位槽26的压力时钢珠被压入钢珠槽28使得连接杆1失去阻力，使得下活塞18在下弹簧11的回位作用下被推向下移动至钢珠与上限位槽25对齐，钢珠再次被压入上限位槽25，水阀恢复初始的关闭状态。此时下活塞18回位至阻断入水口2与出水口6，水流不在流动，失去水流冲击力的入水旋转开关10和出水旋转开关19均恢复至原位，即入水口2与上开关腔14不在连通而出水口6与上开关腔14连通，此时上开关腔14恢复到与出水口6连通，即初始位置状态，进入下一个开关循环，此时水阀完成一个完整的开关循环。

为达到上述效果，上弹簧29、下弹簧11的弹性和上限位槽25、下限位槽26的深度均需要通过多次试验来进行匹配设置，通常需要设置上弹簧29的弹性系数大于下弹簧11的弹性系数，使得在上活塞16运动距离相同的情况下，上弹簧29提供的压力要大于下弹簧11。而钢珠27对限位槽的压力则可以通过调节钢珠调节螺钉8调整钢珠弹簧9的压缩程度达到。

在正常状态下，水阀会重复上述循环进行往复开关，而调节入水调节螺钉4可以调节入水通道13的内径，即水流通过入水通道13进入上开关腔14的速度，达到调节上活塞16向下运动的速率，即水阀处于打开状态的速率；调节出口调节螺钉可以调节出口通道的内径，即水流通过出口通道流出上开关腔14的速率，达到调节上活塞16向上运动的速率，即水阀处于关闭状态的速率。

而当暖气发生泄露时，水阀处于打开状态时与普通状态相同，当水阀处于关闭状态时，由于泄露，与暖气连接的出水口6的压力要小于普通状态下的压力，即与出水口6所连通的比较腔23的压力小于普通状态，而比较弹簧21的弹力设置为与普通状态下的出水口6压力相同，即泄漏时，比较弹簧21的弹力大于比较腔23的压力，比较弹簧21将比较活塞22向连接杆1方向推动，使锁止销20推入对应的锁止槽24，阻止连接杆1再次向上运动，水阀无法进入下一个开启状态，避免持续泄露。

实施例2

除以下区别外，其他结构与实施例1相同：

如图3所示，上活塞16还可以设计为具有上下两个豁口的“工”字形，垂直穿过上活塞16安装一根限位杆31，限位杆31的底端与下活塞18连接，限位杆31的上部分别有两个突出的上限位块30与下限位块32，上限位块30在上活塞16上部的豁口中，即上开关腔14内，下限位块32在上活塞16下部的豁口中，即下开关腔12内，当上活塞16向上运动时，首先如实施例1所述那样运动，当上活塞16接触的上限位块30时，由于限位杆31与下活塞18固定而此时下活塞18被限位尚无法运动，此时上活塞16被上限位块30所限位，无法继续上升，积蓄能量，直至下开关腔12内的水压足以克服下活塞的受到限位的阻力，下活塞18脱离限位，此时所积蓄的能量释放，带动下活塞18快速向上运动，达到开启状态；同理，在上弹簧29释放弹力的过程中，上活塞16下降到接触下限位块32并被其限位，直至再次克服下活塞18受到的限位阻力，带动下活塞18快速向下运动至关闭状态。通过限位杆31的设置可以帮助下活塞18在开启或关闭时快速运动，达到水阀状态快速切换的目的。