专利名称：流体供应系统或设备中流体的排空利用装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及流体供应系统或设备中流体的排空利用装置，特别是涉及液体供应系统或设备停用时管路中的液体介质的排空利用装置，更特别的是涉及使用锅炉、燃气热水器、电热水器、太阳能热水器等进行洗浴的热水供应系统或设备在停用时管道中余水的排空利用装置。本发明还涉及包含该排空利用装置的系统或设备及该排空利用装置的使用方法。
背景技术：
在日常生产、生活中，经常需要使用由流体供应系统或设备(包括由多个设备或设施组成的较大的供应系统和单个的供应设备)输送出来的一些经过处理的具有某种特定性能的流体(包括液体、气体、可流动的粉末等)，特别是由液体供应系统或设备输送出来的一些经过处理的具有特定性能的液体。例如化工上使用的对液体进行增氧、加二氧化碳、调PH后用于生产的液体供应系统，利用锅炉或制冷设备对水进行加热或制冷后用于生产或生活的热水或冷水供应系统或设备，对气体或流动粉末进行加温后用于生产的加热气体或加热流动粉末供应系统，等等。其中最常见的是使用热水器对水加热后用于洗浴的热水供应设备。这些流体供应系统或设备有一个共同的特征，就是将流体进行特定的处理后使其获得特定的理化性能，然后经过管道输送到用户端，供用户使用。但是在不连续使用期间特别是在停用后，管道中经过特定处理所获得的流体的理化特性会不断改变，例如经过加热的会变冷，经过冷却的会慢慢升至环境温度，经过增氧的液体的氧气会逐渐挥发，经过加二氧化碳的液体的二氧化碳会逐渐挥发，调PH后液体的pH会慢慢改变，等等，因而在停用一定时间后管道中的流体会变得不符合要求。对此的解决办法一般是在下一次开始使用时用经过特定处理的新鲜流体将不符合要求的流体顶出用户端并弃去，这样就造成了流体的很大浪费。例如利用锅炉或家用热水器进行淋浴或洗涤时，用户水龙头开始流出的是管道中存留的冷水，待冷水排完后才能流出适于淋浴或洗涤的热水，人如果与之接触会感到不舒适甚至引起感冒，白白排掉的冷水也造成了很大的浪费，在锅炉或热水器与浴室或洗脸池、洗菜池相隔较远时更是如此。为了解决这一问题，CN101(^9773A公开了一种余水自动回流再利用式热水器节水装置，采用水阀、泵及控制电路将管道中的余水抽入储水箱或泵入热水器以供再利用。但是，该专利申请是在关机时将管道中的余水抽回储水箱以备再用，需要在各用户末端安装用户终端控制电路并取消阀门，并且需要安装节水装置至每个用户终端的各自的阀门和管道，通过控制电路来调节阀门的开关及出水量的大小，整个装置比较复杂，不适合已装修的居室和安装好的热水器及其管道，而且将已经加热过的热水抽回储水箱中也浪费了热源； CN2763751Y公开了一种太阳能热水器的出水控制装置，在太阳能热水器蓄水箱的出口处安装电动阀和单向进气阀，当关闭电动阀停止用水时，空气通过单向进气阀进入管道，排空管道内的余水，下一次使用时就不会流出冷水。但是由于该专利需依靠流体出口到用户端的位差来排空管道内的余水，因此，当太阳能热水器的出水管道中有开口向上的U形弯曲时(这是难于避免的)，管道中的余水就不能排完；对于常见的没有位差甚至用户端的位置高于流体供应系统或设备流体出口位置的流体供应系统或设备(例如用户端与流体供应系统或设备的出口基本处于同一水平位置的家用燃气热水器或锅炉一浴室系统)而言，该专利的技术方案也不适用。而且，该专利缺少适宜不同情况(如适宜多个用户不同时使用) 的简便技术方案，特别是自动控制的方法，也无法将电动阀到热水器的管道中乃至热水器内部管道中的余水排出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简便的排空利用装置，该排空利用装置可以根据需要将流体供应系统或设备管道中已经经过特定处理的流体全部排出并加以利用， 在下一次启动流体供应系统或设备并开启用户端阀门时即可直接流出符合要求的流体，不受用户端位置高低的影响，同时不需要改变原有的管路和阀门。本发明所要解决的另一个技术问题是提供含有这种排空利用装置的多种流体供应系统或设备，特别是含有这种排空利用装置的热水供应系统或设备。本发明所要解决的再一个技术问题是提供使用这种排空利用装置对管道中的流体进行排空利用的多种安装方式和操作方法，以便更好地将管道中的余水排完。本发明流体供应系统或设备管路中流体的排空利用装置包括所供应流体的进口， 所供应流体的出口，供排空流体进入的侧口，所述排空利用装置的进口和出口串接在流体供应系统或设备的流体管路中(例如其进口与流体供应系统或设备管路的流体出口相连， 其出口与流体供应系统或设备管路通向用户端的管道相连)，在所述排空利用装置中设有控制进口到出口管路通断和侧口到出口管路通断的阀门，所述侧口与带压力的排空流体源相通，所述排空利用装置中还包括启动复位部件，用来控制排空利用装置的启动和复位 (即控制所述阀门的通断、控制所述带压排空流体源的启动或开通、以及控制其复位)，所述启动复位部件包括启动复位元件或/和启动复位电路。具体来说，在流体供应系统或设备正常供应流体时，使进口到出口的管路开通，使侧口到出口的管路关闭；当要停止流体的供应时，手动或自动启动排空利用装置，即通过控制所述阀门的通断使进口到出口的管路关闭、使侧口到出口的管路开通，同时启动或开通所述带压排空流体源，用带压排空流体将排空利用装置到用户端管道中的流体排出；在排空利用装置到用户端管道中的流体排完之后，可以使所述阀门和带压排空流体源恢复原状。为了使本发明所述的排空利用装置较好地工作，应该将其安装在流体供应系统或设备的附近，例如安装在靠近所述流体供应系统或设备的流体出口管路中；对于没有贮液装置而是对管道中的流体即刻进行处理的流体供应系统或设备(如家用燃气热水器)而言，优选将所述排空利用装置安装在靠近所述流体供应系统或设备的流体进口管路中。所述带压排空流体源为容纳有带压排空流体的容器；或为另一端连接排空流体源的可控的流体输送装置，所述流体输送装置与启动复位部件电连接，其流体输送方向朝向所述侧口 ；或为所述容纳有带压排空流体的容器和另一端连接排空流体源的流体输送装置的结合。上述启动复位元件既包括机械的，又包括电动的、气动的等，其中最简单的就是可以手动启闭的普通阀门或流体输送装置的电源开关。启动复位元件和启动复位电路可以组成控制器，以有线或无线的形式与被控制的阀门、排空流体源等连接，其中最简单的就是将开关用导线与电动阀或泵连接。所述启动复位电路包括与启动复位元件连接的普通电路(如将普通开关通过有线连接的方式与流体输送装置或电磁阀及其电源串联)，定时启动电路，延时复位电路，或在用户端的管道中或管道外设有流体传感器、用流体排空的信号控制复位的电路，用于控制排空利用装置的启动和复位。所述控制进口到出口管路的通断和侧口到出口管路的通断的阀门为三通阀或三通管与二通阀连接构成的三通部件，三通部件的三通管分别与控制进口到出口管路通断的二通阀、控制侧口到出口管路通断的二通阀以及排空利用装置的出口相连。在流体供应系统或设备未工作或排空利用装置未进入工作状态时，控制进口到出口管路通断的阀门最好常通，这样一打开用户阀门就可以得到流体供应系统或设备所供应的流体；当然，控制进口到出口的管路通断的阀门也可以常闭，但在流体供应系统或设备工作时需将其打开，以便供应流体。而控制侧口到出口管路通断的阀门可以不限定其是否常开或常闭，但为了保持排空利用装置的密闭性，最好采用常闭阀门，特别是采用容纳有带压排空流体的容器作为带压排空流体源时。为便于自动操作，控制进口到出口管路的通断和侧口到出口管路的通断的阀门优选为电动三通阀，或为与三通管连通的电动二通阀或单向阀，所述电动三通阀或电动二通阀与所述启动复位部件电连接。控制进口到出口管路通断的阀门和控制侧口到出口管路通断的阀门可分别或同时采用单向阀，但在控制进口到出口管路通断的阀门采用单向阀时，带压排空流体源的工作压力应大于流体供应系统或设备管路中的工作压力，在控制侧口到出口的管路中采用单向阀时，所述带压排空流体源应为上述流体输送装置。所述启动复位部件为一个或相互并联的至少两个，接在所述电动三通阀、电动二通阀或/和所述流体输送装置的控制电路中，用于控制所述管路的通断和/或流体输送装置的启动停止。一个简单的实施方案是所述启动复位部件采用串接在所述电动三通阀、电动二通阀或/和所述流体输送装置的电源回路中一个开关或相互并联的至少两个开关，用于使所述管路通断和流体输送装置的启动停止。本发明所保护的范围还包括包含上述排空利用装置的流体供应系统或设备，特别是以燃气热水器、电热水器、太阳能热水器或锅炉为流体供应源的流体供应系统或设备。所述排空利用装置的使用方法是手动或自动启动排空利用装置，即关闭进口到出口的管路、打开侧口到出口的管路、启动或开通排空流体源，在将流体供应系统或设备管道中的流体排空之后，可以手动或自动使所述排空利用装置复位。所述排空利用装置的使用方法还包括在流体排空后关闭用户端的阀门。上述述排空利用装置在流体供应系统或设备正常供应流体时，进口到出口的管路是开通的，侧口到出口的管路是关闭的。当要停止流体的供应时，手动或自动启动排空利用装置，关闭进口到出口的管路、打开侧口到出口的管路、启动带压排空流体源，在将流体供应系统或设备管道中的流体排空之后，所述排空利用装置手动或自动复位。这里所述的手动启动或复位是广义的，即既可以是机械方式的手动(如通过用手扳动阀门而使排空利用装置启动或复位)，也可以是电动方式的手动(如用手操作开关，通过电路进行启动或复位)。本发明所述的管路(管道)既包括流体供应系统或设备的管路或管道，也包括排空利用装置本身的管路或管道。本发明所述的排空流体是指与流体供应系统或设备供应的流体不相混杂的另一种流体，所谓混杂是指两种流体能混溶或能比较均勻地混合在一起而不容易分离等情况。 例如，当供应系统或设备所供应的流体是水时，排空流体可以是难于与水混溶的有机溶剂 (如汽油、氯仿、丙酮等)或较少溶于水的气体，其中最常用的就是空气；当供应系统或设备所供应的流体是氮气时，排空流体可以是较少溶解氮气的丙酮、乙醇、水等。排空流体最好选择价廉易得的流体。使用后的排空流体可通过用户端的管道或支管排出，然后弃去或回收再用。本发明所述带压排空流体源可以有多种形式，例如带有压力的排空流体容器，或另一端连接排空流体源的可控流体输送装置，或上述二者的结合(如常见的带储气罐的空压机)，或其他形式的带压排空流体源。其中，流体输送装置是指用于驱动流体的设备，最常用的有气体泵(如通风机、鼓风机、真空泵、压缩机等)、液体泵(包括离心泵、往复泵、柱塞泵等多种类型)等。为了便于本领域的技术人员理解本发明的内容，下面以液体和电控方式为例来进一步说明本发明的技术方案，但是本领域的技术人员完全可以将其应用到气体、可流动的粉末等其他流体及其他控制方式中。该排空利用装置串接在所述液体供应系统或设备的管路中，即所述液体供应系统或设备供应的液体从排空利用装置的进口进入，从排空利用装置的出口流出；该排空利用装置还包括侧口和与侧口相连的带压排空流体源，该带压排空流体源用于将排空流体即与液体供应系统或设备供应的液体不相混杂的另一种流体(如某种特定的气体或液体)通过侧口送入排空利用装置内部及通向用户端的管道中，用于排出管道中的液体。在所述排空利用装置中设有控制进口到出口管路的通断和侧口到出口管路的通断的电动阀或止回阀(单向阀)，上述电动阀和流体输送装置与控制电路电连接，通过控制电路控制所述排空利用装置的工作，即在液体供应系统或设备向用户端输送合乎要求的液体时使进口到出口的管路导通、侧口到出口的管路关闭；在排空利用装置启动工作时，使进口到出口的管路关闭、侧口到出口的管路导通，带压排空流体源的排空流体将排空利用装置到用户端管道中的液体排空。该排空利用装置的一种具体形式包括一个带电动阀的三通部件，所述三通部件的三个方向分别通向进口、出口和侧口，其中进口和侧口方向接有电动阀或电控阀，所述电动阀或电控阀与控制其动作的控制电路电连接。常用的带电动阀的三通部件是装有电动二通阀的三通管或电动三通阀，其常用的形式是进口到出口的管路常开或常闭，侧口到出口的
管路常闭。对于一般的液体供应系统或设备(包括具有贮存已处理好的液体的贮液装置的系统或设备如常见的太阳能热水器、锅炉和不具有贮存已处理好的液体的贮液装置的系统或设备如常见的即热式燃气热水器)而言，可以将该排空利用装置装于液体供应系统或设备的液体出口端的管路中，此时该装置的进口与液体供应系统或设备的出液口相通，出口与液体供应系统或设备的用户端管路相通。在开启液体供应系统或设备供应合格的液体时，排空利用装置的进口与出口相通，侧口到出口的通路关闭，带压排空流体源不工作，液体供应系统或设备所供应的液体通过排空利用装置的进口、出口送到用户端；当需要较长时间停用所供应的液体时，使排空利用装置的进口到出口的通路关闭，侧口与出口相通，带压排空流体源开始工作，排空流体通过侧口送入排空利用装置的内部及通向用户端的管道中，将排空利用装置到用户端的管道中的液体排出供使用；在关闭液体供应系统或设备的相关供液阀门之后，使排空利用装置复位，以备下一次的液体供应。由于排空后管道中没有存留液体，下次使用液体供应系统或设备时，就可直接流出合格的液体。当停用所供应的液体的时间较短时，既可启动排空利用装置，也可直接关闭用户端的阀门。对于没有贮液装置而是对管道中的液体即刻进行处理的液体供应系统或设备 (如家用燃气热水器或即热式电热水器)而言，该排空利用装置还可以装于液体供应系统或设备的进液口管路中，此时该装置的进口与液体供应系统或设备的原液进液管相通，出口与液体供应系统或设备的进液口相通。例如对于即热式或快速式的燃气热水器来说，该装置可装于燃气热水器的冷水进口管路中，此时该装置的进口与燃气热水器的冷水进水管连接，出口与燃气热水器的冷水进口连接，而所述热水器的热水出口与通向用户端的管道直接相连。在开启热水器供应热水时，排空利用装置不工作，即其进口与出口相通、侧口关闭，液体供应系统或设备正常供应符合要求的液体；当需要较长时间停用所供应的液体时， 使排空利用装置的进口与出口的通路关闭，侧口与出口相通，带压排空流体源开始工作，即可将排空利用装置到热水器内部再到用户端的管道中的液体排出供使用。相对于将排空利用装置装于液体供应系统或设备的液体出口端的管路来说，这样的排空效果更佳。对于进口到出口的电动阀常开、侧口到出口的电动阀常闭的排空利用装置来说， 控制电路的一种简便的实施方法是将上述电动阀和流体输送装置通过控制开关与电源电路相连。在开启液体供应系统或设备供应合格的液体时，控制开关处于断开状态，电动阀保持常态，即排空利用装置的进口与出口相通，侧口与出口的通路关闭，流体输送装置也不启动，液体供应系统或设备所供应的液体通过排空利用装置的进口、出口送到用户端；当需要较长时间停用所供应的液体时，闭合控制开关，电动阀和流体输送装置得电后改变工作状态，使排空利用装置的进口到出口的通路关闭，侧口与出口相通，流体输送装置启动，排空流体通过侧口被送入排空利用装置的内部及通向用户端的管道中，将排空利用装置到用户端的管道中的液体排出供使用；在关闭液体供应系统或设备的相关阀门之后，断开控制开关，排空利用装置即可恢复常态。对于带压排空流体源为容纳有带压排空流体的容器的排空利用装置而言，只需控制侧口到出口阀门的通断，而容纳有带压排空流体的容器无需控制。为了防止在关闭液体供应系统或设备的相关阀门之后忘记使排空利用装置复位， 可以在用户端的管道中或管道外设有测定液体流动的传感器，如水流传感器、水流开关、电导传感器等，用传感器测得的液体已被排空的信号通过控制电路使所述排空利用装置复位。另一个简单的复位控制方法是采用延时复位电路，在排空利用装置启动之后的选定时间内使排空利用装置复位。另外，也可以采用现有技术的定时电路来启动排空利用装置，即在开始供应合格液体之后一定的时间由定时电路启动排空利用装置，将管道中存留的液体排出用户端的阀门之外。上述排空利用装置可以单独制造并方便地串联安装在液体供应系统或设备的出液口管路中或液体供应系统或设备的进液口管路中，例如，可以将其安装在靠近燃气热水器、电热水器、太阳能热水器或锅炉的进、出水管道的接口处，而无须改动整个热水系统的其他管道。当每次停止使用热水时，该装置即可快速地将管道中的余水排出，充分加以利用，并在下一次开启热水器时直接流出适合洗浴的热水。这样不但减少了水资源的浪费，还可以使洗浴过程更加舒适、快捷。甚至还可以将该装置集成安装在太阳能热水器、电热水器或燃气热水器的内部，制成与热水器成一体的、具有余水排空利用功能的热水器，这样，整套设备的体积更小，安装使用更为方便。排空利用装置的控制电路可加上其他相应控制元件组成控制器，控制器上还可以带有设定液体性能的合格限度或限度范围的部件及相应的显示部件，控制器与被控制的电动阀、液体输送装置以有线或无线的方式电连接。例如，遥控器就是属于控制器的一种或其一部分。通过控制电路控制电动阀、流体泵并使用传感元件是现有的成熟技术，机电领域的普通技术人员完全能够根据实际需要确定具体使用的开关、传感元件、电动阀、控制器及其电路而不需要付出创造性的劳动。前面所述的液体供应系统或设备的各种技术方案均可以应用于气体、流动粉末等其他流体供应系统或设备中，并由本领域的普通技术人员根据所了解的流体的不同情况进行必要的变通处理。本发明只需拆开流体供应系统或设备的原有接头(例如流体进口和出口附近的接头)，即可将排空利用装置安装在其管路中，不需要改变整个流体供应系统或设备特别是其用户端的管路和阀门，且不受用户端位置高低的影响，因此可以方便地应用于各种流体供应系统或设备，特别是用户端位置高于液体供应系统或设备或与其平行的燃气热水器、 电热水器、锅炉等热水供应系统。在使用时只需按用户的要求启动排空利用装置，即可将流体供应系统或设备到用户端的管道中乃至其内部管道中的流体完全排出供利用，并且在下一次启用流体供应系统或设备时直接送出符合要求的流体。这样不但避免了流体介质的浪费，还充分利用了已处理好的流体，有利于符合要求的流体的连续供应。本发明还适合多个用户在不同的时段使用或停用。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。附图1为采用装有二通阀的三通管的一种排空利用装置的示意图。附图2为采用三通阀或换向阀的另一种排空利用装置的示意图。附图3为在流体供应系统或设备的流体出口端的管路中安装了排空利用装置的流体供应系统或设备的示意图。附图4为在流体供应系统或设备的流体进口端的管路中安装了排空利用装置的流体供应系统或设备的示意图。附图5为在高CO2含量水供应系统的进水口管路中安装有排空利用装置的供应系统或设备示意图。附图6为在加温氦气供应设备的氦气出口端的管路中安装了排空利用装置的加温氦气供应设备的示意图。附图1、2中的两条平行的线条表示管道，圆圈中的箭头表示带压排空流体源工作时的流体流向。附图3、4、5、6中的粗黑线条表示管道，粗黑箭头表示流体流向，圆圈中的箭头表示流体输送装置或带压力的排空流体容器工作时的流体流向。为简洁起见，附图中未画出热水用户端通常存在的与热水管并行的冷水管及用于调节冷、热水混合比例的共用阀门或其他流体供应系统或设备中的类似部件。虽然附图和具体实施方式
大多以一端连接排空流体源的流体输送装置作为带压排空流体源，以带三通管的二通阀作为控制进口到出口管路的通断和侧口到出口管路通断的阀门，但本领域的技术人员都知道，同样可以采用带压力的排空流体容器或其他带压力的排空流体源作为带压排空流体源，采用三通阀或其他形式的阀门控制进口到出口管路的通断和侧口到出口管路的通断，因此这些不同的技术方案均属于本发明要求保护的范围。
具体实施例方式以下通过实施例来进一步阐述本发明，但不应将此理解为本发明的应用仅限于以下的实施例，凡是基于本发明的上述原则所实现的技术方案均属于本发明要求保护的范围。实施例1 采用三通管和二通阀的排空利用装置。如图1所示，该排空利用装置包括三通管和与之相连的二通阀组成的三通结构1， 所述流体供应系统或设备的流体从三通结构1的进口 2和二通阀6进入，从出口 3流出，二通阀8和侧口 4连接流体输送装置5及流体源，其排空流体的输送方向朝向侧口 4。可以用启闭二通阀及启停流体输送装置5的方式来启动排空利用装置或使其复位。常用的安装方法是将该装置装于靠近所述流体供应系统或设备流体出口的管路中，此时该装置的进口 2与流体供应系统或设备的已经经过处理的流体的出口连接，该装置的出口 3与用户端相通。在正常供应流体时，不启动排空利用装置，符合要求的流体通过进口 2、二通阀6、三通管、出口 3输送到用户端。当准备较长时间停止流体的供应时，可关闭二通阀6、打开二通阀8并启动流体输送装置5，排空流体即可通过流体输送装置5、侧口 4、二通阀8、三通管、出口 3将排空利用装置到用户端管道中的供应流体排出并加以利用。 在供应流体排完之后关闭用户端的阀门，使二通阀6、二通阀8复位，流体输送装置5停止。 这样，在下一次使用该供应系统或设备时，由于排空利用装置到用户端的管道中已没有存留的流体，符合要求的流体即可直接从用户端流出。对于没有流体贮存装置而是对管道中的流体即刻进行处理的流体供应系统或设备(如家用燃气热水器)而言，该排空利用装置还可以装于流体供应系统或设备的进液口管路中。当启动排空利用装置时，排空利用装置的进口到出口的通路关闭，侧口与出口相通，流体输送装置启动，排空流体即可将排空利用装置到流体供应系统或设备内部再到用户端的管道中的流体全部排出供使用。如果用电动二通阀代替上述机械二通阀，并使电动二通阀和流体输送装置5与控制电路电连接，则可以通过电控方式的启动复位部件来控制排空利用装置的启动和复位。如果采用单向阀代替上述电动二通阀，同样可以达到控制排空利用装置的启动和复位的目的。
实施例2 使用三通阀或换向阀的排空利用装置。见图2，其工作原理与实施例1相同，只是用二位三通阀或换向阀1取代了实施例 1的装有二通阀的三通管，通过二位三通阀或换向阀的转动使进口 2到出口 3的管道导通、 出口 3到侧口 4的管道关闭(如图中的实线所示)，正常供应符合要求的流体；或进口 2到出口 3的管道关闭、出口 3到侧口 4的管道导通(如图中的虚线所示)、同时流体输送装置 5启动，在停止供应流体时将符合要求的流体排出，以备下一次的正常供应。另外一种实施方式是用三位三通阀代替上述二位三通阀或换向阀1，该三位三通阀有三个工作状态进口 2到出口 3的管道导通、出口 3到侧口 4的管道关闭；进口 2到出口 3的管道关闭、出口 3到侧口 4的管道导通；进口 2到出口 3的管道和出口 3到侧口 4的管道均关闭。在流体供应系统或设备没有工作时，可以使进口 2到出口 3的管道和出口 3 到侧口 4的管道均关闭。实施例3 高温粉末供应系统中的排空利用装置。见图3，该排空利用装置安装在高温粉末供应系统的高温粉末出口处，排空利用装置的进口 2与所述高温粉末供应系统21的高温粉末出口 22连接，出口 3与用户端的管道连接，侧口 4连接高压气罐5，其工作压力大于高温粉末供应系统中的工作压力，三通部件1 上分别设有流向为图中高温粉末出口 22的粗箭头所示的单向阀6和常闭侧口电磁阀8，由控制器通过控制电路(图中未绘出)控制电磁阀8的开通和关闭，在所述控制器的电路中还包括可以在一定的时间之内(例如1秒钟 1分钟范围内可调)使排空利用装置延时复位的程序。其具体工作程序为开启高温粉末供应系统及排空利用装置的电源开关，打开高温粉末供应系统进粉管的阀门M和用户端的阀门20，在启动排空利用装置之前，侧口电磁阀8保持关闭，粉末伴随管道中的空气从高温粉末供应系统的进口 23进入系统21，经过加温的粉末通过排空利用装置的进口 2、单向阀6、三通管、出口 3流向用户端。当需要停止高温粉末的供应时，接通控制器的启动开关，使电磁阀8打开，高压气罐5中的气体压力使单向阀6关闭，并将排空利用装置到用户端的管道中的高温粉末排出用户端的阀门20。然后关闭用户端的阀门20，控制器的延时复位电路使排空利用装置复位。此时，用户端的阀门 20和电磁阀8均关闭，由于管道中保持了较高的气压，单向阀6也不能开通。这样，由于管道中已经没有会逐渐变冷的存留粉末，下一次开启供应系统时，送出的就是合乎要求的高温粉末。与实施例1相似的是，对于自身内部没有贮粉容器的高温粉末供应系统而言，该排空利用装置也可安装在供应系统的粉末进口管路中，即其进口 2与所述高温粉末供应系统21的进粉末管道连接，出口 3与高温粉末供应系统21的粉末进口 23连接，高温粉末供应系统21的出口 22与用户端的管道连接(见图4，其中25是单向阀)，在需要停止高温粉末的供应时，启动排空利用装置，使常闭电磁阀8打开，高压气罐5中的气体即可将排空利用装置到高温粉末供应系统内部再到用户端的管道中的粉末全部排出用户端的阀门 20(此时单向阀6自动关闭)。然后关闭用户端的阀门20，控制器的延时复位电路使排空利用装置复位。实施例4 安装有自动排空利用装置的浴室热水供应系统。见图3。该排空利用装置安装在靠近所述锅炉21的热水出口管路中，其三通部件1连接的进口 2与锅炉21的热水出口 22连接，出口 3与用户端及其阀门20相通，侧口 4连接空压机5，空压机5的进气口与大气相通，三通部件1上的进口电磁二通阀6常闭，侧管上的阀门8为止回阀(只让空气进入排空利用装置到用户端的管路中，不让热水供应系统中的水进入空压机5中)或常闭二通电磁阀(采用常闭二通电磁阀时空压机5可为带贮气罐的空压机)，电磁二通阀6的电源回路连接一控制开关，电磁二通阀8 (如使用)、空压机 5电连接另一控制开关(图中未绘出)。为便于使用，装有控制开关的控制器上还装有工作状态的显示部件。上述安装有排空利用装置的浴室热水供应系统的具体工作程序为开启锅炉21 的供热水开关和排空利用装置的电源开关，然后接通进口电磁阀6的控制开关，使进口电磁阀6开通，此时止回阀或常闭二通电磁阀8关闭，在用户端的阀门20开启时，即可使用热水进行洗浴。当只需短时停用热水时，可直接关闭用户端的阀门；当需要较长时间停止使用热水时，可断开进口电磁二通阀6的控制开关使二通阀6关闭，接通空压机5和电动二通阀 8(如使用)的开关，电动二通阀8(如使用)或止回阀打开，排空利用装置启动，空压机5的压力空气即可通过侧口 4、三通管、出口 3、用户端的管道和阀门20将排空利用装置到用户端的管道中的存水排出，然后关闭用户端的阀门，断开空压机5和电动二通阀8(如使用) 的开关使排空利用装置复位，同时可将进口电磁二通阀6的控制开关断开，使电磁二通阀6 关闭。由于本实施例的进口电磁阀6常闭，因此也可以将用户端的阀门保持打开或取消用户端的阀门，而用进口电磁阀6的开、闭来控制用户使用热水，同时在用户端的管路中安装液体流动传感器，当热水被排空之后，传感器测得的液体已被排空的信号即可通过控制电路使所述排空利用装置复位。这对经常同时使用热水的单位如定时开放的集体浴室来说比较简便。该系统还可如同现有技术一样安装连通至用户端的冷水管及用于调节冷、热水混合比例的调节阀门，以便对上述锅炉所供应热水的温度进行调节。当有多个用户使用该浴室热水供应系统时，可以通过适当的电路使得每个用户都能控制热水的使用和排空利用装置的启动、复位。例如，最简单的是将每个用户的控制开关串联起来接入常闭电磁阀6的控制回路中，并在使用热水时使每个开关都接通。这样，任何一个用户断开控制开关时，电磁阀6都会恢复常闭状态，同时，将每个用户的另一个控制开关并联起来接入电磁阀8和空压机5的控制回路中。这样，任何一个用户断开电磁阀6的开关并接通电磁阀8和空压机5的控制开关都可使电磁阀6关闭、电磁阀8打开、空压机5 启动，排空利用装置开始工作。当管道中的存水排出之后，关闭该用户端的阀门20并接通其控制电磁阀6的开关、关闭其控制电磁阀8和空压机5的开关，其他用户即可继续使用热水。本实施例中的电磁阀6、8及三通管如果用实施例2的三位三通阀(电动)或三位换向阀(电动)等代替，并设置在用户使用热水时将三位电动三通阀控制的进口2到出口 3的管路从关闭变为开通的另一个控制元件，也可以起到同样的作用。如果用程序控制电路整合并代替上述控制复位部件的作用，则整个操作更为简便。如果同时在用户端的管道中或管道外设有测定液体流动的传感器，如水流传感器、水流开关、电导传感器等，用传感器测得的液体已被排空的信号通过控制电路使所述排空利用装置复位，就可以更方便地控制排空利用装置的启动和复位。该排空利用装置同样可以用于其他有贮液装置的热水供应系统或设备如太阳能热水器之中。实施例5 在燃气热水器的冷水进水口管路中安装有排空利用装置的燃气热水器。见图4。该排空利用装置安装在靠近所述热水器21的冷水进水管路中，其进口 2 连接带阀门M和单向阀25的冷水进水管，出口 3与热水器21的冷水进口 23连接，热水器 21的热水出口 22与通向用户端及其阀门20的管道相连，侧口 4连接空气泵5，空气泵5的进气口与大气相通，空气泵的工作压力可为0. 1-0. 5个大气压，排空利用装置的三通部件1 的进口 2上的阀门6、侧口 4上的阀门8为电磁阀，其中电磁阀6常开，电磁阀8常闭，所述空气泵、电磁阀通过电路与遥控器的按键开关(图中未绘出)电连接，控制电路中还包括能够使按键开关控制的启动动作延时O秒-3分钟可调)复位的程序。为便于使用，遥控器上还装有调节及显示部件。上述安装有排空利用装置的燃气热水器的具体工作程序为打开热水器21相应的水、电、气等开关(包括阀门24)和排空利用装置的电源开关，打开用户端的阀门20，管道中的水即开始流动，热水器21开始工作，冷水通过阀门24、止回阀(单向阀)25、排空利用装置的进口 2、电磁阀6、三通管、出口 3送到燃气热水器中，并不断通过热水器加热后输送到用户端；当需要较长时间停止使用热水时，用遥控器的按键开关使常开电磁阀6关闭、常闭电磁阀8打开、空气泵5启动，即可将排空利用装置到热水器21内部再到用户端的管道中的存水排出用户端的阀门；关闭该用户端的阀门后，上述控制电路的延时复位程序使排空利用装置在设定的时间复位(即，使常开电磁阀6恢复打开状态、常闭电磁阀8恢复关闭状态、空气泵5停止工作)。由于管道中的存水已经排空，用户端的阀门20和电磁阀8关闭后管道中形成了封闭的空间，因此虽然排空利用装置复位后电磁阀6打开，但冷水进水管路中的水不能进入其中。在下一次使用时，只要打开用户端的阀门20，即可使管道中的水开始流动，热水器21开始工作，流出的即是热水。在有多个用户的情况下，可以为每个用户配备一个遥控器。当某一个用户要较长时间停止使用热水时，即可用遥控器的按键开关启动排空利用装置，并在管道中的存水排出用户端的阀门后关闭该用户端的阀门，这样，当排空利用装置复位后，其他用户可继续使用热水。另一种更简便的方案是用串联在空气泵、电磁阀的电源电路中的普通开关取代上述遥控器及延时复位电路。当用户要较长时间停止使用热水时，即可接通该开关，使常开电磁阀6关闭、常闭电磁阀8打开、空气泵5启动，在管道中的存水排空后关闭用户端的阀门， 然后关闭开关使排空利用装置复位。在有多个用户的情况下，可以为每个用户配备一个开关，并使这些开关并联后接在所述空气泵、电磁阀的电源回路中。这样，每一个用户都可以像上面一样用开关使排空利用装置启动和复位，而其他用户在排空利用装置复位后就可以继续使用热水。另外，也可以采用现有技术的定时电路(如电风扇等电器常用的定时器之类)来启动排空利用装置，即在开始使用热水时设定定时器的时间，设定时间一到，由定时器的电路启动排空利用装置，关闭常开电磁阀6、打开常闭电磁阀8、启动空气泵5，将管道中的存水排出用户端的阀门，然后关闭用户端的阀门，使排空利用装置复位。这样的好处是可以自动启动排空利用装置，也限制了使用热水的时间。如果用单向阀代替电磁阀6和电磁阀8，同时使空气泵5的工作压力大于热水器中的水压，控制开关或控制电路只控制空气泵5，也可达到同样的排空利用目的。该排空利用装置的装有电磁阀6、8的三通管也可以用实施例2的三通阀或换向阀 (电动)代替。该排空利用装置的安装方式同样可以用于其他没有贮液装置而是快速对冷水进行加热的热水供应系统或设备如即热式电热水器中。实施例6 高(X)2含量水供应系统的排空利用装置。该排空利用装置采用三通管和电动二通阀，通常安装在高(X)2含量水供应系统的出水口处，其工作原理与其他实施例相同。对于没有贮液箱的高(X)2含量水供应系统而言， 该排空利用装置也可安装在供应系统的进水口管路中，见图5，即排空利用装置的进口 2与带阀门M和单向阀25的进水管连接，出口 3与高(X)2含量水供应系统的进水口 23连接， 高CO2含量水的出水口 22与用户端的管道连接，侧口 4连接输送方向朝向排空利用装置的液体泵5，液体泵5通过管道9与流体源丙酮储液罐12相通，进口 2的管道中设有常开电磁阀6，侧口 4的管道中设有常闭电磁阀或单向阀8，电磁阀和气泵的电路与控制器(图中未绘出)之间为无线电连接。其具体工作程序为开启高CO2含量水供应系统，打开进水管的阀门24，开启排空利用装置的电源开关并打开用户端的阀门20，管道中的水开始流动，从供应系统的进水管及阀门24、止回阀(单向阀)25、排空利用装置的进口 2、进口电磁阀6、三通管、出口 3进入高CO2含量水供应系统的进水口 23，并通过供应系统不断向进入的水中添加CO2，使其达到所需要的(X)2饱和度，然后送到用户端。当需要停止高(X)2含量水的供应时，接通控制器的开关，使常开电动二通阀6关闭、液体泵5启动、常闭电动二通阀或单向阀8打开，用丙酮将排空利用装置到供应系统内部再到用户端的管道中的水排出用户端的管道，然后关闭用户端的阀门20，断开控制器的开关使排空利用装置复位。这样，由于管道中没有存留不合格的低CO2含量水，下一次开启高(X)2含量水供应系统时，流出的就是合格的高(X)2含量水。如果是多个用户同时使用高CO2含量水或者用户端只有一个用户，也可以将电磁阀6改成常闭电磁阀，并设置在用户使用高CO2含量水时将其从关闭变为开通的另一个控制元件，而用户端的阀门可以一直打开甚至可以取消用户端的阀门，直接用排空利用装置的电磁阀6来控制高CO2含量水向用户的供应或停止，即在通过控制元件使电磁阀6开通时供应高CO2含量水，在通过控制器使电磁阀6关闭、启动液体泵5、并使常闭电磁阀或单向阀 8打开时将管道中的水排出用户端，然后使排空利用装置复位并保持电磁阀6的关闭，停止供应高CO2含量水。所用过的丙酮可回收后再利用。也可将液体泵5换成气泵，以空气作为排空流体。实施例7 安装有排空利用装置的加温氦气供应设备。见图6。该排空利用装置安装在靠近加温氦气供应设备21的加温氦气出口 22处， 排空利用装置的进口 2与所述加温氦气供应设备的加温氦气出口 22连接，出口 3与用户端的管道连接，侧口 4连接水泵5，水泵5通过管道9与水源12相通，进口 2、出口 3与侧口 4 三个方向通过三通管连接，进口 2的电动阀6和侧口 4的电动阀8常闭，电动阀6、电动阀 8、水泵5由启动复位部件控制其开关，电动阀6还另外设有供应加温氦气时将其打开的控制元件。在用户端附近还接有一向下的支管、相应的阀门32及水封，以排出管道中的存留水。其具体工作程序为开启加温氦气供应设备，打开电动阀6，氦气开始流动，加温后经过打开的用户端阀门20供应用户。当需要停止加温氦气的供应时，通过控制器使电动阀6关闭、电动阀8打开、水泵5启动，同时打开用户端支管的阀门32，用水源12中的水将排空利用装置到用户端的管道中的加温氦气排出用户端的阀门，而水则借助重力向下从支管的阀门32流出。然后关闭用户端的阀门20和支管的阀门32，通过控制器使排空利用装置复位。下一次开启供应系统时，通过控制器开通电动阀6，打开用户端的阀门20和用户端支管的阀门32，合乎要求的加温氦气即可在管路中的存留水从支管阀门32流出之后从用户端的阀门20直接流出。另外，也可用其他合适的液体代替水作排空流体，必要时排空流体可以回收再利用。如果在控制器的电路中设有分别控制电动阀6和电动阀8、水泵5的定时控制程序，则可以在打开电动阀6开始供应加温氦气时启动该定时控制程序，当达到所定时间时， 定时控制程序即可使电动阀6关闭、电动阀8打开、水泵5启动，用水源12中的水将排空利用装置到用户端的管道中的加温氦气排出用户端的阀门。与其他实施例相似的是，对于自身内部没有贮气容器的加温氦气供应设备而言， 该排空利用装置也可安装在供应设备的原料氦气的进口管路中。本实施例中的电磁阀6、8及三通管如果用实施例2的三位三通阀(电动)或三位换向阀(电动)等代替，并设置将三位电动三通阀控制的进口 2到出口 3的管路从关闭变为开通的控制元件，也可以起到同样的作用。如果用单向阀取代电磁阀8，则水泵5的工作压力应大于加温氦气供应设备管路中的工作压力。
权利要求
1.流体供应系统或设备管路中流体的排空利用装置，包括所供应流体的进口O)、所供应流体的出口(3)、排空流体进入的侧口 G)，其特征在于所述排空利用装置的进口(2) 和出口( 串接在流体供应系统或设备的流体管路中，还设有控制进口( 到出口(3)管路通断和侧口(4)到出口(3)管路通断的阀门，所述侧口(4)与带压排空流体源(5)相通， 所述排空利用装置中还设有用来控制排空利用装置的启动和复位的启动复位部件，所述启动复位部件包括启动复位元件或/和启动复位电路。
2.根据权利要求1所述排空利用装置，其特征在于所述排空利用装置安装在靠近所述流体供应系统或设备的流体进口的管路中。根据权利要求1所述排空利用装置，其特征在于所述排空利用装置安装在靠近所述流体供应系统或设备的流体出口的管路中。
3.根据权利要求1所述排空利用装置，其特征在于所述带压排空流体源(5)为容纳有带压排空流体的容器；或为另一端连接排空流体源的流体输送装置，所述流体输送装置与启动复位部件电连接，其流体输送方向朝向所述侧口(4)；或为所述容纳有带压排空流体的容器和另一端连接排空流体源的流体输送装置的结合。根据权利要求1所述排空利用装置，其特征在于所述启动复位电路包括与启动复位元件电连接的电路，定时启动电路， 延时复位电路，或在用户端的管道中或管道外设置流体传感器、用流体排空的信号控制复位的电路。
4.根据权利要求1 5之一所述排空利用装置，其特征在于所述控制进口(2)到出口(3)管路的通断和侧口(4)到出口(3)管路的通断的阀门为三通阀或与三通管构成三通部件⑴的二通阀。根据权利要求6所述排空利用装置，其特征在于所述控制进口(2)到出口⑶管路的通断和侧口⑷到出口⑶管路的通断的阀门为电动三通阀，或为与三通管构成三通部件(1)的电动二通阀或单向阀，所述电动三通阀或电动二通阀与所述启动复位部件电连接。
5.根据权利要求7所述排空利用装置，其特征在于所述与三通管构成三通部件(1) 的单向阀设置在进口(2)到出口(3)的管路上，所述带压排空流体源的工作压力大于流体供应系统或设备管路中的工作压力。根据权利要求7所述排空利用装置，其特征在于所述与三通管构成三通部件(1)的单向阀设置在侧口(4)到出口( 的管路上，所述带压排空流体源为另一端连接排空流体源的流体输送装置，所述流体输送装置与启动复位部件电连接，其流体输送方向朝向所述侧口 G)。
6.根据权利要求7所述排空利用装置，其特征在于所述阀门控制的进口(2)到出口 (3)的管路常闭，还设有开通及关闭该阀门的控制元件及其电路。根据权利要求10所述排空利用装置，其特征在于所述控制元件及其电路为一个或相互串联的至少两个。根据权利要求7所述排空利用装置，其特征在于所述阀门控制的进口(2)到出口(3)的管路常开， 侧口⑷到出口⑶的管路常闭。
7.根据权利要求7 12之一所述排空利用装置，其特征在于所述启动复位部件为一个或相互并联的至少两个，其接在所述电动三通阀、电动二通阀或/和所述流体输送装置 (5)的控制电路中，用于控制所述排空利用装置的启动或复位。
8.根据权利要求7 12之一所述排空利用装置，其特征在于所述启动复位部件为串接在所述电动三通阀、电动二通阀或/和所述流体输送装置(5)的电源回路中的用于使所述排空利用装置启动或复位的一个开关或相互并联的至少两个开关。
9.包含如权利要求1 14之一所述排空利用装置的流体供应系统或设备。根据权利要求15所述的流体供应系统或设备，其特征在于所述流体供应系统或设备以燃气热水器、电热水器、太阳能热水器或锅炉为流体供应源。
10.如权利要求1 16之一所述排空利用装置的使用方法，其特征在于手动或自动启动排空利用装置，即关闭进口 2到出口 3的管路、打开侧口 4到出口 3的管路、启动或开通排空流体源5，在将流体供应系统或设备管道中的流体排空之后，手动或自动使所述排空利用装置复位。根据权利要求17所述排空利用装置的使用方法，其特征在于还包括在流体排空后关闭用户端的阀门。
全文摘要
本发明涉及流体供应系统或设备中流体的排空利用装置，特别是涉及液体供应系统或设备停用时液体介质的排空利用装置，本发明还涉及该排空利用装置的使用方法。本发明的特征是在所述排空利用装置中设有控制进口到出口管路的通断和侧口到出口管路的通断的阀门，还设有带压排空流体源和用来控制排空利用装置的启动和复位的启动复位元件或/和启动复位电路。本发明可以方便地安装在流体供应系统或设备例如热水器的流体进口或出口处而不需要改变整个流体供应系统或设备的管路和阀门，在停用流体供应时只需启动排空利用装置，即可将流体供应系统或设备的管道中存留的流体排出供利用，并在下一次启用流体供应系统或设备时直接送出符合要求的流体。
文档编号F17D3/14GK102174990SQ201110071550
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者贺立中 申请人:吴星游