家具垫水循环加热系统及具有该系统的家具垫的制作方法

专利名称：家具垫水循环加热系统及具有该系统的家具垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及床、沙发、椅子等经常与人体直接大面积接触的家具的 附件，尤其涉及一种与床垫、沙发垫、椅子靠背等相连接的水循环加热 系统及带有该系统的家具垫。
背景技术：
为了保健需要，人们设计将家具的垫子，如床垫、沙发垫、椅子靠 背等经常与人体大面积接触的部分嵌入温水循环系统，以使这些家具保 持一定的温度达到人体保健目的。
其中最常见的是温水循环床垫，它通常包括床垫本体及设置在所述 床垫本体内的蛇形盘管，以及向蛇形盘管循环供应温水的水循环加热系统。
中国实用新型专利CN98203542.1就公开了一种这样的床垫，其水加 热循环装置包括可蓄水的壳体，壳体上设置进水口和排水口分别与蛇形 盘管的两端相连接构成回路，壳体内设置电热管，可对从进水口流入的 水进行加热；壳体内还设置液压泵，其将加热后的温水从排水口排出送 入蛇形盘管，加热和送水持续进行，于是在蛇形盘管内不断的循环流动 温水从而对床垫进行加热，达到保健的目的。
但是，这种结构的水循环加热系统及具有该系统的家具垫具有下述 缺陷l.由于采用电热管进行水加热，必然会辐射出大量的电磁波，影 响人体健康，并且这种加热技术还有发生火灾的危险，安全性能差；2. 由于壳体内设置加热管及液压泵，使得整个装置体积庞大、结构复杂松 散，且容易漏电或漏水，存在较大的安全隐患；3.液压泵工作的冲击和噪 音大，并且容易损坏，耐用性差；4.由于水的循环易受其重力影响，尤其 是家具垫倾斜时，容易造成水逆流，从而影响循环和加热效果；5.排水口 位置水压频繁瞬间增大，容易造成盘管破裂并使整个蛇形盘管内的水压 不平稳，从而使得耐用性差且具有很大的安全隐患。

发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单紧 凑、对水进行电加热过程中不向外辐射电磁波的家具垫水循环加热系统及具 有该系统的家具垫。
为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种家具垫水循环加热系统， 包括蓄水壳体和蛇形盘管，蓄水壳体的进水口和排水口分别与所述蛇形盘管 的两端连通构成循环回路，在蓄水壳体带有排水口的一端设置有将水从所述 排水口排出的水移送装置，在蓄水壳体带有进水口的一端设置有从进水口向 蓄水壳体的内腔延伸一定长度的导电输水管，导电输水管与蓄水壳体彼此绝 缘且分别与交流电源两极电连接而形成一对电极以加热由导电输水管输送 到蓄水壳体内的水。
上述导电输水管伸入蓄水壳体内腔的一端端口封闭，在靠近该端的管体 上形成吐水口；蓄水壳体呈管状且一端安装有绝缘端盖，进水口设置在绝缘 端盖上，导电输水管嵌设在绝缘端盖的进水口中，蓄水壳体与导电输水管构 成一对同轴的电极；所述水移送装置为电磁柱塞泵，蓄水壳体构成所述电磁 柱塞泵的泵壳，在蓄水壳体内设置有可在蓄水壳体内滑动的永磁活塞，永磁 活塞中设置控制水单向通过永磁活塞的单向阀，蓄水壳体的外周设置与永磁 活塞相互作用的一对电磁铁，所述一对电磁铁极性反向并同步交变；所述家 具垫水循环加热系统还包括液压单向阀，液压单向阀一端与排水口连通，另 一端通过缓冲部与蛇形盘管连通；所述家具垫水循环加热系统还包括控制 器，控制器分别向所述一对电极及所述一对电磁铁提供交流电，蛇形盘管上 设置与控制器电连接的温度传感器；蓄水壳体、所述电磁柱塞泵、液压单向 阀、缓冲部、蛇形盘管采用超声波技术融和为一体。
本发明还提供了一种带有上述家具垫水循环加热系统的家具垫，包括家 具垫本体及水循环加热系统，水循环加热系统包括蓄水壳体和蛇形盘管，蓄 水壳体的进水口和排水口分别与所述蛇形盘管的两端连通构成循环回路，在 蓄水壳体带有排水口的一端设置有将水从所述排水口排出的水移送装置，在 蓄水壳体带有进水口的一端设置有从进水口向蓄水壳体的内腔延伸一定长
度的导电输水管，导电输水管与蓄水壳体彼此绝缘且分别与交流电源两极电 连接而形成一对电极以加热由导电输水管输送到蓄水壳体内的水。
上述水移送装置为电磁柱塞泵，蓄水壳体构成所述电磁柱塞泵的泵壳， 在蓄水壳体内设置有可在蓄水壳体内滑动的永磁活塞，永磁活塞中设置控制 水单向通过永磁活塞的单向阀，蓄水壳体的外周设置与永磁活塞相互作用的 一对电磁铁，所述一对电磁铁极性反向并同步交变。
本发明的优点和有益效果在于
本发明由于采用了蓄水壳体本身及其内腔的导电输水管构成一对电 极进行水加热，因此加热过程中不会辐射出去电磁波，健康安全，加热 效率高、效果好，并且省略了至少一个专门用于构成电极的零部件，具 有结构简单、紧凑、体积小、重量轻的特点。
由于导电输水管在伸入蓄水壳体的端部封闭，靠近该端的管体上开 口，因此回流的水能够通过进水口和导电输水管的侧开口进入蓄水壳体 内，同时当电磁柱塞泵的活塞向导电输水管方向移动时，蓄水壳体内腔 永磁活塞靠近进水口一侧的水压增大，从永磁活塞中心的单向阀流向永 磁活塞另一侧，但是由于导电输水管的吐水口设置在管体上，对轴向的 水压具有一定的阻滞作用，因此水压的暂时增大不会使加热区域的水从 导电输水管的吐水口逆流出去，也使得本发明在此处省略了一个单向阀 而不会影响防逆流效果，保证了结构的简单紧凑和可靠性。
由于电磁柱塞泵使用双反向电磁铁作用到永磁活塞作为其往复滑动 的动力，因此活塞的启停十分圆滑，与蓄水壳体之间的摩擦和冲击小， 蓄水壳体内的水压变化也相对平缓，噪音小，安全耐用。
由于设置了液压单向阀，其开闭可靠，防止了因床垫倾斜等原因导 致水流受重力影响而不畅，影响热循环的效果，增强了本发明的可靠性。
由于设置了弹性硅胶缓冲部，使得不断排出水造成的容量增加被吸 收，避免了盘管频繁瞬间水压增大或长期受冲击造成破裂，增加了安全 性能。
由于蓄水壳体、电磁柱塞泵、液压单向阀、缓冲部、蛇形盘管采用 超声波技术融和为一体，因此本发明密封性好，基本杜绝了漏水、漏电 的可能，进一步增强了安全性。


图1是本发明床垫整体结构示意图2是图1所示的水循环加热系统的整体结构示意图； 图3是图2的电磁柱塞泵活塞滑动到左方的状态示意图； 图4是图2的电磁柱塞泵活塞滑动到右方的状态示意图； 图5是图3所示电磁柱塞泵部分结构示意图； 图6是图4所示电磁柱塞泵部分结构示意图。
具体实施例方式
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施 例进行详细说明，然而所述实施例仅为提供说明与解释之用，不能用来限制 本发明的专利保护范围。本发明仅以床垫作为实施例进行说明。
如图1所示，本实施例的床垫包括床垫本体1、蛇形盘管2、水循环 加热系统300、控制器12、电源插头13;水循环加热系统300包括蓄水 壳体310、蓄水壳体310本体左端(即图2中的左手端)部与其内腔的导 电输水管200构成给水加热的电极，蓄水壳体310本体右端(即图2中 的右手端)部与其内腔的永磁活塞320及外周设置的一对电磁铁340构 成作为水移送装置的电磁柱塞泵、与蓄水壳体310右端(即图2中的右 手端)连通的防止水逆流的液压单向阀360，以及与液压单向阀360右端 (即图2中的右手端)连通、起到缓冲水压作用的缓冲部400。
床垫本体1的内嵌设蛇形盘管2、水循环加热系统300以及控制器12。
蛇形盘管2嵌入在床垫本体1内，它按一定间隔尽量均匀的盘绕分 布；蛇形盘管2的两个头端分别与水循环加热系统300的进水口 4和右 端(即图2中的右手端)的出水口 5连通，蛇形盘管2上在靠近进水口 4 的位置贴设温度传感器100。
控制器12内设置变流器500和变流器510，分别对电极及水移送装 置提供电源，控制器12可通过控制变流器500和变流器510对水循环加 热系统进行温度控制和调节。
插头13通过导线连接在控制器12上，部分导线伸出床垫本体1以 与外供电源插座连接。
温度传感器100通过导线与控制器12相连接，反馈蛇形盘管2的温 度，以使控制器12通过控制水循环加热系统300而进行温度控制和调节。
水循环加热系统300的作用就是在其中不断对水进行加热并驱动温 水持续地在蛇形盘管2内单向循坏流动，从而使蛇形盘管2与床垫进行 热交换，使得床垫具有一定的温度，达到人体保健的目的。
蓄水壳体310为导体并且呈管状，其两端部各采用绝缘端盖350封 堵，左端(即图2中的左手端)绝缘端盖350中央开有圆形的进水口 4， 右端(即图2中的右手端)绝缘端盖350中央的开有排水口361。
导电输水管200 —端固定在进水口 4上并与蛇形盘管2的一端对接 连通，另一端向蓄水壳体310内腔延伸一段距离悬空，悬空端的端口封 闭且在该端附近的管体圆周面形成吐水口 220，这样蛇形盘管2回流的水 能够经进水口 4、导电输水管200并从吐水口 220流入蓄水壳体310内， 由于吐水口 220开设在管体上，使得蓄水壳体310内轴向水压压强增大 时，不会使水从吐水口 220逆流回去。
导电输水管200及蓄水壳体310均呈管状，且是同轴的，它们分别 通过导线与控制器12提供的交流电源的两极相连接，形成一对可对它们 之间加热区域311的水进行加热的同轴电极。
电磁柱塞泵包括与管状的蓄水壳体310形成滑动配合的永磁活塞 320，永磁活塞320的中心设置单向阀330，该单向阀330包括阀孔321 ， 可封堵阀孔321的阀芯331、抵触阀芯331使其滑动封堵阀孔321的弹簧 332，固定连接在活塞右端(即图2中的右手端)并压住弹簧332的压环 333;该单向阀330使得水只能从永磁活塞320左侧(即图2中的左手端) 流向永磁活塞320右侧(即图2中的右手端)；蓄水壳体310的外周设 置电磁铁340，它包括分别靠近永磁活塞320的两端的环状的第一电磁铁 341和第二电磁铁342，两电磁铁的线匝反向串联后与控制器12提供的 带有交变直流电源电连接，两电磁铁极性总是相反且随交变电流的方向 变化而同步变换极性，从而使得永磁活塞320的启动圆滑。
液压单向阀360的左端(即图2中的左手端)通过疏导口 361与蓄
水壳体310内部永磁活塞320右侧(即图2中的右手端)区域连通，液 压单向阀360包括阀芯370、抵触阀芯370使其具有向左(即图2中的左 手端)滑动封堵阀孔371的弹簧372;该液压单向阀360使得水只能从左 (即图2中的左手端)向右(即图2中的右手端)流动。液压单向阀360 的作用是防止水因重力等因素回流对电磁柱塞泵的运行造成影响，进而 影响加热和循环效果。
缓冲部400是具有弹性的硅胶材料制成，其左端(即图2中的左手 端)通过疏导口 373与液压单向阀360连通，右端(即图2中的右手端) 经出水口 5与蛇形盘管2连通。由于电磁柱塞泵是间歇式的将水排出， 弹性硅胶缓冲部400可以吸收因水量突然增多带来的体积膨胀，使蛇形 盘管2中的水压保持相对稳定和平缓，蛇形盘管2更加安全和耐用。
下文将对本发明的家具垫及其中的水循环加热系统的工作过程进行 简单描述。
首先描述水的循环过程水首先在加热区域311内被蓄水壳体310 和导电输水管200构成的电极加热，然后电磁柱塞泵的永磁活塞(320) 向左(图2中左手端)滑动，造成永磁活塞320两侧的水压变化，水压 变化使永磁活塞320中央的单向阀330打开，温水从永磁活塞320的左 侧(图2中左手端)区域流入向右侧(图2中右手端)区域；之后由于 电磁铁(340)的极性变化作用到永磁活塞320使其开始向右(图2中右 手端)滑动，永磁活塞320中央的单向阀330关闭，永磁活塞320推动 温水通过液压单向阀360进入缓冲部400，然后流向蛇形盘管2，温水在 蛇形盘管2流动过程中与床垫本体1进行热交换，在蛇形盘管2中流动 的过程中水温不断下降，最后经进水口 4、导电输水管200并从吐水口 220回流到加热区域311，再次被加热并开始下一轮循环，周而复始。
下边详细描述循环中各个环节的具体过程与原理。
首先将与控制器12相连接的插头13插到电源插座上，并在控制器 12上设定好温度，控制器12内的变流器500向导电输水管200和蓄水壳 体310构成的一对近距电极提供交流电，对构成一对电极的两个部件之 间的加热区域311的水进行电极加热。
与此同时，控制器12还通过变流器510向电磁柱塞泵的电磁铁340
提供交变直流电，如图3、5所示，第一电磁铁341的左端(即图2中的 左手端)为N极，右侧为S极，第二电磁铁342的左端(即图2中的左 手端)为S极，右端(即图2中的右手端)为N极，永磁活塞320的左 端(即图2中的左手端)为S极，右端(即图2中的右手端)为N极， 第一电磁铁341的左端(即图2中的左手端)N极和永磁活塞320的左 侧S极相互吸引，第二电磁铁342的右端(即图2中的右手端)N极与 永磁活塞320的右端(即图2中的右手端)N极相互排斥，于是双电磁 铁与永磁活塞320相互作用使永磁活塞320向左滑动，活塞320左侧的 水压增大推动阀芯331克服弹簧332的弹力，打开阀孔321，于是温水从 永磁活塞320左侧的加热区域经阀孔321流到活塞320的右侧区域；此 时，对于液压单向阀360来说，由于永磁活塞320右侧区域的水压减小， 其弹簧372紧紧地推动阀芯371堵住阀口 370，因此液压单向阀360处于 关闭状态。
当永磁活塞320向左滑动到一定位置后，控制器12开始向电磁铁340 输入反向的电流，如图4、 6所示，此时第一电磁铁341的左端(即图2 中的左手端)变成N极，右端(即图2中的右手端)变为成S极，而第 二电磁铁342的左端(即图2中的左手端)变成S极，右端(即图2中 的右手端)成N极，而永磁活塞320的极性不变，于是第一电磁铁341 的左侧S极于永磁活塞320的左侧S极相互排斥，第二电磁铁342的右 侧s极与永磁活塞320的右侧S极相互吸引，永磁活塞320受力向右方 滑动，在此过程中，活塞320右侧区域的水压逐渐增大，弹簧332紧紧 地推动阀芯331封堵住阀孔321，即单向阀330处于封闭状态；于是永磁 活塞320推动温水从排水口 361排出，增大的水压推动阀芯371克服弹 簧372的弹力，将阀口 370打开，于是温水经液压单向阀360流入缓冲 部400，缓冲部400吸收了温水体积的突然增加，然后排出的这部分温水 开始沿蛇形盘管2流动。另外在此过程中，蛇形盘管2内一部分水的水 又经蓄水壳体310进水口 4和导电输水管200的吐水口 220回流入蓄水 壳体310内腔的加热区域311。
水在蛇形盘管2和水循环加热系统300组成的回路中循环流动，电 极加热持续进行，电磁柱塞泵不断将被加热的水排出到蛇形盘管2，循环
往复，对床垫进行加热及保温。
由上述过程可知，本发明中的电磁柱塞泵中的活塞左右滑动均是受 电磁力驱动的，而且由于双电磁铁的极性总是相反且同步交替变化，因 此永磁活塞左右往复滑动且其启动十分圆滑，配合活塞中的单向阀开闭， 推动加热后的温水源源不断地在回路中循环流动。
在实际制作时，为了使加热循环装置具有更好的密封性能，采取超
声波将电磁柱塞泵、蛇形盘管2、缓冲部400、液压单向阀360、导电输 水管200等部件融和成一体，避免了装配缝隙以及长时间连接处脱落的 可能。
本发明由于采用了蓄水壳体本身及其内腔的导电输水管构成的一对 同轴管状电极进行水加热，因此加热过程中不会辐射出去电磁波，健康 安全，加热效率高、效果好，并且省略了至少一个专门用于构成电极的 零部件，具有结构简单、紧凑、体积小、重量轻的特点。
由于导电输水管在伸入蓄水壳体的端部封闭，靠近该端的管体上开 口，因此回流的水能够通过进水口和导电输水管的侧开口进入蓄水壳体 内，同时当电磁柱塞泵的活塞向导电输水管方向移动时，加热区域的水 压增大，从永磁活塞中心的单向阀流向永磁活塞右侧，但是由于导电输 水管的吐水口设置在管体上，对轴向的水压具有一定的阻滞作用，因此 水压的暂时增大不会使水从导电输水管的吐水口逆流出去，也使得本发 明在此处省略了一个单向阀而不会影响防逆流效果。
由于电磁柱塞泵使用双反向电磁铁作用到永磁活塞作为其往复滑动 的动力，因此活塞的启停十分圆滑，与蓄水壳体之间的摩擦和冲击小， 蓄水壳体内的水压变化也相对平缓，噪音小，安全耐用。
由于设置了液压单向阀，其开闭可靠，防止了因床垫倾斜等原因导 致水流受重力影响而不畅，影响热循环的效果。
由于设置了弹性硅胶缓冲部，使得不断排出水造成的容量增加被吸 收，避免了盘管频繁瞬间水压增大或长期受冲击造成破裂，增加了安全 性能。
由于蓄水壳体、电磁柱塞泵、液压单向阀、缓冲部、蛇形盘管采用 超声波技术融和为一体，因此本发明密封性好，基本杜绝了漏水、漏电 的可能，进一步增强了安全性。
本发明以床垫为例进行说明，但是如前所述，保护范围并不局限于 应用到床垫，与床垫类似的所有家具垫，如沙发垫、椅背靠垫、枕头以 及其它与人体接触的坐垫等都在保护范围之内。
权利要求
1. 一种家具垫水循环加热系统，包括蓄水壳体(310)和蛇形盘管(2)，蓄水壳体(310)的进水口(4)和排水口(361)分别与所述蛇形盘管(2)的两端连通构成循环回路，蓄水壳体(310)带有排水口(361)的一端设置有将水从所述排水口(361)排出的水移送装置，其特征在于，蓄水壳体(310)带有进水口(4)的一端设置有从进水口(4)向蓄水壳体(310)的内腔延伸一定长度的导电输水管(200)，导电输水管(200)与蓄水壳体(310)彼此绝缘且分别与交流电源两极电连接而形成一对电极以加热由导电输水管(200)输送到蓄水壳体(310)内的水。
2. 根据权利要求1所述的家具垫水循环加热系统，其特征在于，导电 输水管(200)伸入蓄水壳体(310)内腔的一端端口封闭，在靠近该端的管 体上形成吐水口 (220)。
3. 根据权利要求2所述的家具垫水循环加热系统，其特征在于，蓄水 壳体(310)呈管状且一端安装有绝缘端盖(350)，进水口 (4)设置在绝 缘端盖(350)上，导电输水管(200)嵌设在绝缘端盖(350)的进水口 (4) 中，蓄水壳体(310)与导电输水管(200)构成一对同轴的电极。
4. 根据权利要求l、 2或3所述的家具垫水循环加热系统，其特征在于， 所述水移送装置为电磁柱塞泵，蓄水壳体(310)构成所述电磁柱塞泵的泵 壳，在蓄水壳体(310)内设置有可在蓄水壳体(310)内滑动的永磁活塞(320)， 永磁活塞(320)中设置控制水单向通过永磁活塞(320)的单向阀(330)， 蓄水壳体(310)的外周设置与永磁活塞(320)相互作用的一对电磁铁(340)， 所述一对电磁铁(340)极性反向并同步交变。
5. 根据权利要求1所述的家具垫水循环加热系统，其特征在于，所述 家具垫水循环加热系统还包括液压单向阀(360)，液压单向阀(360) —端 与排水口 (361)连通，另一端与蛇形盘管(2)连通。
6. 根据权利要求5所述的家具垫水循环加热系统，其特征在于，所述 家具垫水循环加热系统还包括缓冲部(400)，缓冲部(400) —端与液压单 向阀(360)连通，另一端与蛇形盘管(2)连通。
7. 根据权利要求4所述的家具垫水循环加热系统，其特征在于，所述 家具垫水循环加热系统还包括控制器(12)，控制器(12)分别向所述一对 电极及所述一对电磁铁(340)提供交流电，蛇形盘管(2)上设置与控制器 (12)电连接的温度传感器(100)。
8. 根据权利要求6或7所述的家具垫水循环加热系统，其特征在于， 蓄水壳体(310)、所述电磁柱塞泵、液压单向阀(360)、缓冲部(400)、 蛇形盘管(2)采用超声波技术融和为一体。
9. 一种带有上述家具垫水循环加热系统的家具垫，包括家具垫本体(l) 及水循环加热系统，水循环加热系统包括蓄水壳体(310)和蛇形盘管(2)， 蓄水壳体(310)的进水口 (4)和排水口 (361)分别与所述蛇形盘管(2) 的两端连通构成循环回路，蓄水壳体(310)带有排水口 (361)的一端设置 有将水从所述排水口 (361)排出的水移送装置，其特征在于，蓄水壳体(310) 带有进水口 (4)的一端设置有从进水口 (4)向蓄水壳体(310)的内腔延 伸一定长度的导电输水管(200)，导电输水管(200)与蓄水壳体(310) 彼此绝缘且分别与交流电源两极电连接而形成一对电极以加热由导电输水 管(200)输送到蓄水壳体(310)内的水。
10. 根据权利要求9所述的家具垫，其特征在于，所述水移送装置为电 磁柱塞泵，蓄水壳体(310)构成所述电磁柱塞泵的泵壳，在蓄水壳体(310) 内设置有可在蓄水壳体(310)内滑动的永磁活塞(320)，永磁活塞(320) 中设置控制水单向通过永磁活塞(320)的单向阀(330)，蓄
全文摘要
本发明提供了一种家具垫水循环加热系统及具有该系统的家具垫，加热系统包括蓄水壳体和蛇形盘管，蓄水壳体的进水口和排水口分别与蛇形盘管的两端连通构成循环回路，蓄水壳体带有排水口的一端有将水从排水口排出的水移送装置，带有进水口的一端有从进水口向蓄水壳体的内腔延伸一定长度的导电输水管，导电输水管与蓄水壳体彼此绝缘且分别与交流电源两极电连接而形成一对电极以加热由导电输水管输送到蓄水壳体内的水。本发明由于采用了蓄水壳体本身及其内腔的导电输水管构成的电极进行加热，因此加热过程中不会辐射出去电磁波，健康安全，加热效率高、效果好，且省略了一个专门用于构成电极的零部件，具有结构简单、紧凑、体积小、重量轻的特点。
文档编号A47C21/04GK101390695SQ20071015194
公开日2009年3月25日 申请日期2007年9月21日 优先权日2007年9月21日
发明者吴京泽 申请人:东莞市京翼电子有限公司