本发明涉及太阳能热水器技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能自动上水装置。
背景技术：
太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，主要以真空管式太阳能热水器为主，占据国内95％的市场份额。
太阳能热水器在每次使用后都需要重新注水，但是现有的太阳能热水器大多不具备满水时自动停水的功能，需要人工手动关闭，便利性不好，还有部分太阳能热水器安装有自动停水装置，但是其结构复杂，不仅价格高昂还不方便安装。
经检索，中国专利申请号：201020590128.5，申请日：2010年10月23日，发明创造名称为：一种太阳能热水器上水自动关闭开关，该申请案公开了太阳能热水器上水自动关闭开关装置，箱盒式结构的开关壳体右侧边内处穿透式制有溢水管上端和溢水管下端，壳体左侧边内处穿透式制有自来水管上端和自来水管下端，在自来水管上端的下侧壳体内的管道中制有自来水开关齿轮和自来水开关把柄，自来水开关齿轮和自来水开关把柄组合构成自来水的关通控制装置，开关壳体内中心处制有齿轮箱，齿轮箱右侧端串入溢水管上端和下端制有齿轮箱初始端水轮，齿轮箱左上端侧处制有齿轮箱末端小齿轮，齿轮箱中心下侧左边制有离合把柄；该申请案利用水箱溢水动力实现太阳能热水器上水自动关闭开关装置，可以实现节水节能效果；但该申请案中设计思路比较简单，因为水流冲击力比较小，需要较大传动比的减速装置才能驱动进水阀门开启，离合手柄通过齿轮的啮合从而实现进水阀的开启是相当困难的。同时在回水驱动齿轮关闭进水开关后，叶轮不能转动，一直在承受水流冲击，不仅会使叶片提前损坏，也会有较大的噪音。
技术实现要素：
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于解决现有太阳能热水器一方面不能自动上水，另一方面满水后不能自动关闭阀门的问题，提供了一种太阳能自动上水装置；本发明通过回水管的压力来驱动进水开关的关闭，同时设计了一个可调节的力矩离合器，使得进水开关关闭后，回水仍然可以顺利的流出，减小排水的阻力，同时在下次太阳能上水时，可以直接打开进水阀门，实现自动上水，无需其它操作。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种太阳能自动上水装置，包括回水管、进水管、太阳能水箱，还包括叶轮装置、传动机构、牙嵌式离合器，牙嵌式离合器包括牙嵌式离合器牙盘一和牙嵌式离合器牙盘二；所述的太阳能水箱在竖直方向上设置有2个接口，上侧接口与回水管相连接，回水管一端与箱体相连通，箱体内设置有叶轮装置，叶轮装置通过传动机构驱动牙嵌式离合器牙盘一转动，牙嵌式离合器牙盘一与牙嵌式离合器牙盘二相配合，牙嵌式离合器牙盘二通过进水口阀门与进水管相连接，进水管与太阳能水箱的下侧接口相连通。
更进一步地，所述的传动机构包括小齿轮和大齿轮，叶轮装置通过小齿轮轴承与小齿轮连接，叶轮装置驱动小齿轮转动，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮通过大齿轮轴承与牙嵌式离合器牙盘一连接，带动牙嵌式离合器牙盘一转动。
更进一步地，所述的牙嵌式离合器牙盘一与大齿轮之间的传动轴一上设置有一段外螺纹，该段外螺纹上套设有调节扭矩手轮，在调节扭矩手轮和牙嵌式离合器牙盘一之间设置有弹簧，弹簧的一端作用于牙嵌式离合器牙盘一，另一端作用于调节扭矩手轮，部分调节扭矩手轮穿出自动上水装置箱壳外部。
更进一步地，所述的牙嵌式离合器牙盘二通过传动轴二与进水口阀门相连，传动轴二上设置有调节手柄。
更进一步地，所述的箱体与叶轮最高点之间设置有阻水板，阻水板的一端与箱体固定连接。
更进一步地，所述的叶轮两端与回水腔之间设置有密封圈。
更进一步地，所述的箱体下侧有出水管，出水管的出水口处设置有水桶。
更进一步地，所述的叶轮材料为工程塑料。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种太阳能自动上水装置，太阳能水箱通过回水管与一箱体相连通，该箱体专门用于放置叶轮，叶轮与箱体之间只有较小的缝隙，叶轮两端与回水腔之间也通过密封圈密封，且箱体与叶轮最高点之间设置有阻水板，如此能够充分利用回水管内水的压力驱动叶轮，带动叶轮的转动从而控制进水口阀门开关，水流量越大，叶轮转动速度越快，进水阀关闭越快，不需要消耗电能，叶轮装置通过传动机构进而驱动牙嵌式离合器转动，牙嵌式离合器牙盘二通过进水口阀门连通太阳能水箱，即可在水箱水满时自动停止上水。
(2)本发明的一种太阳能自动上水装置，牙嵌式离合器牙盘一与大齿轮之间设置有弹簧和调节扭矩手轮，弹簧套设于传动轴一上，弹簧的一端作用于牙嵌式离合器牙盘一，另一端作用于调节扭矩手轮，弹簧能够保持一定弹力，保障离合器不至于轻易分离，同时能通过调节扭矩手轮与离合器牙盘距离，改变弹簧的压缩长度，来调节控制限定扭矩值，方便使用，部分调节扭矩手轮穿出自动上水装置箱壳外部，方便使用者从外部调节。
(3)本发明的一种太阳能自动上水装置，牙嵌式离合器牙盘二与进水口阀门的传动轴二上设置有调节手柄，随着回水管内水量的不断增大，水的压力也不断升高，传递到牙嵌式离合器上的扭矩也越来越大，致使扭矩大于牙嵌式离合器限定值，牙嵌式离合器上下牙盘脱离。此时释放出回水管里的水，压力减小至零，只需要很小力转动调节手柄就能再次打开进水口阀门，同时使牙嵌式离合器牙盘再次闭合。
(4)本发明的一种太阳能自动上水装置，箱体内侧上部设置有阻水板，阻水板将回水腔沿着叶轮轴线分为两个相对独立的腔，叶轮两端和回水腔间设置有密封圈，使得回水不能从叶轮断面流出，叶轮径向顶端与回水腔壁面间隙小于进水口的面积，水流在此加速，由此保证叶轮主要通过回水的压力而不是冲击来驱动，延长使用寿命。
(5)本发明的一种太阳能自动上水装置，箱体下侧设置有水桶，牙嵌式离合器自动分离，使回水管的水放出，水桶可以对放出水进行收集利用，避免浪费。
附图说明
图1为本发明的一种太阳能自动上水装置的侧视结构示意图；
图2是图1所示结构的俯视示意图；
图3为本发明的牙嵌式离合器的结构示意图；
图4为本发明的三维装配体正视图；
图5为本发明的三维装配体右视图。
示意图中的标号说明：
1、回水管；2、进水管；3、太阳能水箱；4、调节扭矩手轮；5、牙嵌式离合器牙盘一；6、牙嵌式离合器牙盘二；7、调节手柄；8、箱体；9、出水管；10、叶轮装置；11、小齿轮轴承；12、小齿轮；13、大齿轮；14、大齿轮轴承；15、进水口阀门；16、弹簧；17、阻水板；18、传动轴一；19、传动轴二；20、热水管口；21、热水管阀门；22、键槽；23、键；24、外螺纹；25、回水腔；26、进水腔；27、减速器腔。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。
实施例1
结合图1、图2和图3，本实施例的一种太阳能自动上水装置，包括回水管1、进水管2、太阳能水箱3，还包括叶轮装置10、传动机构、牙嵌式离合器，太阳能水箱3在竖直方向上设置有2个接口，上侧接口与回水管1相连接，水满时经由回水管1溢出，回水管1一端与箱体8相连通，箱体8内设置有叶轮装置10，溢出的水作用在叶轮上，驱动叶轮转动。
本实施例中，专设箱体8用于容置叶轮，且叶轮与箱体之间只有较小的缝隙，箱体8与叶轮最高点之间设置有阻水板17，阻水板17的一端与箱体8固定连接，阻水板17将回水腔25沿着叶轮轴线分为两个相对独立的腔，叶轮两端和回水腔25间设置有密封圈，使得回水不能从叶轮断面流出，叶轮径向顶端与回水腔25壁面间隙小于进水口的面积，水流在此加速，由此保证叶轮主要通过回水的压力而不是冲击来驱动，延长使用寿命，并且使水的势能尽可能多的作用于叶轮上，从而使叶轮转动。
牙嵌式离合器包括牙嵌式离合器牙盘一5和牙嵌式离合器牙盘二6，叶轮通过传动机构驱动牙嵌式离合器牙盘一5转动，传动机构包括小齿轮12和大齿轮13，小齿轮12和大齿轮13均置于减速器腔27内，叶轮装置10通过小齿轮轴承11与小齿轮12连接，叶轮装置10驱动小齿轮12转动，小齿轮12与大齿轮13啮合，大齿轮13通过大齿轮轴承14与牙嵌式离合器牙盘一5连接，带动牙嵌式离合器牙盘一5转动，牙嵌式离合器牙盘一5与牙嵌式离合器牙盘二6相配合，牙嵌式离合器牙盘二6通过进水口阀门15与进水管2相连接，进水管2与太阳能水箱3的下侧接口相连通，通过叶轮的转动从而控制进水口阀门15开关，水流量越大，叶轮转动速度越快，进水口阀门15关闭越快，不需要消耗电能，叶轮装置10通过传动机构进而驱动牙嵌式离合器转动，牙嵌式离合器牙盘二6通过进水口阀门15连通太阳能水箱3，即可在太阳能水箱3水满时自动停止上水，方便快捷。
实施例2
本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：牙嵌式离合器牙盘一5上设置有键槽22，传动轴一18上设置有键23，牙嵌式离合器牙盘一5与传动轴一18通过键23连接，牙嵌式离合器牙盘一5与大齿轮13之间的传动轴一18上设置有一段外螺纹24，该段外螺纹24上套设有调节扭矩手轮4，在调节扭矩手轮4和牙嵌式离合器牙盘一5之间设置有弹簧16，弹簧16的一端作用于牙嵌式离合器牙盘一5，另一端作用于调节扭矩手轮4，弹簧16能够保持一定弹力，保障离合器不至于轻易分离，同时能通过调节扭矩手轮4与离合器牙盘距离，改变弹簧16的压缩长度，来调节控制限定扭矩值，如此可保证随着回水管1水压的升高，叶轮的叶片不至受过大压力，导致叶片易损，部分调节扭矩手轮4穿出自动上水装置箱壳外部，方便操作者外部操作。牙嵌式离合器牙盘二6与进水口阀门15的传动轴二19上设置有调节手柄7，随着回水管1内水量的不断增大，水的压力也不断升高，传递到牙嵌式离合器上的扭矩也越来越大，致使扭矩大于牙嵌式离合器限定值，牙嵌式离合器上下牙盘脱离。此时释放出回水管1里的水，压力减小至零，只需要很小力转动调节手柄7就能再次打开进水口阀门15，同时使牙嵌式离合器牙盘再次闭合，箱体8下侧设置有水桶，牙嵌式离合器自动分离，使回水管1的水放出，水桶可以对放出水进行收集利用，避免浪费，该上水装置的具体的三维装配方式如图4、图5所示，使用者使用起来方便易行，大大降低了使用者的劳动强度。
本实施例的自动上水装置，水经过进水管2流入太阳能水箱3中，进水口阀门15临近的进水管2设置在进水腔26内，太阳能水箱3中水经回水管1溢流出去，回水的压力作用于叶轮上使其发生转动，叶轮带动小齿轮12转动，并经大齿轮13的传动作用于牙嵌式离合器牙盘一5，牙嵌式离合器牙盘一5与牙嵌式离合器牙盘二6相配合，随着回水管1内水量的不断增加，牙嵌式离合器的扭矩也不断增加，当扭矩超过牙嵌式离合器限定值后，牙嵌式离合器两牙盘脱离，回水管1内的水经出水管9流出进入水桶内，转动调节手柄7，再次打开进水口阀门15，同时牙嵌式离合器牙盘也会再次闭合，由此完成一个自动上水的过程。当需要排放热水时，打开热水管阀门21，热水经热水管口20流出。