一种分集水器的制作方法

本发明属于供暖技术领域，具体涉及一种分集水器。

背景技术：

近年来，家庭装修中采用地热供暖的逐渐增多，与地热供暖系统配套的分集水器的应用也越来越广泛。分集水器由分水主管和集水主管组成，分水主管连接于管网系统的供水管，它的主要作用是将来自于管网系统的热水通过埋在地板下的地暖管分配到室内需采暖的各房间。热水在地暖管中流动时，将热量传递到地板，再通过地板向室内辐射传热。地暖管的另一端与分集水器的集水主管相连，在室内散热后温度降低的回水通过集水主管回到管网系统，完成一个循环。

如专利号为zl200920256878.6(公告号为cn201575533u)的中国实用新型专利公开的《地暖管道系统用智能型分集水器》所示，该分集水器由两个支架、分水管、集水管组成，其特征在于：所述两个支架之间平行的安装有分水管、集水管，所述分水管和集水管之间设有连接管路，分水管和集水管上都设有若干接口，所述的分水管上的每个接口处均设有手动阀门，所述集水管上的每个接口处均设有电热执行器。使用时，通过调节分水管的手动阀门，来调节每条支路的流量；电热执行器内部有热敏电阻，通过感温器判断温度来控制集水管的启闭。

由上可知，现有的分集水器的调节要么采用手动阀门来控制某一水路的启闭，操作麻烦；或者采用能自动控制的电热执行器，但是每个分支水路都安装，成本较高。

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，提供一种无需在每个分支水路均对应设置一个控制阀的分集水器。

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，提供一种仅需一套驱动机构即能自动控制分支水流的启闭的分集水器。

为解决上述两个技术问题，本发明采用的技术方案为：一种分集水器，其特征在于，包括

壳体，具有中空的内腔，所述壳体上设有与该内腔相连通的第一开口以及至少两个间隔设置的第二开口；

筒体，位于所述壳体的内腔中，并沿壳体的第二开口的间隔设置方向轴向延伸，所述筒体的外周面与壳体的第二开口所在的壳体的壁面始终保持接触状态，且所述筒体的端壁上设有与壳体的第一开口始终保持连通状态的第一通孔；所述筒体的外周壁沿轴向间隔设有至少两组第二通孔组，各第二通孔组包括有能与壳体的第二开口连通的第二通孔；

驱动机构，包括有

电机；

转轴，能绕自身轴线转动，插设于筒体内，且其第一端延伸出筒体与电机驱动相连；

第一传动结构，同时与转轴和筒体相连，在转轴转动的状态下，第一传动结构传递动力至筒体使得筒体轴向往复移动；

第二传动结构，同时与转轴和筒体相连，在转轴顺时针或逆时针转动的状态下，第二传动结构传递动力至筒体使筒体绕自身轴线单向转动，从而使所述壳体的所有第二开口均与筒体的第二通孔组错开或者所述第二通孔组移动到至少其中一个第二开口处。

所述第一传动结构可以有多种结构形式，优选地，所述筒体内设有横隔板，所述横隔板上设有供水流通过的过水孔以及供转轴穿设的穿孔，所述转轴在邻近其第二端的外周壁上设有第一螺纹部，所述穿孔的内壁上设有与第一螺纹部螺纹连接的第二螺纹部，所述第一螺纹部和第二螺纹部构成所述的第一传动结构。该第一传动结构的结构简单，通过螺纹传动即能实现筒体的轴向移动，并且不会占用筒体内过多的空间，否则筒体内其他部件的占用空间太大会影响水流量或水流通过。

为了保证筒体能够移动至最大的设定行程，所述第一螺纹部在转轴轴向上的分布长度大于筒体轴向移动的单向行程。否则，第一螺纹部的设置长度太短，筒体还没移动至预定行程就不能再移动，会导致第二通孔不能移动至需要打开的第二开口处，导致分集水器对水路的调节功能失效。

所述第二传动结构可以有多种结构形式，优选地，所述第二传动结构为内啮合的棘轮结构，包括内圈具有锯齿形棘齿的棘轮、能推动棘轮单向转动的棘爪以及弹性件，所述棘轮固定设于筒体内壁上，所述棘轮的相邻两个棘齿之间形成齿槽，所述棘爪设置在所述的转轴上，具有相对转轴转动设置的第二端以及径向突出于转轴并能与棘轮的齿槽啮合的第一端，所述弹性件作用于棘爪上使得棘爪保持与棘轮的齿槽啮合的趋势。同样地，该第二传动结构的结构简单，不会占用筒体内过多的空间，否则筒体内其他部件的占用空间太大会影响水流量或水流通过。

为了使得棘爪能带动棘轮单向转动，所述棘爪具有第一侧面以及呈斜面的第二侧面，所述棘轮的各齿槽具有能与棘爪的第一侧面相抵并被推动的第三侧面以及与棘爪的第二侧面相适配的呈斜面的第四侧面。如此在转轴朝某一方向(如顺时针)转动时，棘爪的第一侧面与齿槽的第三侧面相抵并同时推动棘轮顺时针转动；当转轴反方向(逆时针)转动时，棘爪的第二侧面与齿槽的第四侧面相抵，因棘爪的第二侧面与齿槽的第四侧面为相适配的斜面，故在转轴转动时，棘轮不会发生转动，棘爪移动到与前述齿槽相邻的齿槽内；当转轴再次顺时针转动时，棘爪重复前述动作，循环往复。

为了便于安装棘爪，使其与棘轮良好的配合，所述转轴的外周壁上设有与其垂直的环形安装板，所述安装板上设有供水流通过的过水口和/或安装板与棘轮之间具有过水间隙，所述安装板在邻近其周缘处开设有容置槽，所述棘爪的第二端能转动地设于前述容置槽内，所述棘爪的第一端伸出容置槽与棘轮的齿槽相啮合；所述弹性件为弹簧，设于容置槽内并两端分别与容置槽的侧壁和棘爪的侧面相抵。容置槽的作用在于：一来在棘轮的阻力大于弹性件的弹力时，容置槽能对棘爪的转动角度进行限位，使得棘爪的第一侧面与齿槽的第三侧面相抵，从而保证棘轮被棘爪推动，否则没有容置槽的限位，棘爪可能会在棘轮的阻力作用下转动至棘轮的另一个齿槽内；二来容置槽的设置也便于将棘爪和弹性件设置在转轴上。

为了防止筒体轴向移动时，棘轮和棘爪脱离接触，在筒体轴向复位后，棘轮和棘爪不能有效的啮合，所述棘轮的各齿槽均沿筒体的轴向延伸，如此在筒体轴向移动时，棘爪始终位于棘轮的齿槽内，并且棘爪也能对筒体的轴向移动轨迹起到一定的限位导向作用。

为了使得筒体上设置数量较少的第二通孔即能实现对第二开口的所有分流情况的控制，各第二通孔组包括一个第二通孔或至少两个沿筒体周向设置的第二通孔，所述第二通孔组有b组，该b组第二通孔组沿筒体周向分布成a排，所述第二开口的数量为n，n>1，则a＝2*(n-1)，b＝n+1。该第二通孔的排布方式合理，否则若第二通孔的排布方式不合理，则第二通孔的数量必然会较多，筒体需要有较大的体积(即较大的直径)来开设第二通孔，进而导致整个分集水器的体积变大。

为了使得非相邻的第二开口处能同时有水流通过，非相邻第二通孔组的第二通孔中，至少有两个第二通孔分布在一排，从而使得第二通孔的排布能满足壳体上的不同位置的第二开口的水流通断情况。

为了解决在对筒体的活动行程控制精确度不高时，筒体的位置略有偏差，筒体的第二通孔即不能对准壳体上的第二开口，所述筒体的第二通孔的孔径大于壳体上的第二开口的孔径，如此允许筒体的活动行程具有一定的位置偏差。

与现有技术相比，本发明的优点：1、本发明通过设置筒体，在筒体上开设能控制壳体的第二开口的通断及其通断数量的第二通孔组，从而无需在每个第二开口处均设置控制其水流通断的控制阀，涉及部件少，成本低；并且本发明通过在筒体上设置第二通孔来控制分支水路(即壳体的第二开口)通断的方式，相对于设置控制阀的方式，结构简单，无需其他的中间过渡部件，避免了中间部件失灵的隐患，降低了出故障的概率；2、通过一套驱动机构驱动筒体活动即能实现对水流通断的控制，即对水路的控制能自动进行，无需手动操作，并且一套驱动机构也减少了所需的部件，降低成本，并且占用的空间也小；3、本发明的筒体在驱动机构的作用下进行轴向移动和步进地转动，相对于单一的进行轴向移动或周向转动，本发明在筒体上设置数量较少的、排布合理的第二通孔即可，如此壳体内不需要预留过大的供筒体活动的空间、也不需要筒体具有较大的直径以供开设第二通孔，有助于减小分集水器的体积。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1的剖视图(所有第二开口处均有水流通过)；

图3为图1的剖视图(部分第二开口处有水流通过)；

图4为图1的分解示意图；

图5为图4中的转轴的结构示意图；

图6为图4中的第二传动结构的结构示意图；

图7为图4中的筒体的结构示意图；

图8为图7的剖视图；

图9为图7的展开平面图；

图10为图4中的涡轮的结构示意图。

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。

如图1～10所示，本优选实施例的分集水器包括有壳体1、筒体3以及驱动机构，壳体1具有中空的内腔13，壳体1上开设有第一开口11以及至少两个间隔设置的第二开口12，第一开口11和第二开口12均与内腔13相连通。沿水流方向，第二开口12位于第一开口11的下游，此时分集水器用作分水管，即第一开口11作为进水口，第二开口12作为出水口。本实施例中，壳体1大致呈筒状，壳体1一端敞口形成第一开口11，另一端封闭，第二开口12位于壳体1的周壁上，壳体1上设有与内腔13相连通的排气口14。

如图1～3、9所示，筒体3位于壳体1的内腔13中，筒体3与壳体1的轴线平行或重合，该筒体3沿第二开口12的间隔设置方向轴向延伸，筒体3的外周面与第二开口12所在的壳体1的壁面始终保持接触状态。筒体3的第二端设有与第一开口11保持连通状态的第一通孔31(本实施例中，筒体3的第二端敞口形成第一通孔31)，筒体3上沿轴向间隔设有至少两组第二通孔组3a，各第二通孔组3a包括一个第二通孔32或至少两个沿筒体3周向设置的第二通孔32，各第二通孔组3a能对应与一个第二开口12连通。第二通孔组3a有b组，该b组第二通孔组3a沿筒体3周向分布成a排，第二开口12的数量为n，n>1，则a＝2*(n-1)，b＝n+1。非相邻第二通孔组3a的第二通孔32中，至少有两个第二通孔32分布在一排，从而使得非相邻的第二开口12能同时有水流通过。

驱动机构能驱动筒体3相对壳体1进行轴向移动和步进地转动，使所有的第二开口12均与第二通孔组3a错开，第二开口12被筒体3的周壁封堵，从而使所有第二开口12处均没有水流通过；或者使第二通孔组3a转动至至少其中一个第二开口12处，则与第二通孔组3a对应的第二开口12处有水流通过。换言之，通过使筒体3相对壳体1产生位置变化，从而使得不同数量和不同位置的第二开口12与第二通孔组3a对应连通，水从第一开口11进入后，从第一通孔31流入筒体3，然后经第二通孔32流过第二开口12，水路如图2中虚心箭头所示。

另外，筒体3的第二通孔32的孔径大于壳体1上的第二开口12的孔径，如此允许筒体3的活动行程具有一定的位置偏差。

如图2～8所示，筒体3在驱动机构的作用下能相对壳体1交替进行轴向移动和步进地转动，驱动机构包括有电机51、转轴52、第一传动结构和第二传动结构，电机51设于壳体1外部且其输出轴上套设有初级齿轮571，转轴52的第二端自筒体3的第一端插设于筒体3内，转轴52的第一端延伸出筒体3，转轴52的第一端上套设有末级齿轮572，初级齿轮571和末级齿轮572通过至少一个中间齿轮573啮合传动，从而使得电机51启动时，转轴52能绕自身轴线转动。当然，初级齿轮571和末级齿轮572也可直接啮合传动，中间齿轮573可为双联齿轮。

第一传动结构同时与转轴52和筒体3相连，在转轴52转动的状态下，第一传动结构传递动力至筒体3使得筒体3轴向往复移动，如转轴52顺时针转动时，筒体3朝远离电机51的一侧移动，转轴52逆时针转动时，筒体3朝靠近电机51的一侧移动复位。第二传动结构同时与转轴52和筒体3相连，在转轴52顺时针或逆时针转动的状态下，第二传动结构传递动力至筒体3使筒体3绕自身轴线单向转动，即转轴52只有在朝某一个方向移动时(比如顺时针，参见图6)，筒体3才能转动，而在转轴52逆时针转动时，筒体3不会转动。

本实施例中，筒体3内设有横隔板4，横隔板4上设有供水流通过的过水孔41以及供转轴52穿设的穿孔42，转轴52的邻近第二端的外周壁上设有第一螺纹部521，穿孔42的内壁上设有与第一螺纹部521螺纹连接的第二螺纹部43，第一螺纹部521在转轴52轴向上的分布长度大于筒体3轴向移动的单向行程，第一螺纹部521和第二螺纹部43构成第一传动结构。

第二传动结构为内啮合的棘轮结构，包括内圈具有锯齿形棘齿534的棘轮53、能推动棘轮53单向转动的棘爪54以及弹性件55，棘轮53固定设于筒体3内壁上，棘轮53位于横隔板4靠近电机51的一侧，棘轮53的相邻两个棘齿534之间形成齿槽531，且棘轮53的各齿槽531均沿筒体3的轴向延伸。

棘爪54设置在转轴52上，棘爪54具有相对转轴52转动设置的第二端543以及径向突出于转轴52并能与棘轮53的齿槽531啮合的第一端544，弹性件55作用于棘爪54上使得棘爪54保持与棘轮53的齿槽531啮合的趋势。

且棘爪54具有第一侧面541以及呈斜面的第二侧面542，棘轮53的各齿槽531具有能与棘爪54的第一侧面541相抵并被推动的第三侧面532以及与棘爪54的第二侧面542相适配的呈斜面的第四侧面533。

转轴52的外周壁上设有与其垂直的环形安装板56，安装板56上设有供水流通过的过水口562，且安装板56与棘轮53之间具有过水间隙563，安装板56在邻近其周缘处开设有容置槽561，棘爪54的第二端能转动地设于前述容置槽561内，棘爪54的第一端伸出容置槽561与棘轮53的齿槽531相啮合，弹性件55为弹簧、设于容置槽561内并两端分别与容置槽561的侧壁和棘爪54的第一侧面541相抵，弹性件55使得棘爪54保持与棘轮53的齿槽531啮合的趋势。

另外，可以将容置槽561设置的能限定棘爪54的转动角度，使得棘爪54的第二侧面能与容置槽561相抵而使得棘爪54的第一侧面541与齿槽531的第三侧面532相抵，防止在棘轮53的阻力大于弹性件55的弹力时，棘爪54可能会在棘轮53的阻力作用下转动至棘轮53的另一个齿槽531内而不能推动棘轮。

如此在转轴52顺时针(参见图4、6方向)转动时，棘爪54的第一侧面541与齿槽531的第三侧面532相抵并同时推动棘轮53顺时针转动；当转轴52反方向逆时针(参见图4、6方向)转动时，棘爪54的第二侧面542与齿槽531的第四侧面533相抵，因棘爪54的第二侧面542与齿槽531的第四侧面533为相适配的斜面，故在转轴52转动时，棘轮53不会发生转动，棘爪54移动到与前述齿槽531相邻的齿槽531内；当转轴52再次顺时针转动时，棘爪54重复前述动作，循环往复。

另外，筒体3的第二通孔32的孔径为d，壳体1上的第二开口12的孔径为d，转轴52上的第一螺纹部521的螺纹间距为l，1/2(d-d)>l，使得筒体轴向移动行程和其转动角度比例关系合理，保证第二通孔32能有效的启闭第二开口12。

另外，各第二开口12内均设有安装座6，安装座6包括环状的安装体61以及位于安装体61中心的安装部62，安装体61和安装部62之间通过连接条63相连，安装体61通过粘胶或焊接的方式固定于对应的第二开口12的内侧壁上，安装部62上设有沿着水流方向轴向延伸的安装轴64，安装轴64上转动安装有涡轮2。

如图2、10所示，控制中心通过涡轮2上的传感器监测第二开口12水流通断情况，判断此时筒体3相对于壳体1的位置。若需要改变第二开口12通断状态，给控制中心输入命令，该命令可以通过控制中心上的按键输入，也可以通过手机app连接控制中心内置wifi模块输入，控制中心计算电机51的动作参数，控制电机51执行相应的动作，然后再通过涡轮2上的传感器确认是否执行正确。

本实施例的工作原理如下；给电机51正向运转信号时，电机51带动转轴52逆时针转动，转轴52上的第一螺纹部521驱动筒体3内的第二螺纹部43使筒体3向靠近电机51一侧移动(此时因棘爪54的第二侧面542顺棘轮53的第四侧面533转动，二者之间为相适配的斜面，故棘爪54不带动棘轮53转动，筒体3只有轴向直线移动没有转动)，筒体3轴向上的一排第二通孔32相对于第二开口12发生相对移动，此为一个分流动作(一个分流动作会打开新的第二开口12或关闭新的第二开口12)。

当需要再次切换第二开口12状态(即改变第二开口12被打开的位置和数量)时，控制中心给电机51反向运转信号，电机51带动转轴52顺时针转动，转轴52驱动筒体3向远离电机51一侧移动的同时，棘爪54驱动棘轮53使筒体3发生转动(棘爪54的第一侧面541顺棘轮53的第三侧面532相抵并推动棘轮53转动)。当筒体3轴向复位到接近初始位置时，控制中心根据涡轮上的传感器反馈信号微调筒体3转动角度，确保筒体3转到需要位置，此时与第二开口12对应的为新旋转过来的一排第二通孔32，此即又完成一次分流动作。筒体3旋转一周为一个动作周期，一个动作周期内能完成所有分流情况，即2*n种情况。

参考图2、3、9，下述以本实施例为例详细解释筒体3活动如何控制各第二开口12的水流通断：

本实施例中，第二开口12有三个，则第二通孔32有4排4列，即第二通孔组3a有4组。为便于说明，第二开口12从左至右(按图1方向)依次为一号、二号和三号第二开口12，在初始状态时，1排2列的第二通孔32与1号第二开口12相连通，1号第二开口12此时有水流通过；

当电机51正转、转轴52逆时针转动时，筒体3轴向移动，则1排2列的第二通孔32移动至2号第二开口12处并与其相连通，此时1排1列的第二通孔32与1号第二开口12相连通，即1号和2号第二开口12此时有水流通过；

当电机51反转、转轴52顺时针转动时，筒体3在轴向上复位并绕自身轴线转动一定角度，此时筒体3的第2排的第二通孔32转动至第二开口12处，2排的三个第二通孔32分别对应与三个第二开口12连通，即1号、2号和3号第二开口12此时有水流通过；

当电机51正转、转轴52逆时针转动时，筒体3轴向移动，此时2排2列和2排3列的第二通孔32分别对应与2号和3号第二开口12相连通，即2号和3号第二开口12此时有水流通过；

当电机51反转、转轴52顺时针转动时，筒体3在轴向上复位并绕自身轴线转动一定角度，此时筒体3的第3排的第二通孔32转动至第二开口12处，3排的两个第二通孔32分别对应与1号和3号第二开口12相连通，即1号和3号第二开口12此时有水流通过；

当电机51正转、转轴52逆时针转动时，筒体3轴向移动，此时3排2列的第二通孔32对应与2号第二开口12相连通，即2号第二开口12此时有水流通过；

当电机51反转、转轴52顺时针转动时，筒体3在轴向上复位并绕自身轴线转动一定角度，此时筒体3的第4排的第二通孔32转动至第二开口12处，4排的第二通孔32对应与3号第二开口12相连通，即3号第二开口12此时有水流通过；

当电机51正转、转轴52逆时针转动时，筒体3轴向移动，4排的第二通孔32从3号第二开口12处移开，此时1号、2号和3号第二开口12处均没有水流通过。

由上可知，电机51正转或反转，都会改变第二开口12的分流情况；当电机51正转时，筒体3轴向移动，使得筒体3上轴向设置的一排第二通孔32相对于第二开口12产生轴向移动；当电机51反转时，此时与第二开口12对应的为新旋转过来的一排第二通孔32。

筒体3上的第二通孔32的排布形式根据第二开口12的数量来确定，但是需保证筒体3转动一周能完成所有的分流情况，即第二通孔32的排布形式要保证实现不同位置和不同数量的第二开口12的通断。

当第二开口12位于第一开口11的上游时，第二开口12作为进水口，第一开口11作为出水口，此时分集水器用作集水管。