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，每组第二通孔组对应一个第二开口，且每组第二通孔组包括至少两个沿筒体周向间隔设置的第二通孔；

步进驱动机构，作用于所述的筒体，驱动筒体步进地转动，从而使所述的第二通孔间歇地转动至对应的第二开口处。

为了使得不同位置和不同数量的第二开口被打开、从而使水流通过，至少其中两组第二通孔组的第二通孔数量不同，从而适配不同的分流情况。

为了使得壳体上非相邻的第二开口处能同时有水流通过，至少其中两组非相邻的第二通孔组中，至少有两个第二通孔的中心分布在与筒体轴线平行的同一条直线上，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。

为了提高筒体转动时启闭壳体上的第二开口的可靠性，所述第二通孔组在筒体上沿周向分布成至少三排，位于一排的第二通孔的中心分布在与筒体轴线平行的同一条直线上，第二通孔的此种排布方式设计合理，在筒体上开设数量较少的第二通孔即能满足壳体上第二开口的所有分流情况；否则第二通孔无序的分布，一来造成第二通孔数量多，筒体的体积和表面积势必要增大，二来不能将筒体上满足分流情况的第二通孔快速有效的转动至第二开口处。

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。

所述步进驱动机构可以有多种结构形式，比如可以为步进电机，但步进电机成本高且涉及部件多，优选地，所述步进驱动机构包括电机以及由电机驱动的槽轮结构，所述槽轮结构包括与电机驱动相连的曲柄以及与筒体相连的槽轮，所述曲柄的端面上固定设有转盘以及位于转盘一侧的销轴，所述槽轮边缘沿周向具有多个适配转盘周缘的弧形凹边，相邻两个弧形凹边之间设置有能容所述销轴适配在其中的条形槽，每个条形槽沿槽轮的径向延伸。

为了使得槽轮每次转动的转动角度相同，所述槽轮上的所有条形槽沿槽轮周向旋转对称布置，否则槽轮每次转动的转动角度不同，会导致筒体上的第二通孔存在位置偏差，不能很好的与壳体上的第二开口对准或错开，而条形槽旋转对称设置，使得槽轮的转动角度(与筒体的转动角度相同)与筒体上的各第二通孔组的相邻两个第二通孔的间距正相关，即筒体每转动一次，即有一排新的第二通孔旋转至第二开口处。

为了防止槽轮上的条形槽与曲柄上的销轴之间产生干涉，使得销轴不易进入条形槽或不易从条形槽中脱离，所述转盘的周缘由与所述槽轮的弧形凹边相适配的第一圆弧和朝向第一圆弧的圆心凹陷的第二圆弧相连而成，第一圆弧的半径为r1，所述曲柄上的销轴转动一周的轨迹为半径为r4的第一圆形，所述销轴的半径为r5，所述转盘(521)的第一圆弧与第一圆形的圆心重合，且r4>＝(r1+r5)；

所述槽轮的边缘转动一周的轨迹为为半径为r6的第二圆形，所述转盘的第二圆弧的半径为r2，在第二圆弧与第二圆形贴合时二者圆心重合，且r2>＝r6；

所述槽轮上的各条形槽长度为l，第一圆形和第二圆形之间的圆心距离为d，l>(r6+r4+r5-d)。如此使得曲柄和槽轮的各个尺寸参数之间达到良好的配合，而不会相互干涉。

为了进一步防止槽轮上的条形槽与曲柄上的销轴之间产生干涉，使得销轴不易进入条形槽或不易从条形槽中脱离，所述槽轮的弧形凹边的半径为r3，r1＝r3，且在所述转盘的第一圆弧至少局部与槽轮的弧形凹边贴合时，第一圆弧和前述弧形凹边的圆心重合。

为了防止电机转动速度过快，对筒体的转动精度难以控制，所述步进驱动机构还包括与电机输出端驱动相连的初级齿轮，所述曲柄的边缘沿周向成型有一圈外齿圈，所述初级齿轮和外齿圈直接啮合或通过至少一个中间齿轮间接啮合或通过链条传动。如此通过初级齿轮、外齿圈的啮合进行减速，适当降低电机的转速，保证筒体的转动精度。

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、本发明的步进驱动机构采用槽轮结构，成本低，涉及部件少，减小分集水器的占用空间，并且槽轮结构定位准确，保证筒体上的第二通孔和壳体上的第二开口能够对准，如此可以允许电机有一定的转动误差，即使长时间使用后电机有一定的角度偏差，因为槽轮结构的设置，筒体依然能准确转动至预定的位置。

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中的筒体的结构示意图；

图6为图4中的筒体的平面展开图；

图7为图4中的检测件的结构示意图；

图8为图4中的步进驱动机构的结构示意图(销轴刚进入条形槽)；

图9为图4中的步进驱动机构的结构示意图(销轴完全进入条形槽)；

图10为图4中的步进驱动机构的结构示意图(销轴即将与条形槽脱离接触)；

图11为图9中的部件尺寸参数示意图。

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1～11所示，本优选实施例的分集水器包括有壳体1、筒体3以及步进驱动机构5，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1～4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，第一端封闭)，筒体3的外周壁沿轴向间隔设有三组第二通孔组3a，每组第二通孔组3a对应一个第二开口12，且每组第二通孔组3a包括至少两个沿筒体3周向间隔设置的第二通孔32；所有第二通孔组3a在筒体3上沿周向分布成至少三排，位于一排的第二通孔32的中心分布在与筒体3轴线平行的同一条直线上。至少其中两组第二通孔组3a的第二通孔32数量不同，且至少其中两组非相邻的第二通孔组3a中，至少有两个第二通孔32的中心分布在与筒体3轴线平行的同一条直线上，使得非相邻的第二开口12处能同时有水流通过。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。

步进驱动机构5作用于筒体3、能驱动筒体3步进地转动，从而使第二通孔32间歇地转动至对应的第二开口12处，使得不同数量和不同位置的第二开口12被连通。当第二通孔32转动至对应的第二开口12处时，第二开口12与筒体3连通，此时第二开口12处有水流通过；当第二通孔32转动至与对应的第二开口12错开时，第二开口12被筒体3的外周壁封堵，此时第二开口12处没有水流通过，水路如图2中虚心箭头所示。

壳体1外部设有与壳体1相连的容置部7，步进驱动机构5容置于该容置部7内，该容置部7位于远离壳体1的第一开口11的一端。

如图4、8～11所示，步进驱动机构5包括电机51以及槽轮结构，电机51输出轴上套设有初级齿轮54，槽轮结构包括曲柄52和槽轮53，容置部7内固定设有第一安装轴71，曲柄52转动安装于第一安装轴71上，筒体3的第一端端壁上固定设有延伸出壳体1的第二安装轴33，槽轮53固定安装于第二安装轴33上。

曲柄52的端面上固定设有转盘521以及位于转盘521一侧的销轴522，槽轮53边缘沿周向具有多个弧形凹边531，相邻两个弧形凹边531之间设置有能容销轴522适配在其中的条形槽532，每个条形槽532沿槽轮53的径向延伸，槽轮53上的所有条形槽532沿槽轮53周向旋转对称布置。

转盘521的周缘由与槽轮53的弧形凹边531相适配的第一圆弧523和朝向第一圆弧523的圆心凹陷的第二圆弧524相连而成，为了防止条形槽532和销轴522之间产生干涉而影响销轴522进入或脱离条形槽532，条形槽532的宽度略大于销轴522的外径，且第一圆弧523的半径为r1，槽轮53的弧形凹边531的半径为r3，r1＝r3，且在转盘521的第一圆弧523至少局部与槽轮53的弧形凹边531贴合时，第一圆弧523和前述弧形凹边531的圆心重合；曲柄52上的销轴522转动一周的轨迹为半径为r4的第一圆形525，销轴522的半径为r5，转盘521的第一圆弧523与第一圆形525的圆心重合，且r4>＝r1+r5；槽轮53的边缘转动一周的轨迹为为半径为r6的第二圆形533，转盘521的第二圆弧524的半径为r2，在第二圆弧524与第二圆形533贴合时二者圆心重合，且r2>＝r6；槽轮53上的各条形槽532长度为l，第一圆形525和第二圆形533之间的圆心距离为d，l>r6+r4+r5-d；并且在销轴522刚进入条形槽532的瞬间(如图8所示)以及销轴从条形槽532内移出二者即将脱离接触的瞬间(如图10所示)，条形槽532的轴线与第一圆形525相切。

在曲柄52转动的状态下，槽轮53时而转动、时而静止，具体工作过程如下：曲柄52以等角速度作连续回转，当转盘521上的销轴522未进入槽轮53的条形槽532时，由于槽轮53的弧形凹边531被转盘521的第二圆弧524卡住，故槽轮53不动。

当转盘521上的销轴522进入槽轮53的条形槽532时，此时槽轮53的弧形凹边531与转盘521的第一圆弧523相贴合，如图8所示，此后，槽轮53受销轴522的驱使而转动，如图9、10所示，销轴522离开条形槽532后，槽轮53的弧形凹边531又被卡住，槽轮53又静止不动，直至销轴522再次进入槽轮53的另一个条形槽532时，又重复上述运动，所以，槽轮53作时动时停的间歇运动

电机51输出轴上套设有初级齿轮54，曲柄52的边缘沿周向成型有一圈外齿圈55，初级齿轮54和外齿圈55直接啮合以带动曲柄52转动。当然，初级齿轮54和外齿圈55也可通过至少一个中间齿轮间接啮合或通过链条传动。

另外，槽轮53的分度根据筒体3所需的转动角度设置，比如为4分度(具有4个条形槽532)、6分度(具有6个条形槽532)、8分度(具有8个条形槽532)等。

参考图6，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，第二通孔组3a有3组共7排。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。

当筒体3转动至第一排时，1号第二开口12与对应的第二通孔32连通，1号第二开口12处有水流过；

当筒体3转动至第二排时，2号第二开口12与对应的第二通孔32连通，2号第二开口12处有水流过；

当筒体3转动至第三排时，3号第二开口12与对应的第二通孔32连通，3号第二开口12处有水流过；

当筒体3转动至第四排时，1号和2号第二开口12分别与对应的第二通孔32连通，1号和2号第二开口12处均有水流过；

当筒体3转动至第五排时，1号和3号第二开口12分别与对应的第二通孔32连通，1号和3号第二开口12处均有水流过；

当筒体3转动至第六排时，2号和3号第二开口12分别与对应的第二通孔32连通，2号和3号第二开口12处均有水流过；

当筒体3转动至第七排时，1号、2号和3号第二开口12分别与对应的第二通孔32连通，1号、2号和3号第二开口12处均有水流过。

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。

如图4、7所示，各第二开口12内均设有安装架6，安装架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上转动安装有检测件2，本实施例中，检测件2为涡轮。

如图3所示，控制中心通过涡轮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，然后再通过涡轮上的传感器确认是否执行正确。

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。