专利名称：太阳能热水器的自动控制阀的制作方法
技术领域：
本实用新型申请涉及太阳能热水器的配套使用件控制阀门，特别是一种将上水自动关闭、止回，热水排放及冷热调节等功能合为一体的自动控制阀，属机械领域。
目前太阳能热水器的安装形式均为“落水式”，在使用过程中均由人工操作阀门控制。如
图1所示，打开阀门1，自来水6经过管道5给室外水箱3上水，当水箱3上的溢水管4有水流出时，表明水箱已满，此时关闭阀门1。当需要使用水箱水经过太阳能照射的热水时，打开阀门2，通过喷头7淋浴，此时水的冷热微调可打开阀门1控制。上述过程中阀门1的上水控制必须是人不能离开，否则上水满后会造成自来水浪费，另外，若上水过程中，恰遇自来水停水，若人员不在场关闭阀门1，会造成水箱水向下倒流，造成热水器空晒损坏。另外自来水压力不够上水较慢时，人员在场造成人力和时间的浪费。
本实用新型针对上述使用缺陷，设计了一种水箱满后上水自动关闭，防止回流，热水排放冷热调节等功能合一的自动控制阀体，无需人员在场照看。它的基本原理及构思是利用水箱水上满后的溢流水压的变化带动水压传感体并通过弹簧的作用，使柱塞阀往复直线位移及手工柱塞阀芯旋转调整，在柱塞阀芯上的不同位置设置的孔，槽分别对准自来水进水口，达到自动停止上水，防止回流及冷热调节的目的。
为了达到上述目的，本实用新型阀体采用了如下结构阀体管状外壳上设有自来水进水口，自来水上(下)水口，溢流进水口及溢流出水口，自来水上(下)水口又分支出两出口，一出口接水箱，另一出口接淋浴头构成三通，溢流进水口接水箱顶部溢流管，在溢流进水进入壳体的内腔中设置一水室，水室上设有排气(水)孔，与壳体内腔及溢流出水口相通，水室上的排气(水)口小于溢流进水口，水室的压力输出与一传动杆相连，传动杆作用在一控制杆的一端，控制杆的另一端是一铰支点，铰支点设在与壳体联接的内腔支座上。在控制杆受传动杆作用的一端作用一弹簧，弹簧另端作用在平行传力杆的壳体内腔上，控制杆的弹簧作用点与铰支点之间设有定位卡口，阀芯是一圆柱体，位于壳体内腔中心，一端制成锥状，锥尾设有台阶与控制杆的卡口相配，锥部打内孔，内孔中设有弹簧，弹簧一端作用于孔底，另一端伸出孔口作用于与壳体联接的内腔支座上。阀芯外圆柱与阀套内腔动配合，阀套外圆柱与壳体内腔静配合，阀套两侧与壳体上的自来水进水口及自来水上(下)口相对应的位置开设有径向通孔，一侧进水，一侧出水，阀套出水口与自来水上(下)水口的交界处制成台阶孔状，台阶处设置一止回钢球，钢球直径大于阀套出水口径，钢球由一弹簧作用，弹簧另端由销钉限位，钢球、弹簧及销钉均置于壳体上(下)水口与三通接头联接的水流通道内，阀芯另端穿过与外壳联接的阀盖中心孔，中心孔与阀芯外圆之间有间隙，阀芯顶端联接一调节旋钮，旋钮下部为“一”字形，在阀芯弹簧处于压缩状态时，它卡在阀盖顶部设置的“一”字形槽内，在阀芯弹簧由压缩向自由状态变形时，阀芯伸出，旋钮脱离阀盖槽，在阀芯中段沿阀芯长度分别设有一圆周方向开设的槽和一只贯通径向的孔，槽与孔的中心距与阀芯的直线运动行程一致为L，但L小于阀芯弹簧变形行程，孔与槽均大于溢流进出水室上的排气(水)孔。
所说水压传感体的水室结构是弹性薄膜型，它是在溢流进水进入壳体的内腔中设置一弹性传感膜，此膜通过支架固定于壳体上，膜的一侧与溢流进口壳体内腔之间形成水室，膜的另一侧与传动杆相连。
所说水压传感体的水室结构是移动活塞型，它是在溢流进水进入壳体的内腔中设置一杯状空心活塞体，杯底外侧与传动杆相连，活塞体在活塞套中往复移动，活塞套与壳体固定，活塞套上开口与溢流进口相通。
外壳体上开设的自来水进出口，自来水上(下)水口，溢流进水口及溢流出水口最好应在一个平面内，且自来水口与自来水上(下)水口对应，溢流进水口与溢流出水口的对应，溢流进水口大于水室排气(水)口。
阀芯上开设的圆周槽也可用与阀芯上另一径向通孔相垂直的径向通孔替代，两孔之间的中心距仍应为阀芯直线运动行程L，两孔孔径均应大于水室的排气(水)孔径。
以下结合附图及实施对本实用新型的结构及工作过程作进一步说明。
图1为现有太阳能热水器的安装使用示意图；图2为本实用新型一体阀的结构图；图3为本实用新型一体阀的另一种术室结构。
图2中，外壳17制成管状台阶式，上、下分别有阀盖16和阀底盖27联接，外壳上开设有自来水进水口19以及壳体另侧与之相对应的上(下)水口，上(下)水口接出三通体32，用螺钉34固定在上(下)水口处，三通分支出二路，出口8通过上(下)水管接水箱，出口13接淋浴器。溢流进水口嘴3接水箱上溢流出口，水嘴3活动联接在支架1上，支架1联接在外壳体溢流进水口上，并用螺钉31与阀底盖27联接，在壳体另一侧对应处有溢流出水嘴23联接在壳体溢流出口上。图2中所示状态为正在向水箱上水状态，此时弹簧7、9处于压缩或半压缩状态，弹簧24处于自由状态，自来水由进水口19进入壳体，通过阀套18上与之对应的孔37再经阀芯上对应周向槽20进水，并经槽20通过阀套孔37的另一侧37’出水，由于三通内止回球10受弹簧9的压迫(弹簧9由限位销钉33定位在三通体内)，定位在阀套孔出水口37’的台阶面上，进水压力使球体10转动及回压弹簧9使球体10湍动，水可通过球与孔之间的动态间隙流入三通，并由出口8通向水箱，此时三通另一淋浴口13由人工阀口12关闭(系普通水阀)。当水箱上水满时，水箱溢流由溢水管径溢水进口3流入阀壳内由弹性皮膜4及支架1组成的水室2内，弹性膜4是由压圈30通过螺钉29固定在支架1上的，水室2中的水经排气(水)口6排至内腔，但排气(水)口的排水流量小于溢流进口3的流量，故水室2内的水迅速增多，水压增大，当其水压大于弹簧24的弹力时，水压推动皮膜4带动与之联接的传动杆25并通过销26带动控制杆22压缩弹簧24，使控制杆22绕固定在支座5上的支点36向右摆动，使其卡口与阀芯锥尾台阶脱离，阀芯11在弹簧7的作用下向上运动，当阀芯向上直线移动至阀盖16限位时，即行程为L，此时因进水槽20上移，离开了进水孔37的位置，故进水通路切断，自动停止上水，钢球10在弹簧9的压力下顶住了孔37的出口一侧台阶面上，防止了水箱水通过上(下)水管的回流，由于水箱水满上水停止，故无溢流进水，水室2内的积水很快经孔6通过内腔及溢流出口23排出，水室2内无水后水压下降，则弹簧24恢复过程中将控制杆向左推至起始位置。由于阀芯上移，此时阀芯上的径向通孔21也移动至与阀套孔37中心对齐，但此时孔21的方向并未与孔37同向，相差90°，此时因阀芯上移，故阀芯顶端旋钮15也脱离了阀盖上的限位槽14。如果此时水热了需要淋浴，打开淋浴阀12，则淋浴头13出热水，如嫌水太热，可旋转调节旋钮15，使阀芯11在阀套内转动，当孔21与孔37开始对齐时，即有冷水进入，孔21与孔37轴线完全对齐时，冷水进水量最大通过孔37出口推动球10进冷水，与水箱来的热水混合后通向淋浴出口，冷热调节完全由手动调节阀芯的转动角度即调节冷水进水混合量直至适合为止。淋浴完后向水箱上水，只要把旋钮15旋至与阀盖槽14对准，孔21已不再和孔37对齐，而又回到互差90°的位置，此时向下压旋钮15，即使阀芯下移并压缩弹簧7，使阀芯头部锥体下移后台阶面又卡在控制杆的卡口上，槽20与孔37对齐，此时即可重复开始的上水过程。图3与图2不同的地方只是溢流进水水室的水压传感体不一样，用一只在水压作用下的移动活塞代替弹性皮膜，当溢流进水进入活塞空腔水室2后，通过排气(水)孔6排出，但排气(水)口6小于溢流进水口3的流量，故水室2的压力迅速增大，当水室压力大于弹簧24的弹力时，活塞4右移，并通过传动杆25带动控制杆22压缩簧24，使控制杆与阀芯脱钩，其余过程同图2过程。1为活塞套，与壳体用螺钉30固定，26为弹簧24的定位孔，29为控制杆定位槽。
本实用新型将上水自动关闭，防止回流，冷热水调节功能合于一阀完成，节约了人员上水时必须在场的麻烦，水箱满后自动停止上水，停水时防止水箱水回流，节约了水源，使用也极为方便。
权利要求1.一种太阳能热水器自动控制阀，含阀体外壳及阀芯等部件，其特征是阀体管状外壳上设有自来水进水口，自来水上(下)水口，溢流进水口及溢流出水口，自来水上(下)水口又分支出两出口，一出口接水箱，另一出口接淋浴头构成三通，溢流进水口接水箱顶部溢流管，在溢流进水进入壳体的内腔中设置一水室，水室上设有排气(水)孔，与壳体内腔及溢流出水口相通，水室上的排气(水)口小于溢流进水口，水室的压力输出与一传动杆相连，传动杆作用在一控制杆的一端，控制杆的另一端是一铰支点，铰支点设在与壳体联接的内腔支座上，在控制杆受传动杆作用的一端作用一弹簧，弹簧另端作用在平行传力杆的壳体内腔上，控制杆的弹簧作用点与铰支点之间设有定位卡口，阀芯是一圆柱体，位于壳体内腔中心，一端制成锥状，锥尾设有台阶与控制杆的卡口相配，锥部打内孔，内孔中设有弹簧，弹簧一端作用于孔底，另一端伸出孔口作用于与壳体联接的内腔支座上，阀芯外圆柱与阀套内腔动配合，阀套外圆柱与壳体内腔静配合，阀套两侧与壳体上的自来水进水口及自来水上(下)口相对应的位置开设有径向通孔，一侧进水，一侧出水，阀套出水口与自来水上(下)水口的交界处制成台阶孔状，台阶处设置一止回钢球，钢球直径大于阀套出水口径，钢球由一弹簧作用，弹簧另端由销钉限位，钢球、弹簧及销钉均置于壳体上(下)水口与三通接头联接的水流通道内，阀芯另端穿过与外壳联接的阀盖中心孔，中心孔与阀芯外圆之间有间隙，阀芯顶端联接一调节旋钮，旋钮下部为“一”字形，在阀芯弹簧处于压缩状态时，它卡在阀盖顶部设置的“一”字形槽内，在阀芯弹簧由压缩向自由状态变形时，阀芯伸出，旋钮脱离阀盖槽，在阀芯中段沿阀芯长度分别设有一圆周方向开设的槽和一只贯通径向的孔，槽与孔的中心距与阀芯的直线运动行程一致为L，但L小于阀芯弹簧变形行程，孔与槽均大于溢流进出水室上的排气(水)孔。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水器自动控制阀，其特征是所说水压传感体的水室结构是弹性薄膜型，它是在溢流进水进入壳体的内腔中设置一弹性传感膜，此膜通过支架固定于壳体上，膜的一侧与溢流进口壳体内腔之间形成水室，膜的另一侧与传动杆相连。
3.根据权利要求1所述的太阳能热水器自动控制阀，其特征是所说水压传感体的水室结构是移动活塞型，它是在溢流进水进入壳体的内腔中设置一杯状空心活塞体，杯底外侧与传动杆相连，活塞体在活塞套中往复移动，活塞套与壳体固定，活塞套上开口与溢流进口相通。
4.根据权利要求1或2或3所达的太阳能热水器自动控制阀，其特征是外壳体上开设的自来水进出口，自来水上(下)水口，溢流进水口及溢流出水口应在一个平面内，且自来水口与自来水上(下)水口对应，溢流进水口与溢流出水口的对应。
5.根据权利要求1或2的述的太阳能热水器自动控制阀，其特征是阀芯上开设的圆周槽也可用与阀芯上另一径向通孔相垂直的径向通孔替代，两孔之间的中心距仍应为阀芯直线运动行程L，两孔孔径均应大于水室的排气(水)孔径。
6.根据权利要求1或3的述的太阳能热水器自动控制阀，其特征是阀芯上开设的圆周槽也可用与阀芯上另一径向通孔相垂直的径向通孔替代，两孔之间的中心距仍应为阀芯直线运动行程L，两孔孔径均应大于水室的排气(水)孔径。
7.根据权利要求4的述的太阳能热水器自动控制阀，其特征是阀芯上开设的圆周槽也可用与阀芯上另一径向通孔相垂直的径向通孔替代，两孔之间的中心距仍应为阀芯直线运动行程L，两孔孔径均应大于水室的排气(水)孔径。
专利摘要本实用新型提供了一种太阳能热水器的自动控制阀,它是一种水箱满后上水自动关闭,防止回流、热水排放冷热调节等功能合一的自动控制阀体,无需人员在场照看。它的基本原理及构思是利用水箱水上满后的溢流水压的变化带动水压传感体并通过弹簧的作用、使柱塞阀往复直线位移及手工柱塞阀芯旋转调整,在柱塞阀芯上的不同位置设置的孔、槽分别对准自来水进水口,达到自动停止上水,防止回流及冷热调节的目的。
文档编号F24J2/40GK2304871SQ9723700
公开日1999年1月20日 申请日期1997年9月5日 优先权日1997年9月5日
发明者王长春 申请人:王长春