错开时关闭。
[0043]如图1所示，为实现水箱两端阀门4的联动，将阀门套筒42用硬质连杆3固定连接，同时连杆3还起到活塞导杆和防止活塞倾斜的作用。作为优选，阀门套桶42和连杆3可以采用过盈配合或螺丝进行固定连接。
[0044]为把活塞移动的直线推力转换成转动阀门的扭力，在阀门体设置一个扭力楔43，其结构如图10所示，扭力楔43上开有定位孔，如图11所示，芯筒41对应位置亦开有定位孔，二者通过定位销45固定连接，使其在周向上不发生相对移动。在阀门套筒42上安装有一个可以沿套筒42滑动并沿扭力楔滑动并被动转动的扭力环47，带动套筒42实现转动。扭力环47在回位弹簧46的作用下可以在完成转动，活塞回程时回位，为下次扭转做好准备。
[0045]在活塞移动推动阀门转动的过程中会出现两端阀门处于相同状态的“过渡状态”，即两端的进排水孔都处于半开闭状态，这时活塞两侧压力平衡，移动停止，状态转换无法实现。为解决这一问题，采用三项措施:一是在芯筒41的开孔形式上采用正反两个L形孔的设计，即芯筒的进水孔、排水孔均为L型，方向相反，如图11所示，套筒的开孔为矩形，如图7所示。L形孔的开设可以保证进出水孔在轴向移动一定距离后，阀门在一定的角度范围内转动而不改变进、排水状态；二是实施换向前，阀门套筒42与芯筒41沿轴向滑动一定距离(具体数据根据阀门筒径及进排水孔开设确定)，以实现套筒孔与芯筒L形孔的配合；三是阀门套筒设置扭力柄和储能弹簧，使用时，活塞移动首先推动扭力环轴向滑动(不转动)，轴向滑动完成后，活塞推动扭力环继续轴向滑动，扭力环接触扭力楔斜面，使扭力环被动转动并带动阀门套筒转动(芯筒始终固定)。阀门转动的前段，保持阀门状态的稳定，并给储能弹簧加压储存能量；后段出现“过渡状态”时，利用储能弹簧推动阀门转动完成阀门开闭状态的改变。
[0046]所述阀门芯筒41通过专用进排水接头7与进水管和出水管连接，如图12所示，专用进排水接头7由专用四通71、活接螺纹扩径73、活接外套75和活接挡环76组成，其组成部件结构如图13所示，专用四通71与活接挡环76通过螺纹连接，二者边沿相连接处均开有键槽，连接后通过定位销72固位，使二者不发生周向相对位移；阀门芯筒41通过螺纹与活接螺纹扩径73连接，阀门芯筒41与专用四通71之间放置专用胶垫74并对正位置使进、排水通道连通，活接外套75套于活接挡环76外通过螺纹活接螺纹扩径73紧固连接，使阀门芯筒41与专用四通71在专用胶垫74作用下密封连接。
[0047]工作过程:
[0048]水箱为左右对称结构，假设初始状态活塞停靠在左侧，左侧自动换向阀处于进水状态，则右侧自动换向阀为出水状态。当使用水箱中的热水时，排水管的压力变小，活塞在进水管的水压力下沿着阀门连杆向右侧滑动，右侧水箱的热水被从排水管排出。当活塞移动到扭力环的位置时，活塞会推着扭力环向右移动，当扭力环接触到扭力楔的斜面时，扭力环在活塞的推动和扭力楔的共同作用下带动套筒旋转。右侧的状态变化如图14所示，储能弹簧5在安装时已经被预先压缩，在阀门开始动作前，弹簧5就有一定的弹力，在扭力楔43的限位控制和弹簧5的作用下，阀门套筒处于稳定的状态，如图(a)所示；
[0049]活塞2推动扭力环47轴向移动并沿扭力楔43产生转动初期，弹簧5被继续压缩，直到扭力柄421转动到竖直位置，如图(b)所示，此时弹簧5压缩达到最大值，由于弹簧5的弹力作用线通过阀门套筒42转动圆心，弹力不能对套筒42的转动产生扭矩，阀门套筒42的转动一直依靠活塞2的推力，通过扭力环47沿扭力楔43的相对运动实现；
[0050]扭力柄421转过竖直轴线后，弹簧5的作用力与竖直轴线产生夹角，弹力作用于扭力柄421，对阀门套筒42的扭转力臂L逐渐增加，弹簧5作用力对套筒42产生扭转力矩，如图(c)所示，随着活塞2推动，套筒42转角增加，弹簧5对套筒42扭转力臂L逐渐增加，弹簧5弹力产生的扭转力矩逐渐增加，直到弹簧5产生的扭矩足以克服阀门4扭转阻力，单独推动阀门4转动(该状态在阀门出现过度状态之前达到)，扭力柄受到扭力楔挡铁的限位，使套筒的进水口与芯筒的进水口对接，完成状态转换，即由出水状态转为进水状态。右侧状态的转变会通过阀门连杆传递到左侧，使左侧的阀门随之转动并由进水状态切换到出水状态。此时，右侧开始进水，左侧出水，过程与左侧进水相似。如此反复，保证水箱冷水和热水隔绝，出水始终为热水。
[0051]本实施例活塞式水箱可根据相关标准进行系列化设计制造，通过水箱筒体直径、长度的设计改变而改变水箱的容量；通过对自动换向阀门的直径、开孔形式和转动角度的设计以适应不同流量调整等。
[0052]本实施例活塞式水箱，通过选择不同的材料，可以适用于不同介质、不同温度条件的需要。
[0053]本实施例主要针对水箱系统进行设计制造，加热及温度控制系统不在本发明范围之内，此处不再赘述。
[0054]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换和替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种活塞式水箱，其特征在于，包括水箱、活塞(2)、阀门连杆(3)、2个自动换向阀(4)、2个储能弹簧(5)、2个弹簧支座(6)和2个专用进排水接头(7)，2个自动换向阀(4)对称地安装于水箱两侧中心处，二者在水箱内通过阀门连杆(3)连接，活塞(2)套在阀门连杆(3)上，可以沿阀门连杆(3)在水箱内左右滑动，2个弹簧支座￠)固定于水箱两侧自动换向阀⑷旁边，分别通过一个储能弹簧(5)与自动换向阀⑷连接，2个自动换向阀(4)从水箱内穿出在水箱外同时通过专用进排水接头(7)与进水管和出水管连接。2.根据权利要求1所述的一种活塞式水箱，其特征在于，所述水箱由水箱筒体(11)和水箱封堵(12)组成，二者通过螺栓加密封垫圈固定密封连接。3.根据权利要求2所述的一种活塞式水箱，其特征在于，所述水箱的封堵(7)上下各设一个排气阀和排污阀。4.根据权利要求1所述的一种活塞式水箱，其特征在于，所述自动换向阀(4)由阀门芯筒(41)、阀门套筒(42)、扭力楔(43)、扭力环(47)和回位弹簧(46)组成，阀门套筒(42)套于阀门芯筒(41)外侧，扭力楔(43)通过压紧螺母(44)与定位销(45)固定于阀门芯筒(41)上，阀门套筒(42) —端设有扭力柄(421)，回位弹簧(46)和扭力环(47)由内向外依次套于阀门套筒(42)外侧，阀门套筒(42)外侧设有滑槽，扭力环(47)上设有可置于滑槽内的键，二者通过键周向固位，使得扭力环(47)能够在水箱活塞(2)和回位弹簧(46)的分别作用下沿轴向相对于阀门套筒(42)往复滑动，阀门套筒(42)上的扭力柄(421)与储能弹簧(5)活动连接，使得扭力环(47)在水箱活塞(2)推动下发生转动的前段，带动阀门套筒(42)转动，通过阀门套筒(42)上的扭力柄(421)对储能弹簧(5)施加压力而为弹簧储存能量，当扭力柄(421)转过一定角度后，储能弹簧(5)释放能量，推动扭力柄(421)带动阀门套筒(42)完成最后的转动；阀门芯筒(41)纵向分隔成两个通道，分别为进水通道和排水通道，进排水通道各开一个孔作为进水孔和排水孔；阀门套筒(42)上开两个孔，分别配合芯筒的进、排水孔。5.根据权利要求4所述的一种活塞式水箱，其特征在于，所述阀门芯筒(41)的进、排水孔为方向相反、位置相对的L形孔。6.根据权利要求4所述的一种活塞式水箱，其特征在于，所述阀门套筒(42)的进、排水孔为位置相对的矩形孔。7.根据权利要求4所述的一种活塞式水箱，其特征在于，所述阀门套筒(42)和阀门连杆(3)采用过盈配合或螺丝固定连接。8.根据权利要求4所述的一种活塞式水箱，其特征在于，所述专用进排水接头(7)由专用四通(71)、活接螺纹扩径(73)、活接外套(75)和活接挡环(76)组成，专用四通(71)与活接挡环(76)通过螺纹连接，二者边沿相连接处均开有键槽，连接后通过定位销固位，使二者不发生周向相对位移；所述阀门芯筒(41)通过螺纹与活接螺纹扩径(73)连接，阀门芯筒(41)与专用四通(71)之间放置专用胶垫并对正位置使进、排水通道连通，活接外套(75)套于活接挡环(76)外通过螺纹与活接螺纹扩径(73)紧固连接，使阀门芯筒(41)与专用四通(71)在专用胶垫作用下密封连接。9.根据权利要求1-8任一所述的一种活塞式水箱，其特征在于，所述活塞(2)位于内圆两侧均设有较长的颈部，以防止活塞(2)移动过程中倾斜。10.根据权利要求9所述的一种活塞式水箱，其特征在于，所述活塞(2)中心部位与水箱和阀门连杆(3)连接处均通过密封环进行密封连接，以使左右两侧空间隔绝，水不能由此流通。
【专利摘要】本发明涉及一种活塞式水箱，属于家用电器技术领域。本发明通过将水箱用活塞分隔成两个相互隔绝的空间，经过加热的热水与新充入的冷水隔绝不混合，保证水温相对稳定。在使用时，经过加热的热水一侧(A端)进水阀门关闭，出水阀门打开；另一侧(B端)的进水阀门开启，出水阀门关闭，B端进水压力推动活塞向A端热水(出水)侧移动，将热水压出。当热水排空后，A端进水阀门开启，出水阀门关闭，冷水进入，推动活塞向B端移动；同时，B端水体经过加热达到使用温度，且进水阀门关闭，出水阀门开启，热水在活塞推动下由出水阀门排出，如此循环，实现水温的恒定。对比现有技术，本发明无需外部动力，节约能源，体积小且为纯机械构造，成本较低。
【IPC分类】F16K11/078, F16K31/163, F24H9/00
【公开号】CN105115159
【申请号】CN201510523754
【发明人】王全伟
【申请人】王全伟
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月25日