专利名称：开放式水箱人工上水免溢阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种阀体结构装置，尤其是一种带有球塞的免溢阀。
技术背景
热水器水箱分为封闭式和开放式，现有太阳能热水器多采用开放式水箱， 其特点为当水温升高或沸腾时水箱内外连通可避免水箱内压力过高，降低真空 管与水箱密封连接的技术难度。太阳能水箱上水控制分为自动控制和人工控 制。现有实际应用中的太阳能热水器自动上水控制装置一般采用液位传感技术 和电磁阀开关控制，优点为使用方便，但成本较高，且电的使用不适于热水器 潮湿的工作环境，因此应用并不普遍。现实中人工方法是太阳能水箱上水控制 的主要手段， 一般根据回水管的回水反馈来关闭上水阀门。如果回水滞后时间 大于水箱注水淹没回水管口到由通气口溢出时间，就会发生冒水事件。回水滞 后时间与热水器安装距离有关，而水箱注水淹没回水管口到由通气口溢出时间 与箱内回水管高度和上水流速有关，实际应用中很难对人工上水过程的冒水情 况进行控制。
笔者在居住地区实际调査32个人工上水太阳能热水器用户，其中81.25%
的用户表示在及时关闭情况下的人工上水过程中有冒水情况发生，其余为不清 楚是否冒水。同时，如果疏忽忘记及时关闭上水阀门，人工上水发生冒水事件
几率即为100%。调查60户顶楼住户，95%住户认为冒水是太阳能热水器损害 楼顶保温层的最大因素；有91.67%住户不同意楼下住户在楼顶安装太阳能热 水器，其中52.72%住户表示如果热水器没有冒水问题将能够接受安装。可见 人工上水的冒水问题已经成为影响太阳能热水器推广使用的一个关键因素。 发明内容
为了克服太阳能热水器水箱人工上水过程中水满外溢造成的冒水问题，本 实用新型提供了一种开放式水箱人工上水免溢阀，它能够实现开放式水箱水满 通气口自动关闭功能，上水阀门关闭后能够自动解除通气口关闭。
本实用新型采用的技术方案是 一种开放式水箱人工上水免溢阀，该免溢
阀包括下壳体、托架、上壳体和球形浮塞，所述下壳体的下端与热水器水箱排
3气管连接，上端依次安装具有托架和上壳体，上壳体的上端设置通气管，下端 和托架构成的空腔内设置可弹性变形的、密度远小于水的且直径大于通气管内 径的球形浮塞。
作为本实用新型的一种优选方式，所述上壳体的内腔自下而上分为四级结 构，其中， 一级为内径显著大于球形浮塞的直径的圆柱内腔，二级为内径微大 于球形浮塞的直径的圆柱内腔，三级为内径与球形浮塞的直径相同的球面内 腔，四级为内径小于球形浮塞的直径的内腔。
作为本实用新型的一种优选方式，所述托架为辐条式或者筛网状结构。 作为本实用新型的一种优选方式，所述上壳体的上端设置的通气管具有弯 头结构。
本实用新型的有益效果完全机械结构、避免了潮湿环境下电路安全问题， 适合热水器使用环境；结构简单、加工成本低；安装方便，有利于现有太阳能 热水器应用。它是在开放式水箱的通气管处连接装有球形浮塞的免溢阀，当水 箱水满由通气管溢出进入免溢阀腔体，浮塞在充水腔体内浮力和压力作用下封 闭通气口，避免水满外溢冒水，能够实现开放式水箱水满通气口自动关闭功能， 上水阀门关闭后能够自动解除通气口关闭。它不仅可以方便地应用到现有的人 工上水太阳能热水器上免除冒水之患，同时也能使未来的太阳能热水器水箱内 回水管高度设计指标不必考虑冒水因素而更加科学合理。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细具体的说明。
图1为开放式水箱人工上水免溢阀结构剖视图2为托架结构主视图3为太阳能热水器水箱水路结构示意图4为开放式水箱人工上水免溢阀工作示意图。
具体实施方式
开放式水箱人工上水免溢阀能够实现开放式水箱水满通气口自动关闭功 能，避免人工上水关闭阀门不及时造成的冒水事故。它是在开放式水箱的通气 管5处连接装有球形浮塞4的免溢阀，当水箱水满由通气管溢出进入免溢阀腔体，浮塞在充水腔体内浮力和压力作用下封闭通气口，避免水满外溢冒水。
由
图1可见，免溢装置包括下壳体1、托架2，上壳体3和球形浮塞4。下 壳体l的上下两端具有内螺纹，下端与热水器水箱排气管连接，上端依次安装 具有外螺纹的托架2和上壳体3。托架2为辐条式或者筛网状结构，图2为托 架2的结构图，该结构在免溢阀开通状态一方面能够对球形浮塞4提供支撑又 能保障水流和气流畅通。上壳体3具有四级内腔结构 一级为直径显著大于球 形浮塞4直径的圆柱内腔，保证免溢阀开通状态通气顺畅；二级为直径微大于 球形浮塞直径4的圆柱内腔，当球形浮塞4受压弹性变形后与腔壁紧密接触能 够形成环形密封结构，上水阀门关闭压力消除弹性变形恢复后密封解除球形浮 塞4回落；三级为与球形浮塞4直径相同的球面内腔，球形浮塞4在浮力作用
下与之形成初级密封结构；四级为正常通气管内径尺寸，并具有弯头避免异物 落入。球形浮塞4整体密度远小于水，保证当水箱水满溢入免溢阀腔体后迅速 上浮进入二级内腔，同时它在一定压力情况下具有一定的弹性变形，可保证二 级内腔内环形密封结构的形成。
图3中包括通气管5、水箱6、上下水管7和回水管8。
背景技术：
中己经介 绍人工上水中发生冒水情况的过程和原因，下面结合图3和图4说明开放式水 箱人工上水免溢阀防止冒水的工作过程。
当水箱满后水经过通气管5溢入免溢阀腔体，球形浮塞4上浮进入二级内 腔。首先球形浮塞4在浮力作用下与三级内腔壁通过紧密接触形成初级密封结 构，当上水压力在阀腔内进一步增大引起球形浮塞4的弹性变形使之与二级内 腔壁紧密接触形成第二层密封结构，这样免溢阀实现水箱通气口关闭。当上水 阀门关闭，上水压力消失，腔内压强等于大气压强与回水管内水柱压强之差而 小于大气压强，球形浮塞4弹性变形消失并在压力差和自身重力作用下回落到 一级内腔中的托架2上，免溢阔开通恢复通气。
权利要求1.一种开放式水箱人工上水免溢阀，其特征在于该免溢阀包括下壳体(1)、托架(2)、上壳体(3)和球形浮塞(4)，所述下壳体(1)的下端与热水器水箱排气管连接，上端依次安装具有托架(2)和上壳体(3)，上壳体(3)的上端设置通气管，下端和托架(2)构成的空腔内设置可弹性变形的、密度远小于水的且直径大于通气管内径的球形浮塞(4)。
2. 根据权利要求1所述的开放式水箱人工上水免溢阀，其特征在于所述 上壳体(3)的内腔自下而上分为四级结构，其中， 一级为内径显著大于球形 浮塞(4)的直径的圆柱内腔，二级为内径微大于球形浮塞(4)的直径的圆柱 内腔，三级为内径与球形浮塞(4)的直径相同的球面内腔，四级为内径小于 球形浮塞(4)的直径的圆柱内腔。
3. 根据权利要求1或2所述的开放式水箱人工上水免溢阀，其特征在于: 所述托架(2)为辐条状或者筛网状的结构。
4. 根据权利要求3所述的开放式水箱人工上水免溢阀，其特征在于所述 上壳体(3)的上端设置的通气管具有弯头结构。
专利摘要本实用新型涉及一种阀体结构装置，尤其是一种带有球塞的免溢阀，该免溢阀包括下壳体(1)、托架(2)、上壳体(3)和球形浮塞(4)，所述下壳体(1)的下端与热水器水箱排气管连接，上端依次安装具有托架(2)和上壳体(3)，上壳体(3)的上端设置通气管，下端和托架(2)构成的空腔内设置可弹性变形的、密度远小于水的且直径大于通气管内径的球形浮塞(4)。该免溢阀能够实现开放式水箱水满通气口自动关闭功能，上水阀门关闭后能够自动解除通气口关闭。
文档编号F16K1/14GK201301967SQ200820106609
公开日2009年9月2日 申请日期2008年11月15日 优先权日2008年11月15日
发明者崔建新, 高海波 申请人:燕山大学