一种防冻阀的制作方法

【技术领域】

本发明专利涉及一种防冻阀。

背景技术：

在我国北方绝大部分地区，冬天的温度普遍低于0℃。当燃气热水器处于非工作状态，水路系统中充满了冷水时，若整机安装在冷阳台或外界冷风通过排烟管形成倒灌，会导致热水器内部温度骤降，极易发生管路冻裂并漏水。现阶段普遍采用的防冻措施有三种：

一是采用安全阀，即不使用时将热水器水路系统排空，此方法能有效防冻但容易因用户遗忘而出现管路冻裂；

二是采用电加热组件，能通过温控器感知水路温度，当其低于闭合点温度时，加热组件对水路系统进行较为全面的快速加热，该方法防冻效果较好，也是现阶段主流的防冻措施，但该组件功率一般在90w左右，长时工作的耗电量较大，按8年使用年限计算，电辅热的运营成本在600元左右，成本较高且存在停电无法工作的隐患；

三是增设防倒风管，即在排烟管与热水器间增加防倒风管组件，以单向阀保证烟气顺利排出的同时外界冷风无法通过烟管进入热水器内部，此方法现有技术已较为成熟且能明显减少热水器冻裂事故发生，然而该方法仅为阻止冷风倒灌，对于热水器安装在冷阳台的情况无明显效果，故一般用该方法与前面两种结合使用。

现有技术方案在密封结构设计中，多采用橡胶密封方案，但橡胶密封可靠性低，不耐磨且易老化，长期处于滑动和挤压状态，容易因老化而失效。且在橡胶密封方案中，往往需要为橡胶设计足够的支撑骨架，增加了整体结构的复杂程度，进一步降低可靠性。

由于存在上述问题，有必要对其提出解决方案，本发明正是在这样的背景下作出的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种防冻阀，针对现有技术现状，以更低的成本更可靠有效的方式实现热水器自动防冻功能；同时实现该方案易通用及易装拆。

为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：

一种防冻阀，其特征在于：包括壳体1，在所述壳体1内设有空腔10，在所述壳体1一端设有与热水器出水端连接的进水口11，在所述壳体1另一端设有排水口12，在所述空腔10内设有阀件2，在所述阀件2上连接有能随环境温度变化从而打开或者关闭所述阀件2的热敏元件3。

如上所述阀件2包括卡入所述壳体1内壁的静密封片21，在所述静密封片21上设有过水孔210，在所述静密封片21侧边设有能堵住或者打开所述过水孔210的动密封片22，在所述动密封片22上连接有带动所述动密封片22动作的驱动组件23。

如上所述驱动组件23包括抵靠在所述壳体1内壁与热敏元件3之间的顶杆231，卡入所述壳体1内壁的静驱动块232，设在所述热敏元件3与所述动密封片22之间的上楔块233、下楔块234、复位弹簧235，在所述上楔块233上设有上楔块工作斜面2331，在所述下楔块234上设有与所述工作斜面2331对应的下楔块工作斜面2341，在所述下楔块234上设有驱动杆2342，所述驱动杆2342伸出端连接在所述动密封片22上，当环境温度高于设定温度时，所述热敏元件3膨胀，所述顶杆231驱动所述热敏元件3向所述壳体1右侧移动，所述热敏元件3带动所述上楔块233向右侧移动，所述上楔块233通过所述上楔块工作斜面2331和所述下楔块工作斜面2341之间的作用带动所述下楔块234转动，所述驱动杆2342带动所述动密封片22转动，进而堵住所述静密封片21上的所述过水孔210，从而停止排水；当环境温度低于设定温度时，所述热敏元件3收缩，所述热敏元件3向所述壳体1左侧移动，所述复位弹簧235驱动所述下楔块234向所述壳体1左侧移动，在所述下楔块234上设有下楔块第二工作斜面2343，在所述静驱动块232上设有与所述下楔块第二工作斜面2343对应的静驱动块工作斜面2321，所述下楔块234在所述下楔块第二工作斜面2343以及所述静驱动块工作斜面2321的作用下反转，所述驱动杆2342带动所述动密封片22反转，进而打开所述静密封片21上的所述过水孔210，从而开启排水，使水路流动防止结冰。

在如上所述驱动杆2342与所述动密封片22之间设有压块236，在所述压块236上设有中心过水孔2361，在所述压块236圆周外侧面设有供所述驱动杆2342端部卡入的卡槽2362，在所述压块236盘面上设有用于卡入所述动密封片22的卡块2363。

在如上所述壳体1的端部设有调节螺母4，所述排水口12设在所述调节螺母4上，所述顶杆231一端抵压在所述调节螺母4的内壁上，所述顶杆231另一端抵压在所述热敏元件3上。

在如上所述调节螺母4与所述壳体1内壁之间设有用于限定所述静驱动块232位移的固定锁母5，在所述固定锁母5与所述壳体1内壁之间设有第一密封圈61。

在如上所述静密封片21与所述壳体1内壁之间设有第二密封圈62。

在如上所述壳体1的所述进水口11与热水器出水端连接的部位设有第三密封圈63。

本发明的有益效果是：

1、由于北方冬天入户水温不低于4℃，在热水器水路系统处于临界结晶温度前，设法使其处于流动状态，当水路吸收足够的由流动的水携带的热能以及相对流动产生的摩擦热后，水路系统能始终处于临界结晶温度点以上，即可防止其结冰冻裂。

2、本发明密封件采用蝶形陶瓷，寿命比普通橡胶寿命长，可靠性高。

3、本发明利用机械旋转结构，实现自动防冻。

4、本发明利用管路水的余热及迫使水路流动，避免管路结冰，该方案不需要额外消耗能源。

5、本发明该方案能与现有泄压阀接口通用，直接更换，不需额外结构或额外接口，通用化程度极高，易装拆。

【附图说明】

图1为本发明的立体视图。

图2为本发明的爆炸视图。

图3为本发明的正视图。

图4为图3之中的a-a剖视图。

图5为本发明的分解视图。

图6为本发明静驱动块的立体视图。

图7为本发明上楔块的立体视图。

图8为本发明下楔块的立体视图。

图9为本发明压块的立体视图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

如图1至图9所示，一种防冻阀，包括壳体1，在所述壳体1内设有空腔10，在所述壳体1一端设有与热水器出水端连接的进水口11，在所述壳体1另一端设有排水口12，在所述空腔10内设有阀件2，在所述阀件2上连接有能随环境温度变化从而打开或者关闭所述阀件2的热敏元件3，由于北方冬天入户水温不低于4℃，在热水器水路系统处于临界结晶温度前，设法使其处于流动状态，当水路吸收足够的由流动的水携带的热能以及相对流动产生的摩擦热后，水路系统能始终处于临界结晶温度点以上，即可防止其结冰冻裂，本发明密封件采用蝶形陶瓷，寿命比普通橡胶寿命长，可靠性高。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，在本实施例中，所述阀件2包括卡入所述壳体1内壁的静密封片21，在所述静密封片21上设有过水孔210，在所述静密封片21侧边设有能堵住或者打开所述过水孔210的动密封片22，在所述动密封片22上连接有带动所述动密封片22动作的驱动组件23，本方案关键点为两个楔面运动副，密封副为两个陶瓷片。水流从右侧进入，当温度超过开关温度，热动元件膨胀使顶杆位移增大，在复位弹簧压紧作用下，使得上楔块向右侧移动，推动下楔块旋转，带动扇形动密封片旋转形成密封；当温度低于开关温度，热敏蜡收缩使顶杆位移减小，在复位弹簧作用下下楔块左移，在复位弹簧压紧作用下，由于静楔块的楔面作用使得下楔块反向旋转，带动扇形动密封片反向旋转而放水。

如图2、图4、图5在本实施例中，所述驱动组件23包括抵靠在所述壳体1内壁与热敏元件3之间的顶杆231，卡入所述壳体1内壁的静驱动块232，设在所述热敏元件3与所述动密封片22之间的上楔块233、下楔块234、复位弹簧235，在所述上楔块233上设有上楔块工作斜面2331，在所述下楔块234上设有与所述工作斜面2331对应的下楔块工作斜面2341，在所述下楔块234上设有驱动杆2342，所述驱动杆2342伸出端连接在所述动密封片22上，当环境温度高于设定温度时，所述热敏元件3膨胀，所述顶杆231驱动所述热敏元件3向所述壳体1右侧移动，所述热敏元件3带动所述上楔块233向右侧移动，所述上楔块233通过所述上楔块工作斜面2331和所述下楔块工作斜面2341之间的作用带动所述下楔块234转动，所述驱动杆2342带动所述动密封片22转动，进而堵住所述静密封片21上的所述过水孔210，从而停止排水；当环境温度低于设定温度时，所述热敏元件3收缩，所述热敏元件3向所述壳体1左侧移动，所述复位弹簧235驱动所述下楔块234向所述壳体1左侧移动，在所述下楔块234上设有下楔块第二工作斜面2343，在所述静驱动块232上设有与所述下楔块第二工作斜面2343对应的静驱动块工作斜面2321，所述下楔块234在所述下楔块第二工作斜面2343以及所述静驱动块工作斜面2321的作用下反转，所述驱动杆2342带动所述动密封片22反转，进而打开所述静密封片21上的所述过水孔210，从而开启排水，使水路流动防止结冰，所述新型防冻阀，包含调节螺母、顶杆、上楔块、下楔块、复位弹簧、压块、动密封片、静密封片、密封圈、固定锁母、静驱动块及外壳，所述顶杆一端插入热动元件头部，另一端置入调节螺母上的顶杆槽内；所述调节螺母与固定锁母通过螺纹连接；所述固定锁母通过螺纹与外壳连接，且连接后位置固定；所述固定锁母与外壳间通过密封结构进行密封；所述固定锁母与所述静驱动块接触，限制静驱动块的轴向位移；所述热动元件穿过所述静驱动块、上楔块以及下楔块中心孔；所述静驱动块中心孔径大于所述热动元件法兰直径；所述上楔块中心孔径小于所述热动元件法兰直径；所述下楔块中心孔径小于所述热动元件法兰直径；所述复位弹簧套入热动元件，且一端与下楔块接触，另一端与压块接触；所述下楔块与压块通过滑槽滑杆配合；所述下楔块可带动所述压块旋转；所述压块扣入所述动密封片台阶，带动所述动密封片旋转；所述动密封片与所述静密封片的接触面为密封面；所述静密封片通过密封圈与壳体形成密封；所述静驱动块、上楔块以及静密封片通过滑槽与壳体配合；所述静驱动块、上楔块只能沿着壳体轴向滑动而不能旋转；所述壳体、密封圈、静密封皮、动密封片以及压块在复位弹簧压力作用下始终处于压紧状态；所述下楔块、上楔块、热动元件、顶杆以及调节螺母在复位弹簧压力作用下始终处于压紧状态；所述调节螺母可调节热动元件初始位置，进而调节动密封片与静密封片间的初始夹角；所述静驱动块、上楔块以及下楔块通过斜面进行配合，在弹簧力的作用下，静驱动块或上楔块可驱动下楔块进行旋转。

如图1、图2、图4、图5所示，在本实施例中，在所述驱动杆2342与所述动密封片22之间设有压块236，在所述压块236上设有中心过水孔2361，在所述压块236圆周外侧面设有供所述驱动杆2342端部卡入的卡槽2362，在所述压块236盘面上设有用于卡入所述动密封片22的卡块2363，该压块起到良好的过渡作用，实现动密封片的转动以及与下楔块之间的连接。

如图1、图2、图4、图5所示，在本实施例中，在所述壳体1的端部设有调节螺母4，所述排水口12设在所述调节螺母4上，所述顶杆231一端抵压在所述调节螺母4的内壁上，所述顶杆231另一端抵压在所述热敏元件3上，所述热动元件在环境温度从0℃升高到4℃时，所述推杆端面向外移动距离大于或等于1mm；所述热动元件在环境温度从10℃下降到0℃时，所述推杆端面向内移动距离大于或等于1mm，所述壳体前端设置有通用接口，用于接入热水器；所述壳体内部设置有静密封皮滑槽，用以阻止静密封片转动；所述壳体内部设置有上楔块滑槽，使得上楔块只能沿轴向滑动而不能转动；所述壳体内部设置有静驱动块滑槽，使得静驱动块只能沿轴向滑动而不能转动；所述壳体内部设置有调节螺纹，方便调节螺母调节防冻工作温度。

如图1、图2、图4、图5所示，在本实施例中，在所述调节螺母4与所述壳体1内壁之间设有用于限定所述静驱动块232位移的固定锁母5，在所述固定锁母5与所述壳体1内壁之间设有第一密封圈61，所述静驱动块设置有凸筋；所述静驱动块通过凸筋沿静驱动块滑槽滑动但不能转动；所述静驱动块设置有驱动斜面，用以驱动下楔块转动。

如图1、图2、图4、图5所示，在本实施例中，在所述静密封片21与所述壳体1内壁之间设有第二密封圈62。

如图1、图2、图4、图5所示，在本实施例中，在所述壳体1的所述进水口11与热水器出水端连接的部位设有第三密封圈63。

如图1、图2、图4、图5所示，在本实施例中，所述上楔块设置有凸筋；所述上楔块通过凸筋沿上楔块滑槽滑动但不能转动；所述上楔块设置有驱动斜面，用以驱动下楔块转动。

如图1、图2、图4、图5所示，在本实施例中，所述下楔块设置有滑杆，滑杆与压块滑槽配合，在下楔块旋转时带动压块旋转；所述下楔块设置有工作斜面，与静驱动块的驱动斜面配合，在顶杆缩短时驱动下楔块顺时针旋转；所述下楔块设置有工作斜面，与上楔块驱动斜面配合，在顶杆伸长时驱动下楔块逆时针旋转。

如图1、图2、图4、图5所示，在本实施例中，所述静密封皮设置有凸筋；所述静密封片通过凸筋与静密封片滑槽配合定位；所述静密封片设置有过水孔，当动密封片与静密封片达到一定夹角时露出过水孔排水。

如图1、图2、图4、图5所示，在本实施例中，所述压块设置有滑槽，下楔块滑杆配合，使得滑杆转动时带动压块转动；所述压块设置有卡位，与动密封片台阶配合，在复位弹簧作用下将动密封片与静密封片压紧密封，同时在压块旋转时可带动动密封片旋转。

如图1、图2、图4、图5所示，在本实施例中，所述调节螺母设置有排水口，用于排出低温水。