一种防混水阀及应用该阀的热水器供水系统的制作方法

本发明属于热水器技术领域，具体涉及一种防混水阀及应用该阀的热水器供水系统。

背景技术：

随着消费者对生活品质要求的提高，拥有即开即热功能的“零冷水”燃气热水器越来越普遍。“零冷水”燃气热水器安装时，面对两种实际情况：有回水管和无回水管。对于安装有回水管路的家庭，当用户不处于用热水过程中，热水器检测到管道内的水温低于设定温度时便启动热水器中自带的循环水泵，水泵运转后将使管道中的水流入热水器中进行加热，直到管道中的水被加热到指定温度后水泵停止运行，热水器也停止工作。

对于没有安装回水管路的家庭，目前燃气热水器8在安装时会找到家庭中水路最远端的用水点9(即水龙头)，在此用水点9下面将对应的热水支路821与冷水支路811进行接通，为了防止使用热水时冷水倒灌进热水支路821中，一般会在此处安装一个单向阀0，具体如图1所示，这种连接方式在部分家庭中都是有效的，但这需要满足一个条件，那就是：热水支路821到达最远的用水点9的水阻要大于冷水支路811到达最后一个用水点9的水阻，而现在出现了不少家庭中热水管82接到最远的用水点9的水阻比冷水管81接到最远的用水点9的水阻比要小。这种情况下，在最远的用水点9处，用户开启冷水时水流就会有一部分从冷水支路811流过来，另一部分从热水支路821流过来，发生“混水”，甚至所有的水流都是从热水支路821流过来，这将会使热水器启动，用户在想用冷水的情况下竟然出的是热水，给用户造成极大的困扰。

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，提供一种能避免用户在最远用水点使用冷水时冷水和热水混合的防混水阀。

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，提供一种能避免用户在最远用水点使用冷水时冷水和热水混合的应用上述防混水阀的热水器供水系统。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能防止热水器误开启的应用上述防混水阀的热水器供水系统。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种防混水阀，其特征在于，包括

管体，其内沿轴向分为相互独立的进水区域和出水区域，管体上开设有供热水流入管体的第一通孔以及供冷水流入管体的第二通孔，所述第一通孔和第二通孔均位于进水区域并沿轴向依次间隔设置；

阀杆，能沿管体轴向移动地设于进水区域内，沿冷水水流方向，所述阀杆位于第二通孔的下游，且所述阀杆能在水压作用下朝远离第二通孔的方向移动；

弹性件，作用于阀杆上，使阀杆保持朝靠近第二通孔的方向移动的趋势；

封堵件，能活动地设于管体内，其上设有能与第一通孔对应连通的第三通孔，所述封堵件与阀杆相联动，在阀杆远离第二通孔的状态下，所述封堵件遮蔽第一通孔，在阀杆靠近第二通孔的状态下，第一通孔和第三通孔对应连通；

水管，能沿管体轴向移动地设于管体内，一端与阀杆的朝向出水区域的端部相连，另一端封闭并能移动至出水区域，所述水管的周壁上开设有进水口和出水口，所述进水口始终位于进水区域内，在封堵件遮蔽第一通孔的状态下，所述出水口位于出水区域，在第一通孔和第三通孔对应连通的状态下，所述出水口位于进水区域。

所述封堵件可以有多种结构形式，比如为平板状，但是为了减少在管体内的占用空间，也便于被阀杆带动，所述封堵件呈外周壁和管体的内周壁相接触的管状，所述阀杆穿过封堵件且二者之间相连并具有间距，所述封堵件轴向限位在管体内并能相对管体周向转动，所述第三通孔设于封堵件的周壁上，所述第一通孔设于管体的周壁上。封堵件也呈管状，在管体内占用空间较小，并且能与封堵件良好的适配，通过阀杆的轴向移动带动封堵件周向转动，从而使第三通孔和第一通孔对应连通或错开。

为了使封堵件能被阀杆带动而周向转动，所述封堵件内具有与其轴线平行或重合的中心圈，所述封堵件和中心圈通过连接条相连，所述中心圈套设在阀杆上且二者螺纹连接。这样阀杆轴向移动时，因封堵件不能轴向移动，故会在阀杆的作用下周向转动。

为了加快阀杆轴向移动和封堵件周向转动的速度，沿冷水的水流方向，所述管体内设有位于所述阀杆上游的并能相对管体周向旋转的涡轮。这样水在慢慢流通的时候，涡轮会对封堵件起到旋转的作用，促进关闭第一通孔和阀杆的向上移动。

为了对封堵件进行轴向限位，结构简单地，所述管体的内壁上沿轴向间隔成型有两个分别位于第一通孔两侧的凸台，封堵件的两端分别和两个凸台相抵。

为了保证阀杆能在水压的作用下朝远离第二通孔的方向移动，所述阀杆的靠近第二通孔的端部沿径向成型有受力部。受力部的设置增加了阀杆的受力面，提高可阀杆在水压作用下移动的可靠性。

为了进一步提高阀杆的受力面，所述受力部呈开口背向阀杆的碗状。

结构简单地，所述管体内沿径向成型有隔板，隔板的两侧分别为进水区域和出水区域，所述隔板上开设有供水管穿过的穿孔。

为了防止进水区域的水从穿孔处漏至出水区域，所述管体内设有挡水件，该挡水件包括套设在水管上的套筒以及沿套筒径向延伸的挡水部，该挡水部围设在穿孔周围，挡水部起到密封穿孔的作用，防止漏水。

为了保证阀杆和水管只能轴向移动、而不会周向转动，所述管体内沿径向成型有位于隔板和封堵件之间的挡板，所述水管穿过挡板，且所述水管的外周壁上沿径向成型有位于挡板和封堵件之间的导向板，所述导向板上沿周向间隔设有至少两根导向柱，每一导向柱沿管体轴向延伸，所述挡板上沿周向间隔开设有供导向柱一一对应的活动穿设的至少两个导向孔，导向孔和导向柱配合使水管轴向移动，并且导向柱沿周向间隔设有至少两个，这样也能防止水管周向转动；另外，导向孔的设置也使阀杆能顺利的朝第二通孔处移动。

本发明解决上述第二个和第三个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述防混水阀的热水器供水系统，包括热水器、冷水管、热水管以及同时连接所述冷水管和热水管的至少一个用水点，所述热水管一端连接所述热水器的出水侧，另一端分成一一对应连接所述用水点的至少一个热水支路，所述冷水管一端连接外部水源，另一端分两支路，第一支路连接所述热水器进水侧，第二支路再分成一一对应连接所述用水点的至少一个冷水支路，且距离所述热水器最远的用水点与管体的出水区域相流体连通，对应该最远的用水点的热水支路和管体的第一通孔相流体连通，对应该最远的用水点的冷水支路和管体的第二通孔相流体连通。

与现有技术相比，本发明的优点：本发明的防混水阀具有封堵件，当需要冷水时，封堵件能够遮蔽第一通孔避免热水进入管体中，在没有冷水需求时，封堵件能打开第一通孔使热水进入管体中，从而解决了在家庭零冷水循环管路中，最常见的因为最远端水龙头(即用水点)开冷水时出现的水龙头出热水、混水或不出水的不良情况，也避免热水器误启动的问题；另外，本发明的防混水阀采用纯机械的结构，不依赖电控元件等，工作可靠性高，对于有无回水管路的家庭均能适用；本实施例的防混水阀的所有部件均设于管体内，即防混水阀的体积即管体的体积，体积合适，适配性高，可通用于所有热水器产品和管路中，同时也集成了现有的单向阀的功能。

附图说明

图1为现有技术的热水器供水系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的防混水阀的结构示意图；

图3为图2的剖视图(第一通孔和第三通孔对应连通)；

图4为图2的剖视图(第一通孔和第三通孔错开)；

图5为图4的去掉管体的分解示意图；

图6为图5中的封堵件的结构示意图；

图7为图5中的涡轮的结构示意图；

图8为图5中的管体的剖视图；

图9为应用图2的防混水阀的热水器供水系统的结构示意图；

图10为图9的a处放大图。

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2～10所示，本优选实施例的防混水阀包括管体1、阀杆2、弹性件3、封堵件4以及水管5，管体1内沿径向成型有隔板16，隔板16将管体1内沿轴向分为相互独立的进水区域11和出水区域12，即隔板16的两侧分别为进水区域11和出水区域12，管体1上开设有供热水流入管体1的第一通孔13以及供冷水流入管体1的第二通孔14，第一通孔13和第二通孔14均位于进水区域11并沿管体1轴向依次间隔设置，第一通孔13相对于第二通孔14更靠近出水区域12。本实施例中，第一通孔13设于管体1的周壁上，管体1的远离隔板16的一端敞口形成第二通孔14。

如图3～5所示，阀杆2能沿管体1轴向移动地设于进水区域11内，沿冷水水流方向，阀杆2位于第二通孔14的下游，阀杆2的下端(即靠近第二通孔14的端部)沿径向成型有受力部21，从而使阀杆2能在水压作用下朝远离第二通孔14的方向移动(参考图3，即向上移动)。本实施例中，受力部21呈开口背向阀杆2的碗状。

弹性件3作用于阀杆2上，使阀杆2保持朝靠近第二通孔14的方向移动的趋势(参考图3，即向下移动)。

如图3、4、6、8所示，本实施例中，封堵件4呈外周壁和管体1的内周壁相接触的管状，封堵件4的周壁上设有能与第一通孔13对应连通的第三通孔41，封堵件4轴向限位在管体1内并能相对管体1周向转动，管体1的内壁上沿轴向间隔成型有两个分别位于第一通孔13两侧的凸台15，封堵件4的两端分别和两个凸台15相抵，以将管体1轴向限位在管体1内。

封堵件4内具有与其轴线平行的中心圈42，封堵件4和中心圈42通过连接条43相连，中心圈42套设在阀杆2上且二者螺纹连接，以实现封堵件4与阀杆2相联动，并且实现封堵件4和阀杆2之间具有间距、从而不会影响水流流通。这样阀杆2轴向移动时，因封堵件4不能轴向移动，故会在阀杆2的作用下周向转动，从而使第三通孔41和第一通孔13对应连通或错开，在阀杆2远离第二通孔14的状态下，封堵件4遮蔽第一通孔13，在阀杆2靠近第二通孔14的状态下，第一通孔13和第三通孔41对应连通。

当然，封堵件4也可以呈其他结构，以能活动地方式设置在管体1内，只要能够通断第一通孔13即可。

如图3～5所示，水管5一端与阀杆2的上端(即朝向出水区域12的端部)相连，另一端封闭并穿过隔板16，水管5的周壁上开设有进水口51和出水口52，进水口51始终位于进水区域11内，在第一通孔13和第三通孔41对应连通的状态下，出水口52位于进水区域11；在封堵件4遮蔽第一通孔13的状态下，出水口52自进水区域11移动至出水区域12。本实施例中，水管5和阀杆2一体相连，即可将阀杆2的局部设计为中空结构形成水管5。

隔板16上开设有供水管5穿过的穿孔161，管体1内设有挡水件7，该挡水件7包括套设在水管5上的套筒71以及沿套筒71径向延伸的挡水部72，该挡水部72围设在穿孔161周围，挡水部72起到密封穿孔161的作用，防止漏水。

沿冷水的水流方向，管体1内设有位于阀杆2上游的并能相对管体1周向旋转的涡轮6，涡轮6能转动地设于安装管61内，该安装管61固定安装于管体1内。这样水在慢慢流通的时候，涡轮6会对封堵件4起到旋转的作用，促进关闭第一通孔13和阀杆2的向上移动。

如图3～5、8所示，管体1内沿径向成型有位于隔板16和封堵件4之间的挡板17，水管5穿过挡板17，且水管5的外周壁上沿径向成型有导向板54，该导向板54位于挡板17和封堵件4之间，导向板54上沿周向间隔设有至少两根导向柱55，每一导向柱55沿管体1轴向延伸，挡板17上沿周向间隔开设有供导向柱55一一对应的活动穿设的至少两个导向孔171，如此对水管5轴向移动的轨迹进行导向，防止阀杆2和水管5周向转动；并且在阀杆2朝第二通孔14移动的过程中，水会流过导向孔171，从而实现阀杆2顺利下移。

水管5的外周壁上还沿径向成型有位于隔板16和挡板17之间的抵挡部53，抵挡部53能和挡板17相抵，以对水管5轴向移动的行程进行限位。本实施例中，弹性件3为弹簧，两端分别抵靠抵挡部53和挡水部72。

如图9～10所示，本实施例的防混水阀能用于供水系统中，该供水系统还包括热水器8、冷水管81、热水管82以及同时连接冷水管81和热水管82的四个用水点9(如水龙头)，热水管82一端连接热水器8的出水侧，另一端分成一一对应连接用水点9的四个热水支路821，冷水管81一端连接外部水源，另一端分两支路，第一支路连接热水器8进水侧，第二支路再分成一一对应连接用水点9的四个冷水支路811，且距离热水器8最远的用水点9与管体1的出水区域12相流体连通，对应该最远的用水点9的热水支路821和管体1的第一通孔13相流体连通，对应该最远的用水点9的冷水支路811和管体1的第二通孔14相流体连通。

本实施例的防混水阀的工作过程如下，以最远端的用水点9进行说明：

如图3所示，在水龙头没有冷水需求时，阀杆2在弹性件3的作用下位于最下端，水管5的进水口51和出水口52均在进水区域11内，第一通孔13和第三通孔41对应连通，此时对应最远端的用水点9的热水支路821与冷水支路811连通，热水器8可以进行正常的循环预热，循环水从热水支路821流经封堵件4和涡轮6，从而流入冷水支路811中，形成了循环回路；

如图4所示，当此用水点在冷水侧打开时，即有冷水需求时，第二通孔14处就会有水流过的趋势，由于此时水管5的进水口51和出水口52均在进水区域11内，即水管5堵死的，所以水压首先推动受力部21，使阀杆2上移，在阀杆2上移过程中封堵件4周向转动，从而使封堵件4的管壁封堵第一通孔13，即将对应最远端的用水点9的热水支路821和冷水支路811断开了，所以此时不会有热水从水龙头流出的情况，也就避免了热水器8的非正常启动。此时，冷水主要是从水管5的进水口51进水，当出水口52进入出水区域12后，就可使冷水流出，当水龙头关闭时，由于阀杆2前后没有了压差，阀杆2没有了向上推的力，在弹性件3的作用下阀杆2慢慢地下移，下移过程中水将从导向孔171处进行连通，从而实现阀杆2顺利下移；当抵挡部53和挡板17相抵时，阀杆2就完成了复位，且封堵件4也回复原位，热水支路821与冷水支路811恢复连通的状态。

该防混水阀除了能防止“混水”，还能防止热水器8误启动，因为开冷水口的时候，可能水会从机器走，造成机器启动，但本实施例的三通如果水要流动，必须要阀杆2向上移动后才可以，但向上移动就会造成封堵件4旋转关闭第一通孔13，热水路就关闭。