专利名称：压差开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水压启动装置，特别涉及快热式电热水器的压差开关。
背景技术：
快热式电热水器的优点就是通水通电，断水断电，而实现这一功能的就是水压启动装置。现有的水压启动装置有如下三种压差盘式、重力式和叶轮式。压差盘式水压启动装置是水从压差盘高压腔的中部进入，水流方向折转180度后，从上部孔流出，然后流向文丘里管，在文丘里管的喉口上开有一个取压孔并通过取压管与压差盘的低压腔相通，由于文丘里管喉口处截面积最小，根据伯努利原理，此处水流加速，压力下降，使压差盘右侧高压腔的压力明显高于左侧低压腔，于是推杆带动微动开关工作，当关闭水阀，由于水不流动，压差盘两侧的压力相同，微动开关在推杆的复位力的作用下关闭。该装置的缺点是结构复杂、体积大。·重力式水压启动装置的工作原理是无水时，磁块在重力作用下往下掉落在底面上，此时磁块远离传感器，磁控开关传感器不导通，在有水流动的情况下，往上流动的水流对磁块产生一个上升力，当上升力大于磁块重量则磁块被抬起，此时磁块靠近传感器使传感器导通。该装置中磁块设于进水管内部。由于长期浸泡在水中，磁块会慢慢消磁，性能不稳定。而且磁块容易磁吸水中的金属物质或杂质，当积累到一定量时，磁块就会被卡在进水管中不能活动。如在启动时卡死，热水器无法工作，但没有危险；如在使用后关水时卡死，热水器就会在无水的条件下继续工作，导致热水器干烧，非常容易发生危险。叶轮式水压启动装置是当有水流过时，叶轮便被冲转，在每个叶片上安装有小磁块，磁块靠近霍尔元件时，霍尔元件导通，离开时霍尔元件断开。根据霍尔元件产生的脉冲数即可测量出水流速度，根据水流速度来判断机器是否工作并且应该输出多大功率。该种装置也分为两种，一种为轴向式，一种为切向式。该装置中，磁块同样也会出现消磁或者卡死的状况。而且支架和叶轮轴之间容易滞留杂质，影响叶轮的转动，导致该装置无法正常工作。另外，现有的水压启动装置没有稳定水压的功能，水压的明显波动对热水器的加热过程以及热水的供应会有影响。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种压差开关。根据本实用新型的一个方面，提供了压差开关，包括外壳、进水管、出水管、隔膜片、动作片、推杆、动触片和通断电开关装置。进水管和出水管均设于外壳内。外壳内部设有腔体。隔膜片用橡胶、金属薄板或其它弹性材料制作，呈凹形碗状。隔膜片周边与腔体内壁固定，并将腔体分隔成高压腔和低压腔。外壳内部还设有高压腔进水管、高压腔出水管和等压管。高压腔进水管将进水管和高压腔连通，高压腔出水管将出水管和高压腔连通。高压腔进水管的过水面积大于高压腔出水管的过水面积。等压管将出水管与低压腔连通。动作片为刚性的碟形圆片，与隔膜片相抵触。外壳内部还设有容置推杆的推杆孔。推杆与动作片固定连接，且可在推杆孔内沿轴向来回移动。推杆孔设有移动槽，移动槽内设有动触片。动触片与推杆固定，且可在移动槽内来回移动。推杆安装有推杆弹簧，推杆弹簧两端分别与推杆孔的内壁和动触片相连接。通断电开关装置固定于外壳外部。采用以上技术方案的压差开关在用水情况下，自来水先由进水管经高压腔进水管进入高压腔内，然后通过高压腔出水管经出水管流出。由于高压腔进水管的过水面积大于高压腔出水管的过水面积，高压腔内的水不能全部流入出水管，由此在高压腔内产生了高压。而低压腔还设有与出水管连通的等压管，由此低压腔内的水压与出水管相同。由于以上原因，高压腔和低压腔之间形成压强差。这一压强差作用在表面积比较大的隔膜片上，转化为高压向低压侧的推力。隔膜片受力后发生变形，将推力传递给与之固定的动作片。动作片带动推杆沿推杆孔向低压腔外移动。固定在推杆上的动触片沿移动槽靠近并触发通断电开关装置。当终端用水阀门关闭，高压腔和低压腔内水压相同时或者自来水停水，高压腔和低压腔内水压均为零时，高压腔和低压腔之间无压强差，对隔膜片也就没有推力。推杆在推杆弹簧的作用下向低压腔内移动，推杆带动动作片推动与动作片固定的隔膜片，使其回复初始状态。固定在推杆上的动触片沿移动槽远离通断电开关装置。通过以上过程，本实用新型提供的压差开关可以准确的对流经其中的水流的状态进行判断。该装置体积小，结
构简单，特别适合在小型热水器，比如电热水龙头上使用。在一些实施方式中，通断电开关为微动开关。微动开关的触点靠近动触片。动触片在移动槽内来回移动，便靠近或离开微动开关的触点，微动开关便导通或断开。由此，可以采用容量较大的微动开关，如25A，从而实现直接驱动大功率负载的功能。在一些实施方式中，隔膜片与高压腔出水管相对应的位置设有形状与高压腔出水管的入口一端的形状相匹配的堵头。高压腔内的水流通过堵头与高压腔出水管之间的间隙进入高压腔出水管。高压腔进水管设有进水装置，包括活塞、连杆和进水弹簧。活塞形状与高压腔进水管的入口的形状相匹配。连杆一端与活塞固定，另一端与隔膜片固定。进水弹簧安装在连杆上，两端分别与连杆和高压腔进水管内壁相连接。隔膜片未发生变形时，进水间隙最大；隔膜片变形最大时，进水间隙消失。当进水管中的水压增大时，高压腔内的水压随之增大，导致高压腔与低压腔之间的压强差增大。隔膜片的变形量增加，与隔膜片固定的连杆随之向高压腔内移动。连杆带动与其固定的活塞，使得进水间隙减小，减少了流入高压腔的水流的流量。与此同时，隔膜片的变形量增加，设于隔膜片上的堵头相对高压腔出水管向外移动，堵头与高压腔出水管之间的间隙增大，增加了高压腔出水管的过水面积，这又导致高压腔与低压腔之间的压强差减小，隔膜片的变形量随之减小，从而形成了一个抑制高压的闭环控制回路。反之，当进水管中的水压减小时，高压腔内的水压随之减小，导致高压腔与低压腔之间的压强差减小。隔膜片的变形量减小，与隔膜片固定的连杆随之向高压腔进水管内移动。连杆带动与其固定的活塞，使得进水间隙增大，增加了流入高压腔的水流的流量。与此同时，隔膜片的变形量减小，设于隔膜片上的堵头相对高压腔出水管向内移动，堵头与高压腔出水管之间的间隙减小，减少了高压腔出水管的过水面积，这又导致高压腔与低压腔之间的压强差增大，隔膜片的变形量随之增大，从而形成了一个抑制低压的闭环控制回路。通过以上过程，本实用新型提供的压差开关可以具有稳定水压的功能。在一些实施方式中，高压腔出水管设有调节螺杆。通过旋入和旋出调节螺杆可调节高压腔出水管的过水面积。在外部自来水水压不够时，可以通过旋入调节螺杆以减小高压腔出水管的过水面积，增大高压腔内的水压。由此，该压差开关可以在低水压状态下正常工作。
图I为本实用新型一实施方式的压差开关示意图。图2为图I所示压差开关的右视图。图3为图2所示压差开关沿B-B的剖面图。图4为图3所不压差开关的外壳结构图。图5为图3中D所示部分的局部放大图。图6为图I所示压差开关沿A-A的剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。图广图6示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的压差开关。如图所示，该装置包括外壳I、进水管2、出水管3、隔膜片6、动作片10、推杆11、动触片13和微动开关15。进水管2和出水管3均设于外壳I内。进水管2和出水管3分别设有与上下管路连接的进水管内牙接头21和出水管内牙接头31。外壳I用耐高温高压的硬塑料制成，内部设有腔体12。隔膜片6用橡胶制作，呈凹形碗状。隔膜片6周边与腔体12内壁固定，并将腔体12分隔成高压腔4和低压腔5。外壳11内部还设有高压腔进水管22、高压腔出水管32和等压管8。高压腔进水管22将进水管2和高压腔4连通，高压腔出水管32将出水管3和高压腔4连通。高压腔进水管22的过水面积大于高压腔出水管32的过水面积。等压管8将出水管3与低压腔5连通。隔膜片6与高压腔出水管32相对应的位置设有形状与高压腔出水管32的入口一端的形状相匹配的堵头61。高压腔4内的水流通过堵头61与高压腔出水管32之间的间隙进入高压腔出水管32。高压腔出水管32设有调节螺杆7。通过旋入和旋出调节螺杆7可调节高压腔出水管32的过水面积。在外部自来水水压不够时，可以通过旋入调节螺杆7减小高压腔出水管32的过水面积，以增大高压腔内的水压。高压腔进水管22设有进水装置9，包括活塞91、连杆92和进水弹簧93。活塞91呈柱形，与高压腔进水管22的入口的形状相匹配。进水管2中的水流通过活塞91与高压腔进水管22之间的进水间隙94进入高压腔出水管32。连杆92—端与活塞91固定，另一端与隔膜片6固定。进水弹簧93安装在连杆92上，两端分别与连杆92和高压腔进水管22内壁相连接。动作片10为刚性的碟形圆片与隔膜片6相抵触。外壳I内部还设有容置推杆11的推杆孔111。推杆11与动作片10固定连接，且可在推杆孔111内沿轴向来回移动。推杆孔111设有移动槽112，移动槽内112设有动触片13。动触片13与推杆11固定，且可在移动槽112内来回移动。推杆11安装有推杆弹簧14，推杆弹簧14两端分别与推杆孔111的内壁和动触片13相连接。微动开关15固定于外壳I外部。微动开关15设有触点151。触点151靠近动触片13。动触片13在移动槽112内来回移动，便靠近或离开微动开关15的触点151，微动开关15便导通或断开。在其他的实施方式中，隔膜片6还可以采用金属薄板或其它弹性材料制作。[0021]上述压差开关对流经其中的水流的状态进行判断的工作原理如下自来水先由进水管2通过进水间隙94经高压腔进水管22进入高压腔4内，然后通过堵头61与高压腔出水管32之间的间隙进入高压腔出水管32，再从出水管3流出。由于高压腔进水管22的过水面积大于高压腔出水管32的过水面积，高压腔内4的水不能全部流入出水管3，由此在高压腔4内产生了高压。而低压腔5还设有与出水管3连通的等压管8，由此低压腔5内的水压与出水3管相同。由于以上原因，高压腔4和低压腔5之间形成压强差。这一压强差作用在表面积比较大的隔膜片6上，转化为高压向低压侧的推力。隔膜片6受力后发生变形，将推力传递给与之固定的动作片10。动作片10带动推杆11沿推杆孔111向低压腔5外移动。固定在推杆11上的动触片13沿移动槽112靠近触点151，触发微动开关15，使之导通。当终端用水阀门关闭高压腔4和低压腔5内水压相同时或者 自来水停水高压腔4和低压腔5内水压均为零时，高压腔4和低压腔5之间无压强差，对隔膜片6也就没有推力。推杆11在推杆弹簧14的作用下向低压腔5内移动，推杆11带动动作片10推动与动作片10固定的隔膜片6，使其回复初始状态。固定在推杆上的动触片13沿移动槽112远离触点151，微动开关15断开。通过以上过程，本实用新型提供的压差开关可以准确的对流经其中的水流的状态进行判断。上述微动开关15可采用容量较大的微动开关，如25A的微动开关，从而实现直接驱动大功率负载的功能。上述压差开关稳定水压的工作原理如下当进水管2中的水压增大时，高压腔3内的水压随之增大，导致高压腔4与低压腔5之间的压强差增大。隔膜片6的变形量增加，与隔膜片6固定的连杆92随之向高压腔4内移动。连杆92带动与其固定的活塞91，使得进水间隙94减小，减少了流入高压腔4的水流的流量。与此同时，隔膜片6的变形量增加，设于隔膜片6上的堵头61相对高压腔出水管32向外移动，堵头61与高压腔出水管32之间的间隙增大，增加了高压腔出水管32的过水面积，这又导致高压腔4与低压腔5之间的压强差减小，隔膜片6的变形量随之减小，从而形成了一个抑制高压的闭环控制回路。反之，当进水管2中的水压减小时，高压腔4内的水压随之减小，导致高压腔4与低压腔5之间的压强差减小。隔膜片6的变形量减小，与隔膜片6固定的连杆92随之向高压腔进水管22内移动。连杆92带动与其固定的活塞91，使得进水间隙94增大，增加了流入高压腔4的水流的流量。与此同时，隔膜片6的变形量减小，设于隔膜片6上的堵头61相对高压腔出水管32向内移动，堵头61与高压腔出水管32之间的间隙减小，减少了高压腔出水管32的过水面积，这又导致高压腔4与低压腔5之间的压强差增大，隔膜片6的变形量随之增大，从而形成了一个抑制低压的闭环控制回路。通过以上过程，本实用新型提供的压差开关可以实现稳定水压的功能。在另外的一些实施方式中，通断电开关装置还可以采用磁控开关、摇头开关或者滑动开关等其他开关装置。以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.压差开关，其特征在于，包括外壳、进水管、出水管、隔膜片、动作片、推杆、动触片和通断电开关装置，所述的进水管和所述的出水管均设于所述的外壳内，所述的外壳内部设有腔体，所述的隔膜片周边与所述的腔体的内壁固定，并将所述的腔体分隔成高压腔和低压腔，所述的外壳内部还设有高压腔进水管、高压腔出水管和等压管，所述的高压腔进水管将所述的进水管和所述的高压腔连通，所述的高压腔出水管将所述的出水管和所述的高压腔连通，所述的高压腔进水管的过水面积大于所述的高压腔出水管的过水面积，所述的等压管将所述的出水管与所述的低压腔连通，所述的动作片与所述的隔膜片固定连接，所述的外壳内部还设有容置所述推杆的推杆孔，所述的动作片与所述的隔膜片相抵触，且能在所述的推杆孔内沿轴向来回移动，所述的推杆孔设有移动槽，所述的移动槽内设有动触片，所述的动触片与所述的推杆固定，且能在所述的移动槽内来回移动，所述的推杆安装有推杆弹簧，所述的推杆弹簧两端分别与所述的推杆孔的内壁和所述的动触片相连接，所述的通断电开关装置固定于所述的外壳外部。
2.根据权利要求I所述的压差开关，其特征在于所述通断电开关为微动开关，所述的微动开关的触点靠近所述的动触片，所述的动触片在所述的移动槽内来回移动。
3.根据权利要求2所述的压差开关，其特征在于，所述的隔膜片与所述的高压腔出水管相对应的位置设有形状与所述的高压腔出水管的入口一端的形状相匹配的堵头，所述的高压腔进水管设有进水装置，所述的进水装置包括活塞，连杆和进水弹簧，所述的活塞形状与所述的高压腔进水管的入口一端的形状相匹配，所述的连杆一端与所述的活塞固定，另一端与隔膜片固定，所述的进水弹簧安装在连杆上，两端分别与连杆和高压腔进水管内壁相连接。
4.根据权利要求3所述的压差开关，其特征在于，所述的高压腔出水管设有调节所述的高压腔出水管的过水面积的调节螺杆。
专利摘要本实用新型提供了压差开关，包括外壳、进水管、出水管、隔膜片、动作片、推杆、动触片和通断电开关装置。进水管和出水管均设于外壳内。外壳内部设有腔体。隔膜片周边与腔体内壁固定，并将腔体分隔成高压腔和低压腔。外壳内部还设有高压腔进水管、高压腔出水管和等压管。高压腔进水管的过水面积大于高压腔出水管的过水面积。动作片与隔膜片相抵触。外壳内部还设有推杆孔。推杆与动作片固定连接。推杆孔设有移动槽，移动槽内设有与推杆固定的动触片。推杆安装有两端分别与推杆孔的内壁和动触片相连接的推杆弹簧。通断电开关装置固定于外壳外部。该装置体积小，结构简单，性能更加稳定，特别适合在小型热水器，比如电热水龙头上使用。
文档编号H01H35/34GK202796730SQ201220371350
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者汤以华 申请人:汤以华