專利名稱：混合式熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熱水器，特別是一種混合式熱水器。
背景技術(shù)：
目前熱水器的使用已較普遍，它包括水箱、進水管、出水管和加熱器，加熱器可以是電熱管、太陽能集熱器或者是熱泵式制熱系統(tǒng)，按其水箱工作方式分為封閉式和敞開式，封閉式熱水器雖然出水有力、可以實現(xiàn)中央供水但缺點是成本高、壽命短，而敞開式熱水器雖然成本低、壽命長但存在出水無力、不能實現(xiàn)中央供水的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有熱水器中存在的要么成本高、壽命短要么出水無力、不能實現(xiàn)中央供水的問題，而提供一種使用方便、安全、成本不高、出水有力的混合式熱水器。
技術(shù)方案實現(xiàn)本實用新型的目的技術(shù)方案是一種混合式熱水器，包括水箱、加熱器、進水管、出水管、控制器、水龍頭或混水閥，其中水龍頭到水箱之間的出水管上或混水閥的冷水進口到自來水管之間的連管上設(shè)有水流傳感器，水箱的溢水通道上設(shè)有常開的電控溢水閥，其特征在于從進水管到水箱之間順序設(shè)有膨脹器、常閉的電控進水閥；該膨脹器由閥體、柱塞和非完全關(guān)閉閥門構(gòu)成，閥體上設(shè)有柱塞腔，柱塞腔內(nèi)端與閥體的內(nèi)腔相通、外端與大氣相通，柱塞尾段位于柱塞腔內(nèi)，且柱塞可相對于閥體移動，柱塞與柱塞腔之間設(shè)有密封圈，柱塞與閥體內(nèi)腔圍成膨脹腔，膨脹腔的進水口接進水管、出水口接電控進水閥的進水口，柱塞與閥體之間設(shè)有控制彈簧，其彈力方向使膨脹腔收縮，非完全關(guān)閉閥門設(shè)置在膨脹腔的進水通道，非完全關(guān)閉閥門的動作受柱塞控制。為了防止停水后打開水龍頭時，水箱內(nèi)的熱水向自來水管倒流，最好在進水管最前端設(shè)置單向閥。如果本實用新型用于電熱水器時，為了防止其干燒，最理想的方法是將出水管的引水口高度高于電熱管的高度。
本實用新型所述的非完全關(guān)閉閥門是指其關(guān)閉后進出端之間還有微小的間隙相通，該狀態(tài)為非完全關(guān)閉狀態(tài)。
本實用新型的原理是，當(dāng)打開水龍頭或混水閥時，控制器檢測到出水管上有水流動后接通電控進水閥和電控溢水閥的電源，使電控進水閥打開、電控溢水閥關(guān)閉，此時，因為非完全關(guān)閉閥門處于非完全關(guān)閉狀態(tài)，經(jīng)進水管進入膨脹腔內(nèi)的水流較小，不足以補充膨脹腔經(jīng)水龍頭或混水閥流出的水量，所以，膨脹器的膨脹腔內(nèi)壓下降，柱塞在控制彈簧的作用下向內(nèi)移動直到推動處于非完全關(guān)閉狀態(tài)的非完全關(guān)閉閥門進入打開狀態(tài)，使膨脹腔內(nèi)的壓強低于或等于自來水管水壓的壓強，起到恒壓減壓的作用，自來水管的水經(jīng)進水管、膨脹腔、電控進水閥進入水箱，然后再將水箱內(nèi)的熱水壓入出水管經(jīng)水龍頭或混水閥流出；使用完熱水后，關(guān)閉水龍頭或混水閥，在水龍頭關(guān)閉的瞬間，膨脹腔內(nèi)的柱塞在水壓作用下向外移動，使非完全關(guān)閉閥門從打開狀態(tài)進入非完全關(guān)閉狀態(tài)，柱塞向外移動的速度下降，水流傳感器檢測到水流停止后，控制器關(guān)閉電控進水閥和電控溢水閥的電源使之返回常態(tài)，水箱返回敞開式狀態(tài)，最后柱塞被限定在最外位置，非完全關(guān)閉閥門也停止運動并被定位在非完全關(guān)閉狀態(tài)；而此時膨脹腔內(nèi)的水壓與自來水管內(nèi)的水壓相同。其中非完全關(guān)閉閥門的微開狀態(tài)(非完全關(guān)閉狀態(tài))可以在關(guān)閉水龍頭的瞬間，使柱塞向外移動速度下降，在柱塞向外移動以吸收膨脹腔上升的水壓的過程中，使水流傳感器有足夠的反應(yīng)時間向控制器發(fā)出斷開電控進水閥和電控溢水閥的電源，也即電控進水閥和電控溢水閥的復(fù)位后柱塞才停止向外移動。
所述混合式熱水器，其特征在于所述柱塞前段位于閥體內(nèi)腔，所述密封圈設(shè)置在柱塞前段。也即該密封圈為間歇式起密封作用的間歇式密封圈，所以也稱間歇式密封圈，所謂間歇式密封圈是指其隨柱塞運動時，位于某一位置時起密封作用，位于另一位置時不起密封作用。具體是指當(dāng)柱塞前部滑出柱塞腔時，該間歇式密封圈因柱塞向內(nèi)移動而與柱塞腔或閥體內(nèi)壁分離，此時的密封圈不起密封作用，但當(dāng)柱塞返回到最外或接近最外的位置時，密封圈因柱塞向外移動而返回到柱塞與柱塞腔之間或柱塞端部與閥體內(nèi)壁之間重新起密封作用，也即該密封圈是隨柱塞在不同的位置而間歇性地起到密封作用，間歇式密封圈的好處是當(dāng)柱塞向內(nèi)移動到推動非完全關(guān)閉閥門時，間歇式密封圈與柱塞腔之間摩擦力極小或為零，保證柱塞對非完全關(guān)閉閥門打開狀態(tài)時的開口大小的控制精度，提高出水壓力的平穩(wěn)性。
所述混合式熱水器，其特征在于所述柱塞前端設(shè)有環(huán)形筋，所述密封圈是環(huán)形橡膠圈，該環(huán)形橡膠圈放置在柱塞前端的環(huán)形筋后側(cè)。當(dāng)柱塞位于最外位置時，橡膠圈被夾在環(huán)形筋與閥體內(nèi)壁之間而起密封作用。其好處是無論柱塞位于何處，這種方式的間歇式密封圈對柱塞與柱塞腔之間的摩擦力的影響為零。
所述動態(tài)減壓閥，其特征在于所述柱塞前端設(shè)有環(huán)形槽，所述密封圈設(shè)置在該環(huán)形槽內(nèi)。此處的密封圈的截面可以是“O”形的，也可以是現(xiàn)有的“V”形油封。
所述混合式熱水器，其特征在于所述柱塞后部與柱塞腔之間設(shè)有副密封圈。當(dāng)柱塞前部伸出柱塞腔外，間歇式密封圈不起密封作用時，該副密封圈在柱塞與柱塞腔之間起密封作用。因為副密封圈只需在動態(tài)減壓閥處于動態(tài)時才起密封作用，而動態(tài)時膨脹腔內(nèi)的壓強較小，所以，副密封圈的密封性能要求不高，副密封圈不會在柱塞與柱塞腔之間增加太大的摩擦力，其好處是，靜態(tài)時，高密封性能的間歇式密封圈起密封作用，而處于動態(tài)時，只有副密封圈起密封作用，此時柱塞與柱塞腔之間的摩擦力小，也可以提高柱塞控制非完全關(guān)閉閥門打開狀態(tài)時的開口大小的精度。
所述混合式熱水器，其特征在于所述閥體的柱塞腔的后部設(shè)有泄水孔。當(dāng)柱塞處于最外位置時泄水孔將副密封圈與間歇式密封圈之間的間隙與外界連通以使其內(nèi)的水可以向外泄，防止副密封圈長期處于高壓狀態(tài)，而縮短其使用壽命。
所述混合式熱水器，其特征在于所述閥體的柱塞腔后部的內(nèi)徑略大于前部的內(nèi)徑，柱塞腔末端設(shè)有泄水孔。其作用與前一特征相同，當(dāng)柱塞位于最外位置時，副密封圈與間歇式密封圈之間的水經(jīng)副密封圈與柱塞腔后部的間隙流向泄水孔而向外泄。其好處是，柱塞滑動時，副密封圈不會與泄水孔接觸，防止了副密封圈與泄水孔接觸過程對副密封圈的損壞。
所述混合式熱水器，其特征在于所述非完全關(guān)閉閥門由膨脹腔的進水口和位于膨脹腔內(nèi)進水口處可滑動的阻水塊構(gòu)成，該阻水塊的滑動受柱塞控制。所述阻水塊受自身的重力或浮力的作用而被定位在所述進水口處。
所述混合式熱水器，其特征在于阻水塊與閥體之間的設(shè)有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的彈力將阻水塊定位在進水口處。
所述混合式熱水器，其特征在于所述非完全關(guān)閉閥門由動片和靜片構(gòu)成，動片和靜片上分別設(shè)有通水孔，其中動片或靜片的通水孔的尾部為泄水縫，動片和靜片直接設(shè)置在所述膨脹器的閥體內(nèi)。當(dāng)動片與靜片上的通水孔互跨時處于非完全關(guān)閉閥門處于打開狀態(tài)，當(dāng)其中一個通水孔僅跨在另一通水孔的泄水縫處時處于微開狀態(tài)——也即非完全關(guān)閉狀態(tài)。
所述混合式熱水器，其特征在于所述閥體上設(shè)有受柱塞控制的行程開關(guān)。其作用是當(dāng)關(guān)閉水龍頭或混水閥的瞬間，柱塞向外移動到壓下行程開關(guān)后，水流傳感器由于慣性的作用還沒來得及將出水管內(nèi)沒有水流的信息傳遞到控制器時，利用柱塞向外移動到壓下行程開關(guān)的信號代替水流傳感器關(guān)閉電控進水閥和電控溢水閥的信號，也即利用水流傳感器檢測到水流從無到有時的信號變化來控制電源的接通，而利用行程開關(guān)的被斷開或者合上(兩者只取其一)的信號變化來控制電源的關(guān)閉。此處強調(diào)的是信號變化時，控制器才改變各電控閥的通電狀態(tài)，當(dāng)信號不變化時，控制器是不改變各電控閥的工作狀態(tài)的。
所述混合式熱水器，其特征在于所述水箱設(shè)有控制所述電控進水閥的水位傳感器。當(dāng)水位傳感器檢測到水箱內(nèi)沒水時，控制器接通電控進水閥電源，此時，自來水經(jīng)電控進水閥進入水箱，而水箱內(nèi)的空氣經(jīng)溢水管排入大氣，直到檢測到水箱內(nèi)的水位到達(dá)水位傳感器處時，才斷開電控進水閥的電源。好處是新安裝熱水器時，只需插上電源即可自動上水，而當(dāng)使用了一段時間后，如果停電時，熱水器可以當(dāng)敞開式使用，因為此時水箱是通過電控溢水閥與大氣相通的，所以，打開水龍頭時，水箱內(nèi)的熱水同樣可以流出，而一旦水箱內(nèi)的水用完，又關(guān)閉了水龍頭時，當(dāng)恢復(fù)來電后，控制器可以自動向水箱注水。
有益效果由于采用了本實用新型所述的技術(shù)方案，混合式熱水器在出水閥(混水閥)關(guān)閉時，水箱與大氣相通，只在其出水時，水箱才承受較小的動態(tài)水壓，水箱由原來的長期承壓工作制變?yōu)槎虝r承壓工作制，而且該水壓較低，可以降低水箱的耐壓標(biāo)準(zhǔn)，從而降低水箱壁厚而節(jié)省成本和資源，水箱不用長期工作在高壓狀態(tài)，不易被銹蝕，延長水箱的使用壽命，提高其安全性能；這種混合式熱水器雖然在不出水時為敞開式狀態(tài)，但同樣可以實現(xiàn)中央供水，所以，不但壽命長、安全，而且使用方便、結(jié)構(gòu)簡單，混合了敞開式熱水器和封閉式熱水器的優(yōu)點。本實用新型中間歇式密封圈的使用可以保證膨脹器的密封性能，也能保證膨脹器的恒壓精度。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型所述混合式熱水器的一個實施例的管道連接示意圖。
圖2是
圖1實施例中膨脹器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是
圖1實施例中膨脹器的另一種結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3中非完全關(guān)閉閥門所用的靜片的放大圖。
圖5是圖3中非完全關(guān)閉閥門所用的動片的放大圖。
圖中標(biāo)記，91、水箱，98、電控溢水閥，99、水位傳感器，97、水流傳感器，96、水龍頭，92、進水管，94、單向閥，93、膨脹器，95、電控進水閥；4、控制彈簧，6、副密封圈，2、柱塞，7、間歇式密封圈，8、間歇式密封圈，23、環(huán)形筋，21、前端，5、阻水塊，114、導(dǎo)向塊，51、復(fù)位彈簧，113、進水口，111、出水口，110、膨脹腔，11、閥座，12、閥蓋，20、泄水孔，100、行程開關(guān)，120、通孔；070、閥體，07、控制閥，071、閥桿；71、靜片，711、通水孔，712、泄水縫，72、動片，721、通水孔。
具體實施方式
圖1是本實用新型所述混合式熱水器的一個實施例的管道連接示意圖。從
圖1(圖中未畫出加熱器)中可見，所述混合式熱水器，其中水龍頭96到水箱91之間的出水管上設(shè)有水流傳感器97，水箱的溢水通道上設(shè)有常開的電控溢水閥98，并在溢水管上設(shè)有水位傳感器99，從進水管92到水箱91之間的順序設(shè)有單向閥94、膨脹器93、常閉的電控進水閥95。假設(shè)
圖1所示狀態(tài)為熱水器處于待機狀態(tài)，此時電控進水閥和電控溢水閥都處于常態(tài)，水箱91通過溢水管與大氣相通，使用熱水時，打開水龍頭96，水箱91內(nèi)的熱水在重力作用下經(jīng)水龍頭96流出，水流傳感器97的信號由沒水流的信號變?yōu)橛兴鞯男盘?，控制器接通電控進水閥93和電控溢水閥98的電源，電控進水閥打開、電控溢水閥關(guān)閉，自來水管內(nèi)的水經(jīng)進水管、單向閥94、電控進水閥進入水箱，然后將水箱內(nèi)的熱水經(jīng)出水管、水龍頭壓出；圖2所示的膨脹器在電控進水閥95打開的瞬間，膨脹腔110內(nèi)的高壓水(因為此時水龍頭已打開，不會對水箱產(chǎn)生高壓)經(jīng)出水口111流入電控進水閥的進水口，膨脹腔內(nèi)的壓力快速下降，在控制彈簧4的作用下，柱塞2向下運動，行程開關(guān)100被松開(此過程控制器不改變各電控閥的狀態(tài))，間歇式密封圈7和8與柱塞腔分離，此時柱塞與柱塞腔之間靠位于柱塞后部的副密封圈6起密封作用，當(dāng)柱塞繼續(xù)下移時，其前端21將阻塊5向下頂而使阻水塊5與進水口113的開口增大，在控制彈簧4、復(fù)位彈簧51和水流的作用下柱塞2被平衡在某一位置處，該位置隨膨脹腔110內(nèi)的水壓變化而變化，熱水器進入正式封閉工作狀態(tài)；而使用完畢后，只需關(guān)閉水龍頭，則水箱及膨脹器的膨脹腔的內(nèi)壓都會上升，圖2中的柱塞2被水壓向上推，當(dāng)阻水塊5回復(fù)到圖2所示位置時，進水口113的水只能經(jīng)阻水塊5與進水口113之間的間隙進入膨脹腔110，由阻水塊5、復(fù)位彈簧51和進水口113構(gòu)成的非完全關(guān)閉閥門進入非完全關(guān)閉狀態(tài)，因為此時的水流量較小，柱塞2向上移動的速度下降，當(dāng)柱塞上移到壓下行程開關(guān)100時，控制器檢測到行程開關(guān)從松開狀態(tài)返回壓下狀態(tài)后即切斷電控進水閥和電控溢水閥的電源，水箱返回到經(jīng)溢水管與大氣相通的待機狀態(tài)，而柱塞還應(yīng)繼續(xù)上行一段行程，直到間歇式密封圈8被壓在環(huán)形筋23與閥蓋12之間起密封作用并被限位為止，此時，副密封圈100與間歇式密封圈之間的微量水可以經(jīng)泄水孔20流出。其中水位傳感器99直接控制電控進水閥93。
實施例中的間歇式密封圈7和8可以只選用一個(一般情況下建議采用間歇式密封圈8)，密封圈7的結(jié)構(gòu)與普通油封的結(jié)構(gòu)相同，但密封圈7的密封效果高于設(shè)置在柱塞后部的副密封圈6，而環(huán)形的密封圈8位于柱塞前端的環(huán)形筋23后側(cè)兩者相配在柱塞與柱塞腔之間起間歇式密封作用。實際上如果使用環(huán)境許可，則副密封圈6和泄水孔20是可以不要的，只是在熱水器在出水使用過程中，在柱塞與柱塞腔之間有微量的水經(jīng)通孔120流出。
上述實施例中，如果圖2中位于相當(dāng)于泄水孔20處以上位置的閥體柱塞腔內(nèi)徑略大于下部的內(nèi)徑，則泄水孔20可以省略。
圖2中的阻水塊5與進水口113構(gòu)成的非完全關(guān)閉閥門也可以用圖3中的非完全關(guān)閉閥門07代替，圖中的閥桿071控制非完全關(guān)閉閥門07的狀態(tài)，而閥桿07的位置是受柱塞控制的，其控制過程與上述相同。在此只對非完全關(guān)閉閥門07的內(nèi)部結(jié)構(gòu)作一簡述，它與動態(tài)減壓閥共用一個閥體，見圖4，在靜片71的通水孔711末端設(shè)有泄水縫712，將圖5中的動片72平穩(wěn)到圖4中的靜片71上時，通水孔721與711大部分相通，非完全關(guān)閉閥門處于打開狀態(tài)，圖3中的閥桿071帶動動片72逆時針轉(zhuǎn)動到通水孔721僅跨在泄水縫712處時，非完全關(guān)閉閥門處于微開的非完全關(guān)閉狀態(tài)；其中靜片和動片均設(shè)置在閥體中，靜片的通水孔711接
圖1實施例的進水管時，則動片的通水孔721直接進入膨脹腔110。
圖1的實施例中，如果水龍頭改為混水閥，則水流傳感器可以設(shè)置在混水閥冷水進口與進水管92的連管上。
權(quán)利要求1.一種混合式熱水器，包括水箱、加熱器、進水管、出水管、控制器、水龍頭或混水閥，其中水龍頭到水箱之間的出水管上或混水閥的冷水進口到自來水管之間的連管上設(shè)有水流傳感器，水箱的溢水通道上設(shè)有常開的電控溢水閥，其特征在于從進水管到水箱之間順序設(shè)有膨脹器、常閉的電控進水閥；該膨脹器由閥體、柱塞和非完全關(guān)閉閥門構(gòu)成，閥體上設(shè)有柱塞腔，柱塞腔內(nèi)端與閥體的內(nèi)腔相通、外端與大氣相通，柱塞尾段位于柱塞腔內(nèi)，柱塞與柱塞腔之間設(shè)有密封圈，柱塞與閥體內(nèi)腔圍成膨脹腔，膨脹腔的進水口接進水管、出水口接電控進水閥的進水口，柱塞與閥體之間設(shè)有控制彈簧，其彈力方向使膨脹腔收縮，非完全關(guān)閉閥門設(shè)置在膨脹腔的進水通道，非完全關(guān)閉閥門的動作受柱塞控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述混合式熱水器，其特征在于所述柱塞前段位于閥體內(nèi)腔，所述密封圈設(shè)置在柱塞前段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述混合式熱水器，其特征在于所述柱塞前端設(shè)有環(huán)形筋或環(huán)形槽，所述密封圈是環(huán)形橡膠圈，該環(huán)形橡膠圈放置在柱塞前端的環(huán)形筋后側(cè)或環(huán)形槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述混合式熱水器，其特征在于所述柱塞后部與柱塞腔之間設(shè)有副密封圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述混合式熱水器，其特征在于所述閥體的柱塞腔后部的內(nèi)徑略大于前部的內(nèi)徑，柱塞腔末端設(shè)有泄水孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述混合式熱水器，其特征在于所述非完全關(guān)閉閥門由膨脹腔的進水口和位于膨脹腔內(nèi)進水口處可滑動的阻水塊構(gòu)成，該阻水塊的滑動受柱塞控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述混合式熱水器，其特征在于阻水塊與閥體之間的設(shè)有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的彈力將阻水塊定位在進水口處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述混合式熱水器，其特征在于所述非完全關(guān)閉閥門由動片和靜片構(gòu)成，動片和靜片上分別設(shè)有通水孔，其中動片或靜片的通水孔的尾部為泄水縫。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述混合式熱水器，其特征在于所述閥體上設(shè)有受柱塞控制的行程開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述混合式熱水器，其特征在于所述水箱設(shè)有控制所述電控進水閥的水位傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種使用方便、安全、成本不高、出水有力的混合式熱水器，包括水箱、加熱器、進水管、出水管、控制器、水龍頭，從進水管到水箱之間的順序設(shè)有膨脹器、常閉的電控進水閥；該膨脹器由閥體、膨脹壁和非完全關(guān)閉閥門構(gòu)成，閥體上設(shè)有柱塞腔，柱塞腔內(nèi)端與閥體的內(nèi)腔相通、外端與大氣相通，作為膨脹壁的柱塞與柱塞腔滑動配合，柱塞與柱塞腔之間設(shè)有密封圈，柱塞前部與閥體內(nèi)腔圍成膨脹腔，膨脹腔的進水口接進水管、出水口接電控進水閥的進水口，柱塞與閥體之間設(shè)有控制彈簧，其彈力方向使膨脹腔收縮，非完全關(guān)閉閥門設(shè)置在膨脹腔的進水通道，非完全關(guān)閉閥門的動作受柱塞控制。
文檔編號F24H9/20GK2872182SQ200620053560
公開日2007年2月21日 申請日期2006年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月8日
發(fā)明者麥廣海 申請人:麥廣海