專利名稱：介質傳動液壓組合聯動閥的制作方法
技術領域：
本實用新 型涉及太陽能熱水器上使用的閥，尤其涉及一種介質傳動組合聯動閥。
背景技術：
太陽能熱水器放在屋頂上，利用太陽能來生產熱水。但是現有的太陽能熱水器存 在著即開不即熱，以及在冬季里管道容易堵凍、凍裂等隱患。目前市場上其水管上的閥門大 多采用電磁閥來遙控。但是采用加裝電磁閥的太陽能熱水器依舊存在著易堵凍、凍裂的缺陷。其原因是， 在管道需要排空時需在管道的頂端補充進空氣以消除管內的真空，壓差均衡了，水才能利 用自身的重力順利下流，最終得以全線排空。補氣是通過管道頂端的小孔實現的，補氣過程 中冷水在冷風中加速揮發，吸收大量蒸發熱的水分使得閥孔處溫度更低。閥孔周圍局部的 冰層逐漸加厚，冰層使得進氣小孔的流通面積進一步縮小，孔變小以后風速更加大，溫度更 低，冰凍效果更為明顯，如此惡性循環，最終導致小孔凍堵。沒有了小孔的進氣，管道內產生 一定的真空度，其內的余水就不能順利排空，由此造成水管的凍裂。一般情況閥門與太陽能熱水箱靠得較近，如再加上外層保溫過厚，電磁線圈由于 電流通過產生的熱量再加上閥內流通的熱水，兩熱相加最終會導致線包燒毀。由于我國幅員遼闊，天氣冷熱晴雨不一，所以很難找到一個適應各種天氣的通用 電磁閥。電磁閥的高故障率影響了它的普及率。目前市場上甚至還有只設置一個啟閉管道閥門的電磁線圈，根本就不考慮補氣來 來消除管道內的真空度。太陽能熱水器在屋頂的安裝更是五花八門，很多情況下管道都有 向下彎曲的U型管路，其內的水是無法依賴重力來排空的。這些都為寒冷冬天所出現的凍 堵埋下了隱患。
發明內容本實用新型的目的就是要設置這樣一種水閥在寒冷季節不會使水管凍堵或凍 裂，在對對應進水孔的開閉進行遙控時不采用受制于環境溫度的電磁閥，且控制準確、故障 率低，同時成本低廉使用壽命長。上述目的通過以下技術方案來實現所述閥，安裝在太陽能熱水器對應管路系統上，包括室內閥和室外閥，所述室內閥 和室外閥都含有一閥殼，室內閥的閥殼內腔被腔內隔板、進水閥芯、泄壓閥芯及彈性膜分隔 成以下四個腔室獲壓腔、壓力腔、泄壓腔和介質腔，其中獲壓腔與介質腔由彈性膜分隔，獲 壓腔與壓力腔、泄壓腔由所述隔板及上述兩閥芯分隔，壓力腔與泄壓腔由所述隔板分隔，所 述壓力腔、泄壓腔和介質腔分別設有對應的冷水口、泄壓口和介質口，泄壓口與大氣連通； 室外閥的閥殼內腔被腔內隔板、水氣閥芯及彈性膜分隔成以下三個腔室熱水腔、出水腔和 介質腔，其中熱水腔與出水腔由所述隔板及水氣閥芯分隔，出水腔和介質腔由彈性膜分隔， 熱水腔、出水腔和介質腔分別設有對應的熱水口、出水口和介質口，出水腔設有進水孔和補氣孔，進水孔連通熱水腔與出水腔，補氣孔與大氣連通；室內、室外閥的介質腔通過介質口 及傳壓細管連通，所述介質腔和傳壓細管內充滿液體介質；室內閥的冷水口與所述管路系 統中的自來水管連通；室外閥的熱水口與所述管路系統中的太陽能熱水箱連通，室外閥的 出水口與所述管路系統中的上下水共用的管道連通。 所述閥的進一步設計在于，所述彈性膜為橡皮膜。所述閥的進一步設計在于，所述室內閥內腔的壓力腔、泄壓腔并列排列并位于獲 壓腔的下側，介質腔位于獲壓腔的一側。所述閥的進一步設計在于，所述室內閥內腔的所述兩閥芯由閥桿、閥蓋、密封圈和 彈簧組成，閥桿一端分別穿過室內閥的閥殼分別與對應琴鍵連接，閥桿另一端分別伸入到 壓力腔和泄壓腔中，在對應于相應的閥孔位置處設有閥蓋，閥蓋上置有密封圈，彈簧穿套在 閥桿的下端，并以閥蓋的下端面和對應腔室的對應底面為彈簧上下端的支承面。所述閥的進一步設計在于，所述室外閥內腔的熱水腔、出水腔和介質腔按上、中、 下的位置排列，熱水腔與出水腔之間的腔內隔板上設有若干按圓弧分布的所述進水孔，在 出水腔的腔頂設有呈倒L形的所述通氣孔。所述閥的進一步設計在于，所述室外閥內腔的水氣閥芯由閥桿、進水閥蓋、補氣閥 蓋、密封圈和壓片組成，閥桿一端伸入熱水腔中與對所述進水孔有開閉作用的進水閥蓋連 接，進水閥蓋上置有對應的密封圈，閥桿另一端伸入出水腔中，該端部連接壓片，該壓片與 分隔出水腔和介質腔的所述橡皮膜連接，在閥桿對應于所述通氣孔位置處設有對所述補氣 孔有開閉作用的補氣閥蓋。所述閥的進一步設計在于，所述液體介質是防凍液或水。本實用新型的組合聯動閥由室內閥和室外閥組合而成，室內閥放在家中由用戶控 制，室外閥放在屋頂上。室內閥和室外閥中各設置有介質腔，兩腔介質腔由專門的管道連 接，通過操縱室內閥上的對應琴鍵來調節對應閥芯，使室內閥的介質腔產生壓力變化，該壓 力變化由防凍介質經傳壓細管傳導到室外閥的介質腔內，利用該壓力導致室外閥介質腔的 體積變化來完成打開熱水或關閉熱水、排空水管的各項動作。省去了電磁閥，不會出現使用 電磁閥時所常見的由于環境溫度過高，不易散熱而使電流產生熱量燒壞閥的現象，也不會 出現由于排水時產生的真空度，而不能完全排清管道內的水，致使管道內的水在寒冷的天 氣結冰而產生水管的凍堵或凍裂管道的現象，因此控制動作準確，故障率低。同時本實用新 型的組合聯動閥結構簡單，制造容易，制造成本低，使太陽能熱水器的成本有所降低。
圖1是室內閥的結構示意圖。圖2是室外閥的結構示意圖。圖3是本實用新型的組合聯動閥安裝在太陽能熱水器系統中的結構示意圖。圖中，101排水閥門，102家中自來水源，104閥，105為淋浴蓮蓬頭，106，管道，107 傳壓細管，109太陽能熱水箱，110為上排空口，200室內閥，201開熱水琴鍵，202閥桿，203 閥殼，204獲壓腔，205密封圈，206閥蓋，207冷水口，208壓力腔，209彈簧，210泄壓腔，211 為泄壓彈簧，212為泄壓管口，213為泄壓管，214為泄壓閥門蓋，215為泄壓密封圈，217介質 口，218介質腔，219橡膠膜，220為泄壓閥芯，221關熱水琴鍵，222閥桿，230進水閥芯，300室外閥，301閥蓋，302密封圈，303進水口，304進水孔，305密封圈，306閥蓋，307壓片，308 橡膠膜，310介質口。311平墊圈。312定心螺釘。313介質腔。314出水腔。315出水口。 316補氣管口。317補氣管。318是閥桿。319補氣孔。320熱水室，321閥殼，330水氣閥芯
具體實施方式
對照圖1，本實用新型的室內閥200主要由閥殼203、進水閥芯230、泄壓閥芯220 和彈性膜219組成，本實施例的彈性膜219采用橡膠膜。閥殼203的內腔由腔內隔板和橡 膠膜分割成四個腔室獲壓腔204、壓力腔208、泄壓腔210和介質腔218。壓力腔208、泄壓 腔210并列排列并位于獲壓腔204的下側，介質腔218位于獲壓腔的一側。壓力腔208、泄 壓腔210與獲壓腔204由腔內隔板及進水閥芯、泄壓閥分隔，壓力腔208與泄壓腔210由腔 內隔板分隔，介質腔218與獲壓腔204由橡膠膜219分隔。壓力腔208設有冷水口 207，介 質腔218設有介質口 216，泄壓腔210設有泄壓口 212，該泄壓口 212與泄壓管213連接。進水閥芯230或泄壓閥芯220主要由閥桿(202或222)、閥蓋(206或214)、密封 圈(205或215)和彈簧(209、211)組成。閥桿(202或222)沿豎直方向放置，其上端分別 穿過閥殼203分別連接琴鍵201或221，其下端分別穿過對應的閥孔伸入到壓力腔208和泄 壓腔210中。閥桿202、閥桿222分別在壓力腔208和泄壓腔210對應閥孔位置上設有閥蓋 206和閥蓋214，該兩閥蓋上端分別連接密封圈205和密封圈215。閥蓋206和閥蓋214下 端分別套接彈簧208和彈簧211，該兩彈簧的兩端分別以對應閥蓋的下端面和對應腔的腔 底面為支承面。對照圖2，本實用新型的室外閥300主要由閥殼321、水氣閥芯330和橡膠膜308組 成。閥殼321的內腔被隔板和橡膠膜308分隔成上、中、下分布的熱水腔320、出水腔314、介 質腔313三個腔室。熱水腔320和出水腔320上分別設有進水口 303和出水口 315。熱水 腔320和出水腔314之間的腔內隔板上設有按圓弧形分布的6個進水孔304。出水腔314 的上端設有與外界連通的呈倒L形的補氣孔319。水氣閥芯330由閥桿318、進水閥蓋301、補氣閥蓋307、密封圈302、密封圈305和 壓片組成。閥桿318豎直放置，其上端處在熱水腔320中，該端連接閥蓋301，閥蓋301的 下端連接密封圈302。閥蓋301及密封圈302是對孔304起開閉作用。閥桿318處于出水 腔314且對應補氣孔319部分設有閥蓋306及對應的密封圈305，該閥蓋及密封圈是對補氣 孔319起開閉作用。閥芯318下端連接壓片307，該壓片通過墊片311及螺釘312與橡膠膜 308連接。室內、室外閥的介質腔218、313通過傳壓細管107連通，介質腔218、313和傳壓細 管107充滿液體介質，該液體介質可以是防凍液，也可以是水。在較寒冷地區，可采用比較 經濟的飽和食鹽水，它的冰點是-29攝氏度。在嚴寒的、會凍堵，只需要太陽能熱水器系統有即開即熱的功能就可以了，那么可以取消室 內閥的變介質系統，而改用自來水直接充當傳壓介質。室內閥介質腔218內的壓力變化通過傳壓細管107傳導到室外閥的介質腔313 內，使其體積產生變化，導致室外閥的橡膠膜308的向上或向下凸起，從而帶動閥芯330的 上下運動，達到開閉進水孔和補氣孔的目的。 上述的室內閥200和室外閥300置于太陽能熱水器系統的情形請參見照圖3。室外閥300置于房 頂上，其上的進水口 303通過管道與太陽能熱水箱109連通。室外閥300的 出水口 315由水管106與閥104的熱水進水口連通。水管106為上、下水共用的管道。閥 104為管道上、下水及熱水調溫用的閥門，是一種常用閥門。閥104的冷水進水口通過管道 與家中的自來水管102連通。室內閥200置于廚房或衛生間便于手動控制的適當位置處。 室內閥的壓力腔208的進水口 207與來水管102連通，室內閥200和室外閥300的介質腔 由傳壓細管107連通。需要熱水時，撳按室內閥200上的琴鍵201，閥芯202克服彈簧209的彈力以及壓 力腔208內水的壓力得以下行。帶動閥蓋206及密封圈205下行，自來水進入獲壓腔204， 即使松開琴鍵201，由于獲壓腔204內水的壓力，不能使閥蓋206及其上的密封圈205將閥 孔完全閉合，獲壓腔204內的水具有自來水源的壓力。該壓力使得橡膠膜219產生向右突 起的變形，介質腔218體積變小，壓力增大。介質腔218內置有防凍液，由于液體的不可壓 縮性，介質腔218所受的壓力由傳壓細管309通過低凝點防凍液傳導到置于屋頂的室外閥 300的介質腔313內，使橡膠膜308向上凸起，推動壓片307使閥芯330向上運動，閥蓋301 及密封圈302、不再壓接在孔304上，熱水腔320中的熱水由孔304流入出水腔314，并經過 出水口 315及水管106流到用戶家中。關掉熱水時，撳按室內閥200上的琴鍵221，閥芯220克服彈簧211的彈力得以下 行。帶動閥蓋214及密封圈215下行，獲壓腔204內的水通過閥孔進入泄壓腔210，經泄壓 口 212及泄壓管排出。獲壓腔204內的水經泄壓腔210排出后，其腔內的壓力減小，橡膠膜 219產生向左突起的變形，介質腔218體積變大，壓力減小。通過低凝點防凍液傳導到室外 閥300的介質腔313內，使橡膠膜308向下凸起，使閥芯330向下運動，閥蓋301及密封圈 302再次壓接在孔304上，熱水腔320中的熱水不能流入出水腔314。閥蓋306及密封圈 305不再壓接在補氣孔319，補氣管與外界接通，空氣從小孔319中流入，出水腔314不會形 成真空，在重力用下的流水被完全排空。 這樣，用戶在家里通過按室內閥上琴鍵，而產生介質腔室內的壓力，壓力通過傳壓 細管傳導到室外閥，室外閥利用該壓力來開啟熱水閥芯，用戶立就能立即得到熱水。當用戶 試圖關閉熱水時，只需按下室內閥中的相關琴鍵，就可泄去獲壓力腔中壓力，熱水閥自動關 閉，同時補氣管開通，上、下水的同一根管道內不會產生真空，依賴重力管道內的水自然排 空。因此不會出現現有熱水器所常見的，由于管道內積有水而產生凍堵或凍裂管道的現象。
權利要求1.介質傳動液壓組合聯動閥，安裝在太陽能熱水器對應管路系統上，其特征在于包括 室內閥和室外閥，所述室內閥和室外閥都含有一閥殼，室內閥的閥殼內腔被腔內隔板、進水 閥芯、泄壓閥芯及彈性膜分隔成以下四個腔室獲壓腔、壓力腔、泄壓腔和介質腔，其中獲壓 腔與介質腔由彈性膜分隔，獲壓腔與壓力腔、泄壓腔由所述隔板及上述兩閥芯分隔，壓力腔 與泄壓腔由所述隔板分隔，所述壓力腔、泄壓腔和介質腔分別設有對應的冷水口、泄壓口和 介質口，泄壓口與大氣連通；室外閥的閥殼內腔被腔內隔板、水氣閥芯及彈性膜分隔成以下 三個腔室熱水腔、出水腔和介質腔，其中熱水腔與出水腔由所述隔板及水氣閥芯分隔，出 水腔和介質腔由彈性膜分隔，熱水腔、出水腔和介質腔分別設有對應的熱水口、出水口和介 質口，出水腔設有進水孔和補氣孔，進水孔連通熱水腔與出水腔，補氣孔與大氣連通；室內、 室外閥的介質腔通過介質口及傳壓細管連通，所述介質腔和傳壓細管內充滿液體介質；室 內閥的冷水口與所述管路系統中的自來水管連通；室外閥的熱水口與所述管路系統中的太 陽能熱水箱連通，室外閥的出水口與所述管路系統中的上下水共用的管道連通。
2.根據權利要求1所述的介質傳動液壓組合聯動閥，其特征在于所述彈性膜為橡皮膜。
3.根據權利要求2所述的介質傳動液壓組合聯動閥，其特征在于所述室內閥內腔的壓 力腔、泄壓腔并列排列并位于獲壓腔的下側，介質腔位于獲壓腔的一側。
4.根據權利要求3所述的介質傳動液壓組合聯動閥，其特征在于所述室內閥內腔的所 述兩閥芯由閥桿、閥蓋、密封圈和彈簧組成，閥桿一端分別穿過室內閥的閥殼分別與對應琴 鍵連接，閥桿另一端分別伸入到壓力腔和泄壓腔中，在對應于相應的閥孔位置處設有閥蓋， 閥蓋上置有密封圈，彈簧穿套在閥桿的下端，并以閥蓋的下端面和對應腔室的對應底面為 彈簧上下端的支承面。
5.根據利要求2所述的介質傳動液壓組合聯動閥，其特征在于所述室外閥內腔的熱水 腔、出水腔和介質腔按上、中、下的位置排列，熱水腔與出水腔之間的腔內隔板上設有若干 按圓弧分布的所述進水孔，在出水腔的腔頂設有呈倒L形的所述通氣孔。
6.根據利要求5所述的介質傳動液壓組合聯動閥，其特征在于所述室外閥內腔的水氣 閥芯由閥桿、進水閥蓋、補氣閥蓋、密封圈和壓片組成，閥桿一端伸入熱水腔中與對所述進 水孔有開閉作用的進水閥蓋連接，進水閥蓋上置有對應的密封圈，閥桿另一端伸入出水腔 中，該端部連接壓片，該壓片與分隔出水腔和介質腔的所述橡皮膜連接，在閥桿對應于所述 通氣孔位置處設有對所述補氣孔有開閉作用的補氣閥蓋。
7.根據利要求1所述的介質傳動液壓組合聯動閥，其特征在于所述液體介質是防凍液 或水。
專利摘要本實用新型涉及介質傳動液壓組合聯動閥。包括室內閥和室外閥，室內閥和室外閥都含有一閥殼，室內閥的內腔被分隔成獲壓腔、壓力腔、泄壓腔和介質腔四腔室，獲壓腔與壓力腔、泄壓腔由隔板及上述兩閥芯分隔，壓力腔與泄壓腔由隔板分隔，獲壓腔與介質腔由彈性膜分隔，壓力腔、泄壓腔和介質腔分別設有冷水口、泄壓口和介質口；室外閥的內腔被分隔成熱水腔、出水腔和介質腔三個腔室，熱水腔與出水腔由隔板及水氣閥芯分隔，出水腔和介質腔由彈性膜分隔，該三腔室分別設有熱水口、出水口和介質口，出水腔設有進水孔和補氣孔，室內、外閥的介質腔由傳壓細管連通，介質腔和傳壓細管內充滿液體介質。該閥的優點是控制動作準確，故障率低、制造容易，成本低。
文檔編號F16K31/145GK201837119SQ201020568649
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月19日 優先權日2010年10月19日
發明者李寧生 申請人:李寧生