用于防止热水器自启动的单向阀的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于防止热水器自启动的单向阀。


背景技术：

2.现有技术中，热水器的热水管道与冷水管道之间通常具有单向阀，在无需用水时，可以通过单向阀实现“热水管道-单向阀-冷水管道-热水器”的自循环，达到节约能源的效果。
3.然而，在使用冷水时，由于单向阀两侧水流流速不同，压强也不同，单向阀可能被意外打开，此时热水器检测到热水管道中有水流流动便自行启动。而实际上用户在使用冷水时并没有加热的需求，反而浪费了能源。因此，急需一种即使受到上述情况的水压变化影响也不会自启动的热水器，以及用于实现上述功能的单向阀。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术热水器会因为水压变化而自启动的缺陷，提供一种用于防止热水器自启动的单向阀。
5.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种用于防止热水器自启动的单向阀，所述单向阀包括阀芯，所述阀芯沿水流流动方向将所述单向阀分为上游侧和下游侧，所述单向阀的下游侧具有限流机构，所述限流机构包括驱动部和限流部，所述限流部位于所述单向阀的下游侧的冷水出水管道内，所述驱动部通过传动结构或磁吸结构驱动所述限流部限制所述单向阀的下游侧的水流大小，所述驱动部还包括弹性部件，所述弹性部件用于将所述限流机构的位置复原。
7.在本实用新型中，通过上述结构形式，使单向阀下游侧的水流流动时，驱动部能够驱动限流部限制管道内水流的横截面积，避免阀芯在压强差的作用下被打开，在水流停止流动后，利用弹性部件将限流部复位，便于限流机构整体的下次启动。
8.较佳地，所述限流部包括封堵端和流通端，当所述封堵端处于所述冷水出水管道的截面上时，所述限流部处于封堵状态，当所述流通端处于所述冷水出水管道的截面上时，所述限流部处于流通状态。
9.在本实用新型中，通过上述结构形式，使限流部可以在封堵状态和流通状态之间切换，从而达到调节水流的横截面积，进而实现调节压强的目的。
10.较佳地，所述限流部包括转轴，所述限流部可沿所述转轴转动，所述转轴位于所述冷水出水管道的一条直径上，所述限流部转动的起始位置对应其所述封堵状态，所述限流部转动的终止位置对应其所述流通状态。
11.在本实用新型中，通过上述结构形式，使限流部绕管道内的某一截面的直径转动，使其转动方向和水流方向成90
°
角，调节范围最大，调节效果也最好。
12.较佳地，所述限流部为两侧具有开口、中部贯通的壳体，当所述开口的连线与所述热水器的冷水出水管道的轴线垂直时，所述壳体处于封堵状态，当所述开口的连线与所述
热水器的冷水出水管道的轴线平行时，所述壳体处于流通状态，所述驱动部通过传动结构驱动所述壳体沿所述转轴转动并在封堵状态和流通状态之间切换。
13.在本实用新型中，通过上述结构形式，提供一种可以通过简单旋转来实现切换封堵状态和流通状态的限流部结构。
14.较佳地，所述壳体的外表面为球形，其外径小于所述冷水出水管道的内径。
15.在本实用新型中，通过上述结构形式，使壳体转动时不会与管道干涉，同时使限流效果尽可能好。
16.较佳地，所述限流部为中间开孔的圆环，当所述开孔的轴线与所述冷水出水管道的轴线平行时，所述圆环处于封堵状态，当所述开孔的轴线与所述冷水出水管道的轴线之间的夹角在45
°‑
90
°
之间时，所述圆环处于流通状态。
17.在本实用新型中，通过上述结构形式，即使在封堵状态下也能够留出一个开孔使少量水流通过，在流通状态下，限流部几乎不阻挡水流，能够使大量水流快速通过。
18.较佳地，所述限流部位于所述单向阀的下游侧的冷水出水管道内，所述限流部包括转轴，所述限流部可沿所述转轴转动，所述转轴位于所述冷水出水管道的一条直径上，所述限流部转动的起始位置对应其所述封堵状态，所述限流部转动的终止位置对应其所述流通状态，所述驱动部通过磁吸结构驱动所述圆环沿所述转轴方向转动并在封堵状态和流通状态之间切换。
19.在本实用新型中，通过上述结构形式，简化了传动结构，使控制更加方便，无需定期维护。
20.较佳地，所述驱动部包括磁条，所述圆环由磁铁制成，当所述圆环处于封堵状态时，所述磁条排斥所述圆环，当所述圆环处于流通状态时，所述磁条牵引所述圆环。
21.在本实用新型中，通过上述结构形式，提供一种通过磁吸结构实现传动的方式。
22.较佳地，所述冷水出水管道的内壁上设有卡口，所述卡口与处于所述封堵状态的所述圆环紧贴，并且阻止所述圆环继续转动。
23.在本实用新型中，通过上述结构形式，在封堵状态下，可以利用卡口阻止圆环继续转动，限定其保持在该位置而不会过度旋转。
24.较佳地，所述驱动部包括涡轮转子，所述涡轮转子位于所述热水器的冷水进水管道内，所述涡轮转子由所述冷水进水管道内的水流驱动其转动。
25.在本实用新型中，通过上述结构形式，使涡轮转子能够直接被冷水进水管道内的水流驱动，当冷水开始流动时，涡轮转子可以即刻开始转动。
26.较佳地，所述冷水进水管道内设置有定位件，所述定位件卡接或形成于所述冷水进水管道的内壁。
27.在本实用新型中，通过上述结构形式，借助冷水进水管道内壁上的定位件对涡轮转子进行定位，使其不会因为水流的冲击作用而发生位移。
28.较佳地，所述定位件分别设置于所述涡轮转子的上游和下游。
29.在本实用新型中，通过上述结构形式，从涡轮转子的两端对其进行定位，使其不会因为水流的冲击作用而发生轴向位移。
30.较佳地，所述冷水进水管道的内壁上设有挡块，所述挡块阻挡所述涡轮转子转动。
31.在本实用新型中，通过上述结构形式，使涡轮转子在水流的驱动作用下不会一直
保持转动，而是在一个固定的角度区间内进行转动和复位。
32.较佳地，所述挡块数量为两个，两个所述挡块位于同一条所述冷水进水管道的截面直径的两端。
33.在本实用新型中，通过上述结构形式，限定涡轮转子在固定的半圆周内转动，从而限定了磁条在固定的半圆周内转动。
34.较佳地，所述弹性部件为扭力弹簧。
35.在本实用新型中，通过上述结构形式，使驱动部能够在扭力弹簧的作用下复位。
36.较佳地，所述驱动部包括涡轮转子，所述扭力弹簧直接连接于所述涡轮转子上。
37.在本实用新型中，通过上述结构形式，使扭力弹簧的复位作用能够直接作用于涡轮转子上，从而使复位的响应更加及时。
38.本实用新型的积极进步效果在于：该用于防止热水器自启动的单向阀使单向阀下游侧的水流流动时，驱动部能够驱动限流部限制管道内水流的横截面积，避免阀芯在压强差的作用下被打开，在水流停止流动后，利用弹性部件将限流部复位，便于限流机构整体的下次启动。
附图说明
39.图1为本实用新型实施例1的单向阀所在的热水器的水流路线示意图。
40.图2为本实用新型实施例1的单向阀的限流结构的立体示意图。
41.图3为本实用新型实施例1的单向阀的阀芯的结构的立体示意图。
42.图4为本实用新型实施例1的单向阀的驱动部的结构的仰视图。
43.图5为本实用新型实施例1的单向阀的驱动部在冷水进水管道内的截面示意图。
44.图6为本实用新型实施例1的单向阀的限流部结构处于封堵状态的示意图。
45.图7为本实用新型实施例1的单向阀的限流部结构处于流通状态的示意图。
46.图8为本实用新型实施例2的单向阀的限流部结构处于流通状态的结构示意图。
47.图9为本实用新型实施例2的单向阀的限流部结构处于封堵状态的结构示意图。
48.图10为本实用新型实施例2的单向阀的圆环的立体图。
49.附图标记说明：
50.单向阀100
51.阀芯110
52.密封段111
53.密封环112
54.推杆段113
55.端面114
56.支架120
57.支撑梁121
58.弹簧130
59.热水器200
60.热水进水管道201
61.热水出水管道202
62.冷水进水管道203
63.冷水出水管道204
64.涡轮转子31
65.转轴32
66.定位件33
67.凸筋34
68.挡块35
69.皮带轮41
70.壳体42
71.开口43
72.侧壁44
73.磁条51
74.圆环52
75.开孔53
76.卡口54
具体实施方式
77.下面举两个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
78.实施例1
79.如图1-7所示，本实施例提供一种用于防止热水器200自启动的单向阀100。其所在的热水器200具有独立的热水管道和冷水管道，在热水管道和冷水管道之间设有单向阀100。在本实施例中，单向阀100仅能允许水流从热水侧(即上游侧)流向冷水侧(即下游侧)。热水管道又可以分为流入单向阀100的热水进水管道201和流出单向阀100的热水出水管道202。同理，冷水管道也分为流入单向阀100的冷水进水管道203和流出单向阀100的冷水出水管道204。
80.当正常单独使用热水或冷水时，打开热水或冷水龙头使热水或冷水分别从单向阀100的上游侧或下游侧放出；当不使用时，热水自热水器200流出，依次沿热水进水管道201、单向阀100和冷水进水管道203流回热水器200中，形成循环回路。
81.如图1-7所示，在本实施例中，单向阀100包括阀芯110，阀芯110设置于单向阀100的中心位置。阀芯110包括推杆段113和密封段111，密封段111靠近热水侧设置，推杆端靠近冷水侧设置。
82.如图1-7所示，在本实施例中，单向阀100还包括支架120。支架120的一端设置于推杆段113靠近冷水侧一端的端面114周侧，用于限制推杆段113仅能沿其轴向前后移动。除此以外，支架120的外侧表面整体卡接固定于管道的内壁上，从而将单向阀100的主体结构固定于管道中的特定位置，使其不会在管道内滑动。
83.具体地，在本实施例中，本实施例中的支架120靠近冷水侧的一端为内外环结构，内外环之间设有位于同一平面内的三根支撑梁121，三根支撑梁121之间的夹角均为120
°
。三根支撑梁121之间的部分镂空，从而使水流能够顺利通过。
84.如图1-7所示，在本实施例中，支架120的外侧表面自冷水侧一端延伸至热水侧，并
与位于其内侧的阀芯110的密封段111形成密封结构。其中，阀芯110的密封端的外侧额外地设有与支架120内壁贴合的密封件。本实施例中密封件为橡胶材质制成的密封环112。
85.如图1-7所示，在本实施例中，单向阀100还包括弹簧130，弹簧130设置于推杆段113的周侧。其两端分别连接于支架120和密封段111。
86.具体地，弹簧130的一端连接于支架120靠近冷水侧一端的内侧，另一端连接于阀芯110的密封段111。当水压足够推动阀芯110时，弹簧130压缩使水路流通，水压降低时即可在弹簧130的推力作用下复位，再次形成密封结构。
87.如图1-7所示，本实施例中的用于防止热水器200自启动的单向阀100在冷水侧还具有限流机构，限位机构包括驱动部和限流部，驱动部驱动限位部阻挡阀芯110移动，驱动部还包括弹性部件，弹性部件用于将限位机构的位置复原。
88.具体地，在本实施例中，驱动部为涡轮转子31，限流部为壳体42，弹性部件为连接于涡轮转子31上的扭力弹簧，其中，涡轮转子31和壳体42之间通过皮带轮41连接并传动。
89.如图1-7所示，本实施例中的壳体42的外表面为球形，其外径小于冷水出水管道204的内径。壳体42在两侧具有开口43，两个开口43之间的中部空间贯通。对于壳体42而言，开口43作为流通端，不具有开口的侧壁44则作为封堵端。当侧壁44处于冷水出水管道204的截面上时(即开口43的连线与冷水出水管道204的中心轴线相垂直时)，壳体42处于封堵状态，当开口43处于冷水出水管道204的截面上时(即开口43的连线与冷水出水管道204的中心轴线相平行时)，壳体42处于流通状态。
90.如图1-7所示，壳体42上端与皮带轮41相连。具体地，在本实施例中，两者是一体成型的。也就是说，当皮带轮41转动时，壳体42也会以相同的角速度同步转动。
91.本领域技术人员应当理解，虽然在本实施例中壳体42上端与皮带轮41一体成型，但在其他实施方式中，皮带轮41可以直接或间接驱动壳体绕其转轴转动，转轴所在的方向可以是水平的，也可以是竖直的。然而，为了获得更好的调节横截面积的效果，转轴应当位于冷水出水管道204的截面的一条直径上。这样一来，壳体42在转动时对横截面积的影响最为明显，调节效果最好。
92.当单向阀100下游侧的水流流动时，涡轮转子31能够通过皮带轮传动从而驱动壳体42转动并从封堵状态切换至流通状态，使水流流过的截面的面积增加，减少冷水侧压强的变化量，避免阀芯110在压强差的作用下被打开。在水流停止流动后，利用扭力弹簧将壳体42复位，从流通状态切换至封堵状态，便于限流机构整体的下次启动。
93.如图1-7所示，在本实施例中，皮带轮41一端与涡轮转子31同轴并一体成型，另一端与壳体42同轴并一体成型，中间则通过皮带进行传动。本领域技术人员应当理解，皮带轮41可以直接固定在管道内壁上或者通过连接件固定在管道内部空间的某一处，只要能够满足任何条件下的传动的稳定性，以及在最大水流瞬时工作状态下的结构强度即可。
94.具体地，在本实施例中，皮带轮41的两端的半径相同，因此，涡轮转子31的角速度与壳体42的角速度相等。
95.如图1-7所示，在本实施例中，与单向阀100相连的进水管道，包括冷水进水管道203和热水进水管道201，均沿竖直方向设置。相应地，与单向阀100相连的出水管道，包括冷水出水管道204和热水出水管道202，均沿水平方向设置。水流自下而上流入单向阀100后沿水平方向流出。
96.如图1-7所示，在本实施例中，涡轮转子31位于冷水进水管道203内，使涡轮转子31能够直接被冷水进水管道203内的水流驱动。一旦冷水开始流动时，涡轮转子31可以即刻开始转动，从而带动皮带轮41转动。
97.具体地，在本实施例中，涡轮转子31具有叶片和转轴32，为了避免干涉，叶片的最大半径小于冷水进水管道203的内径，并且需要预留一段距离以免异物进入涡轮转子31与冷水进水管道203内壁之间的间隙。在本实施例中，叶片的最大半径大于等于0.85倍冷水进水管道203的内径，从而能够获取更明显的驱动作用，在水流量较小时也能够驱动皮带轮41转动。
98.在本实施例中，壳体42的限流过程描述如下：
99.起初冷水进水管道203内没有水流，涡轮转子31静止不动，此时壳体42位于初始位置，两个开口43的连接线与冷水进水管道203的中心轴线相垂直，管道内水流的横截面积很小；随着水流开始流动，驱动涡轮转子31转动，涡轮转子31通过转轴32带动皮带轮41转动，进一步地，皮带轮41带动壳体42转动，直至两个开口43的连接线与冷水进水管道203的中心轴线相平行，此时管道内水流的横截面积变大，因而冷水侧的压强与初始状态相比变化量并不大；水流停止之后，涡轮转子31失去驱动力，此时在扭力弹簧的回弹力作用下涡轮转子31反向旋转，通过转轴32带动皮带轮41回转，壳体42也回复至初始位置。
100.如图1-7所示，在本实施例中，冷水进水管道203内还设置有定位件33，定位件33卡接于冷水进水管道203的内壁。借助于冷水进水管道203内壁上的定位件33的固定作用，本实施例中，能够对涡轮转子31进行定位，从而使其不会因为水流的冲击作用而发生位移，偏离其初始位置。
101.具体地，在本实施例中，定位件33为管道内壁上形成的挡板，并向管道的中间延伸。定位件33中间大部分镂空，以便水流能够顺利通过定位件33而后到达涡轮转子31。在其他实施方式中，该定位件33也可以通过卡接或过盈配合的方式固定在管道内壁上。在本实施例中，定位件33分别设置于涡轮转子31的上游和下游的位置，水流按照定位件33-涡轮转子31-定位件33的顺序流过。
102.进一步地，定位件33的中心留有一段空间，以供涡轮转子31的一部分和转轴32穿过。如图4-5所示，在本实施例中，预留的空间为扇形，而在其他实施例中，定位件33的中心预留的空间可以是面积更大的圆形或结构更稳定的交叉结构，具体采用的方式应当按照实际需求选择。
103.但本领域技术人员应当理解，涡轮转子31下游的定位件33可以阻挡涡轮转子31以及皮带轮41、壳体42整体被水流冲向下游位置，涡轮转子31上游的定位件33可以阻挡涡轮转子31以及皮带轮41、壳体42整体在复位时被水流产生的反作用力推向上游位置。总而言之，为了使涡轮转子31以及皮带轮41、壳体42的位置始终保持精确，应当对涡轮转子31进行足够精确的定位。
104.如图1-7所示，冷水进水管道203的内壁上还设有阻挡涡轮转子31转动的挡块35，从而使涡轮转子31在水流的驱动作用下不会一直保持转动，而是在一个固定的角度区间内进行转动和复位。其中，挡块35数量为两个，两个挡块35位于同一个四分之一圆周内。
105.由于涡轮转子31的角速度与壳体42的角速度相等，因此，为了控制壳体在90
°
范围内完成限位和复位，涡轮转子31也应当在相对应的范围内进行转动。本实施例中，在冷水进
水管道203的内壁上增设挡块35，从而使涡轮转子31的转动范围固定。
106.本领域技术人员应当理解，本实施例中在涡轮转子31外侧设置挡块35仅仅是为了实现控制旋转角度的多种方法中的一种。本领域技术人员还可以使用限位槽、限位臂等限位部件来限制涡轮转子31和壳体42的转动。但相比于在本领域常用的其他方案，本实施例中的挡块35能够阻止涡轮转子31的无效转动，保留了水流的部分动能不被消耗，不会影响水流的流量。
107.实施例2
108.如图8-10所示，本实施例提供一种用于防止热水器200自启动的单向阀100。其中大部分结构都与实施例1中的相同，区别之处在于：
109.本实施例中，限流结构的驱动部包括磁条51，磁条51具有左右两个磁极，限流部包括圆环52，圆环52同样由磁铁制成，具有上下两个磁极。
110.在本实施例中，涡轮转子31带动转轴32转动后，转轴32的输出端固定连接于磁条51的中心位置。也就是说，随着涡轮转子31带动转轴32转动，磁条51也会同步转动。当处于封堵状态时，圆环52下端磁极与磁条51右端磁极同名，通过同名磁极相斥的原理使圆环52紧贴于管道内壁的卡口54上；当水流通过时，涡轮转子31开始旋转，驱动磁条51转动180
°
，此时磁条51的右端磁极对圆环52下端磁极产生吸引力，将圆环从竖直位置吸引至倾斜状态，水流得以顺利流过圆环52所在的冷水出水管道204。本实施例中，圆环52的倾斜角度为45
°
。
111.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。