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太陽能熱水器排空閥門用流體波遠程控制的方法.pdf

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太陽能熱水器 排空 閥門 流體 遠程 控制 方法
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摘要
申請專利號:

CN201310601522.2

申請日:

2013.11.26

公開號:

CN103672132A

公開日:

2014.03.26

當前法律狀態:

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有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F16K 31/46申請日:20131126|||公開
IPC分類號: F16K31/46; F24J2/40 主分類號: F16K31/46
申請人: 李家聰
發明人: 李家聰
地址: 650106 云南省昆明市五華區豐寧路2號春暉小區一期8幢1單元101室
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310601522.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.02.08|||2014.05.14|||2014.03.26

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種太陽能熱水器置于高位或屋頂時,儲水箱出水口安裝的排空閥門遠程控制的方法一流體波法;分為水流波法及氣流波法;同時提供本方法必須的阻波閥、發波器及受波器三種附件。其工作方式是以手動方式操作安裝在戶內的發波器發出正壓波或負壓波,以管道傳遞到安裝在排空閥上的受波器控制其開或閉。阻波器是阻止波外泄至其它管路及發生外泄時能進行自動補償。本方法三種安裝方式為無冰凍地區由戶內單獨供冷水,以冷水管載波的水流波法;無冰凍地區由戶內單獨供冷水及屋頂總管分供冷水的氣流波法;冰凍地區以熱水和冷水共用一根管道,省去管道保溫用電的氣流波法。結構簡單,安裝方便,操作靈活,造價低廉;不用電,安全性能優良。

權利要求書

權利要求書
1.  一種太陽能熱水器置于屋頂或高位時,儲水箱熱水排水口(5)處,安裝排空閥(6)的遠程控制方法一流體波法,又可分為水流波法及氣流波法兩類;其特征在于:水流波法及氣流波法控制排空閥(6)開啟或關閉,是由發波器(A)以手動操作方式發出正壓波或負壓波通過冷水管(3)或空氣管(8)傳遞到阻波閥(A)及受波器(C)聯動控制。

2.  如權利要求1所述的阻波閥(A),由閥體(A1)及球體(A2)組成,其特征在于:球體(A2)在閥體(A1)的閥腔中留有一定截面間隙,容許一定量的穩流通過,而球體(A2)在自身重量條件下處于一定位置不被穩流推動;當出現突變的正壓波或負壓波時,球體(A2)就被推動或吸動到閥腔端頭阻住限流孔起到阻波作用,波停回位;所述阻波閥(A)水平安裝時穩流均可雙向通過,而立式安裝時有止回閥作用,穩流只能單向自下而上通過。

3.  如權利要求1所述的水流波法,用于全年無冰凍地區以供冷水、排熱水各用一根管道安裝方式的太陽能熱水器排空閥(6)進行遠程控制;其特征在于:在冷水管(3)安裝減壓閥(1a)及2件阻波閥(A),將發波器(B)及受波器(C)的管道與冷水管(3)相接;發波器(B)發出的波在2個位置被阻波閥(A)阻擋,便經冷水管(3)的部分管段傳遞到受波器(C),即利用冷水管載波實現了遠程控制;在發波器(B)停止狀態時,阻波閥(A)的球體(A2)回位,經減壓閥(1a)流出的穩流仍通過阻波器(A)進入浮球閥水箱。

4.  如權利要求1所述的氣流波法,一種用于全年無冰凍地區以供冷水排熱水各用一根管道或在屋頂由總管分供冷水安裝方式的太陽能熱水器排空閥(6)進行遠程控制;其特征在于:在發波器(B)與受波器(C)之間以一空氣管(8)連接傳遞氣流波;并需在空氣管(8)適于管理的位置水平安裝接入一件阻波閥(A),當發波器(B)在停止狀態時空氣管(3)、發波器(B)及受波器(C)則由阻波閥(A)的一端與大氣相通補償發波時的氣體泄漏。

5.  如權利要求1所述的氣流波法,為另一種用于冬季冰凍地區以供冷水排熱水共用一根管道安裝方式的太陽能熱水器排空閥(6)進行遠程控制;其特征在于:在發波器(B)與受波器(C)之間以一空氣管(8)連接傳遞氣流波;并需在空氣管(8)適于管理的位置水平安裝接入一件阻波閥(A),當發波器(B)在停止狀態時空氣管(8)發波器(B)及受波器(C)則由阻波閥(A)的一端與大氣相通補償發波時泄漏的氣體;另需在排空閥(6)出水接口處接一浮球閥(D),供冷水是在排空閥(6)開啟時,閥門(1b)開啟后,冷水沿排水管(7)經浮球閥(D)逆排空閥(6)注入太陽能熱水器的儲水箱,注滿時浮球閥(D)關閉,注滿信息則會由安裝在冷水管(3)上的流量信息閥(2)顯示,用戶則關閉供冷水的閥門(1b),然后操作發波器(B)使排空閥(6)關閉,再開啟閥門(9)或熱水用具閥門排空管內及浮球閥內積水,防止結冰;排熱水時就直接操作發波器(B)使排空閥開啟,即有熱水。

6.  如權利要求1所述流體波法的發波器(B)及受波器(C),均為筒體與活塞配套結構的機械;其特征是:發波器(B)為主動機械,受波器(C)為被動機械;兩個機械經管道接通后相互配合,發波器(B)的活塞(B5)推進發出正壓波則受波器(C)的活塞(C7)被推出,發波器(B)的活塞(B5)拉出發出負壓波則受波器(C)的活塞(C7)被吸入,同時動作,完成對排空閥(6)的遠程控制。

說明書

說明書太陽能熱水器排空閥門用流體波遠程控制的方法
技術領域   本發明涉及一種太陽能熱水器置于屋頂或高位時,以手動機械方法一流體波法,遠程控制儲水箱熱水出水口排空閥門開閉的方法及附件。 
背景技術   太陽能熱水器置于屋頂或高位時,在儲水箱熱水出水口安裝一個閥門,此閥門關閉后再放出入戶熱水管內的積水,同時由空氣平衡管引入空氣,可使管內積水迅速排空,能避免冬季管道結冰;平時當管內無積水,就有閥門一開即用熱水的效果;此閥門稱排空閥門,須遠程控制。遠程控制排空閥門開閉的方法及附件為控制排空閥門的關鍵技術;目前遠程控制排空閥門開閉的方法比較實用的是以電動閥作排空閥門,使用電力控制裝置遠程控制;控制裝置有簡單的手動電器開關或高檔的自動控制器。 
發明內容   本發明提供一種以手動機械遠程控制置于屋頂或高位的太陽能熱水器排空閥門開閉的方法,稱為流體波法;分水流波法及汽流波法兩類,兩類均以當前普遍使用的陶瓷閥片快開閥門經簡單改裝后作排空閥門,同時提供遠程控制排空閥門開閉的,傳統機械結構的3種主要管路附件;其特點是:控制方法及管路附件構造簡單、工藝成熟、價值低廉、操作方便,不用電或其它能源,安全性能優良。 
置于屋頂或高位的太陽能熱水器的管道安裝基本方法有供冷水、排熱水各用一根管道及供冷水排熱水共用一根管道兩種。前一種方法適用于全年無冰凍氣候地區,操作管理簡單,由浮球閥控制冷水自動補充,儲水箱熱水出水口不安裝排空裝置,排水管存有積水,用熱水時要放掉一些冷卻積水才出熱水;采用水流波法排空熱水管,可獲得一開閥門即用熱水的效果,具節水功效。后一種方法即補充冷水和排出熱水共用一根管道,適用于冰凍地區,在安裝排空裝置后平時可獲得一開閥門即用熱水,能為結冰氣候時期使管道內無積水不結冰;采用氣流波法排空管道,操作步驟稍多一點,管道可不用電熱保溫措施也能免受冰凍,能節省一些電能。 
流體波法最基本構造原理為,在屋頂上的太陽能熱水器儲水箱熱水出口處安裝一快開型陶瓷閥片的排空閥門,用支架固定安設一個注射器,將其活塞推桿與排空閥門手柄聯接;在戶內也固定設置一個注射器,將兩注射器推桿均置于中部,然后使兩注射器口以相應細管道密封連接,并將水或常壓空氣密閉存儲其中;在戶內操作抽或推注射器的推桿,屋頂上的注射器推桿就產生推或抽的運動,也就使聯接的快開型排空閥門手柄擺動,產生開或閉的動作,完成開啟閥門排出熱水或關閉閥門然后排空管道的遠程控制過程;以水為波傳媒的稱水流波法,以空氣為波傳媒的稱氣流波法,統稱流體波法。流體波法以上述原理設計出操作簡單的發波器及受波器代替注射器,操作方便。但是這種簡單構造會由于長時間多次運動造成微小的泄漏累積,致使手柄行程和波壓力損失而造成排空閥門開閉轉角漸小影響使用,所以需要有一套自動補償結構排除這種缺陷。經比對,上世紀五、六十年代照相館用老式照相機的快門操作機構原理與上述的氣流波法原理相同;該照相機快門的手動操作件為一個相似血壓計充氣球的彈性氣球,相當于所述戶內的注射器;其彈性氣球兩端有孔,一端孔通大氣,另一端孔連接一根約一米長的橡膠軟管,軟管另一端連接照相機上推動快門開閉的一組缸套活塞機構,相當于所述屋頂上的注射器聯結排空閥門構造;照相師通過手握彈性氣球以壓縮、釋 放等操作手法控制快門開閉完成取景對焦、裝拆膠片及膠片曝光三項作業,其原理就是使彈性氣球產生正壓或負壓的空氣波推動活塞控制快門開閉;由于彈性氣球另一端孔通大氣,無操作動作時照相師的彈性氣球任意放置其孔不受控制而常開,內外氣壓處于平衡狀態,使氣缸活塞結構在運動時的泄漏能得到自動補償,保證了操作時正、負氣壓均充足,不會造成快門開閉失效。照相師在操作彈性氣球發出的正壓波或負壓波,是根據作業需要用拇指關閉或放開通大氣的孔的同時以捏扁或松開彈性氣球的操作手法完成,須經專業技術培訓才能掌握。本申請為使用戶大眾能以簡單方式操作發波器發出正壓波或負壓波,設計了一種阻波閥,在操作發波器發波時會自動阻斷正壓波或負壓波外泄的通道,在發波器無操作時能使發波器及受波器內部保持與外部聯通,對微小泄漏自動補償;水流波法和氣流波法均可使用。 
阻波閥是一種結構簡單的自動閥門,當流體的流量和壓力在一定值以下時的穩流,可以順利通過閥門,當流體瞬間變化產生大流量正壓波或負壓波時閥門則自動關閉,使正壓或負壓波被阻隔在一定范圍內加以利用;其原理為一種常見現象:當一扇門半開時,和緩的氣流可以流出流入而門扇不動,當突然產生陣風就會使門扇大開或關閉;阻波閥就利用此現象設計制造,構造極為簡單;在管路中應用時應根據流體流向決定立式安裝還是水平安裝。 
發波器功能相似老照相機的彈性氣球,結構原理與注射器相同,固定筒體后推桿推進使流體產生正壓波,抽出產生負壓波;發波器與受波器用管道接通后,流體波就傳遞到受波器;受波器及聯接的排空閥門手柄運動相似老照相機快門機構運動,固定的受波器筒體接受正壓波時推桿伸出,接受負壓波時推桿縮回,就聯動排空閥門開啟或關閉。 
附圖說明   下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。 
附圖1是無冰凍地區常用的,供冷水排熱水各用一根管道的基本安裝方法增設附件后的,利用冷水管內水流載波遠程控制排空閥門的水流波法安裝示意圖。 
附圖2是無冰凍地區常用的,供冷水排熱水各用一根管道的基本安裝方法中增設附件后以空氣為傳媒遠程控制排空閥門的氣流波法安裝示意圖。 
附圖3是在冰凍地區常用的,供冷水排熱水合用一根管道的基本安裝方法中增設附件后以空氣為傳媒遠程控制排空閥門的氣流波法安裝示意圖。 
附圖4是阻波閥(A)結構剖面圖。 
附圖5是發波器(B)結構剖面圖。 
附圖6是改進后的排空閥(6)剖面,與受波器(C)配合安裝圖。 
附圖7是受波器(C)X向構造安裝視圖。 
附圖8是附圖3氣流波法專用的浮球閥(D)結構剖面圖。 
具體實施方式   圖1是以供冷水的管內水流載波方法組成的水流波法,適用于全年無冰凍地區,戶內單獨以冷水管3供水到浮球閥箱;圖中冷水管3的位置增設減壓閥1a是為穩定水壓使阻波閥A只容許平穩無波的穩流通過;流量信息閥2為本申請人的ZL200810058062.2“流量信息閥”產品,作用為監測太陽能熱水器是否出現泄漏,用不用對本方法無影響;冷水管3除承擔供冷水外,同時承擔傳遞水流波,圖中所示位置立式安裝了2件阻波閥A;安裝在戶內的發波器B的管道,如圖所示接入下位阻波閥上方的冷水管3位置;安裝在排空閥6上的受波器C的管道,如圖所示接入上位阻波閥A下方的冷水管3位置;空氣平衡管4上口通大氣,起平衡太陽能熱水器儲水箱及排空閥壓力的作用;太陽能熱水器產生的熱水由儲水箱熱水出水口5流出,出水口5規格為DN20,與改裝的排空閥6相配;熱水管7接在排空閥6向下的接口上,通往戶內熱水用具。工作過程如下:自來水進入減壓閥1a后使水壓穩定 在能流入太陽能熱水器這一定壓力值,當冷水充滿冷水管3及發波器B、受波器C后由浮球閥水箱進入太陽能熱水器充滿儲水箱;若排空閥6處于關閉狀態,當手動按壓發波器B時,產生一短時的壓力波進入冷水管3后推動上位的阻波閥A內的球體A2迅速上移關閉上部出水孔,使壓力波傳入受波器C,其連桿C3推動排空閥6開啟,熱水流出;若排空閥6處于開啟狀態,則手動拉提發波器B,此時產生的是一短時負壓力波使水流吸入發波器B,下位的阻波閥A內的球體A2迅速上移關閉上部出水孔,受波器C內水流流回發波器A的同時連桿C3帶動排空閥6關閉,戶內熱水用具繼續放空管內熱水就完成熱水管排空過程。當發波器B處于停止狀態,阻波器A內球體A2在自重作用下處于下部位置構成一止回閥,有壓冷水穩流可推開球體2自下而上流入浮球閥水箱;阻波器A只有在迅速發生的壓力波推動下才產生阻波作用。 
圖2是以空氣管8組成的氣流波法,適用于全年無冰凍地區,戶內單獨以冷水管3或屋頂以總管分供冷水到浮球閥箱;圖中是新增設一空氣管8使戶內發波器B產生的空氣波由空氣管8,傳遞至排空閥6上的受波器C;一件阻波閥A水平接入認為方便管理的空氣管8的任何位置,較好的位置是發波器B附近。排空閥6的工作過程與圖1的工作過程相同,只是波的傳媒為空氣;水平如圖接入的阻波閥A是使空氣管8在無波傳遞時球體A2處于閥體A1內腔中部位置使管內空氣與大氣連通保持平衡,在發正壓波時球體A2阻住左邊孔,在發負壓波時球體A2阻住右邊孔使氣流波不外泄;由于空氣具有可壓縮性,空氣管8內徑只宜在3mm~5mm間選擇,發波器B設計容量應考慮空氣管8的容量會同時被壓縮,須適當增加。 
圖3以原基本方法增設如圖2所述的空氣管8組成的氣流波法,適用于冰凍地區,以排熱水供冷水共用一根管道方法由屋頂太陽能熱水器把管道接到戶內;圖中增設空氣管8、阻波閥A、發波器B、受波器C,增設流量信息閥2及浮球閥D;本圖中排空閥6受控的工作過程及技術要求與圖2所述相同,但在為太陽能熱水器補充冷水時排空閥6還不關閉;在熱水用具停用,閥門全部關閉后開啟冷水閥1a以壓力水從排水管7內上流,經排空閥6逆向注入儲水箱;本圖方案設計了一件可調節水位的專用浮球閥D控制儲水箱水位,當儲水箱注滿時浮球閥關閉,此時流量信息閥2顯示出注滿信息,然后關閉冷水閥1a,再用發波器B關閉排空閥6,隨后開啟排水閥9或熱水用具閥門排出排水管7及浮球閥D內積水完成排空過程。 
圖4所繪阻波閥A為本申請流體波法中所用規格DN15的結構剖面圖,玻璃或優質石材的球體A2裝在閥體A1內腔能自由滾動,球體直徑約16mm;閥體內腔直徑約17~19mm,用于阻水流波取較大值,用于阻氣流波取較小值;內腔兩端可加工成90°~120°錐角與直徑約10mm的限流孔相接;錐角面與球體接合時不要求全密封,阻波過程僅1~3秒時間,稍有泄漏影響不大;阻波閥A立式安裝或水平安裝須根據具體情況決定。其它小規格阻波閥球體還可用金屬球。 
圖5為用于發水流波的發波器B構造圖,支座B1安裝于戶內方便操作之處;筒體B2內裝帶密封圈B4的活塞B5及彈簧B3,筒體B2外表面有被4條豎槽B9切斷的螺紋B8;按拉筒B6下口有4個與筒體B2外表面4條豎槽B9滑動配合的,能旋入螺紋B8的折勾;螺釘B7具備排氣作用及安裝時調整發波器B活塞位置的作用;B10為管DN15接口。用于發氣流波的發波器B構造原理相同,設計時須納入空氣管內容量氣體同時受壓縮因素,所以發波器B容量設計要相應增大;由于活塞B5無介質潤滑,稍有漏氣不影響使用。安裝好的發波器B手動壓下按拉筒B6時發正壓波,當壓下手感自覺受波器C行程到位時將按拉筒B6順時針旋入螺紋固定;提拉時發負壓波,當手感自覺受波器C行程到位時反時針旋入螺紋固定。設計操作程 序宜以按壓操作為排空閥6關閉,提拉操作為開啟。 
圖6中所繪排空閥6由改進設計專用于與太陽能熱水器儲水箱DN20的出水口5相配的閥體6a,及市售定型的DN15陶瓷閥片閥芯6b組成;閥體6a向上的DN15接口用于安裝空氣平衡管4,向下的DN15接口與浮球閥D的出水口D5相接,閥體6a安裝閥芯6b的另一端外圓用于固定受波器C的外殼C1;閥芯6b的轉軸安裝受波器C的扇形齒輪C4用螺釘6c固定。 
圖6和圖7中受波器C的外殼C1上方安裝筒體C2,內裝活塞C7及活塞齒條桿C3與扇形齒輪C4配合成齒條齒輪傳動副;螺釘C5為外殼C1夾緊排空閥和筒體C2的緊固件;2件行程終點配重C8為鑲嵌在扇形齒輪C4上的鉛質或其它大比重材料圓柱體,因扇形齒輪C4轉角約90°左右,活塞行程到終點時,行程終點配重C8成時鐘3點或9點重力一邊倒狀態,使活塞C7在無動力推動時定位在行程終點;DN15接口C6與水流波法冷水管3或氣流波法空氣管8相接。 
圖8為專用浮球閥D,本圖部分零件如接口D1和D5為利用管路配件,DN15的接口D1與熱水管7連接,DN15的接口D5與排空閥6下接口連接;由閥瓣D2、密封圈D16、桿D8及浮球D11組成升降閥瓣;由閥座D3、密封圈D15、帶出水孔D4的管D7、浮球室D9及帶氣空孔D12的蓋D10組成的升降浮球室;外管D14上節有密封圈D13,當升降式浮球室調節到位后緊固螺帽D6固定。該浮球閥D很輕,視太陽能熱水器結構可用管夾固定在出水口5附近部位。 

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