CN201884708U - 一种多功能控制阀 - Google Patents

Abstract

一种多功能控制阀，包括进水口(31)、上水口(32)、热水口(33)和出水口(34)，内部有进水导通孔(41)、上水导通孔(42)和出水导通孔(43)及三个通道，三通道互通，其中一对通道为相反放置的喇叭型通道，且大角度喇叭通道(21)的喇叭口角度大于小角度喇叭通道(22)喇叭口角度；进水口与进水导通孔相连，上水口与上水导通孔相连，热水口和出水口通过喇叭通道与出水导通孔相连。该阀也可以分成上下两个独立体，通过外接的水管实现，即中途进水口(36)与中途出水口(35)通过外接的水管连接而成。本实用新型全部是机械结构，与存储式热水箱配合，根据阀芯转动完成进水、出水、排空，不损耗电能，安全可靠。

Description

一种多功能控制阀

技术领域：

本实用新型涉及一种多功能控制阀。

背景技术：

目前国内家用热水器一般有四类：燃气热水器、电热水器、空气源热水器和太阳能热水器，随着对环保的认识和低碳经济的到来，越来越多的人会选择使用太阳能热水器，越来越多的家庭在使用太阳能热水器的时候，现有太阳能热水器的缺点也带来非常多的麻烦。主要的问题是：

第一目前绝大部分的太阳能热水器由于采用非承压水箱，利用水位的本身落差，在使用热水的时候水压太低，没有喷力，出水量小；

第二每次使用热水的时候，在热水管都有非常多的已经变成的冷水要浪费，也就是要用热水必须先放掉热水管中的冷水；

第三在北方或南方冬天气温低于零度的地区，太阳能热水器还存在冷热水管冻冰，无法继续使用，甚至水管冻冽；

第四给水箱加水和控制还需要一套用电的控制设备配套使用，成本高昂，使用时消耗电能，而且电器设备的使用年限大大低于太阳能主件的使用年限。

第五目前也有厂家推出承压水箱的太阳能热水器，但是需要配置一套上千元的水泵控制系统，而且还要耗用电能，即不经济又降低使用寿命。

第六对于目前使用承压水箱的热水器，在停水的时候无法应急使用水箱中的水，或者如果水箱中的水温本身就比较低的情况下，如果还是采用承压方式供热水，出来的热水温度会更低。

这六大问题影响太阳能热水器的普及和使用。本实用新型就是为了解决以上的六大问题而设计的。

发明内容：

目前太阳能热水器普遍存在冷、热水管无法排空，若采用非承压水箱还有热水的出水压力小而导致出水量小；而采用承压水箱则无法自然循环加热水箱中的水。总之无论采用什么热水箱都需要配置一套电控设备来控制，既不经济又耗能源，而且还带来安全隐患。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种多功能控制阀，其特征包括进水口(31)、上水口(32)、热水口(33)和出水口(34)，内部有进水导通孔(41)、上水导通孔(42)和出水导通孔(43)及三个通道，三通道互通，其中一对通道为相反放置的喇叭型通道，且大角度喇叭通道(21)的喇叭口角度大于小角度喇叭通道(22)喇叭口角度；进水口(31)与进水导通孔(41)相连，上水口(32)与上水导通孔(42)相连，热水口(33)和出水口(34)通过喇叭通道与出水导通孔(43)相连；三导通孔的连接与断开以及水流量的大小通过一个内置的阀芯实现。该阀也可以分成上下两个独立体，通过外接的水管实现，即中途进水口(36)与中途出水口(35)通过外接的水管连接而成。

该阀的上部分核心是有两个接口和一个内置三通的双喇叭水流通道，两个接口分别是热水口(33)和出水口(34)；三通的水流通道分别是大角度喇叭通道(21)、小角度喇叭通道(22)和热水通道(23)，三个通道的接合处是在双喇叭径(24)。喇叭水流通道的要求是大角度喇叭通道(21)通道的喇叭口收缩角度大于小角度喇叭通道(22)通道的收缩角度，根据伯努利原理，口径越大流速越慢，口径越小则水的流速越快。大角度喇叭通道(21)最窄处的内径为2-3mm，具体有进水口(31)处水压和水的流速决定。总之在水流从进水口(31)进入通过阀芯使进水导通孔(41)与出水导通孔(43)连通，然后进入大角度喇叭通道(21)有一个快速加速的过程，到双喇叭径(24)处水的流速要达到25米/秒以上，使得在热水通道(23)和双喇叭径(24)接合处产生明显的负压(低于一个大气压)，负大气压使热水通道(23)具有明显的吸力，能够把与热水口(33)连接管内的水吸入为了使水流畅通，要求小角度喇叭通道(22)的最窄内径比大角度喇叭通道(21)最窄处的内径大。正是因为该阀在热水口(33)处具有比较大的吸力，从而实现热水管的排空和热水加压供水等功能。

该阀的下部分核心是有两个接口和三个导通孔。两接口分别是进水口(31)和上水口(32)；三导通 孔分别是进水导通孔(41)、上水导通孔(42)和出水导通孔(43)，通过阀芯转动改变三个导通孔的连接。外形与一般的混合阀类似，也是三个接口。一般的混合阀是一个冷水口、一个热水口、一个混合出水口，是两进一出的用法。而本阀配置的阀芯是一个进，一个出，一个即可以进也可以出。配合内置的阀芯的转动不同的角度来实现。该阀芯转动使三个导通孔有以下的连接和断开5种状态：

1、进水导通孔(41)/上水导通孔(42)/出水导通孔(43)全断开；

2、进水导通孔(41)只与上水导通孔(42)连通；

3、进水导通孔(41)只与出水导通孔(43)连通；

4、进水导通孔(41)与上水导通孔(42)和出水口(43)都连通；

5、上水导通孔(42)与出水导通孔(43)连通。

该阀的上下两部分是通过出水导通孔(43)与大角度喇叭通道(21)内嵌连在一起成为一个完整的控制阀。该控制阀的上下部分也可以分开，通过外接水管实现，见图2所示。即大角度喇叭通道(21)对应的中途进水口(36)通过外接水管(37)与连接出水导通孔(43)对应的中途出水口(35)相连。实现的功能与图1描述的一体式控制阀完全相同。

该控制阀与水箱连接可以成为热水器的控制系统。进水口(31)通过水管接自来水；上水口(32)通过水管接水箱的进水口(冷水口)；热水口(33)通过水管接水箱的出水口；出水口(34)一般接普通水龙头或花洒、淋浴喷头。连接完成以后，本实用新型的有益效果是：

1.加大热水的出水量和出水压力：无论是承压水箱还是非承压水箱都可以加大出水的量，而且非承压水箱放置的位置可以比控制阀低；主要利用控制阀具上水功能和吸热水的功能来增加出水的压力。

2.热水管彻底排空：每次用完热水以后，都可以自动对热水管排空，避免热水的浪费，而且本控制阀能够对U形管、反坡管进行排空，真正实现即开即来热水的功效。控制阀热水口处的吸力可以吸出水管中的水实现真正的排空。

3.冷水管排空：对于冬季气温低于0度冻冰的地区，根据需要可以随时对冷水进水管进行排空，避免冬天无法使用或水管冻裂。主要是利用控制阀上水导通孔(42)与出水导通孔(43)连通实现。

4.应急用水：在停水或水箱内水温本身不高的情况下，可以采用不承压供水或使用应急用水。主要是利用控制阀上水导通孔(42)与出水导通孔(43)连通以及可控单向通气阀(51)变双向阀实现。

5.承压水箱实现热量自然循环：由于水箱在不使用热水的情况下，无论使用的是非承压水箱还是承压水箱都是处于非承压状态更加有利于水箱和集热器之间热量的自然循环。主要是利用控制阀关闭自然排空来实现。

6.延长承压水箱的使用寿命：对于使用承压水箱还可以延长承压水箱的使用寿命2-3倍。由于承压水箱在不供应热水的时候水箱处于非承压状态。

完成以上有益效果大部分全部有控制阀单独实现，部分有益效果需要配套的变压阀和可控单向通气阀一起来实现，全是机械结构不损耗任何电能，安全可靠，操作简单，使用期限长。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

图2是本实用新型另一种结构的连接示意图

图3是本实用新型与存储式热水箱的连接示意图

附图标记说明：21大角度喇叭通道，22小角度喇叭通道，23热水通道，24双喇叭径；31进水口，32上水口，33热水口，34出水口，35中途出水口，36中途进水口，37水管；41进水导通孔，42上水导通孔，43出水导通孔；51可控单向通气阀，52变压阀，53热水箱，54热水出口，55集热器接口，56集热器接口，57冷水进口。

具体实施方式

下面结合附图3对本发明做进一步说明：：

(一)承压供应热水

1.启动控制阀，通过转动阀芯使得进水导通孔(41)与上水导通孔(42)连通；来自进水口(31)接口的自来水从上水口(32)接口流向热水箱；

2.自来水的压力使可控单向通气阀(51)的通气阀门关闭的同时单向阀门打开，从热水箱(53)的冷水进口(57)注入水箱的冷水，利用自来水的水压关闭热水出口(54)口上方的变压阀，使水箱处于承压状态(或微压状态)。

3.热水箱的热水通过热水出口(54)被压入到热水管，通过热水管流入到控制阀的热水口(33)接口，通过热水通道(23)流入到双喇叭径(24)的混水腔，再通过小角度喇叭通道(22)从出水口(34)接口流出。

4.此时从出水口(34)口流出的是水箱中的全热水。如果水温太高，可以转动阀芯，使得进水导通孔(41)与上水导通孔(42)连通的同时进水导通孔(41)与出水导通孔(43)也连通，从而使得冷水进入到大角度喇叭通道(21)，冷水和热水在双喇叭径(24)处混合成为合适的水温在出水口(34)口流出。此状态出来的热水一方面是冷水的进水箱的压力，另一方面冷水进入在双喇叭径(24)处形成吸力吸动热水管中的热水。使通过出水口(34)接口出来的热水具有更大的喷力。

(二)使用承压水箱实现非承压供应热水或停水应急使用水箱中的水

1.转动控制阀，使得上水导通孔(42)与出水导通孔(43)连通；

2.按下可控单向通气阀(51)的阀键K，关闭通气阀门，同时使得单向阀变成双向阀；

3.水箱中的水通过冷水进口(57)和可控单向通气阀(51)流入到控制阀的上水口(32)接口，再通过上水导通孔(42)与出水导通控(43)从控制阀的出水口(34)流出，此状态从水箱中流出的水是一种非承压状态的水流。在本身水箱中的水温比较低的情况下或停水应急用水，可以用此状态供应热水。

4.水流的大小通过控制阀上下调整。

(三)排空

1.自然排空：关闭控制阀，热水箱(53)的冷水进口(57)没有冷水流入，导致变压阀(52)启动使得热水箱与大气压相通，水箱处于非承压状态，热水管中的热水通过控制阀的出水口(34)口流出。此情况如果热水管有U形安装则无法全排空；

2.吸力排空：转动控制阀的阀芯，使得进水导通孔(41)只与出水导通孔(43)连通，水流流过控制阀，通过水本身的压力在双喇叭径(24)处形成负压，把热水管中的热水吸出来。从而完成热水管的彻底排空。

3.冷水管排空：转动控制阀的阀芯，使得上水导通孔(42)与出水导通孔(43)连通，此时进水导通孔(41)关闭，自来水的压力消失从而使热水箱的冷水进口(57)处的可控的单向通气阀的通气阀门打开与大气连接，使冷水管中的冷水通过出水口(34)接口排空。

(四)自然循环：

1.对于非承压一体式太阳能热水器，有本身的太阳能水管与水箱形成热量的自然循环。

2.对于使用承压水箱的太阳能热水器，目前都是采用外加水泵来实现热量的循环。由于本实用新型的应用，使得无论是采用承压水箱还是非承压水箱在不使用热水的时候水箱都是处于非承压的状态，即如果热水箱的集热器接口(55)与集热器接口(56)连接孔与太阳能集热器连接，就能形成热系统的自然循环。

Claims (2)

1.一种多功能控制阀，其特征是：包括进水口(31)、上水口(32)、热水口(33)和出水口(34)，内部有进水导通孔(41)、上水导通孔(42)和出水导通孔(43)及三个通道，三通道互通，其中一对通道为相反放置的喇叭型通道，且大角度喇叭通道(21)的喇叭口角度大于小角度喇叭通道(22)喇叭口角度；进水口(31)与进水导通孔(41)相连，上水口(32)与上水导通孔(42)相连，热水口(33)和出水口(34)通过喇叭通道与出水导通孔(43)相连；三导通孔的连接与断开以及水流量的大小通过一个内置的阀芯实现。

2.根据权利要求1所述的多功能控制阀，其特征是：可以分成上下两个独立体，通过外接的水管实现，即中途进水口(36)与中途出水口(35)通过外接的水管连接而成。 

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