專利名稱：熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種熱水器的保溫水箱不承受壓力、同時保證熱水器出水承壓的系統(tǒng)及方法。
背景技術：
隨著物質生活水平的不斷提高，熱水器已普遍進入百姓家庭，成為生活中的必備器具。熱水器的保溫水箱的材料應具備足夠的強度及使用耐久性。國外曾用過聚丙烯塑料及銅(均用于內壓不超過19.6kPa即2米水頭壓的水箱)、鋅薄鋼板等作水箱材料，它們由于強度不夠或不易焊接，可靠性差等缺點，現(xiàn)在已很少應用。
普遍用于熱水器中的是鋼制搪瓷水箱，其優(yōu)點是可用較厚的(3mm左右)普通鋼板制造，焊接工藝簡單，強度、鋼度好，耐疲勞較好，但焊后需進行搪瓷工序，且在使用時必須附鎂棒防腐蝕，成本較高，且容易出故障。
另外選用的則是不銹鋼材料。不銹鋼具備優(yōu)良的強度、塑性、耐腐蝕性及焊接性，用薄不銹鋼板焊成的水箱既輕又強。但薄不銹鋼材料制成的保溫水箱，其能夠承受的水壓強度有限，若是用于大型太陽能熱水器，由于承壓大，水箱一般就只能選用較厚的搪瓷材料。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有的熱水器水箱因承壓而必須選用較厚搪瓷材料，成本較高，且容易出現(xiàn)故障的技術問題。
為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下一種熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)，包括液壓裝置，設在保溫水箱、自來水口及熱水口之間；該液壓裝置包括四個相互隔離且容積可變化的腔體，其中，第一腔體和第二腔體上設有管道；第三腔體與熱水口、保溫水箱相連；第四腔體與熱水口、保溫水箱相連；第一腔體與第三腔體容積之和保持不變；第二腔體與第四腔體容積之和保持不變；以及兩位四通換向閥，設在第一腔體和第二腔體的管道上，該兩管道通過該換向閥與自來水口、保溫水箱相連。
對應地，熱水器水箱保持常壓的方法包括如下步驟步驟1保溫水箱、自來水口及熱水口之間設四個容積可變的腔體，其中第一腔體與第三腔體容積之和保持不變；第二腔體與第四腔體容積之和保持不變；步驟2冷水從自來水口進入第一腔體；步驟3冷水進入第一腔體內時，第三腔體內熱水壓出熱水口，保溫水箱內熱水進入第四腔體，第二腔體內冷水進入保溫水箱內；步驟4當?shù)谌惑w的容積達到設定值時，冷水停止進入第一腔體，換向進入第二腔體；步驟5冷水進入第二腔體內時，第四腔體內熱水壓出熱水口，保溫水箱內熱水進入第三腔體，第一腔體內冷水進入保溫水箱；步驟6重復步驟2至步驟5。
采用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法后，保溫水箱不必承受壓力，同時保證出水承壓，也就是說，整個熱水器仍然滿足用水承壓要求，不影響使用效果。這就克服了傳統(tǒng)的大型承載水箱造價特別高的問題，大大節(jié)約了成本。同時，由于保溫水箱不承壓，使得以往大型承壓水箱必須要用較厚搪瓷材料制造的技術偏見也被克服了。另外，太陽能熱水器普遍采用大型保溫水箱，供多用戶使用，此時就需要加裝使用熱水的計量設備。加裝本系統(tǒng)的熱水器，在使用時，若不放熱水，冷水就進不去，這樣就不必在另外安裝用水計量儀器，進一步節(jié)約了成本。


圖1為本發(fā)明的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)的第一實施例結構示意圖；圖2為本發(fā)明的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)的第二實施例結構示意圖；圖3為本發(fā)明的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)的第三實施例結構示意圖；圖4為本發(fā)明的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)的第四實施例結構示意圖。
具體實施例方式
下面根據圖1至圖4，給出本發(fā)明的較佳實施例，并予以詳細描述，使能更好地理解本發(fā)明的功能、特點。
本發(fā)明是由液壓馬達和液壓泵組合而成。由自來水提供的動力帶動馬達運動，馬達再把動力傳到泵上產生液體的壓力。圖1為本發(fā)明的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)的第一實施例結構示意圖。如圖所示，該系統(tǒng)包括液壓裝置和兩位四通換向閥6。液壓裝置設在保溫水箱5、自來水口7及熱水口8之間。該液壓裝置包括四個相互隔離且容積可變化的腔體。第一腔體1上設有管道11，第二腔體2上設有管道21。第三腔體3上設有單向出水管32和單向進水管31，單向出水管32連接熱水口8，單向進水管31連接保溫水箱5；第四腔體4上設有單向出水管42和單向進水管41，單向出水管42與單向出水管32相通，單向進水管41與單向進水管31相通。兩位四通換向閥6設在管道11和管道21上，管道11和管道21通過該換向閥6與自來水口7、保溫水箱5相連。第一腔體1與第三腔體3之間通過活塞12隔開，第二腔體2與第四腔體4之間通過活塞22隔開?；钊?2上設有推桿13，活塞22上設有推桿23，推桿13和推桿23連為一體；第一腔體1和第二腔體2通過隔板91隔開。所述隔板91上開孔，推桿13和推桿23穿在該孔內相連。隔板91是和液壓缸、推桿13、23密封的，且和缸體固結一體的。
自來水經自來水口7通過兩位四通換向閥6進入第一腔體1內，第一腔體1內的隔板91由于固定在液壓缸上，水壓推動右邊的活塞12右行，第三腔體3受壓而容積變小，產生出相應的壓力，第三腔體3內的水經單向出水管32流出熱水口8提供給用戶使用。同時，由于活塞12的推桿13與活塞22的推桿23連為一體，活塞12右行就帶動活塞22也向右滑動，此時第四腔體4的容積變大，其內壓力變小，保溫水箱5內熱水經過單向進水管41壓入第四腔體4?；钊?2的右行同時也使得第二腔體2受壓而容積變小，此時產生出的相應壓力將第二腔體2內的冷水經過管道21通過兩位四通換向閥6補充入保溫水箱5內。
當活塞12運行到第三腔體3的右端頂部時，二位四通換向閥6換向，自來水經自來水口7通過兩位四通換向閥6進入第二腔體2內，第二腔體2內的隔板91由于固定在液壓缸上，水壓推動左邊的活塞22左行，第四腔體4受壓而容積變小，產生出相應的壓力，第四腔體4內的水經單向出水管42流出熱水口8提供給用戶使用。同時，由于活塞22的推桿23與活塞12的推桿13連為一體，活塞22左行就帶動活塞12也向左滑動，此時第三腔體3的容積變大，其內壓力變小，保溫水箱5內熱水經過單向進水管31壓入第三腔體3?；钊?2的左行同時也使得第一腔體1受壓而容積變小，此時產生出的相應壓力將第一腔體1內的冷水經過管道11通過兩位四通換向閥6補充入保溫水箱5內。當活塞12運動到第四腔體4的左頂端時，二位四通換向閥6換向重復以上動作供應連續(xù)壓力的熱水給用戶使用。
圖2為本發(fā)明的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)的第二實施例結構示意圖。如圖所示，該系統(tǒng)包括液壓裝置和兩位四通換向閥6。液壓裝置設在保溫水箱5、自來水口7及熱水口8之間。該液壓裝置包括四個相互隔離且容積可變化的腔體。第一腔體1上設有管道11，第二腔體2上設有管道21。第三腔體3上設有單向出水管32和單向進水管31，單向出水管32連接熱水口8，單向進水管31連接保溫水箱5；第四腔體4上設有單向出水管42和單向進水管41，單向出水管42與單向出水管32相通，單向進水管41與單向進水管31相通。兩位四通換向閥6設在管道11和管道21上，管道11和管道21通過該換向閥6與自來水口7、保溫水箱5相連。第一腔體1與第三腔體3之間通過活塞12隔開，第二腔體2與第四腔體4之間通過活塞22隔開。活塞12上設有推桿13，活塞22上設有推桿23。第一腔體1和第二腔體2是完全分離的。第三腔體3內設有彈簧33，彈簧33一端連在第三腔體3的頂端，另一端連接活塞12。第四腔體4內設有彈簧43，彈簧43一端連在第四腔體4的頂端，另一端連接活塞22。
自來水經自來水口7通過兩位四通換向閥6進入第一腔體1內，水壓推動活塞12上行，第三腔體3受壓而容積變小，產生出相應的壓力，第三腔體3內的水經單向出水管32流出熱水口8提供給用戶使用。
當彈簧33受到最大壓縮后，二位四通換向閥6換向，自來水經自來水口7通過兩位四通換向閥6進入第二腔體2內，水壓推動活塞22上行，第四腔體4受壓而容積變小，產生出相應的壓力，第四腔體4內的水經單向出水管42流出熱水口8提供給用戶使用。與此同時，第三腔體3內的彈簧33受恢復力作用而下行，帶動活塞12下行，保溫水箱5中的熱水經過單向進水管31壓入第三腔體3。第一腔體1的容積在活塞12下行時變小，此時產生出的相應壓力將第一腔體1內的冷水經過管道11通過兩位四通換向閥6補充入保溫水箱5內。
當彈簧43受到最大壓縮后，二位四通換向閥6換向，自來水經自來水口7通過兩位四通換向閥6進入第一腔體1內，水壓推動活塞12上行，第三腔體3受壓而容積變小，產生出相應的壓力，第三腔體3內的水經單向出水管32流出熱水口8提供給用戶使用。與此同時，第四腔體4內的彈簧43受恢復力作用而下行，帶動活塞22下行，保溫水箱5中的熱水經過單向進水管41壓入第四腔體4。第二腔體2的容積在活塞22下行時變小，此時產生出的相應壓力將第二腔體2內的冷水經過管道21通過兩位四通換向閥6補充入保溫水箱5內。接下來，二位四通換向閥6換向重復以上動作供應連續(xù)壓力的熱水給用戶使用。
圖3為本發(fā)明的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)的第三實施例結構示意圖。如圖所示，該系統(tǒng)與第一實施例相比，兩者外部的管路完全相同，區(qū)別僅在于液壓裝置的結構。本實施例的液壓裝置也包括四個相互隔離且容積可變化的腔體。在第一腔體1和第四腔體4之間還設有腔體B，腔體B與第一腔體1之間通過隔板93隔開。腔體B與第四腔體4之間通過活塞44隔開。第二腔體2和第三腔體3之間設有腔體A，腔體A與第二腔體2之間通過隔板92隔開。腔體A與第三腔體3之間通過活塞24隔開。第一腔體1和第二腔體2之間通過活塞94隔開?；钊?4、94、44通過推桿95連為一體。隔板92、93上開孔，推桿95穿過該孔。隔板92、93是和液壓缸、推桿95密封的，且和缸體固結一體的。腔體A和腔體B與外部大氣相連。
自來水經自來水口7通過兩位四通換向閥6進入第一腔體1內，第一腔體1內的隔板93由于固定在液壓缸上，水壓推動活塞94左行，第三腔體3受壓而容積變小，產生出相應的壓力，第三腔體3內的水經單向出水管32流出熱水口8提供給用戶使用。同時，由于活塞94通過推桿95與活塞44連為一體，活塞94左行就帶動活塞44也向左滑動，此時第四腔體4的容積變大，其內壓力變小，保溫水箱5內熱水經過單向進水管41壓入第四腔體4?；钊?4的左行同時也使得第二腔體2受壓而容積變小，此時產生出的相應壓力將第二腔體2內的冷水經過管道21通過兩位四通換向閥6補充入保溫水箱5內。
當活塞44運行到隔板93處，二位四通換向閥6換向，自來水經自來水口7通過兩位四通換向閥6進入第二腔體2內，第二腔體2內的隔板92由于固定在液壓缸上，水壓推動活塞94右行，第四腔體4受壓而容積變小，產生出相應的壓力，第四腔體4內的水經單向出水管42流出熱水口8提供給用戶使用。同時，由于活塞94通過推桿95與活塞24連為一體，活塞95右行就帶動活塞24也向右滑動，此時第三腔體3的容積變大，其內壓力變小，保溫水箱5內熱水經過單向進水管31壓入第三腔體3。活塞94的右行同時也使得第一腔體1受壓而容積變小，此時產生出的相應壓力將第一腔體1內的冷水經過管道11通過兩位四通換向閥6補充入保溫水箱5內。當活塞94運動到隔板93處，二位四通換向閥6換向重復以上動作供應連續(xù)壓力的熱水給用戶使用。
圖4為本發(fā)明的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)的第四實施例結構示意圖。如圖所示，該系統(tǒng)與第一實施例相比，兩者液壓裝置的結構完全相同，區(qū)別僅在于外部的管路。本實施例的系統(tǒng)還具有另一個二位四通換向閥61，設在第三腔體3的管道34和第四腔體4的管道45上，管道34和管道45通過該換向閥61與熱水口8、保溫水箱5相連。
自來水經自來水口7通過兩位四通換向閥6進入第一腔體1內，第一腔體1內的隔板91由于固定在液壓缸上，水壓推動右邊的活塞12右行，第三腔體3受壓而容積變小，產生出相應的壓力，第三腔體3內的水經管道34、二位四通換向閥61流出熱水口8提供給用戶使用。同時，由于活塞12的推桿13與活塞22的推桿23連為一體，活塞12右行就帶動活塞22也向右滑動，此時第活塞22的右行同時也使得第二腔體2受壓而容積變小，此時產生出的相應壓力將第二腔體2內的冷水經過管道21通過兩位四通換向閥6補充入保溫水箱5內。四腔體4的容積變大，其內壓力變小，保溫水箱5內熱水經過二位四通換向閥61、管道45壓入壓入第四腔體4。
當活塞12運行到第三腔體3的右端頂部時，二位四通換向閥6、61換向，自來水經自來水口7通過兩位四通換向閥6進入第二腔體2內，第二腔體2內的隔板91由于固定在液壓缸上，水壓推動左邊的活塞22左行，第四腔體4受壓而容積變小，產生出相應的壓力，第四腔體4內的水經管道45、二位四通換向閥61流出熱水口8提供給用戶使用。同時，由于活塞22的推桿23與活塞12的推桿13連為一體，活塞22左行就帶動活塞12也向左滑動，此時第三腔體3的容積變大，其內壓力變小，保溫水箱5內熱水經過二位四通換向閥61、管道34壓入第三腔體3?；钊?2的左行同時也使得第一腔體1受壓而容積變小，此時產生出的相應壓力將第一腔體1內的冷水經過管道11通過兩位四通換向閥6補充入保溫水箱5內。當活塞12運動到第四腔體4的左頂端時，二位四通換向閥6、61換向重復以上動作供應連續(xù)壓力的熱水給用戶使用。
熱水口8與換向閥61之間還設有一緩沖箱體C，當活塞12運行到第三腔體3的右端頂部，換向閥6、61換向的瞬間可能會出現(xiàn)失壓狀態(tài)，緩沖箱體C既可以容納來自第三腔體3的水，也可以反向將水補充回第四腔體4，從而基本消除了失壓。該緩沖箱體C也當然可設于前述三個實施例中的熱水口8處。
對應地，熱水器水箱保持常壓的方法包括如下步驟步驟1保溫水箱5、自來水口7及熱水口8之間設四個容積可變的腔體，其中第一腔體1與第三腔體3容積之和保持不變；第二腔體2與第四腔體4容積之和保持不變；步驟2冷水從自來水口7進入第一腔體1；步驟3冷水進入第一腔體1內時，第三腔體3內熱水壓出熱水口8，保溫水箱5內熱水進入第四腔體4，第二腔體2內冷水進入保溫水箱5內；步驟4當?shù)谌惑w3的容積達到設定值時，冷水停止進入第一腔體1，通過換向閥6從自來水口7進入第二腔體2；步驟5冷水進入第二腔體2內時，第四腔體4內熱水壓出熱水口8，保溫水箱5內熱水進入第三腔體3，第一腔體1內冷水進入保溫水箱5；步驟6重復步驟2至步驟5。
有關容積變化的測定，可以通過在圖1中的液壓箱體右側設置行程開關X2以及在液壓箱體的隔板91右側設置行程開關X1來實現(xiàn)。當活塞12右行，碰到行程開關X2，換向閥6換向，活塞12改為左行，碰到行程開關X1時，閥6換向，活塞12改為右行。圖4中的液壓箱體上也可以做類似設置，以控制換向閥6、61的換向。行程開關X2也可以設置在液壓箱體的左側，行程開關X1也可以設置在隔板91左側。
前面提供了對較佳實施例的描述，以使本領域內的任何技術人員可使用或利用本發(fā)明。通過四個實施例的描述，可以看出，本發(fā)明的液壓裝置只要具備第一腔體1與第三腔體3容積之和始終保持不變以及第二腔體2與第四腔體4容積之和始終保持不變的特征，不論具體結構如何變化，均可以滿足本發(fā)明的目的。同樣，本發(fā)明的液壓裝置的外部管路也只要具備換向反復持續(xù)供水的特征，都可以滿足本發(fā)明的目的。對該較佳實施例，本領域內的技術人員在不脫離本發(fā)明原理的基礎上，可以作出各種修改或者變換。應當理解，說明書中所舉的實施例僅是一種較佳實施例，對該實施例做出的修改或者變換都不脫離本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括液壓裝置，設在保溫水箱(5)、自來水口(7)及熱水口(8)之間；該液壓裝置包括四個相互隔離且容積可變化的腔體，其中，第一腔體(1)上設有管道(11)；第二腔體(2)上設有管道(21)；第三腔體(3)與熱水口(8)、保溫水箱(5)相連；第四腔體(4)與熱水口(8)、保溫水箱(5)相連；第一腔體(1)與第三腔體(3)容積之和保持不變；第二腔體(2)與第四腔體(4)容積之和保持不變；以及兩位四通換向閥(6)，設在管道(11)和管道(21)上，管道(11)和管道(21)通過該換向閥(6)與自來水口(7)、保溫水箱(5)相連。
2.如權利要求1所述的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)，其特征在于，第三腔體(3)上設有單向出水管(32)和單向進水管(31)，單向出水管(32)連接熱水口(8)，單向進水管(31)連接保溫水箱(5)；第四腔體(4)上設有單向出水管(42)和單向進水管(41)，單向出水管(42)與單向出水管(32)相通，單向進水管(41)與單向進水管(31)相通。
3.如權利要求2所述的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)，其特征在于，第一腔體(1)與第三腔體(3)之間通過活塞(12)隔開，第二腔體(2)與第四腔體(4)之間通過活塞(22)隔開。
4.如權利要求3所述的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)，其特征在于，活塞(12)上設有推桿(13)，活塞(22)上設有推桿(23)，推桿(13)和推桿(23)連為一體；第一腔體(1)和第二腔體(2)通過隔板(91)隔開。
5.如權利要求3所述的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)，其特征在于，第三腔體(3)內設有與活塞(12)相連的彈簧(33)；第四腔體(4)內設有與活塞(22)相連的彈簧(43)。
6.如權利要求2所述的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還具有兩位四通換向閥(61)，設在第三腔體(3)的管道(34)和第四腔體(4)的管道(45)上，管道(34)和管道(45)通過該換向閥(61)與熱水口(8)、保溫水箱(5)相連。
7.如權利要求6所述的熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)，其特征在于，熱水口(8)與換向閥(61)之間還設有一緩沖箱體(C)。
8.一種熱水器水箱保持常壓的方法，包括如下步驟步驟8-1保溫水箱(5)、自來水口(7)及熱水口(8)之間設四個容積可變的腔體，其中第一腔體(1)與第三腔體(3)容積之和保持不變；第二腔體(2)與第四腔體(4)容積之和保持不變；步驟8-2冷水從自來水口(7)進入第一腔體(1)；步驟8-3冷水進入第一腔體(1)內時，第三腔體(3)內熱水壓出熱水口(8)，保溫水箱(5)內熱水進入第四腔體(4)，第二腔體(2)內冷水進入保溫水箱(5)內；步驟8-4當?shù)谌惑w(3)的容積達到設定值時，冷水停止進入第一腔體(1)，換向進入第二腔體(2)；步驟8-5冷水進入第二腔體(2)內時，第四腔體(4)內熱水壓出熱水口(8)，保溫水箱(5)內熱水進入第三腔體(3)，第一腔體(1)內冷水進入保溫水箱(5)；步驟8-6重復步驟8-2至步驟8-5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱水器水箱保持常壓的系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括四個相互隔離且容積可變化的腔體，第一腔體和第二腔體上設有管道；第三腔體、第四腔體分別與熱水口、保溫水箱相連；以及兩位四通換向閥，設在第一腔體和第二腔體的管道上，該兩管道通過換向閥與自來水口、保溫水箱相連。方法為冷水進入第一腔體，第三腔體內熱水壓出熱水口，保溫水箱內熱水進入第四腔體，第二腔體內冷水進入保溫水箱；冷水換向進入第二腔體，第四腔體內熱水壓出熱水口，保溫水箱內熱水進入第三腔體，第一腔體內冷水進入保溫水箱；重復上述步驟。采用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法后，保溫水箱不必承受壓力，同時保證出水承壓。
文檔編號F24H1/00GK1844785SQ200610026409
公開日2006年10月11日 申請日期2006年5月10日 優(yōu)先權日2006年5月10日
發(fā)明者韓紹良 申請人:韓紹良