一种管道防冻阀
专利号：201720475250X
专利人：杨常荣

本实用新型涉及一种管道防冻设备，具体地说是一种管道防冻阀。
       现有技术的太阳能水箱的充放水均通过一根室外管道输送，在我国北方，冬季平均气温在0℃以下。
       使用太阳能时，由于外管道内会充满水，当温度低于-5℃时，外管道就会冻裂，传统的防外管道冻裂的方式主要是对裸露外管道进行保温处理，用棉质、塑料泡沫等保温材料包裹室外管道，还有一种方法就是打开太阳能热水器的热水龙头，让其缓慢滴水，以此来保证外管道内水流始终流动；事实证明，传统的防冻方法不仅麻烦，而且防冻效果差。所以不少北方的用户在冬季使用太阳能时，常常在使用完毕后，将水箱内的水放空，甚至冬季不使用太阳能，这样不仅给客户造成了很多不便，同时造成了水资源的浪费。
       针对上述问题，本实用新型提出一种管道防冻阀，来解决上述存在的技术问题。
       具体的方案为：一种管道防冻阀，该防冻阀包括上连接件、单通件以及下连接件，所述上连接件的底部开口内套接有单通件，所述上连接件底部开口与下连接件的顶部开口活动连接；所述单通件上设置有供水流动的通孔，所述单通件上表面铰接有活动挡板，所述活动挡板上表面设置有铁磁性金属块，铁磁性金属块表面涂有防腐漆；所述上连接件的外侧壁上设置有与所述铁磁性金属块配合磁性连接的磁体；所述下连接件内腔设置有弹簧，所述弹簧的一端与所述下连接件的内侧壁固定连接，所述弹簧的另一端固定有气阀片，所述气阀片朝向内侧壁的位置开有气孔。通过该防冻阀的排水功能，可以将外管道水排空，达到外管道防冻的目的，其工作过程和原理为：将该防冻阀的上连接件与太阳能水箱底部联通，下连接件联通太阳能的外管道。
       1、当向太阳能水箱内加水时，打开自来水阀，水流自下而上通过外管道向太阳能水箱注水，此时，水流先流经下连接件，在下连接件内，在弹簧顶力和水压的作用下，将气阀片顶住气孔，使气孔密封；然后，水流通过单通件的通孔后，冲开活动挡板进入到上连接件中进而流入到太阳能水箱内，此时活动挡板在铁磁性金属块和磁体间的磁力作用下，活动挡板处在常开状态，由于铁磁性金属块的存在，活动挡板处在常开状态时，活动挡板与单通件之间的夹角小于90°。
       2、当太阳能水箱加满水后，停止加水，关闭自来水阀，打开太阳能热水器的喷水龙头，断绝磁体与铁磁性金属块的磁性连接，由于活动挡板与单通件之间的夹角小于90°，此时活动挡板下落，将单通件的通孔封住，此时太阳能水箱的水无法下流；同时，由于停止加水，水流方向改变，下连接件内的水有向下流淌的趋势，此时大气压力会克服弹簧顶力，顶开气阀片，此时气孔被打开，气流迅速通过气孔进入到外管道内，使滞留在外管道内的水通过太阳能热水器的喷水龙头流出，达到外管道排空水的目的，当外管道水排空后，其管内的气压与外部大气压达到平衡状态，气阀片在弹簧弹力的作用下，重新将气孔密封；由此实现了外管道的防冻。
       进一步地，上连接件和下连接件的外形同为圆柱体结构，所述上连接件的顶部设置有第一通水管，第一通水管与太阳能水箱联通，下连接件的底部设置有第二通水管，第二通水管与外管道联通，为了增强气阀片对气孔的密封性，所以第二通水管的孔径大于单通件的通孔孔径，提高了下连接件内的水压，增强了气阀片对气孔的顶力，从而增强了气阀片对气孔的密封性。
       进一步地，为了防止水流经该防冻阀时，单通件发生转动，使得活动挡板与磁体位置的相对偏移，所以将磁体所在的外侧壁设计为第一内折面，第一内折面包括横面和竖面；所述的单通件的形状与所述上连接件和所述下连接件的形状相对应，所述单通件顶部外圈沿设置有与所述第一內折面配合卡接的第二內折面。单通件和上连接件之间通过第一內折面和第二內折面的卡接限位，防止了单通件转动，稳定了磁体和活动挡板相对位置，保证磁体能够将活动挡板吸住，进而降低了该防冻阀使用的故障率。
       进一步地，为了方便固定单通件，下连接件顶部开口的內缘设置有一圈用于夹紧所述单通件的挡沿，挡沿与第一內折面的横面相配合，将单通件夹紧。
       进一步地，上连接件与下连接件的连接方式是螺纹连接，具体为：下连接件的顶部外侧壁设置有外螺纹，上连接件的底部内侧壁设置有与外螺纹配合螺纹连接的内螺纹，该防冻阀上连接件、单通件以及下连接件之间的连接步骤为：首先将单通件套接在上连接件内，同时第一內折面与第二內折面之间配合限位卡接，然后将下连接件与上连接件螺纹连接，在旋转连接的过程中，挡沿与第一內折面的横面相配合，逐渐将单通件夹紧。
       进一步地，在活动挡板密封通孔的状态下，为了防止上连接件内的水流入到下连接件内，所以挡沿顶部设置有一圈耐高温的第一密封橡胶垫，增强了上连接件与下连接件之间连接缝隙的密封性。
       进一步地，在加水过程中，为了防止水流从下连接件的气孔内流出，所以在气阀片的外表面设置有耐高温的第二密封橡胶垫，增强了气阀片对气孔的密封性。
       进一步地，为了方便磁体的拆卸，所述的第一內折面的竖面设置有卡套，所述卡套内卡接有磁体，所述的磁体为永磁体或电磁线圈。
       进一步地，为了提高弹簧在水中冲刷的稳定性，气阀片的一边与所述下连接件内侧壁气孔边缘处铰接。
       其中，当太阳能水箱放置在高度较低的地方时，人们便于触碰到太阳能水箱，此时磁体可采用永磁体，当进行外管道排水工作时，只需人工取下永磁体即可断绝与铁磁性金属块的磁性连接。当太阳能水箱放置在高度较高的地方时，人们较难触碰到太阳能水箱，此时采用电磁线圈，电磁线圈通过通断电实现磁力控制。
       本实用新型的有益效果：通过磁体、铁磁性金属、活动挡板、弹簧、气阀片以及气孔之间的相互配合，利用大气压和水压的原理，单独实现对外管道内水的排空，从根源上解决了传统太阳能热水器在冬季使用时外管道冻裂的问题；大大提高了太阳能热水器的适用条件，便于太阳能热水器的推广，进一步提高了传统电热水器的可替代性，间接的节约了电能，起到节能减排的作用；同时，第一內折面、第二內折面以及挡沿之间的配合原理简单，且上连接件和下连接件通过螺纹连接的方式连接，易安装拆卸，同时降低了该防冻阀的故障率，提高了可靠性。