一種儲水式熱水器內膽的製作方法

2023-08-07 09:46:56 2

一種儲水式熱水器內膽的製作方法
【專利摘要】一種儲水式熱水器水箱內膽，其特徵是用熱塑性樹脂經擠出吹塑或注射成型得到時管狀塑料型坯，趁熱或加熱到軟化狀態，然後置於對開的模具中，並將模具閉合後，立即在型坯內通入壓縮空氣，使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內壁上，經冷卻脫模，即得到中空的熱水器塑料水箱，並在其外部全部或局部包裹一層金屬薄板11。
【專利說明】一種儲水式熱水器內膽
【技術領域】
[0001]本發明涉及儲水式熱水器內膽，包括太陽能、空氣能、電能中央熱水器內膽，主要涉及封閉承壓內膽或非承壓、出口敞開式和開口式內膽的結構及採用熱塑性塑料材料製造內膽後，並在其外部，全部或局部包裹一層金屬薄板的結構和製作方法。
【背景技術】
[0002]現有儲水式電熱水器所使用的內膽，都是按標準QB/T4101-2010儲水電熱水器內膽的結構形式製作，叫搪瓷內襯金屬內膽，即以鋼為基材，搪瓷材料作為抗腐保護塗層的內膽；還有塑料內襯金屬內膽，俗稱水晶內膽，即以鋼為基材，塑料或類似材料為抗腐保護塗層的內膽(以下簡稱「水箱內膽」)。
[0003]還有一種製造工藝是將塑料內膽製成一個非常柔軟、可摺疊得很小的容器，然後放進按QB/T4101-2010製作，以鋼為基材的內膽中，再擴大替代搪瓷或塑料塗層；以上都是先做好以鋼為基材的密封式內膽，再進行內部防腐處理；按QB/T4101-2010製造水箱內膽的製造工藝複雜，首先由鈑金衝壓成型，然後焊接，測試壓力，再在內部塗搪瓷或塗塑料，要用大量技術熟練的工人；同時，由於熱脹冷縮工作條件下反覆循環，焊縫會裂紋，造成漏水；如果限溫開關失靈，電熱管長期加熱，水箱內壓力越來越大，會使水箱爆炸，是130多年的世界難題。

【發明內容】

[0004]本發明對儲水式熱水器水箱內膽，包括太陽能水箱、空氣能水箱和電能中央熱水器的水箱內膽進行改進，首先直接採用擠出吹塑工藝製造中空塑料水箱內膽，然後視內膽所承受壓力不同，在塑料水箱內膽外表全部或局部包裹一層金屬薄板；根據GB4706.12-2006和QB/T4101-2010儲水熱水器的內膽有二種，一種是密閉式承壓內膽，其額定工作壓力不小於0.6Mpa，另一種是非承壓出口敞開式，試驗壓力為0.15Mpa ;目前，家用儲水式內膽，只有用鋼材製作承壓式一種；而採用熱塑性塑料材料製造內膽，既可製造密閉式承壓內膽，也可製造非承壓出口敞開式內膽；對於封閉承壓式，工作壓力>0.6Mpa的內膽一般要全部用金屬層包裹為好，而非承壓出口敞開式工作壓力為OMpa的內膽只需要局部用金屬層包裹就可以；若採用高強度工程塑料，製品可承受國家標準規定的壓力，則可以不包裹金屬層；同時，對於用密閉承壓式塑料內膽製作熱水器時，應在熱水出水系統的水咀處，除有熱水出水通道外，還設有超過工作壓力能夠自動洩壓裝置，確保密閉式熱水器內受熱膨脹的水，可從壓力釋放裝置的排水孔流出，並保持與大氣相通，並同時在水箱內再安裝一個功能相同的洩壓裝置，直接將熱水器內受熱膨脹的水排出；若採用塑料水箱內膽製成非承壓出口敞開式熱水器時，在水箱上部應裝負壓開關及使用非承壓式水咀。
[0005]儲水式熱水器內膽為中空結構，圓周或兩端局部有若干處可形成為通孔；製造水箱內膽的材料，採用熱塑性塑料材料，也就是用熱塑性樹脂經擠出或注射成型得到的中空管狀塑料型坯，趁熱或加熱到軟化狀態，然後置於對開的模具中，並將模具閉合後，立即在型坯內通入壓縮空氣，使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內壁上，經冷卻脫模，即得到各種中空製品，本發明為中空的熱水器水箱內膽。
[0006]塑料水箱內膽中需要安裝各種零部件，故內膽一端應開有孔，孔12是有法蘭邊向外擴的喇叭型結構；對喇叭型的孔口 12處的密封方法是用蓋14及對開的兩個半圓形夾緊片15，通過多個鏍釘17將密封件16和法蘭蓋13夾緊，保證承受設定壓力不洩漏。
[0007]對於太陽能、空氣能、電能中央熱水器容積較大的儲水式水箱內膽，除採用上述方法製造外，還可用圓桶形管材和蓋或底部9加熱軟化後套接或焊接，或同時採用焊接和膠接的方法來製造，為增加強度，在外部再包一層有孔或無孔的金屬薄板11。
[0008]綜上所述，水箱內膽製備方法是，首先採用擠出吹塑工藝，由5步組成:1.擠出中空塑料管形的塑料型坯；2.在型坯上將開合模具閉合，夾緊模具並切斷型坯；3.向模腔的冷壁吹脹型坯，調整開口並在冷卻期間保持一定壓力；4.打開模具卸下被吹脹的零件；
5.修整飛邊得到成品，然後在其外表全部或局部包裹一層金屬薄板；同時，若塑料水箱內膽是製成密閉承壓式熱水器時，則應在熱水出水管道系統及水箱內安裝洩壓裝置，若塑料水箱內膽是非承壓式熱水器時，則在水箱上部要安裝負壓開關。
[0009]本發明的優點是以塑料替代鋼，可降低製造成本；同時不需要技術熟練的工人，而且強度高，承受壓力大，不會漏水，提高了產品質量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1擠出吹塑機擠出中空形管材示意圖；
[0011]圖2模具合攏後向模具內吹入壓縮空氣不意圖；
[0012]圖3儲水式熱水器塑料內膽結構圖；
[0013]圖4是塑料水箱內膽的外部全部包裹一層金屬薄板的半剖視圖；
[0014]圖5是塑料雙水箱內膽外表局部包裹金屬薄板的不意圖；
[0015]圖6是圖5A-A截面不意圖；
[0016]圖7是另一種局部包裹方法的截面示意圖；
[0017]圖8是用塑料水箱製作的承壓式熱水器，內膽中裝有洩壓裝置的結構示意圖，實施例之一；
[0018]圖9是水咀的外形圖；
[0019]圖10至圖15是圖10的幾種視圖；
[0020]圖16、圖17是洩壓裝置的結構示意圖；
[0021]圖18是用塑料水箱製作的非承壓式熱水器，內膽裝有負壓開關的結構示意圖，實施例之二 ；
[0022]圖19、圖20是非承壓塑料水箱內膽用的負壓開關結構示意圖；
[0023]圖21、圖22對有法蘭邊向外擴有喇叭形口進行密封的結構示意圖；
[0024]圖23半圓形夾緊件結構示意圖；
[0025]圖24太陽能、空氣能、電能中央熱水器擠出吹塑或注塑的水箱結構；
[0026]圖25太陽能、空氣能、電能中央熱水器底部焊接製造的水箱結構圖；
[0027]圖26是圖9中的陶瓷密封水咀；【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖進行說明，附圖中吹塑機的機頭1、被擠出的型坯2、對合模具3、模腔4、吹壓縮空氣管5、箭頭表示壓縮空氣6、中空儲水式熱水器塑料水箱內膽7、中空立式大容量塑料水箱內膽8、蓋或底部9、蓋和底部為焊接或膠接的水箱10、無孔或有孔的金屬薄板11、有法蘭邊向外擴的喇叭口 12、法蘭件13、蓋14、兩個半圓形夾緊件15、密封件16、鏍釘17、負壓開關18、塑料水箱壁19、洩壓裝置或稱洩壓開關20、承壓水咀21、非承壓水咀22、水箱外殼23。
[0029]圖1、圖2為擠出吹塑成型法示意圖，圖1中從吹塑機機頭I擠出塑料中空形管型坯2，同時已在對合的模腔內，中空塑料管形坯2與模腔4之間兩邊放置金屬薄板11 ;圖2中對合模具3合攏，將型坯2夾在模腔4中，吹入壓縮空氣6，使管形塑料型坯材料2，緊貼模腔4，冷卻後開模，就得到中空的外表面包有金屬薄板11的塑料製品，圖2制出了中空儲水式熱水器塑料水箱內膽7，圖2為向上吹氣，有的設備為向下吹氣，效果相同。
[0030]如果圖1、圖2吹塑過程中，不放置金屬薄板11，就直接吹出了中空的儲水式熱水器塑料水箱內膽7，然後再在塑料水箱內膽7外表包裹金屬薄板11 ;先將塑料水箱內膽吹制好，再在外部包裹金屬薄板11的製造方法，質量好，生產效率高。
[0031]圖3是塑料水箱內膽7的外部圓周直線部位包裹一層金屬薄板11 ;而兩端沒有包裹，適用於非承壓式塑料內膽，工作壓力為Opa,試驗壓力為0.15Mpa的製品。
[0032]圖4是塑料水箱內膽的外部全部包裹了一層金屬薄板，一般適用於承壓式熱水器，工作壓力在0.6Mpa的塑料水箱內膽。
[0033]圖5是塑料雙水箱內膽，外部包裹了金屬薄板11，這種雙水箱是用二個塑料單水箱組合而成，再用金屬薄板11包裹起來。
[0034]圖7是另一種局部包裹方法的截面示意圖，在塑料水箱內膽7的圓周上，吹塑時形成了若干向水箱內凸起的長槽7-1 ;然後在每個長槽中，放置形狀類似，用金屬薄板衝製成形的加強件或類似的空心製件7-2，再用多條包箍7-3，用螺釘鎖緊，其基本原理和作用與圖3、圖4、圖5相同。
[0035]無論是承壓式或非承壓式塑料內膽，無論是全部包裹或局部包裹，對於包裹的金屬薄板材質沒有很高的要求，只要能承受塑料外殼所傳遞的壓力即可；對於非承壓，試驗壓力為0.15Mpa的塑料內膽，只需要局部包裹就可以了 ；對於承受工作壓力為0.6Mpa以上的塑料水箱內膽，一般採用全部用金屬薄板包裹，才能承受塑料外殼所傳遞的壓力；此時，用於兩端的金屬薄板11應製成形狀符合塑料內膽兩端的外形，才能貼合；用於包裹塑料內膽的金屬薄板11，應相互接合，並在接合部位焊接，焊接處應與塑料壁分離；所述焊接，只需要在接合部位，局部焊接即可，不必形成連續焊縫，包裹層也不必密封；金屬包裹層與塑料水箱內膽，也可採用機械方式連接，如圖6、圖7 ;包裹塑料水箱的金屬層與塑料水箱壁19之間，允許有多處間隙，並儘可能當水箱內有壓力後與包裹層貼合；塑料水箱內膽與外殼相連接的吊掛點，可焊接在金屬板11上或做成抱箍，將內膽包起來，承受重量處可用兩層金屬板確保滿負荷時不變形。
[0036]圖8是用塑料水箱內膽7製作的承壓式熱水器，內膽中裝有洩壓裝置20，還裝有承壓水咀21，所述承壓水咀是指當水咀關閉時，塑料水箱內膽7是一個密封式容器；圖中在熱水出水系統的承壓式水咀21內，除有熱水出水通道外(即圖11、圖14中孔5)還設有超過工作壓力，能夠自動洩壓裝置20，確保密閉式熱水器內膨脹的水，可從壓力釋放裝置的排水孔6中流出，並通過花灑與大氣相通，本圖裝有兩個洩壓開關20，至少需要裝一個，裝在水箱內部，直接將受熱膨脹超過設定壓力的水排出。
[0037]圖9是承壓式水咀21的外形圖，由主體21-1、陶瓷片密封水咀21-2、手柄21-3(圖中未示出)組成，主體21-1上有安裝陶瓷片密封水咀21-2的主腔21-4，還有3個接口，冷水進水口 21-1/1、熱水出水口 21-1/2和混合出水口(即花灑接口)21-1/3 ;在熱水出水口21-1/2中，除有與水箱內膽直接相通的熱水通道外，還在21-1/2接口中，安裝有超過設定工作壓力能夠自動洩壓的裝置20。
[0038]圖10至圖15是承壓水咀主體21-1的幾個視圖。圖10是三維立體圖，圖11是圖12的A-A剖視圖，圖12是圖11的B-B剖視圖，圖13是圖11的俯視圖，圖14是圖1321-1/1C向圖，圖15是圖1321-1/1D向圖；其特徵是主體21-1中有孔1、孔2、孔3、孔4、孔5、孔6、孔7共7個孔，孔I與孔4相通，孔2與孔7相通，孔3與孔5相通，孔6與孔4相通，其中，熱水出水口 21-1/2中有二個孔，一個是直接與水箱內膽連通的孔5，另一個是安裝洩壓裝置20的孔6 ;當水咀21打開時(即21-2在打開位置)，水箱內的水，通過孔5進入陶瓷片密封水咀21-2混合後，經孔I —孔4從混合水出水口 21-1/3流出；若水咀21關閉時，塑料水箱內膽7就是一個密封的容器；如果塑料水箱內膽7中限溫開關失靈，電熱管長期加熱，使塑料水箱內膽的壓力不斷增加，當達到設定的壓力時，熱水就會從安裝在21-1/2中的洩壓裝置20的出水孔6流出，洩放壓力。
[0039]圖16是洩壓裝置20的結構圖，由外殼20-1、密封墊20_2、調節芯軸20_3、彈簧20-4、螺母20-5等組成，轉動調節芯軸20-3能使螺母20_5產生位移，並改變彈簧20_4對密封墊20-2的壓力，使之達到設定壓力，當水箱內膽7中的壓力超過設定壓力時，推動密封墊20-2打開洩放壓力；圖17是結構相似，功能相同，安裝方式不同的另一種洩壓裝置20，一般裝在水箱內部，當超過設定壓力時，直接洩壓；現有熱水器冷水進水管道中也裝了一個洩壓裝置，但當限溫開關失靈，產生高溫和高壓時，由於安裝位置在水箱下部，位置低，往往不發生作用；在一個熱水器中安裝一個以上洩壓裝置，為的是提高安全性。
[0040]圖18是用塑料水箱內膽7製作的非承壓式熱水器，內膽中裝有負壓開關18的結構示意圖，並同時裝有非承壓水咀22 ;所述非承壓水咀22是無論水咀22關閉或打開，能夠確保塑料水箱內膽7的壓力為「O」。
[0041]圖19、圖20是非承壓熱水器用的負壓開關，塑料水箱內膽中裝有高溫水時，會膨脹，當放水時可能產生負壓，可在水箱內膽內部上端裝負壓開關18，負壓開關由主體18-1、彈性膠圈18-2、柱塞開關18-3、壓緊蓋18-4、通空氣孔18_5、鏍帽18_6構成；19為水箱外壁，當水箱內膽裝滿水時，彈性膠圈18-2在> O的壓力作用下，將柱塞開關18-3往上頂，把通空氣孔18-5堵死；當放水而進水閥門又關閉時，水箱內膽內部會產生負壓，彈性膠圈18-2會帶動柱塞開關18-3下移，打開通空氣孔18-5使內膽內外壓力平衡；圖19負壓開關是裝在水箱內部，圖20負壓開關是裝在水箱外部。
[0042]圖21、圖22是對有法蘭邊向外擴有喇叭形口進行密封的示意圖，內膽一端開有孔12，在孔口安裝法蘭件13 (法蘭件13上可裝電熱管、測溫管或限溫溫控器)，用蓋14及對開的兩個半圓形夾緊片15，用多個鏍釘將密封件16和法蘭件13夾緊；圖21用於承壓水箱，蓋14，夾緊片15要與包裹金屬層11產生聯繫(圖示為機械方式也可用焊接方式)，將壓力傳遞到金屬層上，圖22用於非承壓水箱，若塑料壁能承受0.6Mpa，承壓式結構也可以用。
[0043]圖23為半圓形夾緊件15，圖中僅示出一個半圓，結構中可用兩個以上，可用金屬或非金屬材料製作。
[0044]所述太陽能、空氣能、電能中央熱水器的水箱內膽本質上與儲水林熱水器屬同一類產品，功能相同，使用條件相同，製造工藝相同，只是容量更大一些，因此包含在本專利之內。
[0045]水箱內膽的外表面可用高強度、耐高溫、伸長率低的非金屬纖維織物包裹。
[0046]圖24是採用擠出吹塑或注塑的方法製成的水箱內膽；而圖25所示水箱內膽是將蓋和底部9用注塑的方法製成，桶身用擠注方法製成，然後二者用加熱方式軟化後進行套接，或用焊接加膠接的方法進行套接，確保不漏水即可；為增加強度在外部可包一層有孔或無孔的金屬薄板11。
【權利要求】
1.儲水式熱水器水箱內膽，其特徵在於採用擠出吹塑工藝製備內膽，首先是從吹塑機頭(I)擠出塑料中空形管坯(2)，對合模具(3)合攏，將型坯(2)夾在模腔(4)中，吹入壓縮空氣(6)，使管形塑料型坯材料(2)緊貼模腔(4)，冷卻後開模，得到中空的塑料水箱內膽；然後視內膽所承受的工作壓力不同，在已成形的塑料水箱內膽的外部，全部或局部包裹金屬薄板(11)。
2.儲水式熱水器水箱內膽，其特徵在於可用圓形管材和蓋或底部(9)加熱軟化後套接或焊接，或同時採用焊接和膠接的方法製造，其外部可包一層無孔或有孔金屬薄板(11)。
3.根據權利要求1，儲水式熱水器水箱內膽，其特徵在於內膽一端開有孔，孔(12)是有法蘭邊向外擴的喇叭形結構。
4.根據權利要求3，儲水式熱水器水箱內膽，其特徵在於喇叭形的孔口(12)處，用蓋(14)和對開的兩個半圓形夾緊片(15)、通過多個鏍釘(17)、將密封件(16)和法蘭件(13)夾緊；用於承壓水箱，蓋(14)，夾緊片(15)要與包裹金屬層(11)產生聯繫，將壓力傳遞到金屬層上。
5.根據權利要求1，儲水式熱水器水箱內膽，其特徵在於用塑料水箱內膽(7)製成承壓式熱水器時，應用承壓水咀(21)，並在熱水出水系統的承壓水咀(21)內，除有熱水出水通道外，還設有超過工作壓力，能夠自動洩壓裝置(20)，確保密閉式熱水器內膨脹的水，可從壓力釋放裝置的排水管中流出，並與大氣相通；同時在水箱內膽內，還安裝一個功能相同的洩壓裝置(20)，超過設定壓力時，自動直接排水。
6.根據權利要求5，儲水式熱水器水箱內膽，其特徵在於承壓式水咀(21)由主體(21-1)、陶瓷片密封水咀(21-2)、手柄(21-3)構成；主體(21_1)中有(孔I)、(孔2)、(孔3)、(孔4、(孔5)、(孔6)、(孔7)，(孔I)與(孔4)相通，(孔2)與(孔7)相通，(孔3)與(孔5)相通，(孔6)與(孔4)相通；熱水出水口 (21-1/2)中有二個孔，一個是(孔5)直接與水箱內膽⑵連通，另一個是(孔6)，其內安裝洩壓裝置(20);洩壓時與(孔4)相通，通過(孔4)經花灑與大氣相通。
7.根據權利要求5或6，儲水式熱水器水箱內膽，其特徵在於所述洩壓裝置(20)由外殼(20-1)、密封墊(20-2)、調節芯軸(20-3)、彈簧(20_4)、螺母(20_5)組成，轉動調節芯軸(20-3)能使螺母(20-5)產生位移，並改變彈簧(20-4)對密封墊(20_2)的壓力，當水箱內膽(7)中的壓力超過設定壓力時，推動密封墊(20-2)打開洩放壓力。
8.根據權利要求1，儲水式熱水器水箱內膽，其特徵在於，用塑料水箱內膽(7)製作非承壓熱水器時，塑料水箱內膽上端裝有負壓開關(18)，負壓開關由主體(18-1)、彈性膠圈(18-2)、柱塞開關(18-3)、壓緊蓋(18-4)、通空氣孔(18_5)、鏍帽(18_6)構成，內膽壓力在> O時，柱塞開關(18-3)往上，把通空氣孔(18-5)堵死；當水箱內膽內部產生負壓時，彈性膠圈(18-2)會帶動柱塞開關(18-3)下移，打開通空氣孔(18-5)使內膽內外壓力平衡；同時，應裝非承壓水咀(22)，確保水箱內膽壓力為「O」。
9.根據權利要求1或2，儲水式熱水器水箱內膽，其特徵在於水箱內膽外面可用高強度、耐高溫、伸長率低的非金屬纖維織物包裹。
【文檔編號】F24J2/46GK103776184SQ201410057116
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月8日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】劉運柳 申請人:劉運柳