机械式太阳能热水器溢流报警装置设计

王义平+孙源

摘 要：目前，多数家用太阳能热水器不具有溢流报警功能。人们在使用此类热水器时，经常遇到水箱溢流过多的现象，造成水资源的浪费，也给用户带来了经济损失。基于此背景，本文作者发明、设计出一种既简单又环保实用的机械式太阳能热水器溢流报警装置。

关键词：太阳能热水器 机械式溢流报警装置 设计背景 设计思想和特点 设计内容和说明

一、设计背景

家用太阳能热水器已普及千家万户，特别是老式的、不具有自动控制和报警功能的居多。人们在使用这类太阳能热水器的过程中，经常遇到水箱溢流过多事件的发生。其主要原因是：使用人打开了水箱上水阀门之后，忘记了及时关闭，当水箱水满溢流回水时，又未能及时发现，导致大量洁净水白白流失，给用户带来一定的经济损失。近几年，笔者及家人不止一次经历过这种事件的发生。此外，笔者还亲眼目睹过多起邻居家太阳能水箱长时间溢流的现象。为此，笔者萌发了设计一种家用太阳能热水器水箱溢流报警装置的想法，经过反复试验和论证，发明、设计出了一种机械式太阳能热水器溢流报警装置。

二、设计思想和特点

机械式太阳能热水器溢流报警装置的设计思想是：该装置连接于太阳能热水器回水管的出水口处，当水箱水满溢流时，回水水流流经报警装置，使其内部动作并发出报警声响。

该报警装置的设计特点是：报警装置以水箱溢流出的回流水为动力源，完全依靠内部机械传动的形式实现报警功能。该装置结构简单，无需电源和电子元器件，做到既节能又环保，适用于不具有报警功能的家用太阳能热水器的溢流报警。

三、设计内容和说明（图）

图

1-底座 2-外盖 3-端盖 4-自攻螺钉 5-叶轮壳体

6-压紧螺母 7-橡胶圈 8-叶轮 9-响板 10-钢球

11-弹簧 12-杠杆 13-排水槽 14-挡圈 15-拉簧

16-棘轮轴 17-转轴

1.设计原理

利用太阳能热水器水箱溢流出的回流水，经回水管的出水口进入叶轮室，推动叶片，使叶轮与棘轮轴一同旋转，带动压在棘轮上的杠杆一端产生跳摆动作，使通过弹簧连接于杠杆另一端的小球产生弹跳动作，击打响板发出响声，实现溢流报警动作。

2.传动路线设计

太阳能热水器水箱溢流出的回流水，经回水管进入溢流报警装置叶轮壳体5上部的进水口进入叶轮腔室，推动叶片使叶轮8转动，叶轮带动与其连接在一起的棘轮轴16转动，使得依靠拉簧15压在棘轮上的杠杆12左端的跳动臂，绕与端盖一体的杠杆转动轴跳动，带动杠杆12右端的敲击臂及其连接在上面的弹簧11和钢球10产生弹跳动作，击打响板9的发音面，使响板9发出“嗒嗒”的报警响声。

3.装置进、排水设计

该装置的进水口与太阳能水箱溢流回水管连接，靠锁紧螺母、橡胶圈锁紧密封。流进叶轮室的水，一路由叶片的旋转带至叶轮室出水口排入排水槽13内，一路则由叶轮与叶轮室间的间隙汇入排水槽，少量的水则经端盖与棘轮轴的间隙流进排水槽。从叶轮室排入到排水槽的水，经排水槽缓冲，从下端出水口排出。为避免水槽里的水聚积溢出，进、出水通道设计成开放式，即叶轮室进水口的横截面面积小于排水槽出水口横截面面积。排水槽出水口插接有塑料软管，排水槽里的水经软管排出。

4.安装及主要零件的连接、装配关系设计

（1）该装置的整体安装、固定设计。该装置的底座1上设计有四个长圆形的安装孔，用自攻螺钉将底座固定于墙体上。

（2）该装置主要零件间的连接、装配关系设计。该装置的叶轮壳体用自攻螺钉4固定于底座上，叶轮的轴向定位用调整垫圈调整定位（图中未显示），保证两端侧隙合适、均匀，转轴的径向定位依靠端盖内圆柱表面与叶轮壳体的外圆柱表面的配合实现，端盖与叶轮壳体用自攻螺钉连接固定；叶轮与棘轮轴依靠孔、轴间的配合连接，棘轮轴与转轴的连接依靠孔、轴间的配合连接；活动杠杆依靠端盖上的小轴支撑，由挡圈和螺钉定位；杠杆敲击臂与弹簧、弹簧与小球均为焊接连接。

该机械式太阳能热水器溢流报警装置设计，结构新颖，工作性能可靠，成本低且节能环保，使用维修方便，是家用太阳能热水器理想的溢流报警装置。该装置已授予新型实用专利权（专利号：ZL201320032356.4），并同时申请发明专利。该设计也为相关生产企业提供了一项合作研发生产的项目信息。

（作者单位：新乡职业技术学院）endprint

摘 要：目前，多数家用太阳能热水器不具有溢流报警功能。人们在使用此类热水器时，经常遇到水箱溢流过多的现象，造成水资源的浪费，也给用户带来了经济损失。基于此背景，本文作者发明、设计出一种既简单又环保实用的机械式太阳能热水器溢流报警装置。

关键词：太阳能热水器 机械式溢流报警装置 设计背景 设计思想和特点 设计内容和说明

一、设计背景

家用太阳能热水器已普及千家万户，特别是老式的、不具有自动控制和报警功能的居多。人们在使用这类太阳能热水器的过程中，经常遇到水箱溢流过多事件的发生。其主要原因是：使用人打开了水箱上水阀门之后，忘记了及时关闭，当水箱水满溢流回水时，又未能及时发现，导致大量洁净水白白流失，给用户带来一定的经济损失。近几年，笔者及家人不止一次经历过这种事件的发生。此外，笔者还亲眼目睹过多起邻居家太阳能水箱长时间溢流的现象。为此，笔者萌发了设计一种家用太阳能热水器水箱溢流报警装置的想法，经过反复试验和论证，发明、设计出了一种机械式太阳能热水器溢流报警装置。

二、设计思想和特点

机械式太阳能热水器溢流报警装置的设计思想是：该装置连接于太阳能热水器回水管的出水口处，当水箱水满溢流时，回水水流流经报警装置，使其内部动作并发出报警声响。

该报警装置的设计特点是：报警装置以水箱溢流出的回流水为动力源，完全依靠内部机械传动的形式实现报警功能。该装置结构简单，无需电源和电子元器件，做到既节能又环保，适用于不具有报警功能的家用太阳能热水器的溢流报警。

三、设计内容和说明（图）

图

1-底座 2-外盖 3-端盖 4-自攻螺钉 5-叶轮壳体

6-压紧螺母 7-橡胶圈 8-叶轮 9-响板 10-钢球

11-弹簧 12-杠杆 13-排水槽 14-挡圈 15-拉簧

16-棘轮轴 17-转轴

1.设计原理

利用太阳能热水器水箱溢流出的回流水，经回水管的出水口进入叶轮室，推动叶片，使叶轮与棘轮轴一同旋转，带动压在棘轮上的杠杆一端产生跳摆动作，使通过弹簧连接于杠杆另一端的小球产生弹跳动作，击打响板发出响声，实现溢流报警动作。

2.传动路线设计

太阳能热水器水箱溢流出的回流水，经回水管进入溢流报警装置叶轮壳体5上部的进水口进入叶轮腔室，推动叶片使叶轮8转动，叶轮带动与其连接在一起的棘轮轴16转动，使得依靠拉簧15压在棘轮上的杠杆12左端的跳动臂，绕与端盖一体的杠杆转动轴跳动，带动杠杆12右端的敲击臂及其连接在上面的弹簧11和钢球10产生弹跳动作，击打响板9的发音面，使响板9发出“嗒嗒”的报警响声。

3.装置进、排水设计

该装置的进水口与太阳能水箱溢流回水管连接，靠锁紧螺母、橡胶圈锁紧密封。流进叶轮室的水，一路由叶片的旋转带至叶轮室出水口排入排水槽13内，一路则由叶轮与叶轮室间的间隙汇入排水槽，少量的水则经端盖与棘轮轴的间隙流进排水槽。从叶轮室排入到排水槽的水，经排水槽缓冲，从下端出水口排出。为避免水槽里的水聚积溢出，进、出水通道设计成开放式，即叶轮室进水口的横截面面积小于排水槽出水口横截面面积。排水槽出水口插接有塑料软管，排水槽里的水经软管排出。

4.安装及主要零件的连接、装配关系设计

（1）该装置的整体安装、固定设计。该装置的底座1上设计有四个长圆形的安装孔，用自攻螺钉将底座固定于墙体上。

（2）该装置主要零件间的连接、装配关系设计。该装置的叶轮壳体用自攻螺钉4固定于底座上，叶轮的轴向定位用调整垫圈调整定位（图中未显示），保证两端侧隙合适、均匀，转轴的径向定位依靠端盖内圆柱表面与叶轮壳体的外圆柱表面的配合实现，端盖与叶轮壳体用自攻螺钉连接固定；叶轮与棘轮轴依靠孔、轴间的配合连接，棘轮轴与转轴的连接依靠孔、轴间的配合连接；活动杠杆依靠端盖上的小轴支撑，由挡圈和螺钉定位；杠杆敲击臂与弹簧、弹簧与小球均为焊接连接。

该机械式太阳能热水器溢流报警装置设计，结构新颖，工作性能可靠，成本低且节能环保，使用维修方便，是家用太阳能热水器理想的溢流报警装置。该装置已授予新型实用专利权（专利号：ZL201320032356.4），并同时申请发明专利。该设计也为相关生产企业提供了一项合作研发生产的项目信息。

（作者单位：新乡职业技术学院）endprint

摘 要：目前，多数家用太阳能热水器不具有溢流报警功能。人们在使用此类热水器时，经常遇到水箱溢流过多的现象，造成水资源的浪费，也给用户带来了经济损失。基于此背景，本文作者发明、设计出一种既简单又环保实用的机械式太阳能热水器溢流报警装置。

关键词：太阳能热水器 机械式溢流报警装置 设计背景 设计思想和特点 设计内容和说明

一、设计背景

家用太阳能热水器已普及千家万户，特别是老式的、不具有自动控制和报警功能的居多。人们在使用这类太阳能热水器的过程中，经常遇到水箱溢流过多事件的发生。其主要原因是：使用人打开了水箱上水阀门之后，忘记了及时关闭，当水箱水满溢流回水时，又未能及时发现，导致大量洁净水白白流失，给用户带来一定的经济损失。近几年，笔者及家人不止一次经历过这种事件的发生。此外，笔者还亲眼目睹过多起邻居家太阳能水箱长时间溢流的现象。为此，笔者萌发了设计一种家用太阳能热水器水箱溢流报警装置的想法，经过反复试验和论证，发明、设计出了一种机械式太阳能热水器溢流报警装置。

二、设计思想和特点

机械式太阳能热水器溢流报警装置的设计思想是：该装置连接于太阳能热水器回水管的出水口处，当水箱水满溢流时，回水水流流经报警装置，使其内部动作并发出报警声响。

该报警装置的设计特点是：报警装置以水箱溢流出的回流水为动力源，完全依靠内部机械传动的形式实现报警功能。该装置结构简单，无需电源和电子元器件，做到既节能又环保，适用于不具有报警功能的家用太阳能热水器的溢流报警。

三、设计内容和说明（图）

图

1-底座 2-外盖 3-端盖 4-自攻螺钉 5-叶轮壳体

6-压紧螺母 7-橡胶圈 8-叶轮 9-响板 10-钢球

11-弹簧 12-杠杆 13-排水槽 14-挡圈 15-拉簧

16-棘轮轴 17-转轴

1.设计原理

利用太阳能热水器水箱溢流出的回流水，经回水管的出水口进入叶轮室，推动叶片，使叶轮与棘轮轴一同旋转，带动压在棘轮上的杠杆一端产生跳摆动作，使通过弹簧连接于杠杆另一端的小球产生弹跳动作，击打响板发出响声，实现溢流报警动作。

2.传动路线设计

太阳能热水器水箱溢流出的回流水，经回水管进入溢流报警装置叶轮壳体5上部的进水口进入叶轮腔室，推动叶片使叶轮8转动，叶轮带动与其连接在一起的棘轮轴16转动，使得依靠拉簧15压在棘轮上的杠杆12左端的跳动臂，绕与端盖一体的杠杆转动轴跳动，带动杠杆12右端的敲击臂及其连接在上面的弹簧11和钢球10产生弹跳动作，击打响板9的发音面，使响板9发出“嗒嗒”的报警响声。

3.装置进、排水设计

该装置的进水口与太阳能水箱溢流回水管连接，靠锁紧螺母、橡胶圈锁紧密封。流进叶轮室的水，一路由叶片的旋转带至叶轮室出水口排入排水槽13内，一路则由叶轮与叶轮室间的间隙汇入排水槽，少量的水则经端盖与棘轮轴的间隙流进排水槽。从叶轮室排入到排水槽的水，经排水槽缓冲，从下端出水口排出。为避免水槽里的水聚积溢出，进、出水通道设计成开放式，即叶轮室进水口的横截面面积小于排水槽出水口横截面面积。排水槽出水口插接有塑料软管，排水槽里的水经软管排出。

4.安装及主要零件的连接、装配关系设计

（1）该装置的整体安装、固定设计。该装置的底座1上设计有四个长圆形的安装孔，用自攻螺钉将底座固定于墙体上。

（2）该装置主要零件间的连接、装配关系设计。该装置的叶轮壳体用自攻螺钉4固定于底座上，叶轮的轴向定位用调整垫圈调整定位（图中未显示），保证两端侧隙合适、均匀，转轴的径向定位依靠端盖内圆柱表面与叶轮壳体的外圆柱表面的配合实现，端盖与叶轮壳体用自攻螺钉连接固定；叶轮与棘轮轴依靠孔、轴间的配合连接，棘轮轴与转轴的连接依靠孔、轴间的配合连接；活动杠杆依靠端盖上的小轴支撑，由挡圈和螺钉定位；杠杆敲击臂与弹簧、弹簧与小球均为焊接连接。

该机械式太阳能热水器溢流报警装置设计，结构新颖，工作性能可靠，成本低且节能环保，使用维修方便，是家用太阳能热水器理想的溢流报警装置。该装置已授予新型实用专利权（专利号：ZL201320032356.4），并同时申请发明专利。该设计也为相关生产企业提供了一项合作研发生产的项目信息。

（作者单位：新乡职业技术学院）endprint