機械式太陽能熱水器溢流報警裝置設計

王義平+孫源

摘 要：目前，多數家用太陽能熱水器不具有溢流報警功能。人們在使用此類熱水器時，經常遇到水箱溢流過多的現象，造成水資源的浪費，也給用戶帶來了經濟損失。基于此背景，本文作者發明、設計出一種既簡單又環保實用的機械式太陽能熱水器溢流報警裝置。

關鍵詞：太陽能熱水器 機械式溢流報警裝置 設計背景 設計思想和特點 設計內容和說明

一、設計背景

家用太陽能熱水器已普及千家萬戶，特別是老式的、不具有自動控制和報警功能的居多。人們在使用這類太陽能熱水器的過程中，經常遇到水箱溢流過多事件的發生。其主要原因是：使用人打開了水箱上水閥門之后，忘記了及時關閉，當水箱水滿溢流回水時，又未能及時發現，導致大量潔凈水白白流失，給用戶帶來一定的經濟損失。近幾年，筆者及家人不止一次經歷過這種事件的發生。此外，筆者還親眼目睹過多起鄰居家太陽能水箱長時間溢流的現象。為此，筆者萌發了設計一種家用太陽能熱水器水箱溢流報警裝置的想法，經過反復試驗和論證，發明、設計出了一種機械式太陽能熱水器溢流報警裝置。

二、設計思想和特點

機械式太陽能熱水器溢流報警裝置的設計思想是：該裝置連接于太陽能熱水器回水管的出水口處，當水箱水滿溢流時，回水水流流經報警裝置，使其內部動作并發出報警聲響。

該報警裝置的設計特點是：報警裝置以水箱溢流出的回流水為動力源，完全依靠內部機械傳動的形式實現報警功能。該裝置結構簡單，無需電源和電子元器件，做到既節能又環保，適用于不具有報警功能的家用太陽能熱水器的溢流報警。

三、設計內容和說明（圖）

圖

1-底座 2-外蓋 3-端蓋 4-自攻螺釘 5-葉輪殼體

6-壓緊螺母 7-橡膠圈 8-葉輪 9-響板 10-鋼球

11-彈簧 12-杠桿 13-排水槽 14-擋圈 15-拉簧

16-棘輪軸 17-轉軸

1.設計原理

利用太陽能熱水器水箱溢流出的回流水，經回水管的出水口進入葉輪室，推動葉片，使葉輪與棘輪軸一同旋轉，帶動壓在棘輪上的杠桿一端產生跳擺動作，使通過彈簧連接于杠桿另一端的小球產生彈跳動作，擊打響板發出響聲，實現溢流報警動作。

2.傳動路線設計

太陽能熱水器水箱溢流出的回流水，經回水管進入溢流報警裝置葉輪殼體5上部的進水口進入葉輪腔室，推動葉片使葉輪8轉動，葉輪帶動與其連接在一起的棘輪軸16轉動，使得依靠拉簧15壓在棘輪上的杠桿12左端的跳動臂，繞與端蓋一體的杠桿轉動軸跳動，帶動杠桿12右端的敲擊臂及其連接在上面的彈簧11和鋼球10產生彈跳動作，擊打響板9的發音面，使響板9發出“嗒嗒”的報警響聲。

3.裝置進、排水設計

該裝置的進水口與太陽能水箱溢流回水管連接，靠鎖緊螺母、橡膠圈鎖緊密封。流進葉輪室的水，一路由葉片的旋轉帶至葉輪室出水口排入排水槽13內，一路則由葉輪與葉輪室間的間隙匯入排水槽，少量的水則經端蓋與棘輪軸的間隙流進排水槽。從葉輪室排入到排水槽的水，經排水槽緩沖，從下端出水口排出。為避免水槽里的水聚積溢出，進、出水通道設計成開放式，即葉輪室進水口的橫截面面積小于排水槽出水口橫截面面積。排水槽出水口插接有塑料軟管，排水槽里的水經軟管排出。

4.安裝及主要零件的連接、裝配關系設計

（1）該裝置的整體安裝、固定設計。該裝置的底座1上設計有四個長圓形的安裝孔，用自攻螺釘將底座固定于墻體上。

（2）該裝置主要零件間的連接、裝配關系設計。該裝置的葉輪殼體用自攻螺釘4固定于底座上，葉輪的軸向定位用調整墊圈調整定位（圖中未顯示），保證兩端側隙合適、均勻，轉軸的徑向定位依靠端蓋內圓柱表面與葉輪殼體的外圓柱表面的配合實現，端蓋與葉輪殼體用自攻螺釘連接固定；葉輪與棘輪軸依靠孔、軸間的配合連接，棘輪軸與轉軸的連接依靠孔、軸間的配合連接；活動杠桿依靠端蓋上的小軸支撐，由擋圈和螺釘定位；杠桿敲擊臂與彈簧、彈簧與小球均為焊接連接。

該機械式太陽能熱水器溢流報警裝置設計，結構新穎，工作性能可靠，成本低且節能環保，使用維修方便，是家用太陽能熱水器理想的溢流報警裝置。該裝置已授予新型實用專利權（專利號：ZL201320032356.4），并同時申請發明專利。該設計也為相關生產企業提供了一項合作研發生產的項目信息。

（作者單位：新鄉職業技術學院）endprint

摘 要：目前，多數家用太陽能熱水器不具有溢流報警功能。人們在使用此類熱水器時，經常遇到水箱溢流過多的現象，造成水資源的浪費，也給用戶帶來了經濟損失。基于此背景，本文作者發明、設計出一種既簡單又環保實用的機械式太陽能熱水器溢流報警裝置。

關鍵詞：太陽能熱水器 機械式溢流報警裝置 設計背景 設計思想和特點 設計內容和說明

一、設計背景

家用太陽能熱水器已普及千家萬戶，特別是老式的、不具有自動控制和報警功能的居多。人們在使用這類太陽能熱水器的過程中，經常遇到水箱溢流過多事件的發生。其主要原因是：使用人打開了水箱上水閥門之后，忘記了及時關閉，當水箱水滿溢流回水時，又未能及時發現，導致大量潔凈水白白流失，給用戶帶來一定的經濟損失。近幾年，筆者及家人不止一次經歷過這種事件的發生。此外，筆者還親眼目睹過多起鄰居家太陽能水箱長時間溢流的現象。為此，筆者萌發了設計一種家用太陽能熱水器水箱溢流報警裝置的想法，經過反復試驗和論證，發明、設計出了一種機械式太陽能熱水器溢流報警裝置。

二、設計思想和特點

機械式太陽能熱水器溢流報警裝置的設計思想是：該裝置連接于太陽能熱水器回水管的出水口處，當水箱水滿溢流時，回水水流流經報警裝置，使其內部動作并發出報警聲響。

該報警裝置的設計特點是：報警裝置以水箱溢流出的回流水為動力源，完全依靠內部機械傳動的形式實現報警功能。該裝置結構簡單，無需電源和電子元器件，做到既節能又環保，適用于不具有報警功能的家用太陽能熱水器的溢流報警。

三、設計內容和說明（圖）

圖

1-底座 2-外蓋 3-端蓋 4-自攻螺釘 5-葉輪殼體

6-壓緊螺母 7-橡膠圈 8-葉輪 9-響板 10-鋼球

11-彈簧 12-杠桿 13-排水槽 14-擋圈 15-拉簧

16-棘輪軸 17-轉軸

1.設計原理

利用太陽能熱水器水箱溢流出的回流水，經回水管的出水口進入葉輪室，推動葉片，使葉輪與棘輪軸一同旋轉，帶動壓在棘輪上的杠桿一端產生跳擺動作，使通過彈簧連接于杠桿另一端的小球產生彈跳動作，擊打響板發出響聲，實現溢流報警動作。

2.傳動路線設計

太陽能熱水器水箱溢流出的回流水，經回水管進入溢流報警裝置葉輪殼體5上部的進水口進入葉輪腔室，推動葉片使葉輪8轉動，葉輪帶動與其連接在一起的棘輪軸16轉動，使得依靠拉簧15壓在棘輪上的杠桿12左端的跳動臂，繞與端蓋一體的杠桿轉動軸跳動，帶動杠桿12右端的敲擊臂及其連接在上面的彈簧11和鋼球10產生彈跳動作，擊打響板9的發音面，使響板9發出“嗒嗒”的報警響聲。

3.裝置進、排水設計

該裝置的進水口與太陽能水箱溢流回水管連接，靠鎖緊螺母、橡膠圈鎖緊密封。流進葉輪室的水，一路由葉片的旋轉帶至葉輪室出水口排入排水槽13內，一路則由葉輪與葉輪室間的間隙匯入排水槽，少量的水則經端蓋與棘輪軸的間隙流進排水槽。從葉輪室排入到排水槽的水，經排水槽緩沖，從下端出水口排出。為避免水槽里的水聚積溢出，進、出水通道設計成開放式，即葉輪室進水口的橫截面面積小于排水槽出水口橫截面面積。排水槽出水口插接有塑料軟管，排水槽里的水經軟管排出。

4.安裝及主要零件的連接、裝配關系設計

（1）該裝置的整體安裝、固定設計。該裝置的底座1上設計有四個長圓形的安裝孔，用自攻螺釘將底座固定于墻體上。

（2）該裝置主要零件間的連接、裝配關系設計。該裝置的葉輪殼體用自攻螺釘4固定于底座上，葉輪的軸向定位用調整墊圈調整定位（圖中未顯示），保證兩端側隙合適、均勻，轉軸的徑向定位依靠端蓋內圓柱表面與葉輪殼體的外圓柱表面的配合實現，端蓋與葉輪殼體用自攻螺釘連接固定；葉輪與棘輪軸依靠孔、軸間的配合連接，棘輪軸與轉軸的連接依靠孔、軸間的配合連接；活動杠桿依靠端蓋上的小軸支撐，由擋圈和螺釘定位；杠桿敲擊臂與彈簧、彈簧與小球均為焊接連接。

該機械式太陽能熱水器溢流報警裝置設計，結構新穎，工作性能可靠，成本低且節能環保，使用維修方便，是家用太陽能熱水器理想的溢流報警裝置。該裝置已授予新型實用專利權（專利號：ZL201320032356.4），并同時申請發明專利。該設計也為相關生產企業提供了一項合作研發生產的項目信息。

（作者單位：新鄉職業技術學院）endprint

摘 要：目前，多數家用太陽能熱水器不具有溢流報警功能。人們在使用此類熱水器時，經常遇到水箱溢流過多的現象，造成水資源的浪費，也給用戶帶來了經濟損失。基于此背景，本文作者發明、設計出一種既簡單又環保實用的機械式太陽能熱水器溢流報警裝置。

關鍵詞：太陽能熱水器 機械式溢流報警裝置 設計背景 設計思想和特點 設計內容和說明

一、設計背景

家用太陽能熱水器已普及千家萬戶，特別是老式的、不具有自動控制和報警功能的居多。人們在使用這類太陽能熱水器的過程中，經常遇到水箱溢流過多事件的發生。其主要原因是：使用人打開了水箱上水閥門之后，忘記了及時關閉，當水箱水滿溢流回水時，又未能及時發現，導致大量潔凈水白白流失，給用戶帶來一定的經濟損失。近幾年，筆者及家人不止一次經歷過這種事件的發生。此外，筆者還親眼目睹過多起鄰居家太陽能水箱長時間溢流的現象。為此，筆者萌發了設計一種家用太陽能熱水器水箱溢流報警裝置的想法，經過反復試驗和論證，發明、設計出了一種機械式太陽能熱水器溢流報警裝置。

二、設計思想和特點

機械式太陽能熱水器溢流報警裝置的設計思想是：該裝置連接于太陽能熱水器回水管的出水口處，當水箱水滿溢流時，回水水流流經報警裝置，使其內部動作并發出報警聲響。

該報警裝置的設計特點是：報警裝置以水箱溢流出的回流水為動力源，完全依靠內部機械傳動的形式實現報警功能。該裝置結構簡單，無需電源和電子元器件，做到既節能又環保，適用于不具有報警功能的家用太陽能熱水器的溢流報警。

三、設計內容和說明（圖）

圖

1-底座 2-外蓋 3-端蓋 4-自攻螺釘 5-葉輪殼體

6-壓緊螺母 7-橡膠圈 8-葉輪 9-響板 10-鋼球

11-彈簧 12-杠桿 13-排水槽 14-擋圈 15-拉簧

16-棘輪軸 17-轉軸

1.設計原理

利用太陽能熱水器水箱溢流出的回流水，經回水管的出水口進入葉輪室，推動葉片，使葉輪與棘輪軸一同旋轉，帶動壓在棘輪上的杠桿一端產生跳擺動作，使通過彈簧連接于杠桿另一端的小球產生彈跳動作，擊打響板發出響聲，實現溢流報警動作。

2.傳動路線設計

太陽能熱水器水箱溢流出的回流水，經回水管進入溢流報警裝置葉輪殼體5上部的進水口進入葉輪腔室，推動葉片使葉輪8轉動，葉輪帶動與其連接在一起的棘輪軸16轉動，使得依靠拉簧15壓在棘輪上的杠桿12左端的跳動臂，繞與端蓋一體的杠桿轉動軸跳動，帶動杠桿12右端的敲擊臂及其連接在上面的彈簧11和鋼球10產生彈跳動作，擊打響板9的發音面，使響板9發出“嗒嗒”的報警響聲。

3.裝置進、排水設計

該裝置的進水口與太陽能水箱溢流回水管連接，靠鎖緊螺母、橡膠圈鎖緊密封。流進葉輪室的水，一路由葉片的旋轉帶至葉輪室出水口排入排水槽13內，一路則由葉輪與葉輪室間的間隙匯入排水槽，少量的水則經端蓋與棘輪軸的間隙流進排水槽。從葉輪室排入到排水槽的水，經排水槽緩沖，從下端出水口排出。為避免水槽里的水聚積溢出，進、出水通道設計成開放式，即葉輪室進水口的橫截面面積小于排水槽出水口橫截面面積。排水槽出水口插接有塑料軟管，排水槽里的水經軟管排出。

4.安裝及主要零件的連接、裝配關系設計

（1）該裝置的整體安裝、固定設計。該裝置的底座1上設計有四個長圓形的安裝孔，用自攻螺釘將底座固定于墻體上。

（2）該裝置主要零件間的連接、裝配關系設計。該裝置的葉輪殼體用自攻螺釘4固定于底座上，葉輪的軸向定位用調整墊圈調整定位（圖中未顯示），保證兩端側隙合適、均勻，轉軸的徑向定位依靠端蓋內圓柱表面與葉輪殼體的外圓柱表面的配合實現，端蓋與葉輪殼體用自攻螺釘連接固定；葉輪與棘輪軸依靠孔、軸間的配合連接，棘輪軸與轉軸的連接依靠孔、軸間的配合連接；活動杠桿依靠端蓋上的小軸支撐，由擋圈和螺釘定位；杠桿敲擊臂與彈簧、彈簧與小球均為焊接連接。

該機械式太陽能熱水器溢流報警裝置設計，結構新穎，工作性能可靠，成本低且節能環保，使用維修方便，是家用太陽能熱水器理想的溢流報警裝置。該裝置已授予新型實用專利權（專利號：ZL201320032356.4），并同時申請發明專利。該設計也為相關生產企業提供了一項合作研發生產的項目信息。

（作者單位：新鄉職業技術學院）endprint