[发明专利]一种真空管集热器阵列的自力式保护阀

说明书

技术领域

本发明属于太阳能热利用和阀门技术领域，涉及一种真空管集热器阵列集热管损坏时的自力式保护阀，主要用于解决真空管集热器在发生裂管和损坏时造成的大面积水泄漏和系统瘫痪等问题。

背景技术

近年来，太阳能热利用技术发展迅速，作为其核心部件的集热器，无论技术还是工艺方面，也都取得长足的进步，其中，全玻璃真空管集热器具有结构简单、性能优良、生产工艺先进可靠等特点，因而得到了广泛的应用。然而，全玻璃真空管集热器的材质为玻璃，放置在室外被损坏的概率较大（如冰雹、闷晒、强压等因素），特别是集热器阵列中，有众多的集热管，若无有效的管路保护措施，单一集热管损坏将造成严重的水资源及热量浪费，最终导致整个系统的瘫痪。

目前，真空管集热器阵列的集热器依然靠人工维护，若不能及时发现集热管损坏，必然造成严重的资源浪费，另外，更换损坏的集热管还需停止整个系统的运行，由此造成的停工会影响人们正常的工作及生活，不利于太阳能热利用系统的使用效果。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种真空管集热器阵列的自力式保护阀，与止回阀搭配使用可解决真空管集热器阵列中集热器损坏造成的水资源和热量浪费以及系统停工问题。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种真空集热器阵列的自力式保护阀，包括阀体和阀芯，其特征在于，在阀芯上有转轴，该转轴一端位于阀体底部，另一端穿出阀体与控制手柄连接，转轴上安装有转盘、扭力弹簧和密封圈，其中，扭力弹簧的一端与档板相接触，另一端与转盘上的插槽相接触；

在阀体上方还有由波纹管、传压杆、调节螺母和拉伸弹簧组成的感压元件；其中的传压杆的位置与插槽相对应；

传压杆受波纹管和拉伸弹簧的双重压力作用，可改变波纹管和拉伸弹簧的间距；

转盘受扭力弹簧、传压杆、挡板以及手柄的控制，转盘与阀芯的转轴为一体，可以逆时针旋转90°，使阀芯开启，或顺时针旋转90°，使阀芯闭合。

本发明的真空管集热器阵列的自力式保护阀与止回阀搭配使用，能自动封闭集热管损坏的支路，从而形成保护，而其他支路仍可继续工作，更换集热管时，也无需停止集热系统的运行，系统的稳定性得到提高，所带来的技术效果是：

1、解决真空管集热器阵列中集热器损坏时流体大量泄露的问题

通过安装本发明的真空管集热器阵列的自力式保护阀，当真空管集热器阵列中某支路有集热管损坏时，根据真空管集热器损坏前后管路中水压的变化，真空管集热器阵列集热管路的自力式保护阀自动闭合，及时截止流体向损坏支路的输入，减少水资源的浪费。

2、结构简单易安装，使用方便，操作性强

该真空管集热器阵列的自力式保护阀结构简单，易于制作和安装。只需安装在真空管集热器阵列各支路上，无需外界动力及监控系统，便可保护集热器阵列的稳定运行。

附图说明

图1是本发明的真空管集热器阵列的自力式保护阀在真空管集热器阵列中的安装示意图；

图2是真空管集热器阵列的自力式保护阀的结构图；

图3是阀门动作机构的横向剖面图；

图中的标号分别表示：1、波纹管，2、导压口，3、传压杆，4、调节螺母，5、拉伸弹簧，6、控制手柄，7、转盘、8、档板，9、扭力弹簧，10、转轴，11、插孔，12、密封圈，13、阀芯，14、阀体，15、第一测压口，16、第二测压口。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明的设计思路是，当真空管集热器破损时，破损管中的水流直接同大气相接，压力降至大气压，集热管破损处的水压与其所在支路起始端的压差增大，集热支路中的水由此加速流出。支路起始端水流的的位能不变，动压由于水流加速而增大，根据“伯努利原理”，流体的机械能守恒，因而水流的压力势能降低，相应地测压管压力降低；支路末端水流量变小，水流压力势能降低，甚至出现倒流。依据支路中压强的变化，利用感压元件来实现阀门的自动闭合。

在真空管集热器阵列各并联支路的起始端安装一个真空管集热器阵列的自力式保护阀（以下简称自力式保护阀），该自力式保护阀的传动机构带有感压元件，由感压元件接收阀后管路的压力信号，随着压力变化带动传压杆上下运动。阀芯依靠阀杆的转动来实现启闭。当集热器阵列正常运行时，传压杆位置靠下，锁住阀门的动作机构，使阀芯处于开启状态；当出现集热管破损时，感压元件接受的压力变小，传压杆在拉伸弹簧的作用下向上移动，失去对阀芯的锁定，阀芯随扭力弹簧转动，并带动阀芯至闭合位置。