CN100590336C - 混合阀的改进 - Google Patents

Abstract

一种平板阀类型的单手混合阀，其中单一杆控制来自阀的温度和流输出两者。具有开口的控制所述特征板被定位在杆上方，并且板具有限定杆运动的限制的至少一个表面。定位在外部盖内的用于混合阀的驱动环具有面向内的凸轮表面，凸轮表面与控制板相互作用以调整来自阀的最高温度或者最大流量。驱动环具有延伸到外部盖的外侧的突出部分，以用于方便的操作者操纵而无需拆卸或使用工具。

Description

混合阀的改进

技术领域

本发明涉及混合阀，并且更具体地，涉及阀装置，所述阀装置用于对从混合阀流出的流体的特性设定极限。

背景技术

单手柄(single-handled)混合阀已作为管道装置达四十多年。由于混合物的温度和流率均能由单一部件控制，因此它在用户便利性方面建立了新的标准。这种阀分为两大类，第一类是球阀(ball valve)而第二类是平板阀。

球阀包括连接到球形阀(spherical valve)的杆，所述杆可在移动范围内移动以允许具有混合流输出的冷热入口通道的合适的配准。由于杆刚性地连接到球面并且可移动部件保持为最小，此类型的阀以可靠著称。尽管已提出许多建议限制最高温度，这些建议或者需要使用工具，和/或需要拆卸整个单元，以改变最大温度设定。

第二种形式的平面板包括可在两个方向上移动的板，以提供冷热入口通道和共同输出的可变化的配准。利用杆和对应的驱动机构，板在整个该位移范围内移动。

在当今用户意识的时代，几个操作特征被认为是必要的。一个特征是对温度设定外限，从而防止使温度输出高于对使用者合适的温度输出的疏忽的操作。第二个特征是，在一些供水特别稀缺和昂贵的地区，对来自这种阀的最大流量设置限制是重要的。此外，最好是在无须特殊工具或者拆卸的情况下实现对于这些阀的可调整的上限。

发明内容

本发明涉及一种具有外部盖和阀元件的阀，所述阀元件在用于容纳流体输入的壳内并且可移动以控制来自阀元件的流体流的特征。杆与阀元件连接并且可移动以指引阀元件的运动，从而控制所述流体流的特性。邻近杆的控制元件具有预定表面，预定表面设定杆在至少一个给定方向上的运动的极限。驱动元件连接到控制元件以将驱动元件的运动转化为预定表面在一个方向上的运动，以朝导致所述流体流的所述特征的限制值的位置变化杆的行程的极限。驱动元件被定位在外部盖内并适合于从外部盖的外侧的直接的操作者的操纵。

附图说明

图1是实施本发明的混合阀的纵向截面图；

图2沿图1的线2-2截取的图1的阀的横截面视图；

图3是移除了外部盖的图1的混合阀的端视图；

图4是与图1的混合阀使用的驱动部件；

图5是图1的混合阀的外部盖的透视图；

图6是装有本发明的可选择实施例的混合阀外部盖的端视图；

图7是与图6的混合阀实施例使用的外部盖和控制元件的端视图；

图8是控制元件处于不同位置的图7的外部盖和控制元件的端视图；

图9是显示了本发明的又一选择的混合阀的纵向截面图。

具体实施方式

为了促进对本发明原则的理解，将参考此处所示的实施例并使用特定语言描述实施例。然而应当理解并不旨在由此限制本发明的范围。在所述过程、系统或装置中的任意改变和进一步修改，以及此处所述的本发明的原则的任意进一步应用，如本发明所涉及领域的普通技术人员通常将想到的一样可以被预料。

图1图示说明了通常由附图标记10指示的混合阀。混合阀10此处被说明为可由单一杆12控制的阀，以提供阀组件的移动，以控制输出混合物的数量和温度，其中所述阀组件通常由附图标记14指示。如图所示，阀组件14是作为具有单一控制杆的两种普通型混合阀中的一种的平板阀。然而对于本领域普通技术人员应当是明显的，即本发明同样地可用于具有用于控制混合物温度和体积的球形球的混合阀。

阀组件14包括具有一对对准孔18的环形壳16，所述孔18容纳销20，所述销20用作用于球22的枢轴，所述球22容纳在壳16的半球形凹部24内。杆12在螺纹26处固定到球22，以便杆12的移动引起球22枢转。销20延伸过第二销30中的孔28，其中所述第二销30被定位为与销20成直角。销30容纳在穿过球22的孔32中，以便球22可以通过围绕销30枢转，从一侧旋转到另一侧，如图1中所示。通过围绕销20枢转，球22也可移动入或移动出图1的平面。球22中的槽(slot)34允许一侧到另一侧的移动。杆12的移动的目的是通过球形体36转化为阀位移，其中所述球形体36通过螺纹(screw)38固定到球22的下部。球形体36容纳在阀支撑底部42的凹部40中，所述阀支撑底部42可以横过壳16内的室46的肩部44移动。球形体36具有与阀底部42的合适的防旋转互连，以便阀底部42仅可在X和Y方向上移动而不围绕垂直中心轴线A转动。阀底部42支撑混合平板阀48，所述混合平板阀48可在对应的板50上滑动，所述板50限定入口和出口流通道，如图2中具体所示。继续参照图2，开口52允许冷流体流进而通道54允许流进热流体。新月形通道56允许来自通道的流的混合。如图1中所示，开口52连接冷流体入口58，开口54连接热流体入口60。为使本发明的理解简单化，与开口56连接的混合流出口通道未显示。

如图2中所示，阀板48具有控制开口62。控制开口62的位置，当被杆12的移动所确定时，可以不提供流，提供最大热流或者提供最大冷流。如图2中的虚线O所示，来自热冷流的流均被阻止。虚线H显示了完全热流，而虚线C显示了完全冷流。杆12可以在用户所要求的流量的范围和温度范围内移动。

如以上所示，存在需要限制最高温度或者最大流量或者两者的结合的情况。为了不使用特殊工具或者拆卸而实现此目的，通常由附图标记64指示的并在图3中特别显示的装置被采用。如图3中所示，对于杆12的移动的正常极限限定在大致矩形的开口66内，其中所述开口66由代表零流量位置的第一边68和代表最大流量位置的相对边70限定。第三边72代表最高温度，而最后相对边74代表最低温度情况。定位槽(detent)76形成在边68上，以提供用于温度的中间点的基准。控制元件78具有开口80，杆12延伸过开口80。开口80具有符合包括定位槽76的开口66的配置的配置。开口80具有控制边缘82，如图3所示所述控制边缘82用于限定杆12到左侧的最大位移，并因此限定来自混合阀10的最高温度输出。如稍后将说明的，控制元件78被约束在径向方向上相对中心轴线A移动。

控制元件78是平板形式并具有第一突出部分84和第二突出部分86，所述第一突出部分84和第二突出部分86从开口80向外延伸。突出部分84和86与驱动环88上的凸轮表面88相互作用，所述驱动环88适合于围绕中心轴线A旋转。驱动环88具有第一面向内凸轮表面90，所述凸轮表面90具有相对于中心轴线A的一致的半径。凸轮表面90与突出部分86的圆形配置端面92相互作用。驱动环88具有第二面向内凸轮表面94，所述凸轮表面94与突出部分84的端面96相互作用。凸轮表面90和94大致彼此相对。凸轮表面94具有相对于中心轴线A的半径，所述半径从98处的最大减小到100处的最小。突出部分84的端表面96被配置以与凸轮表面94相符。当驱动环88处于图3中所示的位置时，凸轮表面94作用在突出部分84上以限制到如图3中所观察的左侧的运动。因此，允许由杆12移动到左侧设定的最高温度被确定为低于阀组件14自身所允许的最高温度。当驱动环88在如图3中所观察的顺时针方向移动时，由于凸轮表面94的增加的半径，控制元件78被允许向左移动到控制元件78不对最高温度设定极限的点。不变半径凸轮表面90和增加半径凸轮表面94的使用防止凸轮机构的(binding)粘着。固定到驱动环88的突出部分102允许操作员如下所述从混合阀的外部对驱动环88的操作。

再参照图1，外部盖104安装在保持壳106上，所述保持壳106利用合适的装置(未显示)将壳16保持在适当位置。外部盖104具有由向下延伸的唇部110限定的上开口108，所述唇部110靠近保持壳106终止。唇部110具有一对相对槽112和114，所述槽112和114相对于中心轴线A彼此间隔180°，并且所述槽112和114分别容纳突出部分84和86。槽112和114被布置为控制元件78被防止相对于中心轴线A旋转。另外如图1中所示，驱动环88被保持在唇部110、外部盖104和保持壳106之间的环形空间中。如图5中特别显示，突出部分102延伸穿过槽116，以便操作者的方便操作。合适的标记117沿着槽116设置以可视化地指示最高温度正被限制到什么程度。突出部分102在其定位在外部盖104中之后被穿过环88中的孔89的合适的紧固装置固定到驱动环88。因而可以看出，输出混合物的最高温度可以被操作者容易地调整而不必拆卸阀。其具有的有利之处在于更容易地用于防止到不合适高温的疏忽的移动。

图1到图5中所示的实施例显示了分立的驱动环定位在外部壳104内的最高温度的控制。图6到图8中所示的实施例显示了以下布置，其中驱动环88的凸轮表面与外部盖整体地形成，以便通过旋转整个外部盖影响最高温度的控制。在描述这些附图中，与图1到图5的实施例相同的部分和部件将利用相同的附图标记描述。在图6中，杆12和球22从壳118延伸。壳118在杆12的相对侧具有一对平行槽120和122。图6以与图3相同的方式确定方向，以便通过杆12到左侧的移动控制最高温度。图7和图8显示了外部盖124的内部，所述外部盖124正常地定位在壳118和杆12上方。外部盖124从壳118移除以显示控制元件126。控制元件126具有开口128，所述开口128被配置为像控制元件78中的开口80。控制元件126具有突出部分130和132，所述突出部分分别地容纳在相对的面向内的整体凸轮表面134和136中。为了防止控制板126围绕中心轴线A旋转，一对引导突出138和140被设置，所述引导突出138和140分别地容纳在底部118上的槽122和120中。因此当外部盖124处于底部118上方的合适位置中时，引导突出138和140与槽122和120合作以使控制板126仅相对于中心轴线A在径向方向上移动。凸轮表面134和136被配置为与控制元件78的对应的凸轮表面90和94一样，从而对上述移动设置极限。当通过合适的保持装置(未显示)将外部盖124保持在壳118上方时，控制元件126处于合适位置，整个壳124的旋转运动使凸轮表面运动以通过限制杆12的运动而限制最高输出温度。合适的标记(未显示)设置在外部盖124的外侧上以给操作者最高温度被控制的程度的指示。

图1到图5和图6到图8的实施例显示了最高温度的控制。利用控制和驱动元件的合适的重新定位，它们也可用于控制流量是重要考虑因素的最大流量输出。例如，图3的控制元件78和驱动元件88可以相对于杆12顺时针旋转90°重新定向，以便对替代最高温度限制最大流量。

图9中所示的实施例通过允许独立控制温度和流量输出两者而提供了附加的性能。在描述图9中，混合控制部分被排除以简化对本发明的理解。另外，凸轮表面以及与突出部分的合适的相互作用的讨论不被包括，因为其与在先附图中所示的基本相同。另外，与在先附图中的那些共同的部件将被给予共同的附图标记。

图9的实施例显示了一对控制元件142和144，所述控制元件142和144每一个分别具有控制开口146和148。控制元件142具有容纳在相对槽150和152中的整体的突出部分，以限制其在如图9中所示的左右方向上相对于中心轴线A的移动。第二元件144具有容纳在槽154中的突出部分(未显示)，其中所述槽154在图9中由虚线显示。如图所示，板144被限制移进和移出图9的平面，并且相对控制元件142的移动成大致直角。控制元件142和144分别与堆叠的驱动环156和158上的面向内凸轮表面相互作用。

驱动环156和158上的凸轮表面是相对的并且像用于图1-5和图6-8的实施例的凸轮表面一样面向内。环156和158上的凸轮表面的配置可以与在先实施例的那些相同，或者是产生响应驱动环156和158的旋转运动的控制元件142和144的特定位移的任意其它同等的形状。

利用突出部分(未显示)朝圆周运动操纵驱动环156，其中所述突出部分以与图3和图5中所示方式相同的方式从外部盖160的外侧突出。驱动环158具有突出部分162，所述突出部分162延伸穿过外部壳160中的槽164，以独立于驱动环156控制驱动环158的圆周运动。驱动环156使控制元件42位移以通过限制杆12移动到如图3中所示的左侧而限制最高温度。利用驱动环158控制元件144是可移动的，从而通过如图3中所示向下移动最大流量表面而控制最大流量输出。

因而可看出，已描述了一种机械装置，所述机械装置实现了最大流量或者最高温度的复合或者交替控制而无需拆卸混合阀或特殊工具。

尽管在附图和前述说明中详细地图示说明并描述了本发明，但它们应被认为是说明性的而非对特征的限制，应当理解为，仅显示和描述了优选的实施例，在本发明的实质内的改变和修改需要被保护。

Claims (23)

1.一种具有外部盖的混合阀，所述混合阀包括：

阀元件，所述阀元件在所述外部盖内并接收冷流体和热流体输入，并且所述阀元件可移动以控制来自所述阀元件的出口流体混合物的出口温度和流量中的至少一个；

杆，所述杆与所述阀元件相互连接并从所述阀元件延伸，所述杆是可移动的以引导所述阀元件的运动，从而控制出口温度和流量中的至少一个；

控制元件，所述控制元件邻近所述杆，所述控制元件具有预定表面，所述预定表面设定所述杆在至少一个给定方向上的移动的极限；和

驱动元件，所述驱动元件连接到所述控制元件以将所述驱动元件的移动转化为所述预定表面在一个方向上的移动，从而改变所述杆的、朝着导致所述出口流体混合物的最高温度和流率中的至少一个的位置的行程的极限，所述驱动元件被定位在所述外部盖中，其中，

所述控制元件是在所述外部盖内的板，

所述驱动元件将其圆周运动转化为所述控制元件的线性运动，以及

所述驱动元件具有至少一个面向内凸轮表面，并且所述控制元件与所述凸轮表面相互作用，从而响应所述凸轮表面围绕中心轴线的圆周运动而提供从所述圆周运动到所述控制元件的线性运动的转化。

2.根据权利要求1所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述控制板中具有开口，所述杆延伸穿过开口，所述开口的至少一边缘限定所述预定表面。

3.根据权利要求1所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述驱动元件适合于从所述外部盖的外侧直接被操作者操纵。

4.根据权利要求1所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述控制板被限制相对于所述中心轴线旋转。

5.根据权利要求1所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述驱动元件包括环，所述环定位在所述外部盖内并能够围绕所述中心轴线做旋转运动，以将直线输入提供到所述控制板，所述混合阀进一步包括突出部分，所述突出部分从所述环延伸到所述外部盖的外侧以用于直接的操作者操纵。

6.根据权利要求5所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述外部盖具有彼此相距180°的相对的槽，并且所述控制板具有一对径向延伸的突出部，所述突出部容纳在用于允许所述控制板相对于所述中心轴线径向移动的所述槽中，以限制所述控制板的圆周运动。

7.根据权利要求6所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述外部盖具有唇部，所述唇部朝所述控制板向下延伸并靠近所述杆，所述槽形成在所述唇部中，所述槽容纳从所述控制板延伸的突出部分，所述驱动环和所述凸轮表面定位在限定在所述唇部和所述外部盖之间的环形空间中。

8.根据权利要求7所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述驱动环具有一对面向内的凸轮表面，所述一对面向内的凸轮表面中的一个形状为大致圆形，而另一个具有相对于所述中心轴线的增加的半径，

在所述控制板上的突出部分中的一个具有形状与形状为大致圆形的凸轮表面相符或一致的端表面，而另一突出部分具有与增加的半径的凸轮表面的但在其径向向内部分处的轮廓相符或一致的端表面，

由此当所述环旋转以接合在所述环的凸轮表面中的最小半径表面时，对所述杆的移动的极限处于合适位置，并且当所述环的凸轮表面从所述最小半径表面旋转时，杆可自由运动而无所述极限。

9.根据权利要求1所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述驱动元件与所述外部盖形成一个整体，并且所述凸轮表面形成在所述外部盖的内部上。

10.根据权利要求9所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述控制板被限制围绕所述中心轴线旋转。

11.根据权利要求10所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述混合阀进一步包括壳，所述外部盖安装在所述壳上以用于相对的圆周运动，所述控制板具有多个引导突出，所述引导突出在平行于所述中心轴线的方向上延伸，所述壳的底部具有一对平行槽，所述槽容纳所述引导突出，以限制所述控制板在径向方向上相对于所述中心轴线运动。

12.根据权利要求11所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述外部盖具有一对面向内的凸轮表面，所述一对面向内的凸轮中的一个在形状上为大致圆形，而另一个具有相对于所述中心轴线的增加的半径，

所述控制板具有一对突出部分，所述突出部分从所述控制板径向地延伸，并且所述突出部分容纳在所述凸轮表面中，所述突出部分中的一个配置有与所述形状上为大致圆形的凸轮表面相符或一致的端表面，而另一突出部分具有的端表面与具有增加的半径的凸轮表面在最小半径部分处相符或一致，

由此当所述外部盖旋转到所述最小半径位置时，极限被施加在所述杆上，并且当壳从该位置旋转时，杆可自由运动。

13.根据权利要求1所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述混合阀具有一对控制元件和一对驱动元件，所述驱动元件与所述控制元件相互作用，一组所述控制和驱动元件限制温度，而另一组限制流量。

14.根据权利要求13所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述控制元件包括一对控制板。

15.根据权利要求14所述的具有外部盖的混合阀，其中：

每一所述控制板具有开口，所述杆延伸穿过所述开口。

16.根据权利要求15所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述驱动元件中的每一个被定位用于旋转运动，所述驱动元件具有凸轮表面以使所述控制板和所述开口以径向的方式相对于所述中心轴线移动，以在一个位置时限制杆运动而在另一位置时提供不受限制的运动。

17.根据权利要求16所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述控制板中的每一个被限制仅在径向方向上相对于中心轴线运动。

18.根据权利要求17所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述外部盖具有唇部，所述唇部朝所述阀元件轴向地延伸并邻近所述杆，所述唇部具有第一组槽和第二组槽，所述第一组槽与所述第二组槽相对，并且所述第一组槽和所述第二组槽相对于所述外部盖中的另外的一组槽成一角度，所述控制板每一个都具有突出部分，所述突出部分径向地向外延伸并容纳在所述第一组槽、所述第二组槽和所述另外的一组槽中的对应的槽中，由此所述控制板可以独立于彼此被操纵并对所述杆的移动提供独立的极限。

19.根据权利要求18所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述驱动元件包括环，所述环定位在所述外部盖内，并且所述环具有面向内的凸轮表面，其与所述控制板的对应的突出部分对准，所述环中的每一个都具有对应的突出部分，所述突出部分延伸到所述外部盖的外部以便独立控制所述驱动元件。

20.根据权利要求20所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述第一组和第二组槽被定位为相对于所述另外的一组槽成大致90°角。

21.根据权利要求2所述的具有外部盖的混合阀，其中：

所述杆被限制在大致矩形边界内运动，所述矩形边界的第一边代表没有流量，而相对的第二边代表完全流量，第三边代表最高温度而相对的第四边代表最低温度，所述控制板中的开口与所述矩形边界相符或一致，预定表面邻近并大致平行于第三边。

22.根据权利要求21所述的具有外部盖的混合阀，其中：

限制所述杆的运动的所述大致矩形边界在第一边中具有中心定位槽，所述开口具有与所述第一边中的定位槽相对应的中心定位槽。

23.一种具有外部盖的阀，所述阀包括：

阀元件，所述阀元件在所述外部盖内并接收流体输入，并且所述阀元件可移动以控制来自所述阀元件的流体流的特征，

杆，所述杆与所述阀元件相互连接并从所述阀元件延伸，所述杆可移动以引导所述阀元件的运动，从而控制所述流体流的所述特征，

控制元件，所述控制元件邻近所述杆，并且所述控制元件具有预定表面，所述预定表面设定所述杆的在至少一个给定方向上的运动的极限，和

驱动元件，所述驱动元件连接到所述控制元件以将所述驱动元件的运动转化为所述预定表面在一个方向上的运动，从而变化所述杆的、朝着导致所述流体流的所述特征的限制值的位置的行程的极限，所述驱动元件被定位在所述外部盖中并适合于来自所述外部盖的外侧的直接的操作者的操纵，其中

所述控制元件是在所述外部盖内的板，

所述驱动元件将其圆周运动转化为所述控制元件的线性运动，以及

所述驱动元件具有至少一个面向内凸轮表面，并且所述控制元件与所述凸轮表面相互作用，从而响应所述凸轮表面围绕中心轴线的圆周运动而提供所述从所述圆周运动到所述控制元件的线性运动的转化。

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