CN101178128B - 防烫安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能阻断高热流水的防烫安全阀。阀体的通道内设有1-3个首尾相连的阀芯，阀芯上设有填充有遇热膨胀物的膨胀腔，密封用的弹性体和传动的顶针及帽盖，阀芯的一端设复位装置，另一端设定位装置。水流流经阀芯，遇热膨胀物膨胀使弹性体变形，推动顶针和帽盖使通道封闭，阀芯根据水流的不同温度可以分级关闭，起到控制不同水温的需要，截断迅速，响应时间短，实现自动控制。

Description

防烫安全阀

技术领域

本发明涉及一种装于浴室用出水终端的元件，尤其是一种能阻断高热流水的防烫安全阀。

背景技术

花洒、莲蓬头、浴缸出水口和水龙头是浴室的出水终端元件，是现代家庭必备的管路元件。从使用功能上来分，大体有浴室用龙头、面盆龙头、厨房龙头三种，一般都有统一的风格和形式。浴室用龙头又分为浴缸龙头和淋浴龙头，浴缸龙头：它装于浴缸一边上方，用于开放冷热混合水，可接冷热两根管道的称为双联式；启闭水流的结构有螺旋升降式、金属球阀式、陶瓷阀芯式等；淋浴龙头：它安装于淋浴房上方，用于开放冷热混合水，阀体亦多用黄铜制造，外表有镀铬、镀金等，启闭水流的方式有螺杆升降式、陶瓷阀芯式等，淋浴龙头有软管花洒和嵌墙式花洒之分，具特殊功能的有恒温龙头，带过滤装置的龙头及有抽拉式软管的龙头等；面盆龙头：它安装在洗面盆上，用于放冷水、热水或冷热混合水等；多功能厨房龙头：如果您的厨房里有热水管线，这种龙头也应该是双联的。

目前，公知的冷热水系统分冷水水管路和热水管路，混合后经水龙头或阀流出，混合后水温的调节靠手动旋转手柄来调节。水龙头按照手柄分单柄类、带90°开关的和传统的螺旋稳升式橡胶密封的水龙头。热水与冷水的出水压力不同，在热水与冷水混合后水流的温度不能很好的控制，手柄的旋转无法实现精确的角度控制，热水与冷水的混合属于随机的比例。在不知道水温的情况下打开水龙头出来的水流的温度可能较高，对于行动不便如儿童、智障人士或残 疾人士，会出现烫伤的事故，并且调节的过程无法保证精度，出现忽冷忽热。水管里面开始的水是冷水，旋转手柄放热水时也需要先放光管道里的冷水才能出现热水或是混合水，如果手柄的旋转角度小冷水的比例大于热水的比例，混合水的温度不高，如果手柄的旋转角度大，则热水的比例可能大于冷水的比例，出现水温过高的情况，容易发生烫伤的事故。

针对这种情况，有人进行了研究并申报了专利，专利号为94216147.5，专利名称为自动防烫脚踏淋浴阀，该产品带有混水阀筒和出水阀筒的阀体，分别装在两阀筒内的温度自动调节机构和脚踏出水控制机构及固定在阀体下端的阀盖所组成；出水阀筒与混水阀筒相通。由于温度自动调节机构中的记忆合金弹簧会根据温度改变其自身长度，因而能带动导向杆上的阀芯来控制热水流量。使混合水温度被控制在55℃以下，达到防烫之目的，适用于工矿、企业、家庭浴室内的冷热水混合控制。这种结构采用记忆合金弹簧来调节热水进水口的大小，响应变化慢，调节灵敏度底。

针对这种情况，有人进行了研究并申报了专利，专利号为00221518.7，专利名称为防烫智能安全阀，该产品包括内接头、导套、外接头、机械感温元件、弹簧组成，导套、感温元件、弹簧置入接头内空间，内接头旋入外接头，内接头与外接头均开有通孔，导套支承在接头一端台阶上，并支承波纹管机械感温元件的一端，波纹管感温元件的另一端与弹簧接触，弹簧另一端装在外接头导套台阶上，波纹管感温元件此端与接头内壁有台阶状空隙。当烫水的温度超过某一安全温度时，自动将水流关断。这种结构采用一级调节，调节的范围小，不能在温度变化范围不同时调节。

还有人申报了专利号为02237056.0，名称为含压力平衡阀的防烫水龙头的专利，该专利包含有一水龙头本体及一压力平衡阀。其中该水龙头本体的混合阀室的冷水出水孔道下端连接一平衡阀室，热水出水孔道下端连接一与平衡阀室下端连通的槽室水龙头本体两侧的冷、热水进水孔道分别与平衡阀室上、下段连通；该压力平衡阀系由一外套管、一内套管及一塞盖组成，该外套管套结有三止水环，其管壁各设有环状间隔镂空孔槽，套管一端延伸出一中空外螺纹段，内套管内部中央设置的隔板左右两侧的管壁亦各设有环状间隔镂空孔槽，塞盖中段设置相对的两出水缺口。藉由上述结构，压力平衡阀组装于水龙头本体的平衡阀室内，当冷水水压降低时，可自动停止热水进入，而避免造成烫伤。这种结构加工与装配复杂，工艺要求较高。

发明内容

本发明解决了现有技术中热水流量控制不足，容易引起烫伤的问题，提供一种能方便控制热水流量，能迅速截断或减少高温热水流量的防烫安全阀。

本发明还解决了现有技术中控制流量单一的问题，提供一种能在不同阶段控制热水流量的防烫安全阀。

本发明的再一目的是在控制热水水流的工程当中是自动的，无需使用人员进行调整

本发明解决其技术问题所采用地技术方案是：一种防烫安全阀，阀体内设有通道，通道的两端分别与进水口与出水口相连，通道内设有一级阀芯，其中，所述的防烫安全阀可以使用在出水终端装置内，所述的一级阀芯靠近进水口的一端为膨胀腔I，另一端为帽盖I，帽盖I与设于阀体内部的倒角I相配合可形成环形封闭面，帽盖I与膨胀腔I之间套有定位片，膨胀腔I的内壁封有弹性体I，弹性体I的前端设有顶针I，顶针I的另一端顶住帽盖I的中间部位，出水口端与阀芯之间设有复位装置；阀体内还设有1-2首尾相连的二级阀芯，二级阀芯的膨胀腔的尾端顶住一级阀芯的帽盖端，所述的复位装置设置在二级阀芯与出水口之间，一级阀芯与进水口端设有定位装置。阀体内可以只设置一个阀芯，膨胀腔受热膨胀，引起弹性体弹性变形，推动顶针，继而使帽盖与阀体内部的倒角紧密接触，使安全阀的内部空腔关闭，起到截断高温热水的作用；平面与平面接触如果平面度和粗糙度没有达到要求，接触面之间会产生间隙，密封不 严，所以帽盖的端部与阀体的内部通道的倒角配合，形成密封，帽盖与倒角之间的空隙根据多次实验测得，膨胀腔内部的填充物的多少决定膨胀程度，进而影响帽盖端部与倒角之间闭合的时间和程度，要求闭合时保证水流不会流出；弹性体第一作为膨胀腔内遇热膨胀物的封口，第二膨胀物的膨胀带动弹性体的变形，从而推动顶针使帽盖与倒角接触，闭塞水流通道。

按照流水的方向，最先与水流接触的为一级阀芯，晚接触的为二级阀芯；采用多级调节可以对热水的温度进行多阶段的控制，膨胀腔受热膨胀，推动顶针，继而使一级调节和二级调节的端部与各自的相配合部分紧密接触，不同温度引起不同级的膨胀腔膨胀，完成各部位的关闭工作，温度低时，二级调节的膨胀腔II先工作，一级关闭，温度提高，二级调节的膨胀腔I工作，二级关闭，温度没达到最大限度时，膨胀腔的膨胀没有达到最大级限，在配合接触部位会留下不同大小的空隙供水流流通，当温度达到设定的最大限度时，每级调节的膨胀腔都工作，使安全阀的内部空腔关闭，起到截断高温热水的作用；复位装置在原始状态保证帽盖与倒角之间有合适的间隙，膨胀物遇热膨胀后，推动帽盖顶住倒角，温度下降，膨胀物复原后，在复位装置的作用下，帽盖与倒角还能分开使通道畅通；定位装置是为了固定膨胀腔的位置。

其中，所述的二级阀芯的帽盖II与膨胀腔II之间设有外缘依靠于通道内壁的导向片，二级阀芯可以在通道内滑动。通道内的水流到一定温度时，每级的膨胀物都膨胀，于是各级的阀芯相继动作，由于各级的膨胀物的体积不同，膨胀的程度不同，每一级的阀芯动作的幅度都不相同，考虑加工的工艺要求，二阀芯不设与垫片相配的台阶，还提高这一级阀芯的灵敏度，整个安全阀是从出水口端的阀芯先开始关闭，依次往出水口端的阀芯关闭。

膨胀腔的结构可以采用多种形式，第一种，所述的膨胀腔I呈圆柱状，开口处弯成卡环状，紧紧压住弹性体I，并延长开口周边形成长环柱，长环柱内穿有顶针I，遇热膨胀物为石蜡，膨胀腔I底部拧有密封盖，膨胀腔I内封有弹性 体I，考虑弹性体I的变形与所需顶针I的移动量，膨胀腔I的开口处做成长环柱，中间的直径小于填充石蜡的内腔的直径，所述的遇热膨胀物有很多种，石蜡作为优选，采用石蜡作为遇热膨胀物，石蜡对温度敏感，通过试验可以得出温度与石蜡的含量的多少的关系。

第一种方案的膨胀腔的卡环制作麻烦，工艺性差，作为优选，采用第二种，所述的膨胀腔I呈圆柱状，内嵌有刚性顶针套I，顶针套I端部紧紧压住弹性体I，膨胀腔I的内壁与顶针套I和弹性体I的边缘接触形成卡环，顶针套I内穿有顶针I，遇热膨胀物为石蜡，顶针套I中间的通孔与顶针I相配形成间隙配合。顶针I放置在顶针套I内形成间隙配合，可自由滑动，在弹性体I变形的作用下，往外伸出，推动套在顶针I上的帽盖前进，压住阀体的内腔壁；如果不压紧弹性体I，在运动过程中会脱出掉落在阀体的内腔，膨胀腔I内的石蜡也会从里边渗出，刚性顶针套I顶住弹性体I的边缘部位，使弹性体I的变形集中到中间，给顶针足够的移动量。

所述的顶针套I与弹性体I接触面上布有凹槽，弹性体I的对应面上设有凸体，凸体嵌入在凹槽内。设置凹槽与凸体是为了压住弹性体，膨胀腔的弯边的长度小，防止弹性体在变形时弹性体边缘脱出压紧边而掉落。

所述的阀体进水口处设有锥形螺纹，螺纹上旋有支座，支座与膨胀腔I之间设有弹簧I作为定位装置；所述的阀体在出水口端设有台阶II，台阶II上倒有倒角II，帽盖II与倒角II能形成紧密配合，所述的复位装置为设置在台阶II与帽盖II之间的弹簧II。复位装置保证膨胀腔复原后，帽盖与倒角恢复到原始状态，留有一定的空隙，使水流畅通；在进水口处设置成锥螺纹，支座可以很方便的拧紧作为弹簧II的支撑，锥螺纹在密封上有一定的效果。

所述阀体内设有台阶I，定位片放置在台阶I上，在原始状态时，使帽盖I与倒角I之间有一个间隙，定位片和导向片上开有流水的通道。定位片安置在台阶处，定位阀芯，防止阀芯在通道内任意移动而堵塞通道。

所述的弹簧I和弹簧II呈喇叭状，套置在阀芯那端的直径小于弹簧的另一端，弹簧I所需的变形力大于弹簧II所需的变形力。弹簧压紧通道内部的阀芯，保证不会在通道内部来回滑动，两端的弹簧的弹力的不同，出水口端的弹簧的弹力小于进水口端的弹簧的弹力，保证阀芯在膨胀物膨胀的情况下不会朝着进水口端移动，只能往出水口端移动即帽盖不会远离通道内相应位置处的倒角。

所述的阀体出水口端为球形，通道为布置在阀体中心轴线上的直通管道，所述的台阶为与中心轴线同轴的环，阀芯的中心轴线与阀体的中心轴线重合。同轴加工方便，工艺性好。

本发明的有益效果是：本发明可以用在莲蓬头和花洒内，也可以用在浴缸出水口内，阀体内部的阀芯可以来回动作，膨胀腔内的膨胀物受热膨胀，顶针上的帽盖与阀体内壁的倒角接触形成紧密配合截断高温水流，防止行动不便的人员烫伤；内部的阀芯分成多极工作，在不同温度的情况下，膨胀物的膨胀程度不同，从而控制各级调节分次动作；通过膨胀物的多寡决定阀芯关闭的温度，来确定需要调节的水流的温度，实现自动控制，无需人工转换。

附图说明

图1是本发明一种方案的结构示意图；

图2是本发明一种阀体的剖视图；

图3是本发明一种阀芯的结构示意图；

图4是本发明另一种阀芯的结构示意图；

图5是本发明另一种方案的结构示意图；

图6是本发明另一种阀体的剖视图；

图7是本发明一种膨胀腔的结构示意图；

图8是本发明的一种装配位置示意图；

图9是本发明的另一种装配位置示意图；

图10是本发明的第3种装配位置示意图。

图中：1、阀体，2、弹簧II，3、帽盖II，4、导向片，5、通道，6、帽盖I，7、定位片，8、弹簧I，9、支座，10、一级阀芯，11、顶针I，12、顶针套I，13、弹性体I，14、凹槽，15、石蜡，16、膨胀腔I，17、凸体，18、卡环，19、长环柱，20、二级阀芯，21、顶针II，22、顶针套II，23、弹性体II，24、膨胀腔II，25、密封盖，30、出水口，31、台阶II，32、倒角II，33、台阶I，34、锥螺纹，35、进水口，36、倒角I，37、浴缸出水口，38、浴缸，39、花洒，40、莲蓬头。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：阀体1的端部为球形，整体光滑无刃边，阀体的内部设有直通的通道5，通道的两端分别为进水口35和出水口30，阀体内的通道为阶梯状，靠近出水口端设有台阶II31，台阶II上倒有倒角II32，通道的中间位置设有倒角I36，靠近倒角朝向进水口的位置上设有台阶I33，出水口处设有锥螺纹34，各台阶、倒角等与通道中心轴线重合(参见附图2)，通道内部设有2个首尾相连的阀芯，二级阀芯20的膨胀腔II24的尾端顶住一级阀芯10的帽盖I6的前端，膨胀腔II的尾部为内凹面，与帽盖I6之间形成一个空腔，帽盖I的前端为圆角与通道内的倒角I36相配合可形成封闭面，膨胀腔呈圆柱状，内填充有石蜡15，膨胀腔I16和膨胀腔II24内封有弹性体I13和弹性体II23，刚性顶针套I12和顶针套II22端部紧紧压住弹性体I和弹性体II，膨胀腔的内壁与顶针套和弹性体的边缘接触形成卡环18，顶针套I和顶针套II内穿有顶针I11和顶针II21，顶针套中间的通孔与顶针相配形成间隙配合，顶针套I与弹性体I的接触面上设有凹槽14，在弹性体I上的相应位置处设有凸体17，凹槽与凸体相配合(参见附图3附图4)，帽盖I与膨胀腔I之间隔有定位片7，定位片放置在通道内的台阶 I上，此时帽盖I与倒角I之间有一定的间隙，二级阀芯的顶针II的端部套有帽盖II3，帽盖II与膨胀腔II之间隔有导向片4，导向片的外缘依靠于通道内壁，二级阀芯可在通道内滑动，导向片与定位片上都设有水流的通道，帽盖II的端部为圆角与倒角II配合可形成封闭面，台阶II与帽盖II之间设有弹簧II2，此时帽盖II与倒角II之间留有一定的间隙，出水口35端的锥螺纹上旋有支座9，支座的中央设有流水通孔，支座与膨胀腔I之间设有弹簧I8(参见附图1)。

水流从进水口进入安全阀，首先接触膨胀腔I，膨胀腔I内的石蜡遇热膨胀，弹性体I变形推动顶针I，顶针I顶动帽盖I使帽盖往出水口端移动，同时二级阀芯也往出水口端移动，但此时温度不是很高，帽盖I与倒角I之间没有全部封闭，还有留用空隙，二级阀芯的膨胀腔II内的石蜡遇热膨胀，弹性体II变形推动顶针II，顶针II顶动帽盖II使帽盖II端圆角的接近倒角II，随着温度的升高，帽盖II顶住倒角II形成密封，截断水流，温度进一步升高，帽盖I也顶住倒角I形成密封；当水流温度回落时，石蜡收缩，在弹簧II的作用下，帽盖与倒角分开，使通道畅通。

实施例2：阀体内只设置了一个阀芯，通道内的结构随之调整，台阶II32接近阀体的中部，弹簧II2设置在阀体的中部位置，台阶II与阀芯的帽盖I之间。这一方案的调节只有一级，温度一高帽盖I就与倒角I闭合，截断水流(参见附图5附图6)，阀芯的内部结构与实施例相同。

实施例3：阀芯上的圆柱状膨胀腔I16的尾端为设有密封盖25，膨胀腔I的内边设有螺纹，密封盖的边缘上设有与膨胀腔I上的螺纹相配的螺纹，膨胀腔I内填充有石蜡，内还封有弹性体，膨胀腔I开口处弯成卡环状，紧紧压住弹性体，并延长开口周边形成长环柱19，长环柱内穿有顶针I(参见附图7)。

防烫安全阀可以装在浴缸38的浴缸出水口37的里边(参见附图8)，或者装在花洒39的内部和莲蓬头40的尾部(参见附图9附图10)。

Claims (9)

1.一种防烫安全阀，阀体内设有通道，通道的两端分别与进水口与出水口相连，通道内设有一级阀芯，其特征是：所述的防烫安全阀可以使用在出水终端装置内，所述的一级阀芯(10)靠近进水口(35)的一端为膨胀腔I(16)，膨胀腔内填充有遇热膨胀物，另一端为帽盖I(6)，帽盖I与设于阀体内部的倒角I(36)相配合可形成环形封闭面，帽盖I与膨胀腔I之间套有定位片(7)，膨胀腔I的内壁封有弹性体I(13)，弹性体I的前端设有顶针I(11)，顶针I的另一端顶住帽盖I的中间部位，出水口(30)端与阀芯之间设有复位装置；所述的阀体(1)内还设有1-2个二级阀芯，所述阀芯首尾相连，二级阀芯的膨胀腔II的尾端顶住一级阀芯的帽盖端，所述的复位装置设置在二级阀芯与出水口之间，一级阀芯与进水口端设有定位装置。

2.根据权利要求1所述的防烫安全阀，其特征是：所述的二级阀芯(20)的帽盖II(3)与膨胀腔II(24)之间设有外缘依靠于通道内壁的导向片(4)，二级阀芯可以在通道内滑动。

3.根据权利要求1或2所述的防烫安全阀，其特征是：所述的膨胀腔I呈圆柱状，内嵌有刚性顶针套I(12)，顶针套I端部紧紧压住弹性体I，膨胀腔I的内壁与顶针套I和弹性体I的边缘接触形成卡环(18)，顶针套I内穿有顶针I(11)，遇热膨胀物为石蜡(15)，顶针套I中间的通孔与顶针I相配形成间隙配合。

4.根据权利要求1或2所述的防烫安全阀，其特征是：所述的膨胀腔I呈圆柱状，开口处弯成卡环状，紧紧压住弹性体I，并延长开口周边形成长环柱(19)，长环柱内穿有顶针I(11)，遇热膨胀物为石蜡，膨胀腔I底部拧有密封盖(25)。

5.根据权利要求3所述的防烫安全阀，其特征是：所述的顶针套I与弹性体I接触面上布有凹槽(14)，弹性体I的对应面上设有凸体(17)，凸体嵌入在凹槽内。

6.根据权利要求2所述的防烫安全阀，其特征是：所述的阀体进水口处设有锥形螺纹(34)，螺纹上旋有支座(9)，支座与膨胀腔I之间设有弹簧I(8)作为定位装置；所述的阀体在出水口端设有台阶II(31)，台阶II上倒有倒角II(32)，帽盖II与倒角II能形成紧密配合，所述的复位装置为设置在台阶II与帽盖II之间的弹簧II(2)。

7.根据权利要求2所述的防烫安全阀，其特征是：所述阀体内设有台阶I(33)，定位片放置在台阶I上，在原始状态时，使帽盖I与倒角I之间有一个间隙，定位片和导向片上开有流水的通道。

8.根据权利要求6所述的防烫安全阀，其特征是：所述的弹簧I和弹簧II呈喇叭状，套置在阀芯那端的直径小于弹簧的另一端，弹簧I所需的变形力大于弹簧II所需的变形力。

9.根据权利要求6或7所述的防烫安全阀，其特征是：所述的阀体出水口端为球形，通道为布置在阀体中心轴线上的直通管道，所述的台阶都为与中心轴线同轴的环，阀芯的中心轴线与阀体的中心轴线重合。

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