CN101398098B

CN101398098B - 补差压式水流控制结构

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Publication number: CN101398098B
Application number: CN2007100358401A
Authority: CN
Inventors: 戴文华; 周孝宗
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-29
Filing date: 2007-09-29
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2027-09-29
Also published as: CN101398098A

Abstract

一种补差压式水流控制结构，其中包括：一帽盖、一本体、一支轴、一弹性组件、及一活塞所组成；其中，所述弹性组件套设在前述支轴上，且所述支轴一端与活塞螺合固定后穿设过本体第一端面的渐缩孔内，并以一帽盖螺固支轴的另端在本体第二端面外侧，使支轴、弹性组件、及活塞可以在本体内动作；当活塞承受不同大小的水压推移时，利用活塞、弹性组件带动支轴在本体内垂直滑移，依活塞滑移的位置、与本体内渐缩孔间隙的大小变化而调节水流量的大小，形成平衡水压的状态，达成节约用水功效的结构。

Description

补差压式水流控制结构

技术领域

本发明是有关于一种补差压式水流控制结构，特别是指一种利用水压压力大小，而可自动调整水流量及平衡水压的省水结构。

背景技术

按，一般建筑物的屋顶水塔(或储水槽)由顶楼至地面一楼，每一楼层高度约在3米左右，管路内的水压约1公斤/每平方公分(即1kg/cm²)，而大部分的水点火式瓦斯热水器其点火水压约需2.5~3kg/cm²、水流量则约需6~12立方米(或公升)/每分钟(即6~12L/min)，若此一栋建筑物为十层楼的建筑，因为水道管路由顶楼往下计算，约每三层楼需加设一个减压器，以防止底层使用者因水压(或水流量)过大而造成管路破裂，因此，如何将管路内已控制恰当的水压及水流量接设至使用器具时能维持更省水的状况，符合环保节能的需求是极大的课题。

常见的省水阀结构如图1所示：是由一套合件100、一调整件200、一水波器300、及一固定环400所组成；其中，一圆体状的套合件100下端延伸一凸缘101，所述套合件100中间穿设一具螺纹102的容置孔103；所述调整件200中间设有一穿孔201，且其上端的外径缘车设有螺纹202，此一螺纹202下方设置可容置一止水环203的凹槽204，而下端预设处设置多数个孔部205，另在调整件200一端形成具水流大小止挡用的凸部206，此一凸部206下并设置一字或十字沟槽的调整部207；所述水波器300上下两端各设有一网格状滤网301；所述固定环400其外径缘车设有螺纹401。

当组合使用时，将套设有止水环203的调整件200螺设在套合件100内，并利用手工具将调整件200下端的调整部207作一松紧调整，使调整件200下端的凸部206与套合件100的壁缘呈一水流流通的间隙，即可达到调整水流大小的功效；将套合件100套设在单管水龙头500的出水口501内，套合件100下端的凸耳部101与水龙头500出水口501内的肩部呈一卡抵状，续将一水波器300容置在固定环400内，并将固定环400锁固在一水龙头500出水口501螺纹部502；当水流流经此一省水阀时，水流会流入螺设在套合件100内调整部200的穿孔201，再经由调整件200下方的孔部205喷撒而出，喷撒出的水流利用水波器300 上的滤网301使水流呈一均匀状流出。

另一常见的省水阀结构，如图2、图3、图4所示，是由一阀体1000、一活塞2000、一弹性组件3000、一阀座4000所组成；其中，所述阀体1000内部对应在进水端处设有一段较窄的圆锥状定位槽1001，此一圆锥状定位槽1001内部底端设有内阶缘1002，可供容设活塞2000，且此一圆锥状定位槽1001外壁设有公螺牙1003，配合密封环1004与进水管5000结合固定，可防止连接后渗水，所述阀体1000内部对应出水端处设有一段较宽的圆型定位槽1005，此一槽底端设有内阶缘1006，可供容设阀座4000，且槽壁上设有母螺牙1007，配合密封环1008与莲蓬头6000锁固成一体；所述活塞2000，其外径略小于阀体1000较窄圆锥状定位槽1001的内径，并可容设在圆锥状定位槽1001底部的内阶缘1002上，所述活塞2000中央设有锥状阀塞2001，此一锥状阀塞2001底部设有一环状外阶缘2002；一压缩弹簧的弹性组件3000，所述弹性组件3000可容设在阀体1000较窄的圆锥状定位槽1001中，装设在活塞2000与阀座4000之间，为弹压活塞2000复位使用；所述阀座4000外径相同于阀体1000内的圆形定位槽1005，其可容设在圆形定位槽1005内底部的内阶缘1006，阀座4000对应在活塞2000上的锥形阀塞2001处设有阀孔4001，此一阀孔4001的孔径略大于锥形阀塞2001的外径，且阀孔4001底部设有一环状外阶缘4002，为形成水流径间定位用。

当使用时，请参阅图3、图4，水流由进水管5000流入阀体1000的圆锥定位槽1001，并推动活塞2000向内位移，当水压压力变大时，活塞2000向内位移量大，锥状阀塞2001与阀孔4001间隙越小，使少量的水流出；反之，能使多量的水流出。

前述省水阀结构虽有一定的省水功效，但其在使用时不免有下列缺点：

1.第一种常见的省水阀结构，其无法依水压大小自动调节水流量与平衡水压，当水压增加时，水流量相对增多，使其节约水量的效果有限，且需另外使用工具调节水流量，甚为不便，是其主要缺失。

2.另一常见的省水阀结构，虽改善前述常见省水阀结构无法自动调节水流量与平衡水压的诟病，但其组合构件无调整功能，仅能以整组替换方式增加运用范围，使省水阀结构可运用范围受到局限，是其另一缺失。

3.另一常见的省水阀结构，因其组合构件繁多，而在目前全球各项原物料涨声不断之际，间接影响产品的生产成本，是其又一缺失。

有鉴于常见的省水阀结构有前述的缺失，发明人乃针对这些缺失研究改进的方法，终于有本发明的产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种补差压式水流控制结构，当其安设在水龙头、莲蓬头、及水管管路内时，具有自动调整水流量及平衡水压，可有效达成节约用水的功效；同时其可视使用范围而调整帽盖、支轴及弹性组件相对压缩的行程，达成具有自动调整水压压力差的水流控制结构；且其用一具有调节水流量及平衡水压的组件，取代常见省水阀结构繁复的组件，从而降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种补差压式水流控制结构，至少包括：一帽盖、一本体、一支轴、一弹性组件、及一活塞所组成；其特征在于：所述支轴套设一弹性组件，支轴一端与活塞螺固后，将支轴另一端由本体穿入并贯穿本体后，再与帽盖螺固结合，且将支轴、弹性组件、及活塞结合在本体内，由活塞、弹性组件带动支轴在本体内直线滑移，当旋转帽盖调整弹性组件在支轴上的压缩行程，利用活塞滑移的位置而缩小及/或扩张与本体间的间隙而调节水量，构成一补差压式水流控制结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的弹性组件套设在支轴上，支轴上端在穿设本体后用一帽盖结合螺固、其下端与一活塞螺固，除可避免弹性组件脱离支轴外，且因帽盖、支轴及活塞间为可旋转调整，故可依使用范围而调整弹性组件的压缩行程，配合具弹性的活塞，使其同时兼具调节水流、平衡水压双重功效；且其用一具有调节水流量及平衡水压的组件，取代常见省水阀结构繁复的组件，从而降低生产成本。

至于本发明的详细构造，运用原理与产生的功效则参照下列依附图所作说明，即可达到完全的了解：

附图说明

图1为常见省水阀结构的分解立体示图。

图2为另一常见省水阀结构的分解立体示图。

图3为另一常见省水阀结构运用在莲蓬头的断面示意图。

图4为另一常见省水阀结构的实施样态示意图。

图5为本发明结构的分解立体示意图。

图6为本发明结构的立体组合半剖示意图。

图7为本发明的调整弹性组件行程示意图。

图8A为本发明的实施样态示意图(一)。

图8B为本发明的实施样态示意图(二)。

图9为本发明一较佳实施例的分解立体示意图。

图10为本发明另一较佳实施例的分解立体示意图。

图11为本发明又一较佳实施例的分解立体示意图。

图12为使用本发明时、与未使用本发明时的流量比较纪录表。

图13为图12的流量比较方块曲线图。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4为常见的省水阀结构，其构成情形以及其缺失，已如前所述，在此不再重复叙述。

图5为本发明结构的立体分解示图、图6为本发明结构的立体组合半剖示图，由图中可看出本发明包括：一帽盖1、一本体2、一支轴3、一弹性组件4、及一活塞5所组成；其中，所述帽盖1下侧延伸一螺栓11；所述本体2的第一端面21设置一渐缩孔23，此一渐缩孔23渐缩至第一内阶缘231时，孔径再缩减并贯穿至第二端面22阶级状的一鱼眼孔24，且渐缩孔23与鱼眼孔24相连通，此一第一内阶缘231可容置活塞5，鱼眼孔24内有一第二内阶缘241，此一第二内阶缘241可容置弹性组件4，且第一内阶缘231上设有至少一个以上并贯穿至第二端面22的出水孔221；一支轴3，其上端处贯设一孔31，其孔壁上设有螺纹311，支轴3下端处外径设有一螺纹32；具伸缩性的弹性组件4套设在前述支轴3；一孔径小于渐缩孔23孔径的活塞5，所述活塞5的一侧活塞面上设置一凹部51，其内壁设有螺纹511，另一侧的活塞面设有一内凹弧面52，此一内凹弧面52具有缓冲水压的功能。

当组合时，请再参阅图5、图6、图7，其中，所述弹性组件4套设在支轴3，且所述支轴3下端处外径的螺纹32与活塞5的凹部51内的螺纹511紧密螺固后，将支轴3上端由本体2渐缩孔23穿入、通过阶级状的鱼眼孔24而贯穿本体2后，再以帽盖1下侧延伸的螺栓11使与支轴3上端的孔31内的螺纹311螺固结合，使弹性组件4套设在支轴3，并在本体2内直线滑移，当旋转帽盖1时，可控制调整套设在支轴3上弹性组件4的压缩行程，达成缩小及/或扩张与本体2间的间隙而调节水量的大小，又，所述弹性组件4的上端顶掣在本体2鱼眼孔24内的第二内阶缘241，另一端则紧靠在活塞5。

当使用时，请依序参阅图8A、图8B、图9、图10、图11所示，将本发明的补差压式水流控制结构安设在莲蓬头6入水口的水道时，当水流由本体2的渐缩孔23流入，利用水压压力将活塞5往第一内阶缘231推移使水量流入第一内阶缘231上的出水口221，再由出水口221将水排出至莲蓬头6；其中，若水压压力瞬间变大时，活塞5往第一内阶缘231的位移量亦瞬间增大，同时活塞5与渐缩孔23孔壁的间隙会随着缩小，则出水口221呈逐渐被遮蔽状，形成如图8B般，瞬间减少水量流出，此时，弹性组件4受活塞5推移的瞬间压力达到满载负荷时会开始产生反馈的弹性恢复力，而将活塞5反向推移远离渐缩孔23、及第一内阶缘231，使出水口221逐渐增加出水量，当水压与弹性组件4反馈的弹性恢复力自动达成平衡时，活塞5与渐缩孔23、第一内阶缘231、及出水口221之间的出水间隙，即为最适当的较大流量出水量；

反之，当水压压力瞬间变小时，活塞5往第一内阶缘231反向远离的位移量也瞬间增加，此时，弹性组件4在瞬间产生反馈的弹性恢复力，大过于水压将活塞5往第一内阶缘231推移接近的力量，当水压与弹性组件4反馈的弹性恢复力自动达成平衡时，活塞5与渐缩孔23、第一内阶缘231、及出水口221之间的出水间隙逐渐变大，至最适当的较小流量出水量时形成水压平衡状态；

又，当活塞5与渐缩孔23孔壁的间隙逐渐变大(或变小时)，遮蔽出水口221水量流出的活塞5一侧设成一内凹弧面52，此一内凹弧面52具有缓冲水压压力、并加大活塞5底面积，达成快速自动调节水流及平衡水压的功效，然而本发明如图9般，除可安设于莲蓬头6外，尚可如图10、图11般安设在水龙头7、水管管路8，水道内的适当位置皆可达到自动调节水流及平衡水压的功效。

图12为使用本发明时、与未使用本发明时的流量比较纪录表，图13为图12的流量比较方块曲线图，由此二图表观知，若将本发明的补差压式水流控制结构安设在管径为1平方英时(即linch²)的水道管路内测试，纪录其每分钟所流出的水流量，并与未安设本发明的管路每分钟所流出的水流量相对比较；当管路内水压为1公斤/每平方公分(即1kg/cm²)时，未装设本发明的管路其每分钟(min)水流量为10.8公升(即10.8L/min)，装设本发明后管路每分钟(min)水流量为9.3公升(即9.3L/min)，其省水量为14％；当管路内水压为1.5公斤/每平方公分(即1.5kg/cm²)时，未装设本发明管路每分钟(min)水流量为12.7公升(即12.7L/min)，装设本发明后管路每分钟(min)水流量为6.7公升(即6.7L/min)，其省水量为47％；当管路内水压为2公斤/每平方公分(即2kg/cm²)时，未装设本发明的管路每分钟(min)水流量为14.6公升(即14.6L/min)，装设本发明后的管路每分钟(min)水流量为7.1公升(即7.1L/min)，其省水量为51％；当管路内水压为2.5公斤/每平方公分(即2.5kg/cm²)时，未装设本发明的管路每分钟(min)水流量为16.1公升(即16.1L/min)，装设本发明后的管路每分钟(min)水流量为8.2公升(即8.2L/min)，其省水量为49％；当管路内水压为3公斤/每平方公分(即3kg/cm²)时，未装设本发明的管路每分钟(min)水流量为17.6公升(17.6L/min)，装设本发明后的管路每分钟(min)水流量为8.6公升(即8.6L/min)，其省水量为51％；当管路内水压为3.5公斤/每平方公分(即3.5kg/cm²)时，未装设本发明的管路每分钟(min)水流量为18.7公升(即18.7L/min)，装设本发明后的管路每分钟(min)水流量为9.3公升(即9.3L/min)，其省水量为50％；当管路内水压为4公斤/每平方公分(即4kg/cm²)时，未装设本发明的管路每分钟(min)水流量为20.0公升(即20.0L/min)，装设本发明后的管路每分钟(min)水流量为9.7公升(即9.7L/min)，其省水量为52％。

再由图13的流量比较方块曲线图得知，使用本发明后的实验测试曲线很清楚确知，当水压为1.5公斤/每平方公分(即1.5kg/cm²)至4公斤/每平方公分(即4kg/cm²)正常所需数值上下限之间时，其省水率稳定控制在47％~52％之间，证实使用本发明的结构时，使用者在感受水道内的出水端水压及/或出水量未明显改变下，其省水率高达二分之一，确实符合环保、节约水能源的需求。

综前所述，本发明补差压式水流控制结构，确实具有调节水流、平衡水压，且可降低生产成本、符合环保需求、节省水资源等功效，而此等功效确实可以改进已知者未臻达成之弊，且本发明未见诸公开使用，符合专利的要件，爰依法提出发明专利申请。

Claims

1.一种补差压式水流控制结构，至少包括：一帽盖、一本体、一支轴、一弹性组件、及一活塞所组成；其特征在于：所述支轴套设一弹性组件，支轴一端与活塞螺固后，将支轴另一端由本体穿入并贯穿本体后，再与帽盖螺固结合，且将支轴、弹性组件、及活塞结合在本体内，由活塞、弹性组件带动支轴在本体内直线滑移，当旋转帽盖调整弹性组件在支轴上的压缩行程，利用活塞滑移的位置而缩小及/或扩张与本体间的间隙而调节水量，构成一补差压式水流控制结构。

2.如权利要求1所述的补差压式水流控制结构，其特征在于：所述本体上的第一端面设置一渐缩孔，此渐缩孔渐缩至第一内阶缘时，孔径再缩减并贯穿至第二端面的鱼眼孔，且渐缩孔与鱼眼孔相连结，鱼眼孔内有一第二内阶缘，且第一内阶缘上设有至少一个以上并贯穿至第二端面的出水孔。

3.如权利要求1所述的补差压式水流控制结构，其特征在于：所述支轴上端处贯设一孔，其孔壁上设有螺纹，且支轴下端处外径设有一螺纹。

4.如权利要求1所述的补差压式水流控制结构，其特征在于：所述本体上的第一端面设置一渐缩孔，此渐缩孔渐缩至第一内阶缘时，孔径再缩减并贯穿至第二端面的鱼眼孔，且所述套设在支轴上的弹性组件，其上端顶掣在本体第二端面鱼眼孔内的第二内阶缘，另一侧则紧靠在活塞上。

5.如权利要求1所述的补差压式水流控制结构，其特征在于：所述活塞的一侧活塞面上设置一凹部，其内壁设有一螺纹，另一侧的活塞面设有一内凹弧面。

6.如权利要求1所述的补差压式水流控制结构，特征在于：所述螺固在支轴上的帽盖，可控制调整弹性组件的压缩行程。