CN101539213A - 流量调整阀 - Google Patents

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Abstract

一种流量调整阀，具有阀本体(10)和下端开口的圆筒状阀芯(20)，阀本体具有带顶部(35)的圆筒状阀室(14)、在该阀室的周壁部上开口的至少一个侧部接口(11、12)及与所述阀室同轴地开口的底部接口(13)；所述阀芯(10)可转动地插放在所述阀室(14)内，且该阀芯的周壁部(22)上设有随旋转而使侧部接口(11、12)的开口面积变化的开口部(30)，所述阀芯(20)从所述底部接口(13)插放，在该插放状态下，突设在所述阀芯(20)顶部(23)上的旋转轴(25)从所述阀本体(10)的轴承孔(36)突出，在所述旋转轴(25)的从所述阀本体(10)突出的突出部上，安装有允许所述阀芯(20)旋转但阻止其向下方脱出的阀芯卡止件(40)。采用这种紧凑的流量调整阀，可减少零件个数，提高装配作业性，降低成本，实现小型轻量化等，同时可尽量减少阀芯与阀本体之间的摩擦阻力和磨损，可不使磨损粉末混入流体等。

Description

流量调整阀
技术领域
本发明涉及流量调整阀，涉及例如适合用于将冷水和热水混合获得所需温度的温水的供热水装置等的流量调整阀。
背景技术
作为这种流量调整阀，以往考虑的是例如图5所示的调整阀。下面，简单说明图示例子的流量调整阀2。
供热水装置等的流量调整阀2用于将冷水和热水混合以获得所需温度温水的供热水装置等，具有：阀本体10’，其具有带顶部的圆筒状阀室14，设有在该阀室14的周壁部上开口的侧部接口11、12，并设有与阀室14同轴地开口的底部接口13；阀芯20’，其可转动地插在该阀本体10’的阀室14内并绕旋转轴线O旋转；以及步进电动机15，其作为使该阀芯20’转动的驱动装置。
所述侧部接口11、12隔开180度的角度间隔而配置。
所述阀芯20’做成下端开口的圆筒状，其周壁部22作为将所述侧部接口11、12封住的密封面部而起作用，且在该周壁部22上，设有随着阀芯20’的旋转而使侧部接口11、12的开口面积变化的规定形状(这里，两端为半圆形的长圆形)的开口部30(参照表示实施形态的阀芯20’的图3)。该开口部30以阀芯20’的旋转角度看，开口成180度左右。
阀芯20’的顶部23上表面中央突设有旋转轴25。在该旋转轴25的下部设有装有O形圈29、29的由三级凸缘部28构成的安装槽，在旋转轴25的上部设有用于将旋转轴25与步进电动机的转子(的轴)连接成可一体旋转的三角形齿花键轴部26及非圆形截面(D切割形等)的凸部27。
另一方面，在所述阀本体10’的阀室14上部设有安装孔10a，在该安装孔10a内，用压入等方法固定着轴承16，该轴承16旋转自如地支承着阀芯20’的顶部23和旋转轴25的下部(装有O形圈29、29的部分)，通过安装板17，用螺栓螺母类将所述步进电动机15安装在该轴承16上。安装孔10a和轴承16之间也安装着O形圈等密封构件19。另外，在阀本体10’的阀室14下端设有承受阀芯20’(的下端面)的阀芯支座14a。
本发明要解决的课题
上述以往的流量调整阀2有如下那样的应改善的问题。
即，流量调整阀2是通过安装孔10a从上方将阀芯20’落入阀本体10’进行装配的结构，为防止向外部漏水，需要将安装孔10a封住的零件(轴承16和密封构件19)，而且由于在阀本体10’、轴承16、安装板17与电动机15之间有较多的连接固定部位，故零件个数变多，在装配作业性、成本和轻量化等方面都存在问题。
另外，还存在着这种问题：由于是用支座14a来阻止阀芯20’向下方脱出的结构，所以容易因阀芯20’的下端面与阀芯支座14a之间的滑动接触而产生磨损，此时生成的磨损粉末会混入流体(温水)中。
并且，在该流量调整阀2中，阀芯20’的位置(上下、左右及前后方向的位置，旋转轴线的位置)受到阀本体10’和轴承16这二个构件的限制，因此，阀本体10’的中心轴线和轴承16的中心轴线因轴承16相对于阀本体10’的装配误差等而容易发生错位，随之，阀芯20’(的旋转轴线)发生错位、倾斜，其结果，有可能产生阀芯20’和阀本体10’进行偏接触使得摩擦阻力、磨损变大等问题。对于这种错位(确保同轴度)，除上述外，还受夹装在安装孔10a与轴承16之间的O形圈等密封构件19的影响，因此为确保同轴度，需要根本的对策。
除上述外，由于需要支座14a，故相应有阀本体10’变长的倾向，且有成形模具复杂等问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作的，其目的在于提供一种紧凑的流量调整阀，可减少零件个数、提高装配作业性、降低成本和实现小型轻量化等，同时可尽量减少阀芯与阀本体之间的摩擦阻力和磨损，可不发生磨损粉末混入流体的情况。
为实现上述目的，本发明的流量调整阀基本上具有阀本体和下端开口的圆筒状阀芯，所述阀本体具有带顶部的圆筒状的阀室、在该阀室的周壁部上开口的至少一个侧部接口及与所述阀室同轴地开口的底部接口；所述阀芯可转动地插放在所述阀室内，且所述阀芯的周壁部设有随旋转而使所述侧部接口的开口面积变化的开口部，所述阀芯从所述底部接口插放，在该插放状态下，突设在所述阀芯顶部上的旋转轴从所述阀本体的轴承孔突出，在所述旋转轴的从所述阀本体突出的突出部上，安装有允许所述阀芯旋转但阻止其向下方脱出的阀芯卡止件。
本发明还可适用于如下的混合阀：例如，所述侧部接口具有二个，一个导入第一流体，另一个导入第二流体，通过所述阀芯的旋转动作，第一流体与第二流体的混合比例产生变化，混合流体从所述底部接口流出。
此时，可以将所述第一流体设为热水，将所述第二流体设为冷水。
另一较佳形态是，在所述旋转轴的所述轴承孔的上侧形成有大径部，在所述旋转轴的所述大径部与所述轴承孔之间的部位外周安装有所述阀芯卡止件。
所述阀芯卡止件最好由大致折弯成V或U字状的一根弹性线材构成，以夹子的形态构成，该夹子包括：一对夹持片部，其具有压接嵌合在所述旋转轴外周上的圆弧状部；折弯弹簧部，其连接该一对夹持片部，当它们向互相离开的方向被扩开时对它们向还原的方向施力。
又一较佳形态是，在所述旋转轴与所述轴承孔之间安装有O形圈等的密封构件。
本发明的流量调整阀，由于是将阀芯从下侧插入在阀本体内进行装配的结构，故不需要为防止向外部漏水而所需的封住安装孔的零件(轴承、密封构件、安装板等)，可减少零件个数，提高装配作业性，降低成本，实现小型轻量化等。
另外，由于在阀本体的阀室顶部形成有从下侧贯通插入阀芯的旋转轴的轴承孔，在旋转轴的轴承孔上侧，安装有允许阀芯旋转但阻止其向下方脱出的阀芯卡止件，故不需要现有技术中所需的阀芯支座。因此，在现有技术中，因阀芯的下端面与阀芯支座滑动接触而使阀本体内部产生磨损粉末，但在本发明的流量调整阀中，即使阀芯卡止件与阀芯或阀本体(的顶部上表面)滑动接触而产生磨损粉末，由于是在阀本体的外部，故磨损粉末不会混入流体中。
此外，阀芯的位置(上下、左右及前后方向的位置、旋转轴线的位置)仅受阀本体(一个构件)的限制，因此与现有技术那样的位置受二个构件限制的场合相比，阀芯(的旋转轴线)难以发生错位、倾斜，其结果，可有效地降低阀芯与阀本体之间的摩擦阻力和磨损。
附图说明
图1是表示本发明流量调整阀一实施形态的局部剖切主视图。
图2是将图1所示的流量调整阀的电动机部去除的X-X向剖视图。
图3是表示图1所示的流量调整阀的阀芯的立体图。
图4是用于说明图1所示的流量调整阀所使用的作为阀芯卡止件的夹子及其安装方法的示图，图4(A)是夹子的俯视图，图4(B)是夹子安装过程中的流量调整阀的俯视图，图4(C)是夹子安装结束后的流量调整阀的俯视图。
图5是表示以往例子的流量调整阀的局部剖切主视图。
符号说明
1-流量调整阀，10-阀本体，11-侧部接口，12-侧部接口，13-底部接口，14-阀室，15-步进电动机，20-阀芯，22-周壁，30-开口部，35-顶部，36-轴承孔，37-大径部，38-安装部，40-夹子(阀芯卡止件)
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的流量调整阀的实施形态。
图1是表示本发明的流量调整阀一实施形态的局部剖切主视图，图2是去除电动机部的X-X向剖视图，图3是本实施形态的阀芯的立体图。在图1中，对于与前述图5所示的流量调整阀2各部分对应的部分，标上相同的符号，省略其详细说明，下面重点说明不同之处。
本实施形态的流量调整阀1，是调整冷水和热水的混合比例来获得所需温度的温水用的混合阀，具有阀本体10、阀芯20和步进电动机15，是将阀芯10从下侧插入阀本体10内进行装配的结构。阀本体10上设有：带有较厚的顶部35的圆筒状的阀室14；在该阀室14的周壁部上以180度角度间隔开口的侧部接口11、12；以及与阀室14同轴地开口的底部接口13。
另外，从阀本体10上部(顶部35)俯视，在相对侧部接口11、12旋转了90度的位置上，如图2、图4(B)、图4(C)所示，以向上方及左右伸出的形态突设有用于将电动机15安装在阀本体10上的安装座45、45。
阀芯20如图3所示，做成下端开口的圆筒状，可转动地插放在阀本体10的阀室14内，其顶部23与阀本体10的顶部35下表面对接。在阀芯20的周壁部22上，突设有随旋转而使侧部接口11及侧部接口12的开口面积变化的规定形状(这里，两端为半圆形的长圆形)的开口部30。所述开口部30从阀芯20的旋转角度看以180度左右开口。
在阀芯20的顶部23上突设有旋转轴25，在阀本体10的顶部35上形成有轴承孔36，阀芯20的旋转轴25从下侧贯通插入该轴承孔36中。在所述旋转轴25的下部设有安装着O形圈29、29的、由三级凸缘部28构成的安装槽，在所述旋转轴25的上部设有用于将所述旋转轴25与步进电动机的转子(的轴)连接成可一体旋转的三角形齿花键轴部26及非圆形截面(D切割形等)的凸部27。
此外，在旋转轴25的所述三角形齿花键轴部26的下端与所述凸缘部28的最上端凸缘部之间(所述轴承孔36上端面的稍上方)的部位形成有与凸缘部28同直径的大径部37，在该大径部37与凸缘部38的最上端凸缘部之间的部位(安装部38)的外周安装有允许阀芯20旋转但阻止其向下方脱出的作为阀芯卡止件的夹子40。
夹子40如图4(A)所示，由折弯成大致V或U字形的一根弹性线材构成，包括：一对夹持片部41、41，其具有向外侧打开的顶端导向部41a、以及压接嵌合在所述旋转轴25的安装部38外周上的圆弧状部41b；折弯弹簧部42，其连接该一对夹持片部41、41，当它们向互相离开的方向被扩开时对它们向还原的方向施力。这种夹子40可使用通用件，故可使零件成本价廉。
该夹子40如图4(B)所示，在将阀芯20的旋转轴25从下侧贯通插入轴承孔36内后，以顶端导向部41a、41a为前端从侧部接口11侧向旋转轴25的安装部38推入直至圆弧部41b、41b外嵌在所述安装部38上，然后如图4(C)所示，绕逆时针旋转90度。由此，夹子40被载放在顶部35的上表面35a上，阀芯20整体通过夹子40以允许阀芯20旋转但阻止其向下方脱出的状态被所述大径部37卡止。
这样，本实施形态的流量调整阀1是使用夹子40将阀芯20从下侧插入阀本体10来进行装配的结构，因此，不需要以往技术中为防止向外部漏水所需的封住安装孔的零件(轴承16、密封构件19和安装板17等)，可减少零件个数，提高装配作业性，降低成本，实现小型轻量化等。
并且，由于在阀本体10的阀室14的顶部35上形成有轴承孔36，阀芯20的旋转轴25从下侧贯通插入其中，在旋转轴25的轴承孔36的上侧安装有允许阀芯20旋转但阻止其向下方脱出的夹子40，故不需要以往技术例子中所需的阀芯支座14a。因此，在以往技术例子中，在阀本体10内部因阀芯20的下端面与阀芯支座14a之间的滑动接触而生成磨损粉末，但在本实施形态的流量调整阀1中，即使因夹子40与阀芯20(或阀本体10的顶部35的上表面35a)之间的滑动接触而生成磨损粉末，但由于是发生在阀本体10的外部，因此磨损粉末不会混入温水中。
此外，阀芯20的位置(上下、左右及前后方向的位置、旋转轴线的位置)仅受阀本体10(一个构件)的限制，因此与以往技术那样的位置受二个构件限制的场合相比，阀芯20(的旋转轴线O)难以发生错位、倾斜，其结果，可有效地降低阀芯20与阀本体10之间的摩擦阻力和磨损。
在上述实施形态中，阀本体10、阀芯20是合成树脂制成的(例如POM或PPS等)，但它们也可是金属制成的。一般，合成树脂制成的零件的滑动性优于金属制成的零件。
另外，在上述实施形态中，说明了将本发明应用于欲对热水和冷水混合的比例进行调整以获得所需温度温水的流量调整阀的场合，但本发明也可适用于混合除冷水和热水外的多种流体的流量调整阀。
并且在上述实施形态中，说明了将本发明应用于在阀室的周壁部上设有二个侧部接口、并设有与阀室同轴地开口的底部接口的角阀的场合，但也可适用于在阀室的周壁部设有一个侧部接口、设置与阀室同轴地开口的底部接口的角阀。
除上述外，在不脱离本发明宗旨的范围内，可对上述实施形态作各种改变。

Claims (6)

1.一种流量调整阀，其特征在于，具有阀本体和下端开口的圆筒状阀芯，所述阀本体具有带顶部的圆筒状的阀室、在该阀室的周壁部上开口的至少一个侧部接口及与所述阀室同轴地开口的底部接口；所述阀芯可转动地插放在所述阀室内，且所述阀芯的周壁部设有随旋转而使所述侧部接口的开口面积变化的开口部，
所述阀芯从所述底部接口插放，在该插放状态下，突设在所述阀芯顶部上的旋转轴从所述阀本体的轴承孔突出，
在所述旋转轴的从所述阀本体突出的突出部上，安装有允许所述阀芯旋转但阻止其向下方脱出的阀芯卡止件。
2.如权利要求1所述的流量调整阀，其特征在于，所述侧部接口具有二个，一个导入第一流体，另一个导入第二流体，通过所述阀芯的旋转动作，第一流体与第二流体的混合比例产生变化，混合流体从所述底部接口流出。
3.如权利要求2所述的流量调整阀，其特征在于，所述第一流体是热水，所述第二流体是冷水。
4.如权利要求1～3中任一项所述的流量调整阀，其特征在于，在所述旋转轴的所述轴承孔的上侧形成有大径部，在所述旋转轴的所述大径部与所述轴承孔之间的部位外周安装有所述阀芯卡止件。
5.如权利要求1～4中任一项所述的流量调整阀，其特征在于，所述阀芯卡止件由大致折弯成V或U字状的一根弹性线材构成，以夹子的形态构成，该夹子包括：一对夹持片部，其具有压接嵌合在所述旋转轴外周上的圆弧状部；折弯弹簧部，其连接该一对夹持片部，当它们向互相离开的方向被扩开时对它们向还原的方向施力。
6.如权利要求1～5中任一项所述的流量调整阀，其特征在于，在所述旋转轴与所述轴承孔之间安装有O形圈等密封构件。
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