CN102138035A - 用于双把手龙头的阀组合件 - Google Patents

Abstract

本发明大体上涉及一种龙头阀芯10，其经配置以在双把手龙头16、18内使用。所述阀芯10包含第一流体流控制部件94和第二流体流控制部件96，所述第一流体流控制部件94和第二流体流控制部件96接纳于阀外壳74内，且经配置以控制从进水口32、36到出水口29的流体流。

Description

用于双把手龙头的阀组合件

技术领域

本发明大体上涉及流体控制阀，且更特定来说，涉及用于在双把手龙头内使用以控制通过双把手龙头的热水流或冷水流的阀芯(valve cartridge)。2008年6月20日申请的第61/132,664号美国临时专利申请案的揭示内容明确以引用方式并入本文。

背景技术

龙头通常通过单个把手或两个把手来控制，所述单个把手利用混合阀来使到龙头喷口的热水流和冷水流成比例，所述两个把手利用个别的阀来单独控制到龙头喷口的热水流和冷水流。在标准的现有技术混合阀的情况下，提供两个进水口，热水供应和冷水供应各一个进水口。对于双把手龙头，每一阀通常包含单个进水开口，其与阀门部件的流动通路流体连通。

发明内容

根据本发明的说明性实施例，一种用于龙头的阀芯包含：阀外壳；以及第一流体流部件，其接纳于所述阀外壳内，且具有经配置以围绕纵轴旋转的第一密封表面。第二流体流部件接纳于所述阀外壳内且移动受到限制。所述第二流体流部件包含第二密封表面和延伸到所述第二密封表面中的至少一个流体开口，所述第一流体流部件的所述第一密封表面密封地啮合所述第二流体流部件的所述第二密封表面以界定包含具有内部边界和外部边界的外部部分的共同界面，所述内部边界由所述至少一个流体开口界定。阀杆沿着所述纵轴延伸，且可操作地耦合到所述第一流体流部件且经配置以围绕所述纵轴旋转所述第一流体流部件。至少一个清洁通道形成于所述共同界面的所述内部和外部边界中的至少一者内。所述至少一个清洁通道经配置以从所述第一流体流部件与所述第二流体流部件之间收集碎屑且从所述共同界面径向向外排出所述碎屑。

根据本发明的又一说明性实施例，一种用于龙头的阀芯包含：阀外壳，其界定纵轴；以及第一流体流部件，其接纳于所述阀外壳内。所述第一流体流部件包含盲连接凹口和围绕所述连接凹口延伸的第一密封表面。所述第一流体部件经配置以围绕所述纵轴旋转。第二流体流部件接纳于所述阀外壳内且移动受到限制。所述第二流体流部件包含进水开口、出水开口和围绕所述进水开口和所述出水开口延伸的第二密封表面。第一流体部件的所述第一密封表面密封地啮合第二流体流部件的所述第二密封表面。阀杆沿着所述纵轴延伸且可操作地耦合到所述第一流体流部件以用于围绕所述纵轴旋转所述第一流体流部件，以通过所述连接凹口提供所述进水开口与所述出水开口之间的选择性连通。盖包含温度限制止挡件且经支撑以用于相对于所述阀外壳的旋转调整。啮合部件经支撑以用于与所述阀杆一起旋转，且经配置以选择性地啮合所述限制止挡件以限制所述阀杆和所述第一流体流部件的旋转。

根据本发明的另一说明性实施例，一种用于龙头的阀芯包含：阀外壳；以及流体流控制部件，其支撑于所述阀外壳内且经配置以控制从进水开口到出水开口的流体流。阀杆可操作地耦合到所述流体流控制部件。温度限制止挡件可操作地耦合到所述阀外壳以用于受限的旋转调整。指示器经支撑以用于与所述温度限制止挡件一起移动。啮合部件经支撑以用于与所述阀杆一起旋转，且经配置以选择性地啮合所述限制止挡件以限制所述阀杆和所述流体流控制部件的移动。所述限制止挡件相对于所述阀外壳向第一位置的旋转调整提供到所述流体流控制部件的第一旋转路径，且所述限制止挡件相对于所述阀外壳向第二位置的旋转调整提供到所述流体流控制部件的第二旋转路径。所述第一旋转路径与旋钮式布置相关联，以使得所述流体流控制部件在逆时针方向上的移动提供所述进水口与所述出水口之间的连通。所述第二旋转路径与杆式布置相关联，以使得所述流体流控制部件在顺时针方向上的移动提供所述进水口与所述出水口之间的连通。所述指示器可与所述温度限制止挡件一起移动以指示与所述旋钮式布置相关联的所述第一旋转路径和与所述杆式布置相关联的所述第二旋转路径中的一者。

根据本发明的又一说明性实施例，一种用于龙头的阀芯包含：阀外壳，其界定纵轴；以及第一流体流部件，其接纳于所述阀外壳内，且具有经配置以围绕所述纵轴旋转的第一密封表面。第二流体流部件接纳于所述阀外壳内且移动受到限制。所述第二流体流部件包含第二密封表面，第一流体流部件的所述第一密封表面密封地啮合第二流体流部件的所述第二密封表面。所述第二流体流部件进一步包含延伸到所述第二密封表面中的第一开口和延伸到所述第二密封表面中的第二开口。阀杆沿着所述纵轴延伸且可操作地耦合到所述第一流体流部件以用于围绕所述纵轴旋转所述第一流体流部件。底座支撑所述第二流体流部件，且包含以可伸缩方式接纳于所述第二流体流部件的所述第一开口内的第一管状部件，以及以可伸缩方式接纳于所述第二流体流部件的所述第二开口内的第二管状部件。垫圈定位于所述底座与所述第二流体流部件之间以提供所述第二流体流部件与所述底座之间的密封，且提供用于维持所述第一密封表面与所述第二密封表面之间的密封啮合的力。

根据本发明的又一说明性实施例，一种用于龙头的阀芯包含：阀外壳；流体流控制部件，其支撑于所述阀外壳内；以及阀杆，其可操作地耦合到所述流体流控制部件。盖由所述阀外壳支撑，且包含接纳所述阀杆的镗孔。多个肋状物朝向所述镗孔向内延伸以用于接触所述阀杆。至少一个指形物朝向所述镗孔向内偏置以用于朝向所述肋状物预加载所述阀杆。

所属领域的技术人员在考虑以下对示范如先前提到的实施本发明的最佳模式的说明性实施例的详细描述后将明白本发明的额外特征和优点。

附图说明

对图式的详细描述特定涉及附图，其中：

图1是说明性杆式双把手龙头组合件的透视图，其中所述杆朝向递送喷口的旋转激活水流；

图2是说明性旋钮式双把手龙头组合件的透视图，其中操作旋钮在逆时针方向上的旋转激活水流；

图3是流体耦合到相应热水路组合件和冷水路组合件的本发明的说明性热水阀芯和冷水阀芯的透视图；

图4是图3的冷水阀芯的分解俯视透视图；

图5是图4的阀芯的分解仰视透视图；

图6A是沿着图3的线6A-6A截取的横截面图；

图6B是沿着图3的线6B-6B截取的横截面图；

图7A是处于热水定向的图3的阀芯的透视图；

图7B是图7A的阀芯的俯视平面图；

图7C是图7A的阀芯的侧视立面图；

图8A是处于冷水旋钮定向的图3的阀芯的透视图；

图8B是图8A的阀芯的俯视平面图；

图8C是图8A的阀芯的侧视立面图；

图9A是处于冷水杆定向的图3的阀芯的透视图；

图9B是图9A的阀芯的俯视平面图；

图9C是图9A的阀芯的侧视立面图；

图10是具有其局部剖视图的透视图，其展示定位于图7A的处于热水定向中的阀芯上方的旋钮；

图11是具有其局部剖视图的透视图，其展示定位于图8A的处于冷水旋钮定向中的阀芯上方的旋钮；

图12是具有其局部剖视图的分解透视图，其展示图9A的处于冷水杆定向中的图9A的阀芯；

图13是图3的阀芯的说明性下部流体流板的俯视平面图；

图14是展示相对于下部流体流板在关闭位置中定向的说明性上部流体流板的俯视平面图；

图15是类似于图14的俯视平面图，其展示相对于下部流体流板在部分打开位置中定向的上部流体流板；

图16是类似于图14的俯视平面图，其展示相对于下部流体流板在完全打开位置中定向的上部流体流板；

图17是本发明的又一说明性实施例阀芯的俯视分解透视图，其具有围绕底座的出水口周围的壁的局部剖视图；

图18是图17的阀芯的底部分解透视图；以及

图19是本发明的另一说明性实施例阀芯的俯视分解透视图；

图20是图19的阀芯的仰视分解透视图；

图21是处于热水定向的图19的阀芯的俯视平面图；

图22是处于冷水旋钮定向的图19的阀芯的俯视平面图；

图23是处于冷水杆定向的图19的阀芯的俯视平面图；

图24是图22的沿着线24-24截取的横截面图；

图25是用于耦合到图19的垫圈的又一说明性阀外壳的细节图；

图26是本发明的另一说明性实施例阀芯的俯视透视图；

图27是图26的沿着线27-27截取的横截面图；

图28是图26的阀芯的俯视分解透视图；

图29是图26的阀芯的仰视分解透视图；

图30是图26的阀芯的俯视平面图；

图31A是处于松弛状态的图28的说明性垫圈的壁的横截面图；以及

图31B是类似于图31A的横截面图，其展示处于压缩状态的垫圈。

具体实施方式

未期望本文描述的本发明实施例是详尽的或将本发明限于所揭示的精确形式。事实上，为了描述而选择的实施例已经过选择以使所属领域的技术人员能够实践本发明。

起初参看附图的图1和图2，本发明的说明性阀芯10经配置以用作热水控制阀12、12’或冷水控制阀14、14’。举例来说，阀芯10可在由水槽或安装板19支撑的杆式龙头16(图1)或旋钮式龙头18(图2)内使用。在杆式龙头16中，热水杆或把手20a在逆时针方向上朝向递送喷口22的旋转(如箭头24a所示)启动热水流。以类似方式，冷水杆或把手20b在顺时针方向上朝向递送喷口22的旋转(如箭头24b所示)启动冷水流。在旋钮式龙头18中，通过分别在箭头28a和28b的方向上逆时针旋转热水旋钮26a和冷水旋钮26b来启动水流。如本文进一步阐释，所有四个用户输入20a、20b、26a和26b可以本发明的阀芯10来操作。更特定来说，对阀芯10的旋转和/或简单修改准许其与热水杆20a、冷水杆20b、热水旋钮26a和冷水旋钮26b中的任一者的通用使用。

参看图3，展示用于与一对阀芯10a和10b一起使用的说明性水路组合件30。虽然图3的说明性水路组合件30经配置以分别与图1和图2所示的分离式龙头16和18(具有单独安装在水槽板19上的控制阀12、12’和14、14’以及喷口22)一起使用，但应了解，阀芯10可同等地与其它水路组合件一起使用，包含经配置以用于与设于中心的龙头(具有通过底座连接的控制阀和把手)一起使用的那些水路组合件。举例来说，阀芯10可与2009年4月10日申请的题目为“Molded Waterway for a Two Handle Faucet”的第PCT/US09/40207号PCT国际申请案中揭示的水路组合件一起利用。

图3的水路组合件30将阀芯10a和10b在上游耦合到热水供应和冷水供应(未图示)且在下游耦合到由递送喷口22支撑的混合水出水口29。水路组合件30包含流体耦合到热水底座34的热水进水导管32，以及流体耦合到冷水底座38的冷水进水导管36。以类似方式，热水出水导管40流体耦合到热水底座34，且冷水出水导管42流体耦合到冷水底座38。末端配件33和37耦合到进水导管32和36的远端以促进耦合到热水供应和冷水供应(说明性地为常规的终止处)。连接器44说明性地将出水导管40和42流体耦合到混合水或递送喷口导管46。说明性地，阀芯10可接纳在阀主体(未图示)内，阀主体紧固到水槽板19(图1和图2)。

在说明性实施例中，热水底座34由例如聚合物等可流动材料形成，其分别包覆模制于热水进水导管32和出水导管40的近端52和54周围。类似地，冷水底座38包覆模制于冷水进水导管36和出水导管42的近端56和58周围。说明性地，导管32、36、40是柔性的，且可由例如聚乙烯等聚合物形成。在一个说明性实施例中，导管32、36、40和相应底座34和38可由聚乙烯形成，其随后经交联以形成交联聚乙烯(PEX)。然而，应了解，可代替使用其它合适的材料。

冷水底座38大体上与热水底座34相同，但在水平平面内相对于热水底座34成180度定向。更特定来说，虽然在图4到图6B中进一步详细说明冷水底座38，但热水底座34包含类似特征。底座38说明性地包含阀芯界面60，阀芯界面60具有界定围绕进水口64向上延伸的第一凸起63的第一壁62以及界定围绕出水口68延伸的第二凸起67的第二壁66。壁62和66界定用于接纳垫圈72的座或沟槽70。如本文进一步详细描述，垫圈72提供阀芯10与底座38之间的密封。虽然进水导管32和36被说明为各自具有圆形横截面，但应注意到，进水导管32和36的横截面形状可变化。举例来说，进水导管32和36的横截面可为椭圆形或D形的，以便促进在模制操作期间的材料流动，以用于界定壁62和66的增加的和/或大体上一致的厚度。

参看图4到图6B，阀芯10说明性地包含由底座38支撑的阀外壳74。阀外壳74包含沿着纵轴77定中心的相对的第一端73和第二端75。更特定来说，说明性阀外壳74包含圆柱形侧壁76，圆柱形侧壁76在第二端75处具有多个向下延伸的定位突出部78和80，以促进外壳74相对于底座38的适当定向。在说明性实施例中，第一对直径方向上相对的定位突出部78与第二对直径方向上相对的定位突出部80在圆周上成90度定向。每一定位突出部78说明性地具有第一宽度，第一宽度与每一第二定位突出部80的第二宽度不同。协作的开口或凹口82和84在底座38的外表面内向内径向延伸，且经配置以分别接纳定位突出部78和80，进而促进阀芯10相对于底座38的适当定向。定位突出部78和80以及协作的凹口82和84在圆周上以90度增量布置，使得阀芯10可在冷水定向与热水定向(如图3中分别由阀芯10b和10a表示)之间旋转180度。在某些说明性实施例中，定位突出部78和80以及协作的凹口82和84具有成斜坡或成角度的侧边缘以用于使阀芯10与底座38之间的失对准居中。

阀外壳74进一步包含在第一端73处的端壁86，其从侧壁76向内径向延伸且界定中心开口87(图4)。多个对准突出部88从端壁86向外(图4中向上)纵向延伸。说明性地，四个对准突出部88彼此在圆周上间隔90度。定位销90也从端壁86向外延伸。如本文进一步详细描述，突出部88和销90与盖92协作以促进盖92与阀外壳74之间的适当有角度定向。在一个说明性实施例中，阀外壳74是由玻璃填充聚合物模制而成，所述聚合物例如为可从乔治亚州Alpharetta市的Solvay Advanced Polymers，LLC购得的

聚邻苯二甲酰胺(PPA)。

一对阀或流体流控制部件94和96接纳于外壳74内。说明性地，阀部件94和96分别包含第一或上部流体流板98和第二或下部流体流板100。两个流体流板98和100均说明性地由氧化铝陶瓷形成。第一流体流板98包含第一密封表面102，第一密封表面102经配置以密封地啮合第二流体流板100的第二密封表面104。更特定来说，第一密封表面102密封地啮合第二密封表面104以界定共同界面106，共同界面106包含内部部分108和从内部部分108向外径向定位的外部部分110(图6A、图13、图14)。第一流体流板98包含与第一密封表面102相对的外表面112。一对弓形盲连接凹口114从第一密封表面102向内延伸，且密封于(即，不延伸入)外表面112。凹槽116形成于外表面112内且经配置以与间隔件118协作以用于以围绕纵轴77的旋转来驱动第一流体流板98。

第二流体流板100包含与第二密封表面104相对的下部或外表面120。第一或进水口流体开口122在外表面120与第二密封表面104之间延伸穿过板100。第二或出水口流体开口124同样在外表面120与第二密封表面104之间延伸穿过板100。第一流体开口122通过密封桥126与第二流体开口124分离。开口122和124界定第一流体流板98与第二流体流板100之间的共同界面106的内部部分108与外部部分110之间的边界。更特定来说，开口122和124的外边缘127界定外部部分110的圆周内部边界128。如图13所示，边界128连接外边缘127以区分内部部分108(说明性地由密封桥126的在开口122与124之间延伸的部分界定)与外部部分110。第一流体开口122与底座38的进水口64对准且流体连通，而第二流体开口124与底座38的出水口68对准且流体连通。如本文进一步详细描述(图14到图16)，第一流体流板98相对于第二流体流板100的旋转更改了连接凹口114相对于第一流体开口122和第二流体开口124的位置，进而调整从第一流体开口122到第二流体开口124的流体流的速率。

第二流体流板100的外边缘181中的一对凹口180与模制到外壳74中的一对肋状物182啮合以防止其间的旋转。清洁槽口或通道184和186说明性地形成于第二板100中以允许从界定共同界面106的密封表面102和104移除截留于板98与100之间的碎屑或矿物质沉积物。第一组内部清洁通道184形成于密封表面102和104的共同界面106的内部边界128内。更特定来说，内部清洁通道184与第二流体流板100的第一开口122和第二开口124的外边缘127流体连通。第二组外部清洁通道186形成于密封表面102和104的共同界面106的外部边界190内。更特定来说，外部清洁通道186与第二流体流板100的外边缘181流体连通。

如图13的说明性实施例中所示，从内边缘127延伸的内部清洁通道184在接近从外边缘延伸的外部清洁通道186的径向方向上延伸。由此，不存在密封表面102和104的未清洁到的实质径向带。密封表面102和104的共同界面106进而界定在清洁通道184与186之间在圆周上延伸的蜿蜒路径。在一个说明性实施例中，直径方向上相对的内部清洁通道的最外边缘之间的距离α大体上等于或稍微大于(在约0.002英寸内)直径方向上相对的外部清洁通道186的最内边缘之间的距离β。由此，共同界面106内的未由内部清洁通道184收集的碎屑可能被外部清洁通道186收集。进而从共同界面106在大体上径向方向上将此碎屑移除或排除。

阀杆130沿着外壳74的纵轴77延伸且通过间隔件118可操作地耦合到第一流体流板98。更特定来说，阀杆130经配置以旋转间隔件118，间隔件118又使第一流体流板98围绕纵轴77旋转，以便控制来自进水导管36的流体流动通过出水导管42。

阀杆130包含底座132和轴杆134，且说明性地由黄铜形成。底座132接纳于间隔件118内，而轴杆134延伸穿过外壳74的开口87。说明性地，轴杆134大体上为圆柱形的且包含第一凹槽136，第一凹槽136接纳外壳74的端壁86的内边缘138以使得其说明性地通过与保持唇缘140的搭扣配合耦合而保持在适当位置。轴杆134与端壁86之间的耦合将阀杆130紧固于外壳74内，以使得阀杆130上的向下负载将不会趋于使流体流板98、100或垫圈72移位。其还防止阀杆130上的负载不利地影响流体流板98、100。

如上所述，间隔件118可操作地耦合到阀杆130的底座132以与其一起旋转。更特定来说，间隔件118包含经配置以接纳轴杆134的上部开口142，以及经配置以接纳底座132的下部凹口144。凹口144具有与底座132协作以便防止其间的相对旋转的形状。

间隔件118包含接纳于第一流体流板98的凹槽116内的向下延伸的楔或突出部148。由此，间隔件118可操作地耦合到阀杆130以使得阀杆130的旋转驱动第一流体流板98旋转。间隔件118说明性地由玻璃填充聚合物形成，所述聚合物例如为聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。间隔件118的上表面150提供抵靠外壳74的端壁86的支承表面以便防止阀杆130(说明性地由黄铜形成)上的磨损。

例如杆20或旋钮26等用户输入耦合到阀杆130的轴杆134。在图10和图11所示的一个说明性实施例中，旋钮26通过扣件紧固到阀杆130，所述扣件例如为在轴杆134的末端处啮合带螺纹开口158的螺杆156。在图12所示的另一说明性实施例中，例如紧固螺杆160等扣件啮合轴杆134的平坦部分162以将杆154紧固到阀杆130。

可弹性变形的间隔件163说明性地支撑于第二凹槽166内，第二凹槽166形成于阀杆130的轴杆134内且与第一凹槽136轴向间隔。说明性地，间隔件163由例如乙缩醛等聚合物形成。间隔件163按压在界定盖92中的镗孔170的圆柱形侧壁168与轴杆134的凹槽166之间以提供扭转阻力且充当用于阀杆130的抗晃动特征。间隔件163说明性地包括C形夹164，其包含旋绕或波状外表面165。

盖92说明性地包含搭扣环或唇缘172，其接纳在阀杆130上的凹槽166内，进而允许盖92旋转，同时限制沿着纵轴77的轴向移动(图6A和图6B)。盖92相对于外壳的相对旋转由模制到外壳74中的销90导引，销90啮合模制到盖92的下部表面175中的弓形狭槽174。盖92说明性地通过外壳74的对准突出部88相对于外壳74旋转地固定于适当位置，对准突出部88接纳于形成于盖92的底座178内的对应开口或槽口176内。在盖92与阀杆130之间存在充分的轴向间隙以准许开口176变为从突出部88移位，进而允许盖92与外壳74之间的旋转。然而，销90说明性地保持于弓形狭槽174内以导引盖92相对于外壳74的调整。如本文进一步详细描述，对于热杆和热旋钮布置(图7A到图7C)，盖92逆时针完全旋转到狭槽174内销90所准许的程度，且其中盖92保持通过阀杆130耦合到外壳74。对于冷旋钮布置(图8A到图8C)，整个阀芯10从热旋钮或杆布置旋转180度且插回到底座38中。当需要冷杆布置(图9A到图9C)时，盖92从外壳74轴向位移，顺时针旋转90度，且接着轴向移动返回到与外壳74啮合。

盖92说明性地包含从底座178向上延伸的弓形温度限制止挡件200。更特定来说，限制止挡件200包含与侧壁168一体形成的弓形壁201。啮合部件202经支撑以用于与阀杆130一起旋转，且经配置以选择性地啮合限制止挡件200以限制阀杆130和第一流体流板98的旋转。说明性地，啮合部件202包括耦合到旋钮26的凸出部204(图10和图11)或耦合到杆20的凸出部205(图12)。每一凸出部204、205包含经配置以选择性地啮合限制止挡件200的表面207的相对表面206。如上所述，盖92可操作地耦合到阀杆130以用于受限的轴向移动，且可操作地耦合到阀外壳74以用于相对于阀外壳74的旋转调整。盖92相对于阀外壳74的旋转调整更改了限制止挡件200的角度位置，进而调整用户输入(旋钮26或杆20)、阀杆130和因此的第一流体流板98可用的旋转路径。盖92说明性地是从例如udel聚砜等聚合物模制而成。

参看图10到图12，外壳74说明性地支撑多个标记210、212、214、216，从而向用户提供第一流体流板98可用的旋转路径的指示。更特定来说，说明性标记210、212、214、216由侧壁76的外表面208支撑且指示热或冷定向以及阀芯10的旋钮或杆定向。在说明性实施例中，标记210呈字母“H”的形式，且标记212呈字母“C”的形式。在一个说明性实施例中，标记210、212、214、216模制于侧壁76内，但标记可以其它方式形成，例如压印、雕刻或印刷。在标记212左侧的是呈字母“K”形式的标记214，且呈字母“L”形式的标记216定位于标记212的右侧。指示器218(说明性地为槽口)形成于盖92中且可与标记212(“K”)或标记214(“L”)对准以指示阀芯10处于冷水旋钮定向还是冷水杆定向中。虽然说明性实施例的标记呈字母的形式，但应了解，可利用其它符号和/或图形。

垫圈72(说明性地为弹性密封件)定位于底座38与第二流体流板100之间。在一个说明性实施例中，垫圈72由硅树脂形成。垫圈72提供第一流体流板98与第二流体流板100之间的轴向负载或密封力。如本文进一步详细描述，垫圈72包含底切中心部分222，底切中心部分222界定缩减的横截面宽度且经配置以提供用于垫圈72缩陷以便维持第一流体流板98和第二流体流板100上的最小负载的控制机构。说明性地，垫圈72接纳于由形成于底座38中的壁62和66界定的座70内。

垫圈72提供第一流体流板98的底部表面与底座38之间的密封，以及提供用以将第一流体流板98和第二流体流板100固持在一起的密封力。底座38的壁62和66可以伸缩方式接纳于第二流体流板100的第一开口122和第二开口124内。更特定来说，由壁62和66界定的凸起63和67从底座38向上延伸到形成于第二流体流板100的下表面120中的凹口226和228中以提供爆裂压力阻力。凹口226和228是开口122和124的经配置以接纳凸起63和67的上端的放大部分。凸起63和67防止垫圈72蠕动到底座38与流体流板100之间的空间中。在一个说明性实施例中，凸起63和67、流体流板100与垫圈72之间的布置经配置以提供与500psi爆裂压力要求的相容性。水压也将第一流体流板98和第二流体流板100固持在一起，这是通过使第二流体流板100的直径大于第一流体流板98的直径来促进的。

参看图6A和图14到图16，在操作中，冷水通过冷水导管36供应且通过底座38的进水口64传递到第二流体流板100的进水开口122中。当阀芯10处于如图14所示的关闭位置中时，流体被阻止传递到第二流体流板100的第二开口124。在如图15所示在逆时针方向上旋转第一流体流板98时，连接凹口114提供第二流体流板100的第一开口122与第二开口124之间的流体连通。由此，水从进水导管36流动到出水导管42。图16说明处于完全打开位置的阀芯10，其中第一流体流板98相对于第二流体流板100大约旋转90度，进而准许第二流体流板100的第一开口122与第二开口124之间穿过第一流体流板98的连接凹口114的最大流体流。

如上所述，本发明的阀芯10可通用地用作热水杆控制阀12、热水旋钮控制阀12’、冷水旋钮阀14和冷水杆阀14’。图7A是处于热水杆或热水旋钮配置中的阀芯10a的透视图。如上所述，在用于杆20和旋钮26两者的常规热水控制阀12、12’中，阀杆130在逆时针方向上旋转以激活水流。由杆20和/或旋钮26支撑的啮合部件202与限制止挡件200之间的啮合限制了杆20或旋钮26的旋转行程的量。换句话说，用户输入20、26的啮合部件202与盖92的限制止挡件200之间的协作界定阀杆130和因此的第一流体流板98的行程路径。如图7A和7C所示，支撑于阀外壳74上的热水标记210面对用户。

为了从热水控制阀12转换到冷水旋钮控制阀14，将整个阀芯10a从底座34移除且围绕纵轴77旋转180度。经旋转的阀芯10b接着耦合到底座38，处于图8A到图8C所示的位置。在图8A到8B中，阀芯10b的盖92是针对阀芯10的冷水旋钮操作而定向，其中冷水标记212面对用户。如图8A和8C所示，盖92的指示器218邻近于外壳74上的标记214而定位以用于向用户提供冷水旋钮定向的指示。

为了从冷水旋钮控制阀14转换到冷水杆控制阀14’，阀芯10b的盖92如图9A到图9C所示顺时针旋转90度以界定阀芯10b’。更特定来说，盖92相对于阀杆130和外壳74轴向向上提升且随后旋转90度。突出部88接纳于盖92的开口176内促进了适当定向以维持盖92与外壳74之间的有角度定位。限制止挡件200的相对定位准许杆20相对于阀芯10的所需顺时针定向，且更特定来说，准许杆20的啮合部件202与限制止挡件200之间的啮合。如图9A和9C所示，盖的指示器218大体上与外壳74上的标记对准，以向用户提供阀芯10处于冷水杆定向中的指示。

图17和图18展示本发明的阀芯300的又一说明性实施例，其中以相同参考标号来识别类似于上文详细描述的组件的组件。在图17和图18的实施例中，垫圈272大体上类似于上文详细描述的垫圈72，但包含一对直径方向上相对的向外延伸的保持突出部240和242。保持突出部240和242经配置以分别接纳于形成于阀外壳274的圆柱形侧壁276内的狭槽244和246内。保持突出部240和242促进垫圈272在阀芯300内的保持。此外，垫圈272辅助将第一流体流板98和第二流体流板100保持在阀外壳274内。

阀外壳274还包含如上详细描述的直径方向上相对的定位突出部78和80。然而，突出部78’中的一者从侧壁276轴向向外(图18中向下)延伸得比其它突出部78和80更远，以便促进阀芯300在单个定向上相对于底座38’的定位。更特定来说，协作凹口中的一者82’在轴向上比其它凹口82和84更长用于接纳突出部78’。

图19到图24展示本发明的另一说明性阀芯400，其中以相同参考标号来识别类似于上文详细描述的组件的组件。阀芯400包含类似于垫圈272的弹性垫圈472，且弹性垫圈472包含经配置以接纳于阀外壳474的开口406和408内的保持部件402和404。保持部件402和404各自包含截头圆锥形柄部分410和从其向内径向定位的保持凸缘412。参看图19和图24，垫圈472的柄部分410被拉动穿过外壳474的开口406和408，直到保持凸缘412接纳于埋头孔414内为止。凸缘412与埋头孔414之间的啮合将垫圈472保持到外壳474。由此，垫圈472辅助将第一流体流板98和第二流体流板100保持在阀外壳474内。如图24所示，可在将阀芯400组装于阀主体(未图示)内之前通过切割操作来移除垫圈472的柄部分410的尖端416。

阀外壳474包含支撑于侧壁76的外表面208上的单个标记418。标记418说明性地呈箭头形式且经配置以辅助用户在热水或冷水定向上适当定向阀芯400。更特定来说，标记418总是大体上面向出水口或递送喷口22(图1和图2)。换句话说，当面对阀芯400的前方时，指示器418针对热水定向面向右，且针对冷水定向面向左(图19和图20)。

盖492类似于上文详细描述的盖92，且包含温度限制止挡件200。盖492的指示器218可由用户利用以识别阀芯400的旋钮或杆配置。图21说明当盖492的温度限制止挡件200处于热水杆或旋钮定向上时在6点钟位置的指示器218。图22说明从图21的位置旋转180度的阀芯400。由此，当盖492的温度限制止挡件200处于冷水旋钮定向上时指示器218在12点钟位置。最后，图23说明当盖492的温度限制止挡件200处于冷水杆位置中时从图22中的位置旋转90度到3点钟位置的指示器218。

盖492包含径向向外延伸的环形凸缘420，其经配置以在后续组装期间夹持于阀主体与螺帽(未图示)之间。如图19和20所示，支撑于阀杆130上的间隔件163(图4和图5)已被一体形成于盖492内的肋状物422取代。肋状物422径向向内延伸且与阀杆130协作以防止其间的晃动。

图25说明又一实施例阀外壳474’，其包含与开口406和408中的每一者连通的开放式狭槽424。由此，垫圈472可被拉动穿过狭槽424，直到保持凸缘412位于埋头孔414内为止。有角度的引入表面426促进垫圈472到外壳474’的组装。

图26到图30中展示本发明的又一说明性阀芯500，其中以相同参考标号来识别类似于上文详细描述的组件的组件。阀芯500的盖592类似于盖492且包含由限制止挡件200支撑的多个径向向内延伸的肋状物422。更特定来说，肋状物422从限制止挡件200的弓形壁201朝向阀杆接纳镗孔170径向向内延伸。一对弹性指形物524说明性地大体上与肋状物422相对地定位且向内朝向接纳镗孔170延伸。指形物524说明性地由侧壁168’支撑且朝向接纳镗孔170径向向内偏置。肋状物422和弹性指形物524协作以为阀杆130提供支撑。更特定来说，弹性指形物524提供抵靠阀杆130的负载，使得阀杆130支撑于由肋状物部422和指形物524界定的多个接触点之间，进而防止阀杆130与盖592之间的晃动。

下部流控制部件96说明性地包含围绕其上部外围延伸的环形清洁凹口或通道186’。更特定来说，清洁通道186’由形成于下部流体流板100’的上部密封表面104中且围绕其外边缘181延伸的台阶界定(图28)。清洁通道186’经配置以收集可能截留于流控制部件94和96’的密封表面102与104之间的碎屑，且在大体上径向向外方向上将此碎屑排出离开流控制部件94和96’的共同界面106。

垫圈472’大体上类似于如上文详细描述的垫圈72。垫圈472’的保持凸缘412大体上包括接纳于外壳474’的埋头孔414内的圆盘。如图31A和图31B所示，垫圈472’包含壁526，其具有连接上部部分528和下部部分530的底切中心部分222。中心部分222具有小于上部部分528和下部部分530的宽度以减小第一流体流部件94和第二流体流部件96上的轴向负载。更特定来说，中心部分222的缩减的横截面减小了垫圈472’对流部件94和96施加的总力。图31A展示处于松弛状态的垫圈472’，而图31B展示当已施加轴向负载进而压缩壁526时的垫圈472’。在压缩状态中，垫圈472’在中心部分222处变形以防止垫圈472’响应于流部件94和96上的轴向负载而弯折。

虽然已参考某些优选实施例详细描述了本发明，但在如所附权利要求书中描述和界定的本发明的精神和范围内存在变化和修改。

Claims (42)

1.一种用于龙头的阀芯，其包括：

阀外壳；

第一流体流部件，其接纳于所述阀外壳内，所述第一流体流部件包含经配置以围绕纵轴旋转的第一密封表面；

第二流体流部件，其接纳于所述阀外壳内且移动受到限制，所述第二流体流部件包含第二密封表面和延伸到所述第二密封表面中的至少一个流体开口，所述第一密封表面密封地啮合所述第二密封表面以界定包含具有内部边界和外部边界的外部部分的共同界面，所述内部边界由所述至少一个流体开口界定；

阀杆，其沿着所述纵轴延伸，所述阀杆可操作地耦合到所述第一流体流部件且经配置以围绕所述纵轴旋转所述第一流体流部件；以及

至少一个清洁通道，其形成于所述共同界面的所述内部和外部边界中的至少一者内，且经配置以从所述第一流体流部件与所述第二流体流部件之间收集碎屑并从所述共同界面径向地排出所述碎屑。

2.根据权利要求1所述的阀芯，其中：

所述第一流体流部件包含与所述第一密封表面相对的外表面，以及从所述第一密封表面向内延伸且密封于所述外表面的盲连接凹口；

所述第二流体流部件包含与所述第二密封表面相对的外表面、延伸到所述外表面和所述第二密封表面中的第一流体开口、延伸到所述外表面和所述第二密封表面中的第二流体开口，以及定位于所述第一流体开口与所述第二流体开口之间并界定所述第二密封表面的至少一部分的密封桥；以及

所述第一流体流部件围绕所述纵轴的旋转改变所述连接凹口相对于所述第二流体流部件的所述第一流体开口和所述第二流体开口的位置，进而调整从所述第一流体开口到所述第二流体开口的流体的流动速率。

3.根据权利要求1所述的阀芯，其中所述阀杆可操作地耦合到所述阀外壳，使得对所述阀杆的操纵仅控制所述第一流体流部件的所述旋转，所述第一流体流部件被限于围绕所述纵轴相对于所述第二流体流部件的滑动移动。

4.根据权利要求1所述的阀芯，其中外部的一组清洁通道形成于所述第一流体流部件和所述第二流体流部件中的至少一者的外边缘内，且内部的一组清洁通道形成于所述第一流体流部件和所述第二流体流部件中的至少一者的内边缘内，所述外部的一组清洁通道在圆周上偏离所述内部的一组清洁通道。

5.根据权利要求4所述的阀芯，其中所述清洁通道形成于所述第二流体流部件的所述第二密封表面内，所述外部的一组清洁通道与所述内部的一组清洁通道径向重叠，进而为所述第二密封表面界定蜿蜒路径。

6.根据权利要求1所述的阀芯，其进一步包括包含温度限制止挡件的盖，以及啮合部件，所述啮合部件经支撑以用于与所述阀杆一起旋转，且经配置以选择性地啮合所述限制止挡件以限制所述阀杆和所述第一流体流部件的旋转，所述盖可操作地耦合到所述阀杆以用于相对于所述阀外壳的受限的轴向和旋转调整。

7.根据权利要求6所述的阀芯，其中所述盖相对于所述阀外壳的旋转调整移动所述限制止挡件的位置和所述第一流体流部件可用的旋转路径，且所述外壳支撑提供对所述可用旋转路径的指示的多个标记。

8.根据权利要求1所述的阀芯，其进一步包括将所述阀杆可操作地耦合到所述第一流体流部件的间隔件，所述间隔件定位于所述阀杆与所述阀外壳之间以防止所述外壳对所述阀杆的磨损。

9.根据权利要求1所述的阀芯，其进一步包括支撑所述第二流体流部件的底座，以及垫圈，所述垫圈定位于所述底座与所述第二流体流部件之间，以提供所述第二流体流部件与所述底座之间的密封，并提供用于维持所述第一密封表面与所述第二密封表面之间的密封啮合的轴向负载。

10.根据权利要求9所述的阀芯，其中：

所述第二流体流部件包含与所述第二密封表面相对的外表面、延伸到所述外表面和所述第二密封表面中的第一开口、延伸到所述外表面和所述第二密封表面中的第二开口；以及

所述底座包含以可伸缩方式接纳于所述第二流体流部件的所述第一开口内的第一管状部件，以及以可伸缩方式接纳于所述第二流体流部件的所述第二开口内的第二管状部件。

11.根据权利要求9所述的阀芯，其中：

所述垫圈包含壁，所述壁具有上部部分、下部部分和连接所述上部部分和所述下部部分的中心部分；以及

所述中心部分具有小于所述上部部分和所述下部部分的宽度，以减小在所述第一和第二流体流部件上的轴向负载。

12.根据权利要求11所述的阀芯，其中所述垫圈经配置以在所述中心部分处变形，以防止所述垫圈响应于所述第二流体流部件上的所述轴向负载而弯折。

13.根据权利要求1所述的阀芯，其中所述至少一个清洁通道包括环形台阶，所述环形台阶形成于所述第二流体流部件内，并从所述共同界面的所述外部边界径向向外定位。

14.一种用于龙头的阀芯，其包括：

阀外壳，其界定纵轴；

第一流体流部件，其接纳于所述阀外壳内，所述第一流体流部件包含盲连接凹口和围绕所述连接凹口延伸的第一密封表面，所述第一流体流部件经配置以围绕所述纵轴旋转；

第二流体流部件，其接纳于所述阀外壳内且移动受到限制，所述第二流体流部件包含进水开口、出水开口和围绕所述进水开口和所述出水开口延伸的第二密封表面，所述第一密封表面密封地啮合所述第二密封表面；

阀杆，其沿着所述纵轴延伸，且可操作地耦合到所述第一流体流部件以用于围绕所述纵轴旋转所述第一流体流部件，以通过所述连接凹口提供所述进水开口与所述出水开口之间的选择性连通；

盖，其包含温度限制止挡件，且经支撑以用于相对于所述阀外壳的旋转调整；以及

啮合部件，其经支撑以用于与所述阀杆一起旋转，且经配置以选择性地啮合所述限制止挡件，以限制所述阀杆和所述第一流体流部件的旋转。

15.根据权利要求14所述的阀芯，其中所述盖可操作地耦合到所述阀杆以用于相对于所述阀杆和所述阀外壳的受限的轴向和旋转调整。

16.根据权利要求14所述的阀芯，其中：

所述第二流体流部件包含定位于所述进水开口与所述出水开口之间的密封桥；以及

所述第一流体流部件围绕所述纵轴的旋转改变所述连接凹口相对于所述第二流体流控制部件的所述进水开口和所述出水开口的位置，进而调整从所述进水开口到所述出水开口的流体的流动速率。

17.根据权利要求14所述的阀芯，其中所述阀杆可操作地耦合到所述阀外壳，使得对所述阀杆的操纵仅控制所述第一流体流部件的所述旋转，所述第一流体流部件被限于围绕所述纵轴相对于所述第二流体流部件的滑动移动。

18.根据权利要求14所述的阀芯，其中所述盖相对于所述阀外壳的旋转调整移动所述限制止挡件的位置和所述第一流体流部件可用的旋转路径。

19.根据权利要求18所述的阀芯，其中所述外壳支撑提供对所述第一流体流部件可用的所述旋转路径的指示的多个标记。

20.根据权利要求14所述的阀芯，其进一步包括支撑所述第二流体流部件的底座，其中所述底座包含以可伸缩方式接纳于所述第二流体流部件的所述进水开口内的第一管状部件，以及以可伸缩方式接纳于所述第二流体流部件的所述出水开口内的第二管状部件。

21.根据权利要求14所述的阀芯，其进一步包括形成于所述第一流体流部件的所述第一密封表面和所述第二流体流部件的第二密封表面中的至少一者内的至少一个清洁通道，所述至少一个清洁通道经配置以从所述第一流体流部件与所述第二流体流部件之间收集碎屑。

22.根据权利要求14所述的阀芯，其进一步包括支撑所述第二流体流部件的底座，以及垫圈，所述垫圈定位于所述底座与所述第二流体流部件之间，以提供所述第二流体流部件与所述底座之间的密封，并提供用于维持所述第一密封表面与所述第二密封表面之间的密封啮合的轴向负载。

23.一种用于龙头的阀芯，其包括：

阀外壳；

流体流控制部件，其支撑于所述阀外壳内且经配置以控制从进水开口到出水开口的流体流；

阀杆，其可操作地耦合到所述流体流控制部件；

温度限制止挡件，其可操作地耦合到所述阀外壳以用于受限的旋转调整；

指示器，其经支撑以用于与所述温度限制止挡件一起移动；

啮合部件，其经支撑以用于与所述阀杆一起旋转，且经配置以选择性地啮合所述限制止挡件以限制所述阀杆和所述流体流控制部件的移动；

其中所述限制止挡件相对于所述阀外壳向第一位置的旋转调整提供到所述流体流控制部件的第一旋转路径，且所述限制止挡件相对于所述阀外壳向第二位置的旋转调整提供到所述流体流控制部件的第二旋转路径，所述第一旋转路径与旋钮式布置相关联，使得所述流体流控制部件在逆时针方向上的移动提供所述进水口与所述出水口之间的连通，且所述第二旋转路径与杆式布置相关联，使得所述流体流控制部件在顺时针方向上的移动提供所述进水口与所述出水口之间的连通；以及

所述指示器可与所述温度限制止挡件一起移动，以指示与所述旋钮式布置相关联的所述第一旋转路径和与所述杆式布置相关联的所述第二旋转路径中的一者。

24.根据权利要求23所述的阀芯，其进一步包括支撑于所述外壳上的第一标记，所述指示器可与所述第一标记对准以指示与所述旋钮式布置相关联的所述第一旋转路径和与所述杆式布置相关联的所述第二旋转路径中的一者。

25.根据权利要求24所述的阀芯，其进一步包括支撑于所述外壳上的第二标记，所述指示器可与所述第一标记对准以指示与所述旋钮式布置相关联的所述第一旋转路径，且所述指示器可与所述第二标记对准以指示与所述杆式布置相关联的所述第二旋转路径。

26.根据权利要求25所述的阀芯，其进一步包括：

第三标记，其支撑于所述外壳上且与所述外壳的热水定向相关联；以及

第四标记，其支撑于所述外壳上且与所述外壳的冷水定向相关联。

27.根据权利要求23所述的阀芯，其中所述流体流控制部件包含：

第一流体流部件，其接纳于所述阀外壳内，所述第一流体流部件包含经配置以围绕纵轴旋转的第一密封表面；以及

第二流体流部件，其接纳于所述阀外壳内且移动受到限制，所述第二流体流部件包含第二密封表面，所述第一密封表面密封地啮合所述第二密封表面。

28.根据权利要求27所述的阀芯，其中：

所述第一流体流部件包含与所述第一密封表面相对的外表面，以及从所述第一密封表面向内延伸且与所述外表面分离的盲连接凹口；

所述第二流体流部件包含与所述第二密封表面相对的外表面、延伸到所述外表面和所述第二密封表面中的所述进水开口、延伸到所述外表面和所述第二密封表面中的所述出水开口，以及定位于所述进水开口与所述出水开口之间的密封桥；以及

所述第一流体流部件围绕纵轴的旋转改变所述连接凹口相对于所述进水开口和所述出水开口的位置，进而调整从所述进水开口到所述出水开口的流体的流动速率。

29.根据权利要求27所述的阀芯，其进一步包括形成于所述第一和第二密封表面中的至少一者内的至少一个清洁通道，所述至少一个清洁通道经配置以从所述第一流体流部件与所述第二流体流部件之间收集碎屑。

30.一种用于龙头的阀芯，其包括：

阀外壳，其界定纵轴；

第一流体流部件，其接纳于所述阀外壳内，所述第一流体流部件包含经配置以围绕所述纵轴旋转的第一密封表面；

第二流体流部件，其接纳于所述阀外壳内且移动受到限制，所述第二流体流部件包含第二密封表面，所述第一密封表面密封地啮合所述第二密封表面，所述第二流体流部件进一步包含延伸到所述第二密封表面中的第一开口和延伸到所述第二密封表面中的第二开口；

阀杆，其沿着所述纵轴延伸，且可操作地耦合到所述第一流体流部件以用于围绕所述纵轴旋转所述第一流体流部件；

底座，其支撑所述第二流体流部件，所述底座包含以可伸缩方式接纳于所述第二流体流部件的所述第一开口内的第一管状部件，以及以可伸缩方式接纳于所述第二流体流部件的所述第二开口内的第二管状部件；以及

垫圈，其定位于所述底座与所述第二流体流部件之间，以提供所述第二流体流部件与所述底座之间的密封，并提供用于维持所述第一密封表面与所述第二密封表面之间的密封啮合的力。

31.根据权利要求30所述的阀芯，其进一步包括形成于所述第一流体流部件的所述第一密封表面和所述第二流体流部件的所述第二密封表面中的至少一者内的至少一个清洁通道，所述至少一个清洁通道经配置以从所述第一流体流部件与所述第二流体流部件之间收集碎屑。

32.根据权利要求30所述的阀芯，其进一步包括包含温度限制止挡件的盖，以及啮合部件，所述啮合部件由所述阀杆支撑，且经配置以选择性地啮合所述限制止挡件以限制所述阀杆和所述第一流体流部件的旋转，所述盖可操作地耦合到所述阀杆以用于相对于所述阀外壳的受限的轴向和旋转调整。

33.根据权利要求32所述的阀芯，其中所述盖相对于所述阀外壳的旋转调整移动所述限制止挡件的位置和所述第一流体流部件可用的旋转路径，且所述外壳支撑提供对所述第一流体流部件可用的所述旋转路径的指示的多个标记。

34.根据权利要求30所述的阀芯，其中：

所述垫圈包含壁，所述壁具有上部部分、下部部分和连接所述上部部分和所述下部部分的中心部分；以及

所述中心部分具有小于所述上部部分和所述下部部分的宽度，以减小所述第一和第二流体流部件上的力。

35.根据权利要求34所述的阀芯，其中所述垫圈经配置以在所述中心部分处变形，以防止所述垫圈响应于所述第二流体流部件上的所述力而弯折。

36.一种用于龙头的阀芯，其包括：

阀外壳；

流体流控制部件，其支撑于所述阀外壳内；

阀杆，其可操作地耦合到所述流体流控制部件；以及

盖，其由所述阀外壳支撑，所述盖包含接纳所述阀杆的镗孔、朝向所述镗孔向内延伸以用于接触所述阀杆的多个肋状物，以及朝向所述镗孔向内偏置以用于朝向所述肋状物预加载所述阀杆的至少一个指形物。

37.根据权利要求36所述的阀芯，其中所述盖包含支撑所述肋状物的温度限制止挡件。

38.根据权利要求37所述的阀芯，其中所述盖经支撑以用于相对于所述阀外壳的旋转调整。

39.根据权利要求37所述的阀芯，其进一步包括啮合部件，所述啮合部件经支撑以用于与所述阀杆一起旋转，且经配置以选择性地啮合所述限制止挡件以限制所述阀杆和所述流体流控制部件的旋转。

40.根据权利要求39所述的阀芯，其中所述盖相对于所述阀外壳的旋转调整移动所述限制止挡件的位置和所述流体流控制部件可用的旋转路径。

41.根据权利要求36所述的阀芯，其中所述盖可操作地耦合到所述阀杆以用于相对于所述阀杆和所述阀外壳的受限的轴向和旋转调整。

42.根据权利要求36所述的阀芯，其中所述流体流控制部件包含：

第一流体流部件，其接纳于所述阀外壳内，所述第一流体流部件包含经配置以围绕纵轴旋转的第一密封表面；以及

第二流体流部件，其接纳于所述阀外壳内且移动受到限制，所述第二流体流部件包含第二密封表面，所述第一密封表面密封地啮合所述第二密封表面。

Images