CN103354881B - 具有一体式分流器的恒温混合阀 - Google Patents

具有一体式分流器的恒温混合阀 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有一体式分流器的恒温混合阀，其具有用于控制杆的第一联接件，用于通过装在基部和圆筒体（11）内的阀组（5，6，8）来进行流速调节和分流，还具有用于球形柄的第二联接件，用于通过恒温装置来进行温度调节，所述阀包括传动部件（30），用于传动流速调节和分流控制，其直接将所述控制杆连接至所述阀组，所述传动部件（30）穿过圆筒体（11）而没有移动它，圆筒体（11）被封闭在固定于基部的外壳（28）内，并实现与基部的不透水密封。

Description

具有一体式分流器的恒温混合阀
技术领域
本发明涉及一种用于在卫生设施（洗手盆、淋浴器、浴缸等）中混合热水和冷水的阀，尤其涉及一种筒式混合阀，其设有适合于将水流朝着两个或者多个不同出口引导的分流器。
背景技术
已知的是，传统的单控混合龙头包括龙头主体，具有可拆卸地插入其中的筒式混合阀（以下简称为阀）和用于在筒体内控制阀组的控制杆，它是由一对调节热水和冷水水流的陶瓷盘组成的。水的调节，包括水流速度和温度的调节，是通过在下方的固定盘上分别平移和旋转可动盘来实现的。按照这种方式，在所述盘上形成的热水和冷水通道的端口的开口程度发生变化，因此热水和冷水传动至龙头口之前的混合比例发生了变化。
为了保持所传送的水的恒定温度，不论是在两个龙头开口之间还是通过一个开口，都可以在传统的龙头中采用恒温装置。这种装置在阀组的下游工作，利用热敏球状零件，其导致能改变混合腔室内的所述端口的开口的滑块移动，来通过各自的端口控制热水和冷水流入到混合腔室。
这些已知的恒温阀也用在淋浴器和浴缸中，其中混合水可以通过分流器直接导向两个或者更多个不同的出口，分流器形成与阀相对独立的单元。单独分流器的存在明显增加了用于调节和分配水的水压器件的成本和体积，因此希望将这种分流器集成在恒温阀中。
在US2003/0101510A1中披露了这种设有一体式分流器的恒温阀的一个示例，但是其中所示的解决方案仍然具有各种缺陷。事实上，这种已知的阀是由容纳传统恒温阀的圆筒体构成，在其侧面设有两个入口，用于流入热水和冷水，还有三个垫圈座，用于与安装阀的外壳实现不透水的密封。
利用连接至恒温装置的顶部球形柄通过内部的杆来调节温度，如传统的恒温阀一样。混合水的流速调节以及水流朝着一个或者多个不同出口的分流是通过固定在外壳的基底中的设置在圆筒体下的阀组来实现的，其包括具有一个开口的可动上盘和具有两个开口的固定下盘。
流速控制以及分流控制是通过利用位于温度控制球形柄之下的杆来实现的，所述杆通过螺丝拧紧在圆筒体上的套筒来向阀组传送指令，所述圆筒体与位于阀组顶部的可动盘相接合。
通过这种方式，在阀出口处，也就是用于调节温度的混合腔室的下游处进行流速调节和分流控制，这与没有分流器的传统恒温阀是不同的，后者是在阀入口处进行流速调节。
上述阀第一个最重要的缺点是，因为圆筒体必须在其外壳内旋转来传送流速调节和分流控制，因此在其外表面上的三个垫圈必须实现动态水密封，这会导致它们快速磨损并降低了阀的可靠性。
另外，构成从杆至上盘的指令传动链的套筒和圆筒体在这种情况下被顶部环形螺母锁定，所述螺母将它们牢固地压在阀组的基部上以抵抗流入的水的压力，因为整个阀始终处于压力之下，在阀出口处发生停止流动的情况。结果，流速控制杆可以变得非常“硬”，不好旋转，因为有在与其连接的部件上施加的高压。
另一个明显的缺点是，因为在圆筒体和安装有恒温阀的淋浴器/浴缸的外壳之间是不透水密封的，因此在这种情况下后者可以仅用于淋浴器/浴缸。换句话说，由于在阀和其外壳之间的形状约束，不可能有“通用”的阀，用于任何具有足够大能容纳该阀的任何淋浴器/浴缸，因为必须要适应外壳的形状，或者在更糟糕的情况下，要适应阀的圆筒体的形状，从而实现所需的形状匹配。
再一个缺点是，圆筒体的旋转也意味着固定于其顶部的流速和温度控制相对于固定外壳的旋转。结果，用户可能会因为温度控制器的位置也随着流速调整而发生变化，尽管温度调节器没有发生变化。
具有一体式分流器的恒温阀的另一个示例如EP1486623A1所示，但是其中所披露的解决方案也有各种缺点。事实上，这种已知的阀基本上由传统的筒式恒温阀构成，其中流速调节发生在阀入口，它也设有单独的杆，用于通过构成阀组的特定的可动第三盘来分流。
这意味着存在几个额外部件，导致阀体积更大、更昂贵和更不可靠。另外，作为从分流杆向可动的第三盘的指令传动链的套筒必须克服强大的摩擦力，因为它被顶部盖锁定在筒体中，所述顶部盖将其朝着筒基部牢固地压着，从而抵抗流入水的压力。另外，在这个解决方案中，流速调节意味着整个恒温阀的旋转，这样即使是在没有温度调节的情况下也会承受应力。
具有一体式分流器的恒温阀的另一个示例如DE10133036A1所示，但是其中所披露的解决方案也有各种缺点。这种已知的阀基本上也是由传统的筒式恒温阀构成，其中流速调节发生在阀入口，它也设有单个控制件，用于分流和混合水的温度调节。
尽管不用给阀组增加单独杆或者第三盘来实现双重功能，但是该阀需要有复杂的指令传动系统，带有齿轮传动链，包括双小齿轮轴，这意味着存在几个额外的部件，导致阀体积更大，更昂贵和更不可靠。另外，其使用是不方便的，因为朝着各出口的分流只能是顺序发生，由此用户为了将水例如导向第二（或者第三）出口，必须提前使其通过第一（或者第一和第二）出口分流。
发明内容
因此本发明的目的是提供具有一体式分流器的恒温混合阀，能够克服上述缺陷。
这个目的是通过如下的阀来实现的，其中流速调节和流体分流控制是通过直接与由用户移动至阀组的杆相连接的部件来实现的，所述部件穿过圆筒体而不用移动它，圆筒体还被封闭了基本所有的阀部件的外壳所封闭。
该阀第一个最重要的优点是避免了在移动流速调节杆的时候旋转圆筒体，由此在圆筒体外侧上没有必须实现动态水密封的垫圈，也不会快速磨损。另外，通过这种方式，流速控制始终保持为“软”的状态，容易移动，因为它直接作用在阀组上，不用拖拽着被锁定环形螺母压着的其他部件，因此不用克服强大的摩擦力。另外，流速和温度控制可以完全彼此独立，由此流速调节不会导致温度控制的移动。
该阀的第二个明显的优点是，通过简单形状的几个部件，实现了混合水的分流控制和流速调节的双重功能，这会使得体积更小，成本更低，可靠性更高。
附图说明
本领域技术人员在参考如下附图了解本发明实施方案的详细说明之后，可以清楚了解本发明的阀的这些和其他优点及特征。
图1a-1b是构成上述阀的部件的分解侧视图，其中一些部件部分剖开，一些被剖开；
图2是示意的剖开侧视图，显示了图1a和图1b在组装状态下的部件；
图3是部分剖开的示意侧视图，沿着与图2的剖开平面基本垂直的平面剖开，显示了在流速控制和阀组之间的直接连接的细节；
图4a-4c是部分剖开图和顶部平面视图，显示了集成在阀内的分流器的操作。
具体实施方式
参考图1-3，可以看到本发明的阀包括阀组，以后会详细描述，该阀组部分容纳在基部3内并且部分容纳在圆筒体11内，它被通过从外壳28向下延伸的至少一对突片部28a与基部3固定的外壳28所封闭，所述突片部28a具有开口28b，该开口接合基部3的外侧面上所形成的对应锁定齿。通过这种方式，根据本发明第一新颖方面，圆筒体11被外壳28所封闭，并实现了与基部3的不透水密封。
在基部3中形成两个最外侧开口E1和E2，用于分别流入热水和冷水，两个最内侧开口MIX1和MIX2，用于朝着两个不同的用户例如向淋浴头或者手持淋浴器流出混合的水。在基部3的底侧上，形成用于容纳实现不透水密封的垫圈的座，用于安装在淋浴器/浴缸壳体中，也就是用于MIX1和MIX2出口的一对O形环1，用于E1和E2入口的一对O形环2。
在基部3和圆筒体11之间实现不透水密封的类似O形环4设置在基部3的顶侧上形成的座中，这里也形成中央座，用于接收阀组的固定下盘5。所述固定下盘5在基部3的出口MIX1和MIX2处具有两个开口，通过具有单个开口的可动上盘6来进行朝着两个出口中的任何一个或者阀的整个闭合的分流。以下将会更详细的说明。
两个盘5和6是由陶瓷材料制成的，与它们接触的其他部件是由更软的材料制成的，例如通常是塑料或者黄铜，由此可动盘6的旋转会导致更软材料的磨损问题。为了防止这个磨损问题，可动盘6优选不会因为流速控制而直接移动，但是它被接收到拉动部件8中，相对于拉动部件8，它被与在拉动部件8的底部中形成的对应座8a接合的周边齿6a限制旋转。
容纳在各自座8b内的O形环7实现了在可动盘6和拉动部件8之间的密封，该拉动部件也设有周边突起8c，它被流速指令传动部件30通过设置在其底端并具有对应凹槽30b的竖直杆30a所接合，以下将会进行详细说明。
拉动部件8容纳在圆筒体11内，两者之间设有耐摩擦环9和O形环10，圆筒体11最后安装在外壳28中，如上所述。在圆筒体11的顶部上顺序地设置第一附加体20（包括热水腔室和冷水供应通道），以及第二附加体22（包括冷水腔室）。在圆筒体11的顶侧上和第一附加体20的顶侧上，垫圈12和21分别设置在适当位置处形成的对应座中，从而在两个主体11和20之间以及在第一附加体20和第二附加体22之间相对于通过开口E1和E2进入的热水和冷水实现静态不透水的密封。
附图标记13-27所显示的其他部件构成传统的恒温装置，以下将简要说明。
恒温部件16从上面通过盘状带孔的滑板14插入，相关的外部O形环15容纳在座14a中，整个是一起插入的，下弹簧13插入到主体11、20和22中，从而在恒温部件16底端处的球部延伸到拉动部件8中。小的滑动支架18安装在恒温部件16的顶部上，并且O形环17容纳在座16a中，并引入到第二附加体22的顶部开口中，并且外部O形环19容纳在座18a中。
通过这种方式，第二附加体22也作为恒温部件16的竖直方向移动的引导件，并作为圆筒体11的插头，与上述部件12和17-21合作，从而阀的顶部不会受到水压。
通过所谓的“柱螺栓”23来进行温度调节，该柱螺栓容纳有弹簧25，弹簧通过柱螺栓的内部底轮缘23a推在柱螺栓23内保持的帽24上。帽24容纳恒温部件16的顶端并限制其移动，帽24的位置由柱螺栓23限制，柱螺栓设有外部螺纹，用于与帽状体26的对应内部螺纹相接合，在帽状体26的顶部设有窝槽，用于安装温度控制球形柄（未显示）。
该帽状体26容纳在外壳28中，并且外部O形环27容纳在座26a中，从而所述温度控制窝槽在阀的顶部处伸出。容纳在形成于帽状体26的伸出部分中的座26b中的卡圈29提供在外壳28上的可旋转锁定，它也带有温度刻度的参照环（未显示）。
如上所述，本发明阀的另一个新颖之处是通过竖直杆30a直接与阀组特别是拉动部件8接合的流速指令传动部件30，它穿过圆筒体11和附加体20及22而没有移动它们。为此，所述部件30是在外壳28上从外部装配的，外壳28具有用于穿过杆30a的槽28c，并通过容纳在座28d中的卡圈31可旋转锁定在其上。用于流速调节和分流控制的杆（未显示）安装在部件30上的带槽的表面处。
应当指出，一旦部件4-27通过外壳28的底部导入到外壳28中，基部3在外壳28上的锁定就实现了阀的完全密封，这导致水密封，而与从哪里装入壳体无关。
因此牢固地将阀压在其壳体的基部上以抵抗流入水的压力的顶部环螺母（未显示），可以邻接在外壳28的顶部边缘上而这不会提高在阀内的摩擦力。事实上，为了旋转可动盘6，部件30必须克服其自身旋转在外壳28上的摩擦力，拉动部件8在圆筒体11内的摩擦力，以及可动盘6在固定盘5上的摩擦力，这些都是非常小的摩擦力。
参考图4a-4c，可以容易理解集成在本发明阀内的分流器的简单有效的操作。
在图4a的位置，部件30旋转，从而使得杆30a向左，因此通过突起8c旋转拉动部件8，从而使得可动盘6的开口完全与MIX1出口对齐。因此在图4a所示的位置，被引导朝向MIX1出口的流速是最大的，但是很清楚的是沿着所述方向的较小旋转允许流速的对应调整。
在图4b的中间位置，部件30旋转，从而使得杆30a向着中央，因此旋转拉动部件8，从而使得可动盘6的开口位于两个出口MIX1和MIX2之间，没有与它们有任何重叠。因此向外流的水流完全被阻挡，阀被关闭。
最后，在图4c的位置是与图4a的位置对称的，因此对应于引导至MIX2出口的最大水流。
很清楚，以上描述和显示的本发明阀的实施方案仅是可以做出各种改进的示例。尤其是，在部件30和阀组间的连接部件的确切形状可以根据需要做出改变，例如如果圆筒体11的底座是由防水材料制成的，因此可以省略拉动部件8，则可以设置超过一个的杆30a，和/或后者与可动盘6的连接。

Claims (9)

1.一种具有一体式分流器的恒温混合阀，所述恒温混合阀设有用于控制杆的第一联接件，所述控制杆用于通过部分装在基部(3)内并且部分装在圆筒体(11)内的阀组来进行流速调节和分流，所述恒温混合阀还具有用于球形柄的第二联接件，所述球形柄用于通过部分装在所述圆筒体(11)内的恒温设备来进行温度调节，所述阀组相对于水流过所述恒温混合阀的流动方向位于所述恒温设备的下游，其特征在于，所述恒温混合阀包括用于流速调节和分流控制的传动的传动部件(30)，所述传动部件用于直接将所述控制杆连接至所述阀组，所述传动部件(30)穿过所述圆筒体(11)而没有移动所述圆筒体。
2.如权利要求1所述的恒温混合阀，其特征在于，所述圆筒体(11)封闭在固定于所述基部(3)的外壳(28)内并实现与所述基部(3)的不透水密封。
3.如权利要求2所述的恒温混合阀，其特征在于，所述外壳(28)通过从所述外壳(28)向下延伸并设有开口(28b)的至少一对突片部(28a)固定于所述基部(3)，所述开口与基部(3)的周边侧上形成的对应锁定齿接合。
4.如权利要求1所述的恒温混合阀，其特征在于，所述阀组包括固定下盘(5)和可动上盘(6)，这二者都是由陶瓷材料制成的，所述可动上盘容纳在拉动部件(8)内并且相对于所述拉动部件受到限制而不能旋转，用于流速调整和分流控制的传动的所述传动部件(30)连接至所述拉动部件(8)。
5.如权利要求4所述的恒温混合阀，其特征在于，所述传动部件(30)包括竖直杆(30a)，所述竖直杆的底端设有凹槽(30b)，用于接合所述拉动部件(8)的相应突起(8c)。
6.如权利要求5所述的恒温混合阀，其特征在于，所述圆筒体(11)封闭在固定于所述基部(3)的外壳(28)内并实现与所述基部(3)的不透水密封，并且所述传动部件(30)装配在所述外壳(28)的外侧，所述外壳具有用于所述竖直杆(30a)通过的槽(28c)，所述传动部件(30)通过容纳在所述外壳(28)的外表面上形成的座(28d)中的卡圈(31)不能旋转地锁定在所述外壳(28)上。
7.如权利要求1-5中任一项所述的恒温混合阀，其特征在于，在所述圆筒体(11)的顶部上顺序地设置第一附加体(20)和第二附加体(22)，所述第一附加体(20)包括热水腔室和冷水的供应通道，所述第二附加体(22)包括冷水腔室，垫圈(12，21)分别容纳于在所述圆筒体(11)的顶侧和所述第一附加体(20)的顶侧上形成于适当位置处的相应座中，以便在所述圆筒体(11)和所述第一附加体(20)之间以及在所述第一附加体(20)和第二附加体(22)之间实现静态不透水的密封。
8.如权利要求6所述的恒温混合阀，其特征在于，在所述圆筒体(11)的顶部上顺序地设置第一附加体(20)和第二附加体(22)，所述第一附加体(20)包括热水腔室和冷水的供应通道，所述第二附加体(22)包括冷水腔室，垫圈(12，21)分别容纳于在所述圆筒体(11)的顶侧和所述第一附加体(20)的顶侧上形成于适当位置处的相应座中，以便在所述圆筒体(11)和所述第一附加体(20)之间以及在所述第一附加体(20)和第二附加体(22)之间实现静态不透水的密封。
9.如权利要求2或3所述的恒温混合阀，其特征在于，所述阀组包括固定下盘(5)和可动上盘(6)，这二者都是由陶瓷材料制成的，所述可动上盘容纳在拉动部件(8)内并且相对于所述拉动部件受到限制而不能旋转，用于流速调整和分流控制的传动的所述传动部件(30)连接至所述拉动部件(8)。
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