CN103742675A - 一种阀芯和水路控制阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阀芯和水路控制阀，阀芯包括阀壳、控制杆、水压控制件、水路控制密封件和毛细孔形成构件；水压控制件形成具有第一开口和第二开口的水压腔，阀壳侧面设有副出水孔、主出水孔，其中一端为进水端；水压控制件和水路控制密封件分别套装于阀壳内，水路控制密封件具有变形部，直接或间接与阀壳的主出水孔密封配合；毛细孔形成构件套装于水路控制密封件，并形成有用于沟通水压腔与阀壳进水端的毛细孔；水压腔的第一开口与阀壳的副出水孔相连通；控制杆活动套装于水压控制件，控制杆具有密封部，通过随控制杆轴向运动开启或封堵第一开口。水路控制阀包括阀本体和上述阀芯。本发明具有操作力度小、操作行程短等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种阀芯，特别是涉及一种操作省力、操作行程短的阀芯和水路控制阀。
背景技术
现有技术的阀芯按其操作方式主要可分为三类：转动式阀芯、提拉式阀芯和按压式阀芯，其中，提拉式阀芯和按压式阀芯大同小异，均是采用可轴向移动的控制杆来实现水路的开启或关闭，具体是在控制杆上设置封堵结构，通过轴向移动，使该封堵结构封堵或离开阀壳的进水孔，从而达到开关水的目的。然而，无论是提拉式阀芯，还是按压式阀芯，均存在如下不足之处：控制杆的封堵结构直接封堵阀壳的进水口，导致其受到的水压力很大，人手操作控制杆时，需要用较大的力气；当其采用弹性件供控制杆自行复位时，该弹性件也需要克服水压力作用，导致弹性件容易出现使用疲劳，影响使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种阀芯和水路控制阀，其具有操作力度小、操作行程短等特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阀芯，包括具有两端通透结构的阀壳、控制杆、水压控制件、水路控制密封件和毛细孔形成构件；水压控制件形成具有第一开口和第二开口的水压腔，阀壳侧面设有副出水孔、主出水孔，其中一端为进水端；水压控制件和水路控制密封件分别套装于阀壳内，且水路控制密封件对水压控制件的第二开口周圈形成密封，水路控制密封件具有受水压力差作用可发生弹性形变以沟通阀壳的进水端与主出水孔的变形部，该变形部直接或间接与阀壳的主出水孔密封配合；毛细孔形成构件套装于水路控制密封件，并形成有用于沟通水压腔与阀壳进水端的毛细孔；水压腔的第一开口与阀壳的副出水孔相连通；控制杆活动套装于水压控制件，该控制杆形成有密封部，通过随控制杆轴向运动开启或封堵水压腔的第一开口；控制杆的一端密封伸出阀壳的另一端外，构成操作部。
进一步的，还包括一具有两端通透结构的阀座，该阀座套装于所述阀壳内，对所述水路控制密封件形成限位，该阀座侧壁还设有与所述阀壳的主出水孔相连通的第一过水孔，所述水路控制密封件的变形部与阀座的侧壁相接触配合，以开启或关闭阀座的第一过水孔。
进一步的，所述毛细孔形成构件具有第一通孔，所述控制杆的另一端活动穿套于该第一通孔，且所述控制杆的杆壁与该第一通孔的孔壁之间的间隙构成所述毛细孔。
进一步的，所述水压腔的最小横截面面积大于所述阀壳的进水端的横截面面积。
进一步的，所述控制杆还安装有供其复位的弹性件，该弹性件为一弹性垫，该弹性垫套设于所述控制杆的一端，且其外端缘顶抵于所述阀壳的另一端。
进一步的，所述水压腔的第一开口处套装有一密封垫圈，所述控制杆的密封部位于所述控制杆的中段，所述控制杆通过轴向运动使其密封部与密封垫圈相分离或相接触以开启或封堵所述水压腔的第一开口。
进一步的，所述控制杆的密封部位于所述密封垫圈内侧，所述控制杆配合于所述阀壳外的一端构成按压操作部。
进一步的，所述控制杆的密封部位于所述密封垫圈外侧，所述控制杆配合于所述阀壳外的一端构成提拉操作部。
进一步的，还包括一固定垫，该固定垫安装于所述阀壳内，对所述密封垫圈的外侧形成限位；该固定垫还设有供所述控制杆的一端活动穿过的第二通孔，该固定垫的侧面设有与其第二通孔及所述阀壳的副出水孔相连通的第二过水孔。
一种水路控制阀，包括阀本体和上述任一项所述的阀芯；阀本体设有进水口、出水口和操作口，所述阀芯安装于阀本体内，且其阀壳的进水端与阀本体的进水口相密封接通，其阀壳的主出水孔及副出水孔与阀本体的出水口相密封接通，其控制杆的操作部配合于阀本体的操作口处。
本发明的一种阀芯，当操作控制杆，使其密封部与密封垫圈相分离而开启水压腔的第一开口时，阀壳的副出水孔也相应开启。由于水压腔的进水通道为毛细孔，进水会在毛细孔处形成局部的压力损失，使得水压腔与阀壳的进水端之间会形成一个水压力差，且当该水压力差比水路控制密封件的变形部的预紧压缩力大时，水路控制密封件的变形部将沿水压力差的方向发生形变，使阀壳的主出水孔打开，从而使阀芯处于出水状态。当控制杆轴向运动，使其密封部与密封垫圈相接触而封堵水压腔的第一开口时，阀壳的副出水孔也相应关闭。由于水压腔的进水通道毛细孔始终处于通水状态，即水压腔与阀壳的进水端之间的水压相互平衡，因而水路控制密封件的变形部将在自身预紧压缩力的作用下复位，从而关闭阀壳的主出水孔，使阀芯处于关水状态。
本发明的有益效果是：
1、其水压控制件、水路控制密封件和毛细孔形成构件的设计，配合阀壳侧面设置的副出水孔、主出水孔，以及控制杆密封部的设计，使得本发明的阀芯当需要出水时，只需轻轻操控控制杆，开启阀壳的副出水孔，再利用毛细孔和水压力差开启阀壳的主出水孔，因而本发明与现有技术相比，其控制杆受到的水压力更小，从而使其操作力度小，操作行程短，更方便用户使用；
2、由于其进一步使毛细孔形成构件具有第一通孔，使控制杆的另一端活动穿套于该第一通孔，且控制杆的杆壁与该第一通孔的孔壁之间的间隙构成毛细孔，使得本发明还可以利用控制杆的往复移动自动清理毛细孔形成构件的第一通孔，防止毛细孔发生堵塞；
3、由于其进一步使水压腔的最小横截面面积大于阀壳的进水端的横截面面积，使得本发明还可以利用面积差形成的水压力差促使水路控制密封件实现自密封功能；
4、由于其进一步还使控制杆安装有供其复位的弹性件，使得当用户停止操作控制杆时，控制杆可以自行复位，从而使阀芯自行关水。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种阀芯和水路控制阀不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的阀芯的立体构造示意图；
图2是本发明的阀芯的分解示意图；
图3是本发明的阀芯的剖面示意图一(阀芯不出水)；
图4是本发明的阀芯的剖面示意图二（阀芯出水）；
图5是本发明的水路控制阀的剖面示意图。
具体实施方式
实施例，请参见图1-图4所示，本发明的一种阀芯，包括具有两端通透结构的阀壳1、控制杆2、水压控制件3、水路控制密封件6和毛细孔形成构件5；水压控制件3形成具有第一开口31和第二开口32的水压腔33，阀壳1侧面设有副出水孔12、主出水孔11，其中一端为进水端13；水压控制件3和水路控制密封件6分别套装于阀壳1内，且水路控制密封件6对水压控制件3的第二开口32周圈形成密封，水路控制密封件6具有受水压力差作用可发生弹性形变以沟通阀壳1的进水端13与主出水孔11的变形部61，该变形部61直接或间接与阀壳1的主出水孔11密封配合；毛细孔形成构件5套装于水路控制密封件6，并形成有用于沟通水压腔33与阀壳1进水端13的毛细孔；水压腔33的第一开口31与阀壳1的副出水孔12相连通；控制杆2活动套装于水压控制件3，该控制杆2形成有密封部21（该密封部21可以是控制杆2本身固有的一部分，也可以是套设于控制杆上并用起密封作用的密封部件），通过随控制杆2轴向运动开启或封堵水压腔33的第一开口31；控制杆2的一端密封伸出阀壳1的另一端外（具体是采用密封圈22进行密封），构成操作部。
作为一种优选，本发明采用一具有两端通透结构的阀座7使水路控制密封件6的变形部61与阀壳1的主出水孔11间接配合，具体是使阀座7套装于阀壳1的进水端13所在的一侧内，用于对水路控制密封件6形成限位的，此外，该阀座7侧壁还设有与阀壳1的主出水孔11相连通的第一过水孔（图中未体现），上述水路控制密封件6的变形部61与阀座7的侧壁相接触配合，以开启或关闭阀座7的第一过水孔。
作为一种优选，毛细孔形成构件5具有第一通孔51，控制杆2的另一端活动穿套于该第一通孔51，且控制杆2的杆壁与该第一通孔51的孔壁之间的间隙（该间隙的大小优选为0.05～0.3mm）构成毛细孔。这里，毛细孔形成构件5的第一通孔51及其与控制杆2另一端的配合设计，可以利用控制杆2另一端的往复运动，自动清理第一通孔51内的杂质，从而防止毛细孔发生堵塞。
作为一种优选，上述水压控制件的水压腔33的最小横截面面积大于阀壳1的进水端13的横截面面积。
作为一种优选，上述控制杆2还安装有供其复位的弹性件，具体该弹性件为一呈碗状结构的弹性垫10，该弹性垫10套设于控制杆2的一端的端部，且其外端缘顶抵于阀壳1的另一端。除此，弹性件也可采用弹簧来实现。当上述控制杆2未安装有弹性件时，控制杆2的复位动作可由人为操控来实现。
作为一种优选，上述水压腔33的第一开口31处套装有一密封垫圈4，具体是在水压腔的第一开口31处设置一环形台阶，使密封垫圈4套设于该环形台阶上。控制杆2的密封部21位于控制杆2的中段，并配合于密封垫圈4的内侧（这里，密封垫圈4的内侧指水压腔33所在的一侧，相应的，密封垫圈4的外侧指阀壳1另一端所在的一侧）；控制杆2配合于阀壳1外的一端构成按压操作部；控制杆2通过轴向运动使其密封部21与密封垫圈4相分离或相接触以开启或封堵水压腔33的第一开口31。这里，控制杆2的密封部21也可以位于密封垫圈4外侧，对应的，控制杆2配合于阀壳1外的一端构成提拉操作部，即，通过提拉控制杆2即可使控制杆2的密封部21与密封垫圈4相分离。
作为一种优选，本发明还包括一固定垫9，该固定垫9安装于阀壳1内，对密封垫圈4的外侧形成限位，避免密封垫圈4跟随控制杆2发生位移；该固定垫9还设有供控制杆2的一端活动穿过的第二通孔91，该固定垫9的侧面设有与其第二通孔91及阀壳1的副出水孔12相连通的第二过水孔92。
本发明的一种阀芯，其初始状态如图3所示，控制杆2的密封部21与密封垫圈4紧密贴合，对水压腔33的第一开口31进行封堵，使阀壳1的副出水孔12处于关闭状态；此时，由于毛细孔形成构件5上的毛细孔始终处于通水状态，因而水压腔33的水压与阀壳1的进水端13的水压（水压即指水的压强）相互平衡，使水路控制密封件6的变形部61在自身预紧压缩力的作用下对阀座7的第一过水孔进行封堵，从而使阀壳1的主出水孔11处于关闭状态。因而，在初始状态下，本发明的阀芯处于关水状态。
当按压控制杆2，使其密封部21与密封垫圈4相分离而开启水压腔33的第一开口31时，阀壳1的副出水孔12也相应开启。由于水压腔33的进水通道为毛细孔，进水会在毛细孔处形成局部的压力损失，使得水压腔33与阀壳1的进水端13之间会形成一个水压力差，且当该水压力差比水路控制密封件6的变形部61的预紧压缩力大时，水路控制密封件6的变形部61将沿水压力差的方向发生形变，使阀座7的第一过水孔打开，从而使阀壳1的主出水孔11打开，阀芯处于出水状态，此时，阀壳1的副出水孔12所出的水与其主出水孔11所出的水构成总出水，如图4所示。
当放开控制杆2，使控制杆2在弹性垫10的回复力作用下反向运动时，控制杆2上的密封部21也跟着反向运动，且当密封部21与密封垫圈4相接触而封堵水压腔33的第一开口31时，阀壳1的副出水孔12也相应关闭。由于水压腔33的进水通道毛细孔始终处于通水状态，即水压腔33与阀壳1的进水端13之间的水压相互平衡，因而水路控制密封件6的变形部61将在自身预紧压缩力的作用下复位，从而关闭阀座7的第一过水孔，使阀壳1的主出水孔11不出水。如此，阀芯又回复到关水状态，如图3所示。
本发明的一种阀芯，当阀壳1的副出水孔12处于关闭状态，即水压腔33与阀壳1的进水端13之间的水压相互平衡时，由于水压控制件的水压腔33的最小横截面面积大于阀壳1的进水端13的横截面面积，使得水路控制密封件两端面之间会形成一个垂直于阀座7密封面的压力差，使水路控制密封件的变形部61还受该压力差作用而与阀座7紧密贴合，达到自密封作用。
本发明的一种水路控制阀，如图5所示，包括阀本体20和阀芯30。阀本体20设有进水口201、出水口202和操作口203，阀芯30即为本发明的一种阀芯，其安装于阀本体20内，且其阀壳1的进水端13与阀本体的进水口201相密封接通（具体是采用如图2所示的密封件8进行密封），其阀壳1的主出水孔11及副出水孔12与阀本体的出水口202相密封接通（具体是采用如图2所示的密封圈14配合密封件8进行密封），其控制杆2的操作部配合于阀本体的操作口203处。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种阀芯和水路控制阀，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种阀芯，包括具有两端通透结构的阀壳、控制杆，其特征在于：还包括水压控制件、水路控制密封件和毛细孔形成构件；水压控制件形成具有第一开口和第二开口的水压腔，阀壳侧面设有副出水孔、主出水孔，其中一端为进水端；水压控制件和水路控制密封件分别套装于阀壳内，且水路控制密封件对水压控制件的第二开口周圈形成密封，水路控制密封件具有受水压力差作用可发生弹性形变以沟通阀壳的进水端与主出水孔的变形部，该变形部直接或间接与阀壳的主出水孔密封配合；毛细孔形成构件套装于水路控制密封件，并形成有用于沟通水压腔与阀壳进水端的毛细孔；水压腔的第一开口与阀壳的副出水孔相连通；控制杆活动套装于水压控制件，该控制杆形成有密封部，通过随控制杆轴向运动开启或封堵水压腔的第一开口；控制杆的一端密封伸出阀壳的另一端外，构成操作部。
2.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于：还包括一具有两端通透结构的阀座，该阀座套装于所述阀壳内，对所述水路控制密封件形成限位，该阀座侧壁还设有与所述阀壳的主出水孔相连通的第一过水孔，所述水路控制密封件的变形部与阀座的侧壁相接触配合，以开启或关闭阀座的第一过水孔。
3.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于：所述毛细孔形成构件具有第一通孔，所述控制杆的另一端活动穿套于该第一通孔，且所述控制杆的杆壁与该第一通孔的孔壁之间的间隙构成所述毛细孔。
4.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于：所述水压腔的最小横截面面积大于所述阀壳的进水端的横截面面积。
5.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于：所述控制杆还安装有供其复位的弹性件，该弹性件为一弹性垫，该弹性垫套设于所述控制杆的一端，且其外端缘顶抵于所述阀壳的另一端。
6.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于：所述水压腔的第一开口处套装有一密封垫圈，所述控制杆的密封部位于所述控制杆的中段，所述控制杆通过轴向运动使其密封部与密封垫圈相分离或相接触以开启或封堵所述水压腔的第一开口。
7.根据权利要求6所述的阀芯，其特征在于：所述控制杆的密封部位于所述密封垫圈内侧，所述控制杆配合于所述阀壳外的一端构成按压操作部。
8.根据权利要求6所述的阀芯，其特征在于：所述控制杆的密封部位于所述密封垫圈外侧，所述控制杆配合于所述阀壳外的一端构成提拉操作部。
9.根据权利要求7所述的阀芯，其特征在于：还包括一固定垫，该固定垫安装于所述阀壳内，对所述密封垫圈的外侧形成限位；该固定垫还设有供所述控制杆的一端活动穿过的第二通孔，该固定垫的侧面设有与其第二通孔及所述阀壳的副出水孔相连通的第二过水孔。
10.一种水路控制阀，其特征在于：包括阀本体和如权利要求1-9中任一项所述的阀芯；阀本体设有进水口、出水口和操作口，所述阀芯安装于阀本体内，且其阀壳的进水端与阀本体的进水口相密封接通，其阀壳的主出水孔及副出水孔与阀本体的出水口相密封接通，其控制杆的操作部配合于阀本体的操作口处。
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