CN104105911A

CN104105911A - 龙头阀芯

Info

Publication number: CN104105911A
Application number: CN201280020516.1A
Authority: CN
Inventors: W·皮奇; 冼广溢
Original assignee: AS IP Holdco LLC
Current assignee: AS USA Limited
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2014-10-15
Also published as: KR20140047036A; TW201303191A; WO2012148888A2; MX2013012388A; BR112013027548A2; MX365354B; US20120273075A1; CA2834335A1; TWI579478B; CA2834335C; US10260642B2; WO2012148888A3; JP2014520234A; HK1202915A1

Abstract

本文描述了龙头的阀芯和龙头组件，其中阀芯可包括本体，该本体具有从入口开口至出口开口的纵向延伸通道，及至少一个从内表面横向穿过本体至外表面的侧开口。阀芯进一步包括主轴，主轴包括下端部分和上端部分，该下端部分构造成当下端部分位于本体通道内时与本体的内表面安装成可旋转关系，当主轴位于本体通道中时上端部分向外延伸超出本体的出口开口。设置可移动盘，该可移动盘具有上表面、弧形侧壁部分和朝内延伸的侧壁部分，上表面构造成与主轴的下端部分的底表面接触并交互，弧形侧壁部分构造成安装在本体的通道中与本体的内表面成可旋转的面对关系，该朝内延伸的侧壁部分界定出至少一个流体接收区域。该接收区域允许流体流出本体的侧开口。静止盘具有至少一个贯穿的开口，当静止盘的开口与可移动盘的流体接收区域对齐时，开口允许来自本体入口开口经过本体侧开口的流体通过。设置密封环来将静止盘和可移动盘稳定在本体的通道内并与本体配合。

Description

龙头阀芯

相关技术描述

阀芯在龙头手柄技术中为人熟知，无论是单手柄龙头或者是双手柄龙头，该单手柄龙头带有接受来自两个水源（热与冷）的水流的单个混合阀芯，该双手柄龙头各自带有用于限制通过其中一个龙头的热流或冷流量的阀芯以调节水温及排出龙头头部的流量。这样的阀芯通常有主壳体和旋转阀件来控制流动。轴或主轴延伸通过阀芯的中心，阀芯配置成与龙头手柄交互，从而当与主轴交互的龙头手柄根据龙头设计被转动或者移动时，阀芯转动或者以其他方式响应以允许水流调节。

中央主轴在工作中通常容易遭受力负载，包括当使用者按压手柄时的轴向负载或者当主轴在该装置中转动时的横向旋转方向负载及由于转动主轴的控制力和主轴摩擦其他部件的摩擦力而导致的其他部件反作用于主轴的负载。现有技术中的各种已知设计用以处理这个问题。见示例中，美国专利公开No.2008/0054210A1还包括一个部件，衬套，从而可以使用比传统金属部件更经济的材料。这种力和摩擦磨损可导致阀在龙头区域失效或泄漏。这个问题部分通过使用陶瓷密封件得到解决，然而，这些装置可能需要重新设计来适应陶瓷密封件。见例如美国专利6202695（使用补偿偏心流道）及美国再公告专利No.35545（使用专门的摩擦保护圈以保护插装阀密封件）。

在努力维持流率和安装部件的标准件的同时创造不同的设计兼顾这些效果和/或改善与龙头手柄的交互作用。

提供通过阀芯装置的充足或加强的流动的同时，现有技术仍需要减少龙头手柄阀芯的摩擦、磨损和失效。现有技术进一步需要适用于创造性日益增加的现代龙头和龙头手柄设计特征的合适的设计。

发明内容

本发明包括一种运转平稳同时提供良好流率的少部件经济阀芯，该阀芯较佳地具有减小的整体轮廓从而可适用于更小面积的龙头手柄，独特设计龙头手柄，及能够引入新的独特的龙头组件和手柄设计。整体尺寸和表面积的减少由于减少摩擦、磨损和负载力而带来改进，这些摩擦、磨损和负载力要不然将影响标准阀芯运作。在一个实施例中，本发明包括一种龙头的阀芯，阀芯包括：本体，该本体具有外表面、内表面及至少一个侧开口，该内表面界定了穿过本体的纵向延伸通道，该延伸通道从本体的入口开口延伸到出口开口，该侧开口从所述内表面横向延伸穿过本体至所述外表面；主轴，该主轴具有下端部分和上端部分，该下端部分构造成当置于本体通道中时以与本体的内表面成可旋转关系安装，当主轴置于本体的通道中时，该上端部分向外延伸超出本体的出口开口，该下端部分具有底表面，其中上端部分构造成安装在龙头手柄中；可移动的盘，该可移动盘具有上表面、弧形侧壁部分和朝内延伸的侧壁部分，该上表面构造成与主轴的下端部分的底表面接触并交互，弧形侧壁部分构造成安装在本体的通道中与本体的内表面成可旋转的面对关系，该朝内延伸的侧壁部分界定出至少一个流体接收区域，其中该接收区域构造成可旋转至与本体的侧开口对齐以允许流体流出所述本体的侧开口；静止盘，该静止盘具有至少一个贯穿的开口，当静止盘的开口与可移动盘的流体接收区域对齐时，开口允许来自本体入口开口经过本体的侧开口的流体通过，该静止盘具有侧壁，该侧壁能够与本体的内表面交互；以及密封环，该密封环用于将静止盘和可移动盘稳定和固定在本体的通道内，密封环能够与本体配合。

本体较佳地纵向测量不超过约25mm，在本体的出口端处横向测量不超过约20mm，在本体的入口端处横向测量不超过约19mm。本体可更佳地纵向测量不超过约20mm，在本体的出口端处横向测量不超过约19mm，在本体的入口端处横向测量不超过15.5mm。外表面较佳地包括至少一个在其中接纳密封件的密封凹槽。本体的外表面还可选地包括在或接近本体的出口端的上端部分上的至少一个特征，用于将阀芯置于流体导管以内或之上。例如，该特征可为锁紧小突出部且本体包括两个相对的锁紧小突出部。阀芯的在其出口端的上表面还可具有至少一个凸起的止动特征，用于在使用中限制阀芯的旋转运动。例如，可有两个相对的凸出的楔形止动特征。阀芯可选地具有两个相对的弧形止动特征，每个弧形止动特征具有侧表面，其中阀芯进一步包括与弧形止动特征的侧表面配合的可旋转止动盘，且可旋转止动盘可布置成使阀芯本体能够以沿顺时针方向或逆时针方向操作旋转定向。

主轴的下端部分在其外部可具有凹槽以接纳密封件，所述密封件能提供本体内表面和主轴下端部分之间的密封接合。阀芯本体的内表面在或接近本体入口端的位置处还可具有接纳密封环的凹槽。

此外，较佳地可移动盘、静止盘和/或外壳中的至少一个包含陶瓷材料。密封环可包含下述材料中的至少一种：聚四氟乙烯、硅树脂、硅橡胶、乙丙橡胶、乙丙二胺橡胶、乙烯-丙烯聚亚橡胶丁腈橡胶、氟塑料和/或氟橡胶。主轴可选地包括金属下端部分及塑料上端部分。主轴还可包括不锈钢下端部分及包含聚酰胺、聚苯醚和/或聚亚苯基硫醚的上端部分。较佳地，主轴上端部分及下端部分都包含不锈钢。主轴的上端部分还可具有螺纹凹槽以接纳螺钉或螺纹嵌入件，从而将阀芯牢固地连接到龙头手柄上。

阀芯本体较佳地具有两个侧开口，且静止盘具有两个开口，从而当静止盘的开口与可移动盘的流体接收区域对齐时，允许来自本体的入口开口经过本体侧开口的流体通过。较佳地，可移动盘中有两个流体接收区域，静止盘具有至少一个锁紧延伸部，该锁紧延伸部能够与本体的内表面上的配合凹槽配合。较佳地，密封环是柔性的。

本发明中还有一个实施例为具有至少一个阀芯的龙头组件，该组件包括：具有至少一个龙头手柄的龙头；能连接至龙头的将流体引入所述组件的流动导管；龙头本体，所述龙头本体具有在出口端处的释放流体的出口且具有与流体导管流体连通的入口端；用于安装龙头手柄和/或龙头本体的底座，该底座具有上表面；以及至少一个阀芯，该阀芯包括：阀芯本体，该阀芯本体具有外表面和内表面及至少一个侧开口，该内表面界定了从入口开口延伸到出口开口的纵向延伸通道，该侧开口从内表面横向延伸穿过本体至外表面；主轴，该主轴具有下端部分和上端部分，该下端部分构造成当置于本体的通道中时以与本体的内表面成可旋转关系安装，当主轴置于所述本体通道中时，该上端部分向外延伸超出本体的出口开口，该下端部分具有底表面，其中上端部分构造成安装在龙头手柄中；可移动的盘，该可移动盘具有上表面、弧形侧壁部分和朝内延伸的侧壁部分，该上表面构造成与主轴的下端部分的底表面接触并交互，弧形侧壁部分构造成安装在本体的通道中与本体的内表面成可旋转的面对关系，该朝内延伸的侧壁部分界定出至少一个流体接收区域，其中该接收区域构造成可旋转至与本体侧开口对齐以允许流体流出本体的侧开口；静止盘，该静止盘具有至少一个贯穿的开口，当静止盘的开口与可移动盘的流体接收区域对齐时，开口允许来自本体入口开口通过本体侧开口的流体通过，本体的入口开口与流体导管流体连通，静止盘具有能够与本体的内表面交互的侧壁；以及密封环，密封环用于将静止盘和可移动盘稳定在本体的通道内，密封环能够与本体配合。

龙头组件可具有本文描述的包含在组件中的阀芯的各种实施例。在一个这样的实施例中，龙头组件中至少一个阀芯本体每个在出口端具有上表面，该上表面上具有至少一个凸起的止动特征，用于在使用中限制阀芯的旋转运动，且其中，至少一个手柄在其内表面上具有与至少一个止动特征交互的特征。在至少一个阀芯每个上可有两个相对的凸出的楔形止动特征。

在另一个实施例中，在至少一个阀芯每个上可具有两个相对的弧形止动特征，每个弧形止动特征具有侧表面，且至少一个阀芯每个可进一步包括与弧形止动特征的侧表面配合的可旋转止动盘。可旋转止动盘可布置成使阀芯本体能够以沿顺时针方向或逆时针方向操作旋转定向。还可设置定位在至少一个阀芯每个上的可选的阀盖螺母以及定位在阀盖螺母和阀芯主轴之间的可选的密封件。

在另一个实施例中，替代阀芯上的止动特征，组件的底座的上表面可构造成具有至少一个凸起的止动特征，该止动特征包括至少两个相对的向上延伸的凸筋，所述凸筋定位成与至少一个龙头手柄中的一个的内表面上的至少两个相对的凸筋配合。

龙头组件的底座上的至少两个的相对凸筋可具有弧形横截面且垂直地延伸至底座的上表面。至少一个手柄的内表面上的至少两个的相对凸筋具有楔形纵剖面且可定位成使得底座上的相对凸筋与至少一个龙头手柄的内表面上的相对凸筋相互配合，以允许至少一个龙头手柄转动阀芯本体的主轴，从而允许通过阀芯本体进入龙头本体的流体流动在无流体流动至最大流体流动的范围中。

简要附图说明

上述发明内容及以下的本发明较佳实施例的详细说明结合附图将更好地被理解。出于说明本发明的目的，目前较佳的实施例在图中示出。然而，应理解，本发明不限于示出的精确布置及机构。附图中：

图1为根据本发明的阀芯的一个实施例的立体图；

图2为图1中阀芯的爆炸图；

图3为图1中阀芯的侧立面视图；

图4为图1中阀芯的又一个侧立面视图，示出其中的侧开口；

图5为图3中阀芯沿图3中的纵轴所取的纵向剖视图；

图6为图4中阀芯沿图4中的纵轴所取的纵向剖视图；

图7为图1中阀芯的俯视图；

图8为图1中阀芯的仰视图；

图9为根据本发明的阀芯的可选实施例的立体图；

图10为图9中阀芯的爆炸图；

图11为图9中阀芯的侧立面视图；

图12为图9中阀芯的又一个侧立面视图，示出其中的侧开口；

图13为图11中阀芯沿图11中的纵轴所取的纵向剖视图；

图14为图12中阀芯沿图12中的纵轴所取的纵向剖视图；

图15为图9中阀芯的俯视图；

图16为图9中阀芯的仰视图；

图17为包括图1中阀芯的龙头组件的实施例的立体爆炸图；

图18为根据本发明的没有止动特征的阀芯的又一个实施例的立体图；

图19为图18中阀芯的爆炸图；

图20为图18中阀芯的侧立面视图；

图21为图18中阀芯的又一个侧立面视图，示出其中的侧开口；

图22为图20中阀芯沿图20中的纵轴所取的纵向剖视图；

图23为图21中阀芯沿图21中的纵轴所取的纵向剖视图；

图24为图18中阀芯的俯视图；

图25为图18中阀芯的仰视图；

图26为包括图18中阀芯的龙头组件的实施例的立体爆炸图；

图27为图26中龙头组件中使用的龙头手柄的后视立体图；

图28为带有根据图9的阀芯的龙头组件的部分爆炸前视图；

图29为包括图9中阀芯的龙头组件的部分剖面前视图；

图30为图29中剖面视图部分的放大部分；

图31为包括图9中阀芯的龙头组件的部分剖面侧立面视图；以及

图32是图31中剖面视图部分的放大部分。

具体实施方式

可通过简化并按比例缩小的阀芯，较佳地微型阀芯，达到节水目标并获得改进设计。通过将龙头阀芯设计成尺寸更小，减小了接触表面及部件上的载荷，从而减小因为磨损和相关渗漏而失效的可能性。而且，还通过减少工作部件的数量，获得更小、更紧凑及更耐用的阀芯，制作起来也更经济。出乎意料地，实现这些优点的同时还以2.5升/分钟或更少的流量保持了相似的流动效果。这通过本发明获得且无需限制下密封件的类型的性质，及无需添加额外的部件，例如额外的轴承及现有技术中已知的类似零件，来处理摩擦和磨损问题。

如图1所示，本发明包括用于龙头的阀芯，本文中通常称作阀芯10，在使用中，作为龙头组件例如图17中的组件200的一部分。阀芯10包括本体12，本体12具有外表面14和内表面16。如图所示，该外表面较佳地大致为圆柱状，从而易于放置在流体流动导管中，以用作在导管与龙头出口之间的直通阀。然而，其他外部形状在本发明的范围之内。本体可以由各种各样的材料形成，例如，金属和金属合金（例如，镍，钛，不锈钢等），以及聚合的或硬质橡胶材料（例如，聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS），聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS），聚酰胺（PA），聚酰亚胺（PI），聚芳撑（聚醚醚酮（PEEK），聚醚酮（PEK），聚醚酮酮（PEKK）等），聚砜（PES），聚醚酰亚胺（PEI），聚四氟乙烯（PTFE），可模制的氟塑料（FEP和PFA），烯烃类橡胶，聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），聚氧化烯（即，聚缩醛），如聚甲醛（POM），聚氧乙烯（POE），聚氧丁烯（POB）等，苯乙烯-马来酸酐（SMA），聚苯硫醚（PPS），聚苯氧化物（PPO）和其他类似的模制材料，复合材料，这些材料的共混物和/或共聚物，和其他材料，假如这些材料具有足够的强度、较好的表面质量和摩擦学性能的材料，以用作龙头本体。该本体较佳地包括PPS、PPO、PA或聚甲醛共聚物，如市场上可从泰科纳，塞拉尼斯公司的分部买到的M90CF-2001，或可从E.I.杜邦公司买到也可以制备复合材料以减少磨损和提高摩擦性能，该复合材料包括与一种或多种如上所提到的热塑性塑料或橡胶相容的这些材料。

如图5和6所示，本体12的内表面16界定了穿过本体的纵向延伸的通道18。通道18较佳地从本体的入口20开口延伸通过本体的底部，至本体顶端的出口开口22。通道可具有大致圆柱形构造，其有益于在其中使用旋转部件和/或还可具有一个或更多部分或区域以适应在其中各种部件的尺寸和形状。如图所示，通道具有上部26，如图5和6所示，上部较佳地具有相对应于主轴尺寸（尽管它可改变）的较窄的横向直径，以及较低的横向直径更宽的部分28，部分28较佳地更宽以容纳阀的其他部件（盘和密封环以及如下所述的主轴的旋转密封座部分）。在本体的下面部分，在本体的开口20处或接近开口20处，还包括有助于配合密封环的特征。如图所示，这样的特征可以为夹持部分30，该夹持部分30中具有凹槽或压痕，从而夹紧件坐落在密封环外部的凹槽中。

本体还包括至少一个侧开口32，侧开口32从本体12的内表面16横向延伸穿过本体至外表面14。该开口较佳地位于本体的下部恰位于本体的入口端20上部。侧开口32较佳地定位成与传统龙头设计兼容，传统龙头设计中，当处于开阀模式时，向上流过本体的入口端20进入通道18的水或其他流体会遇到静止盘并经过其中的开口，直到进入移动盘的接收区域并随后可流出本体的侧开口32以继续供给至龙头本体和龙头出口。因此，在给定的设计中，侧开口32应被定位成以畅通的方式适应流动。由于如图所示的流动特性，开口较佳地成矩形，但也可有不同的外形，例如卵形、圆形、方形、椭圆形等等。如图所示，两个这样的侧开口被示出，开口数目与阀芯的盘的开口和接收区域的数目相一致，但应理解基于本公开，如果需要可以只提供一个或提供超过两个这样的开口。

本体12较佳地尺寸设置成从而比典型的阀芯小且紧凑以致有更少的工作部件，制造起来更便宜及适用于许多且各种各样的龙头设计，同时还出乎意料地实现良好的流动性能。较佳地，在一个本文实施例中，本体不超过约26mm，更佳地不超过25mm，且在一个实施例中不超过22mm（取决是否提供于止动件，如下文进一步讨论的）。它还可更小，且当沿着本体纵向测量时，较佳地不超过20mm或不超过18mm。在本体的出口端，它还较佳地横向测量不超过20mm，且更佳地在该方向测量不超过19mm。在本体的入口端，本体还较佳地横向测量不超过19mm，更佳地15.5mm。

主轴34也为阀芯的一部分且具有下端部分36，当下端部分36置于本体12的通道18中时，下端部分36构造成与本体12的内表面16呈可旋转关系安装。如图所示，主轴的下部位于通道中且具有一个或更多密封件以防止围绕主轴的泄露。图2、5、6中示出两个这样的呈O形环形式的密封件。一个O形环沿主轴34的下端部分36放置，如本实施例所示O形环比主轴的其余部分稍宽，位于主轴34的下端部分36的凹槽35之内，下端部分36位于本体12的通道18的下部28。主轴的下端部分较佳地在其外部具有这样的凹槽以接纳密封件，该密封件能提供本体内表面和主轴下端部分之间的密封接合。

另一个O形环位于主轴34的上端部分44的第二个凹槽42中，当主轴34位于本体12的通道18中时，上端部分44向外延伸超出本体12的出口开口24。主轴的上端部分较佳地其中具有螺纹凹槽（或其他搭扣配合、摩擦配合、夹持配合等等）以接纳螺钉或螺纹嵌入件，或者也可具有无螺纹的平切槽孔。它还可构造成接收拧入配合、匹配搭扣配合、滑入配合、摩擦配合或夹持表面，以将阀芯连接至龙头手柄从而可转动且与手柄一起作用。主轴34的下端部分36具有底表面46。如图1-6所示的主轴的上端部分44构造成安装在龙头手柄之内（见图17）。

底表面46较佳地具有允许与可移动盘（如下所述）交互的特征，从而当主轴的上部44安装在龙头手柄且被转动时，它将随后转动该可移动盘并激活阀芯的开/关特征。与可移动盘互连和/或交互时，主轴的旋转运动（响应于龙头手柄）实现阀芯的开/关操作。因此，较佳地某个特征允许这样的旋转交互。作为优选的，底表面46中具有能与可移动盘中的匹配小突出部或开口互锁的小突出部或开口。图5示出的小突出部48配合在可移动盘的开槽50中，从而与主轴34交互的龙头手柄的转动使主轴34转动，主轴34还使可移动盘转动以打开或关闭阀芯。主轴可由任何上面提到的用于本体的材料形成，但应有足够的结构完整性并与龙头手柄交互，且由安全接触饮用水的材料形成。主轴可由整体式结构形成，其中整个主轴由不锈钢或其他安全金属或完全由塑料形成（例如上面提及的聚合物材料）。在一个实施例中，主轴可为由凹槽和/或密封件分离的两件式结构，其中上部是聚合物材料，下部由例如不锈钢的金属形成。

可移动盘52包含在本体中的通道18之中，可移动盘52具有上表面54，上表面54构造成与主轴34的下端部分36的底表面46接触并交互。如图所示，上表面54具有开槽50以在其中容纳小突出部48。然而，小突出部和开口可以颠倒且还可使用其他交互特征。如果该盘具有优选的大致圆柱形形状以安装在优选的通道18的大致圆柱部分，该大致圆柱部分在通道18的下部28中，它较佳地还具有弧形侧壁部分56，弧形侧壁部分56构造成安装在本体的通道中，与本体12的内表面16成可旋转的面对关系。较佳地，有两个相对的弧形侧壁，然而，可有超过两个。在可移动盘52内，还至少有一个朝内延伸的侧壁部分58，侧壁部分58界定出至少一个流体接收区域60。在设计范围内，这个朝内延伸侧壁部分可具有各种各样的构造，然而，为了导流及较佳的流体流动动态，如图2和5所示的弯曲构造是较佳的。构造接收区域60从而当旋转盘52使得接收区域60与本体12的侧开口32对齐时，它将允许流体从本体的侧开口流出，以给安装本体的龙头供水，其中流体从通过阀芯的开口入口端20的导管进入阀芯。

本设计还包括静止盘62，静止盘62通过设置至少一个贯穿静止盘62的开口64与可移动盘共同工作，当阀芯处于打开位置模式时，开口64允许从本体12的入口端20进入通道18的流体通过，从而通过静止盘进入可移动盘的接收区域60，随后流出本体的侧开口32。因此，当静止盘62的开口64与可移动盘的流体接收区域60对齐时，可获得这样的流动。如果不对齐的话，当龙头手柄转向减少和/或关闭流动，流体可被限制和/或完全停止。静止盘62还具有侧壁66，侧壁66较佳地能够与本体12的内表面16交互，从而帮助将盘62稳定到位以及与本体内的其他部件交互。一种这样的交互可通过包括例如锁紧小突出部68来实现，锁紧小突出部68可为一定尺寸和形状以安装在本体12的内壁16的相似开口中（小突出部和开口可颠倒，其中，小突出部在内壁上，而开口在静止盘上，或者不离开本发明精神而设置的其他交互特征）。因为本体可有不止一个侧开口32，可移动盘可有不止一个接收区域60，静止盘也可有不止一个开口64以适应流动。

可移动盘和静止盘可由上面提到的各种材料中任一种形成，但也可较佳地由陶瓷基材料形成以提供加强的耐磨性和抗变形性且抵抗细菌和堵塞。

较佳地还包括密封环70以稳定静止盘62和可移动盘52以及本体的通道18中的主轴34。密封环还用来密封导管中的阀芯，导管馈送流体至本体的入口端20，且较佳地构造成能够与本体交互以及较佳地能够与本体配合以保持密封环。如图所示，密封环是单个一体环，其中具有凹槽72，例如，与本体12的下部上的夹持部分在或接近本体12的入口端20处交互、配合及密封。密封环可由合适的热塑塑料或弹性体制成，以及可由抗菌材料、摩擦的复合材料或其他材料制成，但较佳地具有柔性和弹性以方便使用，密封良好及易于更换。较佳地，密封环包括下述材料中的一种或更多种或组合和/或其共聚物：乙丙橡胶，乙丙二胺橡胶，丁腈橡胶，聚四氟乙烯，硅树脂，硅橡胶和/或氟塑料或氟橡胶。

为了容纳阀芯，本体还较佳地进一步包括某种外部密封来密封安装在流体供应导管中的阀芯。这种密封可例如通过在本体的外表面14上设置密封槽74来实现，以在其中容纳密封件，例如O形环。本体的外表面16还可较佳地包括至少一个特征，例如其在或接近本体的出口端24的上出口端部分上的锁紧小突出部或者搭扣配合机构，用来将阀芯置于流体导管内或之上，该流体导管具有置于其上的配合特征。如图所示，示出的锁紧小突出部78能够与导管中的接收开口（图未示）相锁紧。然而，如果需要也可使用其他锁紧或稳定特征。在本发明的范围内，可设置两个或更多个这种小突出部，包括两个相对的锁紧突出部。

在本发明的进一步实施例中，在本体12的出口端24的上表面80还可具有一个或更多止动特征。例如，至少一个凸起的止动特征可置于上表面80之上以在使用中以及被龙头驱动时限制阀芯的旋转运动。这有利于平稳地使用龙头，限制运动范围，在特定的旋转范围内所需的各种流动开口的配合。如图1-7所示，示出两个相对的凸起的楔形止动特征82。

在图9-16中最佳地示出的阀芯的可选实施例及图28-32的龙头组件500中，阀芯100被示出，其中类似的附图标记指与上面描述和确认的图1-8中实施例相似或相同的部件，且代表相同的组件，除非在本文中另外指出。如图9、10、15、30和32最佳地示出,在本体112的出口端124可形成上表面180从而具有呈在其上的弧形止动特征184形式的不同止动机构，每个弧形止动特征184具有侧表面186。还设置可旋转止动盘188来设定阀芯使它可顺时针或逆时针运转以定位成热水阀芯或冷水阀芯，这取决于手柄与阀芯如何配置在一起。一旦可旋转止动盘被定位，止动特征的设计进一步限定了旋转运动。该可旋转止动盘配合每个弧形止动特征184的至少一个侧表面186，且可旋转止动盘188可放置成使阀芯本体能够定向以沿顺时针方向或逆时针方向操作旋转（龙头手柄的开和关运动）。

使用中，如果用户想给手柄和阀芯设置与制造商提供的定向相反的定向，可旋转止动盘188可被升起离开阀芯主轴顶端，旋转90°并放回到主轴顶端上。如图9所示，盘处于某个位置，使得龙头手柄的定向可使阀芯顺时针旋转。如图15所示，制造商可在可旋转止动盘188上提供小标记、字母、颜色等来识别旋转方向。使用者可接着决定如何，如果需要的话，想要改变使用热水或冷水的阀芯/龙头手柄的旋转定向（即逆时针或顺时针运动）。较佳地，配置有两个或更多弧形止动件184和盘188。

本文还包括龙头组件200，如图17所示。龙头组件有至少一个如上文所述的阀芯，例如阀芯10或100。由于上面已经详细描述这种阀芯，这里不再进一步描述。该组件应具有龙头，该龙头具有至少一个龙头手柄202。如图所示，有两个这样的手柄202，一个用于热水一个用于冷水，而单手柄龙头可包括相似的阀芯。还示出流动导管204，具有拧到螺纹柄205上的软管。导管可连接至阀芯和龙头结构，以允许水流过并通过下入口部分进入阀芯。手柄202连接在龙头底座206上方且手柄202驱动流体流过阀芯和导管，流动接着进入龙头本体207，龙头本体207在出口端210具有流体出口208且具有从导管204接收水的入口端212。安装时，其上设置快速连接螺母214或其他柄螺母以抵靠其安装面锁定龙头。所示出的阀芯10（或阀芯100，如果使用的话）可包括如上所提到的止动件。

如图28-32的组件中所示，阀芯例如图9-16中的阀芯100可如图所示地定位在龙头组件500中，其中，定向可设定成如图30所示的逆时针（热水）流动。当阀芯逆时针转动，向上通过管道504（在此示例中，可为热水管道）的通道515的流动通过静止盘162中的开口164进入通过阀芯本体112的通道118。当手柄502（见图28）使导管处于关闭位置时，可移动盘152阻止流体通过阀芯本体中的开口132。一旦逆时针转动手柄，可移动盘152的接收区域160会与阀芯本体112中的开口132对齐，使得来自导管通道515的流体可流过通过上述阀芯本体112的水路，并进入通向龙头本体507的入口端512的导管516。该组件还可选地包括阀盖螺母520或类似的锁紧件，阀盖螺母520或类似的锁紧件可保证可旋转止动盘188以所需的形态抵靠止动件184处于适当位置且不会被手柄502的运动干扰。额外的可选密封件518,例如O形环，也可定位成围绕主轴134安装以抵靠阀芯100的主轴134密封阀盖螺母520。

图18-25还描绘了本发明310的进一步的实施例，其中该设计中并没有使用任何止动特征。如图所示，所有具有类似附图标记的构件与上面描述的阀芯10和100的实施例的部件相同。如图18、19和24所示，上表面380没有任何止动件但具有一系列可选开槽。阀芯中没有止动件而运行，其中阀芯可用在具有提供替代的止动机构的特征的龙头组件中。如图18-25所示，阀芯310中上表面380的轮廓扁平且能够为更小的尺寸，如上所述。当在阀芯本体上表面380上省略了止动特征时可获得更小的纵向测量结果。

图26和27描绘了龙头组件400，其中安装了阀芯，例如较佳地无止动件阀芯310。在龙头组件400中，无止动特征的阀芯安装在龙头底座406上。在接纳手柄402区域内，底座406配置有一个或更多个向上延伸的凸筋416。这些凸筋可有各种构造，且如图所示具有较佳的结构，其中凸筋416横截面为大致弧形。较佳地，在阀芯相对侧上有两个这样的相对凸筋416，更佳地两个凸筋约180°相对。弯曲部分最佳地在弯曲手柄构形下以旋转运动工作。如图27所示的手柄402专门构造成通过在手柄402的下表面419具有相对的凸筋417而与该设计共同工作。将该相对凸筋417定位成从而与龙头底座406上表面上的相对凸筋416遭遇及阻挡或配合。凸筋417较佳地纵剖面为“楔形”，但形状可按需求变化，只要它们与相对凸筋416共同工作以实现止动功能。有了这种止动功能，手柄可从无流体流动（关闭流动，其中龙头关闭）移到全流体流动以得到最大的流率，且可控制流动处于两者之间。

借鉴本公开及所有本公开范围内所考虑内容可形成其他微型阀芯设计和/或制作经济的阀芯设计。较佳地，为了追求各种替代的符合审美的或功能性的龙头设计，这些实施例证明该阀芯具有同样的低成本、更低的部件获取成本，同时具有良好的流动特性和缩小的尺寸，以允许龙头尺寸和外形的变化。

本领域技术人员应理解，对上述实施例可作出修改而不脱离其广泛的发明构思。因此可以理解本发明不限于公开的特定实施例，而旨在覆盖由所附权利要求所界定的本发明的精神和范围内的修改。

Claims

1.一种用于龙头的阀芯，包括：

本体，所述本体具有外表面、内表面及至少一个侧开口，所述内表面界定了穿过所述本体的纵向延伸通道，所述通道从本体的入口开口延伸至出口开口，所述侧开口从所述内表面横向延伸穿过所述本体至所述外表面；

主轴，所述主轴具有下端部分和上端部分，所述下端部分构造成当位于本体通道内中时以与所述本体的内表面成可旋转关系安装，当所述主轴置于所述本体的通道中时，所述上端部分向外延伸超出所述本体的出口开口，所述下端部分具有底表面，其中所述上端部分构造成安装在龙头手柄中；

可移动的盘，所述可移动盘具有上表面、弧形侧壁部分和朝内延伸的侧壁部分，所述上表面构造成与所述主轴的下端部分的底表面接触并交互，所述弧形侧壁部分构造成安装在所述本体的通道中与所述本体的内表面成可旋转的面对关系，所述朝内延伸的侧壁部分界定出至少一个流体接收区域，其中所述接收区域构造成可旋转至与所述本体侧开口对齐以允许流体流出所述本体的侧开口；

静止盘，所述静止盘具有至少一个贯穿的开口，当静止盘的开口与可移动盘的流体接收区域对齐时，开口允许来自本体入口开口经过本体侧开口的流体通过，所述静止盘具有侧壁，所述侧壁能够与所述本体的内表面交互；以及

密封环，所述密封环用于将所述静止盘和所述可移动盘稳定和固定在所述本体的所述通道内，所述密封环能够与所述本体配合。

2.根据权利要求1的阀芯，其中所述本体纵向测量不超过约25mm，在所述本体的出口端横向测量不超过约20mm，在所述本体的入口端处横向测量不超过约19mm。

3.根据权利要求2的阀芯，其中所述本体纵向测量不超过约20mm，在所述本体的出口端横向测量不超过约19mm，且在所述本体的入口端横向测量不超过约15.5mm。

4.根据权利要求1的阀芯，其中所述外表面包括至少一个在其中接纳密封件的密封凹槽。

5.根据权利要求1的阀芯，其中所述本体的外表面包括在或接近本体的出口端的上端部分上的至少一个特征，用于将阀芯置于流体导管以内或之上。

6.根据权利要求5的阀芯，其中所述特征为锁紧小突出部且本体包括两个相对的锁紧小突出部。

7.根据权利要求1的阀芯，在所述本体的出口端的上表面上具有至少一个凸起的止动特征，用于在使用中限制阀芯的旋转运动。

8.根据权利要求7的阀芯，其中有两个相对的凸出的楔形止动特征。

9.根据权利要求1的阀芯，其中有两个相对的弧形止动特征，每个所述弧形止动特征具有侧表面，阀芯进一步包括与弧形止动特征的侧表面配合的可旋转止动盘，且所述可旋转止动盘可布置成使阀芯本体能够以沿顺时针方向或逆时针方向操作旋转定向。

10.根据权利要求1的阀芯，其中所述主轴的下端部分在其外部具有凹槽以接纳密封件，所述密封件能提供所述本体的内表面和主轴下端部分之间的密封接合。

11.根据权利要求1的阀芯，其中在所述本体的内表面在或接近本体入口端的位置处具有凹槽以接纳密封环。

12.根据权利要求1的阀芯，其中所述可移动盘、所述静止盘和/或外壳中的至少一个包含陶瓷材料。

13.根据权利要求1的阀芯，其中所述密封环包含下述材料中的至少一种：聚四氟乙烯、硅树脂、硅橡胶、乙丙橡胶、乙丙二胺橡胶、乙烯-丙烯聚亚甲基橡胶、丁腈橡胶、氟塑料和/或氟橡胶。

14.根据权利要求1的阀芯，其中所述主轴包括金属下端部分及塑料上端部分。

15.根据权利要求14的阀芯，其中所述主轴包括不锈钢下端部分及包含聚酰胺、聚苯醚和/或聚亚苯基硫醚的上端部分。

16.根据权利要求1的阀芯，其中主轴上端部分和下端部分都包含不锈钢。

17.根据权利要求1的阀芯，其中所述主轴的上端部分具有螺纹凹槽以容纳螺钉或螺纹嵌入件，从而将所述阀芯牢固地连接到所述龙头手柄上。

18.根据权利要求1的阀芯，其中所述本体具有两个侧开口，且所述静止盘具有两个开口，从而当所述静止盘的开口与可移动盘的流体接收区域对齐时，允许来自本体的入口开口经过本体侧开口的流体通过。

19.根据权利要求18的阀芯，其中可移动盘中有两个流体接收区域。

20.根据权利要求1的阀芯，其中所述静止盘具有至少一个锁紧延伸部，所述锁紧延伸部能够与所述本体的内表面上的配合凹槽配合。

21.根据权利要求1的阀芯，其中所述密封环是柔性的。

22.一种具有至少一个阀芯的龙头组件，所述组件包括：

龙头，所述龙头包括

至少一个龙头手柄；

能连接至所述龙头的将流体引入所述组件的流动导管；

龙头本体，所述龙头本体具有在出口端处的释放流体的出口且具有与流体导管流体连通的入口端；以及

用于安装所述龙头手柄和/或所述龙头本体的底座，所述底座具有上表面；以及

至少一个阀芯，所述阀芯包括：

阀芯本体，所述阀芯本体具有外表面和内表面及至少一个侧开口，所述内表面界定了从入口开口延伸到出口开口的纵向延伸通道，所述侧开口从所述内表面横向延伸穿过所述本体至所述外表面；

主轴，所述主轴具有下端部分和上端部分，所述下端部分构造成当置于本体的通道中时以与本体的内表面成可旋转关系安装，当所述主轴置于所述本体通道中时，所述上端部分向外延伸超出所述本体的出口开口，所述下端部分具有底表面，其中所述上端部分构造成安装在龙头手柄中；

静止盘，所述静止盘具有至少一个贯穿的开口，当所述静止盘的开口与所述可移动盘的流体接收区域对齐时，开口允许来自本体入口开口经过所述本体侧开口的流体通过，所述本体的入口开口与流体导管流体连通，所述静止盘具有侧壁，该侧壁能够与本体的内表面交互；以及

密封环，所述密封环用于将所述静止盘和所述可移动盘稳定在所述本体的所述通道内，所述密封环能够与所述本体配合。

23.根据权利要求22的龙头组件，其中，至少一个阀芯本体每个在出口端具有上表面，该上表面具有至少一个凸起的止动特征，用于在使用中限制阀芯的旋转运动，且至少一个手柄在其内表面上具有与至少一个所述止动特征交互的特征。

24.根据权利要求23的龙头组件，其中在至少一个阀芯每个上有两个相对的凸出的的楔形止动特征。

25.根据权利要求23的龙头组件，其中在至少一个阀芯每个上有两个相对的弧形止动特征，每个所述弧形止动特征具有侧表面，至少一个阀芯每个进一步包括与弧形止动特征的侧表面配合的可旋转止动盘，且所述可旋转止动盘可布置成使所述阀芯本体能够以沿顺时针方向或逆时针方向操作旋转定向。

26.根据权利要求25的龙头组件，进一步包括定位在至少一个阀芯上的至少一个阀盖螺母及定位在所述阀盖螺母和所述阀芯主轴之间的密封件。

27.根据权利要求22的龙头组件，其中所述组件的底座的上表面具有至少一个凸起的止动特征，所述止动特征包括至少两个相对的向上延伸的凸筋，所述凸筋定位成与至少一个龙头手柄中的一个内表面的至少两个相对的凸筋配合。

28.根据权利要求27的龙头组件，其中所述龙头组件的底座上的至少两个的相对凸筋具有弧形横截面且垂直地延伸至所述底座的上表面，至少一个手柄的内表面上的至少两个的相对的凸筋具有楔形纵剖面且定位成使得底座上的所述相对凸筋与至少一个龙头手柄的内表面上的相对凸筋相互配合，以允许至少一个龙头手柄转动阀芯本体的主轴，从而允许通过阀芯本体进入龙头本体的流体流动在无流体流动至最大流体流动的范围中。