CN108302240B - 一种智能恒温混水阀 - Google Patents

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Abstract

一种智能恒温混水阀，在热水腔和冷水腔内设有阀芯组件，该阀芯组件包括依次装在阀杆上的第1止动杆、第1弹簧、第1拨动器、热水调节片、热水固定片、冷水固定片、冷水调节片、第2拨动器、第2弹簧和第2止动杆，热水、冷水固定片密封固定在阀体内壁并形成混水腔，在热水、冷水调节片和热水、冷水固定片上分别开有大小相同的第1、2、3、4扇形通孔，沿阀杆中心轴线方向第1、2扇形通孔在空间重合，第3、4扇形通孔分别与第1、2扇形通孔在空间邻接。本智能恒温混水阀能使混水腔的冷、热水进水口的等效通径达到φ7.5cm，在调节过程中，冷、热水调节片都不需承受冷热水压力差，调节平稳快捷、恒温效果好。

Description

一种智能恒温混水阀
技术领域
本发明涉及恒温水龙头技术领域，尤其涉及一种智能恒温混水阀。
背景技术
现有的恒温混水阀是依靠位于混合水腔内的纺锤形调节器调节冷热水比例，从而实现混合水出水恒温。这是一种在混合水腔内置式对抗封堵水量和阀芯左右摆动调节的结构，但由于阀芯的体积与混合水腔的容积具有特定的比例关系，如果冷、热水道口径大，阀芯承受的水压差就会相应增大，阀芯摆动方向平行于冷、热水流方向，阀芯要承受不断大幅变化的冷、热水流压力差，使混合水的恒温调节越加困难，造成恒温效果差，混合水温不稳定。这种结构存在如下不足之处：①使混合水腔的冷、热进水口的通流面积受到一定的限制，通常其冷、热水进水口的等效直径D小于或等于φ5mm，这样便限制了混水阀的混合水出水总流量。②当冷热水压力差超过一定的比例（如6:1）时，就难以实现混合水出水温度的恒定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能恒温混水阀，它能使混水腔的冷、热水进水口的通径或等效通径达到φ7.5mm，在调节过程中，冷、热水调节片都不需承受冷、热水压力差，冷、热水调节片的运动方向与冷、热水流压力方向垂直，所以调节平稳，快捷自如，这样，既能获得大流量的恒温混合水又不受水流压力大小及其压力差的影响且恒温效果好，还自带有水流开关功能。
本发明所提出的技术解决方案是这样的：
一种智能恒温混水阀，包括阀体8、电机2、动力转换器3和数据处理器1，所述阀体8设有水平布排的热水腔5、冷水腔12和位于热水腔5与冷水腔12之间的混水腔9，所述热水腔5上方设有相互贯通的热水入口6，所述混水腔9下方设有混合水出口11，所述混水腔9与混合水出口11之间设有扰流器7和温度传感器10，所述冷水腔12右侧贯通连接有冷水入口13，所述热水腔5左侧从左至右依次连接有数据处理器1、电机2和动力转换器3，还在所述热水腔5和冷水腔12内水平设置有阀芯组件4，所述阀芯组件4包括阀杆4-1以及从左至右依次装在阀杆4-1上的第1止动杆4-2、第1弹簧4-3、第1拨动器4-4、热水调节片4-5、热水固定片4-6、冷水固定片4-8、冷水调节片4-9、第2拨动器4-10、第2弹簧4-11和第2止动杆4-12，所述热水固定片4-6和冷水固定片4-8密封固定在阀体8内壁并形成混水腔9，所述阀杆4-1左端部与所述动力转换器3输出端相连接，所述热水调节片4-5通过第1拨动器4-4与阀杆4-1固定连接，所述冷水调节片4-9通过第2拨动器4-10与阀杆4-1固定连接，所述热水固定片4-6和冷水冷水固定片4-8与阀杆4-1转动连接，所述热水调节片4-5与热水固定片4-6压力面接触，所述冷水调节片4-9与冷水固定片4-8压力面接触，在所述热水调节片4-5、冷水调节片4-9、热水固定片4-6和冷水固定片4-8上分别开有同圆心、外弧边半径相同、孔面积相同、弧度为120°度的第1扇形通孔4-5-1、第2扇形通孔4-9-1、第3扇形通孔4-6-1和第4扇形通孔4-8-1，所述第1扇形通孔4-5-1与第2扇形通孔4-9-1沿阀杆4-1中心轴线方向在空间重合，所述第3扇形通孔4-6-1和第4扇形通孔4-8-1分别位于第1扇形通孔4-5-1的后下方或前下方且沿阀杆4-1中心轴线方向在空间邻接。
所述第1扇形通孔4-5-1位于热水调节片4-5的直角坐标的第1、2象限30°～150°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
所述第2扇形通孔4-9-1位于冷水调节片4-9的直角坐标的第1、2象限30°～150°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
所述第3扇形通孔4-6-1位于热水固定片4-6的直角坐标的第2、3象限150°～270°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
所述第4扇形通孔4-8-1位于冷水固定片4-8的直角坐标的第4、1象限270°～30°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
所述温度传感器10与数据处理器1和电机2作电信号连接。
可以在热水固定片4-6与冷水固定片4-8之间设有支架4-7，该支架4-7的截面呈工字形，密封固定在阀体8内壁并形成混水腔9，热水固定片4-6紧贴固定在支架4-7左侧，冷水固定片4-8紧贴固定在支架4-7右侧，支架4-7左侧部开有与第3扇形通孔4-6-1大小和形状相同且互相贯通的第5扇形通孔4-7-1，支架4-7右侧部开有与第4扇形通孔4-8-1大小和形状相同且互相贯通的第6扇形通孔4-7-2，该支架4-7套在所述阀杆4-1上并作转动连接。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
本智能恒温混水阀的结构特征在于：①采用一体化的阀芯组件，将阀芯组件的热水固定片和冷水固定片密封固定在水平设置的阀体内壁就形成相互密封的热水腔、混水腔和冷水腔，结构简单、工作可靠；②阀芯组件的热水调节片和冷水调节片分别与热水固定片和冷水固定片光滑平面压力接触连接并且分别在热水调节片、热水固定片、冷水固定片和冷水调节片上设有同圆心、等半径、孔面积相同的、弧度为120°度的第1、第3、第4、第2扇形通孔，在起始位置时，第1、第2扇形通孔位于直角坐标的30°～150°角度区间，第3扇形通孔位于直角坐标的150°～270°角度区间，第4扇形通孔位于直角坐标的270°～30°角度区间，它们相互之间在空间重合或首尾衔接，通过阀杆驱动热水调节片和冷水调节片同步旋转，从而准确地调节冷、热水的进水比例；由于热水调节片只承受热水的压力，不会承受到冷、热水压力差，同样，冷水调节片也只承受冷水的压力，不会承受到冷、热水压力差，加之热水调节片和冷水调节片的旋转方向与所受水流压力方向垂直，所以，对热水调节片和冷水调节片的运动阻力很小，使之能在稳定环境中对大流量（冷、热水进水口即第1、2、3、4扇形通孔的等效直径达φ7.5mm时的水流量）的冷、热水进行精准、灵活的调节，并获得稳定的、高精度的恒温混合水。其恒温水流量比现有的增大了约2.25倍。
本智能恒温混水阀主要应用于恒温水龙头、淋浴器、储水式电热水器、速热式电热水器、空气能热水器、太阳能热水器等需要用到冷热混合水的地方。
附图说明
图1是本发明一种智能恒温混水阀的结构示意图。
图2是图1所示阀芯组件的结构示意图。
图3是图2所示热水调节片的左视示意图。
图4是图2所示热水固定片的左视示意图。
图5是图2所示冷水固定片的左视示意图。
图6是图2所示冷水调节片的左视示意图。
图中标号表示：1.数据处理器；2.电机；3.动力转换器；4.阀芯组件；4-1.阀杆；4-2.第1止动杆；4-3.第1弹簧；4-4.第1拨动器；4-5.热水调节片；4-5-1.第1扇形通孔；4-6.热水固定片；4-6-1.第3扇形通孔；4-7.支架；4-7-1.第5扇形通孔；4-7-2.第6扇形通孔；4-8.冷水固定片；4-8-1.第4扇形通孔；4-9.冷水调节片；4-9-1.第2扇形通孔；4-10.第2拨动器；4-11.第2弹簧；4-12.第2止动杆；5.热水腔；6.热水入口；7.扰流器；8.阀体；9.混水腔；10.温度传感器；11.混合水出口；12.冷水腔；13.冷水入口。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
参见图1-图6所示，一种智能恒温混水阀，包括阀体8、电机2、动力转换器3和数据处理器1，所述阀体8设有水平布排的热水腔5、冷水腔12和位于热水腔5与冷水腔12之间的混水腔9，所述热水腔5上方设有相互贯通的热水入口6，所述混水腔9下方设有混合水出口11，所述混水腔9与混合水出口11之间设有扰流器7和温度传感器10，所述冷水腔12右侧贯通连接有冷水入口13，所述热水腔5左侧从左至右依次连接有数据处理器1、电机2和动力转换器3，还在所述热水腔5和冷水腔12内水平设置有阀芯组件4，所述阀芯组件4包括阀杆4-1以及从左至右依次装在阀杆4-1上的第1止动杆4-2、第1弹簧4-3、第1拨动器4-4、热水调节片4-5、热水固定片4-6、冷水固定片4-8、冷水调节片4-9、第2拨动器4-10、第2弹簧4-11和第2止动杆4-12，所述热水固定片4-6和冷水固定片4-8密封固定在阀体8内壁并形成混水腔9，所述阀杆4-1左端部与所述动力转换器3输出端相连接，所述热水调节片4-5和冷水调节片4-9分别与阀杆4-1固定连接，所述热水固定片4-6和冷水冷水固定片4-8与阀杆4-1转动连接，所述热水调节片4-5与热水固定片4-6压力面接触，所述冷水调节片4-9与冷水固定片4-8压力面接触，在所述热水调节片4-5、冷水调节片4-9、热水固定片4-6和冷水固定片4-8上分别开有同圆心、外弧边半径相同、孔面积相同、弧度为120°度的第1扇形通孔4-5-1、第2扇形通孔4-9-1、第3扇形通孔4-6-1和第4扇形通孔4-8-1，所述第1扇形通孔4-5-1与第2扇形通孔4-9-1沿阀杆4-1中心轴线方向在空间重合，所述第3扇形通孔4-6-1和第4扇形通孔4-8-1分别位于第1扇形通孔4-5-1的后下方或前下方且沿阀杆4-1中心轴线方向在空间邻接。
所述第1扇形通孔4-5-1位于热水调节片4-5的直角坐标的第1、2象限30°～150°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
所述第2扇形通孔4-9-1位于冷水调节片4-9的直角坐标的第1、2象限30°～150°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
所述第3扇形通孔4-6-1位于热水固定片4-6的直角坐标的第2、3象限150°～270°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
所述第4扇形通孔4-8-1位于冷水固定片4-8的直角坐标的第4、1象限270°～30°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
本实施例选取R=9mm，H=3mm，孔面积为47mm²。
所述温度传感器10与数据处理器1和电机2作电信号连接。
本实施例中，在热水固定片4-6与冷水固定片4-8之间还设有支架4-7，该支架4-7的截面呈工字形，密封固定在阀体8内壁并形成混水腔9，热水固定片4-6紧贴固定在支架4-7左侧，冷水固定片4-8紧贴固定在支架4-7右侧，支架4-7左侧部开有与第3扇形通孔4-6-1大小和形状相同且互相贯通的第5扇形通孔4-7-1，支架4-7右侧部开有与第4扇形通孔4-8-1大小和形状相同且互相贯通的第6扇形通孔4-7-2，该支架4-7套在阀杆4-1上并作转动连接。
本智能恒温混水阀的工作过程是这样的：初始状态时，热水调节片4-5的第1扇形通孔4-5-1的中心线和冷水调节片4-9的第2扇形通孔4-9-1的中心线均位于直角坐标的90°度角，当电机2获得从数据处理器1发出的指令时，电机2驱动动力转换器3带动阀杆4-1和冷、热水调节片4-9、4-5同步顺时针旋转；刚转动时，第2扇形通孔4-9-1准备与第4扇形通孔4-8-1叠合;当顺时针旋转至120°度时，第2扇形通孔4-9-1与第4扇形通孔4-8-1完全重合，此过程中，第1扇形通孔4-5-1与第3扇形通孔4-6-1处于非叠合状态，只有冷水进入混水腔9；当顺时针旋转至180°度时，第2扇形通孔4-9-1与第4扇形通孔4-8-1重叠面积为一半，第1扇形通孔4-5-1与第3扇形通孔4-6-1重叠面积也为一半，在此过程中，进入混水腔9的冷水逐渐减少，进入混水腔9的热水逐渐增加；当顺时针旋转至240°度时，第1扇形通孔4-5-1与第3扇形通孔4-6-1完全重合，第2扇形通孔4-9-1与第4扇形通孔4-8-1处于非叠合状态，只有热水进入混水腔9；当顺时针旋转至360°度时，回复至起始状态，冷、热水流全关闭，在此过程中，第1扇形通孔4-5-1与第3扇形通孔4-6-1的重合程度逐渐减少，第2扇形通孔4-9-1与第4扇形通孔4-8-1处于非叠合状态。所有进入混水腔9的水经扰流器7和温度传感器10流出混合水出口11。温度传感器10与数据处理器1信号连接，水温状态实时返馈到数据处理器1。调温过程主要发生在以顺时针旋转计算的120°度至240°度区间。

Claims (7)

1.一种智能恒温混水阀，包括阀体（8）、电机（2）、动力转换器（3）和数据处理器（1），所述阀体（8）设有水平布排的热水腔（5）、冷水腔（12）和位于热水腔（5）与冷水腔（12）之间的混水腔（9），所述热水腔（5）上方设有相互贯通的热水入口（6），所述混水腔（9）下方设有混合水出口（11），所述混水腔（9）与混合水出口（11）之间设有扰流器（7）和温度传感器（10），所述冷水腔（12）右侧贯通连接有冷水入口（13），所述热水腔（5）左侧从左至右依次连接有数据处理器（1）、电机（2）和动力转换器（3），其特征在于：还在所述热水腔（5）和冷水腔（12）内水平设置有阀芯组件（4），所述阀芯组件（4）包括阀杆（4-1）以及从左至右依次装在阀杆（4-1）上的第1止动杆（4-2）、第1弹簧（4-3）、第1拨动器（4-4）、热水调节片（4-5）、热水固定片（4-6）、冷水固定片（4-8）、冷水调节片（4-9）、第2拨动器（4-10）、第2弹簧（4-11）和第2止动杆（4-12），所述热水固定片（4-6）和冷水固定片（4-8）密封固定在阀体（8）内壁并形成混水腔（9），所述阀杆（4-1）左端部与所述动力转换器（3）输出端相连接，所述热水调节片（4-5）通过第1拨动器（4-4）与阀杆（4-1）固定连接，所述冷水调节片（4-9）通过第2拨动器（4-10）与阀杆（4-1）固定连接，所述热水固定片（4-6）和冷水冷水固定片（4-8）与阀杆（4-1）转动连接，所述热水调节片（4-5）与热水固定片（4-6）压力面接触，所述冷水调节片（4-9）与冷水固定片（4-8）压力面接触，在所述热水调节片（4-5）、冷水调节片（4-9）、热水固定片（4-6）和冷水固定片（4-8）上分别开有同圆心、外弧边半径相同、孔面积相同、弧度为120°度的第1扇形通孔（4-5-1）、第2扇形通孔（4-9-1）、第3扇形通孔（4-6-1）和第4扇形通孔（4-8-1），所述第1扇形通孔（4-5-1）与第2扇形通孔（4-9-1）沿阀杆（4-1）中心轴线方向在空间重合，所述第3扇形通孔（4-6-1）和第4扇形通孔（4-8-1）分别位于第1扇形通孔（4-5-1）的后下方或前下方且沿阀杆（4-1）中心轴线方向在空间邻接。
2.根据权利要求1所述的智能恒温混水阀，其特征在于：所述第1扇形通孔（4-5-1）位于热水调节片（4-5）的直角坐标的第1、2象限30°～150°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
3.根据权利要求1所述的智能恒温混水阀，其特征在于：所述第2扇形通孔（4-9-1）位于冷水调节片（4-9）的直角坐标的第1、2象限30°～150°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
4.根据权利要求1所述的智能恒温混水阀，其特征在于：所述第3扇形通孔（4-6-1）位于热水固定片（4-6）的直角坐标的第2、3象限150°～270°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
5.根据权利要求1所述的智能恒温混水阀，其特征在于：所述第4扇形通孔（4-8-1）位于冷水固定片（4-8）的直角坐标的第4、1象限270°～30°角度区间、外弧边半径R为8.5～9.5mm范围、孔高H为3～4mm范围。
6.根据权利要求1所述的智能恒温混水阀，其特征在于：所述温度传感器（10）与数据处理器（1）和电机（2）作电信号连接。
7.根据权利要求1所述的智能恒温混水阀，其特征在于：所述热水固定片（4-6）与冷水固定片（4-8）之间设有支架（4-7），该支架（4-7）的截面呈工字形，密封固定在阀体（8）内壁并形成混水腔（9），热水固定片（4-6）紧贴固定在支架（4-7）左侧，冷水固定片（4-8）紧贴固定在支架（4-7）右侧，支架（4-7）左侧部开有与第3扇形通孔（4-6-1）大小和形状相同且互相贯通的第5扇形通孔（4-7-1），支架（4-7）右侧部开有与第4扇形通孔（4-8-1）大小和形状相同且互相贯通的第6扇形通孔（4-7-2），所述支架（4-7）套在所述阀杆（4-1）上并作转动连接。
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