CN108369426B - 用于控制待混合的热流体和冷流体的恒温阀芯 - Google Patents

Abstract

阀芯(1)包括基座(4)，其限定基座轴线(X‑X)，基座的外围面(6)以基座轴线(X‑X)为中心，并且基座包括沿基座轴线彼此跟随的第一基座部分(10)和第二基座部分(20)，第一基座部分(10)界定用于待混合的冷流体和热流体中的第一流体的第一入口孔(13)以及用于第二流体的第二入口孔(14)，而第二基座部分界定用于冷流体和热流体的混合物的出口孔。

Description

用于控制待混合的热流体和冷流体的恒温阀芯

【技术领域】

本发明涉及一种用于控制待混合的热流体和冷流体，特别是在卫生设施内的热水和冷水的恒温阀芯。

【背景技术】

这种阀芯包括基座，在离开基座之前热流体和冷流体在基座中循环直至在其中被混合。该基座被设计为安装在龙头内或更一般地在卫生设备内，卫生设备被供应有热流体和冷流体并输送这些流体的混合物：因此基座关于其形状和尺寸两者具有受限的外部几何形状，因为它必须适应专用于安装基座的该卫生设备的主体的内部空间。典型地，基座具有带圆形基座的圆柱形外部几何形状，圆形基座的直径例如在35mm和40mm之间。考虑到由其外部几何形状限定的基座的中心轴线垂直地延伸，本发明检查了如下常见配置：其中流体在基座中总体从顶部到底部流动，热流体和冷流体经位于距中心轴一定距离处的分开的入口孔而通过其上侧进入它，而混合物经一般以中心轴为中心的出口孔，通过其下侧离开它。在实践中，由于供给阀芯的流体入口通常位于基座下方，所以基座也经常界定用于这些流体的立管通道，所述立管通道从中心轴线延伸一段距离，直接将基座的下侧与上侧连接：在这些立管通道的下游，流体在上述入口孔中向下输送，由此输送的流体的流率由陶瓷盘控制，陶瓷盘一般被集成到阀芯中并且被布置在基座的上部面的上方。

在基座内部，进入它的热流体和冷流体由固定到恒温元件的主体的移动滑阀控制，移恒温元件的活塞被连接到固定的基座。该滑阀和该恒温元件被同心地布置在基座的自由内部空间中，同时以基座的中心轴线为中心。滑阀在基座的自由空间内沿着该中心轴线可移动，以便使通过基座的上侧进入基座的流体的流动截面相反地变化，以便以相应的可变比例混合这些流体以在通过基座下侧离开基座之前在滑阀的下游获得沿着恒温元件的热敏部分流动的混合物。通过一般使用特设的调节机构来改变活塞相对于基座的轴向位置，恒温控制温度被设定，即平衡温度，混合物的温度被控制在平衡温度附近。甚至可能只用一个控制杆来控制这个用于控制温度的机构和用于调节输送到滑阀的热流体和冷流体的流率的部件，诸如上述陶瓷盘：在这种情况下，恒温阀芯被描述为单一控制。WO 96/26475提供了这样的一个例子。

可能通过阀芯的基座的热流体和冷流体的最大流率受到基座的不同孔口和通道的流动截面以及在基座与滑阀之间的过道的流动截面的限制，在这些过道处的压力损失是不可忽略的。在基座与滑阀之间的过道的流动截面取决于滑阀在其极高位置和极低两个位置之间的行程，在该两个位置的每个位置中，热流体和冷流体之一的流动完全关闭，以利于其它流体的最大流率：在实践中，该行程在标准尺寸的阀芯内大约为一毫米或更小，并且在不失去对混合物的温度的控制质量的情况下不能被增加。基座与滑阀之间的通道的流动截面还取决于这些过道的径向尺寸，其直接遵从于滑阀的外直径。最后，基座与滑阀之间的过道的流动截面取决于这些通道的外围尺寸，其与滑阀周围的这些过道的跨度直接相关：为了防止滑阀的外围部分接收热流体和冷流体，以上引用的WO 96/26475已经提出在阀芯的基座内部挖空上部和下部外围槽，从而可以将流体分配到绕滑阀周围，用于热流体和冷流体的入口孔分别开通在这些槽中。然而，在实践中，这种解决方案倾向于显着地减小基座的内部自由空间的直径，以利于基座的厚度以在其中挖空上述槽，这极大地限制了滑阀的外直径并因此限制了可以由该滑阀控制的最大流体流率。此外，该解决方案实施起来很昂贵，因为制造基座是复杂的：在基座是通过模制塑料材料制成的情况下，模芯必须具有大直径以容纳对于上述槽的成型至关重要的可收缩销的存在，以及它们与热流体和冷流体入口孔的接合。

最近，WO2014/135614提出，并不通过仅由基座限定的两个凹槽，而是同时通过由滑阀的专用部分而部分地界定的上部分配通道和下部分配通道来分配滑阀周围的热流体和冷流体，下部分配通道部分地由固定地附接在基座的出口孔中的部分、特别是由与恒温元件相关联的复位弹簧支承的部分所界定。基座的模制约束因此被减小，同时可以避免用于这些分配通道的模制剥离的底切：因此可以生产以沿轴向剥离的单件形式的基座，而没有在模芯中使用可伸缩销。这种解决方案使得有可能导致较大的流率通过基座流到滑阀，但是后者的外直径仍然受限，特别是由于供应下部分配通道的流体进入管的存在。

【发明内容】

本发明的目的是提出一种前述类型的阀芯，其基座仍然简单并且制造成本效益高，同时使得有利于高流体流率的流动成为可能。

为此，本发明涉及用于控制待混合的热流体和冷流体的恒温阀芯，包括：

-基座，其限定基座轴线，基座的外围面以基座轴线为中心，并且基座包括沿基座轴线彼此跟随的第一基座部分和第二基座部分，第一基座部分和第二基座部分中的每个都具有与另一基座部分相对的第一轴向面，该第一基座部分界定用于冷流体和热流体中的第一流体的第一入口孔，以及用于第二流体的第二入口孔，第一入口孔和第二入口孔分开地在第一基座部分的第一面(上开通，

并且第二基座部分界定在第二基座部分的第一面上开通的用于冷流体和热流体的混合物的出口孔；

-恒温元件，其包括连接到基座的活塞和包含可热膨胀材料并定位在出口孔中的主体，活塞和主体在可热膨胀材料的膨胀的作用下可相对于彼此实质上平行于基座轴线移动；以及

-用于调节混合物的温度的滑阀，滑阀限定平行于基座轴线的滑阀轴线，滑阀具有分别朝向第一基座部分和第二基座部分的第一面的相反的第一轴向面和第二轴向面，并且滑阀被连接到恒温元件以实质上沿第一基座部分内的滑阀轴线移动，以便反比例地改变相应的用于第一流体的第一过道的流动截面和用于第二流体的第二过道的流动截面，

其中第一过道由第一入口孔供应，在滑阀轴线周围延伸同时以该滑阀轴线为中心，并且被轴向地界定于滑阀的第一面与第一基座部分之间，

并且其中第二过道由第一入口孔供应，在滑阀轴线的周围延伸同时以该滑阀轴线为中心，并且被轴向地界定于滑阀的第二面与第二基座部分之间，

其特征在于，滑阀轴线相对于基座轴线是偏移的。

在本发明的基础上的想法之一是脱离在基座与由滑阀和恒温元件形成的恒温控制组件之间的传统的同心设计。这种传统的同心设计是与技术偏见关联的，根据该技术偏见，流体通过基座的流体的流动截面只能通过相对于基座的中心轴线有规律地或甚至对称地分配流体的流通来优化。本发明通过使滑阀和恒温元件相对于基座偏心来抵制该偏见，即通过使两个平行的轴线相对于彼此偏移，即基座轴线和滑阀轴线，基座轴线由基座的外围界定并且因此受其中将安装阀芯的卫生设备的主体而限制，滑阀在恒温元件的驱动作用下沿着滑阀轴线移动，并且在滑阀与基座之间的流动过道在该轴线上居中。有理由理解本发明并不涉及本领域中隐含已知的阀芯固有的组装间隙的存在，造成基座轴线和滑阀轴线之间的不严格准确的对准，相反本发明在基座轴线和滑阀轴线之间提供了故意且预定的偏移，对于具有35mm至40mm的外直径的基座而言，该偏移例如等于几十分之一毫米。由于滑阀和基座内的恒温元件的偏心，可以优化用于热流体的入口孔和用于冷流体的入口孔的流动截面，同时增加滑阀的外直径：在这些入口孔相对于基座轴线彼此相对地定位的典型情况下，本发明使得可以将滑阀轴线朝向第一入口孔偏移，即，当我们认为基座轴线与滑阀轴线垂直并且在其上入口孔被开通的基座的面朝向上方时，供应在滑阀和基座之间的两个过道中的最高的过道的入口孔：通过这样使滑阀轴线向第一入口孔偏移并且保持第二入口孔的流动截面不变，滑阀的外直径可以增加至两倍于在滑阀轴线与基座轴线之间的偏移值，第一入口孔的流动截面的减小对第一流体的最大允许流率没有影响，因为在现有技术的同心设计中，第一入口孔的流动截面典型地相对于第二入口孔的流动截面过大，因为不同于第二入口孔，第一入口孔不需要向下延伸，而横向绕过滑阀，直到在该滑阀的下部面与基座之间通过为止。更大体上说，将被理解的是本发明使得(如果适用)可以通过重新平衡两个入口孔的流动截面来通过使滑阀相对于基座轴偏离中心而增加滑阀的外直径，在所有其它情况不变的情况下增大在该滑阀与基座之间的两个过道的流动截面，并且增加根据本发明的阀芯的最大可接受流体流率。

根据将在下文中概述的一个实施例，滑阀和恒温元件的偏心定位有利地利用了以下可能性：使得采用两个分开的部分的基座的上部和下部彼此轴向叠置并且接合界面处彼此永久地固定在一起，该接合界面是通过将基座的上部和下部的各自的朝向彼此的轴向面彼此叠置而形成的并且被设置成密封的。第二流体然后可以通过在上部基座部分与下部基座部分之间的接合处形成的分配通道而分配在滑阀周围：以这种方式，该分配通道有利地具有比基座被制成单件时大得多的流动截面。特别地，该分配通道可以是径向非常宽的，而不必担心上部基座部分的模制和剥离约束，同时理解，在将两个基座部分彼此紧固之后，该分配通道被下部基座部分轴向封闭。此外，第二入口孔还可以被提供有相对于基座轴线极大地径向偏移的位置，这允许滑阀相对于基座轴线的更大的偏心，特别是在与第二入口孔相反的方向上，并且因此滑阀外直径的可能的更大的增加。

依照根据本发明的阀芯的附加的有利特征：

-在滑阀轴线与基座轴线之间的偏移量等于基座的外围面的直径的至少一百分之一。

-第一入口孔和第二入口孔相对于基座部分轴线彼此相对，并且滑阀轴线相对于基座轴线朝向第一入口孔偏移。

-第一入口孔和第二入口孔围绕滑阀轴线并采用以该滑阀轴线为中心的方式在该滑阀轴线上延伸超过大约180°并且以完全相反的方式进行。

-第一入口孔和第二入口孔具有实质上相等的各自最小的流动截面。

-第一基座部分和第二基座部分彼此分离并且彼此固定地轴向叠置，使得分别与其第一面相反的第一基座部分和第二基座部分的相应的第二轴向面(彼此轴向地叠置并且因此包括彼此轴向上接触的相应部分，该相应部分形成在第一基座部分和第二基座部分之间的接合界面(I)，该接合界面(I)被密封并且在接合界面处在第一基座部分与第二基座部分之间形成围绕滑阀的用于第二流体的分配通道。

-第一基座部分向内具有实质上圆柱形的第一表面，第一表面以滑阀轴线为中心，第一入口孔径向开通在第一表面(上，并且第一表面界定用于在滑阀周围分配第一流体的通道，并且第一基座部分向内具有实质上圆柱形的第二表面，第二表面以滑阀轴线为中心，第二表面的直径严格大于实质上圆柱形的第一表面的直径，并且第二表面从第一基座部分的第二面轴向地朝该第一基座部分的第一面轴向延伸，同时相继地界定用于第二流体的分配通道以及第二入口孔。

-第二入口孔包括在第一基座部分的第一面上的第二入口孔的口部与用于第二流体的分配通道之间的连接部分，第二入口孔的该连接部分在径向上比所述口部距阀轴轴线更远。

-第一基座部分和第二基座部分均由塑料部分制成，并且制成形成接合界面的第一基座部分的第二面和第二基座部分的第二面的相应部分的塑料材料彼此焊接以便密封该接合界面。

-制成形成接合界面的第一基座部分的第二面和第二基座部分的第二面的塑料材料是通过激光焊接而彼此焊接的。

-形成接合界面的第一基座部分的第二面和第二基座部分的第二面设置有密封件和/或密封垫圈，以便密封该接合界面。

-用于从第二基座部分的第一面到第一基座部分的第一面的第一流体的流动通道是由第一流体的第一流动通道且由第一流体的第二流动通道而共同形成的，第一流体的第一流动通道是由第一基座部分界定的并且将第一基座部分的第一面与第二面彼此连接，第一流体的第二流动通道是由第二基座部分界定的并且将第二基座部分的第一面和第二面彼此连接，第一流体的这些第一流动通道和第二流动通道在接合界面处彼此直接连接同时彼此接通，并且用于从第二基座部分的第一面到第一基座部分的第一面的第二流体的流动通道是由第二流体的第一流动通道且由第二流体的第二流动通道而共同形成的，第二流体的第一流动通道是由第一基座部分界定的并且将第一基座部分的第一面和第二面彼此连接，第二流体的第二流动通道是由第二基座部分界定的并且将第二基座部分的第一面和第二面彼此连接，第二流体的这些第一流动通道和第二流动通道在接合界面处彼此直接连接同时彼此接通。

-接合界面(I)横向于轴线(X-X)。

-接合界面(I)实质上是平面的并且实质上垂直于轴线(X-X)而延伸。。

【附图说明】

当阅读仅作为示例提供并参照附图做出的下面的描述时，将更好地理解本发明，其中：

-图1是根据本发明的恒温阀芯的分解透视图；

-图2是从另一个视角示出了阀芯的底部的类似于图1的视图；

-图3是图1的阀芯在经组装的状态下的部分纵向截面图；

-图4至图6分别为沿着图3的线IV-IV、图3的线V-V和图4的线VI-VI的截面图；以及

-图7是只显示了阀芯的底部的类似于图3的视图。

【具体实施方式】

图1至图7示出了沿着主轴线X-X布置的恒温阀芯1。该阀芯适合用于装备混合热水和冷水的龙头(未在各图中示出)，或者更一般地用于装备卫生设施。

为了方便起见，描述的剩余部分是相对于轴线X-X而定向的，考虑到术语“上”和“顶”等对应于朝向图3，6和7的上部部分的轴向方向，而术语“下”和“底”等对应于相反的意义上轴向。

恒温阀芯1包括上部壳体2和下部基座4，在阀芯的经组装的状态下，上部壳体2和下部基座4彼此固定地组装。

基座4具有大体圆柱形的外部形状，同时具有以轴线X-X为中心的且为圆柱形的外围面6。轴线X-X因此是由基座的外围限定的并且因此可以被描述为基座轴线。在这里考虑的示例中，基座4的圆柱形外部面6具有圆形基座。

如在图1至3，6和7中清楚地示出的，这里考虑的基座4主要包括沿着轴线XX一个在另一个上方布置的两个分开的部分，即，上部部分10和下部部分20。在各图中示出的示例实施例中，圆柱形外部面6分布在基座的上部10和下部20上，注意到在未示出的替代方案中，仅上部部分10可以界定基座的外围。在所有情况下，基座部分10和20中的每个都具有上部外部面10A，20A以及与上部外部面轴向相对的下部外部面10B，20B。在阀芯1的经组装的状态下并因此在基座4的经组装的状态下，基座部分10和20在轴向上叠置以便在彼此之上固定，上部部分10的下部面10B覆盖下部部分20的上部面20A，同时与后者直接接触。因此，如在图3，图6和图7中清楚地示出的那样，上部部分10的下部面10B和下部部分20的上部面20A彼此轴向压靠，使得该面10B的一部分和该面20A的一部分彼此轴向接触并因此在基座部分10与20之间形成接合界面I。该接合界面I相对于轴线XX横向地延伸。在附图中考虑的示例实施例中，该界面I本质上垂直于轴线X-X延伸，基座部分10的下部面10B的彼此接触的相应部分和基座部分20的上部面20A是平面的并垂直于轴线X-X而延伸。

如下文将更详细解释的那样，因为热水和冷水在下部部分20的下部面20B与上部部分10的上部面10A之间流动通过基座，接合界面I被设置成密封的，因为在基座部分10的下部面10B与基座部分20的上部面20A之间的材料接触区域是密封的，同时阻止流体通过这些接触区域。换言之，形成空间10B和20A的界面I的相应的部分彼此密封接触，流体不能经由这些部分的接触界面在基座部分10和20之间流动。用于密封该界面I的一种可能性是附接轴向夹持在基座部分10和20之间的平坦密封件。限制在轴线X-X的方向上的体积的另一种解决方案是通过在基座部分10与20之间的材料连接来完成该密封。在实践中，在基座部分10与20之间的这种材料连接是通过胶水或者优选通过将基座部分10和20彼此焊接在一起而完成的：因此，根据一个优选实施例，基座部分10和20各自由塑料一体制成并且在它们的密封接合界面处被焊接，特别是激光焊接，这些基座部分10和20之一的塑料材料是透明的，而另一个的塑料材料在所使用的焊接激光的波长处是不透明的。当然，可以考虑除激光焊接之外的各种技术，以便在其接合界面I处将构成塑料部分的塑料材料直接彼此焊接，该塑料部分分别构成基座部分10和20。

如在图1,2,4,5和6中清楚地示出的那样，上基座部分10在其整个轴向尺寸上界定了冷水流动通道11和热水流动通道12，这些通道中的每个将基座部分10的上部面10A和下部面10B彼此连接，同时在这些上和下部面上开通。同样地，如图1,2和6中清楚地示出的那样，下基座部分20在其整个轴向尺寸上界定冷水流动通道21和热水流动通道22，这些通道中的每个将基座部分20的上部面20A和下部面20B彼此连接，同时自由地开通在这些上部面和下部面上。如图6中所示出的那样，在基座4的经组装的状态下，冷水流动通道11和21通过接合界面I彼此直接连接，同时在该界面I的轴向处彼此接通。对于热水流动通道12,22也是同样的。换句话说，在基座4的经组装的状态下，基座部分20的下部面20B与基座部分10的上部面10A之间的冷水流动通道是由通道11和21共同形成的，同时相继地由基座部分20和10界定，同时轴向穿过接合界面I。同样地，在表面20B与10A之间的热水流动通道由通道12和22共同形成，同时相继地由基座部分20和10界定，并且在轴向上穿过接合界面I。

如图2和图7清楚地示出，上基座部分10还界定了一个自由的内部空间V10，其被轴线X-X穿过同时以与该轴线X-X分开的轴线Z-Z为中心。轴X-X和Z-Z彼此平行并相对彼此偏移，它们的偏移，即，在垂直于它们的平面上分离它们的距离，在图4和图5中被表示为d。在任意一侧上并与该内部空间V10分开，基座部分10进一步界定冷水入口孔13和热水入口孔14，冷水入口孔13和热水入口孔14在它们的上端处各自都在基座部分10的上部面10A上开通，而在它们的下端，这些入口孔13和14在内部空间V10中开通，入口孔14的下端是在轴向上低于入口孔13的下端而定位的，如在图3,图6和图7中所示出的那样。

流动通道11和12以及入口孔13和14被定位在基座部分10内以便不直接彼此连通。为了限制其布置的约束并且便于流动通过基座部分10，流动通道11和12优选地相对于轴线X-X彼此相对。对于入口孔13和14而言同样如此，附加地注意到，由于稍后出现的原因，轴线Z-Z则有利地相对于轴线X-X朝向入口孔13偏移，如图3至图7中清楚地示出的那样。

下基座部分20反过来界定出混合出口孔23，其基本上居中于轴线Z-Z的，并将基座部分20的上部面20A和下部面20B彼此连接，同时在这些上部面和下部面上开通。如图2和图6中清楚地示出的那样，流动通道21和22以及出口孔23位于基座部分20内，以便彼此不直接连通。

基座部分10的内部空间V10在基座部分10的下部面10B上向下开通，使得在基座4的经组装的状态下，该内部空间V10通过接合界面I直接连接到基座部分20的出口孔23，该空间V10和该出口孔23在轴线Z-Z上以居中的方式彼此直接地接通。

在使用过程中，一方面流动通道11和21以及另一方面流动通道12和22被设置成分别从下基座部分20的下部面20B供应冷水和热水，如图6中箭头F1和C1所示。附加地，如稍后更详细地提到的那样，在通过其上基座部分10的上部面10A而离开基座4并流入壳体2内部之后，该冷水和该热的水从壳体2的内部朝向基座部分10的上表面10A向后翻转，以便分别供应入口孔13和14，如图3和图6中的箭头F2和C2所示。分别在入口孔13和14中向下流动的冷水和热水接下来供应基座部分10的内部空间V10，在内部空间V10中它们以混合水的形式进行混合，如图3和图6中的箭头M所示，通过接合界面I从内部空间V10流到出口孔23。冷水和热水的混合物然后离开基座4，同时朝出口孔23的底部排出。

有利地，特别是为了使分别在入口孔13和14中流动的冷水和热水流量最大化，这些入口孔13和14各自围绕轴线Z-Z延伸超过约180°，同时彼此在直径方向上相对，如清楚地在图4和图5中所示。

如在图2,3,6和7中所示，基座部分10的内部空间V10在轴线Z-Z的方向上是台阶状的，而在其下部分中比在其上部分中更加在直径方向上延伸。更具体地说，内部空间V10在其上部分中是由基本上呈圆柱形的表面15界定的，该圆柱形表面15以轴线Z-Z为中心，该圆柱形表面15具有圆形的底，并且从属于基座10上部部分的壁16的下表面的外围在轴向上向下延伸，该壁16轴向向上地封闭内部空间V10。如图3和图6的右部分中所示，该圆柱形表面15围绕轴线Z-Z延伸超过360°，同时围绕该轴线被冷水入口孔13的下口部中断。如在图2和图5中清楚可见的那样，在各图中所考虑的示例中，与入口孔13的入口相对，表面15的上部具有部分15.1，该部分15.1具有比表面15的其余部分更小的半径。

在其下部，内部空间V10是由圆柱形表面17界定的，该圆柱形表面17以轴线Z-Z为中心，该圆柱形表面17具有圆形的底并且具有严格大于圆柱形表面15的直径的直径。在各图中所考虑的示例实施例中，圆柱形表面15和17通过阶梯状的壁18彼此连接，阶梯状的壁18在其与圆柱形表面17连接的外围部分中有利地是向上挖空的。在轴线Z-Z的方向上，圆柱形表面17向下延伸到基座部分10的下部面10B，该圆柱形表面17在基座部分10的下表面10B上出现。围绕轴线Z-Z，圆柱形表面17延伸超过360°，有利地，在不被热水入水口孔14在内部空间V10中的热水入口孔14的口部处阻断的情况下：实际上，该入口孔14主要或甚至像这里一样仅仅在内部空间V10的下部在轴向上开通，圆柱形表面17轴向地向上延伸以界定出壁和入口孔14，径向上距轴线Z-Z最远，如在图2,图3和图5中清楚地示出的那样。

在描述阀芯1的其它部件之前，将注意到基座部分10的内部空间V10的阶梯形状允许通过模制塑料，特别是注塑塑料来容易地获得该基座部分10。事实上，在通过模制来制造该基座部分10期间，可以有利地提供模芯以占据内部空间V10，使得在不使用可伸缩的模制销的情况下，基座部分10的剥离由对核心进行相对向下平移而构成，该剥离特别容易而没有任何底切。

此外，如图3，图6和图7中清楚地示出的那样，圆柱形表面17的直径严格大于出口孔23的直径，特别是在基座部分20的上部面20A上的出口孔23的出口的直径。因此将理解的是，在基座4的经组装的状态下，圆柱形表面17的下端通过基座部分20的上部面20A的实心部分连接到出口孔23。

阀芯1还包括滑阀30，如图3,图5和图6中清楚地示出的那样，滑阀30具有大体上管形形状，该管形形状具有圆形的底并以轴线为中心，在该阀芯的组装状态中，该轴线与轴线Z-Z对准，后者也能够被描述为滑阀轴线。该滑阀30具有上部外部面30A和下部外部面30B，以及横向外部面30C，横向外部面30C将上部面30A和下部面30B彼此连接。该侧面30C实质上是圆柱形的，同时以轴线Z-Z为中心并具有圆形的底，其直径实质上等于基座部分10的圆柱形表面15的直径。在该侧面30C内，外围槽被挖空，在外围槽中接收密封垫圈31。

滑阀30被安装在基座4上，更具体地说被安装在基座部分10的内部空间V10内，可在两个极限位置之间沿着轴线Z-Z移动，即：

-极高位置，其中滑阀30的上部面30A抵靠固定到基座部分10上同时以轴线Z-Z为中心的座19上，并且座19的外部由离开入口孔13的冷水供应，注意到在这里考虑的示例实施例中，该座19是由基座部分10的上壁16的下表面界定的；和

-极低位置，其中滑阀30的下部面30B抵靠固定到基座部分20同时以轴线Z-Z为中心的座24，并且座24的外部由离开入口孔14的热水供应，注意到在这里考虑的示例实施例中，该座24是由基座部分20的上部面20A界定的，同时被设置为从该上部面20A的其余部分在轴向上向上突出。

将滑阀30的相反面30A和30B彼此分开的总轴向尺寸小于将座19和24彼此分开的轴向距离。因此，当滑阀30处于其极低的位置时，滑阀通过以滑阀的下部面30B的外围边带的轴线Z-Z为中心的同心轴向支撑抵靠座24，将座24内的热水进口关闭，同时最大程度地打开以轴线Z-Z为中心且在滑阀30的上部面30A与座19之间轴向界定的冷水过道F3。相反地，当滑阀处于其极高位置时，滑阀通过以滑阀的上部面30A的外围边带的轴线Z-Z为中心的同心轴向支撑抵靠座19，关闭座19内部的冷水进口，同时最大程度地打开以轴线Z-Z为中心并且在滑阀30的下部面30B与座24之间轴向地界定的热水过道C3。当然，取决于滑阀30在其上部极限位置和下部极限位置之间沿轴线X-X的位置，冷水通道F3和热水通道C3的相应流动截面相反地变化，这意味着在座19和24内部允许的冷水和热水的量是由滑阀30根据其轴向位置以相反的相应比例来控制的。在图3和图6中，阀芯30占据在其上部极限位置与下部极限位置之间的中间轴向位置。

通过使轴线Z-Z相对于轴线X-X朝向入口孔13偏移，滑阀30的外直径可以被最大化，特别是在滑阀30的上部面30A和下部面30B的外围边带处，其分别与座19和24一起界定了过道F3和C3。因此，特别是与其中轴线X-X和Z-Z对准的现有技术的阀芯相比，在不改变入口孔14的位置和尺寸的情况下，滑阀30的外直径可以增加到轴线X-X与Z-Z之间的偏移值d的两倍，注意到该值d有利地设置为达到基座4的外围面6的直径的至少一百分之一，甚至更多。如在本文开头所解释的那样并考虑到前面所述内容，被理解的是通过增加滑阀的外直径，增加了过道F3和C3的径向直径，并因此增加了这些通道的流动截面。作为非限制性示例，对于其外围面6具有35mm的直径的阀芯1的测试，偏移d以0.5mm的值执行：滑阀30的外直径能够相对于其中轴线X-X和Z-Z对准的现有技术的阀芯内的其值增加1mm，由此将通过阀芯1的最大可接受流率增加约10％。

还将注意的是，滑阀的偏心和直径上的增加可能导致入口孔13的流动截面减小，然而，就最大允许的流率而言，这对于阀芯1的性能并不是有害的，因为就径向尺寸而言该孔13比孔14受到更少的约束，因为孔14必须绕过滑阀30以连接下部过道C3，而孔13直接连接过道F3。在实践中，由于直径上的增加和滑阀30的偏移而导致的在入口孔13和14的相应流动截面之间的这种“重新平衡”可以被执行，直到孔13和14的相应的最小流动截面为实质上彼此相等为止。

有利的是，座19和24以及因此分别与这些座相关联的滑阀30的上部面30A和下部面30B的外围边带具有实质上相等的相对直径，这限制了滑阀的上部面30A和下部面30B之间的压力差。

为了确保滑阀30的可动组件在基座部分10的内部空间V10中引导，滑阀的侧面30C在圆柱形表面15内部是以实质上经调整的方式而接收的，其中密封垫圈31的径向介入以防止来自滑阀上游的冷水与热水之间的任何混合。此外，为了使阀座19内允许的冷水能够到达阀座24内允许的热水并与阀座24内允许的热水进行混合，然后形成从滑阀30下游流出到出口孔23的上述冷水和热水混合物，滑阀30向内界定一个或多个流动过道32，该述流动通道32将滑阀30的上部面30A和下部面30B彼此连接。在图5和图6中可见的这个或这些流动通道32并不对本发明进行限制，并且因此将不会进行更详细地描述。

在滑阀30抵靠基座部分10的圆柱形表面15的滑动且紧密的支撑区域的下方，来自入口孔14的热水经由通道C4供应座24，用于围绕滑阀30分配热水。该热水分配通道C4实质上在在基座部分10和20之间的接合界面I的轴向处形成：在各图中考虑的示例实施例中，分配通道C4向下是由基座部分20的上部面20A界定的，更具体地，由从圆柱形表面17的下端相对于轴线Z-Z径向延伸到座24的该面20A的实心部分界定的，而向上，分配通道C4被界定为在基座10的下部面10B中的挖空，更具体地，是由圆柱形表面17以及由台阶状壁18界定的。因此，在入口孔14中流动的热水流入热水分配通道C4，同时由于圆柱形表面17围绕轴线Z-Z延伸超过360°的实施，在入口孔中流动的热水被分配在滑阀30周围，从而将来自热水过道C3的供给分配到滑阀的整个外围上。因为圆柱形表面17的直径的尺寸可以具有较大值，在基座4已经制成单件时不受制造困难的约束，所以将被理解的是在分配通道C4中的用于热水的过道截面可以设置得特别大，由此有利于高热水流率的水流通过基座4。

在前述考虑的扩展中，由于热水入口孔14主要或甚至仅仅轴向地开通在分配通道C4中，同时是由具有大直径的圆柱形表面17界定的，因此将被理解的是有利地，该入口孔14还具有用于热水的大的通道截面，同时特别远离轴线Z-Z。在实践中，如在附图中考虑的示例性实施例中那样，入口孔14的将其上口连接到分配通道C4的主要部分14.1可以比其上口在径向上更远离轴线Z-Z，其上口部的径向位置能够受到基座部分10的上部面10A上的密封元件的存在的约束和/或受该上部面10A与壳体2的内部结构的连接特性的约束。在这种情况下，有利的选择是，基座部分10向内具有表面14.2，该表面14.2在入口孔14的上口和该入口孔14的主要部分14.1之间使热水流转向。

根据在各图中考虑的示例实施例中实现的一个有利的可选布置，用于在滑阀30周围分配冷水的通道F4可以设置在滑阀30的抵靠基座部分10的圆柱形表面15的滑动且密封的支撑区的上方。如图3和图6清楚地示出的那样，该分配通道F4是由圆柱形表面15的上部分和滑阀30的侧面30C的上部分共同界定的，该分配通道F4的侧面30C有利地被挖空，如在FR2,983,985中所解释的那样，读者可以参考其更多细节。有利地，如图5所示，该分配通道F4围绕轴线Z-Z延伸超过360°，同时被与该通道F4中的孔13的出口相对的表面15的部分15.1轻微地阻塞。

为了驱动滑阀30的运动并由此控制其轴向位置，恒温阀芯1还包括恒温元件40，恒温元件40在阀芯的经组装的状态下以轴线Z-Z为中心的主体41被稳定地固定到滑阀30。该主体包含可热膨胀的材料，该材料在来自沿主体41从滑阀30的下游流动的热水和冷水的混合物的热量的作用下，延伸并引起恒温元件40的活塞42沿轴线Z-Z的以平移的相对运动，该活塞42本身在阀芯的经组装的状态下也是实质上以轴线Z-Z为中心的。

与主体41相对的活塞42的末端部分，换句话说活塞42的上部末端部分是通过机械组件50而连接到基座4的，该机械组件50被容纳在壳体2内并且以已知的方式，其能够独立于主体41的相对位置而调节活塞42相对于基座4的轴向高度：这意味着该机械组件50被设计成通过调节恒温平衡温度(混合物温度受控在恒温平衡温度周围)来控制离开基座4的冷水和热水的混合物的温度。由于机械组件50的实施例不限制于本发明，所以该机械组件50未在各图中详细示出，并且在此不再详细描述。然而注意到，在各图中考虑的示例实施例中，该机械组件50有利地适用于还通过调节(典型地使用陶瓷盘)使冷水流动通道11与冷水入口孔13连通的布置以及使热水流动通道12与热水入口孔14连通的布置来控制离开基座4的冷水和热水的混合物的流率。优选地并且还是针对在附图中所考虑的示例实施例的情况，机械组件50包括允许使用者控制混合物的流率和温度的单个控制杆51。在这方面，读者可以参考例如现有技术文献WO 2010/072966和WO 2015/052098。

阀芯1还包括压缩弹簧60。该弹簧60作用在滑阀30上，以便对抗活塞42相对于恒温元件40的主体41的展开，同时该弹簧60轴向地插入在该滑阀和基座4之间，更具体地说，在该滑阀与通过出口孔23的下口部而固定地连接到基座部分20的零件70之间。

当然，本发明并不限于至此描述和说明的实施例，并且可以考虑各种替代方案和选项。作为示例：

-不是从基座部分20的上部面20A突出，座19可以被设置为与该上部面20A的其余部分实质上齐平；在此情况下，滑阀30的下部分通过例如截头圆锥形并向下分叉的特设壁而延伸，该特设壁的下端可与用于开关热水过道C3的座进行配合；

-不是围绕轴线X-X延伸超过360°，热水分配通道C4可具有较小的周向范围，以损害滑阀30周围的热水分配；对于冷水分配通道F4而言也是如此；和/或

-不是像至此概述的部分10和20一样将基座4制成两个部分，在未示出的替代方案中，基座4可以像WO 2014/135614中一样制造，即，包括主体和其固定地连接到该主体的附接部分，并且如果适用的话，与阀芯的恒温元件关联的复位弹簧支撑抵靠该附接部分；在这种情况下，分别由上面考虑的基座4的部分10和20提供的流体流动，从功能性视角来看是由上述主体的上部分并由该主体的其余部分形成的组件以及上述附接部分而提供的。

Claims (14)

1.一种用于控制待混合的冷流体和热流体的恒温阀芯(1)，包括：

-基座(4)，其限定基座轴线(X-X)，基座的外围面(6)以基座轴线(X-X)为中心，并且基座(4)包括沿基座轴线彼此跟随的第一基座部分(10)和第二基座部分(20)，第一基座部分和第二基座部分中的每个都具有与另一基座部分相对的第一面(10A，20B)，

该第一基座部分(10)界定用于冷流体和热流体中的第一流体的第一入口孔(13)以及用于第二流体的第二入口孔(14)，第一入口孔和第二入口孔分开地在第一基座部分的第一面(10A)上开通，

并且第二基座部分(20)界定在第二基座部分的第一面(20B)上开通的用于冷流体和热流体的混合物的出口孔(23)；

-恒温元件(40)，其包括连接到基座的活塞(42)和包含可热膨胀材料并定位在出口孔中的主体(41)，活塞和主体在可热膨胀材料的膨胀的作用下可相对于彼此平行于基座轴线(XX)移动；以及

-用于调节混合物的温度的滑阀(30)，滑阀(30)限定平行于基座轴线(X-X)的滑阀轴线(Z-Z)，滑阀(30)具有分别朝向第一基座部分和第二基座部分的第一面(10A，20B)的相反的第一面(30A)和第二面(30B)，并且滑阀(30)被连接到恒温元件以沿第一基座部分内的滑阀轴线(Z-Z)移动，以便反比例地改变相应的用于第一流体的第一过道(F3)的流动横截面和用于第二流体的第二过道(C3)的流动截面，

其中第一过道(F3)在滑阀轴线(Z-Z)周围延伸，以滑阀轴线为中心，并且被轴向地界定于滑阀(30)的第一面(30A)与第一基座部分(10)之间，第一过道(F3)供应有来自第一入口孔(13)的第一流体，

并且其中第二过道(C3)在滑阀轴线(Z-Z)的周围延伸，以滑阀轴线为中心，并且被轴向地界定于滑阀的第二面(30B)与第二基座部分(20)之间，第二过道(C3)供应有来自第二入口孔(14)的第二流体，

其特征在于，滑阀轴线(Z-Z)相对于基座轴线(X-X)是偏移的，以便限定在滑阀轴线与基座轴线之间的预定的偏移量(d)。

2.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述预定的偏移量(d)等于基座(4)的外围面(6)的直径的至少一百分之一。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的阀芯，其特征在于，第一入口孔(13)和第二入口孔(14)相对于基座轴线(X-X)彼此相对，并且滑阀轴线(Z-Z)相对于基座轴线(X-X)朝向第一入口孔(13)偏移。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的阀芯，其特征在于，第一入口孔(13)和第二入口孔(14)以滑阀轴线为中心，围绕滑阀轴线(Z-Z)延伸超过180°，并且是完全相反的。

5.根据权利要求1或2所述的阀芯，其特征在于，第一入口孔(13)和第二入口孔(14)各自具有流动横截面，各流动横截面具有相等的值。

6.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于，第一基座部分(10)和第二基座部分(20)彼此分离并且彼此固定地轴向叠置，使得分别与其第一面(10A，20B)相反的第一基座部分和第二基座部分的相应的第二面(10B，20A)彼此轴向地叠置并且因此包括彼此轴向上接触的相应部分，该相应部分形成在第一基座部分和第二基座部分之间的接合界面(I)，该接合界面(I)被密封并且在接合界面(I)处在第一基座部分与第二基座部分之间形成围绕滑阀(30)的用于第二流体的分配通道(C4)。

7.根据权利要求6所述的阀芯，

其特征在于，所述第一基座部分(10)向内具有圆柱形的第一表面(15)，第一表面(15)以滑阀轴线(Z-Z)为中心，第一入口孔(13)径向开通在第一表面(15)上，并且第一表面(15)界定用于在滑阀(30)周围分配第一流体的通道(F4)，

并且第一基座部分(10)向内具有圆柱形的第二表面(17)，第二表面(17)以滑阀轴线(Z-Z)为中心，第二表面(17)的直径严格大于圆柱形的第一表面(15)的直径，并且第二表面(17)从第一基座部分(10)的第二面(10B)轴向地朝该第一基座部分的第一面(10A)轴向延伸，同时相继地界定用于第二流体的分配通道(C4)以及第二入口孔(14)。

8.根据权利要求6或权利要求7所述阀芯，其特征在于，第二入口孔(14)通过第二入口孔的口部开通在第一基座部分(10)的第一面(10A)上，并且第二入口孔(14)包括在所述口部与用于第二流体的分配通道(C4)之间的连接部分(14.1)，第二入口孔(14)的连接部分(14.1)在径向上比所述口部距阀轴轴线(Z-Z)更远。

9.根据权利要求6所述的阀芯，其特征在于，第一基座部分(10)和第二基座部分(20)均由塑料部分制成，并且制成形成接合界面(I)的第一基座部分(10)的第二面(10B)和第二基座部分(20)的第二面(20A)的相应部分的塑料材料彼此焊接以便密封该接合界面。

10.根据权利要求9所述的阀芯，其特征在于，制成形成接合界面(I)的第一基座部分(10)的第二面(10B)和第二基座部分(20)的第二面(20A)的塑料材料是通过激光焊接而彼此焊接的。

11.根据权利要求6或权利要求7所述的阀芯，其特征在于，形成接合界面(I)的第一基座部分(10)的第二面(10B)和第二基座部分(20)的第二面(20A)设置有密封件，以便密封该接合界面。

12.根据权利要求6或权利要求7所述的阀芯，其特征在于，用于从第二基座部分(20)的第一面(20B)到第一基座部分(10)的第一面(10A)的第一流体的流动通道是由第一流体(11)的第一流动通道且由第一流体(21)的第二流动通道而共同形成的，第一流体(11)的第一流动通道是由第一基座部分(10)界定的并且将第一基座部分的第一面(10A)与第二面(10B)彼此连接，第一流体(21)的第二流动通道是由第二基座部分(20)界定的并且将第二基座部分的第一面(20B)和第二面(20A)彼此连接，第一流体(11,21)的这些第一流动通道和第二流动通道在接合界面(I)处彼此直接连接同时彼此接通，

并且用于从第二基座部分的第一面到第一基座部分的第一面的第二流体的流动通道是由第二流体(12)的第一流动通道且由第二流体(21)的第二流动通道而共同形成的，第二流体(12)的第一流动通道是由第一基座部分(10)界定的并且将第一基座部分的第一面和第二面彼此连接，第二流体(21)的第二流动通道是由第二基座部分(20)界定的并且将第二基座部分的第一面和第二面彼此连接，第二流体(12,22)的这些第一流动通道和第二流动通道在接合界面(I)处彼此直接连接同时彼此接通。

13.根据权利要求6或权利要求7所述的阀芯，其特征在于，接合界面(I)横向于轴线(X-X)。

14.根据权利要求6或权利要求7所述的阀芯，其特征在于，接合界面(I)是平面的并且垂直于轴线(X-X)而延伸。

Images