CN108431717A - 龙头 - Google Patents

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CN108431717A CN201680067445.9A CN201680067445A CN108431717A CN 108431717 A CN108431717 A CN 108431717A CN 201680067445 A CN201680067445 A CN 201680067445A CN 108431717 A CN108431717 A CN 108431717A
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Abstract

一种混合阀(1)包括主体(5)，该主体在前端和后端之间在第一方向上延伸。所述主体(5)限定容积(5a)；恒温筒(15)被接纳在所述容积(5a)中，并且隔膜阀(21)被接纳在所述容积(5a)中，位于所述恒温筒(15)和所述主体(5)的所述后端之间。所述隔膜阀(21)能响应于推动操作式控制构件(23)的致动而进行操作，以控制水从所述混合阀(1)的流出。

Description

龙头
本发明涉及龙头。具体地而非排他性地，本发明涉及包含隔膜阀的混合阀，该隔膜阀能被推动操作式控制构件触发。本发明还涉及一种双重控制器。具体地而非排他性地，本发明涉及具有推动操作式控制构件和能独立操作的可旋转控制构件的双重控制器。
机械混合器阀是在不需要电力供应而操作的情况下混合热水和冷水的阀。它们可用于例如淋浴器。通常，机械混合器允许用户控制水从阀的流出以及水的温度。在一些布置中，设置用于控制温度和流动的单个可旋转控制构件。在其他布置中，设置用于独立控制温度和流动的单独的可旋转控制构件。
然而，人们越来越关注能够诸如用按钮进行简化操作，以便使用。为了实现按钮控制，与对按钮操作的产品期望的相比，已知方法的使用将需要高的输入力和/或行程长度。
因此，需要具有集成的流动和温度控制的混合阀，其中，在控制构件的推动下控制流动。还需要允许可旋转控制构件独立于推动式控制构件进行操作的双重控制器。
根据本发明的第一方面，提供了一种混合阀，所述混合阀包括：主体，该主体在前端和后端之间在第一方向上延伸，所述主体限定容积；恒温筒，该恒温筒被接纳在所述容积中；以及隔膜阀，该隔膜阀被接纳在所述容积中，位于所述恒温筒和所述主体的所述后端之间，其中，所述隔膜阀能响应于推动操作式控制构件的致动而进行操作，以控制水从所述混合阀的流出。
可以是，所述恒温筒的内端或后端设置有与所述主体的所述后端分隔开的出口，并且所述隔膜阀设置在所述恒温筒的所述出口处，以控制水从所述恒温筒的所述出口向着混合阀出口的流动。
可以是，所述隔膜阀包括隔膜阀构件，所述隔膜阀构件能响应于所述隔膜阀构件两侧的压力差而朝向和背离所述恒温筒的所述出口移动。
可以是，当所述隔膜阀关闭时，所述隔膜阀构件与阀座接合而关闭所述恒温筒的所述出口，以防止水从所述恒温筒的所述出口向着所述混合阀出口的流动。
可以是，当所述隔膜阀打开时，所述隔膜阀构件与阀座脱离而打开所述恒温筒的所述出口，以允许水从所述恒温筒的所述出口向着所述混合阀出口的流动。
可以是，所述隔膜阀构件包括柔性隔膜。所述隔膜可由弹性材料制成。所述隔膜可包括卷边隔膜。所述隔膜可包括支撑构件。所述支撑构件可由弹性材料制成。
可以是，所述隔膜将在所述隔膜的第一侧的出口室与在所述隔膜的第二侧的控制室分开。所述出口室可与所述混合阀出口流体连通。可以是，所述隔膜可控制水从所述恒温筒的所述出口向着所述出口室的流动。
可以是，所述隔膜阀包括所述出口室和所述控制室之间的泄放路径。所述泄放路径可由所述隔膜中的泄放孔提供。所述隔膜阀可被配置成使得所述隔膜在打开位置不密封所述泄放路径。例如，所述隔膜的下侧可设置有或者接合被配置成保持所述泄放路径打开的止动件或类似装置。
可以是，引导构件被布置成引导所述隔膜的移动，使得所述移动在所述隔膜阀的打开位置和关闭位置之间基本上是线性的。所述引导构件可被接纳在所述泄放孔中。所述泄放孔可布置在所述隔膜的中心。所述引导构件可包括销。
可以是，设置用于限制为打开所述隔膜阀所述隔膜进行的移动的装置，以便控制从所述恒温筒的所述出口向着所述混合阀出口流动的水的流量。
可以是，旁路响应于所述推动操作式控制构件的致动而控制水从所述控制室向着所述出口室的流动，以控制用于打开和关闭所述隔膜阀的在所述隔膜两侧的压力差。在一些实施方式中，所述旁路和所述推动操作式控制构件是所述混合阀的一部分。在其他实施方式中，所述旁路和所述推动操作式控制构件被配置用于所述混合阀的远程操作。
可以是，所述控制室与所述旁路的入口连通，并且所述出口室与所述旁路的出口连通。所述旁路包括旁通阀，所述旁通阀控制水从所述旁路的所述入口向着所述旁路的所述出口的流动。
可以是，当所述旁通阀关闭时，所述旁路的所述入口和所述出口被隔离以防止水从所述控制室向着所述出口室的流动。
可以是，当所述旁通阀打开时，所述旁路的所述入口和所述出口被连接以允许水从所述控制室向着所述出口室的流动。
可以是，所述旁通阀包括旁通阀构件，所述旁通阀构件能在防止穿过所述旁路的流动的关闭位置和允许穿过所述旁路的流动的打开位置之间移动。
可以是，所述旁通阀构件能响应于所述推动操作式控制构件的致动而在所述关闭位置和所述打开位置之间移动。
可以是，所述旁通阀构件被诸如弹簧的偏压装置推动到所述关闭位置和所述打开位置中的一者。
可以是，所述旁通阀构件被接纳在所述混合阀的所述主体的至少一部分内的旁路室中。
可以是，所述旁路室位于所述主体的所述前端和所述后端之间，与所述容积相邻。
可以是，用于致动所述旁通阀的所述推动操作式控制构件设置在所述主体的所述前端。所述推动操作式控制构件可被布置成致动所述第一方向上的移动。所述推动操作式控制构件可以是按钮。
可以是，所述旁通阀通过转位机构操作性连接于所述推动操作式控制构件，所述转位机构被配置成控制所述旁通阀构件的移动，以响应于所述推动操作式控制构件的致动而打开和关闭所述旁路。
可以是，所述推动操作式控制构件的每次致动引起所述旁通阀在所述关闭位置和所述打开位置之间的位置的转变。
可以是，所述转位机构包括第一转位元件和第二转位元件，所述第一转位元件联接于用于致动所述旁通阀的所述推动操作式控制构件，并且所述第二转位元件联接于可旋转控制构件，所述可旋转控制构件用于致动所述恒温筒，以控制从所述恒温筒的所述出口传送到所述混合阀出口的水的温度和/或流量。
可以是，所述第一转位元件和所述第二转位元件围绕中心轴线同心布置，以沿着所述中心轴线相对于彼此线性移位并且围绕所述中心轴线相对于彼此旋转移位。
可以是，所述第一转位元件被配置成独立于所述第一转位元件和所述第二转位元件的相对旋转移位，相对于所述第二转位元件线性移位。
可以是，所述第二转位元件被配置成独立于所述第一转位元件和所述第二转位元件的相对线性移位，相对于所述第一转位元件旋转移位。
可以是，设置过压释放件，使得所述恒温筒内的过量流体压力能被排出。所述过压释放件可在低于预定流体压力时关闭并且被配置成在等于或高于预定流体压力时打开。所述过压释放件可将恒温筒内的过量流体压力排出到混合阀出口。在一些实施方式中，所述过压释放件与所述旁路分开。在其他实施方式中，所述过压释放件和所述旁路被组合。
根据本发明的第二方面，提供了一种混合阀，该混合阀具有：第一入口和第二入口，所述第一入口和所述第二入口用于连接于具有不同水温的第一水供应源和第二水供应源；用于混合过的水的出口；推动操作式控制构件；隔膜阀，该隔膜阀被布置成响应于所述推动操作式控制构件的致动而控制水从所述出口的流出；以及筒，该筒被布置成控制所述第一水供应源和所述第二水供应源的混合，其中，所述筒设置在所述按钮和所述隔膜阀之间。
根据本发明的第二方面的所述混合阀可包括根据本发明的第一方面的所述混合阀的特征中的任一个。
根据本发明的第三方面，提供了一种混合阀，该混合阀包括：主体，该主体在前端和后端之间在第一方向上延伸，所述主体限定容积；恒温筒，该恒温筒被接纳在所述容积中；混合阀出口；隔膜阀，该隔膜阀被布置成控制水从所述混合阀出口的流出；以及安全阀，该安全阀被布置成致动所述隔膜阀，所述安全阀能由推动操作式控制构件致动，其中，所述安全阀形成在所述主体的所述前端和所述后端之间，至少部分与所述容积相邻。
根据本发明的第三方面的所述混合阀可包括根据本发明的第一方面的所述混合阀的特征中的任一个。
根据本发明的第四方面，提供了一种龙头，该龙头包括：推动操作式控制构件；隔膜阀，该隔膜阀被布置成响应于所述推动操作式控制构件的致动而控制水从所述龙头的出口的流出；以及阀，该阀被布置成控制出口水的温度和/或流量，其中，所述阀设置在所述推动操作式控制构件和所述隔膜阀之间。
所述阀可以是用于控制具有不同温度的两种流体(例如，热水和冷水)的混合的混合阀。所述混合阀可以是恒温或非恒温混合阀。所述混合阀可包括具有第一端和第二端的筒。所述推动操作式控制构件可布置在所述筒的第一端。所述隔膜阀可布置在所述筒的第二端。所述推动操作式控制构件可以操作性连接于所述隔膜阀。所述隔膜阀可被配置成响应于所述推动操作式控制构件的致动而在打开位置和关闭位置之间切换，以便允许和防止流体从出口的流出。
所述混合阀可包括根据本发明的前述方面中的任一项所述的混合阀的任何特征。
根据本发明的第五方面，提供了一种双重控制器，所述双重控制器包括：第一输入装置，所述第一输入装置能沿着第一轴线在线性方向上被致动；第二输入装置，所述第二输入装置能被围绕所述第一轴线的旋转致动；第一转位元件，该第一转位元件围绕所述第一轴线布置并且联接于所述第一输入装置，所述第一转位元件在其侧面具有第一圆周凹槽；第二转位元件，该第二转位元件与所述第一转位元件同心布置，所述第二转位元件在其侧面具有第二圆周凹槽，所述第二圆周凹槽面对所述第一圆周凹槽，所述第一圆周凹槽和所述第二圆周凹槽相交于交点；以及第三转位元件，该第三转位元件被捕获在所述交点处并且联接所述第一转位元件和所述第二转位元件，并且自由地围绕在所述第一轴线径向的轴线旋转，其中，所述第一输入装置的致动致使所述第一转位元件和所述第二转位元件沿着所述第一轴线相对线性移位，并且所述第二输入装置的致动致使所述第一转位元件和所述第二转位元件围绕所述第一轴线相对旋转；并且其中，所述第一圆周凹槽和所述第二圆周凹槽被布置成使得所述第一转位元件在所述第一输入装置或所述第二输入装置被致动时在旋转方面是静止的。
可以是，所述第二转位元件在所述第一输入装置被致动时在旋转方面是静止的，并且其中，所述第三转位元件在所述第二输入装置被致动时在旋转方面是静止的。
可以是，所述第一圆周凹槽和所述第二圆周凹槽被布置成独立于所述第一转位元件和所述第二转位元件的相对旋转移位，将所述第一转位元件限制成相对于所述第二转位元件进行两个或更多个不同的线性移位。
可以是，所述第一圆周凹槽和所述第二圆周凹槽被布置成在所述第一转位元件和所述第二转位元件线性移位时偏压第三转位元件的移动方向。
可以是，第二圆周凹槽被配置成偏压所述第三转位元件围绕所述第一轴线的圆周在第一方向上的移动。所述第二圆周凹槽可包括：多个第一斜坡区段，其中，在所述第一方向上移动的所述接合元件也从所述第二转位元件的第一端向着所述第二转位元件的第二端移动；多个第二斜坡区段，其中，在所述第一方向上移动的所述接合元件也从所述第二转位元件的第二端向着所述第二转位元件的第二端移动；多个第一拐点，其中，在所述第一方向上移动的所述第三转位元件从所述第一斜坡区段向着所述第二斜坡区段移动；以及多个第二拐点，其中，在所述第一方向上移动的所述第三转位元件从所述第二斜坡区段向着所述第一斜坡区段移动，并且所述第一圆周凹槽包括与所述第二转位元件的第一段分隔恒定距离的凹槽。
可以是，所述第一转位元件和所述第二转位元件的相对移位致使所述交点相对移动。
可以是，所述凹槽包括上边缘和下边缘；并且在第一拐点处，下边缘遵循第一方向上的上边缘，并且在第二拐点处，上边缘遵循所述第一方向上的下边缘，使得所述接合元件偏压成在所述第一方向上移动。
可以是，所述第一拐点限制所述第一转位元件和所述第二转位元件的相对线性移位，所述第一拐点设置在沿着所述第二转位元件的长度的两个或更多个位置处，所述两个或更多个位置对应于两个或更多个不同的线性移位。
可以是，所述第二拐点限制所述第一转位元件和所述第二转位元件之间的最大移位。
可以是，所述第三转位元件与所述第一转位元件和所述第二转位元件分开，例如是滚珠。另选地，所述第三转位元件可由所述第一转位元件和所述第二转位元件的一部分提供。
可以是，设置多个第三转位元件，每个第三转位元件设置在所述第一圆周凹槽和所述第二圆周凹槽之间的单独交点。
可以是，设置用于将所述第一转位元件和所述第二转位元件向着第一线性移位偏压的偏压装置。
根据本发明的第六方面，提供了根据本发明的前述方面的混合阀和双重控制单元，所述双重控制单元设置在所述混合阀的前端，所述第一输入装置包括用于操作所述隔膜阀的按钮，所述第二输入装置包括用于控制所述恒温筒的可旋转控制件。
现在，接着只以示例的方式参照附图来详细描述本发明，在附图中，始终使用类似的参考标号来指示相同或相似的部件，并且其中，
图1示出本发明的实施方式的混合阀的平面图，
图2示出图1的混合阀的立体图，
图3示出图1和图2的混合阀的阀机构的分解视图，
图4示出图3的阀机构的剖视图，其中，隔膜阀和安全阀处于关闭位置，
图5示出处于关闭位置的隔膜阀和安全阀的放大截面图，
图6示出处于打开位置的隔膜阀和安全阀的放大截面图，
图7示出用于按钮的转位机构的实施方式的分解截面图，
图8示出图7的转位机构的部分截面图，
图9示出图7的转位机构的示意图，
图10示出致动按钮期间的转位机构的示意图，
图11示出释放按钮之后的转位机构的示意图，
图12示出替代转位机构的立体图，
图13示出图12的转位机构的剖视图，
图14示出图12的转位机构的外部构件的立体图，
图15示出图4中示出的阀机构的修改形式的截面图，
图16示出图5和图6中示出的隔膜阀的修改形式，
图17示出图1至图4的混合阀的修改形式；以及
图18示出图1至图4的混合阀的修改形式。
首先，参照附图中的图1至图4，示出了混合阀1，混合阀1具有用于混合热水和冷水以提供温控水源的阀组件3。混合阀1具有优选地圆柱形的阀主体5。阀主体5限定用于接纳阀组件3的容积5a。阀主体5包括用于热水和冷水的两个入口7a、7b和用于混合过的水的出口9。入口7a、7b可联接于相应的入口肩部11a、11b，并且入口肩部11a、11b可经由管接头13a、13b连接于热水和冷水供应源。
阀组件3包括：用于混合热水和冷水供应源的恒温筒15，其响应于可旋转控制构件17的致动来控制混合水温度；以及隔膜阀21，其响应于诸如按钮23的推动操作式控制构件的致动来控制混合过的水从出口9的流出。在其他实施方式中，筒15可以是非恒温的。可旋转控制构件17可包括超程按钮19，超程按钮19用于允许用户选择高于预设温度(例如，45摄氏度)的出口水温。
恒温筒15和隔膜阀21被接纳在阀主体5中接纳的主体25中。主体25限定用于接纳筒15和隔膜阀21的容积25a。在该实施方式中，隔膜阀21布置在恒温筒15的内部或后端处，优选地，与筒主体25的后端相邻。以这种方式，隔膜阀21设置在恒温筒和筒主体25的后端之间。在该实施方式中，控制构件17和按钮23布置在恒温筒15的外端或前端处，优选地与筒主体25的前端相邻。以这种方式，恒温筒15设置在按钮23和隔膜阀21之间。
筒主体25具有与阀主体5的入口7a、7b和出口9对齐的入口27a、27b和出口29。密封件31a、31b配置用于连接于热水和冷水供应源的筒主体25的入口27a、27b，并且在阀主体的入口7a、7b和筒主体的入口27a、27b之间形成流体紧密密封。在该实施方式中，出口29被配置用于将筒主体25的出口29连接于诸如用于喷头的软管的流体供应管线(未示出)。例如，喷嘴(未示出)可在一端设置有外螺纹部分(该外螺纹部分可通过阀主体5的出口9插入，以接合筒主体25的出口29的内螺纹部分29a)，使得喷嘴的另一端处的外螺纹部分从阀主体的出口9伸出，以附接软管连接器(未示出)的内螺纹部分。
控制构件17可进行操作来控制恒温筒15，以便使用者选择来自混合阀1的混合水的所期望出口温度。按钮23可进行操作来控制隔膜阀21，以便使用者打开和关闭水流。控制构件17可部分或全部包围按钮23。控制构件17和按钮23可被配置成可独立操作，使得控制构件17的旋转不改变按钮23的位置并且对按钮23按压不改变控制构件17的位置。以这种方式，如果按钮23在其面上设有诸如文本或图形或徽标的信息，可旋转控制构件17的致动不改变按钮23上的展示给用户的信息的方向。
密封件33a、33b、33c在筒主体25内的轴向间隔位置处密封恒温筒15。恒温筒15在密封件33a、33b之间具有用于冷水的入口并且在密封件33b、33c之间具有用于热水的入口。恒温筒15在内端处还具有用于混合水的出口35。筒主体25的入口27a被配置成与密封件33b、33c之间的恒温筒15的热水入口连通。筒主体25的入口27b被配置成与密封件33a、33b之间的恒温筒15的冷水入口连通。
恒温筒15可以是用于混合的热水和冷水的已知类型。例如，往复阀(未示出)和恒温器37，往复阀可在轴向分隔的热水和冷水座之间移动，以控制被许可进入与出口连通的混合室的热水和冷水的相对比例，并且恒温器37响应于混合水温来调节往复阀的位置，以保持用户所选择的混合水温。
恒温筒15从前端推入配合到筒主体25中，并且内端通过与和筒主体25的后端分隔的内部分隔壁39接合而定位。分隔壁39具有中心开口41，中心开口41与恒温筒15的内端处的混合水出口35对齐，并且通向与筒主体25的出口29连通的出口室43。
通过隔膜阀21来控制水从恒温筒15的混合水出口35通过分隔壁39中的开口41进入出口室43中并且从此处起朝向筒主体25的出口29的流动。隔膜阀21包括隔膜45和隔膜支撑构件47。隔膜45和隔膜支撑构件47的旁侧边缘被夹在筒主体25和端盖49之间，端盖49固定在筒主体25的后端处。隔膜45将在隔膜45一侧的出口室43与在隔膜45另一侧的控制室51分开。
隔膜45可由橡胶或其他合适的柔性材料形成。在该实施方式中，隔膜45被模制在底盘构件53上。在其他实施方式中，可通过诸如化学结合或机械保持的其他手段将隔膜45固定于底盘构件53。底盘构件53可由塑料或柔性不及隔膜45的材料的其他合适材料形成。底盘构件53为隔膜45的中心区域赋予刚性。这有助于使橡胶的变形最小化。
隔膜45具有从隔膜45的中央区域朝向分隔壁39延伸的凸起壁部分45a。分隔壁39的一部分提供围绕开口41的旁侧边缘延伸的阀座39a。在图4和图5中示出的隔膜阀21的关闭位置，壁部分45a的上边缘与阀座39a接合，以将恒温筒15的出口35与出口室43隔离，并且防止水从出口35向着筒主体25的出口29的流动。在图6中示出的隔膜阀21的打开位置，壁部分45a的上边缘与阀座39a分隔开，以将恒温筒15的出口35与出口室43连接，并且允许水从出口35向着筒主体25的出口29的流动。
隔膜45具有卷边部分45b，卷边部分45b被配置成使隔膜在图4和图5中示出的关闭位置和图6中示出的打开位置之间移动。隔膜支撑构件47的部分47a优选地在卷边部分45b上延伸并且设置有一个(优选地，数个)孔47b。在隔膜阀45的关闭位置，隔膜45的卷边部分45b安置在处于关闭位置的部分47a中，部分47a防止卷边部分45b在隔膜45两端的压力差下“膨胀”。
隔膜45具有泄放孔55，泄放孔55将在隔膜45一侧的壁部分45a内的隔膜45的中央区域连接于在隔膜45另一侧的控制室51。在该实施方式中，端盖49具有延伸穿过泄放孔55的销57。销57引导隔膜45，使得隔膜45在打开位置和关闭位置之间的移动基本上是线性的，从而确保在关闭位置形成高质量的密封。销57可防止可能堵塞泄放孔55的钙沉积物的积聚。
在该实施方式中，泄放孔55位于中心，但这可能不是必需的，并且在一些实施方式中，泄放孔55可不位于中心。在其他实施方式中，隔膜45可包括不止一个泄放孔55。在设置不止一个泄放孔55的情况下，这些泄放孔可设置在任何位置。在设置不止一个泄放孔55的情况下，端盖49可设置有用于泄放孔55中的至少一个的销57和可选地用于每个泄放孔55的单独的销57。在其他实施方式中，销57可被省略。
流体旁路将控制室51连接于出口室43，并且响应于按钮23的致动来控制水从控制室51向着出口室43的流动，以控制在隔膜45两侧的压力差以便将隔膜45在关闭位置和打开位置之间移动。流体旁路包括与后端相邻形成在筒主体25中的旁路室59。控制室51经由通路61与旁通室59的入口连通，并且出口室43经由通路63与旁路室59的出口连通。流体旁路还包括旁通阀65，旁通阀65用于控制水从控制室51通过旁路室59朝向出口室43的流动。
在该实施方式中，旁通阀65包括阀构件67，阀构件67具有被接纳在旁路室61中的头部分67a和从旁路室61朝向筒主体25的前端延伸的尾部分67b。阀构件67在弹簧69的作用下偏压到图4和图5中示出的关闭位置。在关闭位置，阀构件67将控制室51与出口室43隔离。
当按钮23被按压时，阀构件67克服弹簧69的偏压而移动到图6中示出的打开位置。在打开位置，阀构件67将控制室51与出口室43连接。阀构件67克服弹簧69的偏压而保持在打开位置，直到按钮23再次被按压，从而允许阀构件67在弹簧69的偏压下返回到关闭位置。
为了组装阀组件3，将隔膜45、隔膜支撑构件47、阀构件67和弹簧69从底部或后端插入筒主体25中。然后，将端盖27永久地连接并密封于筒主体25的后端。然后，将恒温筒15从前端插入筒主体25中，固定就位。阀组件3然后可被安装到阀主体5的内部容积5a中，使筒主体25的后端在阀主体5的后端处或与阀主体5的后端相邻，并且包括控制构件17和按钮23的控制单元可设置在阀主体5的前端，以供使用者致动恒温筒15和隔膜阀21。组装好的阀组件3(包括接纳在筒主体25内的恒温筒15和隔膜阀21)可被安装在任何合适大小的阀主体5中，阀主体5具有与筒主体25的入口27a、27b和出口29对齐的入口7a、7b和出口9。
现在参照图7和图8，示出用于按钮23的转位机构。按钮23具有：外部或第一位置，在该位置，隔膜阀21关闭；和内部或第二位置，在该位置，隔膜阀21打开。在其他实施方式中，外部或第一位置可对应于隔膜阀21的打开位置，而内部或第二位置可对应于隔膜阀21的打开位置。
转位机构控制按钮23在第一位置和第二位置之间的移动并且将按钮23定位在每个位置，使得每当按钮23被按压时，按钮23就从一个位置移动到另一个位置并且保持在另一个位置直到下一次按钮23被按压。这为用户提供了按钮23的位置的视觉指示符以及对阀组件3的状态的反馈。
转位机构具有中心元件202和外部元件204。中心元件202具有圆柱形壁，该圆柱形壁具有围绕其圆周的凹进外表面中的第一轨道206。如随后参照图9至图11更详细地描述的，第一轨道206在圆周方向上遵循大致之字形的路径。外部元件204具有圆柱形壁，该圆柱形壁具有围绕其圆周的凹进内表面中的第二轨道224。第二轨道224在圆周方向上遵循线性或笔直路径。第一轨道206和第二轨道224优选地在圆周方向上是连续的。
外部元件204由下部部分204a和上部部分204b形成。上部部分204b与按钮23一体形成。上部部分和下部部分可通过互锁突起222接合在一起并且被切除，使得当部分204a、204b接合在一起时形成第二轨道224。在一些实施方式中，按钮23不需要与外部元件204一体形成并且可被单独联接。外部元件204也可由单个工件而非两个工件204a、204b形成。在一些实施方式中，按钮23可联接于中心元件202而非外部元件204，并且中心元件202和外部元件204中的一个可设置有遵循之字形路径的轨道，而另一个元件设置有遵循线性或笔直路径的轨道。
当组装转位机构时，中心元件202同心布置在外部元件204的内部，其中，第一轨道206和第二轨道224彼此面对并且形成封闭路径，在该封闭路径中，滚珠226被捕获在两条轨道206、224的相交处。在一些实施方式中，不止一个滚珠226可围绕轨道以分隔间隔设置。这样可改进双重控制器200的操作。还应该理解，还可使用任何合适的旋转结构来取代滚珠226。
被捕获的滚珠226被限制为围绕Z字形路径移动，并且限制了当按钮23被按压时元件202、204可沿中心轴线相对于彼此移动的程度。被捕获的滚珠也被限制成围绕线性或笔直路径移动并且允许元件202、204围绕中心轴线相对于彼此移动。
特别地，当按钮23被按压以在第一位置和第二位置之间轴向移动时，外部元件204能够沿着中心轴线相对于内部元件202上下移动。内部元件202可相对于外部元件204围绕中心轴线旋转。
设置弹簧228，弹簧228作用于中心元件202和外部元件204之间，以将按钮23朝向第一位置推动。按钮23包括致动器元件23a，致动器元件23a从下侧延伸并且与阀构件67的尾部分67b配合。
还参照图9至图11，第一轨道206(在逆时针方向上)具有介于第一主峰208a和第一低谷212a之间的向下斜坡区段210a。第一轨道206随后遵循第一低点212a和第一副峰216a之间的第一向上斜坡214a。第一主峰208a和第一低谷212a之间的垂直间距大于第一副峰208a和第一低谷212a之间的垂直间距。
从第一副峰216a起，轨道遵循第二向下斜坡210b通向第二低谷212b，然后遵循第二向上斜坡214b通向第二主峰208b。第一轨道206围绕中心元件202的圆周重复，使得它是连续的。在所示的示例中，主峰208a全部处于彼此相同的高度，副峰216a全部处于彼此相同的高度，并且低谷212a全部处于彼此相同的高度。
如在例如图9中可看到的，在主峰208a处，第一轨道206的下边缘234和上边缘236没有沿着中心轴线对齐。类似地，在低谷212处，下边缘234和上边缘236也没有沿着中心轴线对齐。类似地，在副峰212处，下边缘234和上边缘236也没有沿着中心轴线对齐。
在主峰208a处和副峰216a处，在逆时针方向(如图9中所示的从左到右)上，上边缘236中的高点领先于下边缘234的高点。相反地，在低谷212a处，在逆时针方向(如图9中所示的从左到右)上，下边缘234上的低点领先于上边缘236中的低点。另外，低谷212a的前侧是下边缘234上的几乎垂直的台阶，并且副峰216a的前侧是上边缘236中的几乎垂直的台阶。
峰和谷的这种布置偏压滚珠226，以围绕第一轨道在逆时针方向上移动(如图9中所示的从左到右)。按钮23的行程230(即，按钮23可在中心轴线的方向上移动的总距离)是通过滚轴226的全部垂直移动限定的，并且对应于主峰208a的顶点和低谷212a的顶点之间的垂直距离。
图9示出位于第一主峰208a处的滚珠226。这对应于按钮23的第一位置，在第一位置，隔膜阀21和安全阀关闭并且按钮23在弹簧228的偏压下位于该位置。当克服弹簧228的偏压按压按钮23时，滚珠226被限制成如图10中所示从第一主峰208a起沿斜坡区段210a向下朝向第一低谷212a移动，直到它到达低谷212a。这限制了按钮23在中心轴线方向上的轴向移动。
该移动被传输到阀构件67并且足以打开旁通阀65，从而致使隔膜阀21打开。当按钮23被释放时，滚珠226被限制成如图11中所示从第一低谷212a起顺着斜坡区段214a朝向第一副峰216a移动，直到它到达第一副峰216a。弹簧228的偏压不足以将滚珠226从第一副峰216a中移走并且按钮23被保持在被压下状态。
该移动不足以允许阀构件67移动以关闭旁通阀65，并且隔膜阀21保持打开而滚珠226保持在第一副峰处。这对应于按钮23的第二位置，在该第二位置，隔膜阀21和旁通阀65打开。由于副峰216a低于主峰208a，因此按钮23从第一位置起沿着中心轴线移位到第二位置，从而提供按钮23已经被按下的视觉指示。
当接下来克服弹簧228的偏压按压按钮23时，滚珠226被限制成从第一副峰216a起沿斜坡区段210b向下朝向第二低谷212b移动，直到它到达第二低谷212b。当按钮23被释放时，滚珠226被限制成从第一低谷212a起沿斜坡区段214b向上朝向第二主峰208a移动，直到它到达第二主峰208a。
该移动足以允许阀构件67移动以关闭旁通阀65，从而致使隔膜阀21关闭。由于第一轨道206在中心元件202周围重复，因此每当按钮23被按压时，按钮23可进行操作，以交替地打开和关闭隔膜阀21。
可调节斜坡片段210、214的竖直和水平范围，以改变按钮23的移动范围。
现在，将从图4和图5中示出的隔膜阀21和旁通阀65的关闭位置起描述阀组件3的操作。在隔膜阀21和旁通阀65的关闭位置，隔膜45的壁部分45a与阀座39a接合，从而防止水从筒出口35向着筒主体25的出口29的流动，并且阀构件67防止水从控制室51向着出口室43的流动。结果，隔膜45上侧的壁部分45a内的中心区域和隔膜45的下侧被暴露于入口压力。隔膜45的在下侧暴露于入口压力的区域大于上侧的区域，因此隔膜45两侧的压力差作用于将隔膜45保持抵靠阀座，以保持隔膜阀21处于关闭位置。
当按钮23被致动以如先前所述从第一位置移动到第二位置时，阀构件67移动，以打开旁通阀65从而允许水从控制室51通过流体旁路向着出口室43的流动。打开旁通阀65致使隔膜45下侧的控制室51中的压力随着相比于水流过泄放孔55的速度更快地水从控制室51通过旁通室59流到出口室43而减小，直到隔膜45的下侧被暴露于出口压力并且壁部分45a内的隔膜45上侧的中心区域被暴露于入口压力。入口压力大于出口压力，因此隔膜45两端的压力差反转并且隔膜45被向下推动，从而打开隔膜阀21。打开隔膜阀21允许水从恒温筒出口35通过分隔壁39中的开口41流入出口室43中并且流向与水输送管线连接的筒主体25的出口29。当撤销致动力时，按钮23在转位机构的作用下克服弹簧228的偏压被保持在内部或第二位置，并且克服弹簧69的偏压将阀构件67保持在打开位置，使得流体旁路保持打开，并且隔膜45的下侧暴露于出口压力，从而维持保持隔膜阀21打开的压力差。
当如先前描述地撤销致动力时按钮23被接着致动以从第二位置移动到第一位置时，阀构件67移动，以关闭旁通阀65从而防止水从控制室51通过流体旁路向着出口室43的流动。关闭旁通阀65致使隔膜45下侧的控制室51中的压力随着水流过隔膜45中的泄放孔55而增加，直到隔膜45的下侧和隔膜45上侧的壁部分47内的中心区域被暴露于入口压力。下侧的暴露于入口压力的区域大于上侧区域，因此隔膜45两端的压力差反转并且隔膜45被向上推动，从而关闭隔膜阀21。关闭隔膜阀21防止水从恒温筒出口35通过分隔壁39中的开口41流入出口室43中并且流向与水输送管线连接的筒主体25的出口29。当撤销致动力时，按钮23在弹簧228的偏压下返回外部或第一位置，并且在转位机构的作用下位于该位置，从而允许阀构件67在弹簧69的偏压下移动到关闭位置，使得流体旁路保持关闭并且隔膜45的下侧保持暴露于入口压力，从而维持保持隔膜阀21关闭的压力差。可设置弹簧(未示出)，该弹簧作用于按钮下侧的相对于按钮中心有偏移并且优选地与致动器元件23a在直径上对置的位置处。偏压弹簧可抵消由于作用于致动器元件23a的阀构件67的偏压而使按钮23倾斜的任何倾向。
图12、图13和图14示出了转位机构的修改形式，在该修改形式中，滚珠226被外部元件的内表面上的诸如凸耳240的形成物取代，凸耳240与内部元件202的外表面上的之字形轨道206接合。在该实施方式中，三个凸耳240在圆周方向上均匀间隔地设置。在其他实施方式中，可有多于三个的凸耳或少于三个的凸耳。一个凸耳可能认为是最少的。通过使用与外部元件形成一体的一个或多个凸耳，可降低转位机构被卡住的风险。在其他实施方式中，之字形轨道206可在外部元件204上，并且一个凸耳或多个凸耳可在内部元件202上。
图15示出阀组件3的修改形式，在该修改形式中，用于隔膜45的阀座由恒温筒15的出口35的旁侧边缘15a形成。
图16示出用于控制流量的阀组件3的修改形式。隔膜45远离关闭位置的总行程量受到布置在隔膜45下方的装置242的限制。装置242可以是可调的。装置242可响应于入口压力来调节隔膜45远离关闭位置的总行程量。以这种方式，流量可不受供水压力改变的影响。在装置242被设置的情况下，装置242优选地被配置成维持泄放孔53和旁路室59的入口之间的流体路径。
图17示出用于远程操作的混合阀的修改形式。隔膜阀21的隔膜45两侧的压力差由远离该阀设置的装置244控制。以这种方式，隔膜阀21可被远程操作。可通过按钮或通过包括但不限于机械操作装置、电气操作装置的任何其他合适装置来操作装置244。
图18示出用于控制筒主体25内的压力的混合阀的修改形式。响应于流体压力的装置246被设置成在流体压力达到预定水平时打开，以排出压力并且保护外壳免受临界压力影响。装置246可包括密封元件248，密封元件248在校准弹簧250的作用下偏压到关闭位置，当作用于密封元件的流体压力达到预定值时克服了校准弹簧250，以释放筒主体25内的压力。装置246可被装配到阀中或与阀分开。也可采用装置246来控制旁路并因此控制隔膜阀21的打开和关闭。
可进行的其他可能修改形式包括：
·将隔膜的打开和关闭动作定相，以通过校准旁路室的入口到出口的尺寸来控制例如通过旁路的流量，从而防止水锤。
·通过用诸如织物背衬模制件、双硬度橡胶模制品的装置作为支撑底盘的取代或补充来强化隔膜。
·使用陶瓷或橡胶表面活塞来控制通过旁路的流量。
·阻尼隔膜移动，以降低高压移动的速率。
·将过滤器直接集成在隔膜板中或放入周围部件中。
本发明另外的益处包括：
·恒温筒可被独立于关闭元件进行维修。
·恒温筒可随着新技术的推出而升级。
在当前应用的背景中，已经描述了本发明用于含水应用。然而，它可用于控制任何流体的流量。本发明也不限于在混合阀中使用，并且可用于诸如龙头的任何合适装置。
在当前应用的背景下，双重控制器200被描述为与混合阀1一起使用，其中，按钮23控制流动的有或无，并且可旋转控制器17改变淋浴器温度。应该了解，机构200可用于期望两个控制器的独立旋转的任何情形。
应该理解，本发明不限于本文中描述的实施方式，并且根据阀或机构的要求，可改变、省略或调整阀的特征或双重控制器。还应该理解，本发明包括本文中描述的任何新颖特征以及特征及其等同物中的任一个的组合和子组合。

Claims (40)

1.一种混合阀，所述混合阀包括：主体，该主体在前端和后端之间在第一方向上延伸，所述主体限定容积；恒温筒，该恒温筒被接纳在所述容积中；以及隔膜阀，该隔膜阀被接纳在所述容积中，位于所述恒温筒和所述主体的所述后端之间，其中，所述隔膜阀能响应于推动操作式控制构件的致动而进行操作，以控制水从所述混合阀的流出。
2.根据权利要求1所述的混合阀，其中，所述恒温筒的内端或后端设置有与所述主体的所述后端分隔开的出口，并且所述隔膜阀设置在所述恒温筒的所述出口处，以控制水从所述恒温筒的所述出口向着混合阀出口的流动。
3.根据权利要求2所述的混合阀，其中，所述隔膜阀包括隔膜阀构件，所述隔膜阀构件能响应于所述隔膜阀构件两侧的压力差而朝向和背离所述恒温筒的所述出口移动。
4.根据权利要求3所述的混合阀，其中，当所述隔膜阀关闭时，所述隔膜阀构件与阀座接合而关闭所述恒温筒的所述出口，以防止水从所述恒温筒的所述出口向着所述混合阀出口的流动。
5.根据权利要求4所述的混合阀，其中，当所述隔膜阀打开时，所述隔膜阀构件与所述阀座脱离而打开所述恒温筒的所述出口，以允许水从所述恒温筒的所述出口向着所述混合阀出口的流动。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的混合阀，其中，所述隔膜阀构件包括柔性隔膜。
7.根据权利要求6所述的混合阀，其中，所述隔膜包括卷边隔膜。
8.根据权利要求6或7所述的混合阀，其中，所述隔膜将在所述隔膜的第一侧的出口室与在所述隔膜的第二侧的控制室分开。
9.根据权利要求8所述的混合阀，其中，所述出口室与所述混合阀出口流体连通。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的混合阀，其中，所述隔膜控制水从所述恒温筒的所述出口向着所述出口室的流动。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的混合阀，其中，所述隔膜阀包括所述出口室和所述控制室之间的泄放路径。
12.根据权利要求11所述的混合阀，其中，引导构件被布置成引导所述隔膜的移动，使得所述移动在所述隔膜阀的打开位置和关闭位置之间基本上是线性的。
13.根据权利要求12所述的混合阀，其中，所述引导构件被接纳在所述隔膜中的泄放孔中，所述泄放孔形成所述泄放路径。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的混合阀，其中，设置用于限制为打开所述隔膜阀所述隔膜进行的移动的装置，以便控制从所述恒温筒的所述出口向着所述混合阀出口流动的水的流量。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的混合阀，其中，旁路响应于所述推动操作式控制构件的致动而控制水从所述控制室向着所述出口室的流动，以控制用于打开和关闭所述隔膜阀的在所述隔膜两侧的压力差。
16.根据权利要求15所述的混合阀，其中，所述旁路和所述推动操作式控制构件是所述混合阀的一部分。
17.根据权利要求15所述的混合阀，其中，所述旁路和所述推动操作式控制构件被配置用于所述混合阀的远程操作。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的混合阀，其中，所述控制室与所述旁路的入口连通，并且所述出口室与所述旁路的出口连通。
19.根据权利要求18所述的混合阀，其中，所述旁路包括旁通阀，所述旁通阀控制水从所述旁路的所述入口向着所述旁路的所述出口的流动。
20.根据权利要求19所述的混合阀，其中，当所述旁通阀关闭时，所述旁路的所述入口和所述出口被隔离以防止水从所述控制室向着所述出口室的流动，并且当所述旁通阀打开时，所述旁路的所述入口和所述出口被连接以允许水从所述控制室向着所述出口室的流动。
21.根据权利要求19或权利要求20所述的混合阀，其中，所述旁通阀包括旁通阀构件，所述旁通阀构件能在防止穿过所述旁路的流动的关闭位置和允许穿过所述旁路的流动的打开位置之间移动。
22.根据权利要求21所述的混合阀，其中，所述旁通阀构件能响应于所述推动操作式控制构件的致动而在所述关闭位置和所述打开位置之间移动。
23.根据权利要求22所述的混合阀，其中，所述旁通阀构件被偏压装置推动到所述关闭位置和所述打开位置中的一者。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的混合阀，其中，所述旁通阀构件被接纳在所述混合阀的所述主体的至少一部分内的旁路室中。
25.根据权利要求24所述的混合阀，其中，所述旁路室位于所述主体的所述前端和所述后端之间。
26.根据权利要求19至25中任一项所述的混合阀，其中，用于致动所述旁通阀的所述推动操作式控制构件设置在所述主体的所述前端。
27.根据权利要求26所述的混合阀，其中，所述推动操作式控制构件被布置成致动所述第一方向上的移动。
28.根据前述权利要求中任一项所述的混合阀，其中，所述推动操作式控制构件是按钮。
29.根据权利要求19至28中任一项所述的混合阀，其中，所述旁通阀通过转位机构操作性连接于所述推动操作式控制构件，所述转位机构被配置成控制所述旁通阀构件的移动，以响应于所述推动操作式控制构件的致动而打开和关闭所述旁路。
30.根据权利要求29所述的混合阀，其中，所述推动操作式控制构件的每次致动引起所述旁通阀在所述关闭位置和所述打开位置之间的位置的转变。
31.根据权利要求29或权利要求30所述的混合阀，其中，所述转位机构包括第一转位元件和第二转位元件，所述第一转位元件联接于用于致动所述旁通阀的所述推动操作式控制构件，并且所述第二转位元件联接于可旋转控制构件，所述可旋转控制构件用于致动所述恒温筒，以控制从所述恒温筒的所述出口传送到所述混合阀出口的水的温度和/或流量。
32.根据权利要求31所述的混合阀，其中，所述第一转位元件和所述第二转位元件围绕中心轴线同心布置，以沿着所述中心轴线相对于彼此线性移位并且围绕所述中心轴线相对于彼此旋转移位。
33.根据权利要求31或权利要求32所述的混合阀，其中，所述第一转位元件被配置成独立于所述第一转位元件和所述第二转位元件的相对旋转移位，相对于所述第二转位元件线性移位。
34.根据权利要求31至33中任一项所述的混合阀，其中，所述第二转位元件被配置成独立于所述第一转位元件和所述第二转位元件的相对线性移位，相对于所述第一转位元件旋转移位。
35.根据前述权利要求中任一项所述的混合阀，其中，设置过压释放件，使得所述恒温筒内的过量流体压力能被排出。
36.一种混合阀，所述混合阀具有：第一入口和第二入口，所述第一入口和所述第二入口用于连接于具有不同水温的第一水供应源和第二水供应源；用于混合过的水的出口；推动操作式控制构件；隔膜阀，该隔膜阀被布置成响应于所述推动操作式控制构件的致动而控制水从所述出口的流出；以及筒，该筒被布置成控制所述第一水供应源和所述第二水供应源的混合，其中，所述筒设置在所述按钮和所述隔膜阀之间。
37.一种混合阀，所述混合阀包括：主体，该主体在前端和后端之间在第一方向上延伸，所述主体限定容积；恒温筒，该恒温筒被接纳在所述容积中；混合阀出口；隔膜阀，该隔膜阀被布置成控制水从所述混合阀出口的流出；以及安全阀，该安全阀被布置成致动所述隔膜阀，所述安全阀能由推动操作式控制构件致动，其中，所述安全阀形成在所述主体的所述前端和所述后端之间，至少部分与所述容积相邻。
38.一种龙头，所述龙头包括：推动操作式控制构件；隔膜阀，该隔膜阀被布置成响应于所述推动操作式控制构件的致动而控制水从所述龙头的出口的流出；以及阀，该阀被布置成控制出口水的温度和/或流量，其中，所述阀设置在所述推动操作式控制构件和所述隔膜阀之间。
39.根据权利要求36、37或38中任一项所述的混合阀或龙头，其中，所述推动操作式控制构件是按钮。
40.一种双重控制器，所述双重控制器包括：第一输入装置，所述第一输入装置能沿着第一轴线在线性方向上被致动；第二输入装置，所述第二输入装置能被围绕所述第一轴线的旋转致动；第一转位元件，该第一转位元件围绕所述第一轴线布置并且联接于所述第一输入装置，所述第一转位元件在其侧面中具有第一圆周凹槽；第二转位元件，该第二转位元件与所述第一转位元件同心布置，所述第二转位元件在其侧面中具有第二圆周凹槽，所述第二圆周凹槽面对所述第一圆周凹槽，所述第一圆周凹槽和所述第二圆周凹槽相交于交点；以及第三转位元件，该第三转位元件被捕获在所述交点处并且联接所述第一转位元件和所述第二转位元件，并且自由地围绕在所述第一轴线径向的轴线旋转，其中，所述第一输入装置的致动致使所述第一转位元件和所述第二转位元件沿着所述第一轴线相对线性移位，并且所述第二输入装置的致动致使所述第一转位元件和所述第二转位元件围绕所述第一轴线相对旋转；并且其中，所述第一圆周凹槽和所述第二圆周凹槽被布置成使得所述第一转位元件在所述第一输入装置或所述第二输入装置被致动时在旋转方面是静止的。
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