CN109442056A - 一种可有级调节流量的阀及其在净水器中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可有级调节流量的阀，包括调级装置和阀本体，调级装置通过转轴连接在阀本体；阀本体包括外壳、第一腔室和第二腔室，水流从第一腔室流向第二腔室；第一腔室和第二腔室连接处设有限流装置和密封装置，限流装置包括陶瓷定片和陶瓷动片，陶瓷动片通过转轴卡槽与电机相连；陶瓷定片和陶瓷动片中的任意一块上设有多个孔径各不相等且沿圆周分布的限流孔，限流孔分布圆周与陶瓷动片同心设置；陶瓷定片和陶瓷动片中的另一块上设有引水凹槽，以使在陶瓷动片转动过程中，引水凹槽至多和所述多个限流孔中的任意一个的位置相对应；调级装置带动陶瓷动片旋转特定角度，又因调级装置可为手动旋钮或电机，可达到手动或自动调节流量的目的。

Description

一种可有级调节流量的阀及其在净水器中的应用

技术领域

本发明涉及一种阀门，具体为一种可有级调节流量的阀。

背景技术

净水器是依靠反渗透膜对自来水进行净化，自来水被压缩通过反渗透膜后，变成了清水和浓水两部分，清水和浓水的比例就是废水比。现在市面上净水机的废水率在1：1-1：3之间为主。废水比的高低也与水温、水质、水压有密切关系。

废水比例调节器的作用是限流，以保证上一级RO膜（反渗透膜）恒定的工作压力，在RO 机（反渗透机）中为RO膜建立大于渗透压的工作环境，以控制纯水流量。废水比调节器对于纯水机的安全至关重要，废水比一旦堵塞，RO膜上的杂质没法及时冲洗掉，会导致RO膜寿命大大缩短，RO膜会在短时间内堵塞报废。

传统的废水比调节器与冲洗电磁阀并联使用。当冲洗电磁阀打开，由于通过冲洗电磁阀的压力比废水比调节器小得多，水通过冲洗电磁阀，不经过废水比调节器，废水流量大大增加，导致通过RO膜的流量也增加，冲洗RO膜上的杂质。

然而传统的废水比调节器不可调节水通量，分别有以下几种规格300CC、450CC、500CC、600CC、800CC、1200CC等，300CC表示最大水通量为300mL。假设反渗透净水器安装在广东地区，由于广东地区的水质较好，选择300CC的废水比调节器较为合适。但是反渗透净水器装在水质较差的北方地区，300CC的废水比例调节器太小，会导致RO膜的寿命大大缩短。此时应该选择更大水通量的废水比调节器，如600CC。

而且在很多场合，水质是不断变化的，有可能出现一个由好变差的过程，此时，无论使用哪种规格的废水比调节器都不能满足变化的水质需求。

虽然2017年5月3号公布的CN206145216U的中国实用新型专利公开了一种可调节的废水比例调节器，但是其结构复杂，成本较高。

发明内容

本发明的第一个发明目的是提供一种可有级调节流量的阀，该可有级调节流量的阀设有多个不同尺寸限流孔，通过调级装置带动陶瓷动片旋转，从而调节流量，结构简单，起到方便调节流量的目的。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种可有级调节流量的阀，包括调级装置和阀本体，调级装置通过转轴连入阀本体内；所述阀本体包括外壳；外壳内设有第一腔室和第二腔室；第一腔室和第二腔室连接处设有限流装置和密封装置；第一腔室通过限流装置流向第二腔室；所述限流装置包括在压力下接触面具有面密封效果的陶瓷定片和陶瓷动片，陶瓷动片通过转轴卡槽与调级装置相连；陶瓷定片通过密封装置密封于第一腔室和第二腔室之间；陶瓷定片上设有多个孔径各不相等且沿圆周分布的限流孔；限流孔输出端连通第二腔室；陶瓷动片上设有引水凹槽，第一腔室连通引水凹槽；在陶瓷动片转动过程中，所述引水凹槽和多个所述限流孔中的任意一个的位置相对应。

优选的，所述调级装置为可手动旋转调级的旋钮。

优选的，所述调节装置为可自动调级的电机。

优选的，多个限流孔沿任意旋转方向，孔径依次增大或减少；且多个限流孔等角度规则排列。

优选的，所述限流孔分布圆周与陶瓷动片同心设置。

优选的，所述第二腔室套设在第一腔室外侧，第一腔室为圆柱状腔室，第二腔室为圆环状腔室；所述陶瓷定片上设有多个孔径各不相等且沿圆周分布的限流孔，陶瓷定片中部还设有过水口，水流穿过过水口从第一腔室流向陶瓷动片上的引水凹槽。原则上，陶瓷定片和陶瓷动片中的任意一块上设有限流孔，另一块设有引水凹槽均可以满足发明目的，但是为了方便与调级装置连接，优选陶瓷定片上设限流孔，陶瓷动片上设引水凹槽。将第一腔室和第二腔室内外套设，不仅可以最大可能地减小阀本体的体积，同时，方便第一腔室和第二腔室连接面与调级装置连接，方便的实现陶瓷动片的旋转。

优选的，所述外壳上设有用于指示流量调节起点的限位挡片，动片支架上设有与之配合限位柱。本发明中调级装置带动陶瓷动片旋转合适的角度，来调节陶瓷动片上的引水凹槽与陶瓷定片上的限流孔的对应关系，从而调节流量。为保证每次调节的准确性，在调节时，需要先旋转陶瓷动片，使得陶瓷动片上的限位柱卡在陶瓷定片的限位挡片上，以此为旋转起点，旋转特定角度可以得到目标流量数值。

优选的，所述陶瓷定片侧边沿直径对称设置有两个定位柱，所述外壳相应位置设有与之对应的两个定位槽。通过定位柱和定位槽的配合，方便安装，避免陶瓷定片在摩擦作用下随着陶瓷动片发生旋转或移动。

优选的，所述陶瓷动片与转轴之间的连接方式包括直接连接和通过动片连接架连接，所述动片连接架通过装配口与陶瓷动片相连。陶瓷具有优良的耐磨性，但是其质脆，与转轴直接相连易发生碎裂。因而在陶瓷动片和转轴之间增加一个塑料材质的动片连接架，以缓冲，防止陶瓷动片发生碎裂现象。

优选的，所述密封装置包括密封垫圈和O形密封圈；所述第一腔室与限流装置之间通过密封垫圈进行密封；所述第二腔室与限流装置之间通过O形密封圈进行密封。本发明中的水流从第一腔室经过陶瓷定片上的过水口接触到陶瓷动片，在陶瓷动片上的引水凹槽的引导下，流向陶瓷定片上的限流孔，通过限流孔流入第二腔室，起到限流的作用。在该过程中，水流在从第一腔室经过陶瓷定片上的过水口接触到陶瓷动片的过程中，需要保证过水口与第一腔室之间密封不漏水，因而在陶瓷定片和第一腔室边缘设置密封垫圈，为保证陶瓷定片与第二腔室之间不漏水，陶瓷定片和外壳之间设置O形密封圈。密封垫圈和O形密封圈在被外壳固定挤压后，发生形变，密封效果好。

优选的，所述旋钮中嵌设有档位柱，档位柱底部突出旋钮部分为半球形；所述上盖上表面设有与档位柱相配合的半球形档位孔；所述档位孔沿以上盖中心为圆心的圆周分布有6个，所述圆周半径与档位柱到旋钮底面中心的距离相同。

优选的，所述阀本体还包括进水管和出水管，所述进水管与第一腔室直接相连，所述出水管与第二腔室直接相连；所述进水管和出水管端部均为快速接头。快速接口可以增加装置的适配性。

优选的，所述可有级调节流量的阀由塑料材质制成；

优选的，所述电机为步进电机；本装置调节陶瓷动片是按一定角度旋转即可，因而选用步进电机就可以达到目的。

优选的，所述外壳分为上盖和下盖，所述第一腔室和第二腔室位于下盖形成的腔体内，所述限位挡片位于上盖内；上盖、下盖、陶瓷定片、陶瓷动片和调级装置之间均通过自攻螺丝连接。

本发明的第二个发明目的为上述可有级调节流量的阀在净水器中用作废水比例器或水路分流比例阀中的应用。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的一种可有级调节流量的阀， 具有如下有益效果：

一、采用本发明的一种可有级调节流量的阀，通过外接的调级装置，可以实现手动调级和自动调级通用。

二、通过调节调级装置，手动或者自动的调级，即可实现快速改变阀流量，以满足流量需要变化的使用场景，或者适应不同的流量要求的使用场景。

三、采用陶瓷片做限流装置，利用了陶瓷良好的耐磨性，同时加压后陶瓷片的接触面形成良好的面密封性能，可以精简密封装置，且装置的使用寿命长。

四、该装置密封效果好，不易发生漏水现象。

五、该可有级调节流量的阀装置，设有限位挡片和限位柱，减小流量调节的误差，使得该装置更可靠。

六、该装置结构简单，生产成本低。

附图说明

图1为本发明可有级调节流量的阀实施例1的立体结构示意图；

图2为实施例1中阀本体的结构示意图；

图3为实施例1中阀本体的主视示意图；

图4为图3中AA处的剖面示意图；

图5实施例1中可有级调节流量的阀的爆炸结构示意图；

图6为实施例1中动片连接架的立体结构示意图；

图7为实施例1中动片连接架的主视结构示意图；

图8为实施例1中陶瓷动片的结构示意图；

图9为实施例1中陶瓷动片的后视示意图；

图10为实施例1中陶瓷定片的结构示意图；

图11为实施例1中上盖的示意图；

图12为本发明可有级调节流量的阀实施例2的立体结构示意图；

图13为本发明可有级调节流量的阀实施例2的爆炸结构示意图。

附图标记：

1、调级装置；

2、阀本体；20、转轴卡槽； 211定位槽；212、上盖；213、下盖；22、第一腔室；23、第二腔室；24、陶瓷定片；241、限流孔；242、限位挡片；243、过水口；244、定位柱；25、陶瓷动片；251、引水凹槽；252、限位柱；253、动片连接架；254、装配口；255、装配柱；26、密封垫圈；27、O形密封圈；28、档位柱；29、档位孔；

3、进水管；

4、出水管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1：

如图1至11所示的一种可有级调节流量的阀，包括调级装置1和阀本体2，调级装置1通过转轴连入在阀本体2内。阀本体2包括外壳，外壳内设有第一腔室22和第二腔室23；第一腔室22和第二腔室23连接处设有限流装置和密封装置，第一腔室22通过限流装置流向第二腔室23限流装置包括陶瓷定片24和陶瓷动片25，陶瓷动片25通过转轴卡槽20与调级装置1相连。陶瓷定片24上设有多个孔径各不相等且沿圆周分布的限流孔241。限流孔241分布圆周与陶瓷动片25同心设置。陶瓷动片25上设有引水凹槽251，以使在陶瓷动片25转动过程中，所述引水凹槽251和多个限流孔241中的任意一个的位置相对应。上述进水管连接第一腔室22，所述出水管连接第二腔室23。

上述多个限流孔241沿任意旋转方向，孔径依次增大或减少；且多个限流孔241等角度规则排列。本实施例中限流孔241数量为6个，沿圆周等角度排列，也就是每隔60度有一个限流孔241。本实施例设有6个限流孔241，满足6档流量调节需求。

本实施例中，为了本装置体积小，且可以将陶瓷动片与调级装置相连处做好绝水环境，本实施例将第二腔室23套设在第一腔室22外侧，第一腔室22为圆柱状腔室，第二腔室23为圆环状腔室。陶瓷定片24上设有多个孔径各不相等且沿圆周分布的限流孔241，陶瓷定片24中部还设有过水口243，水流穿过过水口243从第一腔室22流向陶瓷动片25上的引水凹槽251。

本实施例中的调级装置1为步进电机，该可有级调节流量的阀为可自动有级调节流量的阀。外壳上设有用于指示流量调节起点的限位挡片242，动片支架上设有与之配合限位柱252。因本实施例为可有级调节流量的阀，通过控制电机中的电流来控制电机转轴转动一定角度，电机转轴带动陶瓷动片旋转相应的角度。动片支架上设有的引水凹槽251将水流引导至引水凹槽251所指引的限流孔241，引水凹槽251的形状如图8所示，中部为圆形凹槽，向一侧延伸出长条形凹槽，该长条形凹槽与限流孔241相配合，又因非凹槽部位是经过打磨密封良好的陶瓷片，因而可将水流限制在引水凹槽251中，引导至限流孔241。为了使电动调节更精准，每次调节流量时，都需要由电机转轴带动陶瓷动片旋转至起点，然后从起点开始旋转需要的角度。外壳上盖内设有限位挡片242，动片支架上设有与之配合的限位柱252，使得每次调节流量时，使得电机转轴默认旋转一圈，根据限流孔直径大小排布规则来定是逆时针旋转还是顺时针旋转，为符合用户习惯，可以将起点设在限流孔孔径最小处。直至限位柱252碰到限位挡片242，此时陶瓷动片停下，然后电机转轴开始旋转特定角度来调节至目标流量。

陶瓷定片24侧边沿直径对称设置有两个定位柱244，外壳相应位置设有与之对应的两个定位槽211。通过定位柱和定位槽的配合，方便安装，避免陶瓷定片在摩擦作用下随着陶瓷动片发生旋转或移动。

陶瓷动片25与调级装置1转轴之间还设有动片连接架253，调级装置1通过动片连接架253与调级装置1转轴相连，动片连接架253通过装配口254与陶瓷动片25相连。陶瓷具有优良的耐磨性，但是其质脆，与转轴直接刚性相连易在旋转时发生碎裂。因而在陶瓷动片和转轴之间增加一个塑料材质的动片连接架，以缓冲，防止陶瓷动片发生碎裂现象。动片连接架253与陶瓷动片25之间通过三个相互配合的装配柱255和装配口254连接。

本装置中的密封装置包括密封垫圈26和O形密封圈27，其中第一腔室22与限流装置之间通过密封垫圈26进行密封；其中第二腔室23与限流装置之间通过O形密封圈27进行密封。本发明中的水流从第一腔室经过陶瓷定片上的过水口接触到陶瓷动片，在陶瓷动片上的引水凹槽的引导下，流向陶瓷定片上的限流孔，通过限流孔流入第二腔室，起到限流的作用。在该过程中，水流在从第一腔室经过陶瓷定片上的过水口接触到陶瓷动片的过程中，需要保证过水口与第一腔室之间密封不漏水，因而在陶瓷定片和第一腔室边缘设置密封垫圈，为保证陶瓷定片与第二腔室之间不漏水，陶瓷定片和外壳之间设置O形密封圈。密封垫圈和O形密封圈在被外壳固定挤压后，发生形变，密封效果好。

阀本体2还包括进水管3和出水管4，所述进水管3与第一腔室22直接相连，所述出水管4与第二腔室23直接相连；所述进水管3和出水管4端部均为快速接头。

可有级调节流量的阀由塑料材质制成。

本装置中的电机为步进电机，因本装置中的电机带动电机转轴是每次旋转特定角度即可的，符合步进电机作为一种做离散运动的装置的要求。因而只需要选择步进电机即可，而不需要价格更高的伺服电机。

外壳分为上盖212和下盖213，所述第一腔室22和第二腔室23位于下盖213形成的腔体内，所述限位挡片242位于上盖内；上盖212、下盖213、陶瓷定片24、陶瓷动片25和调级装置1之间均通过自攻螺丝连接，方便生产后的装配。

本实施例的工作原理：

为了实现可有级调节流量：本发明中的可有级调节流量的阀通过两端的快速接头接在出水管上，该装置内壁尺寸大于限流孔的尺寸，起到限流的作用。为了可以可有级调节流量的阀，实现可调的目的，本发明设置限流装置，限流装置由陶瓷定片24和陶瓷动片25组成，陶瓷定片24上设有6个直径大小依次排列的限流孔241，限流孔241为通孔；陶瓷动片25上设有引水凹槽251，引水凹槽251可以改变水流方向，将水流导向所要调节的流量对应的限流孔241，从而可以使得水流通过目的限流孔241中，达到可调流量的目的。陶瓷动片25通过动片连接架连接在电机转轴上，通过控制电机中的电流，从而控制陶瓷动片25的何时开始旋转，以及旋转角度，从而改变引水凹槽251与限流孔241之间的对应关系。限流装置利用了陶瓷片相对于橡胶类密封装置更耐磨损的特点，同时利用了陶瓷片在表面经过打磨后面密封良好的特点。陶瓷片的该性能在水龙头的阀芯上已经得到了广泛的应用。

为了可有级调节流量的阀时，准确度更高，本实施例还设有限位柱252和限位挡片242，使得电机在转动目的角度以调节流量时，先默认旋转一周，当动片支架上的限位柱252碰到上盖内的限位挡片242时，会自动停下，然后再开始旋转特定角度以调节流量。设置限位挡片242和限位柱252主要是为了给调节旋转角度选定基准，以防电机在多次旋转后，误差被放大。需要注意的是，电机转轴的旋转方向需要固定，复位时的旋转方向与调节流量时候的旋转方向是相反的，同时，因为限流孔241的尺寸是按大小依次、且在分布圆周上是等角度分布的，因而通过调节电机1中的电流可以达到调节流量的目的。本实施例中选用步进电机，其每步旋转的角度可以根据相邻限流孔241的间隔角度来定。本实施例中步进电机的复位操作和调节操作由程序来设定和控制，本案只公开阀本体，程序部分非本案需公开的范围，因而本案不做详述。

本实施例中，因需要连接调级装置1，所以需要实现干湿分离的工作环境。如果第一腔室22和第二腔室23是沿水流方向依次设置的，则会存在调级装置连接困难的问题。本实施例将第二腔室23套设在第一腔室22内部，通过改变水流方向来将限流孔所在位置设置在垂直于水流的方向上，可以实现陶瓷动片24与调级装置的连接。为了使第一腔室22和第二腔室23之间实现密封分隔，本实施例还设置了密封垫圈26和O形密封圈27，配合自攻螺丝的紧固作用，实现密封目的。

本发明中的可有级调节流量的阀可以应用于净水器中的废水比，实现按不同地区的水质方便调节至合适的废水比的目的。

实施例2：

本实施例中除了调级装置1为可手动旋转调级的旋钮，其余均与实施例1一致，即本实施例中的可有级调节流量的阀为可手动有级调节流量的阀。当需要调节流量的时，用户手动旋转相应角度，旋钮上可标注对应的流量刻度，方便指示。同一个阀本体通过外接的调级装置1的转换，可适用手动和电动两种模式，适应不同的用户选择。

以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可有级调节流量的阀，其特征在于：包括调级装置（1）和阀本体（2），调级装置（1）通过转轴连入阀本体（2）内；所述阀本体（2）包括外壳；外壳内设有第一腔室（22）和第二腔室（23）；第一腔室（22）和第二腔室（23）连接处设有限流装置和密封装置；第一腔室（22）通过限流装置流向第二腔室（23）；所述限流装置包括在压力下接触面具有面密封效果的陶瓷定片（24）和陶瓷动片（25），陶瓷动片（25）通过转轴卡槽（20）与调级装置（1）相连；陶瓷定片（24）通过密封装置密封于第一腔室（22）和第二腔室（23）之间；陶瓷定片（24）上设有多个孔径各不相等且沿圆周分布的限流孔（241）；限流孔（241）输出端连通第二腔室（23）；陶瓷动片（25）上设有引水凹槽（251），第一腔室（22）连通引水凹槽（251）；在陶瓷动片（25）转动过程中，所述引水凹槽（251）和多个所述限流孔（241）中的任意一个的位置相对应。

2.根据权利要求1所述的一种可有级调节流量的阀，其特征在于：所述调级装置（1）为可手动旋转调级的旋钮。

3.根据权利要求1所述的一种可有级调节流量的阀，其特征在于：所述调节装置（1）为可自动调级的电机。

4.根据权利要求1所述的一种可有级调节流量的阀，其特征在于：多个限流孔（241）沿任意旋转方向，孔径依次增大或减少；且多个限流孔（241）等角度规则排列；所述限流孔（241）分布圆周与陶瓷动片（25）同心设置。

5.根据权利要求1所述的一种可有级调节流量的阀，其特征在于：所述第二腔室（23）套设在第一腔室（22）外侧，第一腔室（22）为圆柱状腔室，第二腔室（23）为圆环状腔室；所述陶瓷定片（24）上设有多个孔径各不相等且沿圆周分布的限流孔（241），陶瓷定片（24）中部还设有过水口（243），水流穿过过水口（243）从第一腔室（22）流向陶瓷动片（25）上的引水凹槽（251）。

6.根据权利要求5所述的一种可有级调节流量的阀，其特征在于：所述外壳上设有用于指示调节起点的限位挡片（242），动片连接架（253）上设有与之配合限位柱（252）；所述密封装置包括密封垫圈（26）和O形密封圈（27）；所述第一腔室（22）与限流装置之间通过密封垫圈（26）进行密封；所述第二腔室（23）与限流装置之间通过O形密封圈（27）进行密封。

7.根据权利要求1所述的一种可有级调节流量的阀，其特征在于：所述陶瓷定片（24）侧边沿直径对称设置有两个定位柱（244），所述外壳相应位置设有与之对应的两个定位槽（211）。

8.根据权利要求2所述的一种可有级调节流量的阀，其特征在于：所述旋钮中嵌设有档位柱（28），档位柱（28）底部突出旋钮部分为半球形；所述上盖（212）上表面设有与档位柱（28）相配合的半球形档位孔（29）；所述档位孔（29）沿以上盖中心为圆心的圆周分布有6个，所述圆周半径与档位柱（28）到旋钮底面中心的距离相同。

9.根据权利要求1所述的一种可有级调节流量的阀，其特征在于：所述陶瓷动片（25）与调级装置（1）转轴之间的连接方式包括直接连接和通过动片连接架（253）连接，所述动片连接架（253）通过装配口（254）与陶瓷动片（25）相连；

所述阀本体（2）还包括进水管（3）和出水管（4），所述进水管（3）与第一腔室（22）直接相连，所述出水管（4）与第二腔室（23）直接相连；所述进水管（3）和出水管（4）端部均为快速接头；

所述可有级调节流量的阀由塑料材质制成；

所述外壳分为上盖（212）和下盖（213），所述第一腔室（22）和第二腔室（23）位于下盖（213）形成的腔体内，所述限位挡片（242）位于上盖内；上盖（212）、下盖（213）、陶瓷定片（24）、陶瓷动片（25）和调级（1）之间均通过自攻螺丝连接。

10.权利要求1至权利要求9中任一所述的可有级调节流量的阀在净水器中用作废水比例器或水路分流比例阀。