CN111226010B - 管路部件和管路组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制温度不同的两种水供应的混合物的管路部件(600)，该管路部件包括：冷水入口(4；404)，其被配置为接纳冷水供应；热水入口(6；406)，其被配置为接纳热水供应；出口(8；408)，其被配置为输出冷水或热水或其混合物；流量截止机构(310a，310b，310c；420c，420d，420c’，420d’)，其能进行操作以限制水从出口(8；408)出来的流量；第一流量控制阀，其用于控制冷水从冷水入口(4；404)到出口(8；408)的流量；以及第二流量控制阀，其用于控制热水从热水入口(6；406)到出口(8；408)的流量，每一个流量控制阀都包括阀构件(18a，18b，18a’，18b’；418a，418b，418a’，418b’)和关联的阀座，每个阀构件(18a，18b，18a’，18b’；418a，418b，418a’，418b’)被布置为与关联的阀座接合，以控制水通过流量控制阀到达水出口的流量。阀构件(18a，18b；418a，418b)中的一者或二者包括渐进流量控制垫圈(20a，20b，20a’，20b’；420a’，420b’)，渐进流量控制垫圈被布置为密封在关联的阀座上，以提供所述或每个控制阀的最大流量状态和最小流量状态之间的渐进流量过渡。

Description

管路部件和管路组件
技术领域
本申请涉及管路部件。管路部件可用于控制温度不同的两种水供应的混合物。管路部件可例如用于管路固定装置、配件以及采用这种管路固定装置和配件的用于洗涤、淋浴、沐浴等的供水系统和设备中。
背景技术
在国际专利申请No.PCT/IB2013/001646(WO2013/190381)中公开了可用于控制冷热水供应的混合物的现有技术的管路部件的示例。
PCT/IB2013/001646公开了一种用于控制温度不同的两种水供应的混合物的混合阀，该混合阀包括：冷水入口，其被配置为接收冷水供应；热水入口，其被配置为接收热水供应；出口，其被配置为从混合阀输出冷水或热水或其混合物；第一流量控制阀，其用于控制冷水从冷水入口到水出口的流量；以及第二流量控制阀，其用于控制热水从热水入口到水出口的流量。第一流量控制阀和第二流量控制阀中的每个都包括：与关联的水入口连通的阀入口；与水出口连通的第一阀出口和第二阀出口；以及阀构件组件，其用于控制通过第一阀出口和第二阀出口的水流量。每个阀构件组件包括第一阀构件和第二阀构件，第一阀构件被配置为在流量控制阀处于闭合位置时接合与第一阀出口关联的第一阀座，第二阀构件被配置为在流量控制阀处于闭合位置时接合与第二阀出口关联的不同的第二阀座。阀构件带有弹性密封件，该弹性密封件与阀座接合以密封阀出口，从而防止处于闭合位置时有水流动。弹性密封件由每个阀构件所承载的O型环提供。
发明内容
一方面，本申请提供了一种用于控制温度不同的两种水供应的混合物的管路部件，该管路部件包括以下中的任一个或更多个：冷水入口，其被配置为接纳冷水供应；热水入口，其被配置为接纳热水供应；出口，其被配置为输出冷水或热水或冷水和热水的混合物；流量截止机构，其能进行操作以限制水从所述出口出来的流量；第一流量控制阀，其用于控制冷水从所述冷水入口到所述出口的流量；以及第二流量控制阀，其用于控制热水从所述热水入口到所述出口的流量，所述流量控制阀中的每一个都包括阀构件和关联的阀座，每个阀构件被布置为与关联的所述阀座接合，以控制水通过所述流量控制阀到达所述水出口的流量，并且其中：所述阀构件中的一个阀构件或两个阀构件包括渐进流量控制垫圈，所述渐进流量控制垫圈被布置为密封在关联的所述阀座上，以提供该控制阀或每个控制阀在最大流量状态和最小流量状态之间的渐进流量过渡。
所述管路部件有利地提供了流量截止机构与渐进流量控制垫圈的组合。这既可提供通过流量控制阀的水流量在最大流量和最小流量之间的平滑渐进过渡，又可提供安全的流量截止，以防止残余的水从出口流出。例如，最小流量仍可允许少量水流过流量控制阀。可通过截止机构防止其从出口流出。
可选地，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈可包括密封表面，所述密封表面被布置为密封在关联的所述阀座的对应密封表面上，其中，由所述渐进流量控制垫圈的所述密封表面与关联的所述阀座之间的接触范围确定通过相应流量控制阀的流量。这可允许在阀构件相对于阀座移动期间对流量进行渐进控制，并且给出对流量的更精细的调节分辨率。
可选地，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈被布置为相对于关联的所述阀座移动，并且其中，所述移动可以是在以下位置中的任何位置之间：
i)最小密封位置，在处于所述最小密封位置时，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈与关联的所述阀座之间没有密封接触；
ii)第一局部密封位置，在处于所述第一局部密封位置时，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈的所述密封表面的一部分与所述阀座密封接触；
iii)第二局部密封位置，在处于所述第二局部密封位置时，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈的所述密封表面的一部分与关联的所述阀座密封接触，其中，在处于所述第二局部密封位置时，与所述第一局部密封位置相比，所述渐进流量控制垫圈的所述密封表面中有更大范围与关联的所述阀座密封接触；以及
iv)最大密封位置，在处于所述最大密封位置时，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈的所述密封表面中有最大范围与关联的所述阀座密封接触。
与不提供局部密封位置的阀构件相比，这可提供改进的流量渐进控制。
可选地，所述渐进流量控制垫圈的形状和构造中的一者或二者与关联的所述阀座的形状和构造相比可提供渐进流量过渡。这可允许阀构件和阀座之间密封接触提供渐进流量过渡。
可选地，所述阀构件具有纵向轴线，并且其中，所述纵向轴线被布置成平行于第一方向，所述渐进控制垫圈被布置为在所述第一方向上相对于所述阀座移动。
可选地，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈可不是仅在垂直于所述纵向轴线的平面上延伸的平面垫圈。通过由不是平面垫圈的形状形成渐进流量控制垫圈，可提供更渐进的流量过渡。
可选地，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈的密封表面的至少一部分可被成形为使得该至少一部分相对于垂直于所述纵向轴线的平面倾斜。这意味着，当渐进流量控制垫圈与阀座朝向或背离彼此移动时，可提供渐进流量控制垫圈与阀座之间的密封面积的增大或减小。
可选地，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈可具有在沿着所述阀构件的长度的第一范围和第二范围之间延伸的形状，所述第一范围与所述第二范围之间的距离大于所述渐进流量控制垫圈的厚度，并且可选地其中，所述距离是所述渐进流量控制垫圈的厚度的2至6倍大。这意味着，渐进流量控制垫圈可具有细长的形状，该细长的形状至少部分在沿着阀构件长度的方向上延伸。这可允许它们之间有合适的密封接触，以提供渐进流量过渡。
可选地，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈可被成形为遵循围绕所述阀构件具有三个或更多个转折点的路径。这可提供与关联的阀座的变化的密封接触，以提供改进的渐进流量过渡。
可选地，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈遵循沿着相应阀构件的表面延伸的起伏或Z字形的路径，并且优选地其中，所述路径是正弦波形的路径。
可选地，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈相对于关联的所述阀座的0mm和9mm之间的移动可引起流量在所述最小流量状态和所述最大流量状态之间变化。对于在阀构件的作用下移动的对应距离，这可提供改进的流量变化分辨率。换句话说，与非渐进流量控制垫圈相比，阀构件的较大移动可提供相同的流量变化。
可选地，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈的厚度在约0.5mm和约1.5mm之间。这可提供合适的渐进流量过渡。
可选地，所述流量截止机构可由形成每个阀构件的一部分的流量截止垫圈形成，其中，每个流量截止垫圈可被布置为接触所述阀座，以提供每个控制阀的打开状态和闭合状态之间的过渡。这可允许每个阀构件提供渐进流量过渡和最终流量截止过渡以停止任何残余流二者。
可选地，每个流量截止垫圈可以是仅在垂直于所述纵向轴线的平面上延伸的平面垫圈。与渐进流量控制垫圈所提供的渐进流量过渡相比，这可提供安全的最终流量截止。
可选地，所述流量截止机构可包括诸如电磁阀这样的电子截止机构，所述电子截止机构能在截止位置和打开位置之间移动，在处于所述截止位置时，水从所述出口出来的流量受限制，并且在处于所述打开位置时，水从所述出口出来的流量不受限制。这可提供合适的安全流量最终截止，以去除在渐进流量控制垫圈处于最大密封位置时留下的任何残余流量。
可选地，水沿着水流动路径流过所述管路部件，并且其中，所述电子截止机构可设置在沿着所述水流动路径的在所述控制阀中的每一个和形成所述出口的孔之间的的点处。这可允许流量截止机构停止流量控制阀所允许的任何残余流量。
可选地，所述出口是多个出口中的一个，每个出口被布置为接收来自所述第一控制阀和/或所述第二控制阀的水，并且其中，所述流量截止机构可包括多个电磁阀，所述多个电磁阀被布置为独立地控制水通过所述多个出口中的每一个的流量。这可允许管路部件向管路组件或系统的多个不同出口供应水。例如，它可供应淋浴系统的不止一个淋浴头。
可选地，所述管路部件还可包括控制器，所述控制器被配置为响应于水的温度或流量中的至少一者而控制所述第一控制阀、所述第二控制阀或所述流量截止机构中的任一个或更多个。这可允许调节离开出口的水的温度和/或流量。
可选地，所述控制器可被配置为从一个传感器或多个传感器接收温度或流量信息，所述一个传感器或多个传感器被配置为监测从所述出口流出的水的温度或流量中的至少一者。这可允许调节温度和流量以达到目标值，该目标值可例如由用户设置。
可选地，所述传感器可被布置为监测沿着通过所述管路部件的流动路径在所述控制阀中的每一个和所述出口之间流动的水的温度和/或流量。这样可允许一旦水离开流量控制阀就监测温度和/或流量。
可选地，所述管路部件可包括壳体，所述壳体容纳所述流量截止机构以及所述第一控制阀和所述第二控制阀并且包括形成所述冷水入口、所述热水入口和所述出口或所述多个出口的孔。
可选地，所述壳体可由聚合物材料形成。这可使管路部件适于家庭使用，因为它可被更高效地生产。
可选地，每个阀构件都可安装在轴上，并且该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈可包括围绕所述阀构件的外表面的套筒。可选地，所述套筒可包含弹性材料。这可提供联接阀构件与渐进流量控制垫圈的高效方式，并且提供与阀座的合适密封。
可选地，所述管路部件还可包括冷水出口和热水出口，其中：所述冷水入口流体联接到所述第一流量控制阀的入口和所述冷水出口二者；并且所述热水入口流体联接到所述第二流量控制阀的入口和所述热水出口二者，其中，所述热水出口和所述冷水出口适于能连接到另一管路部件的所述热水入口和所述冷水入口。这可允许多个管路部件彼此串联连接。与水管并联连接时相比，这样可减少将管路部件连接到冷水和热水供应所需的水管的量。
第二方面，本申请提供了一种包括根据第一方面(或以下第三方面)所述的第一管路部件和根据第一方面(或以下第三方面)所述的第二管路部件的管路组件，其中：所述第一管路部件的所述冷水出口流体连接到所述第二管路部件的所述冷水入口；并且所述第一管路部件的所述热水出口流体连接到所述第二管路部件的所述热水入口。这可允许管路部件一起串联或堆叠地连接。
可选地，所述管路组件还可包括控制器，所述控制器被布置为控制所述第一管路部件和所述第二管路部件的所述流量控制阀，使得从所述第一管路部件的所述出口流出的水的温度不同于从所述第二管路部件的所述出口流出的水的温度。这可允许独立地控制由第一管路部件和第二管路部件提供的水的温度和/或流量。
第三方面，本申请提供了一种用于控制温度不同的两种水供应的混合物的管路部件，该管路部件包括：冷水入口，其被配置为接纳冷水供应；热水入口，其被配置为接纳热水供应；出口，其被配置为输出冷水或热水或冷水和热水的混合物；流量截止机构，其能进行操作以限制水从所述出口出来的流量；第一流量控制阀，其用于控制冷水从所述冷水入口到所述出口的流量；以及第二流量控制阀，其用于控制热水从所述热水入口到所述出口的流量，所述流量控制阀中的每一个都包括阀构件和关联的阀座，每个阀构件被布置为与关联的所述阀座接合，以控制水通过所述流量控制阀到达所述水出口的流量，并且其中：所述管路部件还包括渐进流量控制机构，所述渐进流量控制机构被布置为提供该控制阀或每个控制阀在最大流量状态和最小流量状态之间的渐进流量过渡。
可选地，所述渐进流量控制机构可包括一个或更多个密封表面，所述一个或更多个密封表面被布置为密封在关联的所述阀座或所述阀构件的对应密封表面上，其中，由所述一个密封表面或多个密封表面与关联的所述阀座或所述阀构件之间的接触范围确定通过相应流量控制阀的流量。
可选地，该阀构件或每个阀构件被布置为相对于关联的所述阀座移动，并且其中，所述移动是在以下位置中的任何位置之间：i)最小密封位置，在处于最小密封位置时，在所述一个密封表面或每个密封表面与关联的所述阀座或所述阀构件之间没有密封接触的ii)第一局部密封位置，在处于第一局部密封位置时，所述一个密封表面或每个密封表面的一部分与关联的所述阀座或所述阀构件密封接触；iii)第二局部密封位置，在所述第二局部密封位置时，所述一个密封表面或每个密封表面的一部分与关联的所述阀座或所述阀构件密封接触，其中，在处于所述第二局部密封位置时，与所述第一局部密封位置相比，所述密封表面中有更大范围与关联的所述阀座或所述阀构件密封接触；以及iv)最大密封位置，在处于所述最大密封位置时，所述一个密封表面或每个密封表面中有最大范围与关联的所述阀座或所述阀构件密封接触。
可选地，由所述渐进流量控制机构形成的所述密封表面的形状和构造中的一者或二者与关联的所述阀座或所述阀构件的形状和构造相比提供了渐进流量过渡。
可选地，所述渐进流量控制机构可由所述阀构件中的一者或二者形成，所述阀构件包括渐进流量控制垫圈，所述渐进流量控制垫圈被布置为密封在关联的所述阀座上，以提供该控制阀或每个控制阀在最大流量状态和最小流量状态之间的渐进流量过渡。
可选地，另外或另选地，所述渐进流量控制机构可由所述阀座的渐进流量控制部形成，所述渐进流量控制部被成形为提供该控制阀或每个控制阀在所述最大流量状态和所述最小流量状态之间的渐进流量过渡。
可选地，所述阀座的所述渐进流量控制部可包括形成所述阀座的孔的渐缩部分。
关于第一方面或第二方面描述的特征中的任一个可与第三方面结合使用。
附图说明
现在，将只以举例方式参照附图来描述本发明的实施方式，在附图中：
图1示出了根据实施方式的管路部件中使用的混合阀的立体图；
图2示出了穿过图1中示出的混合阀的横截面；
图3a至图3d示出了根据实施方式的管路部件的阀构件和阀座的示意图；
图4示出了根据实施方式的管路部件的渐进流量控制垫圈的近视图；
图5a示出了包括两个渐进流量控制垫圈的根据实施方式的管路部件的一部分的侧视图；
图5b示出了对应于图5a的剖视图；
图6示出了根据实施方式的管路部件的侧视图；
图7a示出了根据实施方式的管路部件中使用的混合阀的立体图；
图7b示出了图7a中示出的混合阀的侧视图；
图7c示出了穿过图7b中示出的混合阀的横截面；
图8a至图8d示出了根据实施方式的具有流量截止垫圈的阀构件和阀座的示意图；
图9a示出了根据实施方式的管路部件的一部分的侧视图，示出了两个渐进流量控制垫圈和两个流量截止垫圈；
图9b示出了对应于图9a的剖视图；
图10a示出了根据实施方式的管路部件的流量与相对阀构件位置的图线；以及
图10b示出了根据另一实施方式的管路部件的流量与相对阀构件位置的图线。
具体实施方式
根据一个实施方式，公开了一种用于控制温度不同的两种水供应(例如，热水供应和冷水供应)的混合物的管路部件。管路部件可输出供使用的具有所期望温度的水，并且还可以控制输出流量。
管路部件可被装入用于洗涤、淋浴、沐浴等的管路固定装置或配件中以及采用这种管路固定装置和配件的供水系统和设备中。例如，管路部件可被装入用于盆、水槽、淋浴装置等的水龙头(或给水栓)中。管路部件可被装入用于洗涤、淋浴、沐浴等的具有一个或更多个出口的供水系统或设备中。每个出口可包括装有管路部件的水龙头 (或给水栓)。另选地，管路部件可被装入供应不止一个出口的配件中。例如，可以从一个管路部件向多个淋浴喷头供应水，如将在随后进一步详细描述的。
根据一个实施方式的管路部件整体上包括：冷水入口，其被配置为接收冷水供应；热水入口，其被配置为接收热水供应；以及出口，其被配置为输出冷水或热水或冷水和热水的混合物。
管路部件包括用于控制冷水从冷水入口到出口的流量的第一流量控制阀和用于控制热水从热水入口到出口的流量的第二流量控制阀。因此，第一控制阀和第二控制阀可以形成混合器(或混合)阀，以控制从出口流出的水的温度和流量。
流量控制阀中的每一个可包括阀构件和关联的阀座。每个阀构件可被布置为与关联的阀座接合，以控制水通过流量控制阀到达水出口的流量。
管路部件还包括流量截止机构，其能进行操作以限制水从出口出来的流量。流量截止机构可提供打开状态和闭合状态之间的过渡。在闭合状态下，通过流量截止机构的水流量可为零或大致为零。因此，它可安全地截止来自出口的水供应，以防止不期望的残余水流(例如，它可减少管路部件正供应的淋浴器或水龙头的滴漏)。
阀构件中的一者或二者包括渐进流量控制垫圈，渐进流量控制垫圈被布置为密封在关联的阀座上，以提供该控制阀或每个控制阀在最大流量状态和最小流量状态之间的渐进流量过渡。“渐进流量过渡”可意指从最大流量水平至最小流量水平的平稳或渐进过渡。在一些实施方式中，最小流量水平可以是小流量或残余流量的水(例如，水滴)。在其他实施方式中，最小流量水平可为零或大致为零。在一些实施方式中，最大流量水平可对应于阀打开，而水流量不受限制。渐进流量过渡与阀允许最大流量水平与最小流量水平之间的急剧或中间过渡形成对照。
管路部件可有利地提供渐进流量过渡和单独流量截止二者。对从出口出来的热水和冷水的流量的渐进控制允许在最大流量和最小流量之间准确且平稳地控制输出水的温度和流量。即使当流量最小时，流量截止机构也提供原本不会通过渐进流量控制垫圈提供的单独的安全截止。这可减少可通过渐进流量控制垫圈允许的任何残余流量，并且可减少正由管路部件供应的水龙头或淋浴器的不期望的水滴。
在图1和图2中更详细示出了适用于管路部件的混合阀。在一些实施方式中，混合阀可以如国际专利申请No.PCT/IB2013/001646中描述(其特此以引用方式并入)，但是适于包括渐进流量控制垫圈。图1示出了封闭在阀壳体2内的混合阀1。壳体2 中的孔3形成用于接收第一流体(在该实施方式中，冷水)的第一流体入口4。类似地，如图2的剖视图中所示，壳体2包括：另一孔5，其形成用于接收第二流体(在该实施方式中，热水)的第二流体入口6；以及又一孔7，其形成用于输出第一流体或第二流体或其混合物的流体出口8。
在所描述的实施方式中，混合阀1包括位于混合室11内的第一流量控制阀9和第二流量控制阀10。第一流量控制阀9控制流体从第一流体入口4到混合室11的流量。第二流量控制阀10控制流体从第二流体入口6到混合室11的流量。混合室11 提供一容积(第一流体和第二流体可在该容积中混合)，并且将混合后的流体引导到流体出口8。
第一流量控制阀9和第二流量控制阀10可近似，并且在混合室11的相对侧平行地并排布置。接下来描述第一流量控制阀9的构造和操作，并且使用相同的附图标记，但是带有附加的撇号来标识第二流量控制阀10的类似特征，使得根据对第一流量控制阀9的描述，将清楚和理解第二流量控制阀10的构造和操作。
第一流量控制阀9包括阀构件组件12、阀入口室13以及第一阀出口14a和第二阀出口14b。在所期望的实施方式中，阀入口室13是大体圆柱形，但是在其他实施方式中，可以是其他合适的形状，并且可例如是正方形或椭圆形。第一流体入口4 通过入口室13的侧壁通入入口室13中(第二入口6通过入口室13’的侧壁通入第二流量控制阀10的阀入口室13’中)。
第一阀出口14a布置在入口室13的一端处，并且第二阀出口14b布置在入口室13的相对端处。阀出口14a和14b中的每一个都包括通孔，该通孔具有相对于端部段16、17直径减小的圆柱形中心段15。在中心段15和端部段16、17之间，孔是渐缩的。阀出口14a和14b轴向对准，并且在该实施方式中，出口14a和14b的中心段 15是同轴的并且具有相同的直径。阀构件组件12控制水通过第一流量控制阀9从入口室13到混合室11的流量。在所描述的实施方式中，中心段15和端部段16、17的横截面是圆形的。然而，这仅是一个这样的示例，在其他实施方式中，这些部件可具有任何其他合适的横截面并且可以是例如正方形或椭圆形。
阀构件部件12包括适于与第一阀出口14a配合的第一阀构件18a和适于与第二阀出口14b配合的第二阀构件18b，以控制水从入口室13到混合室11的流量。第一阀构件18a和第二阀构件18b被固定地安装在轴19上，使得它们保持隔开预定距离。所述预定距离对应于第一阀出口14a和第二阀出口14b之间的距离。
轴19的第一端被接纳在形成在壳体2中的盲导向孔21内。轴19的相对的第二端延伸穿过壳体2中的开口，并且连接到致动器22。致动器22连接到壳体2。致动器22适于控制轴19的线性位置，进而控制第一阀构件18a和第二阀构件18b相对于阀出口14a、14b的位置。
致动器22可包括步进电机，该步进电机被布置为使轴19在轴向方向上线性地移动。可采用任何合适的用于控制轴的线性运动的致动器来取代步进电机，所述致动器包括但不限于线性致动器。致动器22通过与轴19的第二端联接的轴连接器部23连接到轴19，轴19的第二端延伸通过壳体2中的开口。弹性密封件24接合在开口内的轴19的第二端，以防止水从混合室11泄漏。密封件24可以是位于壳体2中的凹槽中的O型环。
第一流体入口4在第一阀出口14a和第二阀出口14b之间通入入口室13中。当从闭合位置打开第一流量控制阀时，由水施加的力用来抵抗第一阀构件18a的打开移动并辅助第二阀构件18b的打开移动。当从打开位置闭合第一流量控制阀时，由水施加的力用来抵抗第二阀构件18a的闭合移动并辅助第一阀构件18a的闭合移动。
在所描述的实施方式中，阀出口14a、14b被布置为向水流和阀构件18a、18b的布置呈现基本相同的面积，使得水在相反方向上以基本上相同的力作用于阀构件18a、 18b，第一流量控制阀9的阀构件组件12基本上达到平衡。结果，当打开和闭合第一流量控制阀9时，由于水压施加的力，在阀构件组件12上基本上没有净力。在其他实施方式中，阀出口14a、14b可彼此具有不同的横截面形状或具有不同的横截面面积。在这些实施方式中，力因此会不平衡。
阀构件18a、18b中的每一个包括渐进流量控制垫圈20a、20b，渐进流量控制垫圈20a、20b被布置为密封通过第一阀出口14a和第二阀出口14b的中心段15形成的关联阀座以密封阀出口14a、14b，从而控制水从入口室13到混合室11的流量。阀构件18a、18b中的每一个能相对于关联阀座移动，以提供相应的流量控制阀的最大流量状态和最小流量状态之间的过渡。
在图3a至图3d中示出了渐进流量控制垫圈中的一个与阀座之间的接合。在该实施方式中，示意性地示出了流量控制阀200，为了易于说明，省略了图2中示出的一些部件。流量控制阀200包括与对应的阀座204接合的阀构件202。阀构件202包括被布置为能密封联接到阀座204的渐进流量控制垫圈206。
渐进流量控制垫圈206包括密封表面，该密封表面被布置为密封在阀座204的对应密封表面上。可通过渐进流量控制垫圈206的密封表面与阀座204之间接触的范围来确定通过流量控制阀的流体流量。例如，与阀座204密封接触的密封表面的范围增加可引起通过流量控制阀200的水流量的相应减少。与阀座204密封接触的密封表面的范围减少可引起通过流量控制阀200的水流量的相应增加。
流量控制垫圈206被示出为在图3a中处于最小密封位置，在图3b中处于第一局部密封位置、图3c中处于第二局部密封位置以及图3d中处于最大密封位置。
在图3a的最小密封位置处，在渐进流量控制垫圈206和阀座204之间没有密封接触(即，最小密封位置因此是未密封位置)。因此，通过阀200的流体流量不受限制，并且流量控制阀200处于最大流量状态。在图2中示出的实施方式的情况下，当在混合室水路中第一阀构件18a位于入口室13内在关联的阀出口14a上游并且第二阀构件18b位于入口室13外在关联的阀座18b下游时，提供第一流量控制阀9的最大流量状态。
在处于图3b的第一局部密封位置时，渐进流量控制垫圈206的密封表面的一部分(而非最大量或者全部)与阀座204密封接触。因此，通过阀的流体流量受部分限制，因为并不存在提供最大密封位置所需的整个范围的密封表面接合。因此，与最小密封位置相比，流量减小，但是没有减小至最大密封位置的水平。在图2中示出的实施方式的情况下，第一(和第二)局部密封位置对应于在混合室水路中第一阀构件 18a被部分接纳在关联的阀出口14a内(例如，如图2中所示)并且第二阀构件18b 被部分接纳关联的阀座18b内的位置。
在处于图3c的第二局部密封位置时，渐进流量控制垫圈206的密封表面的一部分(而非最大量或者全部)同样与阀座204接触。在处于第二局部密封位置时，与第一局部密封位置相比，渐进流量控制垫圈206的密封表面的更大范围或较大量与阀座 204密封接触。与第一局部密封位置相比，这导致通过流量控制阀200的流体流量减少。然而，流体流量没有减小至最大密封位置的最小流量的流量。
在处于图3d的最大密封位置时，渐进流量控制垫圈206的密封表面的最大范围与阀座204密封接触。这可以是将通过流量控制阀的流量减少至最小所需的密封表面的范围。在处于该位置时，可限制通过流量控制阀的流体流量，使得流量最小(或者无流体流量且阀处于闭合状态)。在图2的实施方式中，最大密封位置对应于以下位置：第一阀构件18a和第二阀构件18b被完全接纳在第一阀出口14a和第二阀出口 14b的中心段15中，并且渐进流量控制垫圈206接合由第一阀出口14a和第二阀出口14b的中心段15提供的阀座以密封阀出口14a、14b，从而防止水从入口室13流向混合室11。
因此，从最大密封位置经由第一局部密封位置和第二局部密封位置到最小密封位置的移动提供了流量控制阀200的最大流量状态和最小流量状态之间的渐进过渡。反向移动还提供了最小流量状态和最大流量状态之间的渐变过渡。
从图3a至图3d中可看出，流量控制垫圈206与关联的阀座204之间的相对形状和/或配置提供了渐进流量过渡。相对形状和/或构造允许在流量控制垫圈206相对于阀座204运动(并与其接触)期间流量控制垫圈206密封接触的量有变化。这允许随着阀构件202与阀座204相对于彼此移动时在阀构件202和阀座204之间形成大小变化的孔，以允许平稳变化或渐进流量过渡。
图3a至图3d示出了提供渐变流量过渡的渐变流量控制垫圈206的一个实施方式。在该实施方式中，阀构件202具有纵向轴线(在图中被标记为A)。纵向轴线被布置为平行于第一方向，阀构件202(因此还有渐进控制垫圈206)被布置为在第一方向上相对于阀座204移动。在所描述的实施方式中，纵向轴线A对应于阀座204 的中心轴线。因此，在该实施方式中，阀座204、阀构件202和渐变流量控制垫圈206 全都彼此同心地布置。然而，这仅是一个这样的示例，并且可提供阀座204和阀构件 202的其他构造，在这些构造中，仅这些部件中的一些同心地布置。
在所描述的实施方式中，阀构件202被接纳在阀座204内，以在它们之间提供密封接触。因此，阀座204由在管路部件的主体中的孔口或孔的内壁上的密封表面形成。阀构件202可具有沿着阀构件202的长度的对应外表面(该长度是沿着与阀构件202 相对于阀座204的移动方向对应的轴线)。阀构件202的外表面可具有对应的形状，使得它可被接纳在形成阀座204的孔中。在所描述的实施方式中，形成阀座204的孔和阀构件202二者的横截面为圆形。在其他实施方式中，它们可具有诸如正方形或椭圆形这样的任何其他横截面。渐变流量控制垫圈206设置在阀构件202的外表面上，使得它可以能密封地联接到阀座204的内表面。从图中可看出，流量控制垫圈206 可从阀构件202的侧壁径向突出，所以可在流量控制垫圈206与阀座204相对于彼此移动时可接触阀座204的内部密封表面。在处于最小密封位置时，阀构件不被接纳在由阀座的密封表面形成的孔内，在处于局部密封位置时，阀构件被部分接纳在由阀座的密封表面形成的孔内，并且在处于最大密封位置时，阀构件被完全接纳在由阀构件的密封表面形成的孔内。
在图4的近视图中示出了渐进流量控制垫圈206的其他细节。在所描述的实施方式中，渐进流量控制垫圈206的密封表面的至少一部分被成形为使得其相对于垂直于纵向轴线A的平面倾斜。这意味着，随着渐进流量控制垫圈206与阀座204沿着第一方向彼此相对移动，渐进流量控制垫圈206中有更多的量将与阀座204密封接触。
渐进流量控制垫圈206可被成形为使得其沿着阀构件202的长度(该长度平行于轴线A)在第一范围(在图4中被标记为“X”)和第二范围(在图4中被标记为“Y”) 之间延伸。在此实施方式中，第一范围X和第二范围Y之间的距离大于渐进流量控制垫圈206本身的厚度(在图4中被标记为“t”)。这意味着，渐进流量控制垫圈206 具有大体细长的形状，并且被配置为使得其在具有沿着阀构件202的长度的分量的方向上延伸。第一范围X与第二范围Y之间的距离可确定密封表面相对于阀座204的倾斜度。在一些实施方式中，第一范围X和第二范围Y之间的距离可以是厚度的几倍大，例如，可是流量控制垫圈206的厚度的2至6倍大，并且优选地可大致是3 倍大。
在所描述的实施方式中，渐进流量控制垫圈206被成形为遵循阀构件的外表面上的路径，其中，该路径可具有围绕阀构件202的三个或更多个转折点。在图4中示出的视图中可看到四个这样的转折点。在一个实施方式中，渐进流量控制垫圈206可沿着阀构件202的长度仅具有两个转折点。在此实施方式中，渐进流量控制垫圈206 形成围绕阀构件202的椭圆形形状。
在所描述的实施方式中，渐进流量控制垫圈206沿着相应阀构件的表面遵循起伏或Z字形的路径。因此，通过多个周期性的振荡来形成渐进流量控制垫圈的形状。振荡的幅度可确定密封表面相对于阀座204的倾斜度，因此确定流量过渡的渐进。在一些实施方式中，渐进流量控制垫圈206可沿着阀构件的表面遵循正弦波形的路径。
在一些实施方式中，渐进流量控制垫圈206被设置为附接到阀构件204的表面的单独部件。在其他实施方式中，可由二次成型在阀构件202的面向外的表面上的弹性部来形成渐进流量控制垫圈206。例如，渐进流量控制垫圈206可被形成为围绕阀构件204延伸的套筒的一部分。在其他实施方式中，渐进流量控制垫圈206可与阀构件 202一体地形成。渐进流量控制垫圈206可由将提供与阀座204的密封接合的任何合适材料形成。渐进流量控制垫圈206可例如由诸如EPDM、TPE、LSR等这样的弹性体材料形成。
图4中示出的实施方式仅仅是提供渐变流量过渡的渐变流量控制垫圈206的一个示例。在其他实施方式中，可存在还可提供渐变流量过渡的渐变流量控制垫圈206 和阀座204的其他合适形状和构造。
例如，在一些实施方式中，渐变流量控制垫圈206可具有形状和/或构造，使得其不是仅在垂直于纵向轴线A的平面上延伸的平面垫圈。这意味着，渐变流量控制垫圈206被布置为使得实现最小流量状态(或闭合阀)所需的其整个密封表面不与阀座204同时接触。例如，渐变流量控制垫圈不是由如国际申请PCT/IB2013/001646 (WO2013/190381)的图2至图4所示的垂直配置的O型环来提供的。
可通过由渐变流量控制垫圈206相对于阀座204的对应移动距离引起的流量变化对渐变流量过渡的程度进行量化。在一些实施方式中，渐变流量控制垫圈206相对于关联的阀座204移动0mm至9mm引起流量在阀的最小流量状态与阀的最大流量状态之间变化。这与以下的非渐进流量过渡(例如，通过仅在垂直于纵向轴线A的平面上延伸的平面垫圈提供的非渐进流量过渡)形成对照：渐变流量控制垫圈206相对于关联的阀座204的较小移动引起类似的流量变化，例如，较小的相对移动可使流量从阀的最小流量状态和阀的最大流量状态改变。
在所描述的实施方式中，渐变流量控制垫圈206可沿着阀构件的长度(例如，在图4中的X和Y之间)延伸达1mm至3mm的距离。这可提供合适的渐变流量过渡。在其他实施方式中，该距离可不同，以为流量控制阀的其他实现方式提供合适的流量过渡。
在图5a和图5b中更详细示出了渐变流量控制垫圈的一个实施方式。这些图示出了与轴19一体形成的一对阀构件18a、18b(已使用了与图2的附图标记对应的附图标记)。未示出管路部件的阀座和其余部分。
在该实施方式中，渐变流量控制垫圈20a、20b被形成为围绕阀构件18a、18b中的每一个的外表面的套筒(例如，二次成型的套筒)的一部分。在图5b的横截面中可更清楚地看出这一点。在该实施方式中，渐变流量控制垫圈20a、20b中的每一个具有大致0.8mm的厚度(对应于图4中标记的“t”)，并且沿着相应阀构件的长度延伸达大致2.8mm的距离(例如，在图4中的范围X和Y之间的距离)。在该实施方式中，形成阀座的孔的大小为大致6mm(例如，在孔为圆形的实施方式中的直径)。这些尺寸可适合于管路部件的家用实现方式。在其他实施方式中，这些尺寸可根据通过管路部件所期望的流量而改变。因此，这些尺寸仅是一个例示性示例。
图1中示出且以上描述的混合阀1可被包括在如图6的实施方式中所示的管路部件300中。
管路部件300包括壳体302，壳体302容纳流量截止机构以及第一控制阀和第二控制阀的，并且包括形成冷水入口和热水入口的一部分的孔304和306。提供其他孔，以形成出口。水入口和出口可由形成在壳体内的通道形成，这些通道提供水可沿着其流动的水路。
在一些实施方式中，管路部件的壳体可与形成混合阀1的壳体成一体。在其他实施方式中，混合阀1可被设置为具有单独壳体的单独部件，该单独壳体被容纳在管路部件300的壳体302内。在此实施方式中，混合阀1的壳体可联接到管路部件的壳体，使得水可根据需要在它们之间流动。
在一些实施方式中，管路部件的壳体(和混合阀的壳体(如果是单独的))可由聚合物材料形成。在一些实施方式中，这可以是填充的聚合物材料，例如，玻璃填充的聚合物。在一些实施方式中，壳体可形成或模制成两个或更多个单独部件，这两个或更多个单独部件在被连接在一起时形成水路，水可通过该水路在管路部件内流动。在此实施方式中，壳体的表面可形成水路的壁。在其他实施方式中，在壳体内形成的水路可有内衬。在其他实施方式中，可由对于技术人员而言将显而易见的任何其他合适的方法或材料形成壳体。
通过主要由聚合物材料形成管路部件，可高效地和成本有效地制造它。这可使管路部件与例如机加工的金属壳体相比更适合家庭使用。
在一些实施方式中，其上安装有阀构件的轴中的每一个可由聚合物材料形成。此外，阀构件也可由聚合物材料形成。这可进一步允许管路部件被快速且高效地制造，因此供家庭使用。在其他实施方式中，这些部件可由诸如金属这样的任何其他合适的材料形成。
在一些实施方式中，管路部件可包括被布置为杀死水路中可能存在的细菌或微生物等的消毒机构。在一些实施方式中，消毒机构可包括冲洗机构，该冲洗机构被布置为用加热的水冲洗管路部件的水路。这样使用此冲洗机构可适于管路部件的主体主要由聚合物材料制成且因此不适合于自加热消毒方法的实施方式。
在其他实施方式中，管路部件的主体可由金属材料而非聚合物材料形成。在此实施方式中，消毒机构可由加热器形成，该加热器被布置为加热主体以杀死可能存在的任何细菌。该实施方式可更适合于商业应用，并且可能用于在例如高效消毒有利的医院中的实现方式。
在图6中示出的实施方式中，混合阀1的流体出口8流体联接到多个出口308a、308b、208c。在图6中示出了三个这样的出口。然而，根据管路部件300的具体实现方式，多个出口可包括任何其他合适数量的出口。在一些实施方式中，可存在一至六个单独的出口。由来自第一流量控制阀和第二流量控制阀的水供给多个出口308a、 308b、308c中的每一个，因此各出口都提供具有相同温度的水供应。多个出口308a、 308b、308c可为管路固定装置或组件(诸如水龙头或淋浴系统)的不同部分提供单独的水供应。例如，可通过多个出口308a、308b、308c供应具有多个淋浴头的淋浴系统，其中多个出口中的每一个联接到淋浴头中的每一个。
如前所述，管路部件300包括单独的流量截止机构，流量截止机构被布置为在闭合状况和打开状况之间提供非渐进过渡或较少渐进过渡。在一个实施方式中，流量截止机构可包括电子截止机构。电子截止机构可由电磁阀形成，该电磁阀可在截止位置和打开位置之间移动，在处于截止位置时，水从管路部件300的一个出口(多个出口) 出来的流量受限制，而在处于打开位置时，水从出口出来的流量不受限制。
在一些实施方式中，流量截止机构可提供在打开状况和闭合状况之间的急剧的非渐进过渡。在其他实施方式中，可提供在打开状况和闭合状况之间的更多渐进过渡。在此实施方式中，流量截止机构的渐进流量过渡的渐进小于通过渐进流量控制垫圈提供的渐进。在一些实施方式中，可通过电磁阀的移动来确定过渡。可通过在部分打开状态下的电磁阀的电枢位置来确定渐进流量过渡。例如，电磁阀可以是被布置为提供一个或更多个中间位置的比例电磁阀，在所述一个或更多个中间位置，流量被限制在完全打开状态和完全闭合状态之间。
电子截止机构可设置在沿着第一流量控制阀和第二流量控制阀中的每一个和形成一个出口(或多个出口)的孔之间的水流动路径的点处。这允许在流量控制阀的下游(例如，混合阀1的下游)截止水流动。
在一些实施方式中，可设置单个流量截止机构(例如，单个电磁阀)来限制来自管路部件300的一个或多个出口308a、308b、308c的流量。在其他实施方式(例如，图6中示出的实施方式)中，可设置多个流量截止机构310a、310b、310c(例如，多个电磁阀)以独立地限制来自多个出口310a、310b、310c中的每一个或者一个或更多个的流量。
在另一实施方式中，流量截止机构可由形成流量控制阀的阀构件中的每一个或一些的一部分的流量截止垫圈来形成。在图7a至图7c、图8a至图8d以及图9a和图 9b中示出了此实施方式的示例。
图7a至图7c示出了混合阀400的视图，混合阀400可用作根据另一实施方式或上述实施方式的管路部件的一部分。为了易于参考，使用了与图1和图2的附图标记对应的附图标记。混合阀400包括壳体401，壳体401具有形成冷水入口404的孔和形成热水入口406的孔。壳体401还包括用于形成出口408的孔。
壳体401容纳具有与图1和图2中示出的特征对应的特征的第一流量控制阀和第二流量控制阀。第一流量控制阀被布置为控制冷水从入口404到混合室411的流量。第二流量控制阀被布置为控制热水从入口406到混合室411的流量。来自混合室411 的水从出口408流出，出口408可连接到管路部件的其他部分，并且可形成在其中使用了混合阀400的管路部件的出口。
图7a至图7c的混合阀400与图1中示出的混合阀的不同之处在于入口和出口的布局。在图7a至图7c的实施方式中，水通过入口404、406和出口408的流动方向是大体平行的。如图7a中可看出，这可允许入口和出口设置在混合阀400的壳体402 的同一面上。这与图1的实施方式的不同，在图1的实施方式中，水通过入口的流动方向彼此相反，其中来自出口的流动在第三垂直方向上。在该实施方式中，入口和出口全部设置在混合阀的壳体的彼此不同的面上。
在图7c中示出的实施方式中，第一流量控制阀包括各自安装到轴419的第一阀构件418a和第二阀构件418b。如上所述，阀构件被布置为密封在关联的阀座上。经由致动器422能使轴419移动。对应的第二流量控制阀包括第一阀构件418a’和第二阀构件418b’，第一阀构件418a’和第二阀构件418b’被安装到由致动器422’移动的轴 19’上。
在图7c中示出的实施方式中，阀构件418a、418b、418a’、418b’各自包括渐进流量控制垫圈420a、420b、420a’、420b’和流量截止垫圈420c、420d、420c’、420d’。渐进流量控制垫圈420a、420b、420a’、420b’可如关于图1和图2的实施方式所描述的。
在图7a至图7c的实施方式中，阀构件中的每一个可设置有流量截止垫圈。在其他实施方式中，阀构件中仅一些可设置有流量截止垫圈。在一些实施方式中，流量截止机构可由电子截止机构和一个或更多个流量截止垫圈中的一者或二者形成。
在一系列图8a至图8d中更详细示出了流量截止垫圈的操作和特征。这些图示出了与图3a至图3d的那些对应的渐进流量控制垫圈206处于最小密封位置、第一局部密封位置、第二局部密封位置和最大密封位置时的阀构件202的示例。类似的附图标记是为了易于说明。流量截止垫圈208可被布置为接触阀座204，以在每个控制阀的打开状态和闭合状态之间提供与渐进流量控制垫圈相比的相对更少渐进过渡。
流量截止垫圈420c、420d、420c’、420d’、208可以是仅在垂直于纵向轴线的平面上延伸的平面垫圈，并且被设置作为渐进流量控制垫圈206的补充。流量截止垫圈 208被布置为使得在渐进流量控制垫圈206已移动到最大密封位置之后，流量截止垫圈208提供与阀座的进一步密封接触。与渐进流量控制垫圈206形成对照，流量截止垫圈208具有密封表面，该密封表面的范围与阀座形成同时密封。这为流量控制阀中的每一个提供了安全的截止。
在一些实施方式中，流量截止垫圈208可由阀构件204所承载的O型环形成。在其他实施方式中，流量截止垫圈208可由阀构件204的面向外的面上的突起形成，或者被形成为围绕阀构件204延伸的套筒的一部分。在其他实施方式中，流量截止垫圈208可以是提供合适的流量截止的除了图8a至图8d中示出的形状或构造之外的任何其他合适的形状或构造。
在图9a和图9b中更详细示出了流量截止垫圈的实施方式。在这些图中，图7c 的轴419和阀构件418a、418b与管路部件的其他部件分开示出。
在该实施方式中，渐进流量控制垫圈420a、420b和流量截止垫圈420c、420d被一体形成为围绕相应阀构件418a、418b延伸的套筒的一部分。在该实施方式中，渐进流量控制垫圈420a、420b与流量截止垫圈420c、420d具有大致相同的厚度。如结合图5a和图5b的实施方式所描述的，它们各自的厚度可例如为大致0.8mm。然而，这些尺寸只是一个示例，可根据特定实现方式而改变。例如，在一些实施方式中，流量截止垫圈420c、420d的厚度可与渐进流量控制垫圈420a、420b不同。它可例如比渐进流量控制垫圈厚，如图9a和图9b中的与第二阀构件418b的关联的第二流量截止垫圈420d所示出的。在该实施方式中，由阀座形成的孔可同样为大致6mm(例如，在孔为圆形的实施方式中的直径)。
在一些实施方式中，本文中描述的任何实施方式的管路部件还可包括控制器(在图中未示出)，该控制器被配置为响应于管路部件内的水温或流量中的至少一个而控制第一控制阀、第二控制阀或流量截止机构中的任一个或更多个。
再次参照图6，控制器可被配置为从第一传感器312接收温度或流量信息，第一传感器312被布置为监测从管路部件300的一个出口或多个出口308a、308b、308c 流出的水的温度或流量中的至少一个。传感器可被布置为监测沿着通过管路部件的流动路径在流量控制阀中的每一个和这些出口中的出口之间流动的水的温度和/或流量。例如，在图2的实施方式中，传感器可提供混合室11中的温度和/或流量的测量值。在一些实施方式中，可设置单独的流量传感器和温度传感器。这些单独的传感器可一起位于单个壳体中，或者在一些实施方式中，可处于管路部件内的适当分开的位置处。
在一些实施方式中，可包括附加的传感器，以提供在管路部件300内的其他位置处的流体的流量或温度的指示。在一些实施方式中，控制器可被配置为从一个或更多个第二传感器(图中未示出)接收温度或流量信息，所述一个或更多个第二传感器可被布置为监测流过混合阀1的热入口和/或冷入口的水的温度或流量中的至少一个。可根据需要在管路部件300内的其他合适位置处设置其他温度和流量传感器。
控制器可向混合阀1和机械截止机构(例如，电磁阀310a、310b、310c)提供控制信号，以便根据经由接口(图中未示出)提供的用户选择控制出口水的流量和温度。该接口可允许用户选择他们希望的流量和温度。该接口可包括用于输入设定的触摸敏感面板和示出水的温度和流量的显示器。应该清楚，接口可以是用于接收用户输入以便控制混合阀和流量截止机构的任何合适的形式。还应当理解，类似类型的用户接口可被用作本文中讨论的其他管路固定装置和配件的一部分或者与其相邻(例如，在淋浴头或其杆的上面或与淋浴头或其杆相邻、在浴缸喷头的上面或与其相邻等)。
在一些实施方式中，入口304、404和出口306、406可由各自适于连接到不同的水供应系统的可互换连接器形成。在图6中示出其示例。这可允许形成入口和出口的连接器适于连接到不同的管路系统。因此，管路部件可以是管路系统的模块化部分，该模块化部分可被容易地定制以用于特定系统。图6中示出的入口连接件和出口连接件只是两个示例。热水入口连接器可不同于如图6中所示的冷水连接器，或者在其他实施方式中，它们可彼此相同。图6中示出的连接器仅是示例，并且在其他实施方式中，可提供其他类型的连接器。
在一些实施方式中，管路部件还可包括被布置为调节来自一个出口(或多个出口)的水的流量的一个或更多个流量调节器。例如，在图6中示出的实施方式中，出口 308a、308b、308c中的每一个都设置有对应的流量调节器314a、314b、314c。在其他实施方式中，可不存在流量调节器。
所描述实施方式中的任一个的管路部件还可包括冷水出口和热水出口。例如，在图6中示出的实施方式中，管路部件还包括冷水出口316和热水出口318。在该实施方式中，冷水入口306可流体联接到第一流量控制阀9的入口和冷水出口316二者。类似地，热水入口306可流体联接到第二流量控制阀10的入口和热水出口318二者。因此，经由热水入口306进入管路部件300的热水供应被部分地引导到第二流量控制阀10并且被部分地引导到热水出口318。类似地，经由冷水入口304进入管路部件 300的冷水供应被部分地引导到第一流量控制阀9并且被部分地引导到冷水出口316。
热水出口316和冷水出口318适于可连接到另一管路部件的热水入口和冷水入口。这可允许将多个管路部件方便地堆叠或级联在一起。例如，第一管路部件的冷水出口可流体联接到第二管路部件的冷水入口；并且第一管路部件的热水出口可流体联接到第二管路部件的热水入口。这意味着，两个或更多个管路部件可串联连接到相同的热水和冷水的供应，而不并联连接。这可使安装更容易并且减少了运送水供应所需的管道结构。
在此实施方式中，可由控制器控制第一管路部件和第二管路部件，如上所述，控制器被布置为从每个管路部件中的传感器接收温度和流量信息。控制器可被布置为控制第一管路部件和第二管路部件的流量控制阀，使得从第一管路部件的出口流出的水的温度不同于从第二管路部件的出口流出的水的温度。
在使用中，本文中描述的管路部件的流量控制阀和最终截止机构可用于调节离开出口的水的流量和/或温度。图10a和图10b示出了随着阀构件与阀座之间的相对距离的变化而变化的出口流量的图线。
图10a示出了包括渐进流量控制垫圈和由电磁阀形成的流量截止机构的实施方式的所得流量(线502)。因此，图10a中的流量可由根据图5a、图5b和图6中示出的实施方式的管路部件提供。
如图10a中可看出，在阀构件处于最小密封位置(例如，图3a)时，提供了来自出口的最大流量。随着阀构件与阀座之间的相对距离减小，来自出口的流量减小。当阀构件处于最大密封位置(例如，图3d)时，提供了最小流量水平。处于该位置时，来自出口的流量为某个残余水平。当电磁阀处于截止位置时，提供零流量。
图10b示出了包括渐进流量控制垫圈和由流量截止垫圈形成的流量截止机构的实施方式的出口流量的示例。图10b示出了随其中设置有渐进流量控制垫圈的阀构件的移动的变化而变化的流量(线504)以及与其中没有设置渐进流量控制垫圈的实施方式的比较(线506)。在这两种情况下，流量从阀构件处于最小密封位置时的最大流量改变到阀构件处于最大密封位置时的最小流量。图10b示出了通过提供渐进流量控制垫圈，与仅流量截止垫圈提供的流量渐进相比，提供的流量渐进更大。换句话说，对于阀构件和阀座之间的相同程度的相对移动而言，与流量截止垫圈引起的流量减少相比，渐进流量控制垫圈引起的流量减小减少。这可提供更精细的流量调节分辨率，尤其在流量处于较低水平时。
以上描述的和在图中示出的实施方式应仅被理解为非限制示例。技术人员将清楚各种修改形式。例如，图2中示出的混合阀1包括两个单独的流量控制阀，流量控制阀中的每一个都包括两对协作的阀构件和阀座。在其他实施方式中，每个流量控制阀可仅包括一对协作的阀构件和阀座或任何其他合适数量的阀构件和阀座(例如，第二阀构件18b和18b’以及关联的阀座可被省略或者可包括附加的几对)。
在所描述的实施方式中，在第一流量控制阀和第二流量控制阀的每个阀构件上都设置有渐进流量控制垫圈。然而，在一些实施方式中，并非所有阀构件都可设置有渐进流量控制垫圈。例如，渐进流量控制垫圈可被设置成仅针对通向出口的热水流和冷水流中的一个提供渐进流量过渡。
上述实施方式涉及混合阀。然而，流量控制阀9、10可被独立用于控制流体流量。作为示例，在期望控制水供应的流量的任何应用中，图2中示出的流量控制阀9可与流量控制阀10被分开采用。
在此应用中，图2中示出的混合阀1的混合室11可被出口室取代，出口室将来自流量控制阀9的出口14a、14b的流引导到出口(未示出)以进行预期应用。流量控制阀9以与先前实施方式类似的方式进行操作，以控制流量。在此应用中，不存在第二流量控制阀10。
此流量控制阀的一种应用可以是以下类型的瞬时水加热器：在水供应经过加热罐时对水供应加热，以按需提供热水源。在此瞬时水加热器(有时被称为连续流动水加热器)中，对于给定的加热罐输入功率，通过水通过加热罐的流量来确定出口水的温度，并且可使用对流量的控制来实现并保持所选择的出口水温度。这种水加热器的一种应用是在电淋浴器中，用于将水供应到诸如花洒头或固定式淋浴器花洒头这样的一个或更多个淋浴器出口。本领域的技术人员将清楚流量控制阀的其他应用。
可修改本文中描述的实施方式中的任一个，使得热水入口和冷水入口被颠倒。例如，热水入口可适于替代地接收冷水供应，反之亦然。在一些实施方式中，热水入口和冷水入口可以是由用户可配置的。在此实施方式中，用户可按期望将热水或冷水供应连接到每个入口，然后用户可设置管路部件的构造以匹配所进行的连接。在一些实施方式中，可经由控制器将水入口配置为充当热水或冷水入口。在此示例中，由控制器所运行的软件来执行配置，而不需要用户对入口本身进行任何机械或物理改变。
在先前描述的实施方式中，设置渐进流量控制垫圈，以提供最大流量和最小流量之间的渐进流量过渡。在其他实施方式中，另外或另选地，阀座可适于提供渐进流量过渡。
在一些实施方式中，管路部件因此可包括可由渐进流量控制垫圈和/或关联的阀座的渐进流量控制部形成的渐进流量控制机构。在此实施方式中，阀座的渐进流量控制部可包括形成阀座的孔的渐缩部分(例如，接触阀构件的阀座的密封表面可以是渐缩的)。例如，密封于阀构件的孔的内部密封表面(在图2中标记为15)可被成形为提供渐进流量过渡。在其他实施方式中，流量控制部可包括可与阀构件接合以造成渐进流量过渡的任何其他复杂形状。
渐进流量控制机构可包括一个或更多个密封表面，这些密封表面被布置为密封在关联的阀座或阀构件的对应密封表面上。因此，可通过一个密封表面或多个密封表面与关联的阀座或阀构件之间的接触范围来确定通过相应流量控制阀的流量。阀构件与阀座之间的相对移动可包括在如上所述的最小密封位置、第一局部密封位置、第二局部密封位置和最大密封位置之间的移动。例如，该移动可在以下位置中的任何位置之间：i)最小密封位置，在处于最小密封位置时，在渐进流量控制机构的该密封表面或每个密封表面与关联的阀座或阀构件之间没有密封接触；ii)第一局部密封位置，在处于第一局部密封位置时，渐进流量控制机构的该密封表面或每个密封表面的一部分与关联的阀座或阀构件密封接触；iii)第二局部密封位置，在处于第二局部密封位置时，渐进流量控制机构的该密封表面或每个密封表面的一部分与关联的阀座或阀构件密封接触，其中，在处于第二局部密封位置时，与第一局部密封位置相比，密封表面中有更大范围与关联的阀座或阀构件密封接触；iv)最大密封位置，在处于最大密封位置时，渐进流量控制机构的该密封表面或每个密封表面中有最大范围与关联的阀座或阀构件密封接触。这些位置对应于关于图3a至图3d描述的那些位置。
应该理解，尽管本文中描述的混合阀和流量控制阀的实施方式被示出为被装入管路配件中，但是它们有更广泛的应用。渐进流量过渡和/或单独流量截止的组合可有利地用于诸如过程控制阀、气动和液压系统、医疗设备或汽车部件或需要控制流体流量和/或混合特性不同的两种流体的其他部件这样的其他应用。因此，管路部件可不限于混合温度不同的流体，并且可应用于除了水之外的其他流体。因此，热水入口和冷水入口中的任一者或二者可更广泛地描述为被配置为接纳流体供应的流体入口。在这些实施方式中，如果混合了两种或更多种流体，则管路部件可被更广泛地描述为阀或混合阀。

Claims (34)

1.一种用于控制温度不同的两种水供应的混合物的管路部件，该管路部件包括：
冷水入口，其被配置为接纳冷水供应；
热水入口，其被配置为接纳热水供应；
出口，其被配置为输出冷水或热水或冷水和热水的混合物；
流量截止机构，其能进行操作以限制水从所述出口出来的流量；
第一流量控制阀，其用于控制冷水从所述冷水入口到所述出口的流量；以及
第二流量控制阀，其用于控制热水从所述热水入口到所述出口的流量，
所述流量控制阀中的每一个都包括阀构件和关联的阀座，每个阀构件被布置为与关联的所述阀座接合，以控制水通过所述流量控制阀到达所述出口的流量，并且其中：
所述阀构件中的一者或二者包括渐进流量控制垫圈，所述渐进流量控制垫圈被布置为密封在关联的所述阀座上，以提供该流量控制阀或每个流量控制阀在最大流量状态和最小流量状态之间的渐进流量过渡，并且
该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈包括密封表面，所述密封表面被布置为密封在关联的所述阀座的对应密封表面上，其中，由所述渐进流量控制垫圈的所述密封表面与关联的所述阀座之间的接触范围确定通过相应流量控制阀的流量。
2.根据权利要求1所述的管路部件，其中，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈被布置为相对于关联的所述阀座移动，并且其中，所述移动是在以下位置中的任何位置之间：
i)最小密封位置，在处于所述最小密封位置时，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈与关联的所述阀座之间没有密封接触；
ii)第一局部密封位置，在处于所述第一局部密封位置时，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈的所述密封表面的一部分与所述阀座密封接触；
iii)第二局部密封位置，在处于第二局部密封位置时，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈的所述密封表面的一部分与关联的所述阀座密封接触，其中，在处于所述第二局部密封位置时，与所述第一局部密封位置相比，所述渐进流量控制垫圈的所述密封表面中有更大范围与关联的所述阀座密封接触；以及
iv)最大密封位置，在处于所述最大密封位置时，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈的所述密封表面中有最大范围与关联的所述阀座密封接触。
3.根据权利要求1或2所述的管路部件，其中，所述渐进流量控制垫圈的形状和构造中的一者或二者与关联的所述阀座的形状和构造相比提供了渐进流量过渡。
4.根据权利要求1所述的管路部件，其中，所述阀构件具有纵向轴线，并且其中，所述纵向轴线被布置成平行于第一方向，所述渐进流量控制垫圈被布置为在所述第一方向上相对于所述阀座移动。
5.根据权利要求4所述的管路部件，其中，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈不是仅在垂直于所述纵向轴线的平面上延伸的平面垫圈。
6.根据权利要求4所述的管路部件，其中，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈的密封表面的至少一部分被成形为使得该至少一部分相对于垂直于所述纵向轴线的平面倾斜。
7.根据权利要求4所述的管路部件，其中，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈具有在沿着所述阀构件的长度的第一范围和第二范围之间延伸的形状，所述第一范围与所述第二范围之间的距离大于所述渐进流量控制垫圈的厚度。
8.根据权利要求7所述的管路部件，其中，所述距离是所述渐进流量控制垫圈的厚度的2至6倍大。
9.根据权利要求7所述的管路部件，其中，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈被成形为遵循围绕所述阀构件具有三个或更多个转折点的路径。
10.根据权利要求9所述的管路部件，其中，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈遵循沿着相应阀构件的表面延伸的起伏或Z字形的路径。
11.根据权利要求10所述的管路部件，其中，所述路径是正弦波形的路径。
12.根据权利要求1所述的管路部件，其中，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈相对于关联的所述阀座的0mm和9mm之间的移动引起流量在所述最小流量状态和所述最大流量状态之间变化。
13.根据权利要求1所述的管路部件，其中，该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈的厚度在0.5mm和1.5mm之间。
14.根据权利要求1所述的管路部件，其中，所述流量截止机构由形成每个阀构件的一部分的流量截止垫圈形成，其中，每个流量截止垫圈被布置为接触所述阀座，以提供每个流量控制阀的打开状态和闭合状态之间的过渡。
15.根据权利要求14所述的管路部件，其中，所述阀构件具有纵向轴线，其中，所述纵向轴线被布置成平行于第一方向，所述渐进流量控制垫圈被布置为在所述第一方向上相对于所述阀座移动，并且其中，每个流量截止垫圈是仅在垂直于所述纵向轴线的平面上延伸的平面垫圈。
16.根据权利要求1所述的管路部件，其中，所述流量截止机构包括诸如电磁阀这样的电子截止机构，所述电子截止机构能在截止位置和打开位置之间移动，在处于所述截止位置时，水从所述出口出来的流量受限制，并且在处于所述打开位置时，水从所述出口出来的流量不受限制。
17.根据权利要求16所述的管路部件，其中，水沿着水流动路径流过所述管路部件，并且其中，所述电子截止机构设置在沿着所述水流动路径的在所述流量控制阀中的每一个和形成所述出口的孔之间的点处。
18.根据权利要求16所述的管路部件，其中，所述出口是多个出口中的一个，每个出口被布置为接收来自所述第一流量控制阀和/或所述第二流量控制阀的水，并且其中，所述流量截止机构包括多个电磁阀，所述多个电磁阀被布置为独立地控制水通过所述多个出口中的每一个的流量。
19.根据权利要求1所述的管路部件，所述管路部件还包括控制器，所述控制器被配置为响应于水的温度或流量中的至少一者而控制所述第一流量控制阀、所述第二流量控制阀或所述流量截止机构中的任一个或更多个。
20.根据权利要求19所述的管路部件，其中，所述控制器被配置为从一个传感器或多个传感器接收温度或流量信息，所述一个传感器或多个传感器被配置为监测从所述出口流出的水的温度或流量中的至少一者。
21.根据权利要求20所述的管路部件，其中，所述一个传感器或多个传感器被布置为监测沿着通过所述管路部件的流动路径的在所述流量控制阀中的每一个和所述出口之间流动的水的温度和/或流量。
22.根据权利要求1所述的管路部件，其中，所述管路部件包括壳体，所述壳体容纳所述流量截止机构以及所述第一流量控制阀和所述第二流量控制阀并且包括形成所述冷水入口、所述热水入口和所述出口或多个出口的孔，所述出口是所述多个出口中的一个。
23.根据权利要求22所述的管路部件，其中，所述壳体由聚合物材料形成。
24.根据权利要求1所述的管路部件，其中，每个阀构件都安装在轴上，并且该渐进流量控制垫圈或每个渐进流量控制垫圈包括围绕所述阀构件的外表面的套筒。
25.根据权利要求24所述的管路部件，其中，所述套筒包含弹性材料。
26.根据权利要求1所述的管路部件，所述管路部件还包括冷水出口和热水出口，其中：
所述冷水入口流体联接到所述第一流量控制阀的入口和所述冷水出口二者；并且
所述热水入口流体联接到所述第二流量控制阀的入口和所述热水出口二者，
其中，所述热水出口和所述冷水出口适于能连接到另一管路部件的所述热水入口和所述冷水入口。
27.一种管路组件，所述管路组件包括第一管路部件和第二管路部件，所述第一管路部件和所述管路部件均为根据权利要求26所述的管路部件，其中：
所述第一管路部件的所述冷水出口流体连接到所述第二管路部件的所述冷水入口；并且
所述第一管路部件的所述热水出口流体连接到所述第二管路部件的所述热水入口。
28.根据权利要求27所述的管路组件，所述管路组件还包括控制器，所述控制器被布置为控制所述第一管路部件和所述第二管路部件的所述流量控制阀，使得从所述第一管路部件的所述出口流出的水的温度不同于从所述第二管路部件的所述出口流出的水的温度。
29.一种用于控制温度不同的两种水供应的混合物的管路部件，该管路部件包括：
冷水入口，其被配置为接纳冷水供应；
热水入口，其被配置为接纳热水供应；
出口，其被配置为输出冷水或热水或冷水和热水的混合物；
流量截止机构，其能进行操作以限制水从所述出口出来的流量；
第一流量控制阀，其用于控制冷水从所述冷水入口到所述出口的流量；以及
第二流量控制阀，其用于控制热水从所述热水入口到所述出口的流量，所述流量控制阀中的每一个都包括阀构件和关联的阀座，每个阀构件被布置为与关联的所述阀座接合，以控制水通过所述流量控制阀到达所述出口的流量，并且其中：所述管路部件还包括渐进流量控制机构，所述渐进流量控制机构被布置为提供该流量控制阀或每个流量控制阀在最大流量状态和最小流量状态之间的渐进流量过渡，并且
其中，所述渐进流量控制机构包括一个或更多个密封表面，所述一个或更多个密封表面被布置为密封在关联的所述阀座或所述阀构件的对应密封表面上，其中，由所述一个或更多个密封表面与关联的所述阀座或所述阀构件之间的接触范围确定通过相应流量控制阀的流量。
30.根据权利要求29所述的管路部件，其中，该阀构件或每个阀构件被布置为相对于关联的所述阀座移动，并且其中，所述移动是在以下位置中的任何位置之间：
i)最小密封位置，在处于所述最小密封位置时，在所述一个密封表面或每个密封表面与关联的所述阀座或所述阀构件之间没有密封接触；
ii)第一局部密封位置，在处于所述第一局部密封位置时，所述一个密封表面或每个密封表面的一部分与关联的所述阀座或所述阀构件密封接触；
iii)第二局部密封位置，在处于第二局部密封位置时，所述一个密封表面或每个密封表面的一部分与关联的所述阀座或所述阀构件密封接触，其中，在处于所述第二局部密封位置处时，与所述第一局部密封位置相比，所述密封表面中有更大范围与关联的所述阀座或所述阀构件密封接触；以及
iv)最大密封位置，在处于所述最大密封位置时，所述一个密封表面或每个密封表面中有最大范围与关联的所述阀座或所述阀构件密封接触。
31.根据权利要求29所述的管路部件，其中，由所述渐进流量控制机构形成的所述一个或更多个密封表面的形状和构造中的一者或二者与关联的所述阀座或所述阀构件的形状和构造相比提供了渐进流量过渡。
32.根据权利要求29所述的管路部件，其中，所述渐进流量控制机构由所述阀构件中的一者或二者形成，所述阀构件包括渐进流量控制垫圈，所述渐进流量控制垫圈被布置为密封在关联的所述阀座上，以提供该流量控制阀或每个流量控制阀在最大流量状态和最小流量状态之间的渐进流量过渡。
33.根据权利要求29所述的管路部件，其中，所述渐进流量控制机构由所述阀座的渐进流量控制部形成，所述渐进流量控制部被成形为提供该流量控制阀或每个流量控制阀在所述最大流量状态和所述最小流量状态之间的渐进流量过渡。
34.根据权利要求33所述的管路部件，其中，所述阀座的所述渐进流量控制部包括形成所述阀座的孔的渐缩部分。
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