CN112334693A - 恒温阀芯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种恒温阀芯(100)，包括阀芯体(110)，阀芯体内限定有腔室(134)、热流体入口通道(135)、冷流体入口通道(136)和混合流体出口通道(137)；用于调节混合流体的温度的滑阀(140)，所述滑阀可沿轴线(X‑X)移动，以便以各自相反的比例关闭热流体入口通道和冷流体入口通道；恒温元件(150)；用于温度的恒温调节的调节机构(160)，该调节机构在使用状态下机械连接至阀芯体上，并且被设计成通过致动来固定和改变恒温元件的活塞(152)沿轴线的位置；以及控制部件(130)，其安装在所述阀芯体上，从而能够绕所述轴线旋转，并且在使用状态中，该控制部件机械连接至调节机构，使得当控制部件在分别与恒温调节温度的极低值和极高值相关联的第一角位置和第二角位置之间旋转时致动该调节机构。为了提供一种改进的阀芯，特别是为了使其更容易安装在龙头上，调节机构被设计成，当控制部件被驱动越过第一角位置时，调节机构在使用状态和分离状态之间移动，在分离状态中，调节机构与阀芯体或控制部件之间的连接被断开。

Description

恒温阀芯

技术领域

本发明涉及恒温阀芯。

背景技术

在这类阀芯体中，通常使用恒温元件来获得恒温调节，该恒温元件一方面包括相对于阀芯体通常静止的活塞，另一方面该恒温元件包括固定至调节滑阀的热敏体，并且该热敏体包含例如热膨胀材料，该热膨胀材料膨胀以驱动活塞相对于热敏体展开。该滑阀相对于阀芯体是可移动的，从而导致进入阀芯体内部的两种流体(称为“热流体”和“冷流体”)的流动截面反比例变化，进而以可变的比例来混合这些流体以获得流出的流体，称为“混合流体”。通过使用适当的调节机构来改变活塞相对于壳体的位置，从而设定恒温调节温度，即平衡温度，混合流体的温度被控制在该平衡温度附近。为了对该恒温调节温度进行调节，调节机构由诸如杆的控制部件致动以移动，该控制部件可以从阀芯体外部自驱动旋转，并且在阀芯体内部机械地连接至调节机构：该控制部件的每个角位置都具有一个恒温调节温度的相关值，但应理解的是，杆的角行程限制在第一角位置和第二角位置之间，分别对应于恒温调节温度的极低值和极高值，FR-E-92539和WO-A1-2005/103853公开了这种阀芯的示例。

在实践中，处于组装状态的恒温阀芯旨在被安装于龙头体中，在该龙头中，向恒温阀芯供应热流体和冷流体。该阀芯体必须通过一个特定的安装部件固定安装在龙头体中。当该安装部件是自旋转驱动的环以便将阀芯体夹紧在龙头体上时，存在该环的旋转驱动会导致控制部件一同被驱动旋转的风险。对于某些龙头的设计，甚至可能期望同时驱动这类安装环和控制部件旋转，以简化阀芯的设计和/或便于将其安装在龙头体中。然而，控制部件不被设计成在上述有限的角行程之外被驱动：实际上，如果超出了该行程所限制的两个极限角位置，那么存在阀芯特别是其调节机构和其恒温元件被损坏或阻塞的风险。

发明内容

本发明的目的是提出一种改进的恒温阀芯，该恒温阀芯特别地能够使得其更容易地安装在龙头中。

为此，本发明涉及一种如权利要求1所述的恒温阀芯。

本发明的基本构思是，当控制部件被驱动旋转越过与恒温调节温度的极低值相关联的角位置时，允许属于恒温阀芯的调节机构相对于控制部件或相对于阀芯体可分离。因此，当控制部件被驱动旋转越过该第一角位置时，并且如果可以的话，越过该第一角位置若干圈，该调节机构可以从其使用状态变为分离状态，从而防止该调节结构被损坏或锁定，并且防止了恒温元件的损坏，同时不会增加调节机构的轴向空间要求。控制部件的驱动的这种可能性还可以防止与不当地越过上述第一角位置有关的损坏，或者防止与用户施加过量的关停扭矩以指令阀芯完全供应冷水有关的损坏。控制部件的驱动的这种可能性也可以用于方便本发明所述的阀芯体在龙头体中的安装，特别是当拧紧安装环以便将阀芯体夹紧在龙头体上时，在此期间对该安装环的夹紧驱动同时也会驱动控制元件越过第一角位置。从分离状态到使用状态的转变也可以通过驱动控制部件沿另一方向旋转越过第一角位置来实现，该另一方向是与为了将调节机构从使用状态转换至分离状态而对控制部件的驱动方向相反的。当然，这种驱动控制部件使调节机构从分离状态转换至使用状态的操作可以在不会同时驱动上述安装环的条件下进行，使得该安装环能够保持将阀芯体夹紧在龙头体中。有利地，如下文所详细描述的，所述调节机构还被设计为返回至有关恒温阀芯的恒温调节温度的在先校准位置。

在从属权利要求中限定了根据本发明的恒温阀芯的其他特征。

附图说明

通过阅读以下描述将更好地理解本发明，以下描述仅作为示例提供并参考附图进行，其中：

图1是安装有根据本发明的阀芯的混合龙头的透视图，该龙头的主体被纵向剖开。

图2是单独示出图1的阀芯体的透视图；

图3是沿图1的箭头III的正视图；

图4和图5分别是沿图3的IV-IV线和V-V线的剖视图；

图6和图7分别是类似于图4和5的视图，但是示出了阀芯在被组装于龙头体内部期间的状态；

图8是单独示出的属于前述附图中的阀芯的螺母的透视图；

图9是属于前述附图中的阀芯的阀芯体的纵剖透视图；

图10和图11分别是类似于图4和图6的视图，但是示出了根据本发明的恒温阀芯的另一实施例；和

图12和图13是分别单独示出了属于图10和图11的阀芯的两个单独的部件的透视图。

具体实施方式

图1至图7示出了围绕和沿着中心轴线X-X布置的恒温阀芯1。阀芯1被设计成装配至混合龙头2，以便在其中混合热水和冷水。

在本发明示例的实施例中，龙头2包括龙头体3，该龙头体3限定了用于容纳阀芯1的腔体4。如图5所示，龙头体3设有热水入口5和冷水入口6，开口于腔室4的底部。龙头2的具体情况对于本发明不是限制性的。

为方便起见，在其余描述中，阀芯1相对于轴线X-X定向，术语“底部”、“下部”等用于表示当阀芯1被容纳在腔体4中时阀芯的朝向腔体4底部的元件，术语“顶部”、“上部”等用来表示当阀芯1被容纳在腔体4中时阀芯的朝向轴向相反方向的元件。因此，在图4至图7中，阀芯1的上部元件朝向图的顶部。实际上，应当理解，此处为方便起见而定义的取向相对于本发明并不是限制性的；具体地，当阀芯1被容纳在龙头体3的腔室4中时，该阀芯的轴线X-X可以不是竖直延伸，和/或阀芯的顶部可以不是朝向上方，而是沿着龙头体3的实际空间取向。

阀芯1包括在图9中单独示出的阀芯体10，此外，在图1至图7中在组装到阀芯1的其他部件上的状态下的阀芯体10是可见的。在此处所述的实施例中，该阀芯体10包括：管状壁11，其以轴线X-X为中心，并且包括轴向相对的端部，分别为下端部12和上端部13。如图4、图5和图9所示，管状壁11向内限定细长的内部空间，该内部空间在上端部13的上端处沿轴线X-X向阀芯体10的外部开口，但在下端部12的下端处其由阀芯体10的横向壁14在轴向封闭，所述横向壁14横向于轴线X-X延伸。如图2和图5所示，横向壁14限定两个周边轴向开口14A和14B，这两个周边轴向开口14A和14B在管状壁11的厚度中以两个相应的通道15和通道16的形式向上延伸。如图5和9所示。这些通道15和通道16的上端在该管状壁11的上端部13处通向管状壁11的内部空间。在阀芯1组装于龙头体3内的状态下，热水入口5通向开口14A以向通道15供给热水，而冷水入口6通向开口14B以向通道16供给冷水。

如图1、图2、图4和图5所示，阀芯1还包括安装环20，该安装环20使得阀芯能够组装到龙头体3上。该安装环20被设计为锁定特别是夹紧阀芯体10以使其抵靠龙头体3，从而将阀芯体10牢固地固定在腔体4内。安装环20为此提供有外螺纹21，当安装环20绕轴线X-X被旋转驱动时，该外螺纹21能够拧入龙头体3的内螺纹7中。在附图所示的示例性实施例中，安装环20被布置在阀芯体10的管状壁11的上端部13的上端，以便在外螺纹21拧入内螺纹7时，将阀芯体10轴向向下压以使阀芯体10抵靠在腔体4的底部上，这使得可以通过占据轴向游隙来改善热水入口5与通道15之间的连接处的密封以及冷水入口6和通道16之间的连接处的密封。

如图4和图5所示，阀芯1还包括壳体30，壳体30具有以轴线X-X为中心的管状形状。由此，该壳体30内部限定以轴线X-X为中心的细长的内部空间。该壳体30包括沿着轴线X-X的三个连续的环形部，即下端环形部31、中间环形部32和上端环形部33，该上端环形部33通过中间环形部32连接到下端环形部31。

在阀芯1部件的组装状态下，壳体30至少部分地布置在阀芯体10内，同时被安装在该阀芯体上以绕轴线X-X旋转。此处描述的示例性实施例中，壳体30同轴地被容纳在管状壁11的内部：如图4和图5所示，壳体30的下部31被容纳在管状壁11的下端部12内，壳体30的中间部32被容纳在管状壁11的上端部13内，并且壳体30的上部33至少部分地(如果不是实质上全部地)延伸到管状壁11的外部。安装环20为有利地在阀芯1的部件的组装状态下被集成至阀芯1中，同时被保持在上部33的周围，并轴向地位于所述上部33的外肩与阀芯体10的管状壁11的上端之间。管状壁11的下端部12和上端部13具有圆柱形内表面，该圆柱形内表面具有以轴线X-X为中心的圆形基部，该圆柱形内表面与壳体30的下部31和中间部32的外表面互补、以及如果合适的话也与壳体30的上部33的外表面互补，以允许壳体30在相关引导下相对于阀芯体10绕轴线X-X可自由旋转。此外，当龙头体3中的阀芯1在组装状态时，壳体30相对于阀芯体10沿轴线X-X被锁定而不可平移：此处所述的示例实施例中，当龙头体3中的阀芯1在组装状态时，壳体30轴向向下抵靠在管状壁11的内肩上，并且轴向向上抵靠在安装环20上。

壳体30内部限定了腔室34，在腔室34内，供给有来自龙头体3的入口5和入口6的热水和冷水以使二者混合，以便在阀芯1组装于龙头体3中的状态下形成混合水。为此，该腔室34占据了壳体30的内部空间的全部或一部分。

为了使热水从壳体30的外部进入到腔室34中，该壳体30限定了热水入口通道35，该热水入口通道在壳体30的中间部32径向地完全穿过壳体30，并且轴向地位于通道15的上口处，如图5所示。同样，为了使冷水从壳体30的外部进入到腔室34中，壳体30限定了冷水入口通道36，该冷水入口通道在壳体30的中间部32径向地完全穿过壳体30，同时轴向地位于通道16的上口。这些热水入口通道35和冷水入口通道36沿轴线X-X相对于彼此偏移，并且例如可以是以X-X轴为中心的周向圆弧形的形式。

此外，为了使容纳于腔室34中的混合水离开壳体30，壳体30限定了混合水出口通道37。在此描述的示例性实施例中，该出口通道37位于壳体30的上端，同时以轴线X-X为中心并且在壳体30的上部33处轴向延伸。如图4和图5所示。因此，阀芯体10和壳体30使得在彼此组装的状态下，穿过阀芯1的液压路径在开设于阀芯的一个轴向侧的热水入口5、冷水入口6与位于阀芯的另一个相反的轴向侧的出口之间被引导，该出口用于使混合水离开出口通道37；特别是，流经阀芯体1的流体流动没有180°液压弯头。

应当注意，在附图所示的示例性实施例中，壳体30由两个单独的结构件组成，在阀芯1中的部件组装状态下，这两个单独的结构件彼此牢固且永久地固定：下结构件构成壳体30的下部31和壳体30的中间部32的大部分(如果不是整个中间部32)，且上结构件构成壳体30的上部33以及(如果合适的话)壳体30的中间部32的其余部分。在将这两个结构件固定连接的壳体30的该实施例中，对于阀芯1的组件的组装可能是有利的，但是这对于本发明不是限制性的。同样，这两个结构件之间的相对静止的固定的方式也不是限制性的：在此所示的示例中，这两个结构件被永久地彼此螺纹连接，但它们也进行胶合、焊接等。

阀芯1还包括滑阀40，该滑阀40布置在腔室34内并且可以沿着轴线X-X在腔室34中移动，同时有利地通过在壳体30的中间部32的互补的圆柱形内表面上滑动而被引导。滑阀40可沿轴线X-X在两个相对的极限位置即极高位置和极低位置之间移动，其中，在所述极高位置处，滑阀40的上轴向端完全关闭热水入口通道35，而滑阀40的下轴向端则完全打开冷水入口通道36；在所述极低位置处，滑阀40的下轴向端完全关闭冷水入口通道36，而滑阀40的上轴向端则使热水入口通道35完全打开。在图4和图5中，滑阀40位于两个极限位置之间的中间位置。因此，通过沿着轴线X-X移动，滑阀40以各自相反的比例关闭热水入口通道35和冷水入口通道36，从而，通过由滑阀40或多或少关闭的这些入口通道35和36进入腔室34中热水和冷水相互混合而得到的混合水的温度能够被调节。

为了驱动滑阀40沿轴线X-X平移，阀芯1包括恒温元件50，该恒温元件50包括热敏体51和活塞52，在阀芯的组件的组装状态下，该热敏体51和活塞52基本以轴线X-X为中心。例如，热敏体51通过螺纹连接而固定在滑阀40上，应理解的是，滑阀40和热敏体51之间的这种固定方式为运动学上的彼此连接，并且该固定方式的实施例不是限制性的。此外，恒温元件50被设计成使得其热敏体51和其活塞52沿着轴线X-X相对于彼此可移动，该相对移动由施加于热敏体51的温度变化来控制。为此，例如，热敏体51包含热膨胀材料，该材料在膨胀期间使活塞52相对于热敏体51展开，并且在其收缩期间，允许活塞相对于热敏体51回缩。对于恒温元件50，可以考虑其他形式的热致动。在所有情况下，为了使得热敏体51和活塞52之间的相对轴向运动由在腔室34内形成的混合水的温度来控制，该热敏体51布置成与混合水接触并同时至少部分地位于腔室34中和/或混合水出口通道37中。活塞52进而连接至以下进行详细描述的附图标记为60的机构。

在机构60将活塞52的位置保持为沿轴线X-X相对于壳体30固定的情况下，阀芯1的出口处的混合水的温度由滑阀40和恒温元件50进行恒温调节。实际上，在这种情况下，混合水的温度直接由进入腔室34的热水和冷水的相应量决定，该热水和冷水分别通过由滑阀40或多或少关闭的入口通道35和36进入腔室34，如前所述。如果在热水5和冷水6的入口中发生中断，并且例如混合水的温度升高，则活塞52相对于热敏体51轴向展开，这导致热敏体51向上平移，以及因此滑阀40向上平移：通过入口通道35的热水的比例减少，而相反地，通过入口通道36的冷水的比例增加，这导致混合水温度降低。当混合水的温度降低时发生相反的反应，需要注意的是，设置压缩弹簧70，从而，当活塞52缩回时(例如在包含于热敏体51中的热膨胀材料的收缩期间)使热敏体51和活塞52朝向彼此返回。在附图中考虑的示例实施例中，该复位弹簧70轴向地插入在壳体30和滑阀40之间。对混合水温度的校正导致混合水的温度处于恒温调节温度下的调节平衡状态，该恒温调节温度取决于由机构60施加的活塞52沿轴线X-X的位置。

机构60通过作用于恒温元件50的活塞52的轴向位置，可以调节恒温调节温度的值。要注意的是，由于后续所述原因，此处所述阀芯1的机构60可以在图4和5中示出的和以下所描述的使用状态以及图6和图7中示出的和以下所描述的分离状态之间转换。

在此处所述的示例实施例中，机构60包括螺母61，其在图8中单独示出，并且在阀芯1的部件的组装构造中，该螺母61以轴线X-X为中心。机构60还包括端头62，其以轴线X-X为中心，该端头62将恒温元件50的活塞52连接至机构60的其余部分，并且在螺母61上沿轴线X-X可自由滑动，该滑动的实施方式不是限制性的：如图4所示，此处，端头62滑动地安装在与螺母61互补的中心孔中。此外，机构60包括压缩弹簧63，该压缩弹簧63以轴线X-X为中心并且轴向地插入在螺母61和端头62之间：弹簧63倾向于使螺母61和端头62彼此轴向分开，需要注意的是，弹簧63比复位弹簧70明显更具有更大刚性或更强。为了防止端头62在弹簧63的作用下相对于螺母61脱离，机构60包括平移保持装置，其实施例不是限制性的，并且此处所述示例实施例中该平移保持装置被提供为端头62的下端的朝外侧的折叠凸缘的形式，端头62的该折叠凸缘设置成轴向地与螺母61的中心孔相互干涉，如图4所示。

螺母61既被锁定为围绕轴线X-X与壳体30旋转联动，又同时可以沿该轴线相对于壳体30平移。为此，在此处所述的示例实施例中，螺母61设有凹槽61A，每个凹槽平行于轴线X-X在长度方向上延伸，并且围绕该轴线分布在螺母61的周围，如图8所示：在阀芯1的部件的组装状态下，这些凹槽61A中的每一个接收由壳体30的下部31内侧支撑的互补的肋31A，如图4和图5所示。凹槽61A和肋31A的配合使得壳体30和螺母61绕轴线X-X彼此旋转联动，同时确保并有利地引导壳体30和螺母61沿轴线X-X相对于彼此可平移移动。当然，可以考虑除了凹槽61A和肋31A以外的实施例，特别是在螺母61和壳体30的下部31之间形成以轴线X-X为中心的滑动连接。

在机构60的使用状态中，螺母61借助以轴线X-X为中心的螺旋连接而被连接至阀芯体10。为此，在此所述的示例实施例中，如图8所示，螺母61在其外表面上具有以轴线X-X为中心的螺纹61B，而如图9所示，阀芯体10的管状壁11的下端部12向内设有以轴线X-X为中心的螺纹12A。应当注意，在本文中，术语“螺纹”既用于表示向外突出的螺纹形状，例如螺纹61B，也用于表示攻丝内螺纹，例如螺纹12A。同样，术语“螺母”用于表示带有这样的螺纹的穿孔的装配件，例如螺母61。螺纹12A和螺纹61B是互补的，并且，在使用状态下，它们彼此拧紧从而在阀芯体10的管状壁11的下部12和机构60的螺母61之间形成以轴线X-X为中心的螺旋连接。为了限制螺母61的径向空间需求，螺母61的槽61A有利地穿入螺母的管状壁，从而局部打断螺纹61B。

根据以上所详细描述的，在使用状态中，关于阀芯体10、壳体30以及机构60的螺母61之间的连接关系，应该理解的是，设置为使得壳体30相对于阀芯体10而绕轴线X-X的旋转一方面会导致螺母61在阀芯体10中的拧紧或拧松，这取决于壳体30的旋转驱动方向，并且另一方面会导致螺母61相对于壳体30的向上或向下平移，这也取决于壳体30的旋转驱动方向。此外，螺母61的平移驱动通过弹簧63传递到端头62，端头62以相应的方式作用在恒温元件50的活塞52上，从而设定该活塞相对于壳体30沿轴线X-X的位置，这是由于以下事实：当机构60处于使用状态时，在弹簧63的作用下，端头62被保持为轴向按压在活塞52上。因此，当驱动壳体30相对于阀芯体10绕轴线X-X旋转时，处于使用状态的机构60被致动以相对于阀芯体10移动，从而改变活塞52沿轴线X-X的位置。有利地，在此所述的示例性实施例中，阀芯1的所有部件，除了阀芯体10之外，都可以与壳体30一起绕轴线X-X驱动旋转，从而防止或限制了由这些组件之间的相对运动而导致的内部摩擦。在所有情况下，应理解的是，壳体30形成控制部件，使得可以控制机构60的致动。

应当注意的是，在机构30的使用状态中，由于该弹簧63的显著更大的刚度，弹簧63在螺母61和端头62之间的力的传递是基本上刚性的，但是需要注意的是，弹簧63也允许被轴向压缩，以便在恒温元件50的剧烈加热期间，例如在冷水供应急剧下降或切断后，弹性地吸收活塞52相对于热敏体51的展开超程。

在龙头体3中的阀芯1的组装状态下，壳体30必须能够由使用者从阀芯体10的外部驱动而绕轴线X-X旋转。为此使用了壳体30的上部33，因为该上部33至少部分地延伸到阀芯体10的外部：用于绕轴线X-X旋转驱动的系统可以布置在龙头体3的腔体4内，并且位于恒温阀芯1的上方，从而例如通过形状匹配而连接到壳体30的上部33，该旋转驱动系统旨在由用户手动操作，其在图中未示出。不属于恒温阀芯1的该旋转驱动系统对于本发明不是限制性的。在这种情况下，应当理解，根据该驱动系统的具体情况，如果合适于龙头体3的特定设计，则壳体30的上部33的几何结构也就是说其形状和/或尺寸可以相应地开发设计。特别地，在此所述的示例性实施例中，壳体30的上部33在其上端形成冠齿轮33A，该冠齿轮33A设置成通过形状匹配而与上述旋转驱动系统连接：该冠齿轮33A为以轴线X-X为中心，并且整体在阀芯体10的外部延伸，并且位于阀芯体10的上端部13上方。

在所有情况下，在龙头体3中的阀芯1的组装状态下，壳体30绕轴线X-X旋转的驱动应当仅在有限的角行程内进行，即在第一角位置和第二角位置之间的角行程内进行，该第一角位置和第二角位置分别对应于恒温调节温度的极低值和极高值。为此，以本身已知的方式并且在此未详细描述的方式，两个机械止动件被集成到龙头体3中，以限制上述旋转驱动系统的驱动行程：当旋转驱动系统抵靠这两个止动件中的一个而放置时，该旋转驱动系统将壳体30置于分别与恒温调节温度的极低值和极高值相对应的第一角位置和第二角位置中的一个角位置处，而当旋转驱动系统紧靠另一止动件而放置时，该旋转驱动系统将壳体30放置在上述第一角位置和第二角位置中的另一个角位置处。

此外，仍以其自身已知且在此不详细描述的方式，阀芯1的组件的最终组装都通过该阀芯的温度校准完成。为了进行恒温阀芯的校准，已知在正常条件下向阀芯供应热水和冷水，然后调节控制部件的位置，从而可以致动用于对恒温调节温度进行调节的调节机构，以使离开阀芯的混合水具有预定温度，例如等于38℃；然后确定控制部件与阀芯体之间的相对角位置，以便能够在后续将阀芯体安装在龙头主体中并将阀芯体与控制部件的手动驱动系统连接时找到该角位置。为了校准阀芯1，在正常条件下对其供水，并且当离开阀芯1的混合水具有上述预定温度时，识别标定壳体30围绕轴线X-X的角位置。该识别标定通过在阀芯体10上以及在壳体30上特别是在壳体30的上部33上的相应标记来完成，从而可以从阀芯体的外部容易地看到相应的标记。有利地，由于在使用状态中阀芯体10与机构60的螺母61之间的螺旋连接，所以在阀芯1在龙头体3中的组装状态下，一旦阀芯体10在腔体4中的角度定位是通过固定方式预先确定的，那么上述标记也可以不提供在阀芯体10上，例如，阀芯体的角度定位销固定在龙头体中，例如在此所述的示例实施例中，横向壁14具有轴向向下伸出的定位销17。当然，在这种情况下，龙头体3必须带有标记，该标记将使得可以识别恒温阀芯1的校准标定。

如上所述，机构60可以从目前所述的使用状态转变为图6和图7所示的分离状态。在这种分离状态中，机构60和阀芯体10之间的连接被断开：因此，在此所述的示例实施例中，螺母61的螺纹61A与阀芯体10的螺纹12A脱开，同时在弹簧63的作用下保持与阀芯体10的轴向抵接。

机构60在使用状态和分离状态之间的转换通过是通过驱动壳体30绕轴线X-X旋转来控制的。如下文中所解释的，机构60在这两种状态之间的转换可以有利地在将阀芯1组装在龙头2中的过程中发生，从而有利于该组装。实际上，在阀芯1的部件的组装状态下，在已经将阀芯1引入并定位在龙头体3的腔体4中之后，将阀芯组装到龙头体3上如上所述需要将安装环20在龙头体3的攻丝螺纹7处拧紧在龙头体3中。然而，鉴于在壳体30的上端存在冠齿轮33A，驱动安装环20旋转以使其拧紧可能会导致壳体30也绕轴线X-X旋转。当冠齿轮33A的外径基本等于安装环20的外径时，一旦安装环20通过冠齿轮33A而被驱动旋转，则不可避免地会同时驱动该安装环20和壳体30。因此，此处所述的示例性实施例中，如图3所示，冠齿轮33A的周向凹口33A.1允许轴向进入安装环20的浮雕部22，从而能够驱动安装环20自身绕轴线X-X旋转，该驱动是采用轴向地通过凹口33A.1引入的工具与浮雕部22配合而实现的。实际上，在开始拧紧安装环20之前，必须先将阀芯体10相对于龙头体3的绕轴线X-X的角位置锁定，以防止阀体1自身在腔体4中旋转。通过定位销17与设置在腔体4的底部的(用于容纳所述定位销17的)互补凹槽的配合，有利地确保了这种锁定，如图4和6所示。此外，将安装环20拧入龙头体3的攻丝螺纹7中需要驱动该环旋转数圈：壳体30自身以相应的方式被驱动旋转，即转数圈。应当理解，壳体30因此被驱动绕轴线X-X旋转而超出之前所描述的限定在壳体30的第一角位置和第二角位置之间的角行程，该第一角位置和第二角位置与恒温调节温度的极低值和极高值相对应。更具体地，拧紧安装环20会驱动壳体30旋转越过其对应于恒温调节温度的极低值的第一角位置，并且是沿着与朝向其对应于恒温调节温度的极高值的第二角位置的方向相反的方向旋转越过所述第一角位置。

壳体30的这种驱动旋转使机构60从图4和5的使用状态变为图6和7的分离状态，这是由于螺母61相对于阀芯体10完全被拧松以及该螺母61平移回缩到壳体30的下部31的内部。螺母61的向上驱动平移趋向于以对应的方式驱动端头62，该端头62轴向向上压在活塞52上：然后，由于其活塞52被朝向热敏体51内部强制回缩，恒温元件50趋向于轴向压缩，但是其轴向压缩行程可小于壳体30的下部31中螺母61的轴向回缩行程，这导致弹簧63被轴向压缩，上述过程可以通过将图4和图5与图6和图7进行比较而示出。以这种方式，机构60可被松脱，并且恒温元件50既没有被锁住也不会被损坏，尽管已使壳体30旋转越过上述第一角位置b并且可能已超出了显著的行程距离，例如已超出了数圈。如在此详细说明的，这种驱动的可能性被用于方便将阀芯1安装在龙头体4中，例如夹紧在龙头体4中，而同时不会增加调节机构的轴向空间需求。要注意的是，在阀芯的夹紧独立于其控制部件的情况下，这种驱动控制部件的可能性使得可以防止与不当地越过上述第一角位置有关的对阀芯的损坏，或者防止与用户施加过量的关停扭矩以指令阀芯完全供应冷水有关的对阀芯的损坏。

有利地，为了进一步防止恒温元件50不受在压缩弹簧63的作用下由端头62施加的过应力的影响，滑阀40有利地设置有支承表面41，当机构60在分离状态下时，端头62直接轴向地支撑于该支承表面，如图6和7所示：一旦将螺母62轴向向上压在滑阀40的该支承表面41上，则由端头62向上施加的应力就不再传递到恒温元件50上，但是，而是直接被滑阀40吸收，如果合适，滑阀可以轴向地抵靠在壳体30上，而没有损坏的危险。在此处所述的示例性实施例中，支承表面41在间隔件42的自由端处被限定，该间隔件42从该滑阀的中心区域向下延伸并永久地固定至滑阀40。可以考虑支承表面41的其他实施例。

一旦机构60处于分离状态，就可以继续驱动壳体30旋转所需的尽可能多的转数，以使安装环20完全拧紧在龙头体3中。然后，机构60保持在分离状态，螺纹12A和61B保持彼此分离，同时保持彼此轴向抵接：在壳体30的每圈新旋转时，螺母61的螺纹61B相对于阀芯体10的螺纹12A跳动。

一旦将安装环20完全拧入龙头体3中并由此将阀芯体10固定组装在腔体4中，则机构60必须从其分离状态返回到其使用状态。为此，驱动壳体30绕轴线X-X沿与在安装环20的夹紧期间所实施的旋转方向相反的方向旋转，直到其返回至前述的第一角位置和第二角位置之间。实际上，壳体30的驱动是在其上部33上实现的，该上部33出现在阀芯体10的外部。壳体30的这种驱动旋转导致螺母61的螺纹61B与阀芯体10的螺纹12A相互重新拧紧，通过倾向于使螺母61和端头62轴向彼此分开的弹簧63的作用而使螺纹的重新啮合变得容易。

有利地，螺纹12A和螺纹61B仅在壳体30的单个角位置处开始彼此拧紧。为此，这些螺纹12A和螺纹61B绕轴线X-X被标引(indexed)，如图8和图9所清楚示出的，在图中螺纹12A和螺纹61B的标引之处被分别标记为12A.1和61B.1。在每个螺纹12A和螺纹61B包括多线程螺纹的情况下，例如在此处考虑的示例中的三线程螺纹，在相应的标引12A.1、61B.1处，每个螺纹的这些螺纹线程全部在平行于轴线X-X或缠绕于轴线X-X的同一条起始线上开始。在所有情况下，螺纹12A和螺纹61B的标引使得可以绕轴线X-X标定阀芯体10与机构60之间的螺旋连接，从而标定阀芯体10与壳体30之间的螺旋连接，因为螺母61和壳体30之间是旋转联动的：通过驱动壳体30从超过上述第一角位置的位置旋转到该第一角位置，机构60可以返回到使用状态，而由于螺纹12A和61B被标引，可以随后将壳体30驱动到预定的角位置，该预定的角位置是通过上述校准标记而相对于龙头体3识别确定的，所述校准标记有利地被提供在壳体30的上部33。

图10和图11示出了目前所描述的阀芯1的替代实施例的恒温阀芯100。

阀芯100包括滑阀140、恒温元件150、机构160和复位弹簧170，它们在功能上分别类似于阀芯1的滑阀40、恒温元件50、机构60和复位弹簧70。

阀芯100与阀芯1的不同之处在于用于控制其机构160的运动的控制部件130的实施方式有所不同：实际上，在阀芯100中，控制部件130不是由类似上述壳体30的管状壳体形成的，而是被构造成以轴线X-X为中心的杆130的形式。此外，由于阀芯100没有类似于阀芯1的壳体30的壳体，所以阀芯体110直接限定腔室134、热水入口通道135、冷水入口通道136和混合水出口通道137，其功能分别类似于阀芯1的腔室34、热水入口通道35、冷水入口通道36和混合水出口通道37。特别地，滑阀140布置在该腔室134内，滑阀140可在相对于阀芯体110沿轴线X-X移动的同时以相反的比例关闭热水入口通道135和冷水入口通道136。

在阀芯100的部件的组装状态下，形成用于该阀芯的控制部件的杆130在阀芯体110的内部和外部延伸：更具体地，杆130包括下端部和上端部132，该下端部在阀芯体110的内部延伸，该上端部132延伸到阀芯体外部。在阀芯1的部件的组装状态下，杆130沿轴线X-X不可相对平移地固定连接至阀芯体110。

如前所述，阀芯100的机构160在功能上类似于阀芯1的机构60，因此，机构160使得可以将恒温元件150调节到恒温调节温度，该恒温调节温度的值取决于恒温元件150的活塞沿轴线X-X相对于阀芯体110的位置。

此外，以与机构60在功能上相似的方式，机构160被设计成，当杆130被驱动绕轴X-X旋转越过对应于恒温调节温度的极低值的角位置时，机构160在图10所示的使用状态和图11所示的分离状态之间移动。分别与机构160的使用状态和分离状态相关联的技术效果与分别与机构60的使用状态和分离状态相关联的技术效果相似，但是这些构造的具体结构情况对于机构160则是不同的。

更具体地，机构160包括以轴线X-X为中心的螺母161、端头162和压缩弹簧163。在图13中单独显示的螺母161绕轴线X-X与阀芯体110旋转联动，同时可沿该轴线相对于阀芯体平移：为此，如图10、图11和图13所示，螺母161设置有外肋161A，该外肋161A沿轴线X-X可滑动地安装在阀芯体110的互补的内肋110A中。此外，螺母161设置有内螺纹161B，在使用状态中，该内螺纹被拧紧到杆130的下部131的互补的外螺纹131A。并且，在分离状态中，该内螺纹从该外螺纹131A脱离。端头162安装在螺母161上并可以沿着轴线滑动，并且弹簧163轴向插入在它们之间：如图10和11所示，端头162和弹簧163的相应结构与以上所述的端头62和弹簧63相似。

当机构160处于使用状态时，弹簧163将端头162保持为在轴向上压在恒温元件150的活塞上，以便调节活塞相对于阀芯体110的轴向位置，并且该弹簧163也能够在轴向上被压缩以弹性地吸收活塞相对于恒温元件150的热敏体的展开超程。当机构160处于分离结构时，弹簧163使得可以保持螺母161的螺纹161B和杆130的螺纹131A轴向相抵，如图11所示。

更一般地，当机构160处于使用状态时，机构160和杆130通过螺旋连接而彼此连接，该螺旋连接以轴线X-X为中心并且由彼此拧紧的螺纹131A和螺纹161B形成。当机构160处于分离结构时，机构160和杆130的连接被断开。

阀芯100相对于阀芯1的具体结构情况的不同不会改变机构160在使用状态和分离状态之间转换的实施方式：在驱动杆130绕轴线X-X旋转被限定在分别对应于恒温调节温度的极低值和极高值的第一角位置和第二角位置之间的角行程范围内之前，杆130旋转越过上述第一角位置导致机构160从其使用状态转换到其分离状态，如以上对于机构60所详细描述的。然后，通过杆130沿相反的方向再次旋转越过上述第一角位置，机构60从分离状态返回到使用状态，也如以上对于机构60所描述的。

有利地，由于与之前所描述的相同的原因，螺母161的螺纹161B和杆130的螺纹131A绕轴线X-X被标引，从而仅在杆130相对于阀芯体110的单个角位置处开始彼此拧紧，螺母161B的螺纹161B的相应标引之处被标记为161B.1，而杆130的螺纹131A的相应标引之处被标记为131A.1，如图12和13所示。

同样有利地，滑阀140设置有支承表面141，该支承表面在功能上类似于上述的滑阀40的支承表面41，并且当机构160处于分离状态时，端头162轴向地抵靠在该支承表面141上，如图11所示。

由阀芯100构成的相对于阀芯1的替代实施例展示了集成有用于对阀芯的恒温调节温度进行调节的调节机构且集成有断开连接的可能性的多种可能实施方式，既包括阀芯通过可与该阀芯的控制部件同时被驱动的安装环而被锁定在龙头体中的情况，例如类似于阀芯1的情况，也包括阀芯的夹紧独立于控制部件的情况，例如潜在地类似于阀芯100的情况。

Claims (14)

1.一种恒温阀芯(1；100)，包括：

阀芯体(10；110)，在所述阀芯体内部同时限定有以下结构：

腔室(34；134)，在所述腔室中，热流体和冷流体混合以形成混合流体，

热流体入口通道(35；135)，热流体通过所述热流体入口通道从阀芯体的外部进入腔室，

冷流体入口通道(36；136)，冷流体通过所述冷流体入口通道从阀芯体的外部进入腔室，和

混合流体出口通道(37；137)，腔室内的混合流体通过所述混合流体出口通道离开阀芯体；

滑阀(40；140)，用于调节混合流体的温度，其布置在腔室内并且可以相对于阀芯体沿轴线(X-X)移动，从而以各自相反的比例关闭热流体入口通道和冷流体入口通道；

恒温元件(50；150)，包括热敏体(51)和活塞(52)，所述热敏体固定至滑阀，并布置为与所述混合流体接触，所述热敏体和所述活塞根据混合流体的温度而沿所述轴线(X-X)彼此相对移动；

调节机构(60；160)，用于温度的恒温调节，在使用状态中，所述调节机构机械连接至阀芯体，并且被设计为沿着所述轴线相对于所述阀芯体固定所述活塞的位置，并通过致动调节机构相对于所述阀芯体移动而改变所述活塞的该位置；和

控制部件(30；130)，安装在所述阀芯体上以围绕所述轴线(X-X)可旋转，同时可从所述阀芯体的外部驱动旋转，并且在使用状态中，所述控制部件机械连接至所述调节机构，以便当所述控制部件在第一角位置和第二角位置之间被驱动旋转时致动所述调节机构移动，所述第一角位置和所述第二角位置分别与恒温调节温度的极低值和极高值相关联；

其特征在于，

所述调节机构(60；160)被设计成，当所述控制部件(30；130)被驱动而绕所述轴线(X-X)旋转越过所述第一角位置时，所述调节机构(60；160)在所述使用状态和分离状态之间移动，其中，在所述分离状态中，所述调节机构与阀芯体(10)或所述控制部件(130)之间的连接断开。

2.根据权利要求1所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述控制部件(30)和所述调节机构(60)绕所述轴线(X-X)相对于彼此旋转联动，并且沿所述轴线相对于彼此可平移，以及

当所述调节机构处于所述使用状态时，所述调节机构和所述阀芯体(10)通过以所述轴线(X-X)为中心的螺旋连接而彼此连接，而当所述调节机构处于所述分离状态时，所述调节机构和所述阀芯体(10)之间的连接断开。

3.根据权利要求2所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述控制部件(30)以管状壳体的形式制造，所述管状壳体以所述轴线(X-X)为中心，并且包括：

第一环形端部(31)，借助滑动连接与所述调节机构(60)机械配合，

第二环形端部(33)，在轴向上与所述第一环形端部相对，并且轴向地延伸至所述阀芯体(10)的外部，以及

延续部(32)，连接所述第一环形端部和所述第二环形端部。

4.根据权利要求2所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述调节机构(60)包括：

螺母(61)，所述螺母绕所述轴线(X-X)旋转地连接至所述控制部件(30)，同时可沿所述轴线相对于所述控制部件平移，并且所述螺母(61)具有螺纹(61B)，在所述使用状态中，所述螺母的螺纹(61B)被拧到所述阀芯体(10)的螺纹(12A)上以形成所述螺旋连接，而在所述分离状态中，所述螺母的螺纹与所述阀芯体的螺纹分开；

端头(62)，所述端头安装在所述螺母上以沿所述轴线(X-X)可滑动；和

弹性压缩构件(63)，所述弹性压缩构件轴向置于所述螺母和所述端头之间，并且被设计成，当所述调节机构处于使用状态时，所述弹性压缩构件保持所述端头轴向地压在所述活塞(52)上，以便调节所述活塞沿所述轴线(X-X)相对于所述阀芯体的位置，并且所述弹性压缩构件能够被轴向压缩，从而弹性地吸收所述活塞相对于所述热敏体(52)的展开超程，而当所述调节机构处于所述分离状态时，所述弹性压缩构件(63)保持所述螺母(61)的螺纹(61B)和所述阀芯体(10)的螺纹(12A)轴向相抵。

5.根据权利要求3和4所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述螺母(61)绕所述轴线(X-X)与所述控制部件(30)的所述第一环形端部(31)旋转联动。

6.根据权利要求4或5所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述螺母(61)的螺纹(61B)和所述阀芯体(10)的螺纹(12A)绕所述轴线(X-X)被标引，从而仅在所述控制部件(30)相对于所述阀芯体的单个角位置处开始彼此拧紧。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述滑阀(40)设有支承表面(41)，当所述调节机构(60)处于分离状态时，所述端头(62)轴向地抵靠所述支承表面(41)。

8.根据权利要求1所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述阀芯体(110)和所述调节机构(160)绕着所述轴线(X-X)相对于彼此旋转联动，并且沿着所述轴线相对于彼此可旋转；以及

当所述调节机构处于使用状态时，所述调节机构(160)和所述控制部件(130)通过以所述轴线(X-X)为中心的螺旋连接而彼此连接，而当所述调节机构处于分离状态时，所述调节机构(160)和所述控制部件(130)之间的连接断开。

9.根据权利要求8所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述控制部件(130)以杆的形式制造，所述杆以所述轴线(X-X)为中心，并且包括：

第一端部(131)，所述第一端部(131)在所述阀芯体(110)内延伸，并且在所述使用状态中，被拧至所述调节机构(160)以形成所述螺旋连接，以及

第二端部(132)，所述第二端部(132)延伸至所述阀芯体外。

10.根据权利要求8所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述调节机构(160)包括：

螺母(161)，所述螺母绕所述轴线(X-X)与所述阀芯体(110)旋转联动，同时可沿所述轴线相对于所述阀芯体平移，并且，所述螺母具有螺纹(161B)，在所述使用状态中，所述螺母的螺纹(161B)被拧到所述控制部件(130)的螺纹(131A)上，而在所述分离状态中，所述螺母的螺纹与所述控制部件的螺纹分开，

端头(162)，所述端头安装在所述螺母(161)上以沿所述轴线(X-X)可滑动，和

弹性压缩构件(163)，所述弹性压缩构件轴向置于所述螺母和所述端头之间，并且被设计成，当所述调节机构处于使用状态时，所述弹性压缩构件保持所述端头轴向地压在所述活塞上，以便调节所述活塞沿所述轴线相对于所述阀芯体的位置，并且所述弹性压缩构件能够被轴向压缩，从而弹性地吸收所述活塞相对于所述热敏体的展开超程，而当所述调节机构处于所述分离状态时，所述弹性压缩构件(163)保持所述螺母(161)的螺纹(161B)和所述控制部件(130)的螺纹(131A)轴向相抵。

11.根据权利要求9和10所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述控制部件(130)的螺纹(191A)位于所述杆(130)的第一端部(131)上。

12.根据权利要求10或11所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述螺母(161)的螺纹(161B)和所述控制部件(130)的螺纹(131A)绕所述轴线(X-X)被标引，从而仅在所述控制部件相对于所述阀芯体(110)的单个角位置处开始彼此拧紧。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述滑阀(140)设有支承表面(141)，当所述调节机构(160)处于分离状态时，所述端头(162)轴向地抵靠所述支承表面(141)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的恒温阀芯，其特征在于，

所述恒温阀芯(1；100)还包括安装环(20)，所述安装环被设计成，当驱动所述安装环绕所述轴线(X-X)旋转并同时驱动所述控制部件(30；130)旋转越过所述第一角位置时，所述安装环通过将所述阀芯体(10；110)锁定为抵靠在龙头体(3)上而将所述恒温阀芯组装在所述龙头体(3)中。

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