CN1141402A - 阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不增加阀移动行程就能容易地使液体从给液口流出的阀装置。它是把贮存水的槽39上装着的帽盖41上所形成的给水口42的阀座43设置成相对于水平面成倾斜的状态。给水口42由阀体44的阀48从上方打开。随着阀48的打开、阀48和阀座43之间形成由水的表面张力引起的膜，该膜在阀座43的下侧和上侧成非对称状，而打破了平衡、容易从水压作用较大的下侧薄弱部位破裂，因而不用增大阀48的移动行程就能容易地使水从给水口42流出。

Description

阀装置

本发明涉及一种通过使阀上下移动而开闭给液口的阀装置。

图13表示了一种以前的设置在冰箱的自动制冰装置中的给水槽的阀装置。图中、在槽1的下部、突出地设置着圆筒状的筒部2，在这筒部2上可卸下地拧紧着帽盖3。在帽盖3的中央部设置着带有被做成圆形的给水口4的阀座5。而且在帽盖3上设置着具有阀轴6和圆形阀7的阀体8及把阀体8弹向关闭方向(向下)的压缩弹簧。阀轴6是相对于阀座5能沿上下方向移动地设置的；阀7安装在这阀轴6的下端部，是用来从上方开关给水口4的。

在上述结构中，将阀轴6的下端部推上，阀体8就相对于阀座5向上方移动、阀7与给水口4的周缘部脱离，从而把给水口4打开(参照双点划线部分)。当给水口4被打开，贮存在槽1内的水就通过给水口4周缘部和阀7之间的间隙，从给水口4向下方流出。

但是，在这种结构中，在阀7相对于给水口4朝打开方向移动时，如图14所示，在阀7的下表面和阀座5的上表面之间、因水的表面张力而形成膜A。在这膜A形成期间，从给水口4流出的槽1内的水受到膜A的阻挡，随着膜A破裂，槽缸1内的水就从给水口4流出。

但、在这从前的结构中，阀7和阀座5的形状都是相对于给水口4的中心成对称的，在阀7打开时，给水口4周缘部和阀7之间的间隙在全周缘上大致是一定的。因此，在阀7的下表面和阀座5的上表面之间形成的膜A成为以给水口4的中心为圆心的同心圆状，在整个周缘上有大致一定的强度，因此难以破裂，而水就难从给水口4流出。在以前，为了使膜A容易破裂，必需确保阀7的移动行程大，于是，为了设置阀体8就必需用较大的空间。

本发明的目的是提供一种不必增大阀移动行程就能容易地使液体从给液口流出的阀装置。

为了达到上述目的，本发明的第1种阀装置具有被配置在贮存液体的槽缸下部并形成给液口的阀座和能相对于这阀座上下移动的、通过从上方与上述给液口的周缘部相接触将给液口关闭而通过向上脱离给液口的周缘部将给液口打开的阀，其特征在于使上述阀座相对于水平面倾斜。

为达到上述目的，本发明的第2种阀装置具有被配置在贮存液体的槽缸下部并形成给液口的阀座和能相对于这阀座上下移动的、通过从上方与上述给液口的周缘部相接触将给液口关闭而通过向上方脱离给液口的周缘部将给液口打开的阀，其特征在于在上述阀的下部、在当该阀处于关闭状态时位于上述给液口的内侧并且从这给液口的中心部偏心的部位上设有突部。

在这种场合下，突部可由做成垂下状的凸缘构成、或者由从外面向给液口的中心部一侧下倾的斜面构成。

在第1种阀装置中，通过使阀座相对于水平面成倾斜状态，在阀打开时阀的下表面和阀座的上表面间形成的液膜在阀座的下侧和上侧成非对称状，而且在这种场合下，在阀座的下侧和上侧处、液体的深度也不同，在阀座下侧的作用在液膜上的液体压力比上侧的大，但液膜的断面系数则是在阀座下侧形成的液膜一方比在上侧形成的小。因此，在阀座下侧形成的液膜比在上侧形成的容易破裂，作为液膜整体的平衡被打破，就容易在薄弱的部位破裂。

在阀打开时、在阀和阀座间形成的液膜在阀和阀座间形成最小半径的圆。因此在第2种阀装置的阀中，有突部一侧和没有突部的一侧上、阀和阀座间的间隙大小发生变化。即，随着阀被打开，由于在有突部一侧的突部的外表面和阀座间的间隙比阀的外表面和阀座间的间隙小，因而在有突部一侧是在突部的外表面和阀座间形成液膜。这样，在没有突部的一侧、液膜是在阀的外表面和阀座间形成，而在有突部一侧、液膜是在突部的外表面和阀座间形成，液膜整体的平衡被打破，因此就容易从薄弱部位破裂。

这时，在阀的突部由做成垂下状的凸缘构成的场合下，很容易形成打破平衡的液膜。而在突部由具有从外面向给液口的中心部一侧下倾的斜面构成的场合下，在有突部一侧形成的膜可靠地沿斜面而形成，能稳定地形成平衡被打破的液膜。

图1是表示本发明的第1实施例的主要部分的纵断面图，

图2是表示将阀打开时的作用的示意图，

图3是表示冰箱的自动制冰装置部分的纵断侧视图，

图4是表示给水口在关闭状态下的主要部分的纵断面图，

图5是表示在给水口关闭状态下的与图4相当的图，

图6是表示在以前的和本发明的各个实施例中的给水实验的实验结果图表，

图7是表示与图1相当的本发明第2实施例的主要部分纵断面图，

图8是表示从阀的下方看到的斜视图，

图9是与图2相当的图，

图10是表示与图1相当的本发明第3实施例主要部分的纵断面图，

图11是与图8相当的图，

图12是与图2相当的图，

图13是表示以前的阀结构的与图1相当的图，

图14是与图2相当的图。

下面，参照图1-图6来说明把本发明用于安装在冰箱的自动制冰装置中的给水槽的阀装置的第1实施例。图3表示安装在冰箱本体11上的自动制冰装置周围的大致的结构。在图3中、在冰箱本体11里形成的制冰室12内配设着制冰机15，它具有制冰盘13、将这制冰盘13能自由转动地支承着的驱动机构14等。上述制冰机15被做成这样，即，使存放在制冰盘13里的水被供给制冰室12内的冷气冷却而形成冰，根据用设置在制冰盘13里的温度传感器(图中没表示)测得的制冰结束温度、通过由驱动机构14使制冰盘13反转并扭拧使冰脱落；这样形成的冰被存放在贮冰容器16里。

在制冰室12的上方、通过隔离壁17形成冷藏室18，这冷藏室18内设置着放置台19。在这放置台19上，成一体地设置着装水容器20。在装水容器20的底部设有流出口21。被装在装水容器20里的水从这流出口21供给上述制冰盘13。

如图4和图5所示，在上述装水容器20的内部、能卸下地装着定量贮水器22。这个定量贮水器22被做成能贮存一定量的例如贮存105cc的水，这个贮水量被设定为向制冰盘13提供的最合适的给水量。在定量贮水器22的底部中央部位形成出水口23，这个出水口23做成由出水阀机构24进行开关。

上述出水阀机构24由阀杆26和阀体27构成，阀杆26插通在出水口23中，并且能上下移动地支承在直立设置于定量贮水器22的内底面上的支承臂25上；阀体27能上下移动地支承在阀杆26上，从定量贮水器22的外侧开关出水口23。上述阀杆26被做成通过隔膜30与设置在定量贮水器22一侧的上阀杆28和设置在阀体27一侧的下阀杆29相接。在上阀杆28的下端法兰凸缘28a和支承臂25之间设有压缩螺旋弹簧31，借助这压缩螺旋弹簧31的作用、使上阀杆28靠向下方。而在阀体27和下阀杆29的下端凸缘29a之间设置着压缩弹簧32，由这压缩弹簧32的作用、使阀体27相对于下阀杆29靠向上方。在出水口23的开口缘部上安装着用作密封材料的例如由环形的软性橡胶制成的垫圈33。

在装水容器20的下方一侧配设着阀驱动装置34。这个阀驱动装置34具有能上下移动地设置在上述下阀杆29下方的盒子35上的操作轴36和设置在盒子35内的图上没表示的马达以及把这马达的回转运动变换成操作轴36的上下运动的凸轮机构。操作轴36插通装水容器20底部上形成的孔37而向上方突出。这个孔37由防止水流出用的垫片38封闭、操作轴36借助这垫片38与下阀杆29相接。于是、随着操作轴36上下移动，下阀杆29和上阀杆28亦上下移动，同时阀体27也上下移动。

另一方面，在上述放置台19上能卸下地装设着存放液体、在这种场合下是存放水的槽39。在这槽39的下部向下突出地设置着呈圆筒状的筒部40，在这筒部40上如图1所示，能卸下地拧着螺帽盖41。在这帽盖41的大致中央的部位上、相对于水平面成倾斜状态，设置着阀座43，阀座43形成有作为圆形给液口的给水口42，这个给水口42由阀体44进行开关。

阀体44由阀轴47和阀48构成；阀杆47能上下移动地插通设置在帽盖41上的支承架45的插轴部46；阀48安装在这个阀轴47的下端部并做成从上方来开关给水口42的圆形碗状。上述阀体44因设置在插轴部46和阀48之间的作为弹性构件的压缩螺旋弹簧49的作用而被推向关闭方向，即被推向下方。在阀48关闭的状态下，阀48的下表面、从上方接触给水口42的周缘部，从而把给水口42关闭。而且、阀体44的阀轴47被置成与上述出水阀机构24的阀杆26在同一轴线上。

筒部41a朝下突出地设置在帽盖41的下表面上。这个筒部41a的外经尺寸被设定为比定量贮水器22的上面开口部的内径尺寸稍小一些，筒部41a在与定量贮水器22的内周面之间形成间隙的状态下被插入定量贮水器22内。

槽39内装着净水器50。这个净水器50由壳体52和净水过滤器53构成，壳体52围着上述支承架45配置、而且在周壁部形成通水口51；净水过滤器53做成配置在这壳体52内的圆筒状。在壳体52的上部直立地设置着筒状的空气抽吸部54。净水过滤器53是将例如纤维状活性碳做成无纺布状而构成，这净水过滤器53具有使通过的水净化的功能。

下面，说明上述结构的作用。在图4的状态下，槽39一侧的给水口42被阀48关闭。而阀驱动机构34的操作轴36处在下限位置上，出水阀机构24这边的上阀杆28与槽39一边的阀轴47脱离，与此同时出水口23处于被打开的状态。

当从这状态开始使操作轴36向上方移动时，由这操作轴36将阀杆26推上，同时阀体27也被推上，通过阀体27与垫圈33接触，使出水口23被关闭。当把阀杆26进一步推上时，上阀杆28的上端从下方与槽39一边的阀轴47相接，从而把这阀轴47推上。当把这阀轴47推上时，阀48就从阀座43向上方脱离。

在即使阀48与阀座43脱离，阀48的移动行程仍然较小的状态下，如图2(b)和图2(c)所示，在阀48的下表面和阀座43上表面之间形成由水的表面张力引起的膜A，在这膜A形成期间，从给水口42流出的槽39内的水受膜A的阻档，而随着这膜A的破裂，槽39内的水就从给水口42流出。

在这种场合下，由于阀座43是相对于水平面倾斜的，因而在阀48打开时、在阀48和阀座43之间形成的膜A阀座43的下侧(图2(b)和图2(c)中的右侧)与上侧就成非对称形状。而且、在这种场合下，由于阀座43的下侧比上侧低，因而也就比较深，就作用在膜A上的水的压力而言、在阀座43下侧的比上侧的大；而就膜A的断面系数而言，在阀座43下侧形成的膜A的断面系数比在上侧形成的膜A的断面系数小。因此、在阀座43下侧所形成的膜A比在上侧形成的膜A容易破裂，膜A整体的平衡被打破、容易从强度较弱的下侧破裂。随着操作轴36被移动到上限位置，阀48也被移动到上限位置。

当膜A破裂，槽39内的水就通过阀48和阀座43之间的间隙、从给水口42流出而贮存在定量贮水器22里。于是，定量贮水器22内的水位上升，如图5所示、当由这水面把帽盖41上的筒部41a的下端开口部堵塞时，就阻止水从给水口42流出。这时，在定量贮水器22里就贮存了一定量的水。

如上所述，在定量贮水器22里贮存了一定量的水之后，操作轴36从上限位置被下降到下限位置。随着操作轴36从上限位置下降，槽39侧的阀48首先与给水口42的周缘部相接触，从而将给水口42关闭。但出水口23仍保持在被阀体27关闭的状态。接着，当操作轴36下降到下限位置时，使上阀杆28与阀轴47脱离，同时使阀体27从定量贮水器22的底部向下脱离，从而使出水口23打开。这样，使贮存在定量贮水器22内的水从出水口23流到装水容器20里，然后，借助落差作用而将水从流出口21供给设置在下方的制冰盘13并贮存在那里。

贮存在制冰盘13内的水被供给制冰室12内的冷气冷却而成冰。然后、在由设置在制冰盘13上的图中没表示的温度传感器测出制冰结束时温度时，使制冰盘13反转，并且通过扭拧使制冰盘13内的冰落下到贮冰容器16内，并加以贮存。然后，使制冰盘13回归到原来的水平状态，再进行上述的给水动作。

在上述的第1实施例中，由于槽39的阀座43是相对于水平面倾斜的，因而在阀48打开时，阀48和阀座43间形成的膜A在阀座43的下侧和上侧是成非对称形状；而且由于阀座43的下侧比上侧低、因此下侧更深，就作用在膜A上的水压力而言，阀座43的下侧的比上侧的大，而就膜A的断面系数而言，在阀座43下侧形成的膜A的断面系数比在上侧形成的膜A的断面系数小。因此、在阀座43下侧形成的膜A比在上侧形成的膜A更容易破裂，整个膜A的平衡被打破，就容易从强度较弱的下侧破裂。这样，不使阀48的移动行程增大，水也能容易地从给水口42流出。

图6表示用本发明第1实施例的阀装置和以前结构的阀装置进行给水实验的结果。图6列出了在使阀打开时，对膜A破裂时的阀移动行程进行测定的结果。从图6可看出，本发明第1实施例即使平均值比以前的短1.66mm仍能给水。因此阀48的移动行程可缩小，从而能使阀装置小型化。

图7-图9表示本发明第2实施例，这个第2实施例与上述第1实施例在下述方面不相同。即，形成给水口55的阀座56是做成水平状态的。而且在使给水口55开关的阀57的下面、在这阀57关闭状态下的给水口55的内侧、并且在相对于给水口55中心部为偏心的外周部位上、设置着作为突部的做成下垂的凸缘58。在这里，凸缘58是做成以阀57的中心为圆心的圆弧状，并形成约120度(图8上、由角度Q表示)的角度范围。

在上述结构中，当阀57从关闭给水口55的状态朝打开方向向上移动、阀57向上方与阀座56脱离时，先如图9(b)所示、在阀57的下表面和阀座56的上表面之间形成由水的表面张力引起的膜A。这个膜A是在阀57和阀座56间以最小半径的圆形成的。

当把阀57进一步推上时，如图9(c)所示，在阀57上、有凸缘58的一侧和没有凸缘58的一侧，阀57和阀座56之间的间隙大小发生变化。即，随着阀57上升，由于在有凸缘58的一侧、在凸缘58的外面和阀座56之间的间隙比阀57的外面和阀座56之间的间隙小，因而在有凸缘58一侧的凸缘58的外面和阀座56之间就形成膜A。这样，膜A不但在没有凸缘58一侧的阀57外面和阀座56间形成，在有凸缘58一侧的凸缘58外面和阀座56间也形成，作为膜A整体的平衡被打破，也就容易从薄弱处破裂。

上述图6也表示了用这第2实施例的阀装置进行给水实验时所得的结果。由图6可知，用本发明第2实施例，即使平均值比以前缩短约0.43mm仍能给水。

图10-图12表示本发明的第3实施例，这个实施例3与上述第2实施例有下述不同点。即，在阀59的下部、在这阀59关闭状态下的给水口55的内侧、而且在相对于这给水口55中心部为偏心的外周部上设置着突部60。在这种场合下，突部60的外面60a被做成具有朝给水口55的中心部下降倾斜的斜面。这个突部60也和凸缘58同样地形成约120度的角度范围。而在阀59中，突部60以外的下表面59a部分则为平坦的形状。

在上述结构中，当把阀59从关闭给水口55的状态朝打开方向向上移动、阀59向上方与阀座56脱离时，先如图12(b)所示，在阀57的下表面和阀座56的上表面之间形成由水的表面张力引起的膜A。在这里，在阀59上的有突部60的一侧和没有突部60的一侧、膜A的形状发生变化。即、随着阀59的上升，在有突部60的一侧(在图12中的右侧)，在突部60的外表面60a和阀座56之间形成膜A，但随着阀59上升，这膜A沿着突部60的外表面60a相对地朝突部60的下侧移。与此相对、在没有突部60的一侧，在阀59的外表面和阀座56之间形成的膜A随着间隙的增大而增大。

这样，在阀59上的有突部60侧和没有突部60侧、膜A的形状就有较大差异，膜A整体的平衡被打破，容易从较薄弱处破裂。

上述图6中也表示了用上述第3实施例的阀装置进行给水实验的结果。由这图6可见，本发明第3实施例，即使平均值比以前短0.07mm仍能给水。在这种场合下，虽然膜A破裂时的移动行程的平均值和以前没有多大差别，但标准偏差σ比以前和其他实施例要小。所谓标准偏差σ小是指膜A破裂时的移动行程中能没有不均匀和不平稳。这被认为是由于使顺着膜A的突部60外表面60a的斜面和没有突部60的差确实发生作用、可靠地形成非对称的膜A。

本发明并不只局限于上述各实施例，可以作如下变形或扩展。

例如在上述各实施例中，是由阀驱动装置34的操作轴36上下移动，通过阀杆26而使阀48、57、59上下移动的，但也可做成在将槽设置在放置台上的同时、通过固定设置在放置台一侧的推压部相对地推压槽侧的阀轴下端从而将阀推上的结构。

另外，本发明也不限于自动制冰装置中的给水用槽39的阀装置，也适用于例如喷雾式加湿器中供给被喷雾的水用的槽的阀装置，或者在石油式扇型加热器中，供给被燃烧的灯油用的槽的阀装置。

使在给液口形成的阀座相对于水平面成倾斜的阀装置，由于随着阀被打开，在阀和阀座间形成的液膜在阀座下侧和上侧成非对称，打破了平衡，容易从水压作用较大的下侧的薄弱部位破裂，因而不用增大阀的移动行程，就能使液体容易地从给液口流出。

在阀的下部、在阀关闭状态下的给液口内侧并且相对于给液口的中心部偏心的部位上设置突部的阀装置中，由于随着阀被打开，在阀和阀座间形成的液膜在有突部侧和没有突部侧成非对称，从而将平衡打破，容易从薄弱部分破裂，因而不用增大阀移动行程，液体就能容易地从给液口流出。

这时，在阀的突部由做成垂下状的凸缘构成的场合下，容易形成平衡被打破的膜。而在突部由外面具有向给液口中心部一侧下倾的斜面构成的场合下，在有突部侧形成的膜可靠地沿斜面形成，因而能稳定地形成打破平衡的膜。

Claims (4)

1.阀装置，具有被配置在贮存液体的槽的下部并形成给液口的阀座，和相对于这阀座能沿上下方向移动地设置的、通过从上方与上述给液口的周缘部相接触而将给液口关闭、通过向上脱离给液口的周缘部而将给液口打开的阀，其特征在于：上述阀座相对于水平面倾斜。

2.阀装置，具有被配置在贮存液体的槽的下部并形成给液口的阀座，和相对于这阀座能沿上下方向移动地设置的、通过从上方与上述给液口的周缘部相接触而将给液口关闭、通过向上脱离给液口的周缘部而将给液口打开的阀，其特征在于：在上述阀的下部、在这阀处于关闭状态时的上述给液口的内侧位置、而且在相对于这给液口的中心部为偏心的部位上设有突部。

3.如权利要求2所述的阀装置，其特征在于：突部由做成垂下状的凸缘构成的。

4.如权利要求2所述的阀装置，其特征在于：突部由外面具有向给液口的中心部一侧下倾的斜面构成。

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