CN115199811A - 一种阀芯及阀门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀芯及阀门，属于阀门技术领域，用于混合水的调节，所述混合水包括冷水和/或热水，所述阀芯包括动片和用于消除所述阀芯的噪音的消音器；所述动片具有混水腔，所述混水腔具有出水端和与静片的出水口相配合的进水端；所述消音器设在所述进水端，所述消音器为蜂窝状的构件，沿所述进水端到所述出水端的方向，所述消音器向所述动片的第一上端面倾斜。本发明的有益效果是：在保证阀门流量的前提下，显著降低了噪音。

Description

一种阀芯及阀门

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，特别是涉及一种阀芯及阀门。

背景技术

目前，水龙头阀门已经成为生产和生活的必需品，得到广泛的使用。在阀门使用过程中，常常会产生噪音，在家人休息的时候打开水龙头，较大的噪声会影响家人的睡眠。

阀门的噪音来源于水流对阀门的冲击，为了降低阀门的噪音，常通过在阀门外部包裹隔音棉等方式，但该方式会增大阀门的体积，不美观，显著提高了生产成本，不利于销售。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明提供了一种阀芯，用于混合水的调节，所述混合水包括冷水和/或热水，所述阀芯包括动片和用于消除所述阀芯的噪音的消音器；所述动片具有混水腔，所述混水腔具有出水端和与静片的出水口相配合的进水端；所述消音器设在所述进水端，所述消音器为蜂窝状的构件，沿所述进水端到所述出水端的方向，所述消音器向所述动片的第一上端面倾斜。

优选地，所述消音器与所述动片的第一下端面之间的夹角为α，其中20°≤α≤40°。

优选地，所述消音器包括至少一个用于通过所述冷水或热水的通孔，每个所述通孔在所述消音器的第二下端面的开口均朝向所述静片的出水口；每个所述通孔的高度相同，所述通孔的高度方向为：所述动片到所述静片的分布方向。

优选地，每个所述通孔为正多边形的孔，所述通孔的内切圆的直径与所述动片的直径之比为：(2～6):100。

优选地，所述通孔的高度与所述动片的厚度之比为(20～25):100。

优选地，所述静片的出水口包括冷水腔和热水腔，当所述阀芯处在全冷模式，所述消音器的通孔在所述静片的第三上端面的正投影均位于所述冷水腔的表面内；或，当所述阀芯处在全热模式，所述消音器的通孔在所述静片的第三上端面的正投影均位于所述热水腔的表面内。

优选地，所述消音器还包括背离所述出水端的凸起部，所述凸起部从第二上端面向第二下端面延伸且凸起于所述第二下端面；当所述阀芯处在半热模式，所述凸起部位于所述冷水腔和所述热水腔之间的隔离部；所述凸起部与所述动片的第一下端面之间具有间隔。

优选地，所述阀芯还包括用于支撑所述消音器的保持架，所述保持架可拆卸设在所述混水腔中，所述保持架具有相应于所述动片的内壁的形状，所述保持架还具有与所述混水腔面积相同的过水腔；所述消音器的第一边缘段抵接于所述混水腔的内壁，所述消音器的第二边缘段的至少一部分、第三边缘段的至少一部分分别与所述保持架的支撑部连接。

优选地，还包括静片、凸杆套、铰接于所述凸杆套的凸杆、可拆卸固定于所述动片的动片盖，所述静片固定设置，且所述动片相对于所述静片移动，所述凸杆的一端抵接于所述动片盖，所述凸杆在外力作用下沿着铰接点转动时控制所述阀芯的出水量，所述凸杆在外力作用下沿着所述阀芯的轴线转动时控制所述阀芯的水温。

一种阀门，包括所述的阀芯。

本发明的有益效果是：水流在结构突变的位置很容易产生涡流，即，冷水或热水通过静片进入动片时很容易产生涡流，涡流具有两个危害，一是消耗水流动能，降低流量，二是增大了对阀门通道的冲击，从而增大了噪音；本发明在动片混水腔的进水端设置消音器，通过蜂窝状结构打散水流中的涡流，避免涡流消耗水流动能，降低水流对阀门的冲击，在保证阀门流量的前提下，显著降低了噪音。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是阀门的结构示意图；

图2是动片的结构示意图；

图3是消音器的结构示意图；

图4是图3的另一视角的结构示意图；

图5是动片不含消音器的结构示意图；

图6是静片的结构示意图；

图7是阀门关闭时动片与静片的结构示意图；

图8是阀门开启时动片与静片的结构示意图；

图9是阀门全冷水时动片与静片的结构示意图；

图10是阀门全热水时动片与静片的结构示意图；

图中：1-动片，2-静片，3-热水腔，4-冷水腔，5-出水腔，6-混水腔，7-消音器，8-通孔，9-保持架，10-凸杆，11-凸杆套，12-外壳， 13-动片盖，14-底壳，15-凸起部，16-曲面结构，17-连接臂，18-分隔部。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

如图1-图10所示，一种阀芯及阀门，用于混合水的调节，混合水包括冷水和/或热水，阀芯包括动片1和用于消除阀芯的噪音的消音器 7；动片1具有混水腔6，混水腔6具有出水端和与静片2的出水口相配合的进水端；消音器7设在进水端，消音器7为蜂窝状的构件，沿进水端到出水端的方向，消音器7向动片1的第一上端面倾斜。

采用上述结构，水流在结构突变的位置很容易产生涡流，即，冷水或热水通过静片2进入动片1时很容易产生涡流，涡流具有两个危害，一是消耗水流动能，降低流量，二是增大了对阀门通道的冲击，从而增大了噪音；本发明在动片1混水腔6的进水端设置消音器7，通过蜂窝状结构打散水流中的涡流，避免涡流消耗水流动能，降低水流对阀门的冲击，在保证阀门流量的前提下，显著降低了噪音。

关于混水腔6的结构，动片1的混水腔6截面近似于凸轮孔，进水端的宽度大于出水端的宽度，冷水和热水从进水端进入混水腔6后，成为混合水，然后从出水端流出。

除此之外，消音器7采用倾斜的结构，结合消音器7的蜂窝状结构，消音器7可以为呈板状的消音板，并在消音板均匀开设通孔8，通孔8的轴线与动片1的轴线相互平行。

上述的第一上端面为动片1的上端面，与第一上端面相对的第一下端面为与静片2相互抵接的端面，关于消音器7的倾斜方向，消音器7沿进水端到出水端的方向向动片1的第一上端面倾斜，即靠近动片1中心的一端为高端，远离动片1中心的一端为低端。

若采用平行的消音板结构，也即是消音板与动片1的第一上端面平行，水流进入动片1后，同一截面的涡流会同时经过各个通孔8，涡流打散率较低，降噪效果差；若采用靠近动片1中心为低端的倾斜结构，因为水流进入动片1后始终要从出水端流出，消音器7靠近中心的位置较低，消音器7与静片2的第三上端面之间的间隙较小，则会降低阀门的流量，不能保证阀门的流量。

本发明采用的消音器7倾斜结构，水流先后进入通孔8，相邻的涡流之间互相拉扯，使得打散涡流更加彻底，可保证阀门流量的前提下，显著提高降噪效果；并且，靠近动片1中心的一端为高端，则水流在进入混水腔6时，一部分水流会通过消音器7与静片2的第三上端面之间的间隙流出，进一步提高阀门流量；还可将消音器7与静片 2的第三上端面之间的间隙距离与消音器7通孔8的直径设为相等，使得该间隙亦可具有打散涡流的效果，进一步提高降噪效果。

一些实施方式中，消音器7与动片1的第一下端面之间的夹角为α，其中20°≤α≤40°，示例性地为25°≤α≤35°，还可选地为 27.5°≤α≤32.5°，通过实验表明，采用该范围大小的角度，不会影响阀门的流量，同时消音器7的降噪效果最好。

一些实施方式中，消音器7包括至少一个用于通过冷水或热水的通孔8，每个通孔8在消音器7的第二下端面的开口均朝向静片2的出水口；每个通孔8的高度相同，通孔8的高度方向为：动片1到静片2的分布方向。

进一步方案中，每个通孔8为正多边形的孔，通孔8的内切圆的直径与动片1的直径之比为：(2～6):100，示例性地为(3～5):100，可选地为(3.5～4.5):100。位于消音器7中部的通孔8大小一致、形状相同、均匀分布，靠近混水腔6内壁的通孔8，为了适配混水腔6 内壁的形状，可以为异形孔。上述的正多边形可以为正四边形、正六边形、正八变形等，优选的为正六边形。采用正多边形，而非其他例如圆形等通孔8，是因为正多边形内侧具有突变的棱角，更加容易打散涡流。通孔8内切圆的直径与动片1的直径大小比例，是通过计算和实验所得，为最佳的比例，在该比例范围内，阀门在保证流量的前提下，降噪效果最好。

一些实施方式中，通孔8的高度与动片1的厚度之比为(20～ 25):100，示例性地为(22～24):100，可选地为(22.5～23.5):100，若通孔8高度太小，水流在通孔8通过的距离太短，则会导致一些涡流来不及打散，降噪效果差，若通孔8高度太大，水流在通孔8内的通过的距离太长，则会导致阀门的流量降低，不能保证阀门的流量。因此，经过模拟计算和实验，通孔8的高度与动片1的厚度之比在上述范围时，与通孔8具有的一定孔径协同，能够保证阀门的流量，且降噪效果最好。

一些事实方式中，静片2的出水口包括冷水腔4和热水腔3，当阀芯处在全冷模式，如图9所示，消音器7的通孔8在静片2的第三上端面的正投影均位于冷水腔4的表面内；或，当阀芯处在全热模式，如图10所示，消音器7的通孔8在静片2的第三上端面的正投影均位于热水腔3的表面内，使得从静片2通入的冷水或热水先经过消音器 7，再从消音器7的通孔8流出后进入混水腔6的出水端。

且消音器7沿着动片1径向的宽度大于或等于冷水腔4或热水腔 3沿着静片2径向的宽度，也即是，当阀芯处于全冷或全热模式时，消音器7沿着径向能够完全覆盖冷水腔4或热水腔3，使得所有通入的冷水或热水均会经过消音器7，保证所有水流中的涡流均会被打散，保证阀门流量、并提高降噪效果。

一些实施方式中，消音器7还包括背离出水端的凸起部15，凸起部15从第二上端面向第二下端面延伸且凸起于第二下端面；当阀芯处在半热模式，凸起部15位于冷水腔4和热水腔3之间的隔离部；凸起部15与动片1的第一下端面之间具有间隔，动片1与静片2之间会相对滑动，因此凸起部15与动片1之间的第一下端面之间的间隔是避免发生干涉。凸起部15具有加强消音器7结构强度的功能。

同时，凸起部15还具有更加容易调节水温的效果，当凸起部15 位于静片2的热水腔3和冷水腔4之间的分隔部18时，此时热水进水量与冷水进水量相等，水温处于38度左右，当动片1向热水腔3转动时，热水进水量加大，水温变热，且凸起部15起阻挡作用并减少热水的入水量，使得热水进水增速相对较小，此处的“相对较小”是相对于没有设置凸起部15的现有结构而言，水温提高一定温度时，动片1 的转动距离更长，从而更加容易调节水温；同理，当动片1向冷水腔 4转动时，冷水进水量加大，水温变热，且凸起部15会起阻挡作用并减少冷水的入水量，使得冷水进水增速相对较小，此处的“相对较小”是相对于没有设置凸起部15的现有结构而言，水温提高一定温度时，动片1的转动距离更长，从而更加容易调节水温；综上，阀门可通过动片1上的凸起部15延长龙头的转动距离，更加容易微调水温，使得终端用户在沐浴或者是清洗时更易调校到需要的合适温度。

一些实施方式中，如图3、图4所示，阀芯还包括用于支撑消音器7的保持架9，保持架9可拆卸设在混水腔6中，保持架9具有相应于动片1的内壁的形状，保持架9还具有与混水腔6面积相同的过水腔；消音器7的第一边缘段抵接于混水腔6的内壁，消音器7的第二边缘段的至少一部分、第三边缘段的至少一部分分别与保持架9的支撑部连接。为了减小保持架9阻挡水流的面积，消音器7的内壁两侧对称设有两个向静片2的方向延伸的连接臂17，连接臂17与消音器7之间采用一体或粘接等连接方式，且为了尽可能避免连接臂17 影响水流流量，连接臂17与消音器7之间的连接面尽可能小，甚至采用线接触连接。

如图5所示，现有的不含消音器7的动片1的内壁具有连续的曲面结构16，保持架9的下端面与该曲面结构16相匹配，使得消音器7 可安装于现有的阀门中，便于更换、维护消音器7的同时，更加容易对现有阀门进行降噪改装。上述的可拆卸连接可采用卡接、过盈配合等。

一些实施方式中，还包括静片2、凸杆10套、铰接于凸杆10套的凸杆10、可拆卸固定于动片1的动片1盖，静片2固定设置，且动片1相对于静片2移动，凸杆10的一端抵接于动片1盖，凸杆10在外力作用下沿着铰接点转动时控制阀芯的出水量，凸杆10在外力作用下沿着阀芯的轴线转动时控制阀芯的水温。

如图6所示，关于静片2的结构，静片2具有对称轴，冷水腔4 和热水腔3相对于对称轴对称设置，冷水腔4用于通入冷水，热水腔 3用于通入热水，静片2还设有出水腔5，当通入的冷水和热水在动片 1的混水腔6内进行混合后，通过出水腔5留出。静片2的冷水腔4、热水腔3、出水腔5、以及动片1的混水腔6均为贯通设置的通孔8，冷水腔4和热水腔3呈弧形孔，出水腔5呈圆形孔，混水腔6的截面可以为盘形凸轮状。

本发明还公开了一种阀门，包括上述阀芯，阀芯设于壳体内，壳体包括外壳12和可拆卸固定于外壳12的底壳14，凸杆10套转动设于外壳12内，静片2可拆卸固定于底壳14内，底壳14具有与静片 2的热水腔3连通的热水口、与静片2的冷水腔4连通的冷水口、与混水腔6的出水端连通的出水口。

阀门的工作过程中，

如图7所示，阀门处于关闭状态时，动片1遮挡静片2的热水腔3和冷水腔4；

如图8所示，阀门开启时，凸杆10驱动动片1移动，动片1的混水腔6与热水腔3和冷水腔4连通，且凸起部15位于分隔部18的位置，进热水量与进冷水量相同，阀门水温为38度左右，此时消音器7 开始发挥作用，降低噪音；

凸杆10驱动动片1逆时针转动，进冷水量逐渐增多，进热水量减小，水温降低，直至阀门处于全冷水状态，如图9所示，在这过程中，凸起部15起阻挡作用，减小冷水量的增加速度，从而延长龙头的转动距离，更加容易微调水温；

凸杆10驱动动片1顺时针转动，进热水量逐渐增多，进冷水量减小，水温升高，直至阀门处于全热水状态，如图10所示，在这过程中，凸起部15起阻挡作用，减小热水量的增加速度，从而延长龙头的转动距离，更加容易微调水温。

关于本发明与现有结构的流量与噪音的对比实验如下(此处的现有结构为如图5所示不含消音器7的动片1结构)：

上述两种结构除动片结构不同之外，其他参数均一致，例如阀门孔径、水压等。

由上述表格数据可知，两种结构在多种状态下的流量几乎一致，原因是在设置消音器后，由于消音器打散了水流中的涡流，避免水流因涡流而消耗动能，因此，即使消音器对水流具有一定阻力，但该阻力与打散涡流减少动能耗损相互抵消，二者流量几乎相等，也即是，本发明公开的消音器结构不会降低阀门的流量。除此之外，两者结构的噪音差距很大，本发明公开的含消音器结构相比于不含消音器结构，噪音减少了25％左右，可见，由于消音器减少了涡流对阀门的冲击，具有显著降低噪音的功能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例 /方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种阀芯，其特征在于，用于混合水的调节，所述混合水包括冷水和/或热水，所述阀芯包括动片和用于消除所述阀芯的噪音的消音器；

所述动片具有混水腔，所述混水腔具有出水端和与静片的出水口相配合的进水端；

所述消音器设在所述进水端，所述消音器为蜂窝状的构件，沿所述进水端到所述出水端的方向，所述消音器向所述动片的第一上端面倾斜。

2.如权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述消音器与所述动片的第一下端面之间的夹角为α，其中20°≤α≤40°。

3.如权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述消音器包括至少一个用于通过所述冷水或热水的通孔，每个所述通孔在所述消音器的第二下端面的开口均朝向所述静片的出水口；

每个所述通孔的高度相同，所述通孔的高度方向为：所述动片到所述静片的分布方向。

4.如权利要求3所述的阀芯，其特征在于，每个所述通孔为正多边形的孔，所述通孔的内切圆的直径与所述动片的直径之比为：(2～6):100。

5.如权利要求3所述的阀芯，其特征在于，所述通孔的高度与所述动片的厚度之比为(20～25):100。

6.如权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述静片的出水口包括冷水腔和热水腔，当所述阀芯处在全冷模式，所述消音器的通孔在所述静片的第三上端面的正投影均位于所述冷水腔的表面内；或，

当所述阀芯处在全热模式，所述消音器的通孔在所述静片的第三上端面的正投影均位于所述热水腔的表面内。

7.如权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述消音器还包括背离所述出水端的凸起部，所述凸起部从第二上端面向第二下端面延伸且凸起于所述第二下端面；

当所述阀芯处在半热模式，所述凸起部位于所述冷水腔和所述热水腔之间的隔离部；

所述凸起部与所述动片的第一下端面之间具有间隔。

8.如权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述阀芯还包括用于支撑所述消音器的保持架，所述保持架可拆卸设在所述混水腔中，所述保持架具有相应于所述动片的内壁的形状，所述保持架还具有与所述混水腔面积相同的过水腔；

所述消音器的第一边缘段抵接于所述混水腔的内壁，所述消音器的第二边缘段的至少一部分、第三边缘段的至少一部分分别与所述保持架的支撑部连接。

9.如权利要求1-8任一项所述的阀芯，其特征在于，还包括静片、凸杆套、铰接于所述凸杆套的凸杆、可拆卸固定于所述动片的动片盖，所述静片固定设置，且所述动片相对于所述静片移动，所述凸杆的一端抵接于所述动片盖，所述凸杆在外力作用下沿着铰接点转动时控制所述阀芯的出水量，所述凸杆在外力作用下沿着所述阀芯的轴线转动时控制所述阀芯的水温。

10.一种阀门，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的阀芯。

Images