CN115654176B - 一种恒温阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒温阀，属于混水阀技术领域，包括：中空的阀体，其设有第一进水口、第二进水口及混水出口；中心套管，其设有第一环槽和第二环槽，所述第一环槽的槽底壁设有两个相互对称的第一过水孔，所述第二环槽的槽底壁设有两个相互对称的第二过水孔；阀芯组件，其包括转轴和设置于转轴上的第一堵头和第二堵头，所述第一堵头和第二堵头分别对应第一过水孔和第二过水孔设置，所述转轴与中心套管可转动连接，所述第一堵头设有用于封堵两第一过水孔的两第一堵块，所述第二堵头设有用于封堵两第二过水孔的两第二堵块。因此，可形成旋转对称的封水结构，使水压对转轴径向的偏心力互相抵消，有效解决偏轴推力对转轴的影响，延长转轴的使用寿命。

Description

一种恒温阀

技术领域

本发明涉及混水阀技术领域，特别涉及一种恒温阀。

背景技术

恒温阀常用于两种不同温度的流体的混合，以得到特定温度的混合水。现有恒温阀常包括阀体和设置于阀体内的阀芯组件，阀体上通常设有用于输入不同温度的水的第一进水口和第二进水口，以及一混水出口，所述阀芯组件通常设有用于调节第一进水口和第二进水口开度的第一堵头和第二堵头，通过转动阀芯组件，可调节第一进水口与第二进水口的进水比例，以得到设定温度的水。但是，现有恒温阀存在以下缺陷：（1）仅设有一个第一堵头和一个第二堵头，因此，当转动阀芯组件调节比例时，阀芯组件的转轴会受到较大的扭力，影响其使用寿命，同时使驱动电机的调节精度受限；（2）第一进水口和第二进水口通常为贯穿阀体的开口，因此第一进水口与第一堵头，以及第二进水口与第二堵头形成的封水面与阀体内壁重合，第一堵头和第二堵头在调整第一进水口、第二进水口开度时，堵头紧贴进水口对应的阀体内壁，因此，堵头与阀体内壁易产生摩擦，特别是当水体中出现杂质颗粒时，易堆积于封水面上，长期使用过程中，易使得堵头磨损，影响封堵的效果，特别是与热水连通的进水口处，甚至会出现堵死的现象。可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种恒温阀，旨在解决现有技术中，恒温阀的转轴受到的扭矩较大，并且杂质颗粒易堆积于封水面上，导致堵头受损或堵死的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种恒温阀，包括：中空的阀体，其设有第一进水口、第二进水口及混水出口；其中，还包括：

中心套管，其设置于阀体内，其在对应第一进水口的位置设有第一环槽，在对应第二进水口处设有第二环槽，所述第一环槽的槽底壁设有两个相互对称的第一过水孔，所述第二环槽的槽底壁设有两个相互对称的第二过水孔；

阀芯组件，其包括转轴和设置于转轴上的第一堵头和第二堵头，所述第一堵头和第二堵头分别对应第一过水孔和第二过水孔设置，所述转轴与中心套管可转动连接，所述第一堵头设有用于封堵两第一过水孔的两第一堵块，所述第二堵头设有用于封堵两第二过水孔的两第二堵块，两所述第一堵块以转轴轴心中心对称，两所述第二堵块也以转轴轴心中心对称。

所述的恒温阀中，所述第一过水孔和第二过水孔均为沿中心套管管壁周向延伸的条形孔，并且，第一过水孔、第二过水孔的长度小于中心套管管内壁周长的1/4。

所述的恒温阀中，所述中心套管对应第一过水孔和第二过水孔的位置均设有向内凸出的扇形凸块，所述第一过水孔、第二过水孔分别贯穿对应的扇形凸块；所述第一堵块和第二堵块为与扇形凸块形状相互补的扇形堵块。

所述的恒温阀中，所述扇形凸块的弧度小于π。

所述的恒温阀中，所述第一堵块和第二堵块的弧边以转轴为中心逐渐打开，并且第一堵块和第二堵块渐开的方向相反，所述扇形凸块为与第一堵块、第二堵块互补的形状。

所述的恒温阀中，所述中心套管一端插接于阀体内，中心套管的管外壁上设有螺纹孔，所述阀体对应螺纹孔的位置设有安装孔，所述中心套管通过螺钉与阀体连接。

所述的恒温阀中，所述中心套管的管外壁上至少设有一条环形沟槽，所述环形沟槽套设有第一密封圈。

所述的恒温阀中，所述中心套管其中一端封闭，并在封闭端的端面上设有避让孔，所述转轴穿过避让孔，并与设置在阀体外的转轮或驱动电机传动连接。

所述的恒温阀中，所述转轴远离封闭端的一端设有旋流器。

所述的恒温阀中，所述阀体在混水出口处设有温度传感器，所述温度传感器用于获取混水出口处的水温。

有益效果：

本发明提供了一种恒温阀，通过设置中心套管，在中心套管上设置呈中心对称的两第一过水孔、两第二过水孔，可使第一进水口和第二进水口引入的水流以对称的方式进入混水腔中，同时，通过设置用于封堵两第一过水孔的两第一堵块，设置用于封堵两第二过水孔的两第二堵块，两所述第一堵块和两所述第二堵块均以转轴轴心中心对称，可形成旋转对称的封水结构，可使水压对转轴径向的偏心力互相抵消，有效解决偏轴推力对转轴的影响，延长转轴的使用寿命。此外，通过转轴带动堵头旋转来调节冷热水的比例，相较于从水的正面封堵，通过旋转堵头来封堵过水孔具有更好的封堵效果。

附图说明

图1为本发明提供的恒温阀的结构示意图。

图2为恒温阀的爆炸图一。

图3为恒温阀的爆炸图二。

图4为中心套管的正视图。

图5为图4中A-A处的截面示意图。

图6为第一堵块和第二堵块为渐开的扇形堵块的立体图。

图7为第一堵块为渐开的扇形堵块的左视图。

图8为第二堵块为渐开的扇形堵块的左视图。

图9为阀芯组件固定于中心套管内的结构示意图。

附图中标记：1-阀体，2-第一进水口，3-第二进水口，4-混水出口，5-中心套管，6-封闭端，7-开口端，8-螺纹孔，9-第一过水孔，10-第二过水孔，11-第一环槽，12-第二环槽，13-混水腔，15-阀芯组件，16-转轴，17-第一堵头，18-第二堵头，19-第一堵块，20-第二堵块，21-扇形凸块，22-环形沟槽，23-第一密封圈，24-旋流器，25-驱动电机，26-联轴器，27-避让孔，29-第二密封圈，30-垫片，31-温度传感器，32-安装孔，33-过水通道。

具体实施方式

本发明提供一种恒温阀，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明较佳实施例提供的一种恒温阀，所述恒温阀可用于两种不同温度的液体的混合，也可以用于不同浓度或不同物质的液体的混合，其可调节两种液体的混合比例，以得到特定温度、浓度或质量百分数的混合液。现以用于混合两种不同温度的液体进行举例，如，混合不同温度的水，以得到恒定温度的水，其作用为恒温阀。

如图1-3所示，所述恒温阀具体包括：

中空的阀体1，其设有第一进水口2、第二进水口3及混水出口4，并且第一进水口2、第二进水口3、混水出口4均设有用于连接用的管头，所述第一进水口2和第二进水口3可通过连接管连接不同温度的水源，可分别引入不同温度的水体，所述混水出口4可将混合后的水引出，通过管路连接使用终端。需要说明的是，所述阀体不限于附图1-3所展示的结构，其可以是任意具有中空腔体、两进水口和一出水口的结构。

中心套管5，其管外径与阀体1的管内径适配，如图4、图5所示，其一端开口，为开口端7，另一端封闭，为封闭端6，其管内形成一混水腔13，用于混合两种不同温度的水体。如图2、图3所示，所述中心套管5的开口端7插接于阀体1内，并且在靠近封闭端6的管壁上设有螺纹孔8，所述阀体1在对应螺纹孔8的位置设有安装孔32，因此可通过螺钉或螺栓将阀体1与中心套管5稳定的连接。所述中心套管5在对应第一进水口2和第二进水口3的位置分别设有环绕中心套管5的第一环槽11和第二环槽12，如图4、图5所示，所述第一环槽11、第二环槽12分别与阀体1内壁围合形成环绕中心套管5的第一环腔和第二环腔，所述第一环腔与第一进水口2连通，所述第二环腔与第二进水口3连通。所述第一环槽11的槽底壁上设有两个沿中心套管5的周向延伸的第一过水孔9，两个所述第一过水孔9的大小相同，并且以中心套管5的管轴为中心相对称。所述第二环槽12的槽底壁上设有两个沿中心套管5的周向延伸的第二过水孔10，两个所述第二过水孔10的大小也相同，并且也以中心套管5的管轴轴心为中心相对称。所述第一过水孔9和第二过水孔10均贯穿中心套管5的管壁，其中，两个所述第一过水孔9可使第一环腔与中心套管5的混水腔13连通，两个所述第二过水孔10可使第二环腔与中心套管5的混水腔13连通，因此，由第一进水口2引入的水，可先流经第一环腔，再通过第一过水孔9进入混水腔13中；由第二进水口3引入的水，可先流经第二环腔，再通过第二过水孔10进入混水腔13中，通过引入两种不同温度的水，混合后可得到特定温度的水。

阀芯组件15，其设置于中心套管5内，包括转轴16和设置于转轴16上的第一堵头17和第二堵头18，如图3所示。所述转轴16与中心套管可转动连接，转轴16的其中一端穿过中心套管5封闭端6的端壁，并伸出至中心套管5外，可在其端部连接用于转动转轴16的手轮或驱动电机25；所述第一堵头17设置于转轴16对应两个第一过水孔9的位置，并且所述第一堵头17设有两个用于封堵第一过水孔9的第一堵块19，如图5-7所示，两所述第一堵块19以转轴16的轴心为中心相中心对称；所述第二堵头18设置于转轴16对应第二过水孔10的位置，同样设有对应两第二过水孔10的两个第二堵块20，两第二堵块20同样以转轴16的轴心为中心相中心对称。如图9所示，所述转轴16可带动第一堵头17和第二堵头18以中心套管的管轴为轴心转动，并在转动的过程中，第一堵块19可封闭或开放第一过水孔9，或调节第一过水孔9的开度；所述第二堵头18可封闭或开放第二过水孔10，并调节第二过水孔10的开度。并且，在第一堵头17和第二堵头18随转轴16转动的过程中，第一堵块19对第一过水孔9开度调节的方向与第二堵堵块对第二过水孔10开度调节的方向相反，即，第一堵块19在逐渐封闭第一过水孔9时，第二堵块20为逐渐开放第二过水孔10；当第一堵块19完全封闭第一过水孔9时，所述第二堵块20完全开放第二过水孔10。因此，通过旋转转轴16，可同步调节第一过水孔9的开度和第二过水孔10的开度，进而调节通过第一进水管、第二进水管进入阀体1内水的比例，以此获得特定温度的水。

上述结构的恒温阀，通过设置中心套管5，在中心套管5上设置呈中心对称的两第一过水孔9、两第二过水孔10，可使第一进水口2和第二进水口3引入的水流以对称的方式进入混水腔13中，同时，通过设置用于封堵两第一过水孔9的两第一堵块19，设置用于封堵两第二过水孔10的两第二堵块20，并且两所述第一堵块和两所述第二堵块均以转轴轴心中心对称，因此，可形成旋转对称的封水结构，可使水压对转轴16径向的偏心力互相抵消，有效解决偏轴推力对转轴16的影响，延长转轴16的使用寿命。此外，通过转轴16带动堵头旋转来调节冷热水的比例，相较于从水的正面封堵，通过旋转堵头来封堵过水孔具有更好的封堵效果。

在一种较佳的实施例中，所述第一过水孔9和第二过水孔10均为沿中心套管5管壁周向延伸的条形孔，如图4所示，所述条形孔的长度小于中心套管5管内壁周长的1/4。所述中心套管5对应第一过水孔9、第二过水孔10的位置均设有向管内延伸的扇形凸块21，所述第一过水孔9、第二过水孔10沿径向穿透对应的扇形凸块21，形成用于过水的沉孔，所述扇形凸块21的弧度小于π，因此两对称设置的扇形凸块21仅占据中心套管5横截面面积的部分位置，因此，在两相对的扇形凸块21之间形成对称的过水通道33。所述扇形凸块21可使第一过水孔9和第二过水孔10的出口伸入中心套管5内，使两者的出口不与中心套管5的管内壁齐平，如图5、图9所示。所述第一堵块19和第二堵块20分别对应扇形凸块21设置，并且第一堵头17、第二堵头18均为与对应扇形凸块21互补的扇形堵头，当第一堵头17和第二堵头18分别封闭第一过水孔9和第二过水孔10时，所述扇形凸块21的内周壁与扇形堵头的外周侧壁相贴，形成封水面，所述封水面不与中心套管5的管内壁处于同一曲面，如图9所示。因此，通过在第一过水孔9和第二过水孔10处设置扇形凸块21，一方面可使第一过水孔9和第二过水孔10的封水面凸出于中心套管5的管内壁，使封水面与中心套管5管内壁保持一定的距离，因此，当第一堵块19和第二堵块20分别封堵第一过水孔9和第二过水孔10时，在重力的作用下，固体颗粒会落入封水面的下方，并会随水流排出，进而可有效防止颗粒积聚于封水面影响封水效果，消除颗粒杂质对封水面的损坏，延长使用寿命，避免堵塞；另一方面，向内凸出的扇形凸块21，可使两扇形凸块21之间形成过水通道33，便于水流通过。

在一种较佳的实施例中，如图7、图9所示，所述第一堵块19为横截面为偏心扇形的堵块，所述扇形堵块的弧边是以转轴16为中心逐渐打开，形成渐开的结构，即，所述第一堵块19的横截面面积是从一端到另一端逐渐增大的。对应的，所述扇形凸块21为与所述渐开的扇形堵块相互补的形状，即，所述扇形凸块21的内弧边也以转轴16为中心逐渐打开，形成渐开的结构。如图8所示，所述第二堵块20和对应的扇形凸块21同样为渐开的结构，并且，所述第一堵块19与第二堵块20渐开的方向相反，即，当第一堵块19为顺时针渐开的扇形堵块时，则第二堵块20为逆时针渐开的扇形堵块。这样使得，当第一堵块19和第二堵堵块在调节第一过水孔9和第二过水孔10的开度时，第一过水孔9和第二过水孔10开度的变化不但呈特殊的线性变化，并且两者变化的方向相反，进而能使冷热水的比例调节更为精准，更便于控制器的控制。同时，渐开的封水面结构，只有在闭合的状态下，即，所述扇形堵块完全封堵过水孔的情况下，所述扇形凸块21和扇形堵块的弧面才会相贴，除此之外，所述扇形凸块21的内弧面和扇形堵块的外弧面均不相贴，因此，可大大的降低两者的摩擦力，避免磨损，延长使用寿命。此外，由于两者仅在封堵的情况下才相贴，所以，当有固体颗粒出现时，会随水流冲走，可避免固体颗粒堵死或磨损堵块。同时，结合封水面是凸出于中心套管5的管内壁曲面上，在封水面上出现的固体颗粒，均容易在重力的作用下落入过水通道33中，或被水流带着，因此可有效防止颗粒积聚堵塞封水面或磨损堵块。

上述结构的恒温阀，由于中心套管5是套设于阀体1内，因此容易出现水从阀体1内壁与中心套管5外壁相贴处渗透的现象。对此，在一种较佳的实施例中，如图4、图5所示，所述中心套管5设有多条环绕管外壁设置的环形沟槽22，并在所述环形沟槽22上套设有第一密封圈23，以形成密封结构，避免渗漏。

在一种较佳的实施例中，为了便于冷热水快速混合，所述转轴16远离封闭端6的一端还可转动连接的设有旋流器24，所述旋流器24设有至少两片叶片，其可在水流作用下转动，进而加速冷热水的混合。

在一种较佳的实施例中，如图2、图3所示，所述转轴16采用驱动电机25驱动，优选为步进减速电机，具有更高的调节精度。具体为：所述驱动电机25固定于中心套管5的封闭端6外，所述驱动电机25的输出端设有联轴器26，所述中心套管5封闭端6的端壁上设有避让孔27，所述转轴16穿过所述避让孔27，并与所述联轴器26传动连接。通过驱动电机25驱动所述转轴16，其自动化程度更高，并能更精准地调整冷热水比例。

为了避免水从避让孔27中渗漏而出，在一种较佳的实施例中，所述转轴16位于中心套管5内的一侧还套设有第二密封圈29和垫片30，如图3所示，所述中心套管5的封闭端6端壁在对应避让孔27的位置设有沉槽，所述沉槽的直径与第二密封圈29的外径适配，所述第二密封圈29套设于转轴16上，并固定插入沉槽中，所述垫片30套设与第二密封圈29上，以使第二密封圈29与中心套管5的端壁抵接。

在上述结构的恒温阀中，所述第一进水口2设置于阀体1靠近驱动电机25的一端，所述第二进水口3设置于阀体1靠近混水出口4处的一端，所述第一进水口2、第二进水口3的水流方向均垂直于中心套管5的轴线方向，即，形成第一进水口2、第二进水口3的水流方向与中心套管5内的水流方向垂直。其中，无论是第一进水口2还是第二进水口3均可通过导管连接冷水源或热水源。然而，为了避免水温对驱动电机25的影响，作为一种优选的实施方式，所述第一进水口2连通冷水源，而远离驱动电机25的第二进水口3连通热水源，因此可避免热水对驱动电机25的影响，特别是所述驱动电机25为步进减速电机时。

为了更好的调整冷热水的比例，所述的恒温阀还设有温度传感器31，如图1所示，所述温度传感器31设置混水出口4处，其可实时感知混水出口4处的水温。为了便于智能控制水温，所述恒温阀还可设有控制器，也可以与应用该恒温阀的具体使用终端共控制器，如，与恒温水龙头、热水器共控制器，所述控制器与温度传感器31及驱动电机25电性连接，其可接收温度传感器31的感应信号，并比对感应信号与设定值，根据比对结果发出使开启或关闭驱动电机25工作的命令，以通过驱动电机25旋转转轴16来调节冷热水的比例，进而得到设定的水温。

综上所述，本发明所述恒温阀，通过在阀体1内设置中心套管5，通过在中心套管5管壁上设置相互对称的两个第一进水口2和两个第二进水口3，在转轴16上设置第一堵头17和第二堵头18，在第一堵头17上设置与两个第一进水口2相对应的第一堵块19，在第二堵头18上设置与两个第二进水口3相对应的第二堵块20，可形成旋转对称的封水结构，这种对称的封水结构可使水压对转轴16径向的偏心力互相抵消，有效解决偏轴推力对转轴16的影响，延长转轴16的使用寿命。

在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施方式的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种恒温阀，包括：中空的阀体，其设有第一进水口、第二进水口及混水出口；其特征在于，还包括：

中心套管，其设置于阀体内，其在对应第一进水口的位置设有第一环槽，在对应第二进水口处设有第二环槽，所述第一环槽的槽底壁设有两个相互对称的第一过水孔，所述第二环槽的槽底壁设有两个相互对称的第二过水孔；

阀芯组件，其包括转轴和设置于转轴上的第一堵头和第二堵头，所述第一堵头和第二堵头分别对应第一过水孔和第二过水孔设置，所述转轴与中心套管可转动连接，所述第一堵头设有用于封堵两第一过水孔的两第一堵块，所述第二堵头设有用于封堵两第二过水孔的两第二堵块，两所述第一堵块以转轴轴心中心对称，两所述第二堵块也以转轴轴心中心对称。

2.根据权利要求1所述的恒温阀，其特征在于，所述第一过水孔和第二过水孔均为沿中心套管管壁周向延伸的条形孔，并且，第一过水孔、第二过水孔的长度小于中心套管管内壁周长的1/4。

3.根据权利要求2所述的恒温阀，其特征在于，所述中心套管对应第一过水孔和第二过水孔的位置均设有向内凸出的扇形凸块，所述第一过水孔、第二过水孔分别贯穿对应的扇形凸块；所述第一堵块和第二堵块为与扇形凸块形状相互补的扇形堵块。

4.根据权利要求3所述的恒温阀，其特征在于，所述扇形凸块的弧度小于π。

5.根据权利要求4所述的恒温阀，其特征在于，所述第一堵块和第二堵块的弧边以转轴为中心逐渐打开，并且第一堵块和第二堵块渐开的方向相反，所述扇形凸块为与第一堵块、第二堵块互补的形状。

6.根据权利要求1所述的恒温阀，其特征在于，所述中心套管一端插接于阀体内，中心套管的管外壁上设有螺纹孔，所述阀体对应螺纹孔的位置设有安装孔，所述中心套管通过螺钉与阀体连接。

7.根据权利要求1所述的恒温阀，其特征在于，所述中心套管的管外壁上至少设有一条环形沟槽，所述环形沟槽套设有第一密封圈。

8.根据权利要求1所述的恒温阀，其特征在于，所述中心套管其中一端封闭，并在封闭端的端面上设有避让孔，所述转轴穿过避让孔，并与设置在阀体外的转轮或驱动电机传动连接。

9.根据权利要求8所述的恒温阀，其特征在于，所述转轴远离封闭端的一端设有旋流器。

10.根据权利要求1所述的恒温阀，其特征在于，所述阀体在混水出口处设有温度传感器，所述温度传感器用于获取混水出口处的水温。

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