CN1161079A - 混合阀 - Google Patents

Abstract

公开了一种膜片和往复活塞式的压力补偿混合阀，其中膜片和活塞之间具有柔性连接。该柔性连接使活塞在进水通道中可以自定位。在一优选方式中，用作可以提供开口阀件的定位和提供内部止动装置的混合阀。

Description

混合阀

本发明涉及一种控制冷热水混合的阀。特别是涉及冷、热水的混合具有压力补偿能力的上述类型的阀。

现有技术中的压力补偿阀，具有独立的上壳体和下壳体，独立的水压平衡芯，以及一个可以在弹簧加载的进水口密封圈上滑动的可旋转的盘。对于这种阀，有的时候需要更换磨损的进水口密封圈。通常，这些密封圈位于压力平衡芯内。例如，美国专利No.3,921,659的零件71和72，以及美国专利No，4,095,610的零件75-78。这样，当需要更换时，必须废弃整个压力平衡芯，或者拆卸磨损的密封圈并更换它们。

对于压力补偿阀，一个特别困难的问题涉及和压力作用膜片共同作用的往复活塞。活塞被设计成在紧配合的孔中往复运动。这种设计要求孔的严格对准，以及活塞相对孔的垂直设置，以防止活塞在孔中卡住。要有效地工作，活塞必须可以相应压力差自由地往复运动，以得到进水通道水流的接近常数的混合比。上述类型的膜片作用活塞可见美国专利No.3,724,480；3,921,659和4,095,610。这要求过分昂贵的制造过程和/或过分严格的质量控制，以避免公差偏差带来的问题。另外也希望简化这种阀的装配操作和降低其费用。

所以，存在对改进的压力补偿混合阀的需求。

一方面，本发明包括一个有轴向孔和从孔延伸出去的开口下端的阀体，阀体具有沿径向突出并向孔中延伸的连接装置；一个位于轴向孔中，可以控制通过阀的液流的可旋转的阀件，该阀件还具有沿径向向外的突出部分；以及一个位于轴向孔中的不可旋转的开口件，其上具有至少两个轴向的孔。接合装置可以帮助开口件在阀体的开口下端中定位，另外也提供了与可旋转的阀件的突出部分相接触的止动表面。

在一个优选方式中，接合装置由从阀体上凸出的两条间隔的凸条形成，在开口件和阀体之间设有卡合装置，使开口件固定在阀体轴向孔的开口下端上。

另一方面，可旋转的阀件通过一个夹紧件连接在轴向孔中的阀杆上，一个外部止动件通过装在槽中的环状件连接在阀杆上。

在另一种优选方式中，有一种压力补偿混合阀，包括具有进流腔以及通向进流腔的热水、冷水进流通道的阀壳；在进流腔中进流通道之间延伸，将进流腔分为冷水、热水两部分，并可相应两部分压力差相对进流通道移动的膜片装置；与膜片相连，并可以相应膜片运动控制进流通道液流的补偿阀装置；分别与冷水、热水部分相通的冷水、热水出流口；以及控制出流口液流的混合阀装置。补偿阀装置具有位于进流通道，并可以控制热水、冷水进流通道液流的活塞头阀件。还有一端连接膜片，另一端以自定位方式连接在活塞头阀件上，允许活塞头阀件以相对与膜片垂直的轴线弯曲的连接件。

在一种优选方式中，连接零件具有夹住活塞件的柔性指状部分。

在另一种优选方式下，提供了一种上述类型的压力补偿混合阀，它同时具有，活塞件的自定位和柔性连接，以及为不可旋转的开口件提供在阀件上的定位和为可旋转的阀件提供止动表面的不可旋转开口件的接合装置。

本发明的目的包括：

a.提供上面类型的阀，维修时可以容易地装配和分解；

b.提供上面类型的阀，可以避免压力补偿组件因制造公差而导致的问题；

c.提供上面类型的阀，内部止动装置同时起到连接装置作用；

d.提供上面类型的阀，可以容易地进行零部件更换。

本发明的这些和其它一些目的和优点，可以通过下面的描述更加清楚。在下面的详细描述中，将参考附图对本发明的优选实施例进行描述。这些实施例并不代表本发明的全部范围。

图1是本发明的优先实施例的压力补偿混合阀(在装配型式下)的透视图；

图2是图1中所示的阀组件的零部件的分解透视图；

图3是图2中压力补偿分组件的分解透视图；

图4是沿图1中线4-4的放大剖面图；

图5是沿图4中线5-5的剖面图；

图6是混合阀组件的顶视图，虚线所示是另一阀杆位置；

图7是沿图4中线7-7的剖面图；

图8是组成阀组件上面部分的零部件的分解透视图；

图9是压力补偿膜片和活塞的放大剖面图；

图10是局部放大图，说明本发明中的定位凸条和阀体的内部止动表面；

图11是沿图10中线11-11的剖面图；

图12是沿图8中线12-12的剖面图，但开口阀件旋转了90

特别参见图1和图2，压力补偿混合阀10，包括上面部分或混合阀12，以及与之相连接的阀壳14，阀壳上有热水和冷水进流通道16和17。阀壳上还有两个出流口19和20，以及容纳压力平衡芯23的腔体25。混合阀12有一个开口环26和可旋转的阀零件，或者密封盘21，用来和压力平衡芯23共同作用(下面要说明)。

如图4所示，方向箭头表明了水流在阀壳14和混合阀12中的路线。热水和冷水从进流口16和17进入，向上流经进流通道28和29，通过压力补偿芯23，再向上流经混合阀12，然后从这里向下流，沿压力补偿芯23外面和阀壳14里面，最后流到出流口19和20。水流路线的出流口部分在图5中最清楚。

压力补偿芯23具有进流通道28和29，通过O型圈31与热水、冷水进流口16和17密封连接。压力补偿芯23上还有与进流通道28和29相连的横向通道32和33。活塞头阀零件34和35安装在横向通道32和33中，并可以往复运动。

活塞34和35通过两根塑料平衡杆40和41与柔性橡胶膜38相连。这在图3和图9中最清楚。平衡杆40和41具有毂部分43和44，以及延伸出并通过膜片38的中间开孔38’互相连接的中心部分43’和44’。互锁的腿部46就是用于这个目的。毂部分43和44有如44”的切槽，用于容纳膜片38的内卷边38”。平衡杆40和41分别具有从各自的毂部分43和44延伸出去的指状部分48、49和50、51。指状部分48-51分别具有向内延伸的唇部48’、49’和50’、51’，用于卡装在各自活塞34和35的槽53和54中。

如图4所示，柔性膜片38通过外周卷边部分38’”，夹在压力补偿芯23的相对的壳体部分23’和23”之间。参考图3，螺钉45起连接壳体部分23’和23”的作用。

膜片38和活塞34、35一起控制流入压力补偿芯23的腔体27中的热水和冷水，其作用方式如美国专利No.3,724,480中所描述，该专利的教导在此结合作为参考。简单地说明如下，如果热水压力增加，将使膜片38向右移动，如图4中可见，导致活塞34更多地堵住进流通道28，并露出进流通道29，这样就减少了热水流量和增加了冷水流量。同样原理，冷水压力增加时会导致相反方式的运动。经过调节的热水和冷水经过横向通道32和33以及分隔的腔体25，到达出流口56和57，出流口56和57分别与混合阀12的开口环26的进流口62和63对准，也可见于图8。

开口环26由塑料材料构成，具有通过密封圈64与压力补偿芯23密封连接的开口62和63。密封圈64装在开口62和63上，由弹簧65压紧在密封盘21上。开口环26具有切槽67，用于相对塑料阀体72的轴向孔73的内壁71上的凸条69定位。这可见于图8，其中开口环旋转了180°，也可见于图10和图11，这样也提供了开口环26和阀体72之间的定位，以及前面描述过的开口56、57和62、63的定位。O型圈74提供了开口环26和阀体72之间的密封连接。参考图8，密封盘21和阀杆84通过开孔80和接合面84’互相连接。固定夹86起到通常的固定作用。

密封盘21具有几何形状不同的节流口。78和79，用于调节通过进流口62和63的水流。节流口几何形状不同，可以得到手柄旋转和出流温度之间的线性关系。止动面或凸出部分81和82位于密封盘21外边缘，并和凸条69共同作用，限制密封盘的转动。这也可见于图7。

如图6和图8所示，一个外部止动件87从阀体72顶上延伸出来。它和止动调整套筒88共同作用，套筒上有与止动臂91相连的调整螺钉93，用于与止动部分87相接触。如图8所示，滚花开口90用于与阀杆84连接。O型圈95装在阀杆84上的槽84”中，用于固定止动调整套筒88，套筒88通过进一步限制密封盘21的转动，提供了液流控制的精确调整。另外的密封圈85装在槽84”中，位于阀杆84和阀体72之间，以及图4中所示的位于阀体72和阀壳14之间的密封圈74。螺钉97在阀体72和阀壳14之间起通常的连接作用。

图12和图8，说明了塑料开口环26和塑料阀体72之间的卡装特性。这由如标号92所示的圆周间隔的凸条，和阀体72上环形槽94之间的弹性摩擦接合来实现。

本发明的重要特征之一，是具有进流口62和63的开口环26。如前面所述，它靠摩擦作用固定在阀体72上。由于这种摩擦配合，开口环可以十分容易地装配。当密封圈66磨损时，可以十分容易地用另外的开口环中新的一套来更换。这避免了处理密封圈和弹簧尺寸的问题。

另外，凸条69不仅提供了开口环26在阀体72上的定位，而且同时作为内部止动装置，与密封盘26的止动表面81和82共同作用。

本发明的另一重要特征，是活塞34、35和膜片38之间通过柔性指状部分48-51的自定位连接，或者说活动连接。在现有技术中的活塞和膜片之间的连接，是刚性的一体式的连接，活塞和定位杆是一体的、或是用螺纹连接在一起。由于活塞头在紧配合的孔中运动，这种设计要求严格的孔的对准和活塞与孔的垂直，以防止活塞卡住。工作时，活塞必须能够相应压力差自由地来回移动。本发明中的柔性指状部分和卡装式连接方式，使活塞34和35活动装配在平衡杆40和41上，使它们可以相对压力平衡孔32和33自定位。对于活塞和孔之间的垂直关系，以及孔的对准的要求，都不再需要如此严格。

由此可知，压力平衡效果的获得，不再需要对活塞34和35相对各自孔的公差和配合加以特别的注意。进一步说，用指状部分48-51和塑料平衡杆40、41，替代金属延伸杆来连接膜片也降低了产品成本。

本发明的又一特征，如前面所述，是可更换的开口环26和弹簧压紧的密封圈66。这样开口环可以迅速卡装到阀壳上，提供了制造上的方便。与开口环26配合的定位凸条69，同时也作为密封盘21的内部止动装置，进一步提高了制造效率。另外，用固定夹86和O型圈95来固定密封盘21和止动调整套筒88，使装配操作更加容易。

本发明还有一个特征，在于阀的修理，可以通过更换开口环26容易而迅速地更换密封圈66。

这样，本发明提供了改进的混合阀。虽然上面对优选实施例进行了描述，对于本专业技术人员来说，很明显，在不偏离本发明精神和范围前提下，可以有许多改型和改变。例如，虽然已示出开口环特征和自对准的活塞特征出现在同一压力补偿混合阀中，但很明显，它们可以单独应用。相应地，开口环特征可以用于没有压力平衡的阀中，反过来，活塞34和35柔性连接的压力平衡作用也可用于没有开口环特征的混合阀中。另外，虽然所示的是管路阀，这种阀也可用于其它流体阀。并且所提到的特指的材料并非是唯一可用的材料。所以这些以及其它在本发明精神之内的改型，包括在本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种阀，它包括：

一个具有轴向孔和从孔延伸出去的开口下端的阀体，阀体具有沿径向突出并向孔内延伸的连接装置；

一个位于轴向孔中，可以控制通过阀的液流的可旋转的阀件，该阀件具有沿径向向外的突出部分；

以及一个位于轴向孔中的不可旋转的开口件，其上具有至少两个轴向孔；

因此接合装置可以帮助开口件在阀体的开口下端中定位，同时也作为与可旋转阀件突出部分接触的止动表面。

2.口权利要求1中的阀，其特征在于，所述的接合装置由从阀体延伸出来的两条间隔开的柔性凸条形成，所述的开口件上具有和凸条相匹配的槽。

3.如权利要求1中的阀，其特征在于，所述的开口件通过摩擦接合装置装在阀体轴向孔的开口下端。

4.如权利要求1中的阀，其特征在于，所述的可旋转的阀件通过夹紧件连接轴向孔中阀杆上，一个外部止动件通过装在槽中的环状件在阀体外连接在阀杆上。

5.一种压力补偿混合阀，它包括，具有进流腔以及通向进流腔的热水、冷水进流通道的阀壳；在进流腔中进流通道之间延伸，将进流腔分为冷水、热水两部分，并可相应两部分压力差相对进流通道移动的膜片装置；与膜片相连，并可以相应膜片运动控制进流通道液流的补偿阀装置，分别与冷水、热水部分相通的冷水、热水出流口；以及控制出流口液流的混合阀装置，改进包括：

补偿阀装置，具有位于进流通道，并可以控制热水、冷水进流通道液流的活塞头阀件，以及一端连接膜片，另一端以自定位方式连接在活塞头阀件上，允许活塞头阀件相对与膜片垂直的轴线弯曲的连接件。

6.如权利要求5中的阀，其特征在于，所述的连接件具有夹住活塞的柔性指状部分。

7.如权利要求6中的阀，其特征在于，所述的活塞件具有一个槽，柔性指状部分具有可以装在槽中的唇部。

8.如权利要求5中的阀，其特征在于，所述的连接件具有扩展的连接部分，可以把膜片夹在其间。

9.如权利要求5中的阀，其特征在于，所述的混合阀还包括：

一个具有轴向孔和沿孔延伸出的开口下端的阀体，阀体还具有沿径向突出并向孔中延伸的接合装置；

一个位于轴向孔中，控制通过阀的液流的可旋转的阀件，所述的阀件还具有沿径向向外的突出部分；

以及一个位于轴向孔中的不可旋转的阀件，该阀件具有至少两个轴向孔；

因而所述的接合装置有助于开口件在阀体开口下端中定位，同时也提供与可旋转阀件突出部分相接触的止动表面。

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