CN1527916A - 用于液压设备的阀芯及其工具组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括用于液压设备的机构的阀芯，就其功能上来说，所述阀芯包括：外壳；所述外壳的底部元件；由硬质材料制成的一对板，其中一个板是操作上固定的，而另一个是操作上活动的；用于使得活动板移动的滑动件；用于操作装置的支撑元件及其操作装置本身；保持盖；以及在所述部件之间并朝向外部密封所需的密封件，其特征在于，底部元件和操作固定板构成单一结构部件，所述单一结构部件是通过一种制造硬质材料板的工艺产生的，所述工艺可赋予板较为复杂的构造。外壳最好在其一端附近具有适合于保持板－底部单元的内肩部，并且数量减少的所有部件都成型为，通过沿轴向并且只在一个方向上将它们引入到外壳中而将它们容纳在阀芯中并与之相互接合，从而构成容易工具操作的组装工艺。最好，活动板和滑动件也构成单一结构部件。

Description

用于液压设备的阀芯及其工具组装方法

发明背景

本发明涉及一种包括用于液压设备单元的操作机构的阀芯及其工具组装方法。

许多液压设备单元目前被制造成能够接收插入其中的包含该设备的所有或者大部分操作机构的阀芯的阀体形式。这种制造形式已经被证明适于使液压设备的机构在控制、维护、修理和更换方面的操作简化和经济化。根据该技术的目前状况，用于液压设备单元的阀芯包括作为流动控制元件的一对由硬质材料制成的板，该板上设有适当成形且相互配合的通道，其中一个板是操作且固定的并且被底部元件支撑，而另一个板是活动的并且与导向件和滑动件相连，滑动件又与操作装置相连。

通常需要较大数量部件的阀芯的生产所带来的一个重要问题为，难以实现这些部件本身的完全工具组装，而为了降低成本和缩短整体或者部分人工组装所需的长时间以及确保高质量且品质一致的组装，实现这些部件本身的完全工具组装是人们所希望的。这些困难源于部件数量较大，以及源于其中一些部件，诸如由易变形的材料制成的密封件存在工具操作方面的困难，以及在大多数情况下，对于阀芯的目前结构，各个部件必须通过操作而相互连接，其中一些部件，需要通过沿着不同方向或者以相反的方式操作，这在很大程度上阻碍了工具组装，并且为了实现工具组装，需要容易损坏的复杂且昂贵的设备。

发明概述

如上所述，本发明的第一个目的是，提供一种包括用于液压设备单元的操作机构的阀芯，所述阀芯的结构特别适于完全工具组装。本发明的另一个目的是，制造这样一种阀芯，其结构与已知的阀芯结构相比，应该包括数量较少的部件。本发明的另一个目的是，制造这样一种阀芯，其结构特别应该包括数量较少的由易变形材料制成的密封件。本发明的其他目的是，能够减小阀芯的轴向尺寸和/或在一些情况下减小其径向尺寸。本发明的一个特定目的是，改进这样一种阀芯的结构，即它应该能够减小组装后的阀芯所表现的公差总量。本发明的另一个目的是，制造这样一种阀芯，该阀芯即使符合上述要求，但与已知的阀芯相比，其各个部件所用的工具成本不应更大或者最好更小。

最后，本发明的一个目的是，提供一种用于包括液压设备单元的操作机构的阀芯的工具组装的实用、简单和经济的实施方法。

功能上，本发明所涉及的阀芯包括：外壳；与外壳相连的底部元件；一对由硬质材料制成的板，其中一个板是操作上固定的，而另一个板操作上活动的；用于导向和移动所述活动板的滑动件；连同操作装置本身的用于操作装置的支撑件；保持盖；以及在所述部件中以及与外部实现密封所需的密封件，其特征在主要于，所述底部元件和操作固定板构成单一结构部件，形成板-底单元，但保持各自的不同的功能。

利用制造硬质材料板的工艺能够实现该特征，所述工艺能够为板提供底部元件操作所需的比较复杂的构造。在这些工艺中，可烧结材料的注射工艺和热固性材料模制工艺是特别适用的；但是应该理解的是，也可使用其他的工艺来制造这样硬质材料板，提供相对比较复杂的构造。

由于该特征，通过使底部元件和操作固定板结合为单一的板-底单元以及另一个很重要的手段即消除这些部件之间通常所需的密封件可减少阀芯的部件的数量。

由于这些特征，通过以正确的顺序以及上述减小的数量将所有部件引入到外壳中可完全组装阀芯，对于每一个部件，总是并且仅沿着轴向操作最好仅在一个方向上操作。这种处理方式提供了一种可利用比较简单和安全工作的自动设备简单且快速地实施和组织的阀芯组装方法。

部件数量的减少通常能够减少阀芯的轴向尺寸。另外，底部元件和固定板之间的组合具有防止底部元件通常所需的直径大于固定板的直径的优点，从而在这些情况下，人们还可减小板-底部单元以及整个阀芯的直径。

根据本发明的另一个优选和很有利的特征，滑动件和操作活动板还构成了单一结构部件，但保留了它们各自的不同功能。同样利用制造硬质材料板的工艺能够形成该特征，所述工艺可为板提供滑动件操作所需的较为复杂的构造，所述构造必须与导向装置和操作装置配合。

由于该特征，可通过使滑动件和操作活动板的组合以及消除有时在这些部件之间必需的密封件来进一步减少阀芯的部件数量。但是，在某些情况下，考虑到当活动板和滑动件具有不同的特征时所获得的优点，特别是，参考摩擦系数和/或耐磨性，可能不采用执行上述特征是合适的。

应该理解的是，在利用本发明使由硬质材料制成的板与其他部件集成的情况下，两个板根据具体情况可包括不同的材料和/或可由不同的方法制成。

在实施本发明的过程中，最好使用具有U形横截面的密封件，所述密封件可被施加在或者直接模制在板-底部单元和/或外壳的下部突出部分上。即使在这些密封件没有被直接模制在相关部件上，而是将它们施加在其上，密封件也不需要在与其他部件的组装方向相反的方向上进行组装操作。实际上，在组装过程中，它们可被放置在一个支撑平面或者其他支撑件上，并且通过沿着如组装方法所提供的部件插入的相同方向操作可使相关的部件可被插入在密封件上。

在特定的情况下，在这样的密封件被施加或者模制在阀芯的外壳的下端处时，它们可朝向阀芯的板-底部单元和阀芯可被插入其中的液压设备的阀体执行双向动作。应该理解的是，在这种情况下，在组装过程中，将密封件支撑在支撑平面或者其他支撑元件上还能够在插入板-底部单元的操作中防止密封件被排出的趋势。

在这种特定的情况下，阀芯的外壳的下端最好具有适于防止密封件意外排出的突起或者其他形状。

附图的简要说明

从以下结合附图所作出的对于一些由非限制性示例所构成的实施例的描述中，本发明的这些和其他特征、目的和优点将更清楚地表现出来，其中：

图1示出了依照目前的现有技术所设计的阀芯的各个部件的截面图和分解图。

图2示出了由图1中所示的部件组装而成的阀芯的截面图。

图3示出了被安置于液压设备阀体中的图2中所示的阀芯的截面图。

图4到图7与图2相似，示出了本发明所涉及的阀芯的各种实施例。

图8和图9分别以沿图9的线VIII-VIII和图8的线IX-IX所截的两个不同截面图的方式示出了图7所涉及的阀芯的细节。

图10与图2相似，示出了本发明所涉及的阀芯的另一个实施例。

图11示出了沿图10的线XI-XI所截的阀芯的截面图。

图12示出了图10所涉及的阀芯的外壳上的U形密封件的组装的细节。

图13以更大的比例示出了图12中以XIII所表示的细节。

图14示出了被安置于液压设备单元阀体中的图10所涉及的阀芯。

优选实施例的详细描述

附图示出了包括操作机构的阀芯的实施例，用于装备具有热水和冷水的单独控制的混合龙头，这是液压设备单元最普遍的一个示例。然而必须理解的是，本发明还可用于制造各种液压设备的阀芯，诸如，分流器、混合器/分流器、连续混合器、恒温混合器等等。

参照图1到图3，为了与本发明所涉及的阀芯进行比较，在图1到图3中示出了依照目前现有技术所设计的阀芯。

这种已知阀芯包括在其一端处(参照附图以及阀芯最通用的安置位置，即，其下端)被底部元件5所封闭的管状外壳1，所述底部元件5组装有下部密封件6以相对于将阀芯插入其中的龙头体的腔底部提供密封，并且所述底部元件5配置有上部密封件9以相对于由硬质材料制成的操作固定板7提供密封，所述操作固定板7通常设有液流将从中穿过的通路8。阀芯的外壳1具有内部下肩部2，并且被成型为从上方接收底部元件5的具有相应形状的其余部件。

在操作固定板7上，以可平滑地滑动的方式支撑有由硬质材料制成的活动板10，所述活动板10还设有用于液流的通路11。在这种情况下，通路11不横贯所述板，相反在其他实施例中，通路11可横贯所述板。与活动板10相连的是导向和移动滑动件12，所述滑动件12装有用于与操作装置相连接的腔13。滑动件12由可转动的支撑元件14保持并导向，操作杆17在18处铰接在所述支撑元件14上，所述操作杆17的下端19将与滑动件12的腔13相连接。盖15将所述的所有部件保持在外壳1的内部，所述盖15通过齿16与外壳1相连接，所述齿16通过弹性咬合被插入到外壳1的开口3中。

对于本领域技术人员来说，这里所述的部件都是公知的，因此这样一种阀芯的操作可调节分别为冷水和热水的两股水流的混合比，并可调节排出的混合水的输送速度。所述阀芯被插入到龙头阀体20中并由盖21保持；热水和冷水的两股水流通过管22(在图3中只能看到其中一个管22)到达龙头阀体20，并且在该示例中，通过出水口23排出混合水，而在其他示例中，通过管输送所述混合水。

应该注意的是，该阀芯的部件的数量较多，特别是，所述部件包括由易变形材料制成的各种密封件；它们的组装是精密的，并且至少在某些情况中，必须以与部件的总体组装方向相反的方向上执行其组装。

本发明旨在减少阀芯的部件的数量，尤其是，减少由易变形材料制成的密封件的数量，并且这些改进可在阀芯结构方面和其组装工艺方面以及在其使用中都获得很多优点。具体地，部件和密封件数量上的减少可导致关于组装的阀芯的轴向尺寸的公差方面的相应的和显著的减少所述组装阀芯的轴向尺寸的公差(合计为各个部件的公差)总和。依照现有技术的工艺，阀芯所存在的总公差通常为这样的，即，通过完全旋拧所述液压设备单元阀体的盖不可能将所述阀芯组装在所述液压设备单元阀体中，因此操作人员必须根据他的感觉能力或通过测力扳手的确定而进行局部旋拧动作。通过本发明的实施可消除这些缺点。

如图4中所示的，通过使用上述用于硬质板成型的工艺(所述工艺可赋予所述板较为复杂的构造)，可提供一种操作固定板8A，所述固定板8A自身结合了标准固定板8的流量控制元件的功能以及完成标准底部元件5的外壳1的功能，因此构成了板-底部单元并使得通常位于底部元件和固定板之间的密封件9成为多余。这意味着通过两个单元减少了阀芯部件的数量，同时还具有消除了由易变形材料制成的密封件的优点，所述由变形材料制成的密封件不易控制，同时仅存的密封件6最好可以这种方式构成，即，使其易于组装并防止其在压力过大情况下被排出。

从所描述的特征中，可以看出，通过使阀芯的所有部件(包括板-底部元件8A)沿着外壳1的轴向(都沿着朝向肩部延伸的同一方向)以正确的顺序移动可使它们被安装在外壳1中。这种基于减少数量的部件的单向组装能够采用一种以最简单和最佳的组织方式工具组装方法。这能够以一种完全工具组装的方式组装阀芯，从而避免使用人力，并且使用具有最小可能的结构和功能复杂性的设备。

另一方面，如图4中所示，利用上述用于制造硬质板的工艺(所述工艺可赋予所述板较为复杂的构造)，能够制造一种活动板10A，所述活动板10A自身结合了标准活动板10的流量控制元件的功能以及标准滑动件12的导向和移动功能。这样，可利用另一个单元减少阀芯的部件数量。

采用这些措施，如图4中所示，利用三个单元减少阀芯的部件数量对于组装过程的实施有利，还达到了阀芯在轴向上的尺寸的相当大的减小。

另外，根据目前的现有技术水平，在许多情况下，底部元件必须具有大于操作固定板的直径，通过构成一个板-底部单元将这些元件组合在一起能够消除上述直径过大的需要，在某些情况下通过避免这样的构造能够减小板-底部单元的直径和整个阀芯的直径，如图4中所示。

当必须为用作底部元件的固定板8A提供特定的构造以满足阀芯所用的液压设备类型的要求时，诸如图5和图6中所示的情况，也可采用用于减少部件数量的上述措施，但是，在其中一些情况下(诸如图5中所示的情况)，设备必须增加周围的密封件24和25。

另一方面，如图6中所示，在混合水通过将插入阀芯其中的混合器阀体的底部开始的管输出的情况下，阀芯所装备的密封件的数量减至一个。

图7示出了图4中所涉及的阀芯的一种变型，其中采用下部密封件6A，它具有U形横截面并且被放置在由也用作底部元件的固定板8A所带有的相应的下部突出部分上。该密封件可以一种复杂的方式形成，特别如图9中所示，以使其自身用于设置在也用作底部元件的固定板8A中的流体通道。这样一种密封件可被直接模制在也用作底部元件的固定板8A的相应突出部分上，或者它可被简单地插在其突出部分上。也可在本发明所涉及的组装方法的范围内执行这样的操作，在组装阀芯的操作过程中，可以方便地将密封件6A安装在支撑平面或者其他支撑件上接着落在其上，固定板8A也用作底部元件。

如前面描述的和图10中所示的，通过使活动板10与滑动件12组合的类似措施构成单一元件8A以形成阀芯的固定板和底部元件的措施可不伴随通过使活动板10与滑动件12组合的类似措施。这在某些情况下是适合的，例如为了使滑动件12使用一种摩擦系数小的材料或者特别耐磨的材料。

图10还示出了在阀芯的外壳1需要相对于插入阀芯的液压设备单元的阀体20密封的情况下，如何可有利地将具有U形横截面的密封件26施加到肩部2下方外壳1的下端上。该密封件26接着具有双向动作，相对于用作底部元件的固定板8A朝内以及相对于液压设备单元的阀体20朝外，如图14中所示。

为了确保密封件26固定在外壳1的下端，外壳1的下端最好可具有周向突出部分4，如图12和13中所示，或者其他固定装置。

应该理解的是，本发明不限于所示的实施例。本领域技术人员可对其进行多种变型，特别是为了使阀芯的特征适合所用的液压设备单元的性质和构造。例如，在一些情况下，不通过沿着朝向外壳的肩部2移动的方向将板-底部单元8A引入到外壳中，而是围绕外壳1插入也可使板-底部单元8A被安装在外壳1中，在这种情况下，外壳1应该装有不同于肩部的用于接合板-底部单元8A的装置。如上所述，可以不同的方式选择和/或利用不同的方法制造构成由硬质材料制成的两个板的材料。另外，如上所述的，利用互补的肩部实现板-底部单元与阀芯外壳的连接，但也可以不同的方式进行所述连接；例如，外壳1可具有齿或者其他一些弹性变形元件，适合利用弹性咬合保持板-底部单元8A。在这种情况下，部件可始终沿着轴向被组装在外壳中，但方向与所述方向相反，即，参见附图，从底部到顶部。在这种情况下，阀芯的盖15也可与外壳1固定在一起。

在不脱离本发明的精神和由所附的权利要求限定的本专利的保护范围的情况下，已描述和示出的这些和其他变型和在技术上等同的代替装置可被引入。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.用于液压设备单元的包括操作机构的阀芯，就其功能上来说，包括：外壳；与所述外壳连接的底部元件；由硬质材料制成的一对板，其中一个板是操作上固定的，而另一个是操作上活动的，用于导向和移动所述活动板的滑动件；操作装置；操作装置的支撑元件；保持盖；以及在所述部件之间并朝向外部密封所需的密封件，其特征在于，底部元件和操作上固定的板构成了形成板-底部单元的单一结构部件，所述单一结构部件是通过一种制造硬质材料板的工艺产生的，所述工艺可赋予板较为复杂的构造；阀芯外壳在靠近于底端处具有适合于保持板-底部单元的内肩部，并且所述板-底部单元自身和所有其他部件都被成型为，由于沿外壳的轴向并在朝向所述底端的内肩部延伸的唯一方向将它们引入到外壳中，而使它们被容纳于所述阀芯内并与之相互接合。

2.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，操作上活动的板和导向移动滑动件也为此构成了单一结构部件，所述单一结构部件是通过一种制造硬质材料板的工艺生产的，所述工艺可赋予板较为复杂的构造。

3.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述可赋予板较为复杂的构造的制造硬质材料板的工艺是从可烧结材料注射工艺和模制热固性材料的工艺中选择的。

4.依照权利要求2所述的阀芯，其特征在于，可赋予板较为复杂的构造的制造硬质材料板的工艺是从可烧结材料注射工艺和模制热固性材料的工艺中选择的。

5.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述固定板和所述活动板由不同的材料构成。

6.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述固定板和所述活动板通过不同的生产工艺制成。

7.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述阀芯包括至少一个具有U形横截面的密封件，所述密封件被布置于用作底部元件的固定板和/或所述阀芯的外壳所提供的相应的突出部分上。

8.依照权利要求7所述的阀芯，其特征在于，所述具有U形横截面的密封件被直接模制在它必须密封的元件的突出部分上。

9.依照权利要求7所述的阀芯，其特征在于，通过将具有U形横截面的所述密封件插入到它必须密封的元件的突出部分上来施加所述具有U形横截面的密封件。

10.依照权利要求7所述的阀芯，其特征在于，所述具有U形横截面的密封件被插入到它必须密封的元件的突出部分上，所述突出部分具有适合于在其他部件组装操作过程中防止所述密封件意外脱离或排出的构造。

11.依照权利要求7所述的阀芯，其特征在于，所述具有U形横截面的密封件被设在所述阀芯的外壳的一端上，并执行双向动作，朝向所述阀芯的底部元件和朝向将阀芯插入其中的液压设备阀体。

12.用于权利要求1所述的液压设备单元阀芯的工具组装方法，其特征在于，所述方法包含：以减少的数量和正确顺序将所有的部件引入到所述阀芯的外壳中，对于每个部件来说都总是并且只是沿轴向并沿朝向阀芯外壳底端的方向操作。

13.依照权利要求12所述的组装方法，其特征在于，一些密封件被布置于支撑平面或其他支撑元件上，然后相关的部件通过沿依照组装工艺所提供的部件插入的唯一方向操作而被插入到它们上。

14.用于液压设备单元的阀芯，以及用于其组装的方法，其特征在于，如从以上描述和附图中所示出的特征、布置、操作以及操作模式，或由在技术上等同替代的装置的单独或各种组合的整体。

Claims (19)

1.用于液压设备单元的包括操作机构的阀芯，就其功能上来说，包括：外壳；与所述外壳连接的底部元件；由硬质材料制成的一对板，其中一个板是操作上固定的，而另一个是操作上活动的，用于导向和移动所述活动板的滑动件；操作装置；操作装置的支撑元件；保持盖；以及在所述部件之间并朝向外部密封所需的密封件，其特征在于，底部元件和操作上固定的板构成了形成板-底部单元的单一结构部件，所述单一结构部件是通过一种制造硬质材料板的工艺生产的，所述工艺可赋予板较为复杂的构造。

2.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，操作上活动的板和导向移动滑动件也为此构成了单一结构部件，所述单一结构部件是通过一种制造硬质材料板的工艺生产的，所述工艺可赋予板较为复杂的构造。

3.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述可赋予板较为复杂的构造的制造硬质材料板的工艺是从可烧结材料注射工艺和模制热固性材料的工艺中选择的。

4.依照权利要求2所述的阀芯，其特征在于，可赋予板较为复杂的构造的制造硬质材料板的工艺是从可烧结材料注射工艺和模制热固性材料的工艺中选择的。

5.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述固定板和所述活动板由不同的材料构成。

6.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述固定板和所述活动板通过不同的生产工艺制成。

7.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，其外壳在靠近于其一端处具有适合于保持板-底部单元的内肩部，并且所述板-底部单元自身和所有其他部件都被成型为，由于沿外壳的轴向并在朝向所述内肩部延伸的唯一方向将它们引入到外壳中的作用，而使它们被容纳于所述阀芯内并与之相互接合。

8.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，其外壳在靠近于其一端处具有一些适合于保持板-底部单元的齿或类似的弹性元件，并且所述板-底部单元自身和所有其他部件被成型为，由于沿外壳的轴向并在朝向所述保持盖延伸的唯一方向将它们引入到外壳中的作用，而使它们被容纳于所述阀芯内并与之相互接合。

9.依照权利要求8所述的阀芯，其特征在于，其外壳和其保持盖是用一个部件制成的。

10.依照权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述阀芯包括至少一个具有U形横截面的密封件，所述密封件被布置于用作底部元件的固定板和/或所述阀芯的外壳所提供的相应的突出部分上。

11.依照权利要求10所述的阀芯，其特征在于，所述具有U形横截面的密封件被直接模制在它必须密封的元件的突出部分上。

12.依照权利要求10所述的阀芯，其特征在于，通过将具有U形横截面的所述密封件插入到它必须密封的元件的突出部分上来施加所述具有U形横截面的密封件。

13.依照权利要求10所述的阀芯，其特征在于，所述具有U形横截面的密封件被插入到它必须密封的元件的突出部分上，所述突出部分具有适合于在其他部件组装操作过程中防止所述密封件意外脱离或排出的构造。

14.依照权利要求10所述的阀芯，其特征在于，所述具有U形横截面的密封件被设在所述阀芯的外壳的一端上，并执行双向动作，朝向所述阀芯的底部元件和朝向所述阀芯将插入其中的液压设备本体。

15.用于权利要求1所述的液压设备单元阀芯的工具组装方法，其特征在于，所述方法包含：以减少的数量和正确顺序将所有的部件引入到所述阀芯的外壳中，对于每个部件来说都总是并且只是沿轴向并沿朝向阀芯外壳一端的方向操作。

16.依照权利要求15所述的组装方法，其特征在于，阀芯的部件沿其被引入到外壳中的所述方向，为朝向外壳的内肩部的方向。

17.依照权利要求15所述的组装方法，其特征在于，阀芯的部件沿其被引入到外壳中的所述方向，为朝向外壳的盖的方向。

18.依照权利要求15所述的组装方法，其特征在于，一些密封件被布置于支撑平面或其他支撑元件上，然后相关的部件通过沿依照组装工艺所提供的部件插入的唯一方向操作而被插入到它们上。

19.用于液压设备单元的阀芯，以及用于其组装的方法，其特征在于，如从以上描述和附图中所示出的特征、布置、操作以及操作模式，或由在技术上等同替代的装置的单独或各种组合的整体。

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