CN201916512U

CN201916512U - 自清洁阀组件

Info

Publication number: CN201916512U
Application number: CN2010205538130U
Authority: CN
Inventors: 保罗·德桑蒂斯; 瑞安·卡里戈南
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2020-09-30
Also published as: AU2010226868A1; EP2309157A2; ES2529548T3; EP2309157A3; US8297303B2; EP2309157B1; AU2010226868B2; US20110073194A1

Abstract

一种自清洁阀组件，包括具有内部阀腔的阀体。接收在阀腔中的圆筒部件具有第一密封表面和圆筒壁，并且将阀腔分成无液腔部和流动腔部。主轴包括主轴本体，主轴本体与第一密封表面接触，以持续地防止流动腔部中的加压流体进入无液腔部。主轴活塞端具有在接收凹槽中的擦除部件，擦除部件与圆筒壁摩擦接触。销接到阀组件的手柄直接地接触活塞端。手柄转动致使主轴从阀关闭位置移位到阀打开位置，从而允许加压流体流入流动腔部内。擦除部件将污染物从圆筒壁上擦除并且进一步防止污染物进入无液腔部内。

Description

自清洁阀组件

技术领域

本公开涉及用于水龙头阀组件的主轴。

背景技术

该部分提供与本公开相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。

水龙头应用中使用的阀组件可包括用作流量限制部件的主轴。已知用于接触密封表面且从密封表面松开以将加压流体与流动端口隔离的具有O型环密封的主轴。主轴阀容易有诸如污垢、食品和/或清洁剂等污染物进入，一旦阀组件中干燥时，它们能结晶并且产生尖锐的结晶颗粒。这些污染物进入阀组件内会侵蚀内部组件和/或引起主轴粘牢在某一位置，这会导致浪费水的持续滴水或流动状况。使用过度的力量关闭粘住的阀组件能导致对阀内部部件的损害，并且上面有表面污染物的阀部件的移位能磨掉密封或接触表面，这又增加了泄漏状况。

实用新型内容

本部分提供了本公开的总体概要并且不是本公开全部范围或其所有特征的全面公开。

根据几个实施方式，自清洁阀组件，包括阀体，所述阀体具有内部阀腔；圆筒部件，所述圆筒部件接收在所述阀腔中并且具有第一密封表面和圆筒壁。所述圆筒部件将所述阀腔分成无液腔部和流动腔部。主轴包括主轴本体，所述主轴本体与所述第一密封表面密封接触，以持续地防止所述流动腔部中的加压流体进入所述无液腔部。主轴的活塞端包括擦除部件，所述擦除部件接收在接收凹槽中，所述擦除部件与所述圆筒壁持续地摩擦接触。手柄可转动地销接到阀组件并且直接地接触活塞端，使得手柄的转动致使主轴从阀关闭位置移位到阀打开位置，从而允许加压流体流入流动腔部内。主轴的移位致使擦除部件将污染物从圆筒壁上擦除。擦除部件进一步防止污染物进入无液腔内。

根据进一步的实施方式，自清洁阀组件包括阀体，所述阀体具有内部阀腔。接收在所述阀腔中的U形圆筒部件具有密封表面和圆筒壁，并且将所述阀腔分成无液腔部和流动腔部。主轴包括主轴本体，所述主轴本体具有接收在第一O型环凹槽中的第一O型环密封件和接收在第二O型环凹槽中的第二O型环密封。在阀关闭位置和阀打开位置中的每一个位置上，所述第二O型环密封件与所述密封表面持续地密封接触，以防止所述流动腔部中的加压流体进入所述无液腔部。主轴的活塞端具有擦除部件，所述擦除部件接收在接收凹槽中，所述擦除部件与所述圆筒壁持续地摩擦接触。可转动地销接到所述阀组件的手柄具有延伸部，所述延伸部直接接触所述活塞端，使得所述手柄的转动导致所述延伸部将所述主轴从所述阀关闭位置移位到所述阀打开位置，从而允许所述加压流体流过所述第一O型环密封件进入所述流动腔部内。所述主轴的移位致使所述擦除部件将污染物从所述圆筒壁上擦除。所述擦除部件进一步防止污染物进入所述无液腔内。

根据此处提供的描述，进一步的应用范围将变得显而易见。本概要中的描述和具体例子仅用于示意的目的，并不用于限定本公开的范围。

附图说明

此处描述的附图仅用于对所选择的实施方式而不是所有可能的实施方式进行示意的目的，并且不用于限制本公开的范围。

图1是本公开的用于自清洁阀组件的主轴的右侧前立体图；

图2是图1的主轴的端视图；

图3是在图2的截面3处截取的横截面前主视图；

图4是主轴的另一实施方式的与图3类似的横截面前主视图；

图5是具有图1的主轴的阀组件的横截面前主视图；

图6是阀组件的圆筒部件的右侧前立体图；

图7是图6的圆筒部件的前主视图；

图8是在图7的截面8处截取的横截面前主视图；

附图的一些视图中，自始至终相应的附图标记表示相应的部件。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述示例实施方式。

提供示例实施方式，从而本公开将彻底地、并且也充分地将范围告知本领域技术人员。阐述许多具体的细节，例如具体组件、装置和方法的例子是为了提供对本公开实施方式的彻底理解。对本领域技术人员显而易见的是，不是必须采用具体细节，可以许多不同形式实施示例实施方式，这者都不应构成对本公开的范围的限定。在一些示例实施方式中，没有详细描述公知的工艺、公知的装置结构以及公知的技术。

此处使用的术语仅是为了描述特定示例实施方式的目的，而不用于限定。如此处使用的单数形式的“一”和“该”也可用于包括复数形式，除非本文以其它方式清楚地指出。术语“包含”、“包括”以及“具有”是包括在内的，因此指定存在述及的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除一或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在或附加。此处描述的方法步骤、工艺和操作不是解释为必须要求它们以论述的或示意的特定次序执行，除非具体地指出按照执行次序。也应该理解，可采用附加的或可替代的步骤。

当元件或层被指为“在另一元件或层上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，可以是直接在另一元件或层上、接合、连接或联接到另一元件或层，或者可存在介入元件或层。相反，当部件被指为“直接在另一元件或层上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，不可以有介入元件或层存在。用于描述元件之间关系的其它词应该以相似方式解释(例如，“在......之间”与“直接在......之间”相对，“相邻”与“直接相邻”相对，等等)。如此处使用的，术语“和/或”包括一或多个相关联的列出条目的任何组合或所有的组合。

虽然术语第一、第二、第三等等可在此处用于描述不同元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该被这些术语限定。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一区域、层或部分区分开来。诸如“第一”、“第二”之类术语以及其它数量术语当在此处使用时不意味着顺序或次序，除非上下文清楚地指出。因此，在不偏离示例实施方式教导的情况下，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分能被称为第二元件、组件、区域、层或部分。

为容易描述，可在此处使用诸如“内部”、“外部”、“在......之下”、“在......下面”、“下”、“在......上方”“上”等等空间的相对术语，以描述如图中示意出的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。空间的相对术语除了图中图示的定向之外可用于包含使用或操作中装置的不同定向。例如，如果图中的装置被翻转，描述为“在其它元件或特征下面或之下”的元件则定向为“在其它元件或特征上方”。因此，示例术语“在......下面”可包括在上方和在下面的两种定向。装置可以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，并且此处使用的空间相对描术语进行相应解释。

参照图1，本公开的主轴10包括从活塞端14延伸且连接到活塞端14的主轴本体12。主轴本体12包括第一筒状部16和第二筒状部18，第一筒状部16和第二筒状部18通过第三筒状部20彼此隔开。第三筒状部20的直径小于第一筒状部16和第二筒状部18的直径，其原因将参照图5被进一步讨论。

参照图2和3，主轴10可具有主轴长度“A”，该长度包括主轴本体12加活塞端14。主轴长度“A”可改变以适合于水龙头或阀组件所需要的流量和尺寸。第一筒状部16可包括处于主轴本体12的自由端处的圆锥形面22。第一O型环凹槽24形成在第一筒状部16中，该第一O型环凹槽24接收第一O型环25。第一筒状部16和第二筒状部18都可包括公共的主轴本体直径“B”。诸如圆锥形表面之类的直径减少部26可用于从主轴本体直径“B”过渡到第三筒状部20的较小直径。

诸如圆锥形表面之类的直径增加部28可用于从第三筒状部20的直径过渡到第二筒状部18的较大的本体直径“B”。接收第二O型环32的第二O型环凹槽30形成在第二筒状部18中。擦除部件接收凹槽34形成在活塞端14的外周壁中，该擦除部件接收凹槽34接收擦除部件36。擦除部件36可包括诸如O型环或垫圈之类的弹性部件。活塞端14具有比主轴本体直径“B”大的直径“C”。活塞端14的接触面38大致横向于主轴10的纵向轴线39定向。

参照图4并且再参照图1至3，主轴10’是通过进一步包括凹部40对主轴10的设计进行的改型，通过从接触面38’去除活塞端14’的一部分材料使得凹部40与纵向轴线39’共轴对准来在活塞端14’中形成凹部40。

参照图5，本公开的主轴10可被结合到阀组件42中，所述阀组件42用于在诸如用于水槽或洗涤桶的水龙头之类的应用中控制诸如水之类流体的流动。阀组件42包括阀体44，阀体44可释放地连接到诸如水槽表面之类的安装表面46。阀子组件48可释放地安装在阀体44的阀腔50内。阀子组件48包括接收在阀腔50中并且利用U型环密封件53密封在阀腔50的内壁51上的U形圆筒部件52。利用保持衬套54将U形圆筒部件52保持在阀腔50中，当联接螺母58可拧入地接收在阀体44的外壳60中时，保持衬套54被承载部件56接合。联接螺母58施加接触压力到承载部件56、保持衬套54和U形圆筒部件52。底座部件或垫片59也可定位在联接螺母58和承载部件56之间。

人工致动手柄62(仅部分地示出)离开阀体44自由延伸。手柄62能利用销64可转动地安装到承载部件56。手柄62包括延伸部66，当手柄62沿杠杆转动弧线“D”转动时，该延伸部66直接接触活塞端14的接触面38。在延伸部66和接触面38之间的直接接触使主轴10克服偏置部件68的偏置力在阀打开方向“E”上移位。偏置部件68可以是诸如位于无液腔70中的压缩弹簧之类的金属或聚合材料弹簧。偏置部件68接触U形圆筒部件52和活塞端14中的每一个。由偏置部件68产生的偏置力在阀关闭方向上“F”上持续地偏置主轴10。当手柄62释放沿杠杆转动弧线“D”的随后移位时，偏置部件68使主轴10返回到图5中示出的阀关闭位置，并且使手柄62返回到示出的其转动前的位置。因而在图5中的阀子组件48中示出的主轴10的位置是主轴10的最向上的位置或阀关闭位置。

主轴10的第一筒状部16可滑动地接收在轴衬72内。轴衬72可滑动地接收在阀体44的加压流体腔74中，该加压流体腔74与阀腔50相通。轴衬72通过与圆筒部件52的延伸端75接触而被保持在示出的位置上。轴衬O型环密封件76设置在轴衬72和由阀体44的加压流体腔74限定的流体腔壁77之间，从而在这两个组件之间产生流体压力边界。在阀关闭位置，第一O型环25通过与轴衬72内形成的向内凸起的密封表面78接触而产生与轴衬72的第二流体压力边界。当主轴10处于示出的阀关闭位置时，O型环密封件76和第一O型环25都防止在加压流体腔74中加压的流体进入流动腔部80。

通过手柄62沿杠杆转动弧线“D”的转动移位，加压流体腔74中的流体可流入流动腔部80内，其中手柄62的转动移位使主轴10沿阀打开方向“E”移位。主轴10移位(如在图5中观察时向下)继续，直到第一O型环25重新定位在凸起的密封表面78下面或不与凸起的密封表面78接触，第一O型环25重新定位在凸起的密封表面78下面或不与凸起的密封表面78接触可形成流动通道以便加压流体腔74中的流体流过第一筒状部16并进入流动腔部80内。第三筒状部20的较小直径提供了间隙，以便加压流体流入到流动腔部80内。通过限制第一筒状部60依赖于手柄62沿杠杆转动弧线“D”的转动而发生的轴向移位也能提供节流效果。诸如热或冷水之类的流体经由延伸穿过在安装表面46中形成的第一孔84的第一供给管82而持续地存在于加压流体腔74中。诸如焊接或型锻/密封连接部之类的接合处形成在第一供给管82和阀体44之间。

在主轴10的每个操作位置，第二O型环32与限定U形圆筒部件52的内管状部88的内周壁的第二密封表面86持续地密封接触。由此通过第二O型环32防止到达流动腔部80的流体进一步流入无液腔70。如此处使用的“无液”被限定为在阀组件的任何操作状况中基本上不存在源自诸如加压的热或冷水之类的加压液体或流体的源的水或液体。由于大气湿度而含有水分的大气或空气通过靠近手柄62的进口并且经过活塞端14以及擦除部件36可存在于无液腔70中。

基于手柄62的延伸部66的几何形状，在延伸部66和接触部件 56的内壁91之间必须有间隙开口90。这允许手柄62自由转动但也同时产生使诸如污垢、食物微粒和/或清洁化学制品等污染物进入阀体44并且接触主轴10的活塞端14的通路。为减少这些污染物进入无液腔70，擦除部件36定位成与U形圆筒部件52的筒状衬套部94的圆筒壁92持续地滑动接触。当主轴10在手柄62释放时由在阀关闭方向“F”上的偏置力返回时，擦除部件36将接触活塞端14的露出部的或接触圆筒壁92的露出部的、诸如污垢、食物微粒或化学清洁溶液等污染物朝向间隙开口90向外往回推出。擦除部件36由此减少污染物与阀子组件48的内部部分的任一处的接触，而污染物与任一处的接触能引起活塞端14与圆筒壁92的粘牢。虽然擦除部件36被描绘成为O型环，但擦除部件36也可是由比主轴10的材料更软的弹性材料或聚合材料制成的垫片或垫圈。擦除部件36的使用允许在活塞端14和圆筒壁92之间有更大的间隙缝隙，这容许主轴10自由滑动运动。

第二阀组件96也能被包括在阀体44内，第二阀组件96可用于例如热水或冷水供应中的另一种。第二阀组件96接收来自延伸穿过第二孔100的第二供给管98的流体，第二孔100穿过安装表面46形成。阀组件42由此能用于提供热水流和冷水流中的每一种。由于擦除部件36不用必须执行流体边界压力密封的功能，所以擦除部件36和圆筒壁92之间的压力接触可比在需要流体压力边界时通常设置在O型环和其密封接触壁之间的压力接触低。这允许用于擦除部件36的O型环或垫圈相比于密封O型环具有较高的硬度或刚度，以通过擦除部件36提供刮擦作用。关于不包括擦除部件36的阀子组件48的实施方式，偏置部件68的刚度可不变。

与本公开的主轴10配合使用的擦除部件36提供了一些优点。本领域中已知的没有擦除部件的主轴组件允许在进入阀组件内的结晶形式的清洁溶液或污土和/或食品变硬并且粘牢主轴的自由滑动移动。通过利用主轴10沿阀关闭方向“F”的每一个向上行程的擦除动作，本公开的擦除部件36的使用自动地预防污染物进入无液腔70内。由于擦除运动并且擦除部件36不需要密封压力，所以用于擦除部件36的材料及擦除部件与圆筒壁92的接触压力可选择为减少擦除部件与圆筒壁92之间的摩擦。

再参照图4和5，对于阀子组件48的冷水应用，具有凹部40的主轴10’可被替代。主轴10’的使用允许手柄62的延伸部66部分地接收在活塞端14’的凹部40内。这允许在主轴10’处于完全打开位置时释放手柄62，从而在不保持与手柄62接触的情况下可以进行持续的流体流动。对于热水应用，如果不需要包括由主轴10’提供的无手工完全流动状况，主轴10可用于替代主轴10’。

参照图6并且再参照图5，U形圆筒部件52包括带螺纹的本体部102，带螺纹的本体部102用于将圆筒部件52可螺纹联接到阀体44内。工具驱动部104可包括多个工具接合面，以有助于使圆筒部件52转动而与阀体44接合。

参照图7并且再参照图5，延伸端75具有接合面106，该接合面106接触轴衬72以使轴衬72保持在阀体44之内的位置。至少一个并且根据几个实施方式为多个流动孔108穿过延伸端75垂直形成，所述多个流动孔108提供流体流入到流动腔部80内的流动路径。

参照图8并且再参照图5和7，加压流体经由流动腔110进入U形圆筒部件52，并且如前所述，通过在第二O型环32和内管状部88的第二密封表面86之间的密封接触可防止加压流体进入无液腔部70。偏置部件68定位在偏置部件对准槽112中并且接触或依靠偏置部件接触面114。偏置部件对准槽112形成在内管状部88和外筒状部116之间。带螺纹的本体部102形成在外筒状部116的外侧上并且在外筒状部116的外侧上轴向延伸。圆筒壁92轴向延伸筒状衬套部94和外筒状部116的总长度。流动孔108中的每一个穿过延伸壁75的周壁118形成并且横向于圆筒部件纵向轴线120定向。

为示意和描述的目的，已经提供了各种实施方式的之前的描述。该描述不用于详尽或限定本实用新型。特定实施方式的单独的元件或特征一般不被限定到该特定实施方式，但是，在适用时，这些元件和特征可互换并且可在选择的实施方式中使用，即使没有具体地示出或描述。它们也可以许多方式改变。这些改变不被认为是偏离本实用新型，并且所有这些改型意于被包括在本实用新型的范围之内。

Claims

1.一种自清洁阀组件，包括：

阀体，所述阀体具有内部阀腔；

接收在所述阀腔中的圆筒部件，所述圆筒部件具有第一密封表面和圆筒壁并且将所述阀腔分成无液腔部和流动腔部；

主轴，包括：

主轴本体，所述主轴本体与所述第一密封表面密封接触；以及

活塞端，所述活塞端具有擦除部件，所述擦除部件接收在接收凹槽中，所述擦除部件与所述圆筒壁持续地摩擦接触，其中，所述主轴的轴向移位致使所述擦除部件将污染物从所述圆筒壁上擦除。

2.根据权利要求1所述的自清洁阀组件，其中，所述主轴包括接收在第一O型环凹槽中的第一O型环密封件和接收在第二O型环凹槽中的第二O型环密封件。

3.根据权利要求2所述的自清洁阀组件，其中，在阀关闭位置和阀打开位置中的每一个位置，所述第二O型环密封件与所述第一密封表面持续地密封接触。

4.根据权利要求2所述的自清洁阀组件，进一步包括具有第二密封表面的轴衬，所述轴衬接收在所述阀体的加压流体腔中，在阀关闭位置所述第一O型环密封件与所述第二密封表面密封接触。

5.根据权利要求4所述的自清洁阀组件，其中，在阀打开位置，所述第一O型环密封件自由移位经过所述第二密封表面。

6.根据权利要求1所述的自清洁阀组件，进一步包括偏置部件，所述偏置部件定位为与所述圆筒部件和所述主轴的活塞端都持续接触。

7.根据权利要求6所述的自清洁阀组件，其中，所述偏置部件定位在所述无液腔部中。

8.根据权利要求1所述的自清洁阀组件，进一步包括手柄，所述手柄可转动地销接到所述阀组件并且直接地接触所述活塞端，使得所述手柄的转动引起所述主轴从阀关闭位置到阀打开位置轴向地移位。

9.根据权利要求8所述的自清洁阀组件，其中，所述手柄包括延伸部。

10.一种自清洁阀组件，包括：

阀体，所述阀体具有内部阀腔；

主轴，包括：

活塞端，所述活塞端具有擦除部件，所述擦除部件接收在接收凹槽中，所述擦除部件与所述圆筒壁持续地摩擦接触；以及

手柄，所述手柄通过销可转动地连接到所述阀组件并且直接接触所述活塞端，使得所述手柄的转动引起所述主轴从阀关闭位置移位到阀打开位置。

11.根据权利要求10所述的自清洁阀组件，其中，所述主轴本体包括具有第一O型环的第一筒状部，所述第一O型环与向内凸起的第二密封表面密封且滑动的接触。

12.根据权利要求11所述的自清洁阀组件，其中，所述手柄的转动致使所述主轴轴向移位，从而使所述第一O型环克服偏置部件的偏置力移动经过所述向内凸起的密封表面。

13.根据权利要求11所述的自清洁阀组件，其中，所述主轴本体包括比所述第一筒状部大的第二筒状部，所述第二筒状部具有第二O型环，所述第二O型环与所述第一密封表面密封且滑动地接触。

14.根据权利要求10所述的自清洁阀组件，其中，所述手柄包括离开所述销向外延伸的延伸部，当所述手柄转动以实现所述阀打开位置时所述延伸部直接接触所述活塞端，并且在所述阀关闭位置所述手柄不与所述活塞端接触。

15.一种自清洁阀组件，包括：

阀体，所述阀体具有内部阀腔；

接收在所述阀腔中的U形圆筒部件，所述U形圆筒部件具有第一密封表面和圆筒壁并且将所述阀腔分成无液腔部和流动腔部；

主轴，包括：

主轴本体，所述主轴本体具有接收在第一O型环凹槽中的第一O型环密封件和接收在第二O型环凹槽中的第二O型环密封件，在阀关闭位置和阀打开位置中的每一个位置，所述第二O型环密封件与所述密封表面持续地密封接触；以及

手柄，所述手柄可转动地销接到所述阀组件，并且具有延伸部，所述延伸部直接接触所述活塞端，使得所述手柄的转动致使所述延伸部将所述主轴从所述阀关闭位置移位到所述阀打开位置。

16.根据权利要求15所述的自清洁阀组件，其中，所述活塞端包括比所述主轴本体的直径大的直径。

17.根据权利要求16所述的自清洁阀组件，其中，所述主轴本体包括：

第一筒状部，所述第一筒状部具有在其中形成的第一O型环凹槽；

第二筒状部，所述第二筒状部具有在其中形成的第二O型环凹槽；以及

第三筒状部，所述第三筒状部定位在所述第一筒状部和所述第二筒状部之间，所述第三筒状部具有比所述第一筒状部和所述第二筒状部的直径小的直径。

18.根据权利要求15所述的自清洁阀组件，进一步包括偏置部件，所述偏置部件定位为与所述U形圆筒部件和所述主轴的活塞端都持续接触。

19.根据权利要求18所述的自清洁阀组件，其中，所述偏置部件定位在所述无液腔部中。

20.根据权利要求15所述的自清洁阀组件，进一步包括具有第二密封表面的轴衬，所述轴衬接收在所述阀体的加压流体腔中，在所述阀关闭位置所述第一O型环密封件与密封表面密封接触，其中，所述主轴到所述阀打开位置的移位使所述第一O型环密封件离开所述密封表面自由移位。