CN202914804U - 冷热水同步开关恒温混水龙头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了冷热水同步开关恒温混水龙头，在主阀体右端设有恒温混水龙头输出水温自动控制单元，主阀体左端从同步陶瓷阀芯总成安装腔体向外顺序连接着：由陶瓷密封定片、陶瓷密封动片、阀芯拨杆和陶瓷动片90°扇形转动拨盘构成的同步陶瓷阀芯总成，及阀芯总成装配压盖、同步开关手柄，用可实现同步控制冷热双路进水的同步陶瓷阀芯总成与配套内设四路通水孔的主阀体构成的嵌入式密封连接，作为前置式同步陶瓷阀芯开关单元，同步陶瓷阀芯总成设有定位安装陶瓷密封定片、用于连接主阀体的阀芯底座。该结构解决了普通恒温混水龙头在落差式太阳热水器上不能正常使用的难题，降低了陶瓷密封定片的加工复杂性，保证了陶瓷密封定片的加工精度。

Description

冷热水同步开关恒温混水龙头

技术领域

本实用新型涉及一种水龙头，特别是一种冷热水同步开关恒温混水龙头。

背景技术

太阳热水器的热水输出模式可分为落差和承压两种形式，前者的热水输出方式是依据供与用之间形成的水位差来实现的，后者的改进特点则是将带压冷水进行加热。落差式太阳能热水器的结构与安装形式使其存在着某些无法克服的技术难点，大致可归纳以下三点特征：

1.热水输出压力低：落差式太阳热水器受安装高度的限制，热水输出压力通常比冷水供水压力低数倍甚至十几倍（热水压力通常只有0.03-0.05Mpa；冷水压力一般均在0.15-0.4 Mpa）。使用中若采用常规手动混水龙头则很难掌握调试混合水温的冷热进水比例，尤其当冷水供水压力过高，且又未在混水龙头冷水进水端加装减压限流装置的情况下，调试中稍有不慎，极易造成冷水向热水供水管路中倒流。

2.热水温度变化高：太阳热水器的热水加热能量受季节、气候、气温和日照条件等因素的影响，在日照充分的夏秋季节，其热水的输出温度差，使用前后有高达50余度的变化幅度。

3.热水输出温度高：由于太阳热水器的热水加热上限温度不能人为设定与控制，超高温热水输出的现象难以避免，酷暑烈日之时热水输出温度经常在90℃以上，承压式太阳热水器储水的罐中的带压温度将大于100℃，因此，安全使用太阳热水器已成为人们十分关注的问题。

鉴于落差式太阳热水器的上述三点特征，采用恒温混水龙头作为太阳热水器的终端用水装置应该是最佳的选择。恒温混水龙头是卫浴市场的新一代终端洗浴用水装置，其工作原理是：利用安装在恒温混水龙头内具有热胀冷缩物理特性的热敏元件，实现自动调控恒温混水龙头内冷热进水口的间隙，并能按人为预先设定的温度值，准确调节冷热进水的混合比例，达到恒定用水温度的目的。其方便使用，安全节水的优势毋庸质疑。可是，现有市售的普通恒温混水龙头（见图9A-图9C），却难以胜任落差式太阳热水器及其特殊的低热水压力输出供水环境。究其原因，在于常规恒温混水龙头无一例外采用仅以控制混合水的单一开关模式，实现对恒温混水龙头输出用水的开启与关断，由于没有在混水龙头冷热进水口设置物理上的控制开关，冷热水供水在恒温混水龙头内部冷水腔进水口24’、混合水腔体16’、热水腔21’与热水输出水孔11’已形成了在水路上的贯通。因此，当恒温混水龙头停用关闭时，为防止因冷热供水的压力差而在混水龙头内部产生冷热水水路间的回流现象（高水压一端的水位流向低水压一端称之为回流），只能在恒温混水龙头的冷热水进水接口10’、9’处，分别加装具有正向供水导通，反向回流水截止功能的单向止回阀1001’、901’，由此构成一个隔离冷热供水水路的虚拟开关。单向止回阀在恒温水龙头中的使用，正是阻碍其在落差式太阳热水器上推广应用的重要原因。

单向止回阀在恒温混水龙头使用中存在的缺陷：

1.每只单向止回阀（见图9A）安装在恒温混水龙头的进水通路中必须配备两道“O”型密封胶圈，其中外圆橡胶圈902’用于单向止回阀与进水管道内壁之间的密封，内圆橡胶圈903’用于单向止回阀实现控制反向水流的密封。由于橡胶圈密封功能的实现在于受外力的挤压，所以，当单向止回阀与进水管内壁之间存在空隙或水垢杂物在单向止回阀处形成沉积，或冷热供水在单向止回阀两端形成的压力差较小时，两道“O”型密封橡胶圈都会因受挤压力的减少及水中异物的遮挡，进而降低密封性能造成冷热供水之间漏水回流现象。

2.一旦恒温混水龙头内的单向止回阀产生漏水回流现象，将是长期不间断的，使用者无法察觉，不仅引发冷热供水管路的用水混乱，最终导致太阳能热水器中的储存热水被渗漏的冷水全部顶出至储水箱之外。

3.针对落差式太阳热水器超低压力热水输出的现象，单向止回阀在恒温混水龙头热水进水口的设置，无疑增大了热水供水通路的水阻。

4.在冷热供水压力差较大的使用环境中，恒温混水龙头内低水压进水一端的单向止回阀，会受高水压供水一端形成动态压力的制约而不能完全开启，由此造成低水压供水水路一端的进水不畅或断流现象。反映在落差式太阳能热水器上的症状为：热水不能正常输入至恒温混水龙头中。

5.采用普通的丁腈橡胶作为密封介质的单向止回阀。其极限使用温度仅有80℃，面对太阳热水器具有近100℃超高温热水输出的使用环境，其耐高温性和抗老化指标难以得到保证。

6.采用单向止回阀作为恒温混水龙头用于控制冷热进水非物理的虚拟开关，使水龙头在利用陶瓷平面密封技术这一跨世纪的行业技术应用的革命，倒退到原始采用橡胶垫密封控水的使用年代。

由此可见，单向止回阀在恒温混水龙头中的使用，致使恒温水龙头这一新型节水器具的实际应用领域受到了很大程度的局限。

实用新型内容

针对普通恒温混水龙头因使用了单向止回阀所造成的产品应用可靠性低、适应性差等缺陷。本实用新型所要解决的技术问题是以不安装单向止回阀为前提，在恒温混水龙头输出水温自动控制单元前端设置冷热水同步陶瓷阀芯开关，以确保恒温混水龙头关闭时，冷热供水水路间的可靠分离，运用单一开关实现控制恒温混水龙头冷热双路进水的同步开启与关断功能，且该同步开关必须具有承受超高温热水的适应能力。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

冷热水同步开关恒温混水龙头，在其主阀体右端自内向外分别由：温控活塞复位弹簧、热敏感温头、温控活塞、感温头膨胀顶针、温度设定调节器和温度设定手柄依次连接构成了恒温混水龙头输出水温自动控制单元；主阀体左端从同步陶瓷阀芯总成安装腔体向外顺序连接着：由陶瓷密封定片、陶瓷密封动片、阀芯拨杆和陶瓷动片90°扇形转动拨盘构成的同步陶瓷阀芯总成，及阀芯总成装配压盖、同步开关手柄，用可实现同步控制冷热双路进水的同步陶瓷阀芯总成与配套内设四路通水孔的主阀体构成的嵌入式密封连接，作为恒温混水龙头用于控制冷热进水的前置式同步陶瓷阀芯开关单元，所述同步陶瓷阀芯总成设有定位安装陶瓷密封定片、用于连接主阀体的阀芯底座。

作为上述技术方案的改进，所述阀芯底座设有用于连接主阀体的定位脚，及分别与主阀体的四路通水孔的热水输入水孔、热水输出水孔、混合水输入水孔、混合水输出水孔相连通的热水进水孔、热水出水孔、混合水进水孔、混合水出水孔，陶瓷密封定片设有与阀芯底座的热水进水孔、热水出水孔、混合水进水孔、混合水出水孔相连通的定片热水进水孔、定片热水出水孔、定片混合水进水孔、定片混合水出水孔，陶瓷密封动片在与陶瓷密封定片连接端设有两个几何形状完全对称的、相位相差180°的热水回水槽与混合水回水槽。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀芯底座在与主阀体连接端面、在热水出水孔上设有分水槽，所述阀芯底座在与主阀体连接端上套接有三圆型孔密封胶垫，三圆型孔密封胶垫包围热水进水孔、混合水进水孔及混合水出水孔。

进一步，所述陶瓷密封定片在与陶瓷密封动片连接端面、在定片热水出水孔和定片混合水出水孔上均设有引水槽。

进一步，所述热水输出水孔为方形孔。

进一步，所述阀芯底座的圆周侧面套接有环形密封胶圈。

进一步，所述阀芯底座在与陶瓷密封定片连接端套接有四圆型孔密封胶垫。

进一步，所述同步开关手柄与阀芯总成装配压盖之间设有开关手柄内衬，所述同步开关手柄设有用于安装的凸柱，所述开关手柄内衬设有与凸柱相配合的圆孔，及与阀芯拨杆花键配合的花键孔，所述开关手柄内衬两端还设有用于安装垫片的台阶。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在恒温混水龙头输出水温自动控制单元的前端设置同步陶瓷阀芯开关单元，控制冷热进水，确保了混水龙头关闭时冷热供水管路间的可靠分离，改变了普通恒温混水龙头必须加装单向止回阀的传统设计，无单向止回阀的冷热水同步开关恒温混水龙头不仅降低了恒温混水龙头使用中的动态水阻，改善了在高压力差冷热供水环境中的适应能力，提高了同步开关的耐高温应用的指标，确保了其实际应用的可靠性，解决了普通恒温混水龙头在低压力热水输出的落差式太阳热水器上不能正常使用的难题；同时同步陶瓷阀芯总成设有定位安装陶瓷密封定片、用于连接主阀体的阀芯底座，用阀芯底座连接主阀体，降低了陶瓷密封定片的加工复杂性，保证了陶瓷密封定片的加工精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的剖视图；

图1A是本实用新型中的主阀体左端面示意图；

图1B是本实用新型对应图1剖面旋转90°的剖视图；

图2是本实用新型中的同步开关手柄结构示意图；

图3A是本实用新型中的开关手柄内衬的俯视图；

图3B是本实用新型中的开关手柄内衬的侧视图；

图4是本实用新型中的同步陶瓷阀芯总成的分解示意图；

图5A是本实用新型中的陶瓷密封定片密封面示意图；

图5B是图5A的侧面示意图；

图5C是图5A的背面示意图；

图6A是本实用新型中的阀芯底座密封面示意图；

图6B是图6A的侧面示意图；

图6C是图6A的背面示意图；

图7A是本实用新型中的陶瓷密封动片密封面示意图；

图7B是图7A的侧面示意图；

图7C是图7A的背面示意图；

图8是四功能进水变距接头示意图；

图9A是采用单向止回阀的常规恒温混水龙头阀体剖视图；

图9B是图9A的左视图；

图9C是图9A的右视图；

图10A是对比于图9A的本实用新型中的主阀体剖视图；

图10B是图10A的左视图；

图10C是图10A的右视图。

具体实施方式

本实用新型配有一对与浴室墙内冷热供水管路相连接的四功能进水变距接头29（图8），图1为本实用新型的同步陶瓷阀芯开关处在关闭状态的结构示意图，其中以混合水腔体16作为恒温混水龙头输出水温自动控制单元与同步陶瓷阀芯开关单元的结构分隔。

参照图1至图10C，在图1中恒温混水龙头的主阀体28的右端是恒温混水龙头输出水温自动控制单元，从内向外依次连接的结构是：混合水腔体16的左端与同步陶瓷阀芯开关单元中的混合水输入水孔14相连接，右端与热水腔21相连接，温控活塞复位弹簧19连接着温控活塞23，其功能是实现对冷水进水的初始关闭复位与冷水进水的自动调控。热敏感温头20固定在温控活塞的圆心中，温控活塞的左右两个垂直端面分别与热水腔进水封口22和冷水腔进水封口24构成了动态的互为反比开启关系的自动冷热进水可调间隙，热敏感温头膨胀顶针25插在热敏感温头20的导向针孔内，该间隙的变化控制着混合水输出温度的高与低。温度设定调节器26与温度设定手柄27的连接构成了完整、方便的温度调整设定装置。

在恒温混水龙头的主阀体28的左端从外向内依次分别由：同步开关手柄1、开关手柄内衬固定螺钉2、第一垫片3、开关手柄内衬4、第二垫片5，阀芯总成装配压盖6、同步陶瓷阀芯总成7、同步陶瓷阀芯总成安装腔体8、热水输出水孔11、陶瓷阀芯定位孔12、进入陶瓷阀芯的热水输入水孔13、进入陶瓷阀芯的混合水输入水孔14、混合水输出水孔15、混合水出水接口18以及热水进水接口9、冷水进水接口10构成了恒温混水龙头的同步陶瓷阀芯开关单元。本实用新型用可实现同步控制冷热双路进水的同步陶瓷阀芯总成7与配套内设四路通水孔的主阀体28构成的嵌入式密封连接，作为恒温混水龙头用于控制冷热进水的前置式同步陶瓷阀芯开关单元，所述同步陶瓷阀芯总成7设有定位安装陶瓷密封定片706、用于连接主阀体28的阀芯底座708。

本实用新型的冷热水同步开关恒温混水龙头其同步开关的物理机构由两片圆形陶瓷密封动、定片所组成，陶瓷密封定片706通过阀芯底座708连接于主阀体28上，阀芯底座708的定位脚7086与主阀体28的陶瓷阀芯定位孔12相配合，阀芯底座708设有与主阀体28的四路通水孔（热水输入水孔13、热水输出水孔11、混合水输入水孔14、混合水输出水孔15）相连通的热水进水孔7081、热水出水孔7084、混合水进水孔7083、混合水出水孔7082，相应地，陶瓷密封定片706设有定片热水进水孔7061、定片热水出水孔7064、定片混合水进水孔7063、定片混合水出水孔7062，陶瓷密封定片706在与陶瓷密封动片705连接端面、在定片热水出水孔7064和定片混合水出水孔7062上均设有引水槽7066，不仅保证了双控开关实现90°的旋转开启要求，提高了通水的流量。阀芯底座708在与主阀体28连接端面、在热水出水孔7084上设有分水槽7087，优选地，主阀体28的热水输出水孔11为方形孔，分水槽7087和方形孔的衔接使得热水从阀芯底座708的热水出水孔7084流出后更加顺畅地进入主阀体28的热水输出水孔11，保证了水流的通过性，提高了通水的流量。阀芯底座708在与主阀体28连接端、与陶瓷密封定片706连接端上分别设有三圆型孔密封槽7088、四圆型孔密封槽7089，三圆型孔密封槽7088、四圆型孔密封槽7089分别套接三圆型孔密封胶垫709、四圆型孔密封胶垫707，而且三圆型孔密封胶垫709包围热水进水孔7061、混合水进水孔7063及混合水出水孔7062，阀芯底座708通过三圆型孔密封胶垫709、四圆型孔密封胶垫707与主阀体28、陶瓷密封定片706构成密封连接。陶瓷密封动片705在与陶瓷密封定片706连接端设有两个几何形状完全对称的、相位相差180°的热水回水槽7052与混合水回水槽7053，双水路回水槽用于陶瓷阀芯密封开关开启时双路进水在陶瓷密封动片705中的折返。

参照图4，本实用新型中的陶瓷密封阀芯总成7包括陶瓷密封动、定片，陶瓷密封定片706的定位缺口7065与阀芯底座708的卡脚7085相配合连接，陶瓷密封定片706的密封面与陶瓷密封动片705的密封面做动态平面密封的扇形旋转摩擦式连接，陶瓷密封动片705背面连接陶瓷动片90°扇形转动拨盘702的定位脚与阀芯拨杆704构成机械随动式连接，陶瓷动片90°扇形转动拨盘702与阀芯拨杆704之间通过连接销703连接，阀芯底座708的圆周侧面设有环形槽7010，环形槽7010上套接环形密封胶圈710，环形密封胶圈710对阀芯底座708与阀芯安装腔体701进行密封。

所述同步开关手柄1与阀芯总成装配压盖6之间设有开关手柄内衬4，所述同步开关手柄1设有用于安装的凸柱101，所述开关手柄内衬4设有与凸柱101相配合的圆孔401，及与阀芯拨杆704花键配合的花键孔402，所述开关手柄内衬4两端还设有用于安装垫片的台阶403。在开关手柄内衬4一端的台阶403上安装第一垫片5，用开关手柄内衬4的花键孔402对准阀芯拨杆704的花键，接着在另一端的台阶403上安装第二垫片3，锁上开关手柄内衬固定螺钉2，即形成了一种双垫片相互拉紧的可靠稳定的连接方式，最后用同步开关手柄1内部四个相互对称的凸柱101对准开关手柄内衬4的四个相互对称的圆孔401进行压入式连接，确保了同步开关手柄永不掉落最为理想、可靠的连接。

工作过程：同步开关手柄1连接着开关手柄内衬4旋转阀芯拨杆704，当同步开关手柄1逆时针限位转动90°时，陶瓷密封动片705上的双水路封堵面7051将移开陶瓷密封定片706上的两个进水孔（定片热水进水孔7061、定片混合水进水孔7063）密封面，两个进水孔也同时被开启，热水供水从热水进水接口9输入，并从主阀体28的热水输入水孔13流出，进入阀芯底座708的热水进水孔7081，在陶瓷密封定片706的定片热水进水孔7061上部流出, 并通过陶瓷密封动片705上的热水回水槽7052折返，经过陶瓷密封定片706的定片热水出水孔7064、阀芯底座708的热水出水孔7084、主阀体28上的热水输出水孔11，到达主阀体28上的热水腔21触发热敏感温头20，开启冷水进水通路并与冷水进行混合。

在开启热水通路的同时，混合水的出水通路也将同步开启，混合水则通过主阀体28上的混合水腔体16流向混合水输入水孔14，经阀芯底座708的混合水进水孔7083，在陶瓷密封定片706的定片混合水进水孔7063上部流出，经陶瓷密封动片705的混合水回水槽7053折返回流至陶瓷密封定片706的定片混合水出水孔7062，通过阀芯底座708的混合水出水孔7082、主阀体28的混合水输出水孔15，最终通过混合水出水接口18输出供使用。

当同步开关手柄1顺时针回转90°时，陶瓷密封动片705密封面上的双水路封堵面7051与陶瓷密封定片706上两个进水孔（定片热水进水孔7061、定片混合水进水孔7062）密封面重合，两个进水孔被双水路封堵面7051所封堵，双控开关关闭，在热水进水关断的同时，混合水腔体16也将随之变成了冷水腔，同步双控开关进而实现了彻底关断冷热进水的目的。

当然，本实用新型除了上述实施方式之外，还可以有其它结构上的变形，这些等同技术方案也应当在其保护范围之内。

Claims (8)

1.冷热水同步开关恒温混水龙头，在其主阀体（28）右端自内向外分别由：温控活塞复位弹簧（19）、热敏感温头（20）、温控活塞（23）、感温头膨胀顶针（25）、温度设定调节器（26）和温度设定手柄（27）依次连接构成了恒温混水龙头输出水温自动控制单元；其特征在于：主阀体（28）左端从同步陶瓷阀芯总成安装腔体（8）向外顺序连接着：由陶瓷密封定片（706）、陶瓷密封动片（705）、阀芯拨杆（704）和陶瓷动片90°扇形转动拨盘（702）构成的同步陶瓷阀芯总成（7），及阀芯总成装配压盖（6）、同步开关手柄（1），用可实现同步控制冷热双路进水的同步陶瓷阀芯总成（7）与配套内设四路通水孔的主阀体（28）构成的嵌入式密封连接，作为恒温混水龙头用于控制冷热进水的前置式同步陶瓷阀芯开关单元，所述同步陶瓷阀芯总成（7）设有定位安装陶瓷密封定片（706）、用于连接主阀体（28）的阀芯底座（708）。

2.根据权利要求1所述的冷热水同步开关恒温混水龙头，其特征在于：所述阀芯底座（708）设有用于连接主阀体（28）的定位脚（7086），及分别与主阀体（28）的四路通水孔的热水输入水孔（13）、热水输出水孔（11）、混合水输入水孔（14）、混合水输出水孔（15）相连通的热水进水孔（7081）、热水出水孔（7084）、混合水进水孔（7083）、混合水出水孔（7082），陶瓷密封定片（706）设有与阀芯底座（708）的热水进水孔（7081）、热水出水孔（7084）、混合水进水孔（7083）、混合水出水孔（7082）相连通的定片热水进水孔（7061）、定片热水出水孔（7064）、定片混合水进水孔（7063）、定片混合水出水孔（7062），陶瓷密封动片（705）在与陶瓷密封定片（706）连接端设有两个几何形状完全对称的、相位相差180°的热水回水槽（7052）与混合水回水槽（7053）。

3.根据权利要求2所述的冷热水同步开关恒温混水龙头，其特征在于：所述阀芯底座（708）在与主阀体（28）连接端面、在热水出水孔（7084）上设有分水槽（7087），所述阀芯底座（708）在与主阀体（28）连接端上套接有三圆型孔密封胶垫（709），三圆型孔密封胶垫（709）包围热水进水孔（7061）、混合水进水孔（7063）及混合水出水孔（7062）。

4.根据权利要求2所述的冷热水同步开关恒温混水龙头，其特征在于：所述陶瓷密封定片（706）在与陶瓷密封动片（705）连接端面、在定片热水出水孔（7064）和定片混合水出水孔（7062）上均设有引水槽（7066）。

5.根据权利要求2所述的冷热水同步开关恒温混水龙头，其特征在于：所述热水输出水孔（11）为方形孔。

6.根据权利要求1所述的冷热水同步开关恒温混水龙头，其特征在于：所述阀芯底座（708）的圆周侧面套接有环形密封胶圈（710）。

7.根据权利要求1所述的冷热水同步开关恒温混水龙头，其特征在于：所述阀芯底座（708）在与陶瓷密封定片（706）连接端套接有四圆型孔密封胶垫（707）。

8.根据权利要求1所述的冷热水同步开关恒温混水龙头，其特征在于：所述同步开关手柄（1）与阀芯总成装配压盖（6）之间设有开关手柄内衬（4），所述同步开关手柄（1）设有用于安装的凸柱（101），所述开关手柄内衬（4）设有与凸柱（101）相配合的圆孔（401），及与阀芯拨杆（704）花键配合的花键孔（402），所述开关手柄内衬（4）两端还设有用于安装垫片的台阶（403）。

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