CN209354665U - 切换阀和包括该切换阀的龙头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及切换阀和包括该切换阀的龙头装置。切换阀具有轴向并包括：阀壳，限定出内部空间；按钮，安装在阀壳上并能沿轴向移动；膜片，位于内部空间中且至少一部分能沿轴向变形，膜片具有间隔开的第一通孔和第二通孔，还具有朝向按钮的第一侧和背向按钮的第二侧；切换阀还包括：膜片压盖，位于内部空间中并与膜片共同限定位于第一侧的流体腔，流体腔能够借助第一通孔和第二通孔与第二侧流体连通；第一磁吸件，与按钮相连接并能被按钮驱动而沿轴向移动，第一磁吸件位于流体腔外；第二磁吸件，位于流体腔内并能与第一磁吸件形成磁吸配合，第二磁吸件被构造成能在第一磁吸件所施加的磁力作用下离开第一通孔并在磁力减弱或消失时堵住第一通孔。

Description

切换阀和包括该切换阀的龙头装置

技术领域

本实用新型涉及水龙头技术领域，尤其涉及切换阀和包括该切换阀的龙头装置。

背景技术

流体开关例如水龙头一般设有切换阀来调整流量大小、温度等。例如于2014年6月18日公开且公告号为CN203656296U的中国专利提供了一种按压开闭调流量阀，其通过可轴向移动的轴杆和连接在轴杆端部的堵头来堵住膜片上的孔或让开该孔。轴杆和堵头插入阀内的流体腔直到接近膜片。这种插入流体腔的轴杆和堵头导致沿轴杆需要设置一系列的密封件以保证腔内与腔外的防水隔离，且为了安装这些密封件，需要对阀的外壳进行额外的设计。一旦密封件因安装失误或到达使用寿命而失效，则阀会出现严重的漏水现象。

因此，行业内对以更为简单的方法形成更加可靠的流体腔防水隔离存在需求。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种至少能解决上述部分问题的切换阀。

本实用新型还旨在提供一种应用上述改进的切换阀的龙头装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种切换阀，其具有轴向，所述切换阀包括：阀壳，其限定出内部空间；按钮，其安装在所述阀壳上并能够沿轴向移动；以及膜片，其位于所述内部空间中且至少一部分能够沿轴向变形，所述膜片具有相互间隔开的第一通孔和第二通孔，所述膜片还具有朝向所述按钮的第一侧和背向所述按钮的第二侧；其中所述切换阀还包括：膜片压盖，其位于所述内部空间中并与所述膜片共同限定出位于所述第一侧的流体腔，所述流体腔能够借助所述第一通孔和第二通孔与所述第二侧流体连通；第一磁吸件，其与所述按钮相连接并能够被所述按钮驱动而沿轴向移动，所述第一磁吸件位于所述流体腔外；以及第二磁吸件，其位于所述流体腔内并能够与所述第一磁吸件形成磁吸配合，所述第二磁吸件被构造成能够在所述第一磁吸件所施加的磁力作用下离开所述第一通孔并在所述磁力减弱或消失的情况下堵住所述第一通孔。

膜片压盖与膜片形成密闭的流体腔，将第一磁吸件完全隔离在流体腔之外，仅凭借第一磁吸件与第二磁吸件之间的磁吸配合而实现第一磁吸件驱动第二磁吸件运动。这种隔空驱动方式确保仅凭借膜片压盖与膜片就能在两者之间形成闭合的流体腔，无需施加额外的密封圈、密封件来实现流体腔的防水隔离，也无需对阀壳等元件进行额外设计来安装密封圈、密封件，使得切换阀的密封更加安全可靠，且使用寿命更长，结构更加紧凑合理。

优选地，所述切换阀还包括位于所述流体腔内的偏压件，所述偏压件向所述第二磁吸件施加使其堵住所述第一通孔的偏压力，当所述磁力大于所述偏压力时所述第二磁吸件离开所述第一通孔，而当所述磁力小于所述偏压力时所述第二磁吸件堵住所述第一通孔。偏压件有助于第二磁吸件更牢靠地堵住第一通孔。

优选地，所述偏压件为弹簧，所述弹簧被连接在所述流体腔的内壁与所述第二磁吸件之间。

优选地，所述膜片压盖具有沿轴向延伸的导向孔或导向槽，所述第二磁吸件位于所述导向孔或导向槽中并能沿所述导向孔或导向槽移动以堵住或离开所述第一通孔。这样可以对第二磁吸件的运动进行定向，防止运动过程中偏离预定位置。

优选地，所述第一磁吸件包括铁轴芯，所述第二磁吸件包括磁铁。

优选地，所述第二磁吸件还包括将所述磁铁密封包裹在其中的外壳，所述外壳的至少用于接触所述膜片的部分是弹性的。弹性部分可以与膜片形成良好接触，确保严密地堵住第一通孔。密封包裹可以确保磁铁不与水接触。

优选地，所述外壳包括：第一壳体，其通过注塑工艺围绕所述磁铁而形成，所述第一壳体具有通向所述磁铁的开口；以及第二壳体，其通过注塑工艺围绕所述第一壳体的至少一部分而形成，并堵住所述第一壳体的开口；其中至少所述第二壳体是弹性的。本文所述的各种材料和工艺均可采用现有技术，而无需改进。这种二次注塑工艺可以更简单方便地形成包裹磁铁的外壳，确保磁铁被防水密封，且造价低廉。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种龙头装置，包括：切换阀，其具有流体腔；进水管路，其能够与所述流体腔相连通；以及出水管路，其能够与所述流体腔相连通；其中所述切换阀为前述的切换阀，其中所述膜片的能够沿轴向变形的部分的朝向所述第二侧的表面与所述出水管路的端面相接触，所述进水管路与所述第二通孔流体连通，所述出水管路与所述第一通孔流体连通。

本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本申请后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：

图1是根据本实用新型的实施例的切换阀的示意图，其中按钮处于最高位置而切换阀处于关闭状态；

图2是根据本实用新型的实施例的切换阀的示意图，其中按钮被按压到最低位置而切换阀处于打开状态；

图3是根据本实用新型的实施例的切换阀的示意图，其中按钮被松开回弹至中间位置而切换阀仍旧处于关闭状态；

图4是根据本实用新型的实施例的切换阀的分解示意图；

图5是根据本实用新型的实施例的第二磁吸件的分解示意图；

图6是根据本实用新型的实施例的第二磁吸件的剖视图；

图7根据本实用新型的实施例的带针弹簧的示意图；以及

图8是根据本实用新型的实施例的膜片的示意图。

附图标记说明：

100.切换阀

X.轴向

Y.径向

1.阀壳

10.上壳体

101.内周壁

103.外周壁

105.下周壁

12.下壳体

120.定位脚

14.流体腔

16.带针弹簧

17.弹簧本体

18.穿刺针

2.按钮

20.复位弹簧

3.膜片

30.第一通孔

32.第二通孔

34.弹性件

36.刚性件

4.膜片压盖

40.导向孔

5.上致动芯

6.第一磁吸件

60.卡环

7.第二磁吸件

70.磁铁

72.外壳

720.第一壳体

722.第二壳体

724.开口

8.偏压件

9.下致动芯

具体实施方式

现参考附图，详细说明本实用新型所公开装置的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本实用新型中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语，在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。

图1至图4整体示出了本实用新型的切换阀的一个实施例，该切换阀用附图标记“100”来表示，可应用于龙头装置中以由操作者控制实现水路的连通或断开。尽管图中未示出，但其应用环境中通常会结合有龙头壳体、把手、管件、台板等元件或组件，其中在龙头壳体中一般会形成有进水管路和出水管路。下面将结合附图对图中所示的切换阀100进行详细说明。

切换阀100具有轴向X和径向Y，并包括阀壳1、按钮2、膜片3、膜片压盖4、第一磁吸件6和第二磁吸件7。在所示出的实施例中，为了便于安装诸如膜片3和膜片压盖4等元件而将阀壳1构造为分体式结构，由上壳体10和下壳体12构成，且上壳体10和下壳体12共同限定出阀壳1的内部空间。下壳体12的上端面形成能够安装并定位膜片3的周向环槽，膜片3形成有适于插入周向环槽的周向凸起，而膜片压盖4安装定位在膜片3上，上壳体10将膜片压盖4连同膜片3一起压紧固定在下壳体12上。可替代地，本领域技术人员能够想到将阀壳构造成不可拆分的一体件，该一体件内部形成内部空间，且该一体件的内周壁上形成安装膜片和膜片压盖的安装定位结构；或者将阀壳构造成由两个以上元件可拆卸组装而形成的外壳件，并在其内部形成内部空间以及安装膜片和膜片压盖的安装定位结构。阀壳1的下端可以形成有沿轴向X突伸出的定位脚120(示出在图4中)，用于插入龙头壳体的凹槽中以防止切换阀100绕轴向X转动。定位脚120在所示出的实施例中形成在下壳体12上。

在所示出的实施例中，按钮2安装在上壳体10上并能够沿轴向X移动。具体来说，上壳体10在其上部形成有内周壁101和与该内周壁101间隔开并围绕该内周壁101延伸从而在两者之间形成环槽的外周壁103，按钮2可轴向移动地设置在该环槽中并罩在内周壁101上。在按钮2与阀壳1之间可以设置防止绕轴向X转动的防转结构。例如，可以在阀壳1上设置沿轴向X延伸的滑槽，而在按钮2上设置插入该滑槽并能沿滑槽移动的突起。滑槽可以形成在内周壁101的朝向外周壁103的外周面上，或者形成在外周壁103的朝向内周壁101的内周面上，或者形成在这两个周面上，以帮助按钮2沿轴向X移动并防止按钮2绕轴向X转动。可替代地，也可以在按钮2上形成滑槽而在阀壳1上形成可滑动地插入滑槽内的突起。在内周壁101与外周壁103之间的环槽内还设有复位弹簧20，复位弹簧20被抵压在按钮2与环槽的槽底之间，向按钮2施加使其回复到最高位置的弹簧力。

第一磁吸件6的一端通过卡环60被固定连接在按钮2上，另一端沿轴向X延伸并穿过内周壁101端面上的开口以伸入阀壳1的内部空间中，从而第一磁吸件6能够随按钮2的轴线运动而运动。第一磁吸件6例如可以由铁材料制成或包括铁材料(例如为铁轴芯)，或由任何能够与第二磁吸件7配合产生磁力的合适材料制成。按钮2连同第一磁吸件6的轴向运动的定位由诸如上致动芯5和下致动芯9来控制。上致动芯5和下致动芯9的结构和运动配合关系可参考圆珠笔芯的弹跳结构和弹跳原理。上致动芯5套在第一磁吸件6的外周上且同样穿过内周壁101的端面开口从而伸入阀壳1的内部空间中。上致动芯5不能相对于第一磁吸件6产生沿轴向X和径向Y的运动，最好也不能产生绕轴向X的转动。例如，第一磁吸件6可以在其一端形成有定位凸台，上致动芯5被卡在该定位凸台与按钮2之间。也可以在按钮2与上致动芯5之间设置衬垫。还可以在上致动芯5和/或第一磁吸件6上形成止挡凸起，该止挡凸起可以与上壳体10的内周壁101的内侧面形成轴向止挡配合，防止按钮2连同第一磁吸件6在弹簧20的作用下弹出至脱离阀壳1。下致动芯9固定安装阀壳1的内部空间内，例如落置在膜片压盖4上，从而不能在阀壳1内产生沿轴向X、径向Y的运动，也不能产生绕轴向X的转动。

如前所述，参考圆珠笔芯的弹跳结构和弹跳原理，在上致动芯5与下致动芯9的作用下，按钮2连同第一磁吸件6能够产生以下运动过程：

初始时，按钮2连同第一磁吸件6位于最高位置(即相对来说最远离膜片2的位置，如图1所示)；

按压按钮2，使得按钮2连同第一磁吸件6一起沿轴向X运动直至最低位置(即相对来说最靠近膜片2的位置，如图2所示)。

之后松开按钮2，在弹簧10的弹簧力作用下，按钮2连同第一磁吸件6沿轴向X向上回弹一定距离，然后第一致动芯5被定位在一个中间位置，使得按钮2连同第一磁吸件6也一起悬停在该中间位置(如图3所示)。本文的“中间位置”是指介于所述最高位置与所述最低位置之间的一个或多个位置，而并不一定是正好处于两者之间中点的位置。

再次按压按钮2至最低位置，然后松开，在弹簧10的弹簧力作用下按钮2连同第一磁吸件6沿轴向X向上回弹，这次第一致动芯5会直接复位到初始位置，从而按钮2连同第一磁吸件6也一起回到初始的最高位置。

膜片3被安装在下壳体12上并以沿径向Y横跨下壳体12直径的方式置于阀壳1的内部空间中。膜片3的图1至图3所示的上表面朝向按钮2而图1至图3所示的下表面背向按钮2。以膜片3的上表面之上作为上侧或第一侧，而以膜片3的下表面之下作为下侧或第二侧。在膜片3上形成有例如位于中央的第一通孔30和例如偏离中央并与第一通孔30间隔开的第二通孔32(示出在图8中)，第一通孔30和第二通孔32各自沿轴向X贯穿膜片3。膜片3可以是图中所示的分体式结构，由具有弹性并能够沿轴向X变形的弹性件34以及被固定地支承在该弹性件34上的刚性件36构成。这里的“刚性件”是相对于“弹性件”而言的，弹性件例如可以由橡胶制成，而刚性件例如可以由塑料等制成。此外，膜片3也可以完全由弹性材料通过一体成型工艺加工形成。

膜片压盖4置于膜片3的上侧并与膜片3一起限定出位于上侧的流体腔14，该流体腔与下侧能够分别通过第一通孔30和第二通孔32流体连通。膜片压盖4罩住膜片3且不具有供其它元件(例如第一磁吸件6)穿过的开口。换言之，第一磁吸件6被隔离在流体腔14之外。如上所述，膜片压盖4的顶端可以形成周向凸缘和卡口以安装和定位下致动芯9。阀壳1的上壳体10的下部形成下周壁105来围住膜片压盖4。

第二磁吸件7整个被容纳在流体腔14内，并能够在流体腔14内运动以堵住第一通孔30或离开第一通孔30。第二磁吸件7可以由磁铁制成或包括磁铁材料，或者可以由任何能够与第一磁吸件6相配合产生磁力的合适材料制成。第一磁吸件6和第二磁吸件7之间不存在物理连接，但存在磁吸配合。为了限制第二磁吸件7的运动轨迹，在流体腔14内并在膜片压盖4上形成有沿轴向X延伸的导向孔40，第二磁吸件7被容纳在导向孔40中从而能够在第一磁吸件6的磁力吸附作用下沿轴向X运动远离膜片3的第一通孔30。导向孔40也可以被替换成其它轴向导向结构，例如沿轴向X延伸的导向槽或导向板。偏压件8在导向孔40中被压缩在第二磁吸件7与导向孔40的孔底面之间，偏压件8始终向第二磁吸件7施加使其朝向膜片3运动的偏压力，以帮助第二磁吸件7堵住第一通孔30。在所示出的实施例中，偏压件8为弹簧。在其它的实施例中，偏压件8也可以被其它伸缩结构所替代，或者可以不设置偏压件8，而利用第二磁吸件7自身的重力实现使其朝向膜片3运动以堵住第一通孔30的效果。

在图5和图6所示出的实施例中，通过在磁铁70外包裹外壳72来形成第二磁吸件7。这种第二磁吸件7可以采用二次注塑工艺来加工，例如，先用第一次注塑工艺在磁铁70外周包覆第一壳体720，此时第一壳体720上会留下通向磁铁70用于定位的开口724；接下来用第二次注塑工艺在第一壳体720外包覆第二壳体722以密封开口724，确保磁铁70不会与水接触。鉴于第二壳体722是用来从上表面直接接触膜片3以封堵第一通孔30的，该第二壳体722由弹性材料例如橡胶制成。此外，本领域技术人员也可以想到，包裹密封磁铁70的外壳72可以由不可拆分的一体件制成，例如由橡胶或塑料制成，最好该一体件的用于接触膜片3的部分是弹性的，以更好的贴合膜片3上表面来严密封堵第一通孔30。

在膜片3的上表面与膜片压盖4的内表面之间设置有带针弹簧16。该带针弹簧16如图7所示可以通过将弹簧本体17的端部折弯形成穿刺针18而制成，其中弹簧本体17在流体腔14中抵压在膜片3与膜片压盖4之间，向膜片3施力以减少其振动并降低噪音，而穿刺针18插入第二通孔32中，能够起到除垢和疏通第二通孔32的作用。

下面对本实用新型的切换阀100的工作原理进行说明，其中切换阀100可以置于龙头装置的壳体(未示出)中，该壳体内形成有进水管路和出水管路，切换阀100的膜片3的弹性下表面或者下表面的弹性部分置于出水管路的端面上，弹性材料更适于贴合该端面而形成良好密封，膜片3的第一通孔30与出水管路流体连通，第二通孔32与进水管路流体连通，切换阀100的工作原理如下：

初始在按钮2连同第一磁吸件6处于最高位置时，如图1所示，此时第一磁吸件6距离流体腔14最远，其施加在第二磁吸件7上的向上的磁力小于偏压件8施加在第二磁吸件7上的向下的偏压力(或者此时第一磁吸件6也可能因距离原因而无法向第二磁吸件7施加磁力)，使得第二磁吸件7在偏压件8的作用下处于在流体腔14内的最低点，从膜片3的上表面堵住第一通孔30。此时通过进水管路和第二通孔32仍旧可以向流体腔14内引入水流，但是流体腔14内的水无法通过第一通孔30引出到出水管路中，使得流体腔14内压力大于出水管路内的压力，膜片3被紧紧压靠在出水管路的端面上。此时切换阀100处于关闭状态，龙头装置不出水。

当按压按钮2使得按钮2连同第一磁吸件6处于最低位置时，如图2所示，此时第一磁吸件6最靠近流体腔14，其施加在第二磁吸件7上的向上的磁力增大到足以克服偏压件8施加在第二磁吸件7上的向下的偏压力，使得第二磁吸件7在第一磁吸件6的作用下被吸附到在流体腔14内的最高点并远离膜片3，让开第一通孔30。此时流体腔14内的水可以经由第一通孔30流出到出水管路中，使得流体腔14泄压。当流体腔14内压力与出水管路内压力平衡后，膜片3被其第二侧的水流冲开，从而在膜片3与出水管路的端面之间形成过水间隙。此时切换阀100处于打开状态，龙头装置出水。

当松开按钮2使得按钮2连同第一磁吸件6处于中间位置时，如图3所示，此时第一磁吸件6施加在第二磁吸件7上的向上的磁力虽有所减小但仍旧足以克服偏压件8施加在第二磁吸件7上的向下的偏压力，使得第二磁吸件7保持处于在流体腔14内的最高点或即使离开该最高点但仍旧远离膜片3并让开第一通孔30。此时切换阀100还是处于打开状态，龙头装置出水。

当再次按压按钮2至最低位置并松开，使得按钮2连同第一磁吸件6回到最高位置时，再次参考1，第一磁吸件6施加在第二磁吸件7上的向上的磁力减小到不足以克服偏压件8施加在第二磁吸件7上的向下的偏压力，该磁力甚至可以减小到零，使得第二磁吸件7在偏压件8的作用下落到在流体腔14内的最低点，并再次从膜片3的上表面堵住第一通孔30。切换阀100回到关闭状态，龙头装置不出水。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种切换阀，其具有轴向，所述切换阀包括：

阀壳，其限定出内部空间；

按钮，其安装在所述阀壳上并能够沿轴向移动；以及

膜片，其位于所述内部空间中且至少一部分能够沿轴向变形，所述膜片具有相互间隔开的第一通孔和第二通孔，所述膜片还具有朝向所述按钮的第一侧和背向所述按钮的第二侧；

其特征在于，所述切换阀还包括：

膜片压盖，其位于所述内部空间中并与所述膜片共同限定出位于所述第一侧的流体腔，所述流体腔能够借助所述第一通孔和第二通孔与所述第二侧流体连通；

第一磁吸件，其与所述按钮相连接并能够被所述按钮驱动而沿轴向移动，所述第一磁吸件位于所述流体腔外；以及

第二磁吸件，其位于所述流体腔内并能够与所述第一磁吸件形成磁吸配合，所述第二磁吸件被构造成能够在所述第一磁吸件所施加的磁力作用下离开所述第一通孔并在所述磁力减弱或消失的情况下堵住所述第一通孔。

2.根据权利要求1所述的切换阀，其特征在于，所述切换阀还包括位于所述流体腔内的偏压件，所述偏压件向所述第二磁吸件施加使其堵住所述第一通孔的偏压力，当所述磁力大于所述偏压力时所述第二磁吸件离开所述第一通孔，而当所述磁力小于所述偏压力时所述第二磁吸件堵住所述第一通孔。

3.根据权利要求2所述的切换阀，其特征在于，所述偏压件为弹簧，所述弹簧被连接在所述流体腔的内壁与所述第二磁吸件之间。

4.根据权利要求1所述的切换阀，其特征在于，所述膜片压盖具有沿轴向延伸的导向孔或导向槽，所述第二磁吸件位于所述导向孔或导向槽中并能沿所述导向孔或导向槽移动以堵住或离开所述第一通孔。

5.根据权利要求1所述的切换阀，其特征在于，所述第一磁吸件包括铁轴芯，所述第二磁吸件包括磁铁。

6.根据权利要求5所述的切换阀，其特征在于，所述第二磁吸件还包括将所述磁铁密封包裹在其中的外壳，所述外壳的至少用于接触所述膜片的部分是弹性的。

7.根据权利要求6所述的切换阀，其特征在于，所述外壳包括：

第一壳体，其通过注塑工艺围绕所述磁铁而形成，所述第一壳体具有通向所述磁铁的开口；以及

第二壳体，其通过注塑工艺围绕所述第一壳体的至少一部分而形成，并堵住所述第一壳体的开口；

其中至少所述第二壳体是弹性的。

8.一种龙头装置，包括：

切换阀，其具有流体腔；

进水管路，其能够与所述流体腔相连通；以及

出水管路，其能够与所述流体腔相连通；

其特征在于，所述切换阀为权利要求1至7中任一项所述的切换阀，其中所述膜片的能够沿轴向变形的部分的朝向所述第二侧的表面与所述出水管路的端面相接触，所述进水管路与所述第二通孔流体连通，所述出水管路与所述第一通孔流体连通。