CN212131438U - 一种阀芯组件及延时阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于阀门技术领域，特指一种阀芯组件及延时阀，阀芯组件包括阀杆，阀杆下端设有第一密封件，阀杆下端和第一密封件伸入延时筒内，第一密封件外周和延时筒内壁贴合；第一密封件下侧和延时筒内壁配合形成一个延时腔；第一密封件上侧设有卡套，卡套套设在阀杆外周，卡套上开设有缓流孔，阀杆内部开设有流道，流道上端与缓流孔导通，流道下端导通至延时腔；当阀杆下端被推入延时筒内时，第一密封件外圈受力后与延时筒内壁分离。本实用新型通过在卡套上开设有缓流孔，使得阀芯组件在工作过程中，水流从缓流孔流入延时筒内部，在阀杆下压过程中，水流在延时筒内形成压力，第一密封件外圈受力后与延时筒内壁分离，延时筒内的水流能够迅速排出。

Description

一种阀芯组件及延时阀

技术领域

本实用新型属于阀门技术领域，特指一种阀芯组件及延时阀。

背景技术

水龙头是人们日常生活中常见、常用的用具，随着社会的快速发展，人们的生活水平也在日渐提高，普通的水龙头由于存在开启关闭时间过长，导致操作不便和浪费水资源的问题产生，目前普通水龙头正在被慢慢取代，特别在一些公共场所，具有节水功能的延时阀芯已基本普及。

中国实用新型专利CN205504112U中提出一种延时阀芯，如图1所示，包括延时阀芯结构和按把(D-15)，按把(D-15)下腔设有装饰套(D-13)，装饰套内设有上盖头(D-10)，盖头(D-10)上端与按把(D-15)之间设有复位弹簧二(D-17)，按把(D-15)中部设有穿过盖头(D-10)的阀杆(D-6)；盖头(D-10)下端设有储水腔(D-8)，储水腔(D-8)上端设有碗型垫二(D-12)，储水腔(D-8)下端设有出水压垫(D-7)，阀杆(D-6)中部有阀杆内通道口(D-9)，阀杆(D-6)内设有流量调节阀芯装置，流量调节阀芯装置包括密封延时芯(D-3)，密封延时芯(D-3)超出阀杆(D-6)端部下方设有出水腔，出水腔上方设有出水压垫(D-7)，下方设有固定于密封延时芯(D-3)底部的碗型垫一(D-4)，出水腔下端一体化设有延时筒(D-1)，延时筒(D-1)与密封延时芯(D-3)底部之间设有复位弹簧一(D-2)，所述密封延时芯(D-3)超出阀杆(D-6)部分与所述阀杆(D-6)之间设有胶圈一(D-5)。

按压该产品的阀杆时，阀杆(D-6)和密封延时芯(D-3)向下运动至极限位置，密封延时芯(D-3)下端的延时筒(D-1)内腔减小且水压增大，碗型垫一(D-4)受水压变形，密封延时芯(D-3)下端的水流沿着延时筒(D-1)侧壁流出；待水压减小后，碗型垫一(D-4)复位并继续贴合延时筒(D-1)侧壁；复位弹簧一(D-2)和复位弹簧二(D-17)均处于压缩状态；需指出的，此时的延时阀芯依然是不通水的。

松开该产品的阀杆时，复位弹簧二(D-17)驱动阀杆(D-6)迅速复位，而复位弹簧一(D-2) 驱动密封延时芯(D-3)和碗型垫一(D-4)缓慢上升至复位；即，阀杆(D-6)和密封延时芯 (D-3)之间是先迅速远离再缓慢接近的过程，该过程需要一定的时间，延时阀芯在该时间内实现通水。

密封延时芯(D-3)向上缓慢复位的原因是：密封延时芯(D-3)下端的延时筒(D-1)形成了一个储水的内腔，水从延时筒侧壁沟槽逐渐流入该内腔时，密封延时芯(D-3)才能在复位弹簧一(D-2)作用下逐渐复位。水从延时筒内壁的沟槽流入的速度决定了密封延时芯(D-3) 的复位时间。

密封延时芯(D-3)的上部是一个芯杆，芯杆上设置有缓流孔，缓流孔的上部连通储水腔 (D-8)，缓流孔的下部连通至出水腔；当密封延时芯(D-3)缓慢上升至抵紧在阀杆(D-6) 下端时，胶圈一(D-5)封堵阀杆通道，储水腔(D-8)和出水腔之间被隔断，延时自闭水咀关闭。

该技术方案存在的缺点是：

1、需要在延时筒侧壁设置轴向的沟槽，加工复杂；沟槽边沿较为锐利，容易磨损碗型垫一(D-4)；

2、碗型垫一(D-4)沿着延时筒(D-1)内壁的沟槽滑动时，碗型垫一(D-4)嵌入沟槽内的接触面积不可控，而且该接触面积会随着使用次数发送变化，影响沟槽的通水流量，导致延时关闭的时间量波动较大；

3、使用者大力按压阀杆时，碗型垫一(D-4)和沟槽快速摩擦，进一步加剧碗型垫一(D-4) 变形；

4、按下阀杆时，水路是未导通的，只有松开手时，水路才会导通；而且，出水量在松开手的瞬间逐渐变小，因此，该阀芯无法做到较长时间的大流量出水；

5、产品使用一段时间之后，延时关闭的时间量普遍发生变化，延时过长则会导致水资源的浪费，延时过短则会导致开启后快速关闭，无法满足正常使用需求；甚至有些延时阀芯在使用几个月后就会出现不出水或出水不停的状况。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种延时时间稳定，可节约用水的阀芯组件及延时阀。

本实用新型阀芯组件的目的是这样实现的：

一种阀芯组件，包括阀杆，所述阀杆下端设有第一密封件，阀杆下端和第一密封件伸入延时筒内，第一密封件外周和延时筒内壁贴合；第一密封件下侧和延时筒内壁配合形成一个延时腔；所述第一密封件上侧设有卡套，卡套套设在所述阀杆外周，卡套上开设有缓流孔，所述阀杆内部开设有流道，流道上端与缓流孔导通，流道下端导通至所述延时腔；当阀杆下端被推入延时筒内时，第一密封件外圈受力后与延时筒内壁分离。

进一步设置为，所述卡套与阀杆之间设有间隙，所述缓流孔、间隙及流道形成导流通道；所述第一密封件活动范围内的延时筒内壁是光滑的。

进一步设置为，所述卡套周面向内凹陷形成环形凹槽，环形凹槽内开设有所述缓流孔。

进一步设置为，所述阀杆安装在阀芯架内，阀芯架内设置有储液腔，阀杆中部设置有密封圈，密封圈与阀芯架配合将储液腔分隔成进水储液腔和出水储液腔，其中进水储液腔与进水通道连接，出水储液腔和出水通道连接；所述第一密封件的上侧为进水储液腔，所述卡套位于进水储液腔内；所述进水储液腔的延时筒侧壁上开设有进水孔；阀芯座和锁紧帽配合形成所述阀芯架。

进一步设置为，所述缓流孔的孔径为0.15-0.25mm。

进一步设置为，所述阀杆外套设有阀芯座，阀芯座上设有供水流通过的通水槽。

进一步设置为，所述阀芯座下端成型有第一连接凸台，所述延时筒套设在第一连接凸台外周，延时筒上端与所述第一连接凸台之间设有密封圈；阀芯座上端设有第二连接凸台，第二连接凸台外侧设有锁紧帽，锁紧帽套设在所述阀杆外周。

进一步设置为，所述阀杆上端设有接头，接头与所述锁紧帽之间设有弹簧，锁紧帽与阀杆之间设有第二密封件。

进一步设置为，所述阀帽与阀杆一体设置或分体设置，分体设置时，阀帽通过螺纹连接在阀杆端部。

进一步设置为，所述第一密封件位于所述阀帽与卡套之间，第一密封件套设在所述阀帽外周，第一密封件内开设有凹槽，所述卡套下端面与凹槽内壁相抵接，卡套上端与所述阀杆之间设有密封圈。

一种延时阀，包括阀体，所述阀体内开设有进水道和出水道，进水道与出水道之间设有阀腔，阀腔内设有上述的阀芯组件。

进一步设置为，所述阀腔内成型有安装凸台，所述延时筒上沿形成有卡台，卡台边缘卡设在安装凸台上，卡台与安装凸台之间压设有密封圈。

进一步设置为，所述阀杆外设有锁紧帽，锁紧帽与阀体之间通过螺纹连接，锁紧帽与阀体之间压设有密封圈。

本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、本实用新型通过在卡套上开设有缓流孔，使得阀芯组件在工作过程中，水流从缓流孔流入延时筒内部，在阀杆下压过程中，水流在延时筒内形成压力，第一密封件外圈受力后与延时筒内壁分离，延时筒内的水流能够迅速排出；单独在阀杆上开设了水流进入延时筒内的进水路径，同时取消了现有技术中的延时筒侧壁沟槽设计或者延时针等结构设计，通过第一密封件确保延时筒侧壁只能单向排水，使得延时时间能够保持稳定，极大程度降低了现有技术中延时时间不易控制的情况产生，延长了设备的使用寿命，并且节约水资源。

2、本实用新型的卡套周面向内凹陷形成环形凹槽，将缓流孔开设在环形凹槽内，环形凹槽的设置减小了卡套中部的厚度，更加方便开孔，同时，由于环形凹槽向内凹陷，增大了缓流孔处与延时筒之间的距离，更能够保证卡套在跟随阀杆移动的过程中，缓流孔不受延时筒的干扰及影响，能够保持持续导流排气的作用。

3、使用者按压阀杆时，延时筒内的水流大部分从第一密封件和延时筒侧壁之间回到阀芯腔；小部分水流通过阀杆上的流道，再经过卡套上的缓流孔回到阀芯腔；按压阀杆时，延时筒内的水压大于阀芯腔内的水压，水流迅速通过缓流孔回到阀芯腔时，实现了缓流孔的反向冲洗，确保缓流孔不会堵塞，延时量不会出现波动。

4、本实用新型通过缓流孔的孔径决定阀芯的延时量；缓流孔的孔径变小时，阀芯的延时量变大；当需要不同规格的延时量时，只需更换缓流孔的孔径不同的卡套；另外，卡套可以选用塑料材质，缓流孔更易于加工。相比现有技术中的，第一密封件和延时筒侧壁沟槽之间的配合度控制延时量，本方案的延时量控制更为精确和简单。

5、本实用新型的延时筒侧壁是光滑的，延时筒侧壁和第一密封件之间密封效果显著，而且，第一密封件的外缘在延时筒侧壁上滑动时基本不会磨损。

6、按下阀杆时，进水道与出水道之间就形成通路，阀门大流量出水,能够适应一些大流量用水的情况。

附图说明

图1现有技术的延时阀芯示意图。

图2是本实用新型阀芯组件的结构剖视图。

图3是本实用新型的阀杆被按下时的水流方向的示意图。

图4是本实用新型的阀杆复位时的水流方向的示意图。

图5是图2的A处局部放大图。

图6是本实用新型阀芯组件的结构爆炸图。

图7是本实用新型延时阀的结构剖视图。

图8是图7的B处局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图2-图8，

如图2、图5及图6所示，一种阀芯组件，包括阀杆1，所述阀杆1下端外周设有第一密封件9，阀杆1外套设有阀芯座2以及延时筒4，阀杆1一端设有阀帽3，阀帽3及第一密封件9位于延时筒4内，第一密封件9外周和延时筒4内壁贴合，第一密封件9下侧和延时筒4内壁配合形成一个延时腔200，第一密封件9活动范围内的延时筒4内壁是光滑的；阀帽3 一侧设有卡套5，卡套5套设在所述阀杆1外周，卡套5位于第一密封件9的上侧，卡套5 上开设有缓流孔6；所述阀芯座2上设有供水流通过的通水槽7，延时筒4上开设有进水孔8，第一密封件位于卡套5与阀帽3之间，缓流孔位于第一密封件的上侧，不会受到第一密封件的阻挡，阀杆1带动卡套5、第一密封件9及阀帽3在延时筒内进行上下运动，第一密封件9 为橡胶密封圈，软性材料制成，平常状态下，由于水流经过进水孔8会流入延时筒4内，水流对第一密封件的边侧产生压力，在水压的作用下，第一密封件9外圈抵在所述延时筒4的内壁。当阀杆1受压向内移动时，延时腔200内的水流及空气受压后对第一密封件施压，第一密封件9外圈与延时筒内壁分离，使得延时筒内的水流及空气能够从两者的间隙中排出，形成单向排水的过程。

所述阀杆1内部开设有流道10，流道10上端与所述缓流孔6导通，流道10下端导通至所述延时腔200，所述卡套5与阀杆1之间设有间隙26，所述缓流孔6、间隙26及流道10 形成导流通道。如图5所示，图中箭头方向即为气体和水流的流向，水流经过延时筒4上的进水孔8进入，气体伴随水流可从缓流孔6处流入，再经过间隙及流道10排出进入延时腔 200内，在实际工作过程中，推动阀杆时，延时筒内的水流受到压力会冲向延时筒内壁，此时压力很大，会将第一密封件的边侧推开，使得第一密封件与延时筒内壁之间形成间隙，水流可从该间隙流出，同时，在撤去对阀杆的推力后，阀杆便会在压力的驱使下逐渐复位，阀杆复位的时间即为延时的时间；因此缓流孔孔径的大小直接关系到延时的时间，孔径越大，水流排出量越大，产生的压力也越大，因此延时的时间也就越短；反之，孔径越小，延时的时间越长。经多次试验，所述缓流孔6的孔径优选为0.15-0.25mm(试验数据见下文中表格)。

所述卡套5周面向内凹陷形成环形凹槽11，环形凹槽11内开设有所述缓流孔6。环形凹槽的设置减小了卡套的厚度，更加方便开孔，同时，由于环形凹槽向内凹陷，增大了缓流孔处与延时筒之间的距离，更能够保证卡套在跟随阀杆移动的过程中，缓流孔不受延时筒的干扰及影响，能够保持持续导流并排气，稳定延时时间的作用。

所述阀杆1安装在阀芯架内，阀芯架内设置有储液腔，阀杆1中部设置有密封圈32，密封圈32设置在卡套上端与阀杆之间，密封圈32与阀芯架配合将储液腔分隔成进水储液腔101 和出水储液腔102，其中进水储液腔101与阀体的进水通道连接，出水储液腔102和阀体的出水通道连接；所述第一密封件9的上侧为进水储液腔101，所述卡套5位于进水储液腔101 内；所述进水储液腔101的延时筒4侧壁上开设有进水孔8；阀芯座2和锁紧帽14配合形成所述阀芯架。

如图2所示，所述阀芯座2下端成型有第一连接凸台12，所述延时筒4套设在第一连接凸台12外周，延时筒4上端与所述第一连接凸台12之间设有密封圈31；阀芯座2上端设有第二连接凸台13，第二连接凸台13外侧设有锁紧帽14，第二连接凸台13上开设有所述通水槽7，锁紧帽14套设在所述阀杆1外周。锁紧帽外周设置有螺纹，用于与阀体内壁的连接，将阀芯组件安装在阀体内。

如图5所示，所述第一密封件9位于所述阀帽3与卡套5之间，第一密封件9套设在所述阀帽3外周，第一密封件9内开设有凹槽17，所述卡套5下端面与凹槽17内壁相抵接，卡套5上端与所述阀杆1之间设有所述密封圈32。阀杆1中部向内凹陷，当阀杆带动卡套5 向下移动时，凹陷处与第一连接凸台12内壁之间形成空隙，水流可经过空隙流入阀芯座2，并从通水槽7处流出(如图3和图4的箭头流向所示)。

如图5所示，所述凹槽17的侧壁倾斜设置，所述卡套5下端成型有限位卡台25，限位卡台25扣设在凹槽17内，限位卡台25内侧壁形成与凹槽17的侧壁相互贴合的斜面，斜面与斜面相互贴合的设计使得卡套5与第一密封件9之间的连接更加紧密。

所述阀帽3与阀杆1下端一体设置或分体设置，一体设置的结构密封性强，但加工精度高，分体设置时，阀帽3通过螺纹连接在阀杆1端部。所述阀杆1上端延伸出锁紧帽14螺纹连接有接头24，接头24与所述锁紧帽14之间设有弹簧15，锁紧帽14与阀杆1之间设有第二密封件16，第二密封件16优选为U形密封圈，密封效果好。接头外可以连接按压套等驱动件，用于供人们进行按压，从而推动阀杆将阀体开启出水。弹簧15的设计是为了辅助阀杆进行复位，尤其是在水压较小的情况下，气压不够时，弹簧的弹力可以辅助气压使阀杆复位。

在实际研发过程中，对上述实施例中的阀芯组件进行了具体的测试，选取孔径不同的24 个上述阀芯组件作为测试样本，进行1-24编号，测试环境：水压：60Psi(0.413Mpa)，水温20℃，同时进行测试，记录延时时间：

表1各孔径阀芯组件延时时间测试表

经过多次试验，在本领域国际标准60Psi(0.413Mpa)的压力测试中，当孔径为0.18mm 时，阀杆复位关闭阀门的时间为6-7秒，当孔径为0.19mm时，延时关闭时间为5-6秒，当孔径为0.20mm时，延时关闭时间为3-4秒，市面上大多数的使用场景中，对延时阀的要求普遍在3-10秒内，因此所述缓流孔6的孔径优选为0.15-0.25mm，可根据实际需求对缓流孔进行对应孔径的加工，以适应不同的要求。

下面提供使用上述阀芯组件结构的延时阀具体实施例：

如图7和图8所示，一种延时阀，包括阀体18，所述阀体18内开设有进水道19和出水道20，进水道19与出水道20之间设有阀腔21，阀腔21内设有如上述的阀芯组件。

所述阀腔21内成型有安装凸台22，所述延时筒4上沿形成有卡台23，卡台23边缘卡设在安装凸台22上，卡台23与安装凸台22之间压设有密封圈33，阀杆1在移动过程中，延时筒4与阀体18相连，保持不动，促使阀杆1带动阀帽3在延时筒4内进行移动。所述阀芯座2位于出水口与阀腔之间贯通处，水流经过进水口流经阀腔，从延时筒4上的进水孔8进入，从阀芯座2上的出水槽7流向出水口。

如图7所示，所述阀杆1外设有锁紧帽14，阀体18上端开口，锁紧帽14通过螺纹连接在该阀体开口处，锁紧帽14与阀体18之间压设有密封圈34。

上述阀体的工作原理如下：

该阀体安装在水管上后，

如图3所示，使用者按压接头24，阀杆1在接头24的带动下向内移动，阀杆1推动阀帽3、第一密封件9以及卡套5在延时筒内向下移动，进水道19与出水道20之间形成通路 (水流从阀体18的进水道19进入阀腔21，从延时筒4的进水孔8处进入阀芯组件，并从阀杆1与阀芯座2之间的空隙流经阀芯座2，再从阀芯座2上的通水槽7流向出水道20)，水龙头直接出水；

第一密封件9向下移动的过程中，延时筒4内的压力增大使得第一密封件9变形；此时，第一密封件9的外圈与延时筒4内壁分离，延时筒4内的大部分水从延时筒4与第一密封件 9之间的间隙回到储液腔，同时，延时筒4内的小部分水经过阀杆上的流道10回到储液腔；

如图4所示，使用者松开接头24，水流通过卡套5的缓流孔6，再进入阀杆上的流道10，再进入延时腔200内，延时腔内的水压作用在阀帽3及阀杆下侧，阀帽3及阀杆1在水压的推动下逐渐向上复位，阀杆1上升至设定位置时，密封圈32封堵进水道19与出水道20之间的水路，阀门关闭并停止出水。

本实用新型单独在阀杆上开设了水流进入延时筒内的进水路径，同时取消了现有技术中的延时筒侧壁沟槽设计，通过第一密封件确保延时筒侧壁只能单向排水，使得延时时间能够保持稳定，极大程度降低了现有技术中延时时间不易控制的情况产生，延长了设备的使用寿命，并且节约水资源。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种阀芯组件，包括阀杆(1)，所述阀杆(1)下端设有第一密封件(9)，阀杆(1)下端和第一密封件(9)伸入延时筒(4)内，第一密封件(9)外周和延时筒(4)内壁贴合；第一密封件(9)下侧和延时筒(4)内壁配合形成一个延时腔(200)；其特征在于：所述第一密封件(9)上侧设有卡套(5)，卡套(5)套设在所述阀杆(1)外周，卡套(5)上开设有缓流孔(6)，所述阀杆(1)内部开设有流道(10)，流道(10)上端与缓流孔导通，流道(10)下端导通至所述延时腔(200)；当阀杆下端被推入延时筒(4)内时，第一密封件(9)外圈受力后与延时筒(4)内壁分离。

2.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于：所述卡套(5)与阀杆(1)之间设有间隙(26)，所述缓流孔(6)、间隙(26)及流道(10)形成导流通道；所述第一密封件(9)活动范围内的延时筒(4)内壁是光滑的。

3.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于：所述卡套(5)周面向内凹陷形成环形凹槽(11)，环形凹槽(11)内开设有所述缓流孔(6)。

4.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于：所述阀杆(1)安装在阀芯架内，阀芯架内设置有储液腔，阀杆中部设置有密封圈(32)，密封圈(32)与阀芯架配合将储液腔分隔成进水储液腔(101)和出水储液腔(102)，其中进水储液腔(101)与进水通道连接，出水储液腔(102)和出水通道连接；所述第一密封件(9)的上侧为进水储液腔(101)，所述卡套(5)位于进水储液腔内；所述进水储液腔的延时筒侧壁上开设有进水孔(8)；阀芯座(2)和锁紧帽(14)配合形成所述阀芯架。

5.根据权利要求1-4任一项所述的阀芯组件，其特征在于：所述缓流孔(6)的孔径为0.15-0.25mm。

6.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于：所述阀杆(1)外套设有阀芯座(2)，阀芯座(2)上设有供水流通过的通水槽(7)；所述延时筒(4)套设在阀芯座(2)下端外周，延时筒(4)上端与阀芯座(2)之间设有密封圈；阀芯座(2)上端外侧设有锁紧帽(14)，锁紧帽(14)套设在所述阀杆(1)外周；阀杆(1)上端设有接头(24)，接头(24)与所述锁紧帽(14)之间设有弹簧(15)，锁紧帽(14)与阀杆(1)之间设有第二密封件(16)。

7.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于：所述阀杆(1)下端一体设置或分体设置有阀帽(3)，分体设置时，阀帽(3)通过螺纹连接在阀杆(1)端部。

8.根据权利要求1-4或6-7任一项所述的阀芯组件，其特征在于：所述第一密封件(9)位于卡套(5)一侧，第一密封件(9)内开设有凹槽(17)，所述卡套(5)下端面与凹槽(17)内壁相抵接。

9.一种延时阀，包括阀体(18)，其特征在于：所述阀体(18)内开设有进水道(19) 和出水道(20)，进水道(19)与出水道(20)之间设有阀腔(21)，阀腔(21)内设有如权利要求1-8任一项所述的阀芯组件。

10.根据权利要求9所述的延时阀，其特征在于：所述阀腔(21)内成型有安装凸台(22)，所述延时筒(4)上沿形成有卡台(23)，卡台(23)边缘卡设在安装凸台(22)上，卡台(23)与安装凸台(22)之间压设有密封圈；所述阀杆(1)外设有锁紧帽(14)，锁紧帽(14)与阀体(18)之间压设有密封圈。

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