專利名稱：控溫閥門(mén)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控溫閥門(mén)，尤其涉及一種保持溫度恒定的控溫閥門(mén)。
背景技術(shù)：
隨著不可再生能源的日益枯竭和人們對(duì)生活中環(huán)境溫度的不同需求，往往需要一種既恒定溫度又能人為按需要調(diào)節(jié)的控溫閥門(mén)。而現(xiàn)有的閥門(mén)只能或開(kāi)或關(guān)，致使大量能源無(wú)端被消耗，也使用戶增加了供暖成本。
有一種形狀記憶合金十分適合用在這種控溫閥門(mén)中，因?yàn)檫@種合金具有一個(gè)相變溫度。當(dāng)在相變溫度之下時(shí)，合金是馬氏體，施加載荷很容易變形；當(dāng)超過(guò)相變溫度后，合金發(fā)生相變，成為奧氏體，恢復(fù)到其“記憶”中的設(shè)定形狀；而再次冷卻到相變溫度之下，合金又回到變形狀態(tài)。這種性質(zhì)使其具有了溫度敏感和驅(qū)動(dòng)兩種功能，這應(yīng)用在閥門(mén)中會(huì)相當(dāng)簡(jiǎn)單方便，而且比現(xiàn)有的采用石蠟等作為溫度敏感材料的溫包技術(shù)要可靠得多。如中國(guó)實(shí)用新型專利01260069.5中所公開(kāi)的一種可調(diào)節(jié)溫度的采暖用恒溫閥，就利用了形狀記憶合金作為核心元件。另外，該專利還將閥體和驅(qū)動(dòng)部分分離開(kāi)來(lái)，記憶合金通過(guò)磁相互作用來(lái)驅(qū)動(dòng)磁柱來(lái)開(kāi)關(guān)閥門(mén)，從而在一定程度上避免了泄漏的問(wèn)題。而且還可以通過(guò)調(diào)節(jié)記憶合金彈簧的壓縮量來(lái)人為設(shè)定所要恒定的溫度。
但是，由于記憶合金只能在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如上述專利中所說(shuō)的18℃～22℃之間，這就帶來(lái)一個(gè)多溫度段調(diào)節(jié)的問(wèn)題。例如當(dāng)人們?cè)诜块g里時(shí)，需要室內(nèi)溫度恒定在20℃；但是當(dāng)人們離開(kāi)房間時(shí)，可能僅僅需要其不要低于10℃或者恒定在某一較低溫度左右，以節(jié)約能源。已經(jīng)有技術(shù)采用兩個(gè)記憶彈簧來(lái)調(diào)節(jié)溫度，其中一個(gè)室溫記憶彈簧的調(diào)溫范圍在20℃附近，而另一個(gè)低溫記憶彈簧則在10℃附近調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，這樣就能實(shí)現(xiàn)雙溫度段調(diào)節(jié)。但是該技術(shù)將兩個(gè)記憶彈簧分開(kāi)布置在閥門(mén)的不同位置，室溫記憶彈簧位于閥體之上，其溫度與環(huán)境溫度一致，而低溫記憶彈簧則位于閥門(mén)和閥體之間，其溫度與閥門(mén)中流過(guò)的水溫有關(guān)，低溫記憶彈簧實(shí)際調(diào)節(jié)的是水溫和熱流量。這樣，就必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定低溫記憶彈簧的真實(shí)調(diào)溫范圍(可能比10℃高得多)，實(shí)際水溫的變化將使得對(duì)溫度的調(diào)節(jié)不會(huì)太準(zhǔn)確。而且這個(gè)真實(shí)調(diào)溫范圍還取決于具體的水溫，而不同地區(qū)供暖水溫并不一樣，所以需要對(duì)不同水溫段制造不同的記憶彈簧，這增加了制造的成本和復(fù)雜度。
另外，現(xiàn)有的控溫閥門(mén)中驅(qū)動(dòng)部分所利用的磁控制作用較小，在水壓較大或者不穩(wěn)定的情況下可能導(dǎo)致閥門(mén)失效。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種直接調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的雙溫度段控溫閥門(mén)，對(duì)不同的供暖水溫都能在不同的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒定溫度、節(jié)約能源的目的。而且還要解決閥門(mén)磁控制作用較小的問(wèn)題。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的基本構(gòu)思是將調(diào)節(jié)室溫段的第一記憶彈簧和調(diào)節(jié)低溫段的第二記憶彈簧串聯(lián)布置，并置于防水殼外與環(huán)境相通的部分，而外殼上分布著通氣孔，于是兩個(gè)記憶彈簧的溫度都與環(huán)境溫度一致。這樣就由記憶彈簧自身的性質(zhì)來(lái)對(duì)環(huán)境溫度做出響應(yīng)，而無(wú)需另外的機(jī)構(gòu)來(lái)切換室溫和低溫調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，第一記憶彈簧的溫度調(diào)節(jié)范圍在15℃到25℃之間，第二記憶彈簧的溫度調(diào)節(jié)范圍在5℃到15℃之間。兩個(gè)記憶彈簧的軸向相對(duì)位置對(duì)閥門(mén)的工作沒(méi)有影響。
閥門(mén)的外殼位于底座中，而底座連接到閥體上，在外殼內(nèi)設(shè)置密封連接到閥體上的防水殼，防水殼和閥體螺紋連接并用橡膠墊圈密封。本實(shí)用新型可以應(yīng)用在不同的閥門(mén)中，例如二通閥門(mén)、三通閥門(mén)或角閥門(mén)，此時(shí)將采用各自相應(yīng)的閥體。閥體的不同并不影響閥門(mén)的工作，只要閥體中有容許水流通過(guò)的導(dǎo)通孔，閥門(mén)就是通過(guò)限制導(dǎo)通孔中水流大小來(lái)起作用的。
涉及閥門(mén)工作的兩個(gè)主要機(jī)構(gòu)是位于防水殼外部的驅(qū)動(dòng)部分和位于防水殼內(nèi)部的閥芯組件。驅(qū)動(dòng)部分包括位于防水殼中部凹槽中的偏振彈簧、由所述偏振彈簧支撐的磁環(huán)、驅(qū)動(dòng)所述磁環(huán)的導(dǎo)向體、以及驅(qū)動(dòng)所述導(dǎo)向體的記憶彈簧。其中所述記憶彈簧由第一記憶彈簧和第二記憶彈簧串聯(lián)組成。閥芯組件包括活塞、連桿、通過(guò)磁相互作用可由防水殼外的所述磁環(huán)驅(qū)動(dòng)的磁柱和磁柱杯，所述連桿的一端與所述磁柱杯的下部作緊配合，另一端與所述活塞作緊配合。
當(dāng)閥門(mén)工作時(shí)，兩個(gè)記憶彈簧分別在各自的有效調(diào)溫范圍內(nèi)改變長(zhǎng)度，并由此通過(guò)驅(qū)動(dòng)部分和閥芯組件來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞改變與導(dǎo)通孔間的距離，而改變水流量，從而調(diào)節(jié)溫度。
另外，在磁環(huán)外套上導(dǎo)磁金屬圈，產(chǎn)生聚磁效果，使得磁環(huán)與磁柱間的磁作用力增強(qiáng)很多，從而能更穩(wěn)定和可靠地進(jìn)行控制操作。優(yōu)選地，導(dǎo)磁金屬圈是鐵圈。此外，磁柱和磁環(huán)的橫截面可以是圓形的，也可以是方形的，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)閥門(mén)控制沒(méi)有影響。當(dāng)是方形的時(shí)候，可以用分別用4片組裝而成，這樣制造的成本可以降低。
另外，為能人為控制所恒定的環(huán)境溫度，本實(shí)用新型在外殼和防水殼之間設(shè)有調(diào)節(jié)輪和調(diào)節(jié)筒，其中所述調(diào)節(jié)輪的外齒與外殼的內(nèi)齒相嚙合，所述調(diào)節(jié)輪的內(nèi)螺紋與所述調(diào)節(jié)筒上部的外螺紋相齒合，所述調(diào)節(jié)筒下部的內(nèi)螺紋與防水殼中部的外螺紋相齒合，并且所述調(diào)節(jié)筒具有對(duì)所述磁環(huán)軸向限位的突起。在使用過(guò)程中，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)外殼而帶動(dòng)調(diào)節(jié)輪和調(diào)節(jié)筒來(lái)改變磁環(huán)的位置，從而改變活塞與導(dǎo)通孔的相對(duì)位置，由此設(shè)定環(huán)境溫度。外殼和底座的連接機(jī)構(gòu)應(yīng)保證外殼可固定在底座中，同時(shí)外殼還能相對(duì)底座轉(zhuǎn)動(dòng)。有很多機(jī)構(gòu)可用來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，優(yōu)選地，使用帶對(duì)稱分布的爪(例如4個(gè))的外殼鎖來(lái)限制外殼的轉(zhuǎn)動(dòng)，用與外殼鎖螺紋連接的外殼鎖銷以及底座上的臺(tái)階來(lái)限制外殼軸向的運(yùn)動(dòng)。


圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的控溫閥門(mén)的剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面參考附圖，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的控溫閥門(mén)的剖視圖。其中閥體3的內(nèi)室由間隔25分為進(jìn)口室1和出口室26，在間隔25上設(shè)有與進(jìn)口室和出口室相通的導(dǎo)通孔2。底座7通過(guò)鎖圈4而固定在閥體3上。具體地，鎖圈4下部的內(nèi)螺紋與閥體上部的外螺紋相齒合，底座7的下部均勻?qū)ΨQ分布著多個(gè)(例如16個(gè))底座爪701，底座爪701的下端伸出的突起正好嵌入鎖圈4上部靠?jī)?nèi)的環(huán)形凹槽中。外殼8通過(guò)外殼鎖6和外殼鎖銷5而可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在底座中。防水殼21位于外殼8內(nèi)，并在閥體3和防水殼21之間設(shè)置有橡膠墊圈23。
涉及閥門(mén)工作的兩個(gè)主要機(jī)構(gòu)是位于防水殼21外部的驅(qū)動(dòng)部分和位于防水殼21內(nèi)部的閥芯組件。閥芯組件中，活塞24置于導(dǎo)通孔2之上，其上下位置的不同可以改變導(dǎo)通孔2中水流的大小。連桿22的一端與活塞24形成緊配合，另一端與磁柱杯19的下部形成緊配合。磁柱18位于磁柱杯19內(nèi)，通過(guò)磁相互作用可由防水殼21外的磁環(huán)10驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)部分包括位于防水殼21中部凹槽中的偏振彈簧20；由偏振彈簧20支撐的磁環(huán)10和外套的聚磁鐵圈11，聚磁鐵圈11用于增強(qiáng)磁環(huán)10和磁柱18之間的磁相互作用；驅(qū)動(dòng)磁環(huán)10的導(dǎo)向體15；以及驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向體15的記憶彈簧。磁柱18和磁環(huán)10的橫截面可以是圓形的，也可以是方形的。當(dāng)是方形的時(shí)候，可以用分別用4片組裝而成，這樣與圓形橫截面的相比可以降低制造的成本。
其中所述記憶彈簧由第一記憶彈簧13和第二記憶彈簧14串聯(lián)組成。第一記憶彈簧13和第二記憶彈簧14由鈦鎳雙向記憶合金制成，而且溫度調(diào)節(jié)范圍不同，第一記憶彈簧13的溫度調(diào)節(jié)范圍在室溫附近(例如15℃～25℃)，第二記憶彈簧14則較低(例如5℃～15℃)。
在本實(shí)施例中，沒(méi)有直接設(shè)計(jì)成單根調(diào)節(jié)范圍較大(例如5℃～25℃)的記憶彈簧。這是因?yàn)橛洃洀椈傻淖冃魏蜏囟鹊年P(guān)系并不是線性的，僅在調(diào)溫范圍的中間線性度比較好。使用中一般希望在常用的溫度(例如20℃和10℃)附近記憶彈簧的線性度較好，這樣記憶彈簧才能有效地響應(yīng)溫度的變化來(lái)調(diào)節(jié)熱流量。而如果設(shè)計(jì)單根5℃～25℃的記憶彈簧，則其僅在15℃附近線性度較好，但這并不是人們通常想要的溫度。設(shè)計(jì)兩根調(diào)節(jié)范圍不同的記憶彈簧則能更好地滿足人們的實(shí)際需要。
由于外殼8上分布了多個(gè)(例如16個(gè))通氣孔12，使得第一記憶彈簧13和第二記憶彈簧14的溫度和環(huán)境溫度保持一致。這里通氣孔13的數(shù)目和形狀都可以改變，只要保證足夠的通氣面積就可以。如果環(huán)境溫度在設(shè)定溫度以下，兩個(gè)記憶彈簧處于收縮狀態(tài)，閥芯組件不被驅(qū)動(dòng)，閥門(mén)打開(kāi)，水流攜帶熱能從導(dǎo)通孔2流出去與換熱器進(jìn)行熱交換，使環(huán)境溫度上升；當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，兩個(gè)記憶彈簧中的一個(gè)(如果環(huán)境溫度在室溫附近，則是第一記憶彈簧13；如果環(huán)境溫度在可調(diào)節(jié)低溫附近，則是第二記憶彈簧14)發(fā)生相變并膨脹，通過(guò)導(dǎo)向體15使磁環(huán)10和聚磁鐵圈11向下位移，在磁環(huán)10對(duì)防水殼21內(nèi)磁柱18的磁相互作用力作用下，閥芯組件向下運(yùn)動(dòng)，閥門(mén)向關(guān)閉狀態(tài)調(diào)節(jié)，阻止水流攜帶熱能從導(dǎo)通孔2流出去進(jìn)行熱交換，使環(huán)境溫度下降，從而起到雙溫度段調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的作用。
另外，為能人為控制所恒定的環(huán)境溫度，在外殼8和防水殼21之間設(shè)有調(diào)節(jié)輪17和調(diào)節(jié)筒16，其中調(diào)節(jié)輪17的外齒與外殼8的內(nèi)齒相嚙合，調(diào)節(jié)輪17的內(nèi)螺紋與調(diào)節(jié)筒16上部的外螺紋相齒合，調(diào)節(jié)筒16下部的內(nèi)螺紋與防水殼21中部的外螺紋相齒合。并且調(diào)節(jié)筒16具有對(duì)磁環(huán)10軸向限位的突起。在使用過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)外殼8而帶動(dòng)調(diào)節(jié)輪17和調(diào)節(jié)筒16來(lái)改變磁環(huán)10的位置，通過(guò)其與密封在防水殼21內(nèi)的磁柱18間的磁作用力，即可驅(qū)動(dòng)活塞24改變與導(dǎo)通孔2的相對(duì)位置，從而完成對(duì)環(huán)境溫度控制的設(shè)置。在本優(yōu)選實(shí)施例中，使用外殼鎖6來(lái)限制外殼的轉(zhuǎn)動(dòng)，外殼鎖6具有4個(gè)對(duì)稱均勻分布的外殼鎖爪601，它們卡入外殼8上的相應(yīng)通氣孔12中。外殼鎖6下部與外殼鎖銷5螺紋連接，而外殼鎖銷5受底座7上臺(tái)階的限制而不會(huì)發(fā)生軸向的運(yùn)動(dòng)。這樣，就保證了外殼8既能在底座7中轉(zhuǎn)動(dòng)，又不會(huì)脫落。
另外，為防止水壓變化時(shí)閥門(mén)可能失效，在活塞24上設(shè)有均壓孔(未示出)，使得即使水壓變化，仍能保證活塞24兩邊壓力平衡，從而記憶彈簧的收縮和膨脹能夠改變導(dǎo)通孔2水流的大小。
權(quán)利要求1.一種控溫閥門(mén)，包括閥體，其內(nèi)部設(shè)置的導(dǎo)通孔連通進(jìn)口室和出口室；外殼，位于底座中，所述底座連接到所述閥體上；防水殼，密封連接到所述閥體上并位于所述外殼內(nèi)；驅(qū)動(dòng)部分，位于防水殼外部，包括偏振彈簧、由所述偏振彈簧支撐的磁環(huán)、驅(qū)動(dòng)所述磁環(huán)的導(dǎo)向體和驅(qū)動(dòng)所述導(dǎo)向體的記憶彈簧；閥芯組件，位于防水殼內(nèi)部，包括活塞、連桿、通過(guò)磁相互作用可由防水殼外的所述磁環(huán)驅(qū)動(dòng)的磁柱和磁柱杯，所述連桿的一端與所述磁柱杯的下部作緊配合，另一端與所述活塞作緊配合，其特征在于所述記憶彈簧包括串聯(lián)的兩部分，即第一記憶彈簧和第二記憶彈簧，這兩部分相變溫度不同。
2.如權(quán)利要求1所述的控溫閥門(mén)，其特征在于所述磁環(huán)外還套有導(dǎo)磁金屬圈，用于增強(qiáng)磁相互作用。
3.如權(quán)利要求1所述的控溫閥門(mén)，其特征在于所述第一記憶彈簧的溫度調(diào)節(jié)范圍在15℃到25℃之間，所述第二記憶彈簧的溫度調(diào)節(jié)范圍在5℃到15℃之間。
4.如權(quán)利要求1或2所述的控溫閥門(mén)，其特征在于所述外殼和所述防水殼之間有調(diào)節(jié)輪和調(diào)節(jié)筒，其中所述調(diào)節(jié)輪的外齒與所述外殼的內(nèi)齒相嚙合，所述調(diào)節(jié)輪的內(nèi)螺紋與所述調(diào)節(jié)筒上部的外螺紋相齒合，所述調(diào)節(jié)筒下部的內(nèi)螺紋與所述防水殼中部的外螺紋相齒合，并且所述調(diào)節(jié)筒具有對(duì)所述磁環(huán)軸向限位的突起。
5.如權(quán)利要求1或2所述的控溫閥門(mén)，其特征在于所述閥體與所述防水殼螺紋連接并用橡膠墊圈密封。
6.如權(quán)利要求1或2所述的控溫閥門(mén)，其特征在于所述外殼上分布著通氣孔以保證所述記憶彈簧的溫度和環(huán)境溫度一致。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種直接調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的雙溫度段控溫閥門(mén)。防水殼螺紋連接在閥體上并用橡膠墊圈密封。位于防水殼外部的驅(qū)動(dòng)部分包括偏振彈簧以及由其支撐的磁環(huán)、導(dǎo)向體和記憶彈簧，記憶彈簧通過(guò)導(dǎo)向體來(lái)驅(qū)動(dòng)磁環(huán)。位于防水殼內(nèi)部的閥芯組件包括活塞、連桿、通過(guò)磁相互作用可由所述磁環(huán)驅(qū)動(dòng)的磁柱和磁柱杯。記憶彈簧包括串聯(lián)的兩部分，即第一記憶彈簧和第二記憶彈簧，這兩部分溫度調(diào)節(jié)范圍不同。所述磁環(huán)外還套有導(dǎo)磁金屬圈，用于增強(qiáng)磁相互作用。在外殼和防水殼之間設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)設(shè)定環(huán)境溫度。
文檔編號(hào)F16K1/00GK2692431SQ20042000312
公開(kāi)日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2004年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月11日
發(fā)明者孫華民 申請(qǐng)人:孫華民