專(zhuān)利名稱(chēng)：混合閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制冷熱水混合的閥。特別是涉及冷、熱水的混合具有壓力補(bǔ)償能力的上述類(lèi)型的閥。
現(xiàn)有技術(shù)中的壓力補(bǔ)償閥，具有獨(dú)立的上殼體和下殼體，獨(dú)立的水壓平衡芯，以及一個(gè)可以在彈簧加載的進(jìn)水口密封圈上滑動(dòng)的可旋轉(zhuǎn)的盤(pán)。對(duì)于這種閥，有的時(shí)候需要更換磨損的進(jìn)水口密封圈。通常，這些密封圈位于壓力平衡芯內(nèi)。例如，美國(guó)專(zhuān)利No.3,921,659的零件71和72，以及美國(guó)專(zhuān)利No，4,095,610的零件75-78。這樣，當(dāng)需要更換時(shí)，必須廢棄整個(gè)壓力平衡芯，或者拆卸磨損的密封圈并更換它們。
對(duì)于壓力補(bǔ)償閥，一個(gè)特別困難的問(wèn)題涉及和壓力作用膜片共同作用的往復(fù)活塞?；钊辉O(shè)計(jì)成在緊配合的孔中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種設(shè)計(jì)要求孔的嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)，以及活塞相對(duì)孔的垂直設(shè)置，以防止活塞在孔中卡住。要有效地工作，活塞必須可以相應(yīng)壓力差自由地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以得到進(jìn)水通道水流的接近常數(shù)的混合比。上述類(lèi)型的膜片作用活塞可見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利No.3,724,480；3,921,659和4,095,610。這要求過(guò)分昂貴的制造過(guò)程和/或過(guò)分嚴(yán)格的質(zhì)量控制，以避免公差偏差帶來(lái)的問(wèn)題。另外也希望簡(jiǎn)化這種閥的裝配操作和降低其費(fèi)用。
所以，存在對(duì)改進(jìn)的壓力補(bǔ)償混合閥的需求。
一方面，本發(fā)明包括一個(gè)有軸向孔和從孔延伸出去的開(kāi)口下端的閥體，閥體具有沿徑向突出并向孔中延伸的連接裝置；一個(gè)位于軸向孔中，可以控制通過(guò)閥的液流的可旋轉(zhuǎn)的閥件，該閥件還具有沿徑向向外的突出部分；以及一個(gè)位于軸向孔中的不可旋轉(zhuǎn)的開(kāi)口件，其上具有至少兩個(gè)軸向的孔。接合裝置可以幫助開(kāi)口件在閥體的開(kāi)口下端中定位，另外也提供了與可旋轉(zhuǎn)的閥件的突出部分相接觸的止動(dòng)表面。
在一個(gè)優(yōu)選方式中，接合裝置由從閥體上凸出的兩條間隔的凸條形成，在開(kāi)口件和閥體之間設(shè)有卡合裝置，使開(kāi)口件固定在閥體軸向孔的開(kāi)口下端上。
另一方面，可旋轉(zhuǎn)的閥件通過(guò)一個(gè)夾緊件連接在軸向孔中的閥桿上，一個(gè)外部止動(dòng)件通過(guò)裝在槽中的環(huán)狀件連接在閥桿上。
在另一種優(yōu)選方式中，有一種壓力補(bǔ)償混合閥，包括具有進(jìn)流腔以及通向進(jìn)流腔的熱水、冷水進(jìn)流通道的閥殼；在進(jìn)流腔中進(jìn)流通道之間延伸，將進(jìn)流腔分為冷水、熱水兩部分，并可相應(yīng)兩部分壓力差相對(duì)進(jìn)流通道移動(dòng)的膜片裝置；與膜片相連，并可以相應(yīng)膜片運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)流通道液流的補(bǔ)償閥裝置；分別與冷水、熱水部分相通的冷水、熱水出流口；以及控制出流口液流的混合閥裝置。補(bǔ)償閥裝置具有位于進(jìn)流通道，并可以控制熱水、冷水進(jìn)流通道液流的活塞頭閥件。還有一端連接膜片，另一端以自定位方式連接在活塞頭閥件上，允許活塞頭閥件以相對(duì)與膜片垂直的軸線彎曲的連接件。
在一種優(yōu)選方式中，連接零件具有夾住活塞件的柔性指狀部分。
在另一種優(yōu)選方式下，提供了一種上述類(lèi)型的壓力補(bǔ)償混合閥，它同時(shí)具有，活塞件的自定位和柔性連接，以及為不可旋轉(zhuǎn)的開(kāi)口件提供在閥件上的定位和為可旋轉(zhuǎn)的閥件提供止動(dòng)表面的不可旋轉(zhuǎn)開(kāi)口件的接合裝置。
本發(fā)明的目的包括a.提供上面類(lèi)型的閥，維修時(shí)可以容易地裝配和分解；b.提供上面類(lèi)型的閥，可以避免壓力補(bǔ)償組件因制造公差而導(dǎo)致的問(wèn)題；c.提供上面類(lèi)型的閥，內(nèi)部止動(dòng)裝置同時(shí)起到連接裝置作用；d.提供上面類(lèi)型的閥，可以容易地進(jìn)行零部件更換。
本發(fā)明的這些和其它一些目的和優(yōu)點(diǎn)，可以通過(guò)下面的描述更加清楚。在下面的詳細(xì)描述中，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。這些實(shí)施例并不代表本發(fā)明的全部范圍。


圖1是本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例的壓力補(bǔ)償混合閥(在裝配型式下)的透視圖；圖2是圖1中所示的閥組件的零部件的分解透視圖；圖3是圖2中壓力補(bǔ)償分組件的分解透視圖；圖4是沿圖1中線4-4的放大剖面圖；圖5是沿圖4中線5-5的剖面圖；圖6是混合閥組件的頂視圖，虛線所示是另一閥桿位置；圖7是沿圖4中線7-7的剖面圖；圖8是組成閥組件上面部分的零部件的分解透視圖；圖9是壓力補(bǔ)償膜片和活塞的放大剖面圖；圖10是局部放大圖，說(shuō)明本發(fā)明中的定位凸條和閥體的內(nèi)部止動(dòng)表面；圖11是沿圖10中線11-11的剖面圖；圖12是沿圖8中線12-12的剖面圖，但開(kāi)口閥件旋轉(zhuǎn)了90特別參見(jiàn)圖1和圖2，壓力補(bǔ)償混合閥10，包括上面部分或混合閥12，以及與之相連接的閥殼14，閥殼上有熱水和冷水進(jìn)流通道16和17。閥殼上還有兩個(gè)出流口19和20，以及容納壓力平衡芯23的腔體25?；旌祥y12有一個(gè)開(kāi)口環(huán)26和可旋轉(zhuǎn)的閥零件，或者密封盤(pán)21，用來(lái)和壓力平衡芯23共同作用(下面要說(shuō)明)。
如圖4所示，方向箭頭表明了水流在閥殼14和混合閥12中的路線。熱水和冷水從進(jìn)流口16和17進(jìn)入，向上流經(jīng)進(jìn)流通道28和29，通過(guò)壓力補(bǔ)償芯23，再向上流經(jīng)混合閥12，然后從這里向下流，沿壓力補(bǔ)償芯23外面和閥殼14里面，最后流到出流口19和20。水流路線的出流口部分在圖5中最清楚。
壓力補(bǔ)償芯23具有進(jìn)流通道28和29，通過(guò)O型圈31與熱水、冷水進(jìn)流口16和17密封連接。壓力補(bǔ)償芯23上還有與進(jìn)流通道28和29相連的橫向通道32和33?；钊^閥零件34和35安裝在橫向通道32和33中，并可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
活塞34和35通過(guò)兩根塑料平衡桿40和41與柔性橡膠膜38相連。這在圖3和圖9中最清楚。平衡桿40和41具有轂部分43和44，以及延伸出并通過(guò)膜片38的中間開(kāi)孔38’互相連接的中心部分43’和44’。互鎖的腿部46就是用于這個(gè)目的。轂部分43和44有如44”的切槽，用于容納膜片38的內(nèi)卷邊38”。平衡桿40和41分別具有從各自的轂部分43和44延伸出去的指狀部分48、49和50、51。指狀部分48-51分別具有向內(nèi)延伸的唇部48’、49’和50’、51’，用于卡裝在各自活塞34和35的槽53和54中。
如圖4所示，柔性膜片38通過(guò)外周卷邊部分38’”，夾在壓力補(bǔ)償芯23的相對(duì)的殼體部分23’和23”之間。參考圖3，螺釘45起連接殼體部分23’和23”的作用。
膜片38和活塞34、35一起控制流入壓力補(bǔ)償芯23的腔體27中的熱水和冷水，其作用方式如美國(guó)專(zhuān)利No.3,724,480中所描述，該專(zhuān)利的教導(dǎo)在此結(jié)合作為參考。簡(jiǎn)單地說(shuō)明如下，如果熱水壓力增加，將使膜片38向右移動(dòng)，如圖4中可見(jiàn)，導(dǎo)致活塞34更多地堵住進(jìn)流通道28，并露出進(jìn)流通道29，這樣就減少了熱水流量和增加了冷水流量。同樣原理，冷水壓力增加時(shí)會(huì)導(dǎo)致相反方式的運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的熱水和冷水經(jīng)過(guò)橫向通道32和33以及分隔的腔體25，到達(dá)出流口56和57，出流口56和57分別與混合閥12的開(kāi)口環(huán)26的進(jìn)流口62和63對(duì)準(zhǔn)，也可見(jiàn)于圖8。
開(kāi)口環(huán)26由塑料材料構(gòu)成，具有通過(guò)密封圈64與壓力補(bǔ)償芯23密封連接的開(kāi)口62和63。密封圈64裝在開(kāi)口62和63上，由彈簧65壓緊在密封盤(pán)21上。開(kāi)口環(huán)26具有切槽67，用于相對(duì)塑料閥體72的軸向孔73的內(nèi)壁71上的凸條69定位。這可見(jiàn)于圖8，其中開(kāi)口環(huán)旋轉(zhuǎn)了180°，也可見(jiàn)于圖10和圖11，這樣也提供了開(kāi)口環(huán)26和閥體72之間的定位，以及前面描述過(guò)的開(kāi)口56、57和62、63的定位。O型圈74提供了開(kāi)口環(huán)26和閥體72之間的密封連接。參考圖8，密封盤(pán)21和閥桿84通過(guò)開(kāi)孔80和接合面84’互相連接。固定夾86起到通常的固定作用。
密封盤(pán)21具有幾何形狀不同的節(jié)流口。78和79，用于調(diào)節(jié)通過(guò)進(jìn)流口62和63的水流。節(jié)流口幾何形狀不同，可以得到手柄旋轉(zhuǎn)和出流溫度之間的線性關(guān)系。止動(dòng)面或凸出部分81和82位于密封盤(pán)21外邊緣，并和凸條69共同作用，限制密封盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)。這也可見(jiàn)于圖7。
如圖6和圖8所示，一個(gè)外部止動(dòng)件87從閥體72頂上延伸出來(lái)。它和止動(dòng)調(diào)整套筒88共同作用，套筒上有與止動(dòng)臂91相連的調(diào)整螺釘93，用于與止動(dòng)部分87相接觸。如圖8所示，滾花開(kāi)口90用于與閥桿84連接。O型圈95裝在閥桿84上的槽84”中，用于固定止動(dòng)調(diào)整套筒88，套筒88通過(guò)進(jìn)一步限制密封盤(pán)21的轉(zhuǎn)動(dòng)，提供了液流控制的精確調(diào)整。另外的密封圈85裝在槽84”中，位于閥桿84和閥體72之間，以及圖4中所示的位于閥體72和閥殼14之間的密封圈74。螺釘97在閥體72和閥殼14之間起通常的連接作用。
圖12和圖8，說(shuō)明了塑料開(kāi)口環(huán)26和塑料閥體72之間的卡裝特性。這由如標(biāo)號(hào)92所示的圓周間隔的凸條，和閥體72上環(huán)形槽94之間的彈性摩擦接合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的重要特征之一，是具有進(jìn)流口62和63的開(kāi)口環(huán)26。如前面所述，它靠摩擦作用固定在閥體72上。由于這種摩擦配合，開(kāi)口環(huán)可以十分容易地裝配。當(dāng)密封圈66磨損時(shí)，可以十分容易地用另外的開(kāi)口環(huán)中新的一套來(lái)更換。這避免了處理密封圈和彈簧尺寸的問(wèn)題。
另外，凸條69不僅提供了開(kāi)口環(huán)26在閥體72上的定位，而且同時(shí)作為內(nèi)部止動(dòng)裝置，與密封盤(pán)26的止動(dòng)表面81和82共同作用。
本發(fā)明的另一重要特征，是活塞34、35和膜片38之間通過(guò)柔性指狀部分48-51的自定位連接，或者說(shuō)活動(dòng)連接。在現(xiàn)有技術(shù)中的活塞和膜片之間的連接，是剛性的一體式的連接，活塞和定位桿是一體的、或是用螺紋連接在一起。由于活塞頭在緊配合的孔中運(yùn)動(dòng)，這種設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格的孔的對(duì)準(zhǔn)和活塞與孔的垂直，以防止活塞卡住。工作時(shí)，活塞必須能夠相應(yīng)壓力差自由地來(lái)回移動(dòng)。本發(fā)明中的柔性指狀部分和卡裝式連接方式，使活塞34和35活動(dòng)裝配在平衡桿40和41上，使它們可以相對(duì)壓力平衡孔32和33自定位。對(duì)于活塞和孔之間的垂直關(guān)系，以及孔的對(duì)準(zhǔn)的要求，都不再需要如此嚴(yán)格。
由此可知，壓力平衡效果的獲得，不再需要對(duì)活塞34和35相對(duì)各自孔的公差和配合加以特別的注意。進(jìn)一步說(shuō)，用指狀部分48-51和塑料平衡桿40、41，替代金屬延伸桿來(lái)連接膜片也降低了產(chǎn)品成本。
本發(fā)明的又一特征，如前面所述，是可更換的開(kāi)口環(huán)26和彈簧壓緊的密封圈66。這樣開(kāi)口環(huán)可以迅速卡裝到閥殼上，提供了制造上的方便。與開(kāi)口環(huán)26配合的定位凸條69，同時(shí)也作為密封盤(pán)21的內(nèi)部止動(dòng)裝置，進(jìn)一步提高了制造效率。另外，用固定夾86和O型圈95來(lái)固定密封盤(pán)21和止動(dòng)調(diào)整套筒88，使裝配操作更加容易。
本發(fā)明還有一個(gè)特征，在于閥的修理，可以通過(guò)更換開(kāi)口環(huán)26容易而迅速地更換密封圈66。
這樣，本發(fā)明提供了改進(jìn)的混合閥。雖然上面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，對(duì)于本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯，在不偏離本發(fā)明精神和范圍前提下，可以有許多改型和改變。例如，雖然已示出開(kāi)口環(huán)特征和自對(duì)準(zhǔn)的活塞特征出現(xiàn)在同一壓力補(bǔ)償混合閥中，但很明顯，它們可以單獨(dú)應(yīng)用。相應(yīng)地，開(kāi)口環(huán)特征可以用于沒(méi)有壓力平衡的閥中，反過(guò)來(lái)，活塞34和35柔性連接的壓力平衡作用也可用于沒(méi)有開(kāi)口環(huán)特征的混合閥中。另外，雖然所示的是管路閥，這種閥也可用于其它流體閥。并且所提到的特指的材料并非是唯一可用的材料。所以這些以及其它在本發(fā)明精神之內(nèi)的改型，包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種閥，它包括一個(gè)具有軸向孔和從孔延伸出去的開(kāi)口下端的閥體，閥體具有沿徑向突出并向孔內(nèi)延伸的連接裝置；一個(gè)位于軸向孔中，可以控制通過(guò)閥的液流的可旋轉(zhuǎn)的閥件，該閥件具有沿徑向向外的突出部分；以及一個(gè)位于軸向孔中的不可旋轉(zhuǎn)的開(kāi)口件，其上具有至少兩個(gè)軸向孔；因此接合裝置可以幫助開(kāi)口件在閥體的開(kāi)口下端中定位，同時(shí)也作為與可旋轉(zhuǎn)閥件突出部分接觸的止動(dòng)表面。
2.口權(quán)利要求1中的閥，其特征在于，所述的接合裝置由從閥體延伸出來(lái)的兩條間隔開(kāi)的柔性凸條形成，所述的開(kāi)口件上具有和凸條相匹配的槽。
3.如權(quán)利要求1中的閥，其特征在于，所述的開(kāi)口件通過(guò)摩擦接合裝置裝在閥體軸向孔的開(kāi)口下端。
4.如權(quán)利要求1中的閥，其特征在于，所述的可旋轉(zhuǎn)的閥件通過(guò)夾緊件連接軸向孔中閥桿上，一個(gè)外部止動(dòng)件通過(guò)裝在槽中的環(huán)狀件在閥體外連接在閥桿上。
5.一種壓力補(bǔ)償混合閥，它包括，具有進(jìn)流腔以及通向進(jìn)流腔的熱水、冷水進(jìn)流通道的閥殼；在進(jìn)流腔中進(jìn)流通道之間延伸，將進(jìn)流腔分為冷水、熱水兩部分，并可相應(yīng)兩部分壓力差相對(duì)進(jìn)流通道移動(dòng)的膜片裝置；與膜片相連，并可以相應(yīng)膜片運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)流通道液流的補(bǔ)償閥裝置，分別與冷水、熱水部分相通的冷水、熱水出流口；以及控制出流口液流的混合閥裝置，改進(jìn)包括補(bǔ)償閥裝置，具有位于進(jìn)流通道，并可以控制熱水、冷水進(jìn)流通道液流的活塞頭閥件，以及一端連接膜片，另一端以自定位方式連接在活塞頭閥件上，允許活塞頭閥件相對(duì)與膜片垂直的軸線彎曲的連接件。
6.如權(quán)利要求5中的閥，其特征在于，所述的連接件具有夾住活塞的柔性指狀部分。
7.如權(quán)利要求6中的閥，其特征在于，所述的活塞件具有一個(gè)槽，柔性指狀部分具有可以裝在槽中的唇部。
8.如權(quán)利要求5中的閥，其特征在于，所述的連接件具有擴(kuò)展的連接部分，可以把膜片夾在其間。
9.如權(quán)利要求5中的閥，其特征在于，所述的混合閥還包括一個(gè)具有軸向孔和沿孔延伸出的開(kāi)口下端的閥體，閥體還具有沿徑向突出并向孔中延伸的接合裝置；一個(gè)位于軸向孔中，控制通過(guò)閥的液流的可旋轉(zhuǎn)的閥件，所述的閥件還具有沿徑向向外的突出部分；以及一個(gè)位于軸向孔中的不可旋轉(zhuǎn)的閥件，該閥件具有至少兩個(gè)軸向孔；因而所述的接合裝置有助于開(kāi)口件在閥體開(kāi)口下端中定位，同時(shí)也提供與可旋轉(zhuǎn)閥件突出部分相接觸的止動(dòng)表面。
全文摘要
公開(kāi)了一種膜片和往復(fù)活塞式的壓力補(bǔ)償混合閥，其中膜片和活塞之間具有柔性連接。該柔性連接使活塞在進(jìn)水通道中可以自定位。在一優(yōu)選方式中，用作可以提供開(kāi)口閥件的定位和提供內(nèi)部止動(dòng)裝置的混合閥。
文檔編號(hào)F16K11/06GK1161079SQ95195694
公開(kāi)日1997年10月1日 申請(qǐng)日期1995年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月15日
發(fā)明者韋爾登·R·庫(kù)恩, 杰弗里·F·坦帕斯, 達(dá)納·F·布奇科恩 申請(qǐng)人:科勒公司