專利名稱：液壓控制的恒溫混合閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及恒溫混合閥，具體來(lái)說(shuō)，涉及恒溫混合閥的液壓控制。
背景技術(shù)：
在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知有一種恒溫混合閥，其通過(guò)控制供應(yīng)的熱水和冷水的比例來(lái)控制熱水的溫度。
自從管道熱水和冷水變?yōu)榻ㄖ飪?nèi)很普通的特征以來(lái)，人們一直知道有不方便的情況發(fā)生，其因供應(yīng)到諸如一淋浴器之類的公共出口的熱水或冷水溫度或壓力突然變化而造成。在極其嚴(yán)重的情形中，從出口流出的水的溫度的變化會(huì)導(dǎo)致使用者相當(dāng)?shù)夭皇娣騻κ褂谜?，尤其是在小臥室中的淋浴房?jī)?nèi)。冷水供應(yīng)中的壓力突然下降，例如，當(dāng)鄰近的抽水馬桶沖水時(shí)即發(fā)生水壓下降，這將造成淋浴水的溫度突然上升，可能發(fā)生危險(xiǎn)的情況。
根據(jù)以下六種分類，用于混合熱水和冷水的自調(diào)節(jié)混合閥可定義如下第一種類型自調(diào)節(jié)閥利用一壓力平衡機(jī)構(gòu)來(lái)防止在一個(gè)供水管線內(nèi)因壓力變化引起的溫度突然變化。然而，該類型的閥不響應(yīng)于熱水供應(yīng)管線內(nèi)水溫的下降。因此，其不能補(bǔ)償逐漸的溫度變化，這種變化發(fā)生在家庭用水高峰或其后家庭用水下降引起的熱水水箱降溫時(shí)。這種類型混合閥以下述專利揭示的閥為代表，一是Symmons于1943年1月12日提交的美國(guó)專利2,308,127，其題為“不造成燙傷的混合閥”，另一個(gè)是Goncze等人于2000年4月18日提交的美國(guó)專利6,050,285，其題為“壓力平衡閥”。
同樣地，如美國(guó)專利5,161,737所揭示的，減壓閥平衡進(jìn)入到混合閥的入口內(nèi)的壓力，然后再穩(wěn)定溫度。這樣的壓力平衡閥的設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜，它們?nèi)允芰魅肓黧w的任何溫度變化的影響。因此，這些壓力平衡閥不能保持一穩(wěn)定的溫度。
另一類型的自調(diào)節(jié)閥提供一關(guān)閉機(jī)構(gòu)，當(dāng)出水溫度超過(guò)某個(gè)預(yù)選的最大溫度時(shí)，它自動(dòng)地停止或分流從閥排出的水流。該類型閥的一個(gè)實(shí)例揭示在以下的專利中，即，Schlaich于1950年12月19日提交的美國(guó)專利2,534,378，其題為“用于淋浴器頭和其它熱水出口的安全性控制”。
第三類型的自調(diào)節(jié)閥是一直接驅(qū)動(dòng)的恒溫控制閥。這些閥通常包括一外殼，外殼具有一混合腔室、熱水和冷水入口以及設(shè)置在入口和混合腔室之間的一比例閥。設(shè)置在混合腔室內(nèi)的一溫度響應(yīng)元件一端直接偶聯(lián)到比例閥而另一端偶聯(lián)到外殼上。該類型閥的諸實(shí)例揭示在以下的專利中Fields于1939年6月10日提交的美國(guó)專利2,272,403，其題為“混合閥”；Plett于1949年3月8日提交的美國(guó)專利2,463,640，其題為“恒溫的水控制”；以及，Grohe于1970年11月10日提交的美國(guó)專利3,539,099，其題為“恒溫器控制的混合龍頭”。
一種恒溫混合閥，它是不同于上述直接驅(qū)動(dòng)的恒溫控制閥的另一種類型閥，諸如以下專利所揭示的閥Stewart于1992年4月28日提交的美國(guó)專利5,108,032，其題為“流體混合控制閥”；Bergmann于1992年5月5日提交的美國(guó)專利5,110,044，其題為“盥洗用混合閥”；Kline于1993年4月20日提交的美國(guó)專利5,203,496，其題為“帶有流體混合的恒溫控制閥”，在該種恒溫的混合閥中，熱和冷流體的相對(duì)流率通過(guò)一直接根據(jù)熱力響應(yīng)元件設(shè)定的比例閥進(jìn)行控制。
然而，如此直接驅(qū)動(dòng)的恒溫控制閥不能提供恒定的出水溫度，相反，卻大大地減小出水溫度與預(yù)選溫度的偏差，其結(jié)果減小供水管線內(nèi)溫度或壓力的變化。使用者通過(guò)調(diào)整比例閥的位置而給定一預(yù)選的溫度，可以選擇一溫度。如果供水溫度和壓力保持不變，則比例閥保持不動(dòng)，而出水溫度保持在預(yù)選的溫度上。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)由溫度響應(yīng)機(jī)構(gòu)組成，其一端直接連接于比例閥，另一端連接于外殼，該系統(tǒng)保持在靜平衡狀態(tài)中。
然而，如果一個(gè)供水管線內(nèi)的水壓或溫度呈現(xiàn)為一新值，則出水溫度暫時(shí)變化。溫度響應(yīng)機(jī)構(gòu)響應(yīng)于該溫度變化，沿著趨于將混合水溫恢復(fù)到原先水平的方向直接移動(dòng)比例閥。當(dāng)比例閥響應(yīng)于出水溫度變化時(shí)，最終致使溫度響應(yīng)機(jī)構(gòu)使其運(yùn)動(dòng)方向反過(guò)來(lái)，引起一震蕩時(shí)期。此后，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)將尋求一對(duì)應(yīng)于新的平衡的出水溫度的新的平衡位置。該新的平衡水溫與預(yù)選的溫度不同，因?yàn)閷?duì)應(yīng)于預(yù)選溫度的溫度響應(yīng)機(jī)構(gòu)的位置處于初始機(jī)構(gòu)的位置。
揭示的第四類型自調(diào)節(jié)閥是反饋伺服機(jī)構(gòu)閥(feedback servomechanismvalve)。該閥使用一閥元件，其不通過(guò)溫度響應(yīng)元件直接連接于外殼。當(dāng)溫度響應(yīng)元件檢測(cè)到與預(yù)選值的偏差時(shí)一信號(hào)傳送到一閥元件，致使其沿恢復(fù)出水溫度的方向移動(dòng)。當(dāng)由溫度響應(yīng)元件檢測(cè)到已達(dá)到預(yù)選出水溫度時(shí)停止信號(hào)的傳送。該類型閥的諸實(shí)例揭示在以下的專利中Cartier于1932年8月2日提交的美國(guó)專利1,869,663，其題為“恒溫的混合裝置”；Brown于1948年9月21日提交的美國(guó)專利2,449,766，其題為“產(chǎn)生均勻流體混合的裝置”；Brown于1951年2月20日提交的美國(guó)專利2,542,273，其題為“溫度控制的混合閥”；Brown于1951年5月1日提交的美國(guó)專利2,550,907，其題為“溫度控制的混合閥”Taplin于1971年2月9日提交的美國(guó)專利3,561,481，其題為“自動(dòng)防故障的伺服控制的混合閥”；Halkema于1972年2月15日提交的美國(guó)專利3,642,199，其題為“用于熱和冷液體的恒溫混合器”；以及，MacDonald于1984年7月10日提交的美國(guó)專利4,458,839，其題為“恒溫閥組件”。所有上述發(fā)明包括使用小部分的流量根據(jù)溫度變化來(lái)調(diào)節(jié)閥元件的運(yùn)動(dòng)。
從理論上講伺服機(jī)構(gòu)閥較之于直接操作的閥有了改進(jìn)，因?yàn)楫?dāng)達(dá)到預(yù)選溫度時(shí)(不管是供水的溫度還是壓力)溫度響應(yīng)元件恢復(fù)到相同的平衡位置。由于不要求震蕩衰退時(shí)間來(lái)達(dá)到一平衡位置(如直接操作的恒溫控制閥那樣)，所以，伺服機(jī)構(gòu)閥更快地響應(yīng)來(lái)調(diào)整出水溫度。因此，伺服機(jī)構(gòu)恒溫閥更準(zhǔn)確地保持預(yù)選的溫度。
應(yīng)該指出的是因?yàn)椴黄胶鉅顟B(tài)會(huì)改變閥件的平衡位置，所以，大部分伺服機(jī)構(gòu)閥不以上述理論上的方式作出響應(yīng)而給予一熱和冷入口水的極端壓力不平衡。
此外，與傳統(tǒng)閥相比，所揭示的伺服機(jī)構(gòu)閥特別大。再者，伺服機(jī)構(gòu)閥和兩級(jí)閥組件共同的是，長(zhǎng)而窄的流體通道因供水中的懸浮顆粒容易被堵塞。
第五類型閥是兩級(jí)閥組件。第一級(jí)包括壓力平衡裝置，其補(bǔ)償壓力變化，保持不變的熱和冷水壓比。下游的第二級(jí)是一恒溫控制比例閥。該類閥的一實(shí)例揭示在以下的專利中Grohe于1970年11月10日提交的美國(guó)專利3,539,099，其題為“調(diào)溫裝置控制的混合龍頭”。使用該類閥，出水溫度可在寬范圍的供水壓力和溫度下保持恒定。該閥的主要缺點(diǎn)在于，與單級(jí)閥相比，部件的數(shù)量、組件的成本以及閥組件所需要的空間都大大地提高。
溫度控制的第六種方法是使用一負(fù)反饋裝置，通常包括熱和冷水入口、一混合腔室、一分檔器或其它電機(jī)控制的閥、一溫度傳感器、一用來(lái)比較溫度傳感器信號(hào)與參照信號(hào)的電氣比較器單元，以及一用來(lái)保持盡可能小的信號(hào)差的電機(jī)控制器。這樣的系統(tǒng)通常包括復(fù)雜的電子器件、微處理器和電源。需要安全地防護(hù)以免電擊，還需防止電力喪失以避免對(duì)混合水溫失去控制的風(fēng)險(xiǎn)。這些裝置如例如用于家庭中的淋浴器，既昂貴又不實(shí)用。
現(xiàn)參照Simonov等人于1995年6月27日提交的美國(guó)專利5,427,312，其題為“恒溫混合閥及其使用方法”，其中，揭示了一恒溫混合閥和使用方法。該恒溫混合閥使進(jìn)入的熱水和冷水在一混合腔室內(nèi)混合，該閥通過(guò)一設(shè)置在離混合腔室的流體出口內(nèi)的熱響應(yīng)元件進(jìn)行控制。一用來(lái)分配運(yùn)行水流的分流器受到熱響應(yīng)元件的控制。通過(guò)流體壓力而被致動(dòng)，一驅(qū)動(dòng)器連接到分流器上，以便控制驅(qū)動(dòng)器的位置。分流器用來(lái)控制熱和冷流體的流動(dòng)。設(shè)置諸通道來(lái)連接分流器和其中一個(gè)流體入口，連接分流器和閥體的外面，引走用過(guò)的運(yùn)行流體并連接分流器與驅(qū)動(dòng)器。
如果供應(yīng)到如US 5,427,312中揭示的混合閥內(nèi)的熱或冷流體的壓力或溫度變化到一新的值，則出口流體的溫度將暫時(shí)地發(fā)生變化，直到比例閥恢復(fù)出口溫度為止。此混合閥存在有一顯著的缺點(diǎn)。諸進(jìn)入流體中之一中只有一小部分的流動(dòng)被利用為一操作流動(dòng)，然后，它必須分離地從閥體排出。該操作流動(dòng)裝載在一小孔的管道內(nèi)，其結(jié)果，存在有小孔管道堵塞的很大風(fēng)險(xiǎn)。
因此，需要提供一種混合閥，它便宜、緊湊，并且盡管供應(yīng)的熱和冷液體的溫度或壓力變化但其仍提供穩(wěn)定的輸出流的溫度。還需要這樣一閥來(lái)防止熱或冷的供應(yīng)液體的阻塞，以免使用者受到危險(xiǎn)，尤其是來(lái)自于只供應(yīng)熱液體流的危險(xiǎn)。此外，混合閥必須不遭受因供應(yīng)流體中固體顆粒的積聚或停電的原因造成的失效或故障。
發(fā)明概要本發(fā)明的目標(biāo)是在一簡(jiǎn)單和緊湊的混合閥中提供一液壓控制機(jī)構(gòu)。沒有機(jī)械連接，通過(guò)位于一比例閥與一外殼之間的檢測(cè)元件造成一穩(wěn)定的液體輸出流的溫度(盡管熱和冷供應(yīng)液體中有溫度或壓力的變化)。利用基本上全流量流體來(lái)致動(dòng)閥機(jī)構(gòu)，致使閥機(jī)構(gòu)不遭受因固體材料或固體顆粒的累積在窄流體通道內(nèi)造成堵塞引起的失效。本發(fā)明還尋求提供一種混合閥，它保護(hù)使用者免遭全部流動(dòng)的失效，尤其是冷水的供應(yīng)。此外，本發(fā)明要求沒有隨供電帶給使用者的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選的實(shí)施例，提供一流體混合閥，其從具有不同的變化溫度和不同的變化壓力的第一和第二流體流形成一混合的流體流，該混合的流體流具有一基本上穩(wěn)定的預(yù)選溫度，溫度值介于第一和第二流體流的溫度之間。該流體混合閥包括一外殼，該外殼包括一接納第一流體流的第一流體入口、一接納第二流體流的第二流體入口以及一用于合成的混合流體流的第一流體出口。該流體混合閥還包括一設(shè)置在外殼內(nèi)的混合調(diào)節(jié)組件(mixing regulationassembly)，它包括一與第三和第四流體入口間隔開的混合元件，以及，一布置成與第三和第四流體入口流體連通的第二流體出口，第三和第四流體入口布置成允許第一和第二流體流通過(guò)其中，以使其便于混合成為一混合的流體流，第二流體出口布置成便于混合的流體流從其中流出。
該混合調(diào)節(jié)組件還包括一流體分流器(stream divider)，其布置成與第二流體出口流體連通，它操作而將混合的流體流分成兩個(gè)分量流，各分量具有的流量和壓力基本上與另一分量相等。此外，該混合調(diào)節(jié)組件還包括至少一個(gè)流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，用來(lái)協(xié)調(diào)地增加其中一個(gè)分量的流量而減小另一分量的流量，這樣，在兩個(gè)分量流之間誘發(fā)一壓差，至少一個(gè)熱響應(yīng)元件布置在流體流中，并與至少一個(gè)分量流形成傳熱，且響應(yīng)于分量流的溫度與預(yù)選溫度之間的溫差可操作來(lái)控制至少一個(gè)流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，該混合調(diào)節(jié)組件還包括一重新組合和排出裝置(recombination and discharge means)，其用來(lái)將分量流重新組合成一混合的流體流，以便通過(guò)第一流體出口從流體混合閥輸出。
該混合調(diào)節(jié)組件響應(yīng)于分量流的溫度與預(yù)選溫度之間的溫差進(jìn)行操作，所述溫差由第一和第二流體流中的至少一個(gè)的溫度或壓力變化造成。響應(yīng)于兩個(gè)分量流體流之間的誘發(fā)的壓差，它調(diào)整第一和第二流體流的相對(duì)流動(dòng)，以便平衡兩個(gè)分量流的溫度與預(yù)選溫度之間的溫差，由此基本上將混合的流體流恢復(fù)到預(yù)選的溫度。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，流體混合閥具有第一和第二流體入口，它們分別包括機(jī)械連接的第一和第二入口閥，以便控制第一和第二流體流的相應(yīng)的入口流。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，響應(yīng)于混合元件，第一和第二入口閥基本上增加通過(guò)一個(gè)入口的流動(dòng)，而同時(shí)減小通過(guò)另一個(gè)入口的流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，第一流體出口包括一出口流調(diào)節(jié)器閥(outletflow regulator valve)用來(lái)控制通過(guò)流體混合閥的流量。
根據(jù)本發(fā)明的還有一實(shí)施例，外殼包括至少一個(gè)外殼元件和至少一個(gè)封閉元件，以便于在內(nèi)部部署該混合調(diào)節(jié)組件。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，外殼還包括一用來(lái)變化混合流體流的預(yù)選溫度的溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)，該溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)壓差誘發(fā)機(jī)構(gòu)，用來(lái)變化兩個(gè)分量流體流之間的相對(duì)流量，其中，至少一個(gè)壓差誘發(fā)機(jī)構(gòu)選自以下一組中的一個(gè)一雙動(dòng)作閥；一位移機(jī)構(gòu)；以及一位置變化機(jī)構(gòu)，用來(lái)改變熱響應(yīng)元件的位置。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一添加的變型，溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成提供與變化的預(yù)選溫度相關(guān)的混合調(diào)節(jié)組件的一平衡結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，該混合調(diào)節(jié)組件在外殼內(nèi)被構(gòu)造為一工作元件，其響應(yīng)于兩個(gè)分量流體流之間的壓差而操作，并設(shè)置有一分離器用來(lái)基本上防止通過(guò)工作元件的兩個(gè)分量流體流之間的流體泄漏，其中，該分離器選自以下一組中之一一隔膜，它具有至少一個(gè)柔性膜；一活塞，它具有至少一個(gè)圓周的流體密封；以及一可轉(zhuǎn)動(dòng)操作的葉輪，它具有一周緣密封。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，該混合調(diào)節(jié)組件的操作用來(lái)調(diào)整所述第一和第二流體流的相對(duì)流動(dòng)，該混合調(diào)節(jié)組件選自以下一組中之一一轉(zhuǎn)動(dòng)操作的平面圓盤；一轉(zhuǎn)動(dòng)操作的球；一可移動(dòng)操作的平面滑動(dòng)件；以及一可移動(dòng)操作的卷軸管組件。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，可移動(dòng)操作的混合調(diào)節(jié)組件還包括至少一個(gè)節(jié)約空間的元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，流體流分流器選自以下一組中之一諸固定的孔板(orifice)；可調(diào)整的孔；以及設(shè)置在一公共軸上的諸葉輪。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在混合的流體的相對(duì)部分進(jìn)入流動(dòng)分流器之前，其通過(guò)一彈簧加載的旁路排出，由此，允許大流量的混合流體通過(guò)混合閥。
此外，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，至少一個(gè)熱響應(yīng)元件選自以下一組中之一雙金屬元件；熱膨脹元件，石蠟操作的調(diào)溫裝置以及流體操作元件。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變型，雙金屬元件被構(gòu)造成選自以下一組中之一圓盤、盤管和桿。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括一雙動(dòng)作閥，用來(lái)變化混合的流體流的預(yù)選溫度。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，該重新組合和排放裝置包括一雙動(dòng)作閥，用來(lái)變化兩個(gè)分量流體流的相對(duì)流量，以便在兩個(gè)分量流體流之間誘發(fā)一壓差，由此變化預(yù)選溫度。
此外，提供一種方法，用來(lái)從具有不同的變化溫度和不同的變化壓力的第一和第二入口流體流形成一混合的流體流，該混合的流體流具有一基本上穩(wěn)定的預(yù)選溫度，溫度值介于第一和第二入口流體流的溫度之間。該方法包括以下諸步驟組合第一和第二入口流體流以便形成一混合的流體流；將混合的流體流分成具有對(duì)應(yīng)的流量和壓力的兩個(gè)分量流體流，它們的流量和壓力基本上相等；檢測(cè)分量流體流的溫度與預(yù)選溫度之間的一溫差；使兩個(gè)分量流體流的基本上相等的流量造成不平衡，根據(jù)檢測(cè)到的兩個(gè)分量流體流的溫度與預(yù)選溫度之間的溫差使兩個(gè)分量流體流中之一的流量增加而減小兩個(gè)分量流體流中另一個(gè)的流量，由此在兩個(gè)分量流體流之間誘發(fā)一壓差；
相對(duì)于兩個(gè)分量流體流之間誘發(fā)的壓差調(diào)整第一和第二入口流體流的相對(duì)流量，以相對(duì)于兩個(gè)分量流體流之間的壓差增加第一和第二入口流體流之一的流量而減小另一流體流的流量，由此將兩個(gè)分量流體流的溫度基本上恢復(fù)到預(yù)選的流體溫度；以及重新組合兩個(gè)分量流體流以形成一組合的出口流。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，將混合的流體流分成兩個(gè)分量流體流的方法的步驟可使用一容積流分流器(volumetric flow divider)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，在組合所述第一和第二入口流體流以形成所述混合的流體流的方法步驟之后，有一將該混合的流體流的相應(yīng)部分直接排放到出口流中的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，檢測(cè)兩個(gè)分量流體流的溫度與預(yù)選溫度之間的溫差的方法步驟包括使用一熱響應(yīng)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，該方法還包括在檢測(cè)步驟之前的變化預(yù)選溫度的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，使兩個(gè)分量流體流的基本上相等的流量造成不平衡的方法步驟包括在兩個(gè)分量流體流之間誘發(fā)一壓差，由此改變混合流體流的預(yù)選溫度。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，調(diào)整第一和第二入口流體流的相對(duì)流速的方法步驟包括如果第一和第二入口流體流中的一個(gè)的流動(dòng)基本上終止，則基本上終止第一和第二入口流體流中之另一個(gè)的流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，重新組合兩個(gè)分量流體流的方法步驟包括調(diào)整兩個(gè)分量流體流的相對(duì)流量，以在兩個(gè)分量流體流之間誘發(fā)一壓差，由此，改變混合的流體流的預(yù)選溫度。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，將混合流體流分成兩個(gè)分量流體流的步驟和使兩個(gè)分量流體流的基本上相等的流量造成不平衡的步驟可以倒過(guò)來(lái)。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明現(xiàn)將注意力集中在諸附圖中，附圖不按比例，其中，相同的標(biāo)號(hào)或符號(hào)表示對(duì)應(yīng)的或相同的元件。在諸附圖中


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的混合閥的示意流程圖，其在一分流的出口端口處具有一檢測(cè)元件；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的混合閥的示意流程圖，其在一分流的入口端口處具有一檢測(cè)元件；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的卷軸組件(spool assembly)的截面圖；圖4示出上述圖3的一卷軸組件的截面圖；圖5示出上述圖3中的“A”區(qū)域的放大圖；圖6示出圖3的卷軸組件的截面圖，表示其操作原理；圖7示出圖6中的“B”區(qū)域的放大圖；圖8示出包括圖3所示的卷軸組件的恒溫閥的截面圖；圖9示出圖8的恒溫混合閥的端視圖；圖10示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的、具有兩個(gè)熱檢測(cè)元件的卷軸組件的截面圖；圖11示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的卷軸組件的截面圖；圖12示出包括設(shè)置在外殼內(nèi)的如圖10所示的卷軸組件的恒溫混合閥的截面圖；圖13示出圖12的恒溫混合閥的端視圖；圖14示出包括設(shè)置在外殼內(nèi)的圖11的卷軸組件的恒溫閥的截面圖；圖15示出圖14的恒溫混合閥的端視圖；圖16示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的具有一球型卷軸組件的恒溫混合閥的正視截面圖；圖17示出圖16的恒溫混合閥的側(cè)視截面圖；圖18示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的、具有一盤型卷軸組件的恒溫混合閥的截面圖；圖19示出圖18的恒溫混合閥的側(cè)視截面圖；圖20示出與圖11的卷軸組件相同的、帶有附加的節(jié)約空間的環(huán)的卷軸組件的截面圖；圖21示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的、帶有側(cè)向入口開孔的卷軸組件的截面圖22示出包括設(shè)置在外殼內(nèi)的如圖21所示的卷軸組件的恒溫混合閥的截面圖；圖23示出圖22的恒溫混合閥的端視圖；圖24示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的恒溫混合閥的截面圖，包括設(shè)置在外殼內(nèi)的如圖10所示的卷軸組件；以及圖25示出圖24的恒溫混合閥的局部剖切的端視圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明尋求提供一解決問題的方案，它從分開供應(yīng)的熱水和冷水或各種環(huán)境中的其它流體中提供一恒定的穩(wěn)定的溫度，各種環(huán)境包括(但不限于)工廠、醫(yī)院、運(yùn)動(dòng)俱樂部、旅館、家庭，最終的使用包括盥洗面盆和淋浴器。盡管這不是一個(gè)不可克服的問題，但一成功的解決方案必須提供一裝置，該裝置安裝簡(jiǎn)單，為安全起見它不要求電源，又緊湊，保護(hù)使用者免遭被熱水燙傷的危險(xiǎn)或遭受冷水的不舒服。此外，盡管因供水管線內(nèi)荷載變化造成供應(yīng)的熱水和冷水的溫度和壓力波動(dòng)，但輸出的溫度必須保持穩(wěn)定在預(yù)選的水平上。需要避免的最成問題的情況是基本上完全中止供應(yīng)冷水，這可能令使用者暴露在基本上未摻冷水的熱水中。此外，需要有一可選擇地脫開的阻擋機(jī)構(gòu)，它限制一最大熱水的設(shè)定。尤其是，裝置必須不能過(guò)分昂貴或復(fù)雜。
有關(guān)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中采用的基本要點(diǎn)涉及到一包括一壓力操作的反饋伺服機(jī)構(gòu)的混合閥，它在控制通道內(nèi)使用基本上全流量的流體。進(jìn)入的熱水和冷水通過(guò)一閥元件，首先進(jìn)行混合，其后將主混合的流體流分成兩個(gè)基本上相等的分量流體流，它們?cè)诖竺娣e的活塞、柱塞、膜或葉輪的兩側(cè)上流動(dòng)。借助于溫度敏感的控制元件，在其入口或出口端口處使兩個(gè)分量流體流之間的流量造成不平衡，暫時(shí)地改變活塞或膜兩側(cè)上的壓力平衡，致使其改變位置。熱和冷水閥元件與活塞或膜之間的機(jī)械連接有效地關(guān)閉控制環(huán)路(如下面參照?qǐng)D3-19所解釋的)。使用一雙金屬盤作為溫度檢測(cè)元件，其呈現(xiàn)為一大面積活塞或膜的形式，這促使形成一簡(jiǎn)單和相對(duì)低成本的結(jié)構(gòu)(如下面參照?qǐng)D3-15所解釋的)。
參照?qǐng)D1，可見一指示的流程圖，它解釋設(shè)置在一分流系統(tǒng)1的流道3和4的出口端口處的一檢測(cè)元件2的操作。系統(tǒng)1包括一冷水入口5，其進(jìn)水溫度為Tc，壓力為Pc；一熱水入口6，其進(jìn)水溫度為Th，壓力為Ph；以及，一混合水出口7，其出水溫度為Tm，壓力為Po。
熱和冷水分別通過(guò)機(jī)械連接的可調(diào)整的熱和冷水閥8和9，它們能作調(diào)整運(yùn)動(dòng)，其范圍用X+和X-代表。符號(hào)(+)和(-)代表閥8和9的基本上相同的調(diào)整運(yùn)動(dòng)，但沿相反的方向，即，當(dāng)熱水閥8打開時(shí)冷水閥9基本上關(guān)閉到相同的程度。閥8和9的調(diào)整根據(jù)壓差dPm(如下文中所涉及)進(jìn)行控制。
通過(guò)閥8和9進(jìn)入的熱水和冷水流在混合腔室15內(nèi)混合，其中，溫度為Tm，壓力為Pm。在正常操作條件下，Pm將低于Pc或Ph的下限，而Tm將在Tc和Th之間。此外，壓力Po低于Pm。
使混合的水流通過(guò)諸如兩個(gè)大致類似的固定限制器的流動(dòng)分流器，主混合水流分成兩個(gè)基本上相等的分量流體流。此后，兩個(gè)分量流體流致動(dòng)一檢測(cè)溫度的元件2，它反應(yīng)溫度Tm的變化。兩個(gè)分量流體流通過(guò)另一對(duì)可調(diào)整的機(jī)械連接的分流閥12和13，它們?cè)谄渲虚g位置時(shí)允許基本上類似于通過(guò)諸如限制器的流動(dòng)分流器地流動(dòng)，并作調(diào)整運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的范圍用Y+和Y-代表。符號(hào)(+)和(-)代表閥12和13的一基本上相同的流動(dòng)調(diào)整的運(yùn)動(dòng)，但沿相對(duì)的方向。連接的閥12和13的位置通過(guò)檢測(cè)元件2進(jìn)行調(diào)整，由此在兩個(gè)分量流體流之間提供一壓差dPm。該壓差可操作地致動(dòng)熱和冷入口閥8和9。混合水必需的流量由一出口閥14控制。
當(dāng)混合水達(dá)到預(yù)選的溫度時(shí)，兩個(gè)分量流體流具有一溫度Tm(選擇的)，分流的分量流體流閥12和13基本上相等地打開，而在兩個(gè)分量流體流之間沒有壓差dPm。如果在任一入口流體流中發(fā)生壓力或溫度變化，則溫度Tm將暫時(shí)地變化。其結(jié)果，檢測(cè)溫度的元件在一個(gè)分流的分量流體流中限制水流，而在另一個(gè)分流的分量流體流中增加水流，在兩個(gè)分量流體流之間造成一壓差dPm。因此，壓差dPm將重新設(shè)定入口閥8和9而調(diào)整熱和冷水的流動(dòng)，以便糾正溫度Tm的變化。為了預(yù)選一不同的出口溫度Tm，必須將分流閥12和13重新設(shè)定到一新的位置，由此影響壓差dPm和其后的通過(guò)入口閥8和9的熱和冷水的相對(duì)流量。
現(xiàn)參照?qǐng)D2，圖中指示了根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的混合閥系統(tǒng)20的操作的示意的流程圖。與圖1所示不同，一與分流閥12和13相連的溫度檢測(cè)元件2設(shè)置在從混合腔室15內(nèi)發(fā)出的分流的分量流體流3和4內(nèi)，而在重新組合兩個(gè)分量流體流3和4到出口閥14內(nèi)之前，限制器型的流動(dòng)分流器11設(shè)置在各流體流中。由傳感器2檢測(cè)到的溫度Tm的變化造成一壓差dPm，它提供入口閥8和9設(shè)定中的變化。限制器型的流動(dòng)分流器11可被調(diào)整，以便能預(yù)設(shè)一選擇的出口溫度Tm。
現(xiàn)參照?qǐng)D3-7，圖中可見一根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的卷軸組件30。圖3示出沿線“1-1”(圖4)截取的截面，而圖4示出沿線“2-2”(圖3)截取的截面。圖5和7分別示出詳圖“A”(圖3)和詳圖“B”(圖6)。一段管子用作一卷軸31，其被機(jī)加工成一預(yù)定的外直徑和螺紋，以接納基本上類似的諸突緣33，這些突緣各具有一個(gè)或多個(gè)孔34、一凹部35以及一同心槽36。熱和冷水進(jìn)入卷軸31，它具有一個(gè)或多個(gè)較佳地為錐形的出口孔37，其居中心地設(shè)置在其中以允許混合的水流流過(guò)其間。卷軸31的內(nèi)部用作一混合腔室32。兩個(gè)基本上類似的圓盤38和39各具有同心的凹部44和45、一個(gè)或多個(gè)徑向槽41以及形成在其中的一個(gè)或多個(gè)孔43。一具有一同軸孔的雙金屬盤50對(duì)中于卷軸31設(shè)置在兩個(gè)相對(duì)的圓盤38和39之間，它們通過(guò)突緣33固定附連于管子的中間部分，以便將雙金屬盤50夾緊在其間。雙金屬盤50位置調(diào)整到開口37的中心，以在雙金屬盤50的兩側(cè)上提供一相等的水流。雙金屬盤50還設(shè)置成這樣高膨脹的一側(cè)51面向凹部45，而低膨脹的一側(cè)52面向凹部44。徑向槽41布置成與錐形孔37對(duì)齊以便提供通過(guò)其間的流體連通。
形成的雙金屬圓盤50具有一預(yù)定尺寸的外直徑，它比凹部44和45的外直徑稍小一預(yù)定的尺寸。在圓盤38和39之間形成有一同心的外間隙55，它略大于雙金屬圓盤50的厚度一預(yù)定的量。圖5中可見詳圖“A”(圖3)，圖中示出在圓盤38和39之間通過(guò)同心間隙55和雙金屬盤50的兩側(cè)51和52的一流體的流道?；旌纤鞯臏囟茸兓斐呻p金屬圓盤50周緣的撓曲(如圖6和7所示)，以使來(lái)自凹部45的流量增加而來(lái)自凹部44的流量減小。
現(xiàn)結(jié)合圖4-7參照?qǐng)D8和9，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在沿混合閥組件60的端視圖中的線“3-3”(圖9)截取的截面圖(圖8)中可見，該混合閥組件60根據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行構(gòu)造和操作。混合閥組件60包括一外殼61，該外殼帶有一固定地旋在其上的封罩63。該封罩63具有一同軸地形成在其中的冷水入口65，其包括一螺紋連接以便將管子(未示出)附連于入口65。外殼61形成有一同軸的熱水入口67和一沿徑向地形成在其中的混合水出口69。卷軸組件30(如上文中參照?qǐng)D3-7所解釋的)設(shè)置在外殼61內(nèi)，并借助于兩個(gè)基本上相同的彈性膜71和72、諸半彈性的密封件73、諸O形環(huán)75、諸夾子77、一間隔環(huán)79以及一退出環(huán)(exit ring)81彈性地附連到其上。該退出環(huán)81具有多個(gè)形成在其中的孔82，以提供流體流過(guò)其間的通道。卷軸31通過(guò)密封件73可滑動(dòng)地支承在兩個(gè)端部處。分別形成在膜71與外殼61之間以及膜72與封罩63之間的壓力腔室95與97之間的任何壓差，將導(dǎo)致卷軸31通過(guò)密封件73沿軸向滑動(dòng)。在此運(yùn)動(dòng)的極端處，卷軸31的任一端關(guān)閉抵靠閥座91。
熱和冷水流過(guò)入口端口67和65，通過(guò)圍繞閥座91的開口93分別進(jìn)入閥空間83和85，此后，進(jìn)入混合腔室32。腔室32內(nèi)的水壓基本上相等地沿兩個(gè)方向作用，這樣，卷軸31不受熱和冷供水壓力之間壓差的影響，所述卷軸31具有內(nèi)部的錐形端以便將與閥座91的接觸面積減到最小。
當(dāng)混合水流溫度Tm處于一預(yù)選值時(shí)，雙金屬圓盤50基本上是平面的，兩個(gè)分量流體流從凹部44和45退出(如圖5所示)，通過(guò)間隙55在雙金屬圓盤50的兩側(cè)上基本上相等，這樣，在各側(cè)上的流量近似等于通過(guò)一個(gè)或多個(gè)槽41的流量。退出的水流流過(guò)退出環(huán)81內(nèi)的孔82進(jìn)入到形成在外殼61內(nèi)的一環(huán)形孔87內(nèi)，此后從退出端口69排出。
現(xiàn)借助于一非限制實(shí)例，假定冷水壓力Pc暫時(shí)下降?；旌纤鳒囟萒m上升，而雙金屬圓盤50反應(yīng)，如圖6和圖7所示，其顯示詳圖“B”(圖6)。由于雙金屬圓盤50的外直徑略微小于凹部44的外直徑，所以，圓盤50的圓周將變形以進(jìn)入到盤38的凹部44內(nèi)，有效地減小或阻塞從凹部44流出的水流，并同時(shí)允許從凹部45流出的水流增加。孔34和43以及凹部35(圖3)在各個(gè)凹部44和45與壓力腔室95和97之間分別提供流體連通。孔34和43分別在腔室44與95，以及腔室45與97之間提供壓力平衡的連接，且其尺寸適于對(duì)卷軸提供一阻尼震蕩的效應(yīng)。
由于混合水流溫度Tm上升，雙金屬圓盤50相對(duì)于間隙55的變形或撓曲造成凹部44內(nèi)的壓力增加，其后，造成壓力腔室95內(nèi)的壓力增加，而在凹部45和壓力腔室97內(nèi)的壓力對(duì)應(yīng)地減小。壓差dPm將作用在卷軸組件30上，尤其是作用在膜71和72以及雙金屬圓盤50上，由此，輕微地將卷軸組件30從冷水入口65推向熱水入口67。其結(jié)果，卷軸31減少熱水流量而增加冷水流量?；旌纤鳒囟认碌钡綔囟然旧匣謴?fù)到預(yù)選的溫度，而雙金屬圓盤50回復(fù)到平面狀態(tài)。
當(dāng)雙金屬圓盤50處于平面狀態(tài)時(shí)不再有壓差來(lái)變化組件30的位置，而獲得新的平衡狀態(tài)，使卷軸組件30在預(yù)選的溫度下占有一新的平衡位置。正是這樣的原因使得混合閥控制機(jī)構(gòu)不是一個(gè)直接被驅(qū)動(dòng)的比例閥，但是一個(gè)名副其實(shí)的伺服反饋機(jī)構(gòu)，因此，避免了循環(huán)操作或不同于預(yù)選溫度Tm的平衡溫度。
以上所揭示的根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單，容易理解，響應(yīng)也非常精確。該機(jī)構(gòu)通過(guò)配裝一在預(yù)選溫度下呈平面的雙金屬圓盤，設(shè)定到一固定的預(yù)選溫度，但沒有使用者用來(lái)預(yù)選溫度的裝置。該實(shí)施例是根據(jù)圖1的流程圖，其中，諸如固定的限制器的流動(dòng)分流器11用槽41代表，其將主混合水流分成兩個(gè)基本上相同的分量的流體流。圖1中所示的可調(diào)整的機(jī)械連接的分流閥12和13表現(xiàn)為相對(duì)于間隙55作用的雙金屬圓盤50的周緣的變形。
在圖10-15中，圖中可見兩個(gè)不同的混合閥控制機(jī)構(gòu)，它們?cè)试S使用者預(yù)選出口溫度?，F(xiàn)參照?qǐng)D10，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一卷軸組件130的截面圖。組件130包括一卷軸131，它具有一個(gè)或多個(gè)設(shè)置在中心的孔137、兩個(gè)基本上類似的圓盤138和139、兩個(gè)基本上類似的雙金屬圓盤150以及兩個(gè)鎖定螺母133和134。
圓盤138和139具有形成在其一個(gè)面內(nèi)的同心的凹部144和145以及形成在其相對(duì)面內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)徑向槽141。對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)槽141中的每一個(gè)圓盤138和139具有一個(gè)或多個(gè)孔143，它們與槽141和一同軸的中心孔(未示出)對(duì)齊，以便緊密地配裝在卷軸131上。圓盤138和139具有設(shè)置在其相對(duì)面的周緣內(nèi)的一同心的臺(tái)階形部分136。
當(dāng)圓盤138和139如圖所示地配裝在卷軸131的機(jī)加工過(guò)的中心部分時(shí)，一膜171(如下文中參照?qǐng)D12所述)被夾緊在臺(tái)階形部分136內(nèi)。此外，相對(duì)的各對(duì)徑向槽141有效地形成一與卷軸131內(nèi)的混合腔室132對(duì)齊的孔。由此，流體可從卷軸131內(nèi)的混合腔室132通過(guò)孔137、由一對(duì)相對(duì)的槽141形成的孔和孔143自由地流入凹部144和145中的每一個(gè)中。
大致類似的雙金屬圓盤150和151配裝在卷軸131上，抵靠在盤138和139上并通過(guò)鎖定螺母133和134固定在一定位置內(nèi)。各個(gè)雙金屬圓盤150和151的對(duì)應(yīng)的高、低膨脹側(cè)152、153設(shè)置在相同的方向上。分別通過(guò)雙金屬圓盤150和151的周緣與圓盤138和139之間的間隙146和147的流體流動(dòng)區(qū)域是這樣被確定的從各個(gè)凹部144和145進(jìn)入到混合閥160的壓力腔室195和197(如下文中參照?qǐng)D12所解釋的)內(nèi)的流體基本上相等地流過(guò)其間(如上述參照?qǐng)D5所解釋的)。在各個(gè)圓盤138和139內(nèi)的孔143提供進(jìn)入到凹部144和145內(nèi)的自由流體流，其流量大于通過(guò)間隙146和147的最大流量。
通過(guò)凹部144和145的水溫增加造成雙金屬圓盤150和151周緣相對(duì)于圓盤138和139發(fā)生變形或撓曲。在此變形之后，雙金屬圓盤150和151的周緣移動(dòng)以增加間隙146而減小間隙147。因此，從凹部144進(jìn)入到壓力腔室195內(nèi)的流量增加，而從凹部145進(jìn)入到壓力腔室197內(nèi)的流量減小，它們?cè)黾踊驕p少的量基本上相等。
現(xiàn)結(jié)合圖10參照?qǐng)D12和13，圖中可見混合閥160(類似于以上參照?qǐng)D8和9所解釋的混合閥)的沿端視圖(圖13)的線“4-4”截取的截面圖(圖12)，圖中包括一外殼161和一固定地旋入到外殼161內(nèi)的封罩163。可滑動(dòng)地安裝在外殼161和封罩163內(nèi)的是卷軸組件130。然而，根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，只有一個(gè)彈性膜171設(shè)置在臺(tái)階形部分136內(nèi)的圓盤138和139與外殼161的內(nèi)壁之間。膜171的周緣夾緊在環(huán)179與封罩163之間。
此外，水分別從壓力腔室195和197退出外殼161，通過(guò)環(huán)179內(nèi)的孔181和通過(guò)封罩163內(nèi)的孔182流入并退出通道187和188。水退出通道187和188，分別通過(guò)控制孔189和190進(jìn)入出口198，水從該出口流入諸如淋浴器或廚房洗菜盆(未示出)之類的用戶設(shè)備內(nèi)。為了調(diào)節(jié)從通道187和188到出口198內(nèi)的流量，可轉(zhuǎn)動(dòng)一調(diào)節(jié)鈕186以轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)器的螺桿193。該轉(zhuǎn)動(dòng)使螺紋阻止流動(dòng)調(diào)節(jié)器192相對(duì)于調(diào)節(jié)鈕從近處或從遠(yuǎn)處移動(dòng)，由此約束對(duì)應(yīng)的從控制孔189和190到間隙146和147的流動(dòng)，可比擬地來(lái)說(shuō)，即是水的流動(dòng)。
通過(guò)孔137和槽孔141從混合腔室132流出的混合水被分成通過(guò)孔143的兩個(gè)分離的分量流體流，其通入到凹部144和145內(nèi)。從凹部144和145流出的混合水分別流過(guò)間隙146和147，進(jìn)入膜171兩側(cè)上的壓力腔室195和197內(nèi)。在腔室195和197中的任一個(gè)內(nèi)發(fā)生的壓力變化致使其間產(chǎn)生壓差，該變化使卷軸組件130分別朝向冷水或熱水入口165或167滑移。
當(dāng)流動(dòng)調(diào)整器192設(shè)置在控制孔189與190之間的當(dāng)中時(shí)，腔室195與197之間基本上沒有壓差，其結(jié)果，卷軸組件130不改變其位置。調(diào)整鈕186以將調(diào)整器192從近處移向鈕186，這樣做增加腔室197內(nèi)的壓力而減小腔室195內(nèi)的壓力。卷軸組件130朝向冷水入口165而背離熱水入口167移動(dòng)，這樣，增加進(jìn)入混合腔室132內(nèi)的熱水流量而減小冷水流量。因?yàn)榛旌纤疁囟仍黾?，所以，雙金屬盤150和151將同時(shí)作用，以減小間隔147而增加間隔146。附加的水現(xiàn)流入腔室195內(nèi)較少流入腔室197內(nèi)，直到達(dá)到一流動(dòng)平衡為止，以使腔室195與197之間的壓差基本上減小到零，提供一新的預(yù)選的混合水溫度。盡管入口的溫度或壓力有變動(dòng)，但新預(yù)選的混合水溫度現(xiàn)保持穩(wěn)定。本發(fā)明的該實(shí)施例是根據(jù)參照?qǐng)D2的上述公開。出口限制器型流動(dòng)分流器(outletrestrictors type flow divider)11由可調(diào)整的出口189和190表示，它們可由使用者調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明的另一變化實(shí)施例，可調(diào)整鈕186設(shè)置有一可脫開的阻擋機(jī)構(gòu)，用來(lái)限制預(yù)選溫度的范圍，避免出現(xiàn)不留心設(shè)定太高溫度的危險(xiǎn)。
現(xiàn)參照?qǐng)D11，圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的卷軸組件220的截面圖，它包括一管狀卷軸221，其由兩個(gè)螺紋地連接在一起的卷軸部分230和231組成。卷軸部分231具有一個(gè)或多個(gè)錐形出口孔237，以允許從混合腔室232流出，混合腔室232同軸地形成在卷軸部分231內(nèi)。一卷軸副組件222包括一具有一螺紋的同軸的開口的調(diào)整齒輪259，它旋入在卷軸部分230的螺紋部分上，還包括兩個(gè)彈簧圓盤238和239、一雙金屬圓盤250、兩個(gè)間隔件環(huán)240，它們各具有一個(gè)或多個(gè)孔241和周緣環(huán)256。
彈簧圓盤238和239由諸如扁平的不銹鋼彈簧的彈性材料形成，各具有一個(gè)或多個(gè)周緣孔243和一同軸的安裝開口(未示出)。形成的雙金屬圓盤250具有一高膨脹面252和一低膨脹面253，并具有一同軸的安裝開口(未示出)。周緣環(huán)256具有一預(yù)定的內(nèi)直徑，它略微大于雙金屬圓盤250的外直徑，由此在其間提供運(yùn)動(dòng)的間隙。周緣環(huán)256具有一中心地形成在環(huán)256的內(nèi)圓周內(nèi)的徑向槽255。該槽255具有一預(yù)定的寬度，其略微地大于雙金屬圓盤250的厚度。周緣環(huán)256還具有多個(gè)中心地形成在其中的孔257，它們與內(nèi)部槽255流體連通。
按照卷軸組件220的結(jié)構(gòu)，順序地在卷軸部分231上設(shè)有以下零件彈簧盤239；一第一間隔件環(huán)240，其各孔241與出口孔237對(duì)齊；雙金屬盤250，其高膨脹面252背離彈簧盤239；一第二間隔件環(huán)240，其各孔241與出口孔237對(duì)齊；周緣環(huán)256；彈簧盤238；以及，卷軸副組件222，其旋入在卷軸部分231上而完成該結(jié)構(gòu)。彈簧盤239沿周緣被預(yù)緊以提供與環(huán)256的壓縮接觸。此外，齒輪259相對(duì)于卷軸221轉(zhuǎn)動(dòng)，沿軸向朝彈簧盤239和背離齒輪259位移環(huán)256，反之亦然。環(huán)256配裝有從中心面向外的兩個(gè)C形截面的彈性密封件258。密封件258設(shè)計(jì)為低摩擦，而絕對(duì)密封不是主要的，它們功能地更換膜71、72和171(如上文中參照?qǐng)D8和12所解釋的)。
現(xiàn)結(jié)合圖11參照?qǐng)D14-15，圖中顯示出沿設(shè)置在外殼261和外殼封罩263內(nèi)的混合閥260、卷軸組件220(如以上參照?qǐng)D11所解釋的)的端視圖(圖15)中的線“5-5”截取的截面圖(圖14)，兩個(gè)插入件265和267較佳地(但不是必要地)由一塑料材料形成，它們分別突出到外殼封罩263內(nèi)，并進(jìn)入到外殼261內(nèi)。插入件265和267分別在卷軸部分230和231的內(nèi)直徑內(nèi)提供一可滑動(dòng)的安裝，由此，允許卷軸組件220在外殼261內(nèi)沿軸向移動(dòng)。一外環(huán)279較佳地(但不是必要地)由一塑料材料形成，外環(huán)279設(shè)置在外殼261內(nèi)。環(huán)279具有多個(gè)中心地形成在其中的孔281，以提供與排出通道287流體地連通。環(huán)256和密封件258可滑動(dòng)地與環(huán)279接觸，以防止腔室295、297與組件220的任一側(cè)上的閥260內(nèi)的排出通道287之間流體連通。在腔室295與297之間存在一壓差的情形中，這樣的壓差誘發(fā)卷軸組件似活塞地移動(dòng)。
小齒輪293固定地附連在離封罩263內(nèi)的小齒輪軸288的遠(yuǎn)端(相對(duì)于使用者)一預(yù)定距離處，并借助于一固定地附連在小齒輪軸288的近端上的鈕286可轉(zhuǎn)動(dòng)地進(jìn)行操作。小齒輪293可操作地與齒輪259嚙合，以允許卷軸組件220自由地沿軸向移動(dòng)。此外，小齒輪軸288的遠(yuǎn)端通過(guò)一個(gè)孔243插入，由此在小齒輪293轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)防止卷軸組件220轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)鈕286可轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪259，齒輪又相對(duì)于卷軸221沿著螺紋233前進(jìn)或縮回，由此誘發(fā)環(huán)256對(duì)應(yīng)的位移，以相對(duì)于雙金屬圓盤250的周緣重新定位環(huán)256的槽255。分別通過(guò)熱和冷水入口插入件267和265進(jìn)入卷軸221的熱和冷水流在混合腔室232內(nèi)混合，并通過(guò)孔237退出。由此，混合的流體流分成兩個(gè)分量流體流，它們通過(guò)孔241進(jìn)入雙金屬圓盤250任一側(cè)上的腔室244和245內(nèi)。當(dāng)雙金屬圓盤250處于平面結(jié)構(gòu)時(shí)，孔241的尺寸適于允許水流量基本上類似于通過(guò)間隙246或247的流量。此后，混合的水流通過(guò)雙金屬圓盤250的周緣的任一側(cè)上的間隙246和247退出腔室244和245，以通過(guò)槽255和孔257和281退出卷軸組件220，并進(jìn)入出口通道287而通過(guò)出口269退出閥260?？?43分別平衡腔室245與297以及腔室244與295之間的壓力，孔243的尺寸對(duì)卷軸組件220的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一阻尼效應(yīng)。
為了改變預(yù)選的混合水文，沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)鈕286使齒輪259前進(jìn)，由此，相對(duì)于使用者從遠(yuǎn)端將周緣環(huán)256移到雙金屬圓盤250。環(huán)256的位移分別減小了從腔室244流出的流量和增加從腔室245流出的流量，它們流過(guò)雙金屬圓盤250的對(duì)應(yīng)側(cè)252和253與槽255之間的間隙246和247。因此，腔室245內(nèi)的壓力下跌，腔室244內(nèi)的壓力上升，對(duì)應(yīng)地使腔室297內(nèi)的壓力下降和腔室295內(nèi)的壓力上升。由此，以活塞樣的方式移動(dòng)卷軸組件220背離冷水入口插入件265而朝向熱水入口插入件267。因此，卷軸組件220的該運(yùn)動(dòng)使熱水流量增加，而通過(guò)卷軸閥座266相對(duì)于閥孔264的運(yùn)動(dòng)使冷水的流量對(duì)應(yīng)地減小。其后混合水溫的上升致使雙金屬圓盤250變形而將平衡恢復(fù)到一新的預(yù)選的較高溫度。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，鈕286設(shè)置有一可脫開的阻擋機(jī)構(gòu)來(lái)限制預(yù)選溫度的范圍，從而避免不留心設(shè)定的溫度太高。
為了提供一穩(wěn)定的預(yù)選混合水溫度，熱或冷的供水溫度或壓力的任何變化造成雙金屬圓盤250的周緣相對(duì)于槽255撓曲或位移，由此改變間隙246和247的相對(duì)尺寸。腔室295和297內(nèi)合成的相對(duì)壓力變化致使卷軸組件220沿軸向移動(dòng)，以調(diào)整進(jìn)入混合腔室232內(nèi)的熱和冷水的相對(duì)入口流量。因此，混合的水溫恢復(fù)到基本上預(yù)選的溫度。
基于上述實(shí)例，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其后在進(jìn)入入口插入件265的冷水供應(yīng)中有一完全的壓力下降，卷軸的運(yùn)動(dòng)快速地發(fā)生，以便基本上關(guān)閉熱水入口267，由此可防止可能傷害使用者。在冷流體入口流動(dòng)終止或顯著地減小的情形中，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例用來(lái)控制熱和冷水流量的閥結(jié)構(gòu)對(duì)熱入口流體流提供一較快的和較有效的流動(dòng)關(guān)閉。此外，可操作通過(guò)各入口的流動(dòng)的方向來(lái)關(guān)閉該入口。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的變化的實(shí)施例，一變化的混合器閥機(jī)構(gòu)包括相當(dāng)少數(shù)量的零件，非常少的移動(dòng)零件，然而卻具有安裝和使用簡(jiǎn)單的益處。此外，不管入口溫度和壓力的波動(dòng)如何，一預(yù)選的混合水溫總保持在一穩(wěn)定值。由于高的暴露和與朝向混合水流的雙金屬圓盤兩側(cè)的良好的接觸，所以響應(yīng)時(shí)間短。在相當(dāng)長(zhǎng)的壽命時(shí)間內(nèi)可保持可靠性。
由于去除了任何相當(dāng)長(zhǎng)和窄的流道，所以，消除了在許多其它調(diào)溫伺服控制的混合閥內(nèi)普遍存在的堵塞問題。在現(xiàn)有技術(shù)的混合閥中，使用一小試樣流量通過(guò)相當(dāng)窄的通道來(lái)提供熱控制，顯然堵塞的可能性高而響應(yīng)性低。將全部的混合水流分成兩個(gè)基本上相等的分量流體流通過(guò)卷軸組件220，這樣提供一湍流，其導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)雙金屬圓盤快速和敏感地響應(yīng)，因此消除了發(fā)生在其它類型混合閥中明顯存在的堵塞的可能性。
根據(jù)本發(fā)明的變化的實(shí)施例，其它熱響應(yīng)裝置提供一位移的或扭轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，以操作雙動(dòng)作閥機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)又控制兩個(gè)分量流體流的相對(duì)流量，由此誘發(fā)其間的壓差。這樣的熱響應(yīng)裝置包括(但不限于)雙金屬桿和盤圈、熱膨脹桿以及流體操作的熱響應(yīng)元件，例如一“石蠟調(diào)溫裝置”。上述和其它的變化的熱響應(yīng)裝置是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所熟知的。
此外，根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例提供了不同于圓柱形軸向操作的卷軸組件的其它操作機(jī)構(gòu)(如參照?qǐng)D3-15所解釋的)。
現(xiàn)參照?qǐng)D16-17，圖中示出一恒溫混合閥300，它具有一球或球型卷軸組件305，該組件如箭頭310和312所示地在外殼314內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)。外殼314包括一外殼封罩315，以便于混合閥300和閥組件座部分316的組裝，外殼封罩315分別具有熱和冷水入口317和319，以及用于兩個(gè)分量流體流的兩個(gè)出口322和324。外殼出口322和324基本上相同，由此，確保通過(guò)其間的流量基本上相等，在腔室326和328內(nèi)給予相等的壓力。一基本上球形中空的卷軸330分別具有熱和冷水入口332和334，它們?cè)O(shè)置成與熱和冷外殼入口317和319互相作用地接合，這樣，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)增加冷水的流量而減少熱水的流量，反過(guò)來(lái)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)減少冷水流量而增加熱水流量。球330的內(nèi)部容積用作一混合腔室336，一混合的流體流從其中流出通過(guò)一出口338進(jìn)入熱腔室340，通過(guò)軸向滑動(dòng)盤的閥344內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)孔342，以填充熱腔室340。在相對(duì)于盤閥344的近端處，彈簧346用來(lái)保持盤閥344接觸地與一熱石蠟操作的恒溫裝置桿348接合。
混合的水流通過(guò)熱腔室側(cè)壁354內(nèi)的兩個(gè)基本上半圓形槽開口350和352退出熱腔室340。槽開口350大致地設(shè)置在球330遠(yuǎn)端的盤閥344的一側(cè)上，而槽開口352設(shè)置盤閥344的近端。盤閥344布置成在一平衡位置基本上遮蔽槽350和352的相等的部分，其中，混合的水流具有的溫度等于預(yù)選的溫度。在此平衡位置中，盤閥344控制通過(guò)槽350和352的流量，基本上分別與進(jìn)入腔室326和328的兩個(gè)分量流體流的流量相等。盤閥344朝向球330的軸向運(yùn)動(dòng)增加了通過(guò)槽350的流量而減小了通過(guò)槽352的流量，反之亦然，由此，響應(yīng)于盤閥344的軸向位移，將混合的流體流分成兩個(gè)分別進(jìn)入腔室326和328內(nèi)的變化的流動(dòng)的分量流體流。腔室326與328之間被一帶有周緣密封結(jié)構(gòu)的葉輪356分離。
熱傳感器桿348通過(guò)包含在腔室358內(nèi)的石蠟的膨脹或收縮進(jìn)行滑動(dòng)。響應(yīng)于混合水流溫度的上升，桿348的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于球330從近端移動(dòng)盤閥344，增加通過(guò)槽350進(jìn)入腔室326內(nèi)的分量流體流而減小通過(guò)槽352進(jìn)入腔室328內(nèi)的另一分量流體流。如上所述，當(dāng)閥344處于一中間位置時(shí)，外殼出口322和324的尺寸適于分別提供基本上與通過(guò)開口350和352相同的流量。進(jìn)入腔室326內(nèi)的流量的增加和進(jìn)入腔室328內(nèi)的流量的減小將導(dǎo)致腔室326內(nèi)壓力增加和腔室328內(nèi)的壓力減小，即，其間形成壓差。據(jù)此，響應(yīng)于該壓差，卷軸組件305沿箭頭310所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，減小通過(guò)外殼入口317和球入口332的熱水的流入量，而增加通過(guò)入口319和334的熱水的流量，由此將混合水流的溫度減小到預(yù)選的溫度?；旌纤疁氐臏p小將形成相反的一系列的反應(yīng)，來(lái)將混合水流恢復(fù)到預(yù)選溫度。
為了變化預(yù)選溫度，外殼出口322和324連接到一使用者調(diào)整的雙動(dòng)作的閥機(jī)構(gòu)(未示出，但類似于如以上參照?qǐng)D12所解釋的流動(dòng)調(diào)整器192的結(jié)構(gòu))。例如，為了提高預(yù)選溫度，通過(guò)減小通過(guò)外殼出口324的流量和提高通過(guò)外殼出口322的流量，腔室328和326之間的壓差沿箭頭312所示的方向移動(dòng)卷軸組件305，由此，增加通過(guò)入口317的熱水流量，相應(yīng)地減小通過(guò)入口319的冷水的流量，直到熱桿348調(diào)整分量流和消除腔室328與326之間的壓差，這樣，卷軸組件305返回到新的預(yù)選溫度下的平衡位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，現(xiàn)參照?qǐng)D18和19，圖中顯示出一與以上參照?qǐng)D16-17所揭示的閥相類似的混合閥，但具有的一卷軸組件405包括一包圍一混合腔室436的圓柱形卷軸430。容納在腔室358內(nèi)的熱石蠟的膨脹或收縮可滑動(dòng)地操作桿348來(lái)抵抗彈簧346而移動(dòng)盤344，這致使通過(guò)側(cè)壁354內(nèi)的開口350和352的流體的流量發(fā)生變化。混合的水流通過(guò)出口338離開混合腔室436，而通過(guò)開口342進(jìn)入熱腔室340，分別通過(guò)熱調(diào)整的開口350和352進(jìn)入到腔室426和428內(nèi)。
一被密封件416關(guān)閉的外殼415具有熱和冷水入口417和419，并具有一固定地附連在外殼壁418內(nèi)的入口盤455，其具有同軸地分別與外殼入口417和419對(duì)應(yīng)的諸入口。從橫向固定地附連于卷軸430的是一具有入口467和469的卷軸盤470。該卷軸盤470鄰近于入口盤455并與其滑動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)地接合。盤455和470由諸如拋光陶瓷的材料形成，以在其間基本上有抗泄漏的滑動(dòng)接觸。卷軸盤入口467和469分別以某一角度位移離開外殼入口417和419。當(dāng)卷軸組件405轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如箭頭310和312所示，響應(yīng)于腔室426與428之間的壓差，熱和冷水入口417和419中之一打開，以增加通過(guò)其間的熱或冷水的流量，而另一入口減小通過(guò)其間的另一水流量。在所有方面，混合器閥400的功能基本上類似于混合器閥300(圖16-17)。
現(xiàn)參照?qǐng)D20，根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，示出一基于圖11所示的卷軸組件的卷軸組件223的截面圖，另外附加節(jié)約空間的環(huán)226、227，它們位于雙金屬盤兩側(cè)上的卷軸的內(nèi)部腔室內(nèi)。環(huán)較佳地由塑料材料制成，并自由地放置在其空間內(nèi)。水流較快地從圖14中的入口閥264流到圖14中的出口281，這樣，即使在低流量的情形下也可避免震蕩的風(fēng)險(xiǎn)(將在下文中解釋)。
由于卷軸組件水容量的減小，在水通過(guò)熱和冷水入口閥之后雙金屬盤在非常短時(shí)間內(nèi)能測(cè)得水溫。雙金屬對(duì)于混合水溫的任何變化的響應(yīng)快于涉及該流動(dòng)狀態(tài)的機(jī)械震蕩循環(huán)時(shí)間，會(huì)造成過(guò)度響應(yīng)(過(guò)調(diào)(overshoot))的反饋相位延滯較短，并且在空間295、297(圖11)內(nèi)的水容量被有效地傾倒。滯留在這些空間內(nèi)的水只能通過(guò)傾倒孔243倒去。
從水到雙金屬盤的熱傳遞也較快，因?yàn)檠乇P表面有較快的流速。
現(xiàn)參照?qǐng)D21，根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，示出一部分基于圖11所示的卷軸組件的卷軸組件620的截面圖，卷軸管631內(nèi)的開口633用作進(jìn)入混合腔室632內(nèi)的入口。一外部的和內(nèi)部的螺紋的螺母633鎖定于彈簧盤238、239、間隔件環(huán)240、雙金屬盤250和環(huán)256的組件。組件的操作參照?qǐng)D11詳細(xì)描述。
現(xiàn)結(jié)合圖21參照?qǐng)D22-23，圖中可見一沿混合閥660的端視圖(圖23)的線“10-10”截取的截面圖(圖22)，該混合閥660設(shè)置在外殼661和外殼封閉663、卷軸組件620內(nèi)(如以上參照?qǐng)D21所解釋的)。
這里，當(dāng)橫貫閥的壓降高于某預(yù)選壓力時(shí)，位于封閉663內(nèi)的彈簧加載的旁路671被構(gòu)造成允許水流通過(guò)旁路。
熱水入口665和冷水入口667由帶有對(duì)角向的密封件687的套筒685導(dǎo)向，以允許有空間用于冷水入口657和熱水入口655，它們通過(guò)卷軸管內(nèi)的開口633進(jìn)入混合腔室632內(nèi)。
只要混合腔室632與出口端口669之間的壓差低于某預(yù)選值，則盤675被彈簧673推向其在套筒686內(nèi)的座上，而水僅可通過(guò)雙金屬盤250的兩側(cè)上的卷軸組件的開口237，通過(guò)間隙245、247、孔255、281流到退出端口669。
如果要求較高的流量，則混合腔室632與出口端口669之間的壓差將增加，以使旁路盤675迫使彈簧673返回并允許通過(guò)旁路671混合水流。本發(fā)明的該實(shí)施例以窄的流量裕度使用卷軸組件，以便達(dá)到更精確的溫度控制，然而，當(dāng)要求在流動(dòng)中增加高的流量通過(guò)旁路時(shí)，這將在與旁路相對(duì)的卷軸管631的端部處不能精確地混合到預(yù)選溫度。卷軸管631在兩側(cè)上打開，以消除入口水壓對(duì)卷軸位置的影響。
由外殼661和蓋663組成的組件用螺釘679附連(圖23)，以將蓋內(nèi)的旁路671正確地與外殼內(nèi)的開口對(duì)齊。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整鈕286將轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪259，以設(shè)定要求的溫度(如參照?qǐng)D14詳細(xì)地所述)。
現(xiàn)參照?qǐng)D24-25，根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，示出沿一端視圖(圖25)的線“12-12”截取的截面圖(圖24)，以及一沿圖24的線“11-11”截取的局部截面圖(圖25)。兩個(gè)圖描述了一混合閥560，它設(shè)置在一外殼561和外殼封閉563、卷軸組件130(如以上參照?qǐng)D10所述)和膜171(如以上參照?qǐng)D12所述)內(nèi)。
所提出的實(shí)施例是基于參照?qǐng)D12、13所述的混合閥160。
這里設(shè)置在公共軸線502上而因此以相同速度轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪501、503迫使相同的容量通過(guò)中心膜171的兩側(cè)輸出。在圖24中，一諸如本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的環(huán)505的分離器在兩個(gè)分量流體流之間保持流體分離。為了便于組裝，外殼561的底部用螺紋塞頭507關(guān)閉，它對(duì)中和保持葉輪501、503的暴露的軸502。
在本發(fā)明的該實(shí)施例中，葉輪501、503包括流動(dòng)分流器，它代替了圖12中所述的孔189、190以及以圖2的方法固定的相等的限制器型流動(dòng)分流器11，這兩個(gè)孔189和190在結(jié)合圖2時(shí)被描述過(guò)。用活動(dòng)的葉輪流動(dòng)分流器代替固定的限制器型的流動(dòng)分流器11，大大地提高了流量的范圍，而溫度的精度得到嚴(yán)格的保持。應(yīng)該指出的是由葉輪501、503限定的填充腔室的流體體積用作為一調(diào)節(jié)的腔室(即使沒有葉輪本身)，用來(lái)平均捕獲在其中的水體積的溫度。諸如圖25中所限定的圓形流道具有良好的溫度平均能力(即使沒有葉輪本身)。簡(jiǎn)單地使用一較大容積的腔室，一較大容量的流體和由此的較佳的調(diào)節(jié)性容易地得到適應(yīng)。
本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，盡管以上揭示的細(xì)節(jié)涉及到水流，但根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例所揭示的混合閥不局限于混合水，而可用于混合各種具有不同的和變化的溫度和壓力的流體，以提供一基本上穩(wěn)定的預(yù)選的混合流體溫度。
雖然依照某些具體的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解到，本描述不含有限制意義，由于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可提出進(jìn)一步的各種修改，所以，本發(fā)明意在涵蓋落入附后的權(quán)利要求書定義的范圍內(nèi)的這樣的修改。
權(quán)利要求
1.一種流體混合閥，其從具有不同的變化溫度和不同的變化壓力的第一和第二流體流形成一混合的流體流，所述混合的流體流具有一基本上穩(wěn)定的預(yù)選溫度，溫度的數(shù)值介于所述第一和第二流體流的溫度之間，所述流體混合閥包括a)一外殼，該外殼包括i)一接納所述第一流體流的第一流體入口，ii)一接納所述第二流體流的第二流體入口，iii)一用于合成的所述混合流體流的第一流體出口；以及b)一設(shè)置在所述外殼內(nèi)的混合調(diào)節(jié)組件，它包括i)一與第三和第四流體入口間隔開的混合元件，以及一布置成與所述第三和第四流體入口流體連通的第二流體出口，所述第三和第四流體入口布置成允許所述第一和第二流體流通過(guò)其間，以使其便于混合成為所述混合的流體流，所述第二流體流出口布置成便于所述混合的流體流從其間流出，ii)一流體分流器，其布置成與所述第二流體出口流體連通，它操作而將所述混合的流體流分成兩個(gè)分量的流動(dòng)，各分量具有的流量和壓力基本上與另一分量的相等；iii)至少一個(gè)流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，用來(lái)協(xié)調(diào)地增加所述兩個(gè)分量流體流中的一個(gè)分量流體流而減小所述兩個(gè)分量流體流中的另一分量流體流，這樣，在所述兩個(gè)分量流體流之間誘發(fā)一壓差；iv)至少一個(gè)熱響應(yīng)元件布置在流體流中，并與所述兩個(gè)分量流體流中的至少一個(gè)分量流體流在傳熱上連通，且響應(yīng)于所述兩個(gè)分量流體流的溫度與所述預(yù)選溫度之間的溫差可操作來(lái)控制所述至少一個(gè)流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，v)一重新組合和排出裝置，其用來(lái)將所述兩個(gè)分量流體流重新組合成所述混合的流體流，以便通過(guò)所述第一流體出口從所述流體混合閥輸出；其中，混合調(diào)節(jié)組件響應(yīng)于所述兩個(gè)分量流體流的溫度與所述預(yù)選溫度之間的溫差進(jìn)行操作，所述溫差由所述第一和第二流體流中的至少一個(gè)流體流的溫度或壓力變化造成，響應(yīng)于所述兩個(gè)分量流體流之間的誘發(fā)的壓差，操作所述混合調(diào)節(jié)組件來(lái)調(diào)整所述第一和第二流體流的相對(duì)流動(dòng)，以便平衡所述兩個(gè)分量流體流的溫度與所述預(yù)選溫度之間的溫差，由此，基本上將所述混合的流體流恢復(fù)到所述預(yù)選的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述第一和第二流體入口分別包括機(jī)械連接的第一和第二入口閥，以便控制所述第一和第二流體流的相對(duì)入口流。
3.如權(quán)利要求2所述的流體混合閥，其特征在于，響應(yīng)于所述混合元件，所述第一和第二入口閥基本上增加通過(guò)所述第一和第二流體入口中的一個(gè)入口的流動(dòng)而同時(shí)減小通過(guò)所述第一和第二流體入口中的另一個(gè)入口的流動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述第一流體出口包括一出口流調(diào)節(jié)器閥，用來(lái)控制通過(guò)所述流體混合閥的流量。
5.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述外殼包括至少一個(gè)外殼元件和至少一個(gè)封閉元件，以便于在內(nèi)部部署所述混合調(diào)節(jié)組件。
6.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述外殼包括一用來(lái)變化所述混合流體流的所述預(yù)選溫度的溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)壓差誘發(fā)機(jī)構(gòu)，用來(lái)變化所述兩個(gè)分量流體流之間的相對(duì)流量，其中，所述至少一個(gè)壓差誘發(fā)機(jī)構(gòu)選以下一組中之一一雙動(dòng)作閥；一位移機(jī)構(gòu)；以及一位置變化機(jī)構(gòu)，用來(lái)改變所述熱響應(yīng)元件的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的流體混合閥，其特征在于，所述溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成提供一與變化的所述預(yù)選溫度相關(guān)的所述混合調(diào)節(jié)組件的平衡結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述混合調(diào)節(jié)組件在所述外殼內(nèi)被構(gòu)造為一工作元件，其響應(yīng)于所述兩個(gè)分量流體流之間的壓差而操作，并設(shè)置有一分離器，用來(lái)基本上防止通過(guò)所述工作元件的所述兩個(gè)分量流體流之間的流體泄漏，其中，所述分離器選自以下一組中之一一隔膜，它具有至少一個(gè)柔性膜；一活塞，它具有至少一個(gè)圓周的流體密封件；以及一可轉(zhuǎn)動(dòng)操作的葉輪，它具有一周緣密封件。
9.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述混合調(diào)節(jié)組件操作來(lái)調(diào)整所述第一和第二流體流的相對(duì)流動(dòng)，混合調(diào)節(jié)組件選自以下一組中之一一轉(zhuǎn)動(dòng)操作的平面圓盤；一轉(zhuǎn)動(dòng)操作的球；一位移操作的平面滑動(dòng)件；以及一位移操作的卷軸管組件。
10.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述混合調(diào)節(jié)組件還包括至少一個(gè)節(jié)約空間的元件。
11.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述流體流分流器選自以下一組中之一諸固定的孔板；諸可調(diào)整的孔板；以及設(shè)置在一公共軸上的諸葉輪。
12.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述混合的流體的一相對(duì)部分在其進(jìn)入上述流動(dòng)分流器之前通過(guò)一彈簧加載的旁路排出，由此，允許大流量的混合流體通過(guò)所述混合閥。
13.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述至少一個(gè)熱響應(yīng)元件選自以下一組中之一雙金屬元件；熱膨脹元件；石蠟操作的調(diào)溫裝置；以及流體操作元件。
14.如權(quán)利要求13所述的流體混合閥，其特征在于，所述雙金屬元件被構(gòu)造成選自以下一組元件中之一圓盤、盤管和桿。
15.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述至少一個(gè)流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括一雙動(dòng)作閥裝置，用來(lái)變化所述混合的流體流的所述預(yù)選溫度。
16.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述重新組合和排放裝置設(shè)置在所述外殼內(nèi)而在所述混合調(diào)節(jié)組件的外面。
17.如權(quán)利要求1所述的流體混合閥，其特征在于，所述重新組合和排放裝置包括一雙動(dòng)作閥，用來(lái)變化所述兩個(gè)分量流體流的相對(duì)流量，以便在所述兩個(gè)分量流體流之間誘發(fā)一壓差，由此，變化所述預(yù)選溫度。
18.一種方法，其用來(lái)從具有不同的變化溫度和不同的變化壓力的第一和第二入口流體流形成一混合的流體流，所述混合的流體流具有一基本上穩(wěn)定的預(yù)選溫度，溫度的數(shù)值介于上述第一和第二入口流體流的溫度之間，所述方法包括以下諸步驟a)組合所述第一和第二入口流體流以便形成所述混合的流體流；b)將所述混合的流體流分成具有對(duì)應(yīng)的流量和壓力的兩個(gè)分量流體流，它們的流量和壓力基本上相等；c)檢測(cè)所述兩個(gè)分量流體流的溫度與所述預(yù)選溫度之間的溫差；d)使所述兩個(gè)分量流體流的基本上相等的流量造成不平衡，根據(jù)檢測(cè)到的所述兩個(gè)分量流體流的溫度與所述預(yù)選溫度之間的溫差，使所述兩個(gè)分量流體流之一的流量增加，而所述兩個(gè)分量流體流中另一個(gè)的流量減小，由此，在所述兩個(gè)分量流體流之間誘發(fā)一壓差；e)相對(duì)于所述兩個(gè)分量流體流之間所述誘發(fā)的壓差，調(diào)整所述第一和第二入口流體流的相對(duì)流量，以相對(duì)于所述兩個(gè)分量流體流之間的所述誘發(fā)的壓差，使所述第一和第二入口流體流之一的流量增加而所述第一和第二入口流體流的另一流體流的流量減小，由此將所述兩個(gè)分量流體流的溫度基本上恢復(fù)到所述預(yù)選的流體溫度；以及f)重新組合所述兩個(gè)分量流體流以形成一組合的出口流。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，將所述混合的流體流分成兩個(gè)分量流體流的所述步驟b)使用一容積流分流器。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，在組合所述第一和第二入口流體流以形成所述混合的流體流的步驟a)之后，有一將所述混合的流體流的相對(duì)部分直接排放到出口流中的步驟。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，檢測(cè)所述兩個(gè)分量流體流的溫度與所述預(yù)選溫度之間的溫差的所述步驟c)包括使用一熱響應(yīng)裝置。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，該方法還包括在所述檢測(cè)步驟c)之前的變化所述預(yù)選溫度的步驟。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，使所述兩個(gè)分量流體流的基本上相等的流量造成不平衡的所述步驟d)包括在所述兩個(gè)分量流體流之間誘發(fā)所述壓差，由此變化所述混合流體流的所述預(yù)選溫度。
24.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，調(diào)整所述第一和第二入口流體流的相對(duì)流量的所述步驟e)包括如果所述第一和第二入口流體流中的另一個(gè)的流體流基本上終止，則基本上終止所述第一和第二入口流體流中之一的流體流。
25.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，重新組合所述兩個(gè)分量流體流的所述步驟f)包括調(diào)整所述兩個(gè)分量流體流的相對(duì)流量，以在所述兩個(gè)分量流體流之間誘發(fā)所述壓差，由此變化所述混合的流體流的所述預(yù)選溫度。
26.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括將所述混合流體流分成兩個(gè)分量流體流的步驟b)與使所述兩個(gè)分量流體流的基本上相等的流量造成不平衡的步驟d)倒過(guò)來(lái)。
27.一種流體混合閥，其從具有不同的變化溫度和不同的變化壓力的第一和第二流體流形成一混合的流體流，所述混合的流體流具有一基本上穩(wěn)定的預(yù)選溫度，溫度值介于所述第一和第二流體流的溫度之間，該流體混合閥基本上參照諸附圖并如上所述。
28.一種方法，其從具有不同的變化溫度和不同的變化壓力的第一和第二流體流形成一混合的流體流，所述混合的流體流具有一基本上穩(wěn)定的預(yù)選溫度，溫度值介于所述第一和第二流體流的溫度之間，該方法基本上參照諸附圖并如上所述。
全文摘要
一種流體混合閥，其從具有不同的變化溫度和不同的變化壓力的第一和第二入口流體流(5、6)形成一混合的流體流(7)，該混合的流體流具有一基本上穩(wěn)定的預(yù)選溫度，溫度值介于第一和第二入口流體流的溫度之間，該流體混合閥包括一外殼和一設(shè)置在該外殼內(nèi)混合調(diào)節(jié)組件。本發(fā)明還提供一種方法，其用來(lái)從具有不同的變化溫度和不同的變化壓力的第一和第二入口流體流形成一混合的流體流，該混合的流體流具有一基本上穩(wěn)定的預(yù)選溫度，溫度值介于所述第一和第二流體流的溫度之間。
文檔編號(hào)G05D23/01GK1695098SQ03825065
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2003年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月19日
發(fā)明者埃坦·里夫林 申請(qǐng)人:埃坦·里夫林