可調式雙記憶金屬自動恆溫混水閥的製作方法

2023-07-15 07:47:26

專利名稱：可調式雙記憶金屬自動恆溫混水閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動恆溫混水閥，特別是一種具有兩個採用記憶金屬簧為控溫元件的自動控溫機構，可進行溫度選擇和水量調節並輸出恆溫水的可調式雙記憶金屬自動恆溫混水閥。
現有的混水閥通常是調節冷水閥、熱水閥的手柄通過三通節頭實現溫水輸出的。由於是手動調節，水溫的變化範圍大，容易產生忽冷忽熱的現象，在調節失當時還會造成高溫水灼傷人體，損害健康的現象。近年來也有使用記憶合金作為控溫元件的淋浴閥的，如中國實用新型專利申請書87206525、87214371分別提供了以記憶金屬為控制元件的安全限溫淋浴閥，雖在一定程度上限定了溫度的劇變，可避免高溫水傷人現象。但由於它們都僅使用單記憶金屬而只有一個設定溫度，所以事實上很難保持水溫的恆定。同時因它控溫機構的結構會使冷、熱水在混合過程中直接衝擊記憶金屬彈簧，有時會因水溫不均勻導致記憶金屬與反體轉換的無規則，造成控溫精度失常。在水源波動幹擾時還會忽冷忽熱，出現水溫飄忽不定的現象，有時甚至會瞬時斷水，使用時很不穩定。
本實用新型的目的是要提供一種經過改進的冷、熱水自動恆溫混水閥，它採用二個以記憶金屬簧作控溫元件的自動控溫機構，將輸出水溫限定在上、下限水溫範圍內，增設一個可調節輸出恆溫水的溫度、水量的調節機構，並採用混合腔將定量冷、熱水混合後反饋給自動控溫機構，有效地避免了冷、熱水混合不均造成的誤動作，是一種控溫精度好、安全性能強、使用方便的新型混水閥。


圖1為本實用新型整體結構視圖。
圖2為本實用新型記憶金屬簧自動控溫單元剖視圖。
圖3為本實用新型水溫、水量調節機構剖視圖。
圖4為帶斜契面和長槽的手柄結構圖。
圖5為帶偏心輪的水量調節機構。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
本實用新型包括閥體、彈簧、記憶金屬簧、法蘭、手柄，螺釘、軸、檔板，其中閥體1的三通結構分別構成熱水進口2、冷水進口3和恆溫水出口7，如
圖1所示。而溫度調節銘牌4、流量調節銘牌6，則為調節手柄5進行水溫、水量調節的指示牌。本實用新型與其它混水閥的區別在於它的閥殼1內裝有二組互相平行結構相同的採用記憶金屬簧為控溫元件的包括混合腔、自動調溫腔、閥芯在內部件構成的自動恆溫調控機構及其端部包括轉動凸輪、分流閥板、彈簧、密封滑閥在內的溫度、水量調節機構。
自動恆溫調控機構的構造如圖2所示，由兩平行安裝、相鄰部位由熱水調節口13、冷水調節口17、混合水反饋口20相溝通的自動調溫控12和混水腔16所組成。自動調溫腔12一端具有恆溫水出口24，其中間具有一可沿水平軸向移動的閥芯9。閥芯9中部為一倒錐體18，其頂部具有一與周圍腔體接觸的圓沿19，將自動調溫腔12分隔成測溫、進水兩部份，圓沿19兩側分別為中空圓柱體14、22內分別裝有記憶金屬簧23、復位彈簧10並通過它們與兩端腔體相接觸，其中記憶金屬簧23應位於靠自動調溫腔12恆溫水出口24一端的測溫部份，而復位彈簧10位於自動調溫腔12的進水部份端。閥芯9由其兩端記憶金屬簧23、復位彈簧10彈性力的大小決定其位移方向、大小。中空圓柱體22上帶有閥孔8，為防止閥芯9沿水平軸方向移動時堵塞混合水反饋口20的通道21，直徑通常比圓沿19為小。自動恆溫調控機構的控溫機理如下冷水自孔11進入自動調溫腔12時，大部份為閥芯9的中空圓柱體14的外圓沿所堵，只能通過倒錐體18與周圍腔體的間隙由冷水調節口11進入混水腔16，而熱水則由孔13進入自動調溫腔12後由熱水調節口15進入混水腔16並在其中與冷水混合後從混合水反饋口22進入自動調溫腔12的測溫部份，由記憶金屬簧23感知。如果混合水溫較高則記憶金屬簧23會因馬氏體轉換而暴漲，克服復位彈簧10的壓力，推動閥芯9迅速向右移動，此時冷水進口孔11逐漸增大而熱水進口13逐漸縮小，使進入混水腔16的冷水增多熱水減少導致混合水溫迅速下降。而如水溫過低時，會因記憶金屬簧23馬氏體收縮而由復位彈簧10將閥芯9推回，將冷水進口11關小。如此周而復始自動進行水溫調節，保持恆溫水出口24輸出的混合水溫穩定達到恆溫的目的。而在遇到冷水被切斷的異常情況時，記憶彈簧23在熱水作用下暴漲，推動閥芯9迅速關閉熱水進口孔13，自動切斷熱水來源，以消除高溫水灼傷人的危險。本實用新型兩組自動恆溫調控機構分別選用經特殊處理後訓練的在不同預定動作溫度的記憶金屬簧作為控溫的高限、低限溫度，可將輸出恆溫水的溫度保持在所選定的溫度範圍內，其精度可達±5℃。
本實用新型輸出恆溫水的溫度、水量可由圖3所示的溫度、水量調節機構調節選定。該機構安裝在自動恆溫調控機構的恆溫水出口處，包括調節手柄5、分流閥板25、轉動凸輪28、弱壓簧29、強壓簧30、法蘭32、分流閥板25緊貼自動恆溫調控機構的恆溫水出口，它是通過一圓肖與轉動凸輪28上一圓孔滑配實現活動連接的，轉動凸輪28通過法蘭32與閥殼1活動連接，法蘭32內裝有軸密封31，可防止恆溫水沿轉軸處空隙洩出，轉動凸輪28的端部與調節手柄5相連接。分流閥板25帶有一半圓形凹槽26，凹槽26中設有通水孔27，當分流閥板25轉動在不同角度時，半圓形凹槽26所堵截的兩自動控溫機構恆溫水出口面積的不同，造成兩種溫度的恆溫水出水量不同，混合後的溫度也不同，由此實現水溫調節。本實用新型水量的調節是通過轉動凸輪28軸向運動造成與分流閥板25的間隙大小實現的。由於轉動凸輪28與分閥板25是通過圓孔、圓肖的滑接實現的，所以轉動凸輪28既能帶動分流閥板25一起轉動，又因圓肖具有一定的長度而不會影響轉動凸輪28的軸向活動，為了防止它在軸向運動時影響緊貼恆溫水出口的分流閥板25，在它們接觸面上裝有弱壓簧29。轉動凸輪28的軸向運動是由其端部的調節手柄5與斜契面33配合實現的。如圖4所示，轉動凸輪28的轉軸端部二側被切削成扁勢，與調節手柄5上開設的一個長槽相配呈滑動配合，由螺釘34加以定位，調節手柄5與法蘭32外側端面上帶有斜契面33，當調節手柄5在斜契面33上滑動時，由於斜勢的作用，迫使轉動凸輪28沿軸向作位移，該位移變化使它與分流閥板25的間隙產生相應的變化，使通過該間隙流向恆溫水出口7的水量發生變化，達到調節水量的目的。為了調節時便於轉動凸輪28的復位，在它與閥殼1之間裝有強壓簧30。由於轉動凸輪28端部扁勢的作用，在調節手柄5轉動時能帶動轉動凸輪28、分流閥板25一起轉動。使本裝置水溫、水量的調節只要通過單調節部件就可實現，使結構較為簡單。
本實用新型的水量調節也可採用如圖5所示帶偏心輪的調節機構加以實現，它主要是由通過雙頭螺栓41固定在轉動凸輪28端部的長六角螺母42構成的調節手柄及固定在它上面的偏心輪43與法蘭32的端面。相配合實現的。當轉動偏心輪43的長手柄44時，由於其偏心輪部半徑不同，而其支承面法蘭32端面卻是固定不動的所以在偏心輪43轉動到各個位置時，可造成長六角螺母42構成的調節手柄上下運動，使轉動凸輪28作軸向位移，達到調節水量的目的。而在長六角形螺母42構成的調節手柄作平面轉動調節水溫時，則因法蘭32整個外側端面均可作偏心輪43的支承面，所以並不會影響偏心輪43的功能。
本實用新型在恆溫水出口處裝有出水的二次控制機構。如圖3所示，它是由轉動凸輪28端部呈中心對稱體的圓柱面兩側帶有的凸輪缺槽35與密封滑閥38構成，該密封滑閥38由半圓形凸針36、橡膠圈37、滑閥簧39託板40所組成。橡膠圈38主要起密封作用，滑閥簧39，託板40起定位、復位作用。而半圓形凸針36則與凸輪缺槽35相配合，決定密封閥38的開閉程度。當轉動凸輪28轉動使半圓形凸針37處於凸輪缺槽35位置時，封密閥開始關閉，而反之，則封密閥打開。從而達到對出水的二次控制，由此可消除調節手柄5關閉時出現少量水流出的現象。
與現有冷、熱水自動恆溫混水閥相比，本實用新型採用雙記憶金屬作控溫元件的自動恆溫調控機構，將輸出恆溫水自動調控在一個上、下限設定的溫度範圍內，避免了高溫水灼傷人體或低溫水損害人體的現象，增設混合腔將冷、熱水混合後反饋給自動恆溫調控單元，大大提高了控溫精度，使其誤差不超過±5℃；它採用兼溫度、水量調控功能的單調節手柄，精簡了結構，使用方便，調節容易，使輸出的水溫、水量更合使用者心意。採用兩次控水結構，可避免偶爾溫度失控時的傷人現象，是一種控溫精度好，安全性能強的新型混水閥，可廣泛用於企事業、家庭內的各種淋浴設施。
下面提供一個實施例。
採用108×80×45規格的銅質三通閥接口呈T字形，用2G1／2′聯接冷、熱水源及恆溫水出口，採用φ2×φ11×17規格的銅基記憶合金經特殊訓練其動作溫度分別為35℃、55℃，彈簧均採用不鏽鋼絲製成，φ0.8×φ8×30規格，按前述方法，製成閥體、混水腔、分流閥板、轉動凸輪、密封閥、偏心輪、檔板等部件，製成本實用新型。試用時測試，其控溫範圍為35℃～55℃，控溫精度為±5℃，調溫、調節水量均方便，可滿足淋浴使用要求。
權利要求1.一種可調式雙記憶金屬自動恆溫混水閥，包括閥體、彈簧、記憶金屬簧、法蘭、手柄、螺釘、軸、檔板，其中閥體的三通結構分別構成冷、熱水進口和恆溫水出口，該裝置的特徵在於它的閥殼內裝有二組互相平行、結構相同的由記憶金屬簧為控溫元件的包括混合腔、自動調溫腔、閥芯在內部件構成的自動恆溫調控機構及其端部包括轉動凸輪、分流閥板、彈簧、密封滑閥在內的溫度、水量調節機構。
2.如權利要求1所述的混水閥，其特徵在於它的每個自動恆溫調控機構均由兩平行安裝、相鄰部位由冷、熱水調節口、混合水反饋口相溝通的自動調溫腔和混水腔所組成，自動調溫腔一端具有恆溫水出口，其中間有一可以沿水平軸方向移動的閥芯。
3.如權利要求1或2所述的混水閥，其特徵在於它自動調溫腔裝有的閥芯中部為一倒錐體，該倒錐體頂部具有一與周圍腔體接觸的圓沿將自動調溫腔分隔成測溫、進水兩部份；所述的圓沿兩側分別帶有一中空圓柱體，內分別裝有一記憶金屬簧和一復位彈簧並通過它們與兩端腔體相接觸；其中記憶金屬簧應安裝在自動調溫腔的測溫部份，復位彈簧應位於自動調溫腔的進水部份；記憶金屬簧、復位彈簧彈性力的大小決定閥芯位移的方向、大小。
4.如權利要求1或3所述的混水閥，其特徵在於它的兩組自動恆溫調控機構所採用的記憶金屬簧通常可採用銅基記憶金屬簧，經特殊處理後訓練的兩個預定動作溫度構成本裝置的高限、低限溫度。
5.如權利要求1所述的混水閥，其特徵在於它的自動恆溫調控機構恆溫水出口端裝有一溫度、水量調節機構，該機構包括調節手柄、分流閥板、轉動凸輪、弱壓簧、強壓簧、法蘭；其分流閥板緊貼自動恆溫調控機構的恆溫水出口，它是通過一圓肖與轉動凸輪上圓孔滑配實現活動連接的；而轉動凸輪則通過內裝軸密封的法蘭與閥殼活動連接，其端部裝有調節手柄，它是通過調節手柄帶動凸輪的平面轉動、軸向位移的方式實現輸出恆溫水溫度、水量調節。
6.如權利要求1所述的混水閥，其特徵在於它的分流閥板帶有一半圓形凹槽，該凹槽中設有通水孔；所述的分水閥板與其活動連接的轉動凸輪間帶有弱彈簧，使分流閥板緊貼恆溫水出口。
7.如權利要求1所述的混水閥，其特徵在於它的轉動凸輪轉軸端部二側呈扁勢，與調節手柄上開設的一個長槽相配構成滑動配合，由螺釘加以定位，在與調節手柄相鄰的法蘭端面上具有一斜契面，所述的調節手柄在斜契面上滑動造成轉動凸輪軸向運動，導致轉動凸輪與分流閥板間隙變化實現水量調節。
8.如權利要求1所述的混水閥，其特徵在於它的轉動凸輪端部也可以帶有由雙頭螺栓固定的長六角螺母構成的調節手柄，該調節手柄裝有一可以垂直轉動的偏心輪，該偏心輪與其下方的法蘭端面支承配合構成轉動凸輪的軸向位移。
9.如權利要求1所述的混水閥，其特徵在於它的轉動凸輪端部呈中心對稱的圓柱面兩側帶有的凸輪缺槽，與它同一水平面上成直角安裝一密封滑閥構成本裝置出水的兩次控制機構，所述的密封滑閥由半圓形凸針、橡膠圈、滑閥簧、託板所組成。
專利摘要本裝置包括兩組平行安裝、結構相同的採用經特殊訓練後在預定溫度動作的記憶金屬簧為控溫元件的自動恆溫調控機構及其端部的溫度、水量調節機構、由密封滑閥構成的出水二次控制機構。輸入的冷、熱水經自動恆溫調控機構調控後以恆溫水形式輸入溫度水量調節機構，該機構採用一單手柄操縱轉動凸輪的轉動、軸向位移，分別達到調節出水溫度、水量的目的，該裝置控溫精度好，安全性能強，調節方便，尤其適用於各種淋浴場合。
文檔編號F16K11/065GK2079242SQ9021527
公開日1991年6月19日 申請日期1990年9月3日 優先權日1990年9月3日
發明者鄭會鍵, 芮榮新 申請人:鄭會鍵, 芮榮新