專利名稱：閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥，更具體地，，涉及一種混合閥，特別是恒溫混合閥。
背景技術(shù)：
通常采用恒溫混合閥來提供用于淋浴、洗澡、洗手等的溫度受控的水源。已知的 恒溫混合閥允許用戶能夠手動選擇輸送的水溫，并且可操作地保持用戶選定的水溫基本不 變。這導(dǎo)致持續(xù)地供給選定溫度的水，不僅對用戶更方便而且在許多應(yīng)用中也更安全的。恒溫混合閥一般對用戶選擇水溫和流量采用獨(dú)立的控制器。提供獨(dú)立控制器對于 設(shè)計者在美感上是有限制的，并且因?yàn)橥瑫r調(diào)節(jié)流量和溫度需要兩只手，所以對于用戶在 功能上是不足的。此外，兩個控制器哪個用來改變溫度和哪個用來改變流量，這對于用戶未 必總是明顯的。本發(fā)明基于前述的考慮事項(xiàng)進(jìn)行，并且試圖減輕認(rèn)識到的用于調(diào)節(jié)水溫和流量的 獨(dú)立控制器的問題和缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的希望的目的在于提供一種具有用于水溫和流量的單個控制器的恒 溫混合閥，其中該控制器構(gòu)造成允許相互獨(dú)立地或者同時地調(diào)節(jié)水溫和流量。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種具有用于用戶選擇水溫和流量的可手動操作的致 動器的恒溫混合閥，其中該致動器構(gòu)造成允許相互獨(dú)立地或同時地調(diào)節(jié)水溫和流量。通過本發(fā)明，用戶能通過一個控制器并且因此通過一只手來獨(dú)立地或者同時地控 制恒溫混合閥的水溫和流量。此外用戶不太可能混淆所述混合閥的操作裝置。最后所述混 合閥的設(shè)計者擁有新的功能美學(xué)發(fā)展。優(yōu)選地，所述致動器可繞第一軸線手動地旋轉(zhuǎn)以改變水溫和流量中的一個，并且 可繞第二軸線樞轉(zhuǎn)以改變水溫和流量中的另一個。例如，可以通過使所述致動器旋轉(zhuǎn)來調(diào) 節(jié)水溫并且通過使該致動器樞轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)流量，反之亦然。優(yōu)選地，所述第一軸線和所述第二軸線彼此相互垂直。例如，第一軸線即旋轉(zhuǎn)軸線 可以布置在所述混合閥的中央縱軸線上，并且第二軸線即樞轉(zhuǎn)軸線橫向于該縱軸線布置。優(yōu)選地，所述混合閥包括比例閥裝置，該比例閥裝置用于通過所述致動器的旋轉(zhuǎn) 根據(jù)用戶選擇的出口水溫來控制熱水和冷水的混合。優(yōu)選地，所述比例閥裝置包括梭閥，并且所述致動器通過溫度耦合裝置可操作地 連接到梭閥，用于響應(yīng)于所述致動器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動設(shè)置用戶選定的出口水溫。優(yōu)選地，所述溫度耦合裝置構(gòu)造成使所述致動器旋轉(zhuǎn)以根據(jù)該致動器的旋轉(zhuǎn)方向 調(diào)節(jié)熱閥座和冷閥座之間的閥構(gòu)件的位置。優(yōu)選地，所述溫度耦合裝置經(jīng)由恒溫器作用在所述閥構(gòu)件上，該恒溫器布置成監(jiān) 控出口水溫并且調(diào)節(jié)所述閥構(gòu)件的位置以保持選定的出口水溫基本上恒定。優(yōu)選地，所述混合閥包括流量調(diào)節(jié)器裝置，以通過傾斜所述致動器來根據(jù)用戶的選擇控制水流量。優(yōu)選地，所述致動器通過流量耦合裝置可操作地連接到所述流量調(diào)節(jié)器裝置，用 于響應(yīng)所述致動器的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動設(shè)置用戶選定的流量。優(yōu)選地，所述流量耦合裝置構(gòu)造成使所述致動器樞轉(zhuǎn)以根據(jù)該致動器的樞轉(zhuǎn)方向 調(diào)節(jié)流量控制構(gòu)件的位置。優(yōu)選地，所述熱閥座和所述冷閥座中的一個是固定的，并且所述流量控制構(gòu)件包 括另一個閥座，該另一個閥座可相對于固定的閥座移動以響應(yīng)所述致動器的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動控制流量。優(yōu)選地，所述閥構(gòu)件包括梭子，該梭子可在所述熱閥座和所述冷閥座之間軸向移 動以控制出口水溫，并且可移動的閥座可朝向和遠(yuǎn)離固定閥座軸向移動，以改變所述梭子 和所述閥座之間的流徑的面積，從而改變流量。優(yōu)選地，所述可移動閥座可操作地將所述梭子夾在所述閥座之間，從而停止流動。優(yōu)選地，所述致動器包括可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，該可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件用于將所述致動器的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動傳輸?shù)綔囟闰?qū)動構(gòu)件；和可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件，該可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件用于將所述致動器的傾斜運(yùn)動傳輸 到流量驅(qū)動構(gòu)件。優(yōu)選地，所述可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件安裝在所述可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上并且與所述流量驅(qū)動構(gòu)件可操 作地連接，從而允許所述可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件相對于所述可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)和樞轉(zhuǎn)，從而可通過獨(dú)立 地使所述致動器分別地旋轉(zhuǎn)或傾斜，或者通過同時地使所述致動器一同地旋轉(zhuǎn)和傾斜，來 調(diào)節(jié)出口水溫和流量。根據(jù)發(fā)明的第二方面，提供一種用于混合閥的致動器組件，該致動器組件構(gòu)造成 用于安裝在所述混合閥上，該混合閥用于用戶選擇水溫和流量，其中所述致動器組件包括 控制手柄，該控制手柄可繞第一軸線旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)水溫和流量中的一個，并且可繞垂直于所 述第一軸線的第二軸線樞轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)水溫和流量中的另一個，所述布置使得可以相互獨(dú)立地 或者同時地調(diào)節(jié)水溫和流量。優(yōu)選地，所述控制手柄可操作地連接到可繞所述第一軸旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件，并且可 操作地連接到安裝在該第一構(gòu)件上并且可繞所述第二軸線樞轉(zhuǎn)的第二構(gòu)件。所述致動器組件可以用于恒溫混合閥。根據(jù)發(fā)明的第三方面，提供一種混合閥，該混合閥包括閥構(gòu)件，該閥構(gòu)件可在熱閥 座和冷閥座之間移動以控制出口水溫，該熱閥座和冷閥座可朝向和遠(yuǎn)離彼此相對地移動以 控制水流量；和致動器組件，該致動器組件包括控制手柄，該控制手柄可繞第一軸線旋轉(zhuǎn)以 控制出口水溫和流量中的一個，并且可繞橫向于該第一軸線的第二軸線樞轉(zhuǎn)以控制出口水 溫和流量中的另一個。優(yōu)選地，所述混合閥是恒溫混合閥。優(yōu)選地，所述熱閥座和所述冷閥座可遠(yuǎn)離彼此相對地移動以增大水流，并且可朝 向彼此相對地移動以減小水流。優(yōu)選地，所述熱閥座和所述冷閥座可朝向彼此相對地移動，直到所述閥構(gòu)件被夾 在所述閥座之間以切斷水流。優(yōu)選地，所述熱閥座和所述冷閥座中的一個是固定的，并且所述熱閥座和所述冷 閥座中的另一個可朝向和遠(yuǎn)離所述固定的閥座移動。
優(yōu)選地，所述控制手柄可繞所述第一軸線旋轉(zhuǎn)以控制出口水溫，并且可繞所述第 二軸線樞轉(zhuǎn)以控制出口水流量。


現(xiàn)在將參照附圖、僅通過實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)發(fā)明的第一實(shí)施方式的恒溫混合閥的可手動操作的致動器的分解圖；圖2是示出閥處于“開流(flow on) ”位置的圖1的混合閥的閥筒單元(cartridge unit)的一部分的剖視圖；圖3是示出閥處于“關(guān)流(flow off) ”位置的類似于圖2的閥筒單元的剖視圖；圖4是處于“關(guān)流”位置的致動器的側(cè)視圖；圖5是處于“全開流”位置的致動器的側(cè)視圖；圖6是去除了一些部件的致動器的側(cè)視圖，并且示出了限制處于“關(guān)流”位置的桿 的傾斜的旋轉(zhuǎn)控制基座；圖7是去除了一些部件的致動器的側(cè)視圖，并且示出了限制處于“全開流”位置的 控制桿的傾斜的旋轉(zhuǎn)控制基座；圖8是致動器的側(cè)視圖，其中一些部件被去除和切開以示出處于“全冷”位置的溫 度驅(qū)動組件；圖9是致動器的側(cè)視圖，其中一些部件被去除和切開以示出處于“全設(shè)置熱(full set hot) ”位置的溫度驅(qū)動組件；圖10是致動器的側(cè)視圖，其中一些部件被去除以示出處于“全冷”位置的旋轉(zhuǎn)控 制基座；圖11是致動器的側(cè)視圖，其中一些部件被去除以示出處于“全冷”位置和“全設(shè)置 熱”位置之間的中間位置的旋轉(zhuǎn)控制基座；圖12是致動器的側(cè)視圖，其中一些部件被去除以示出處于“全設(shè)置熱”位置的旋 轉(zhuǎn)控制基座；圖13是致動器的側(cè)視圖，其中一些部件被去除以示出處于“全開流”位置的控制 桿和處于“全冷”位置的溫度控制組件；圖14是致動器的側(cè)視圖，其中一些部件被去除以示出處于“全開流”位置的控制 桿和處于“全冷”位置和“全設(shè)置熱”位置之間的中間位置的溫度控制組件；圖15是致動器的側(cè)視圖，其中一些部件被去除以示出處于“全開流”位置的控制 桿和處于“全設(shè)置熱”位置的溫度控制組件；圖16是根據(jù)發(fā)明的第二實(shí)施方式的恒溫混合閥的可手動操作的致動器的分解 圖；圖17是處于“關(guān)流”位置的致動器和閥組件的立體圖；圖18是類似于圖17的立體圖，其中致動器和閥組件處于“開流”位置；圖19是圖16的致動器和混合閥的剖視圖，其中致動器和閥組件處于“全設(shè)置熱” 位置；圖20是類似于圖19的剖視圖，其中致動器和閥組件處于“全設(shè)置熱”和“全冷”位 置之間的中間位置；以及
圖21是類似于圖20的剖視圖，其中致動器和閥組件處于“全冷”位置。
具體實(shí)施例方式首先參看附圖的圖1至15，圖1示出根據(jù)發(fā)明的第一實(shí)施方式的恒溫混合閥，該恒 溫混合閥具有收納可拆卸的恒溫閥筒單元2的閥體1，該可拆卸的恒溫閥筒單元2可與閥體 1內(nèi)的入口 3、4配合操作。入口 3、4可與熱水和冷水的引入供給相連接，并且閥筒單元2可通過安裝在其上 的手柄組件5手動操作，以將具有根據(jù)用戶選擇的希望的溫度和流量的水輸送到閥體1中 的出口 6，用于供給到沐浴器具，例如淋浴裝置、浴缸或者洗手盆。如圖2和3最佳示出的，恒溫閥筒單元2收納用于控制輸送到出口 6的水的溫度 和流量的閥組件7。在本實(shí)施方式中，閥組件7包括具有梭子8的梭閥，該梭子8可在熱閥座9和冷閥 座10之間軸向移動，以調(diào)節(jié)進(jìn)入混合室11的熱水和冷水的相對比例，用于控制輸送到出口 6的水的溫度。熱閥座9是固定的，并且冷閥座10包括流量控制構(gòu)件，該流量控制構(gòu)件可朝向和 遠(yuǎn)離熱閥座9軸向移動，以開關(guān)水流并且調(diào)節(jié)水流量。在一種變型(未示出)中，冷閥座10 是固定的，并且熱閥座9可朝向和遠(yuǎn)離冷閥座10軸向移動，以開關(guān)水流并且調(diào)節(jié)水流量。梭子8安裝在溫度敏感型恒溫器12上，該溫度敏感型恒溫器12布置成監(jiān)控混合 室11中的水的溫度。恒溫器12包含諸如蠟的熱敏材料，該熱敏材料響應(yīng)混合室11中的水 溫變化而均勻地膨脹/收縮。蠟體積的變化導(dǎo)致從恒溫器12的一端延伸出的致動器桿13的軸向長度的變化。 致動器桿13的自由端在復(fù)位彈簧(未示出)的偏壓下接合連接構(gòu)件14，該復(fù)位彈簧作用在 恒溫器12的另一端上。梭子8被彈簧15偏壓從而與恒溫器12 —起移動，并且連接構(gòu)件14可軸向移動以 響應(yīng)用戶選擇的希望的出口水的溫度而定位恒溫器12，并且因而定位梭子8。對于選定的 出口水的溫度，連接構(gòu)件14的位置是固定的。因此，如果出口水溫例如由于熱水和/或冷水供給的壓力和/或溫度的變化而偏 離選定的溫度，則由此引起的致動器桿13的軸向長度的變化導(dǎo)致恒溫器12沿軸向移動，以 重新定位梭子8，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入混合室11的熱水和冷水的相對比例，以保持選定的水溫基 本不變。當(dāng)梭子8接合處于全冷位置和/或在溫度過載情況下的熱閥座9時或者當(dāng)水流被 切斷時，彈簧15允許在恒溫器12和梭子8之間的相對運(yùn)動。應(yīng)當(dāng)理解發(fā)明不限于上述閥 組件并且可以采用其他閥組件。冷閥座10具有安裝在一端的環(huán)形密封圈16，該環(huán)形密封圈16提供用于和梭子8 接合的密封面。冷閥座10的另一端具有外螺紋17，該外螺紋17可與可旋轉(zhuǎn)套筒構(gòu)件19的 配套的內(nèi)螺紋18嚙合。通過和冷閥座殼體20接合來防止冷閥座10旋轉(zhuǎn)，從而將套筒構(gòu)件19的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 變成冷閥座10根據(jù)該套筒構(gòu)件19的旋轉(zhuǎn)方向而朝向和遠(yuǎn)離熱閥座9的軸向運(yùn)動。套筒構(gòu)件19具有從閥筒單元2突出的心軸21，借助于該心軸21，套筒構(gòu)件19可以由手柄組件5旋轉(zhuǎn)，以開關(guān)水流并且調(diào)節(jié)流量。圖2示出處于與最大流量相對應(yīng)的“開流”位置的閥，并且圖3示出處于“關(guān)流”位 置的閥。從圖2所示的位置開始，使套筒構(gòu)件19旋轉(zhuǎn)以朝向熱閥座9移動冷閥座10，減小 了熱閥座9和冷閥座10之間的流動面積，從而減小出口流量直到梭子8被夾在熱閥座9和 冷閥座10之間，以如圖3所示切斷水流。套筒構(gòu)件19的心軸21具有通向閥筒單元2的內(nèi)部的階梯狀通孔22。連接構(gòu)件 14的上端可滑動地接納在孔22中，借助于孔22，連接構(gòu)件14可以通過手柄組件5軸向移 動以調(diào)節(jié)選定的水溫。手柄組件5包括固定基座23，該固定基座23通過分別在恒溫閥筒單元2的頂面 和固定基座23上的一系列城堡形部24a、24b定位在該恒溫閥筒單元2上。城堡形部24a、 24b相配合以防止固定基座23相對于恒溫閥筒單元2旋轉(zhuǎn)。固定基座23擁有兩個垂直定向的定位釘25，該定位釘25被接納在環(huán)形流量卡圈 27的外表面中的配套槽26中，以當(dāng)允許流量卡圈27相對于固定基座23上下移動時，防止 該流量卡圈27相對于該固定基座23旋轉(zhuǎn)。流量卡圈27圍繞圓柱形流量驅(qū)動蝸桿28。流量卡圈27的內(nèi)表面上的突起(未示 出)與流量驅(qū)動蝸桿28上的螺紋29相互作用，導(dǎo)致當(dāng)卡圈27上下移動時，流量驅(qū)動蝸桿 28旋轉(zhuǎn)。流量驅(qū)動蝸桿28具有內(nèi)部軸向花鍵(未示出)，該內(nèi)部軸向花鍵與心軸21上的外 部軸向花鍵21a相配合，以將流量驅(qū)動蝸桿28的旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)叫妮S21，以使套筒構(gòu)件19旋 轉(zhuǎn)，從而如前所述調(diào)節(jié)輸送到混合器的出口 6的水的流量。溫度驅(qū)動導(dǎo)向件30位于固定基座23之上并且具有兩個突起31，該兩個突起與定 位釘25相配合以防止溫度驅(qū)動導(dǎo)向件30相對于固定基座23旋轉(zhuǎn)。溫度驅(qū)動導(dǎo)向件30支撐溫度驅(qū)動螺母32并且具有兩個直立凸緣33，該兩個直立 凸緣33接納在溫度驅(qū)動螺母32中的配套槽34中，以當(dāng)允許溫度驅(qū)動螺母32能夠相對于 溫度驅(qū)動導(dǎo)向件30被上下驅(qū)動時，防止該溫度驅(qū)動螺母32相對于該溫度驅(qū)動導(dǎo)向件30旋 轉(zhuǎn)。溫度驅(qū)動螺母32具有圓形橫截面，該圓形橫截面在其外表面上具有螺紋35 ；和 從下面伸出的圓柱形釘36。溫度驅(qū)動螺母32的螺紋35與溫度控制基座39的圓頂部分38 中的內(nèi)螺紋37(見圖8和9)相配合?？刂苹?9可相對于固定基座23旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致當(dāng)控制基座39旋轉(zhuǎn)時溫度驅(qū)動螺母 上下移動。釘36布置成穿過圓柱形流量驅(qū)動蝸桿28并且進(jìn)入心軸21的通孔22，以將驅(qū)動 螺母32的軸向運(yùn)動傳輸?shù)竭B接構(gòu)件14，從而如前所述調(diào)節(jié)出口水溫。通過由旋緊到閥體1上的內(nèi)螺紋(未示出)上的頭部螺母(headnut)41而固定的 夾子40，防止控制基座39沿軸向移動。夾子40用來將固定基座23、流量驅(qū)動蝸桿28、流 量卡圈27、溫度驅(qū)動導(dǎo)向件30、溫度驅(qū)動螺母32以及控制基座39固定靠在恒溫閥筒單元 2上。流量控制桿42通過銷43固定至控制基座39，以繞銷43的軸線樞轉(zhuǎn)運(yùn)動，并且該 流量控制桿42具有兩個內(nèi)部聯(lián)結(jié)銷44(見圖14)，該兩個內(nèi)部聯(lián)結(jié)銷44定位在槽26之間的流量卡圈27的外表面中的互補(bǔ)的周向延伸的凹部45中。罩圓頂46安裝在整個組件頂部上，并且控制手柄47位于該罩圓頂46的頂部上。 控制手柄47的位置相對于旋轉(zhuǎn)控制基座39和控制桿42固定在組件上，從而使控制手柄47 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致控制基座39旋轉(zhuǎn)，并且使控制手柄47傾斜導(dǎo)致控制桿42傾斜。在本實(shí)施方式中，控制手柄47的旋轉(zhuǎn)軸線和混合閥的縱軸線X同軸，并且控制手 柄47的樞軸垂直于該縱軸線X。這可以不是必須的并且可以采用軸的其他布置。操作中，控制手柄47可以沿箭頭A方向傾斜或者沿箭頭B方向旋轉(zhuǎn)或者兩者的結(jié)合。如果控制手柄47旋轉(zhuǎn)，則控制基座39相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)。這導(dǎo)致圓頂部分38中的內(nèi)螺 紋37和溫度驅(qū)動螺母32上的螺紋35嚙合，以根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向而升起或者降低圓柱形釘36。恒溫閥筒單元2內(nèi)的恒溫器12和連接構(gòu)件14通過該恒溫閥筒單元2中的復(fù)位彈 簧(未示出)朝向釘36偏壓。因此，根據(jù)用戶對出口水的溫的選擇將釘36的軸向運(yùn)動傳 輸?shù)胶銣仄?2。閥梭8安裝在恒溫器12上并且隨恒溫器12移動，以響應(yīng)用戶對出口水溫的選擇 調(diào)節(jié)進(jìn)入混合室11的熱水和冷水的相對比例。如果出口水溫偏離選定的溫度，則恒溫器12做出響應(yīng)以調(diào)節(jié)梭子8的位置，從而 保持選定的出口水溫基本不變。如果手柄47傾斜，則控制桿42相應(yīng)地繞銷43傾斜。這導(dǎo)致位于控制桿42之內(nèi) 的聯(lián)結(jié)銷44根據(jù)傾斜方向而升起或降低定位釘25上的流量卡圈27。流量卡圈27的內(nèi)表面上的突起(未示出)和流量驅(qū)動蝸桿28上的螺紋29相互 作用，使得當(dāng)卡圈27上下移動時流量驅(qū)動蝸桿28旋轉(zhuǎn)。將流量驅(qū)動蝸桿28的旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)叫妮S21以使套筒構(gòu)件19旋轉(zhuǎn)，從而使冷閥座10 移動，調(diào)節(jié)由出口 6輸送的水的流量?？梢酝瑫r進(jìn)行手柄47的旋轉(zhuǎn)和傾斜，使得用戶可以利用單只手在單個動作中調(diào) 節(jié)水輸送溫度和流量。圖4至7中更詳細(xì)地示出了流量控制功能。在圖4中的手柄47的位置中水流是 停止的，并且控制桿42處于圖6所示的位置，其中流量卡圈47被下降。手柄47可以從圖4所示的位置傾斜到圖5所示的位置，導(dǎo)致控制桿42從圖6所 示的位置傾斜到圖7所示的位置。當(dāng)控制桿42朝向圖7所示的位置傾斜時，通過使控制桿42上的聯(lián)結(jié)銷44接合到 流量卡圈27的凹部45中來升起流量卡圈27，導(dǎo)致流量驅(qū)動蝸桿28旋轉(zhuǎn)。將流量驅(qū)動蝸桿28的旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)叫妮S21以使套筒構(gòu)件19旋轉(zhuǎn)并且移動冷閥座 10遠(yuǎn)離熱閥座9，從而在圖7所示的控制桿12的位置增大水流達(dá)到最大值。應(yīng)當(dāng)理解，手柄47可以從圖4所示的位置傾斜到圖5所示的位置以及任何中間位 置，以提供任何希望的水的流量。通過使控制桿42和控制基座39抵接，防止控制桿42移動超出圖6和7所示的端
部位置。流量驅(qū)動蝸桿28上的螺紋29被嚙合，從而使手柄47移到端部位置(如所述由控 制基座限制)，與無流量和最大流量對應(yīng)，保證適合用戶的全范圍的流量控制。
應(yīng)當(dāng)指出，雖然圖4至7所示的布置被設(shè)計成使得，當(dāng)手柄47處于非傾斜位置(圖 4)時沒有水流并且當(dāng)手柄47處于最大傾斜位置(圖5)時有最大水流，但是對發(fā)明的簡單 修改可以顛倒這種控制機(jī)構(gòu)。圖8至12中更詳細(xì)地示出溫度控制功能。位于控制基座39的圓頂部38內(nèi)側(cè)上 的螺紋37和溫度驅(qū)動螺母32上的螺紋35嚙合?？刂苹?9可隨手柄47旋轉(zhuǎn)，并且通過 溫度驅(qū)動導(dǎo)向件30可防止溫度驅(qū)動螺母32旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)手柄47旋轉(zhuǎn)時，溫度驅(qū)動螺母32使凸緣33上下滑動，從而根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向 使圓柱形釘36在圖8和9所示的端部位置之間升起或下降，以根據(jù)用戶選擇的出口水溫來 調(diào)節(jié)恒溫器12和梭子8的位置。圖8示出了圓柱形釘36的位置，其中調(diào)節(jié)梭子8被調(diào)節(jié)成僅提供冷水流(全冷)； 并且圖9示出圓柱形釘36的位置，其中調(diào)節(jié)梭子8被調(diào)節(jié)成提供熱水流到最大預(yù)設(shè)溫度 (全設(shè)置熱)。如可以理解的，可以使手柄47旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)梭閥組件，從而提供從全冷到全設(shè)置熱 的任何希望的出口水溫。通過使控制基座39和定位釘25在旋轉(zhuǎn)的極限位置接合從而限制控制基座39的 旋轉(zhuǎn)，來防止將圓柱形釘36的軸向位置調(diào)節(jié)超出圖8和9所示的端部位置。圖10示出與全冷對應(yīng)的控制基座39的端部位置，并且圖12示出與全設(shè)置熱對應(yīng) 的控制基座39的端部位置。圖11示出與全冷和全設(shè)置熱之間的出口水溫對應(yīng)的控制基座 39的中間位置。位于圓頂部38內(nèi)側(cè)上的螺紋37和溫度驅(qū)動螺母32的螺紋35構(gòu)造成使得，如果 給定控制基座39的允許的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，則可以獲得需要的全范圍的溫度，保證適于用戶的全 范圍的溫度控制。圖13至15中更詳細(xì)地示出溫度控制功能和流量控制功能之間的關(guān)系。如從已經(jīng) 提供的描述中可以清楚的，如果手柄47旋轉(zhuǎn)，則控制基座39將旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)出口水溫，并且 當(dāng)控制桿42樞轉(zhuǎn)地安裝在控制基座39上時，控制桿42也將隨控制基座39旋轉(zhuǎn)。然而因?yàn)榭刂茥U42上的銷44在流量卡圈27中的周向凹部45中自由地移動，并 且因此不調(diào)節(jié)流量卡圈27的軸向位置，所以控制桿42的這種旋轉(zhuǎn)不會改變流量。因此，可 以獨(dú)立于流量控制功能執(zhí)行溫度控制功能。如果手柄47傾斜，則控制桿42傾斜，并且銷44在凹部45內(nèi)的接合導(dǎo)致流量卡圈 27根據(jù)傾斜方向而向上或向下移動，從而使流量驅(qū)動蝸桿28和心軸21旋轉(zhuǎn)，以移動冷閥座 10從而改變輸送的水流量。然而因?yàn)榭刂苹?9不旋轉(zhuǎn)，所以控制桿42的這種傾斜不會改變出口水溫。因 此，可以獨(dú)立于溫度控制功能執(zhí)行流量控制功能。如果手柄47同時傾斜和旋轉(zhuǎn)，則可以執(zhí)行流量控制功能和溫度控制功能，以通過 單個控制器、用一只手同時調(diào)節(jié)出口水流量和溫度。如可以理解的，手柄組件5可以裝配至新的和/或現(xiàn)有的恒溫閥，該新的和/或現(xiàn) 有恒溫閥允許如所述的通過單個控制器來控制水溫和流量?，F(xiàn)在參看附圖的圖16至21，圖16示出根據(jù)發(fā)明的第二實(shí)施方式的恒溫混合閥。在本實(shí)施方式中，與其中閥組件并入閥筒單元的前述實(shí)施方式形成對比，閥組件107直接安裝在閥體101中。閥組件107再次包括梭閥，用于控制輸送到出口 106的水的溫
度和流量。梭閥具有梭子108，該梭子108可在熱閥座109和冷閥座110之間軸向移動，以調(diào) 節(jié)從入口 103、104進(jìn)入混合室111的熱水和冷水的相對比例，從而控制輸送到出口 106的 水的溫度。熱閥座109是固定的，并且將冷閥座110安裝在閥體101中以朝向和遠(yuǎn)離熱閥座 109軸向滑動，從而開關(guān)水流并且調(diào)節(jié)水流量。在一種變型(未示出)中，冷閥座可以是固 定的，并且熱閥座可朝向和遠(yuǎn)離冷閥座移動以控制流量。圖17示出“關(guān)流”位置，其中冷閥座110朝向熱閥座109移動直到梭子108被夾在 熱閥座109、冷閥座110之間，以防止水流通過閥。圖18示出“開流”位置，其中冷閥座110 遠(yuǎn)離熱閥座109移動以允許水流通過閥。冷閥座110朝向和遠(yuǎn)離熱閥座109的運(yùn)動范圍可根據(jù)手柄組件105的操作而變 化，以如稍后更詳細(xì)地描述的開關(guān)水流并且調(diào)節(jié)流量。如前述實(shí)施方式中，梭子108安裝在布置成監(jiān)控混合室11中的水的溫度的溫度敏 感型恒溫器112上。恒溫器112包含諸如蠟的熱敏材料，該熱敏材料響應(yīng)混合室111中水 溫的變化均勻地膨脹/收縮。蠟體積的變化導(dǎo)致從恒溫器112的一端延伸出的致動器桿113的軸向長度的變 化。致動器桿113的自由端在復(fù)位彈簧150的偏壓下接合連接構(gòu)件114，該復(fù)位彈簧150作 用在恒溫器112的另一端上。梭子108由彈簧115偏壓從而隨恒溫器112移動，并且連接構(gòu)件114可軸向移動 以響應(yīng)用戶選擇的希望的出口水溫而定位恒溫器112并且從而定位梭子108。對于選定的 出口水溫，連接構(gòu)件114的位置是固定的。因此，如果出口水溫例如由于熱和/或冷供給的壓力和/或溫度的變化而偏離選 定的溫度，則由此引起的致動器桿113的軸向長度的變化導(dǎo)致恒溫器112沿軸向移動以重 新定位梭子108，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入混合室111的熱水和冷水的相對比例，以保持選定的水溫基 本不變。圖19和21分別示出處于“全設(shè)置熱”位置和“全冷”位置的連接構(gòu)件114，并且圖 20示出處于“全設(shè)置熱”和“全冷”位置的中間位置的連接構(gòu)件114。連接構(gòu)件114的運(yùn)動 范圍可根據(jù)手柄組件105的操作而變化，以如稍后更詳細(xì)地描述的調(diào)節(jié)出口水溫。復(fù)位彈簧150偏壓恒溫器112以跟隨連接構(gòu)件114的運(yùn)動，并且當(dāng)梭子108接合 處于全冷位置和/或在溫度過載情況下的熱閥座109時和/或當(dāng)水流被切斷時，梭子彈簧 115允許在恒溫器112和梭子108之間相對運(yùn)動。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于上述閥組件并且 可以采用其他閥組件和恒溫器。手柄組件105包括控制手柄147，該控制手柄147通過一對釘152安裝在控制基座 139上，以繞垂直于混合閥的縱軸線X的釘152的軸線樞轉(zhuǎn)運(yùn)動。流量控制桿142也通過釘152安裝在控制基座139上并且響應(yīng)于控制手柄147的 樞轉(zhuǎn)運(yùn)動繞樞軸樞轉(zhuǎn)?？刂苹?39由頭部螺母154安裝并且保持在閥體101上，以響應(yīng)于控制手柄147 的角度調(diào)整繞與混合閥的縱軸線X同軸的軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
控制桿142具有一對凸輪155，該一對凸輪155可與位于控制基座139下面的凸輪 環(huán)157上的銷156配合操作，其中銷156延伸穿過控制基座139中的孔158以和凸輪155 上的輪廓面155a接合。輪廓面155a構(gòu)造成響應(yīng)于控制手柄147的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動而控制凸輪環(huán)157沿平行于 縱軸線X的軸向上下地移動。密封蓋159裝在冷閥座110上并且具有中央開口，冷閥座110上的凸耳160通過該 中央開口凸出。密封蓋159通過周邊上的一對突出部161定位成抵抗繞縱軸線X的旋轉(zhuǎn)， 該一對突出部161接合閥體101中相應(yīng)的凹部(未示出)。控制基座139可通過軸承162相對于密封蓋159旋轉(zhuǎn)。冷閥座帽163安座在凸耳 160上，并且通過接合蓋159中的孔165的一對軸向延伸的銷164防止該冷閥座帽163繞縱 軸線X旋轉(zhuǎn)。凸輪環(huán)157位于冷閥座帽163的頂部上并且可以繞縱軸線X相對于冷閥座帽163 隨控制基座139旋轉(zhuǎn)。彈簧166在冷閥座110和閥體101之間作用。以朝向凸輪環(huán)157偏壓冷閥座110 和冷閥座帽163。因此，冷閥座帽163和冷閥座110可以對凸輪環(huán)157的軸向運(yùn)動作出響應(yīng)，其中該 凸輪環(huán)157的軸向運(yùn)動響應(yīng)于控制手柄157的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動而進(jìn)行的，而控制手柄147繞縱軸 線X的傾斜運(yùn)動對冷閥座帽163的軸向位置沒有影響，并且因而對冷閥座110的軸向位置 沒有影響。控制基座139具有中央開口，該中央開口具有可與溫度驅(qū)動螺母132的外螺紋135 嚙合的內(nèi)螺紋164。冷閥座帽163具有一對軸向延伸的柱167，該一對軸向延伸的柱167可 滑動地接合驅(qū)動螺母132的周緣中的一對槽168，以當(dāng)允許驅(qū)動螺母132能夠在柱167上上 下運(yùn)動時，防止該驅(qū)動螺母132繞縱軸線X旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。因此，將控制基座139繞縱軸線X的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成驅(qū)動螺母132的軸向運(yùn)動。冷 閥座110具有中央通孔，連接構(gòu)件114從該中央通孔凸出以接合位于驅(qū)動螺母132下面的 釘 136。在操作中，控制手柄147可以沿箭頭A的方向傾斜或者沿箭頭B的方向旋轉(zhuǎn)或者 兩者的結(jié)合。在圖17所示的關(guān)流位置中，梭子108被夾在熱閥座109和冷閥座110之間。在該 位置中，控制桿142上的凸輪155和凸輪環(huán)157上的銷156相配合，以防止凸輪環(huán)157上升， 進(jìn)而防止冷閥座帽159和冷閥座110在冷閥座彈簧166的偏壓下上升。如果控制手柄147從圖17所示的位置朝向圖18所示的位置樞轉(zhuǎn)，則控制桿142 隨手柄147樞轉(zhuǎn)，并且與凸輪環(huán)157上的銷156相配合的凸輪155的輪廓改變，以允許凸輪 環(huán)157上升，進(jìn)而允許冷閥座帽159和冷閥座110在冷閥座彈簧166的偏壓下上升。因此，冷閥座110遠(yuǎn)離熱閥座109移動以允許水能夠流過閥，并且當(dāng)冷閥座110進(jìn) 一步遠(yuǎn)離熱閥座109移動時，控制手柄147朝向圖18所示的位置的繼續(xù)的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動導(dǎo)致流 量的逐漸增大。相反地，如果控制手柄147從圖18所示的位置朝向圖17所示的位置樞轉(zhuǎn)，則控制 桿142隨手柄147樞轉(zhuǎn)，并且與凸輪環(huán)157上的銷156相配合的凸輪155的輪廓改變，以降低凸輪環(huán)157，進(jìn)而抵抗冷閥座彈簧166的偏壓降低冷閥座帽159和冷閥座110。因此，冷閥座110朝向熱閥座109移動，逐漸減小了流量直到梭子108被再次夾在 熱閥座109和冷閥座110之間以切斷水流。在本操作期間，恒溫器112響應(yīng)流過混合室111的水的溫度以定位梭子108，從而 達(dá)到并且保持通過控制手柄147的角度位置選定的水溫。因此，如果控制手柄147樞轉(zhuǎn)而不旋轉(zhuǎn)，則水流量將根據(jù)運(yùn)動方向而改變，但水溫 將保持不變?？梢酝ㄟ^使控制手柄147繞軸線X旋轉(zhuǎn)來改變水出口溫度。在一個旋轉(zhuǎn)方向上，降低溫度驅(qū)動螺母132。將由此引起的釘136沿軸向的運(yùn)動傳 輸?shù)竭B接構(gòu)件114，以抵抗復(fù)位彈簧150的偏壓移動恒溫器112，從而調(diào)節(jié)梭子108的位置 來減小出口水溫。在另一個旋轉(zhuǎn)方向上，升起溫度驅(qū)動螺母132。由此引起的釘136沿軸向運(yùn)動，之 后恒溫器112和連接構(gòu)件114在復(fù)位彈簧150的偏壓下沿軸向運(yùn)動，從而調(diào)節(jié)梭子108的 位置來增大出口水溫。在該操作期間，如果控制手柄147旋轉(zhuǎn)而不樞轉(zhuǎn)，則出口水溫將根據(jù)控制手柄147 的旋轉(zhuǎn)方向而變化，但是流動面積和流量將保持不變。因而，如同第一實(shí)施方式一樣，第二實(shí)施方式允許僅通過控制手柄147的樞轉(zhuǎn)運(yùn) 動或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動相互獨(dú)立地調(diào)節(jié)流量和水溫?？商娲?，通過同時結(jié)合控制手柄147的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以同時地調(diào)節(jié)流 量和水溫。在本實(shí)施方式中，控制手柄147的旋轉(zhuǎn)軸線與混合閥的縱軸線X同軸，并且控制手 柄147的樞軸垂直于該縱軸線X。這可以不是必須的并且可以采用軸線的其它布置。也應(yīng)當(dāng)指出，雖然圖16至21所示的布置設(shè)計成使得控制手柄147可旋轉(zhuǎn)以控制 水溫并且可樞轉(zhuǎn)以控制流量，但是可以采用替代性布置，其中這是顛倒的，使得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控 制流量并且樞轉(zhuǎn)運(yùn)動控制水溫。可替代地或可選擇地，雖然關(guān)流情況與圖17所示的控制手柄147的非傾斜位置對 應(yīng)并且完全開流情況與圖18所示的控制手柄147的最大傾斜位置對應(yīng)，但是應(yīng)當(dāng)理解這種 布置可以顛倒，使得非傾斜位置與最大流量對應(yīng)并且完全傾斜位置與無流量對應(yīng)。應(yīng)當(dāng)理解，上述發(fā)明有若干益處。第一，出水的恒溫控制提高供水的規(guī)律性并且在許多應(yīng)用中將提高用戶安全。第二，用戶可以獨(dú)立地或同時地控制恒溫調(diào)節(jié)的水的輸送流量和溫度。這向恒溫 控制系統(tǒng)的用戶提供了新的控制水平。第三，通過利用一只手的單個控制器獲得上述提及的控制水平。這種控制水平的 一個益處在于它留下另一只手自由地執(zhí)行其他任務(wù)。第四，該控制適合于通過混合閥中的多種流量和溫度控制機(jī)構(gòu)來使用以適合各種 各樣的管道系統(tǒng)。第五，給予設(shè)計者對恒溫混合閥的美學(xué)設(shè)計的增大的自由度。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員上述發(fā)明的其它益處和優(yōu)點(diǎn)將更清楚，并且應(yīng)當(dāng)理解，發(fā)明 不限于上述實(shí)施方式并且在沒有脫離本文描述的各種觀念的情況下可以進(jìn)行各種修改和改進(jìn)。因而，雖然已經(jīng)參照恒溫混合閥描述了發(fā)明，但是可以采用致動器來控制非恒溫 混合閥中的出口水溫和流量。而且，雖然已經(jīng)參照恒溫混合閥描述了發(fā)明，在該恒溫混合閥中通過相對的閥座 的相對運(yùn)動控制水流，但是應(yīng)當(dāng)理解可以在恒溫和非恒溫混合閥中采用控制出口水流的其 他裝置。此外，應(yīng)當(dāng)理解，在一系列用于淋浴、洗澡、洗手等的沐浴裝置中可以提供具有用 于水溫和流量的單個控制器的恒溫混合閥。例如，用于浴室和浴盆的水龍頭和浴室/淋浴 混合器可以受益于如本文所述的水溫和流量的單個控制器。最后，應(yīng)當(dāng)理解本文描述的任何一種特征都可以單獨(dú)地或者與任何其他的特征組 合地使用，并且本發(fā)明擴(kuò)至和包括呈用于輸送水的裝置的任何形式的本文描述的一個或更 多個特征的所有組合和變型。
權(quán)利要求
一種恒溫混合閥，該恒溫混合閥具有用于用戶選擇水溫和流量的可手動操作的致動器(47；147)，其中，所述致動器(47；147)構(gòu)造成允許相互獨(dú)立地或者同時地調(diào)節(jié)水溫和流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫混合閥，其中，所述致動器(47； 147)可圍繞第一軸線手 動地旋轉(zhuǎn)，以改變水溫和流量中的一個，并且所述致動器(47 ； 147)可圍繞第二軸線樞轉(zhuǎn)， 以改變水溫和流量中的另一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒溫混合閥，其中，所述第一軸線即旋轉(zhuǎn)軸線布置在所述混 合閥的中央縱軸線上，所述第二軸線即樞轉(zhuǎn)軸線橫向于所述縱軸線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的恒溫混合閥，其中，所述致動器(47;147)能夠旋轉(zhuǎn)以調(diào) 節(jié)水溫，并且能夠樞轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)流量。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的恒溫混合閥，其中，所述混合閥包括比例閥裝置 (7 ；107)，所述比例閥裝置用于根據(jù)用戶對出口水溫的選擇來控制熱水和冷水的混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的恒溫混合閥，其中，所述比例閥裝置包括梭閥，所述梭閥具有 可在熱閥座和冷閥座(9，10 ；109,110)之間移動以設(shè)置用戶選擇的出口水溫的閥構(gòu)件(8 ； 108)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的恒溫混合閥，其中，所述致動器(47； 147)通過溫度耦合裝置 可操作地連接到所述閥構(gòu)件(8 ；108)，用于將所述致動器(47 ； 147)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成所述 閥構(gòu)件(8;108)的軸向運(yùn)動，以設(shè)置所述用戶選擇的出口水溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的恒溫混合閥，其中，所述溫度耦合裝置經(jīng)由恒溫器(12;112) 作用在所述閥構(gòu)件(8 ； 108)上，所述恒溫器(12 ；112)布置成監(jiān)控出口水溫并且調(diào)節(jié)所述 閥構(gòu)件(8 ；108)的軸向位置，以保持所述選擇的出口水溫基本上恒定。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的恒溫混合閥，其中，所述熱閥座和冷閥座(9， 10 ；109，110)可相對移動，以根據(jù)用戶的選擇來控制水流量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的恒溫混合閥，其中，所述熱閥座和冷閥座(9，10；109,110) 可相對移動，以將所述閥構(gòu)件(8 ；108)夾在所述熱閥座和所述冷閥座之間，從而切斷水流。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的恒溫混合閥，其中，所述熱閥座和冷閥座中的一個(9; 109)是固定的閥座(9 ；109)，并且所述熱閥座和冷閥座中的另一個(10 ；110)是可朝向和 遠(yuǎn)離所述固定的閥座(9;109)移動的可移動的閥座(10 ;110)，以設(shè)置用戶選擇的流量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的恒溫混合閥，其中，所述致動器(47； 147)通過流量耦合裝 置可操作地連接到所述可移動的閥座(10;110)，用于將所述致動器(47;147)的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動 轉(zhuǎn)變成所述可移動的閥座(10;110)的軸向運(yùn)動，以設(shè)置用戶選擇的出口水流量。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的恒溫混合閥，其中，所述致動器包括控制手柄 (47 ；147)，所述控制手柄(47 ； 147)可樞轉(zhuǎn)地安裝在可旋轉(zhuǎn)的控制基座(39 ； 139)上，使得 所述控制手柄(47 ； 147)和所述控制基座(39 ； 139)可以旋轉(zhuǎn)以控制出口水溫，并且所述控 制手柄(47 ； 147)可以在所述控制基座(39 ； 139)上樞轉(zhuǎn)以控制流量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的恒溫混合閥，其中，所述控制基座(39； 139)可圍繞第一軸 線旋轉(zhuǎn)以設(shè)置用戶選擇的出口水溫，并且所述控制手柄(47;147)可圍繞橫向于所述第一 軸線的第二軸線樞轉(zhuǎn)以設(shè)置用戶選擇的出口流量。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的恒溫混合閥，其中，所述控制基座(39;139)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成所述熱閥座和冷閥座(9，10 ；109,110)之間的閥構(gòu)件(8 ； 108)的軸向運(yùn)動以控制出 口水溫，并且所述控制手柄(47 ；147)的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成所述熱閥座和冷閥座(9，10 ；109, 110)的相對軸向運(yùn)動以控制出口水流量。
全文摘要
提供一種混合閥，該混合閥具有可在熱閥座(109)和冷閥座(110)之間移動的梭子(108)，用于控制出口水的溫度，所述冷閥座(110)可朝向和遠(yuǎn)離所述熱閥座(109)移動以控制流量?？刂剖直?147)可繞所述混合閥的縱軸旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)梭子的位置而設(shè)置出口水溫，并且該控制手柄(147)可繞橫向于所述縱軸的軸樞轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)所述冷閥座(109)的位置而設(shè)置流量。所述控制手柄(147)可以旋轉(zhuǎn)和樞轉(zhuǎn)以相互獨(dú)立地或同時地控制溫度和流量。
文檔編號G05D23/13GK101999104SQ200880120843
公開日2011年3月30日 申請日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者奈杰爾·保羅·桑姆, 奧斯丁·克里斯多佛·巴姆浦斯蒂德 申請人:柯勒米拉有限公司