一种记忆合金温控阀芯结构的制作方法

本实用新型涉及一种恒温阀芯结构，特别涉及一种记忆合金温控阀芯结构。

背景技术：

如图1所示，传统的恒温阀芯主要包括壳体10、底座20、活塞30、旋调组件50、阀杆60等构件，其中活塞由塑料或金属制成，阀杆60上端顶在旋调组件50下端，阀杆60下端套有回位弹簧70，通过旋调组件50与回位弹簧70调节活塞30上下运动，活塞30设置在底座20与壳体10的连接处，底座两侧分设热进水孔和冷进水孔，底座20与活塞30侧面和底面之间形成过水间隙，热水与冷水到达活塞30底部时在过水间隙混合，然后混合水从底座底部流出，此外该阀芯阀杆60中段为热敏元件601，热敏元件601位于活塞30底面的过水间隙处，过热时热敏元件601膨胀以阻塞过水间隙，避免烫伤。

该传统恒温阀芯采用温包（即热敏元件）来控制水温稳定，由于温包的使用帮寿命较短，因此传统的恒温阀芯使用寿命较短也较短，而且传统的恒温阀芯采用塑料或金属等传统材料制成的活塞调节冷热水流量比例，活塞两端面过水间隙较小，容易被杂质卡死不能移动，另外阀芯需加装滤网了，滤网也容易堵塞。

为了克服上述缺点，本发明人特别研制出一种安全稳定、使用寿命长的记忆合金温控阀芯结构，本案由此产生。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种记忆合金温控阀芯结构，解决了温控阀芯结水垢和滤网堵塞的问题，实现冷热进水压稳定控制，且能够快速地进行水温自动感应调节，提高了温控阀芯的稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种记忆合金温控阀芯结构，包括壳体、底座、旋调组件、陶瓷套件、连接杆和记忆合金弹簧；

所述壳体下端与底座顶部密封连接，旋调组件设置在壳体上端，陶瓷套件设置在壳体下端；壳体在对应陶瓷套件的位置开设上进水孔和下进水孔，底座底部开设混合出水口；

所述陶瓷套件包括一陶瓷支撑套、两片陶瓷静片和一陶瓷活塞；所述陶瓷支撑套中间镂空，其左右两侧开口，陶瓷支撑套底部对接底座的顶部；所述两片陶瓷静片分别设置在陶瓷支撑套的两侧开口处，使陶瓷支撑套中间形成一个闭合空间；所述陶瓷活塞以可上下自由滑动的方式设置在陶瓷支撑套的闭合空间内，陶瓷活塞还开设贯通其上下两端的过水孔，陶瓷支撑套底部开设出水口，陶瓷活塞上端与陶瓷支撑套顶部之间形成上过水间隙，陶瓷活塞下端与陶瓷支撑套底部之间形成下过水间隙；所述陶瓷静片开设上进水口和下进水口，上进水口与上过水间隙以及壳体的上进水孔连通，下进水口与下进水间隙以及壳体的下进水孔连通，所述陶瓷静片中端还与陶瓷活塞中端无缝隙紧贴，使上进水间隙与下进水间隙之间分隔；

所述旋调组件下端从陶瓷支撑套上端的通孔穿过后进入陶瓷活塞的传动孔，陶瓷活塞传动孔内壁形成台阶，旋调组件下端抵在该台阶底部；所述连接杆上端从陶瓷支撑套下端的通孔穿过后进入陶瓷活塞的传动孔并与旋调组件下端螺接，所述记忆合金弹簧下端抵接在底座底部而其上端抵接在连接杆的下端；

所述陶瓷支撑套上下两端分别开设一通孔，陶瓷活塞中间对应陶瓷支撑套的通孔开设传动孔。

所述旋调组件由阀杆、传动座、工作弹簧、弹簧基座和连接套组成；阀杆上端从壳体上端伸出，阀体下端形成带有内螺纹结构的阀套，传动座形成带有外螺纹结构的顶柱，顶柱从阀杆下端进入阀套并通过内螺纹结构与外螺纹结构的配合实现与阀杆螺接；所述顶柱内部为向下开口的内孔，工作弹簧上端抵接在内孔中，工作弹簧下端从弹簧基座上端套入并抵接在弹簧基座上，所述连接套上端与弹簧基座下端抵接，连接套下端从陶瓷支撑套上端的通孔穿过后进入陶瓷活塞的传动孔并抵在传动孔的台阶底部。

所述连接套形成螺孔，连接杆上端形成螺杆，连接杆上端通过螺杆与螺孔的配合与连接套下端螺接。

所述传动孔台阶底部设有塑料垫片。

所述壳体上端与陶瓷支撑套顶部之间设有垫片。

所述陶瓷静片外侧与壳体之间设有硅胶垫。

所述陶瓷活塞开设两个贯通其上下两端的过水孔，两个过水孔分别位于其传动孔的两侧。

所述陶瓷静片及陶瓷活塞均采用高硬度、带自润滑的碳化硅特种陶瓷烧结研磨成型。

所述陶瓷支撑套的四周分为前、后、左、右四个平面，且其左、右两面相互平行，前后两面为弧形面；所述陶瓷静片的左右两面也为相互平行的平面，所述陶瓷活塞为前、后、左、右、上、下六平面结构。

所述记忆合金弹簧采用SMA记忆合金材料制成。

采用上述方案后，本实用新型的工作原理如下：

水流路为：热水壳体的上进水孔进入阀芯内部，然后从陶瓷静片的上进水口进入陶瓷支撑套的闭合空间，并经过上过水间隙到达陶瓷活塞过水孔上端，然后沿过水孔向下流，达到下过水间隙，冷水从壳体的下进水孔进入阀芯内部，然后从陶瓷静片的下进水口进入陶瓷支撑套的闭合空间，并在下过水间隙与热水混合，混合水之间从陶瓷支撑套底部的出水口流出至底座，最后从底座底部的混合出水口流出；

在上述冷热水混合过程中，可通过旋调组件、连接杆及记忆合金弹簧共同调节陶瓷活塞的上下滑动，若要提高混合水温，则通过旋紧旋调组件推动陶瓷活塞使其下压，此时上过水间隙增大，下过水间隙减小，热水进水量提高冷水进水量降低；反之若要降低混合水温，则通过旋松旋调组件，记忆合金弹簧推动连接杆和陶瓷活塞向上滑动，此时上过水间隙减小，下过水间隙增大，冷水进水量提高而热水进水量降低；以上过程均是通过控制陶瓷活塞在闭合空间的位置，从而调节上过水间隙和下过水间隙的大小，从而实现热水进水量与冷水进水量的控制，进而实现了水温调节，且温度调节范围为全热至全冷；

本实用新型还可以在非人工控制情况下，实现水温自动调节，本实用新型所采用记忆合金弹簧位于底座的混合水出水通道上，记忆合金具有感温特性，在水温过高时，它能快速反应而膨胀，推动连接杆和陶瓷活塞向上滑动，以减少热水增加冷水，水温过低时，记忆合金弹簧则收缩，陶瓷活塞及连接杆会平衡记忆合金弹簧的弹力，进而向下滑动，以减少冷水增加热水，实现了水温快速自动感应调节。

本实用新型的有益效果为：本实用新型结合了压力平衡阀的侧面进水、侧面断水的密封方式，通过在陶瓷支撑套内的闭合空间设置上下自由滑动的陶瓷活塞，大大提高了活塞移动的灵敏度，陶瓷活塞的端面过水间隙（即上端的上过水间隙和下端的下过水间隙）相比传统可以做得更大，不容易被杂质卡死，陶瓷活塞摩擦力小，温控阀芯在使用过程不结水垢，阀芯也无需加装滤网，解决了滤网堵塞的问题，冷热进水压稳定，避免忽冷忽热的现象；

本实用新型还通过在底座的混合水出水通道设置记忆合金弹簧，大大提高了记忆合金感温的反应速度，快速地进行水温自动感应调节，提高了温控阀芯的稳定性。

附图说明

图1是现有温控阀芯剖视图；

图2是本实用新型一种记忆合金温控阀芯结构的爆炸图；

图3是本实用新型正剖视图；

图4是本实用新型侧剖视图；

图5是本实用新型陶瓷套件的立体结构示意图；

图6是本实用新型陶瓷套件的爆炸图；

图7是本实用新型陶瓷套件的正剖视图。

标号说明

壳体1，上进水孔11，下进水孔12，底座2，混合出水口21，旋调组件3，阀杆31，阀套311，传动座32，顶柱321，工作弹簧33，弹簧基座34，连接套35，螺孔351，陶瓷套件4，陶瓷支撑套41，闭合空间411，出水口412，通孔413，陶瓷静片42，上进水口421，下进水口422，陶瓷活塞43，过水孔431，传动孔432，台阶433，上过水间隙44，下过水间隙45，连接杆5，螺杆51，记忆合金弹簧6，塑料垫片7，垫片8，硅胶垫9。

具体实施方式

如图2至7所示，本实用新型揭示的一种记忆合金温控阀芯结构，包括壳体1、底座2、旋调组件3、陶瓷套件4、连接杆5和记忆合金弹簧6；

壳体1下端与底座2顶部密封连接，旋调组件3设置在壳体1上端，陶瓷套件4设置在壳体1下端；壳体1在对应陶瓷套件4的位置开设上进水孔11和下进水孔12，底座2底部开设混合出水口21；

陶瓷套件4包括一陶瓷支撑套41、两片陶瓷静片42和一陶瓷活塞43；陶瓷支撑套41中间镂空，其左右两侧开口，陶瓷支撑套41底部对接底座2的顶部；两片陶瓷静片42分别设置在陶瓷支撑套41的两侧开口处，使陶瓷支撑套41中间形成一个闭合空间411；陶瓷活塞43以可上下自由滑动的方式设置在陶瓷支撑套41的闭合空间411内，陶瓷活塞43还开设贯通其上下两端的过水孔431，本例中，陶瓷活塞43开设两个贯通其上下两端的过水孔，两个过水孔分别位于其传动孔的两侧；陶瓷支撑套41底部开设出水口412，陶瓷活塞43上端与陶瓷支撑套41顶部之间形成上过水间隙44，陶瓷活塞43下端与陶瓷支撑套41底部之间形成下过水间隙45；陶瓷静片42开设上进水口421和下进水口422，上进水口421与上过水间隙44以及壳体的上进水孔11连通，下进水口421与下进水间隙45以及壳体的下进水孔12连通，陶瓷静片42中端还与陶瓷活塞41中端无缝隙紧贴，使上进水间隙44与下进水间隙45之间分隔；

陶瓷支撑套上下两端分别开设一通孔413，陶瓷活塞43中间对应陶瓷支撑套的通孔开设传动孔432。

旋调组件3下端从陶瓷支撑套41上端的通孔413穿过后进入陶瓷活塞43的传动孔432，陶瓷活塞传动孔432内壁形成台阶433，旋调组件3下端抵在该台阶433底部；连接杆5上端从陶瓷支撑套下端的通孔413穿过后进入陶瓷活塞的传动孔432并与旋调组件3下端螺接，记忆合金弹簧6位于底座的混合出水通道且其下端抵接在底座2底部而其上端抵接在连接杆6的下端。

具体的，本实施例的旋调组件3由阀杆31、传动座32、工作弹簧33、弹簧基座34和连接套35组成；阀杆31上端从壳体1上端伸出，阀体31下端形成带有内螺纹结构的阀套311，传动座32形成带有外螺纹结构的顶柱321，顶柱321从阀杆31下端进入阀套311并通过内螺纹结构与外螺纹结构的配合实现与阀杆31螺接；顶柱321内部为向下开口的内孔，工作弹簧33上端抵接在内孔中，工作弹簧33下端从弹簧基座34上端套入并抵接在弹簧基座34上，连接套35上端与弹簧基座34下端抵接，连接套35下端从陶瓷支撑套41上端的通孔413穿过后进入陶瓷活塞43的传动孔432并抵在传动孔的台阶433底部。

进一步的，连接套35形成螺孔351，连接杆5上端形成螺杆51，连接杆5上端通过螺杆51与螺孔351的配合与连接套35下端螺接。

为了防止旋调组件3对陶瓷活塞43的旋转和挤压带来的磨损，在传动孔台阶433底部设有塑料垫片7；同样，为了避免壳体1上端与陶瓷支撑套41顶部之间的磨损，在壳体1上端与陶瓷支撑套41顶部之间设有垫片8，为了避免陶瓷静片42与壳体1之间的摩擦，陶瓷静片42外侧与壳体1之间设有硅胶垫9。

陶瓷静片42及陶瓷活塞43均采用高硬度、带自润滑的碳化硅特种陶瓷烧结研磨成型，采用这种材料制得的陶瓷套件具有高耐磨性、高精度、抗水垢的特性，同时具有摩擦力小，传动精度高等特点，能够更精准的控制陶瓷阀芯43的运动，从而提高水温调节进度。

陶瓷支撑套41的四周分为前、后、左、右四个平面，且其左、右两面相互平行，前后两面为弧形面；所述陶瓷静片的左右两面也为相互平行的平面，所述陶瓷活塞为前、后、左、右、上、下六平面结构，之所以采用平面陶瓷结构，因为该结构比磨制圆柱形的陶瓷片更容易，精度也容易控制，成本更低，适合于大排量生产。

记忆合金弹簧6采用SMA记忆合金材料制成，伴随人们工业技术水平的不断提高，SMA记忆合金性能越来越稳定可靠，且寿命远远高于现有的普通石蜡温包，本实用新型采用SMA记忆合金材料替代传统的石蜡温包应用在恒温阀芯上，其各项综合性能优越于石蜡温包，结合碳化硅陶瓷结合的温控阀芯，既能够与普通石蜡温控阀芯通用，又能保证温控阀芯在任何恶劣的使用环境中长时间使用不结水垢。

本实用新型使用过程如下：

阀芯内水流路为：热水从壳体1的上进水孔11进入阀芯内部，然后从陶瓷静片42的上进水口421进入陶瓷支撑套41的闭合空间411，并经过上过水间隙44到达陶瓷活塞过水孔432上端，然后沿过水孔431向下流，达到下过水间隙45，冷水从壳体1的下进水孔12进入阀芯内部，然后从陶瓷静片的下进水口422进入陶瓷支撑套的闭合空间411，并进入下过水间隙45与热水混合，混合水之间从陶瓷支撑套41底部的出水口412流出至底座，最后从底座底部的混合出水口流出；

在上述冷热水混合过程中，可通过旋调组件3、连接杆5及记忆合金弹簧6共同调节陶瓷活塞33的上下滑动，若要提高混合水温，则通过旋紧旋调组件3推动陶瓷活塞43使其下压，此时上过水间隙44增大，下过水间隙45减小，热水进水量提高冷水进水量降低；反之若要降低混合水温，则通过旋松旋调组件4，记忆合金弹簧6推动连接杆5和陶瓷活塞43向上滑动，此时上过水间隙44减小，下过水间隙45增大，冷水进水量提高而热水进水量降低；以上过程均是通过控制陶瓷活塞43在闭合空间411的位置，从而调节上过水间隙44和下过水间隙45的大小，从而实现热水进水量与冷水进水量的控制，进而实现了水温调节，且温度调节范围为全热至全冷；

本实用新型还可以在非人工控制情况下，实现水温自动调节，本实用新型所采用记忆合金弹簧6位于底座2的混合水出水通道上，记忆合金具有感温特性，在水温过高时，它能快速反应而膨胀，推动连接杆和陶瓷活塞向上滑动，以减少热水增加冷水，水温过低时，记忆合金弹簧则收缩，陶瓷活塞及连接杆会平衡记忆合金弹簧的弹力，进而向下滑动，以减少冷水增加热水，实现了水温快速自动感应调节。

以上仅为本实用新型的具体实施例，并非对本实用新型的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。