一种新型阀芯及使用该阀芯的阀门的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明为一种新型阀芯及使用该阀芯的阀门，阀门可于建筑水暖器材领域，如用做水龙头，也可用于工业控制领域，如用做油路管道阀门、气路管道阀门。
【背景技术】
[0002]现在市面流通的单冷的、或者冷暖的水龙头的阀芯，其主要开关部件都是两片紧密贴合的陶瓷片；一片是固定的称为静片，另一片是可动的称为动片，静片和动片上都有过水孔，通过调节静片与动片的过水孔对正与错开来实现开、关功能。静片与动片的叠合面抛光，抛光越好，密封性能越好，寿命越高，陶瓷片的寿命上百万次都没有问题。叠合面的密封性还需要垂直于叠合面的压力来实现，压力的大小直接影响到所密封的流体的压力高低。这个压力是从设置于静片与阀体间的密封垫受压缩时，产生的弹力所传递过来的。密封垫的材质和受压缩程度决定了压力的大小，压力的大小同时会影响到开关的力度，所以压力不能太大以顾及操作手感。密封垫在长时间受压缩时，同时受温度等因素影响，弹性降低，压力减小，密封性能就容易出现问题，所以，密封垫的密封方式跟陶瓷片的寿命是不匹配的。
[0003]面流通的水龙头的阀体都是铸造出来的，使用的材料有铸铁、铸铜、锌铝合金，还有塑料材料。铸造阀体加工工序多，需要经过铸造、车铣、打磨、电镀工序后才能加工出来；铸造工序是在高温环境下进行，传统的砂型铸造工艺会产生粉尘，打磨工艺也会产生粉尘，电镀工艺产生工业废水，这些都都会产生环境污染，跟国家要求的节能环保政策相悖。铸铁材料容易生锈，现在基本已被淘汰。经电镀后的铸铜阀体耐腐蚀性差，尤其在恶劣的环境下，一段时间后容易出现电镀层起铜绿。铸铜材料价格贵，现在只会被一些大生产厂家加工价格相对高些的产品所使用，大多数厂家为了节约成本，使用回收的各种废铜做的阀体，重金属严重超标，健康无保障。使用锌铝合金材料纯粹是生产厂家为追求利润而使用的材料，锌铝合金材料在使用一年左右就会变薄穿孔漏水，甚至是断裂，并且阀体变薄的材料都溶解到水中进入到人体内，严重影响人的健康，是欺骗消费者的。使用塑料材料做阀体是因为塑料可以模具注塑加工，可以大批量生产，价格便宜，但塑料的强度低，容易老化破裂，不耐尚温，含有毒物质等。
[0004]由于工工艺的进步，使得铸造不锈钢材质的水龙头阀体成为可能，铸造不锈钢的加工工艺跟铸铜的工艺相差无几，设备好的厂家不采用传统砂型铸造，而是采用蜡模精密铸造；采用蜡模精密铸造，表面的粗糙度更小。但铸造不锈钢阀体的内部无法加工，只能使用铸造出来的表面，但这些表面的粗糙度达不到卫生级的指标要求；而阀体外部由于存在铸造不均匀性，只能采用拉丝处理才能掩盖表面的铸造缺陷。
[0005]面流通的水龙头都使用起泡器这个装置来防止出水的溅射来达到节水的目的，起泡器不像一些厂家宣称的神奇，如宣称是进口的、怎么切割水，都是臆想的罢了，相反，起泡还会起附作用，在洗手的时候，皮肤表面会留有一层起泡，反而会觉得很不舒服。起泡器是用不锈钢网、塑胶件的相互配合达到防溅射与起泡的作用的，起泡器的外壳也是铸造的，也有用塑料做的，表面经抛光电镀，用水时，水流都需先冲刷这些器件，这些器件会释放有害物质，反而不利于健康，而且，用水的时候起泡器会产生噪声。
[0006]冷水龙头的安装是通过水龙头入水端的管螺纹跟水管连接在一起，正常使用时的水龙头的操作柄必须在上，出水口朝下，但安装锁紧管螺纹时，往往发现操作柄和出水口是歪的；如果往回松开，又影响密封性能，由于没有完全锁紧螺纹，水龙头使用时也会动，也极其不方便，为此又得拆开，重新包扎生料带安装，有时候得反复多次才能获得满意的安装效果，安装很费事。
【发明内容】
[0007]为了实现不锈钢水龙头的大批量生产，降低不锈钢水龙头的生产成本，增加水龙头的使用寿命，本发明公开一种新型阀芯及使用该阀芯的阀门，阀门的阀体跟阀芯的主体合并成一体叫芯座，该芯座使用数控机床一次加工完成，加工过程节能环保。
[0008]本发明公开的阀芯由后瓷片、动瓷片、前瓷片叠合而成；前瓷片、后瓷片上设有O型密封圈槽和止转凸台，O型密封圈槽装O型密封圈，分别用于前瓷片、后瓷片两端的流体密封。将阀芯装进芯座并用弹片压紧，组成阀门的主体。芯座外套操作环，并与动瓷片连成一体，芯座的流体出端套导流管，导流管内置减压帽，即组成阀门。
[0009]上面所述的前瓷片、后瓷片上使用O型密封圈的密封方式，能够克服市面上所流通的产品使用的垫片或垫圈密封方式造成的密封不良。垫圈的密封方式是使用一定预紧力压住垫圈，当预紧力下降，密封就会出现问题；造成预紧力下降的原因有垫圈老化、加工的误差、磨损等。使用O型密封圈的密封方式，陶瓷片的叠合面磨损时，陶瓷片在芯座的轴向方向有微位移，补偿陶瓷片的磨损，不影响密封性。
[0010]动瓷片旋转时，前瓷片、后瓷片会跟着转动，所以前瓷片、后瓷片的径向都设有止转凸台，由于要配合O型密封圈的安装需要，芯座装前瓷片、后瓷片的位置必须为圆柱内壁，如果前瓷片跟后瓷片一样把止转凸台设置在瓷片的外圆之外，加工芯座的止转凸台时会破坏圆柱内壁，而造成无法密封。
[0011]304不锈钢的铸造性能差，上面所述的芯座是机加工件，非铸造件，这就避免了铸造的难题，并且加工过程节能环保。芯座为一空心管内部先用车床车出跟阀芯外径相匹配的内孔、内孔旁边用铣床铣出止转凸台的安装位；内孔前端设有台阶，限定阀芯轴向位置；内孔的后端内壁靠近阀芯的位置设有挡圈槽。芯座装动瓷片位置的侧部对应动瓷片操作孔的方向设有避空槽，所述的避空槽加工顺序为:先钻孔再铣出矩形槽，所述的钻孔是芯座径向的两个侧部钻孔，所述的钻孔的中心轴相互垂直相交于芯座的中心轴，两个钻孔间的90度空间用铣刀铣出矩形槽。芯座的避空槽外套操作环，操作环侧部开有通孔，在通孔内装开口销与芯座内装的动瓷片连成一整体，旋转操作环时带动动瓷片一起转动，转动的角度由于开孔销受避空槽的限位，而只能在90度的范围内旋转；操作环可以做成带手柄的，也可以做成旋转对称的，做成旋转对称的时候，安装阀门就可以无方向安装。芯座的流体出端外侧面设有O型密封圈槽和钢丝卡簧槽，O型密封圈槽装O型密封圈，用于芯座与导流管间的密封，钢丝卡簧槽装钢丝卡簧防止导流管的松脱，使用钢丝卡簧，导流管能绕芯座的轴向任意改变流体的流出方向，方便各个方向的用水需要。
[0012]所述的导流管是使用卫生级不锈钢钢管弯曲而成，加工过程同样是节能环保。
[0013]检索发现此发明跟专利(专利号:ZL00206512.6)的特征类似，为此制作了此专利(专利号:ZL00206512.6)的样品做测试，测试发现专利(专利号:ZL00206512.6)产品有如下问题:1、附图2中提到阀芯壳体2组装到阀体7时，因两者之间没有密封圈，当捂住流体(测试时用水，以下叙述用水代替流体)流出方向时，水从开闭拨环的缝隙流出，无法满足GB18145的要求。2、阀门是单向阀门。3、专利(ZL00206512.6)中的附图2中提到的陶瓷动片3跟垫圈I接触密封，相互间有运动，使用时阻力很大，而且长时间使用后，密封圈容易损坏，造成密封不良。4、专利(ZL00206512.6)中的附图2中橡胶弹簧圈5既要密封陶瓷静片4与阀芯壳体2的间隙，又要密封阀芯壳体2与阀体7的间隙，间隙的密封是靠橡胶弹簧圈5弹性变形来实现的，橡胶弹簧圈5的弹性变形是靠弹性挡圈6挤压来获得，而且弹性挡圈6是开口的，容易造成此处的密封不良。5、专利(ZL00206512.6)中的附图4，陶瓷动片4使用两个动片顶丝窝，增加加工难度。6、专利(ZL00206512.6)中的附图1中的开关拨环8过小，不适合频繁使用的场合使用。7、阀体的设计无法满足家用的要求。
[0014]检索发现此发明跟专利(申请号:98102574.9)与专利(申请号:98120686.7)的特征类似，但是其结构还是跟市面流通的阀芯一样采用的垫片的密封，垫片的密封寿命远远比不上陶瓷片的寿命，最主要的是其结构还是有些复杂，阀体的加工离不开铸造，加工过程不环保，这些都是造成其不能在市面大批量流通的主要原因。
[0015]检索发现此发明跟专利(申请号:200810073477.7)的特征类似，但其结构复杂，没有对现有产品存在的不足提出一整套完美的解决方案，也是造成其不能实现经济效益的主要原因。
【附图说明】
[0016]图1为阀芯的整体示图图2为阀芯的整体分解示图
图3为阀门的总体示图的局部剖示图图4为芯座的总体示图的局部剖示图图5为芯座的总体示图图6为导流管的总体示图的局部剖示图图7为减压帽的总体示图图8为不带导流管的直通阀示图图9为不带导流管的洗衣机专用阀示图图10为到长导流管的洗漱盆专用阀示图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图1至附图7详细说明本次发明的【具体实施方式】，图8至图10为一些专用阀示例。
[0018]图1、图2所示的阀芯由后瓷片13、动瓷片12、前瓷片11依次叠合而成，后瓷片13、动瓷片12、前瓷片11均为外径相等的圆柱形陶瓷片，圆柱的轴向设有流体过孔，后瓷片的流体过孔133动瓷片的流体过孔123和前瓷片的流体过孔113，均为对称的扇形过孔，大小形状完全一致。动瓷片的两个圆柱端面125和124分别跟后瓷片的圆柱端面134、前瓷片的圆柱端面114叠合，这些圆柱端面均经抛光处理，表面平整度高，在一定的压力作用下，对流体具有很好的密封性。后瓷片圆柱侧面设有O型密封圈槽132，前瓷片圆柱侧面设有O型密封圈槽