专利名称：具有整体式制动装置的多端口分流阀组件的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及将典型地为水的液体从混合阀引导至多个可选出口中的一个或者多个出口的多端口分流阀。所述出口与诸如手棒(handwand)、淋浴喷头和身体喷洒器的不同液压装置相连。具体而言，本发明涉及这样的多端口分流阀的改进包括整体式制动装置结构，并消除更昂贵的用于提供制动装置的弹簧加载不锈钢球。
背景技术：
分流阀典型地被设计以便组装在诸如混合旋塞的流动控制装置或阀和一个或者多个其它液压装置之间。分流阀的一个常用示例是淋浴和盆浴组合的混合阀的使用。混合阀提供了适量的热和冷的液体，典型地为水。分流阀的典型方式是被致动以将流体提供给诸如盆浴喷口、淋浴喷头和手持棒的一个或者多个所选择的液压装置。分流阀通常具有围绕纵向轴旋转的阀筒(cartridge)，以在入口和几个出口中的一个或者多个出口之间提供可选的流体连通。
尽管早期的分流阀典型地设计用于使得可以选择两个出口之一，由此流动分流到两个液压装置之一，诸如旋塞或者淋浴喷头，增加淋浴喷头或者其它可在淋浴中使用的液压装置的数量逐渐变得普通。典型地，如果安装了多于一个的液压装置，需要单独的开/关阀以控制到每个液压装置的流体流动。公知的是将多个淋浴喷头设置在淋浴装置中以提供多个连续的水流和受引导的水流。在这样的组件中，需要多个阀以可选地连接或者断开通过特定淋浴喷头的水流。安装这样的阀增加了成本，复杂性和安装时间。所增加的费用对于在关心成本的应用中将是安装多个淋浴头的障碍。出于此目的，已经设计出了多端口分流阀组件，它们能够将流体自入口引导至不同组合中的多个液压装置的出口。
在具有多个端口的分流阀组件的设计中，内部分流部件或者筒被构造和设置以在外套筒或者帽内旋转。内部分流阀筒包括限定内腔的上下筒部分。下筒部分包括旋转到阀体中的流动孔之上的位置的流动开口以选择一个或者多个可获得的液压装置或者它们的组合并将流体引导至所选择的液压装置。
在分流阀组件被构造和设置以能够旋转到多个功能位置时，当指示自一个流动状态或者选择到另一流动状态或者选择时，优选地对用户提供明确指示(positive indication)。此“明确指示”可以通过触觉或者通过听觉“卡嗒”，或者通过两者来提供，因为其一或者两者将提醒操作者或者用户新的分流阀位置已经通过旋钮或者手柄旋转筒而被选择。
此种类型的分流阀组件的早期设计使用了弹簧加载不锈钢球以提供球制动装置，所述球形制动装置提供明确指示。在此设计中，盲孔被加工到接收阀主体，可旋转分流阀筒被构造有协作部分球形袋穴或者凹陷，一个这样的凹陷用于各分流阀位置(即，用于每个制动位置)。在分流阀被旋转到多个制动位置之一时，原先就座于盲孔中的不锈钢球沿向上的方向被弹簧偏压，并且球的上部部分被相应的部分球形凹陷来容纳以产生表示特定选择位置的球形制动装置组合。
由于离开盲孔进入凹陷的球的部分球形部分的尺寸小于球的半径，分流阀筒的连续旋转只是向下将球推动到盲孔中，挤压弹簧直到到达下一个凹陷，然后允许弹簧将球往回向上推进入用于下一个制动位置的下一个凹陷。同时此类型的球形制动装置结构提供了触觉并可以提供听觉“卡嗒”声，对分流阀组件而言其确实代表了一种较贵的添附。此外，能够用不贵的制动装置结构替换不锈钢球和弹簧对具有所描述制动装置的此种类型的分流阀组件而言是一种改进。此外，将被说明的此类型的分流阀组件被构造和设置以允许分流阀组件使得流体流到所有的远程液压装置的“全开”状态。为了实现此结构，分流阀筒被轴向升高。使用早期的设计，轴向运动分离弹簧/球形制动装置并允许筒转动。使用本发明，由于制动装置相对筒和帽组合是一体的，升高此组合件不会消除制动接合，由此提供了反转动的特征。
发明内容
根据本发明的一个实施例的一种流体分流阀装置，包括限定多个流动通道的基部外壳；设置在基部外壳中并限定多个制动凹陷的可旋转分流筒。帽被组装到基部外壳并设置在基部容器和可旋转分流筒之间。所述帽包括至少一个可偏转制动指，其被构造和设置以与多个制动凹陷的每一个进行顺序接合。通过用于相对所述帽手动旋转分流筒的手柄，所公开的结构可以使得用户能够自一个指-凹陷(finger-to-recess)制动装置接合改变到另外一个指-凹陷制动装置接合。各制动装置接合位置对应通过分流阀阀组件供给流体的液压装置的不同选择。
本发明的另外的一个目的是提供一种改良的分流阀组件。
本发明的相关目的和优点将从下述描述变得明显。
图1是多端口分流阀组件的全剖主视图，提供作为解释这样的分流阀组件的结构和功能的示例。
图2是图1的分流阀组件的主要部件的分解视图。
图3是包括图1的分流阀组件的一部分的俯视图。
图4是沿图3中线4-4的图3所示分流阀的部分主视图。
图5是沿图3中线3-3的图3所示分流阀筒的全剖主视图。
图6是图5中所示分流阀筒结构的一个修改的全截面部分主视图。
图7是多端口分流阀组件的全剖主视图，提供作为解释这样的分流阀组件的结构和功能的示例。
图8是包括图7组件的一部分的阀体的俯视图。
图9是图8的阀体的全剖主视图。
图10是与图1相似并包括球形制动装置结构的多端口分流阀组件的主视图。
图11是提供图10所示分流阀组件的一个部件的下筒部分的仰视图。
图12是根据本发明典型实施例的多端口分流阀组件的全剖主视图。
图13是根据本发明包括图12所示分流阀组件的一部分的帽和筒子组件的分解透视图。
具体实施例方式
出于理解本发明原理的目的，将参照附图中的实施例和使用特定的语言来进行描述。但是，其目的不是为了限制本发明，这样的所说明的装置中的改动和进一步修改，被认为是与此领域相关的普通技术人员可以想到的。
参照图1和2，其中示出了多端口分流阀组件20的第一样式。示出了多端口分流阀组件20，并在此处说明，目的是为了解释此类型的多端口分流阀组件的结构和功能，这样通过本发明提供的改良将更加容易理解和说明。
分流阀组件20包括阀体21，所述阀体21限定了入口22和出口23和24。阀体21限定孔25，所述孔25容纳筒组件26，所述筒组件是分流阀组件20的另一个主要部件。筒组件26包括下筒部分30和上筒部分31。上下筒部分30、31被构造和设置以限定腔32。所述腔32与由阀体21限定并位于其中的入口端口33流体连通。入口突出部34自筒组件26延伸到入口端口33中。O形圈35对应入口端口33的内表面以提供密封接合。
筒组件26抵抗来自入口端口33的流体压力利用帽39保持在孔25内。所述帽39包括相对所述孔25的内表面密封帽39外表面的O形圈40。所述帽39相对筒组件26静止。所述筒组件26相对帽39的内表面通过O形圈41密封。O形圈41围绕连接到上筒部分31的杆部分42设置。杆部分42通过帽39的一部分向上延伸。帽39和筒组件26通过罩盖43保持在阀体21的孔25中。罩盖43包括内螺纹，所述内螺纹与设置在孔25外表面上的作为阀体21一部分的外螺纹螺纹接合。杆延伸件44被连接到杆部分42并通过保持螺钉45保持在位。套筒46覆盖杆部分42和杆延伸件44，提供了良好的美学外表。
参照图2，图2是图1所示阀组件20的分解视图并包括筒组件26和罩盖43。示出了制动装置50组装在筒组件26内并被构造和安装以与作为阀体21一部分的一个或者多个制动装置表面协作。在其旋转用于特定出口的选择时，制动装置50操作以提供筒组件26的明确的位置感觉。
参照图3、4和5，筒组件26包括杯状上筒部分31，所述杯状上筒部分31插入杯状下筒部分30中以形成内腔32。密封件通过O形圈设置在上下筒部分31、30之间。内腔32通过入口突出部34填充液体。入口突出部34在下筒部分30下表面之下延伸以接合入口端口33的内表面。流体自入口端口33通过出口座52流入内腔32。
出口座52被偏压弹簧53偏压以在孔25的下表面之内产生密封接合。优选地，在筒组件26内有至少3个出口座52。出口座52由耐用材料构造以提供与孔25底表面的密封接触。出口座52对应孔25内的特定出口端口。根据与出口端口相连通的出口座52，筒组件26的旋转提供了入口端口33和不同的出口端口之间的可选流体连通。优选地，两个出口端口的任何一个或者组合可以在任意一次与入口端口33流体连通，这依赖于在筒组件26在孔25中旋转时的特定位置。这依次提供了自共同的入口到多个液压装置的流体供应。
参考图6，显示了筒组件26的可选实施例。可选筒组件26a包括无弹簧出口座54。每个出口座54被构造以就座在阀组件的出口之内并包括用于相对孔25的下表面偏压的顺应材料，每个出口座54与孔25的底表面产生密封。每个出口座54包括具有适合所需功能的弹性的橡胶材料。橡胶材料的弹性提供了与孔25的底表面进行密封所需的偏压力。
在操作中，混合阀被用于提供和供给预定温度的流体。分流阀组件然后可选地旋转以利用所需的并对应液压装置的特定的出口端口与特定的出口座52接合。出口端口被设置在孔25之内，这样任何两个出口端口可以在任一时间自入口端口33供给流体。此外，筒组件26可以在孔25之内旋转以接合任何对应任一液压装置的单个出口端口。
参照图7、8和9，示出了多端口分流阀组件60的另外的示例。阀组件60包括限定孔62的主体部分61。所述孔62包括入口端口63和出口端口64、65、66。入口端口63对应入口67。出口端口64、65、66分别对应出口68、69和70。出口端口围绕入口端口63设置。
阀组件60的筒组件74包括上筒部分75和下筒部分76。上下筒部分75、76协作以形成流体腔77。流体腔77与入口端口63流体连通。筒组件74通过帽78保持在孔62之内。帽78包括外螺纹79。外螺纹79优选地是允许帽78拧出孔62的梯形螺纹。外螺纹79与主体部分61中的协作内螺纹80匹配。罩盖84保持筒组件74并在孔62内限制帽78的运动。帽78通过孔62的螺纹80而进行螺纹连接。螺纹79的特定节距根据需要旋转手柄的量来确定以获得所需的液压连通。
帽78沿着入口突出部85在第一位置和第二位置之间的螺纹79可旋转，在第一位置入口突出部85接合入口端口63并被密封在其内，在第二位置入口突出部85被解除密封并断开与入口端口63的连接。帽78的上部和罩盖84之间的轴向空间允许帽运动到入口突出部85不再与入口端口63密封接合的第二位置。一旦入口突出部85不再与入口端口63接合，流体自由流动到设置在孔62之内的任何出口64、65和66。
在其它示例的多端口分流阀组件60中，流体可以可选地分流到任何单个的液压装置、两个液压装置的任意组合或者所有的液压装置。这意味着总共有七种不同的流体结构。筒组件74包括通过帽78向上延伸的杆部分87。杆部分87如在第一示例的情况被连接到杆延伸件。帽78也包括外套筒88。外套筒88被连接到外手柄89。内套筒(即杆部分87)通过内手柄90的旋转而可旋转。在操作中，内手柄90的运动移动筒组件74以可选地与两个出口部分64、65、66中任一出口或者组合来接纳自入口端口63流动的流体。手柄89的旋转旋转帽78并允许筒组件74被强制向上出来入口端口63，这样流体可以流动到设置在孔83之内的任一出口端口64、65、66中，由此至任一出口68、69、70中。所公开的分流阀组件60允许多个液压装置在常温被供给来自混合阀的流体，且没有使用多阀组件。
现在参照图10，示出了多端口分流阀组件100的另外的示例。尽管阀组件100在许多方面与阀组件60在结构筒功能方面相似，明显的制动装置作为没有在阀组件60中示出的阀组件100的一部分被包括在内。如前所提及，优选地具有明显的位置感觉，这样在筒组件被旋转到六个制动位置中的任一位置时，阀组件100的用户接收触觉反馈以确认已经到达可获取的制动位置中的所选择的一个位置。尽管制动接合的可听见的“卡嗒”声用于对筒组件的合适位置对准提供额外的确认，但是所述可听见的“卡嗒”声不是必须的。
在图10的实施例中，阀100用制动装置结构包括形成或者加工到阀体102中的闭合或者盲孔101，偏压弹簧103和协作不锈钢球104设置在盲孔中。可以理解球104是球形的，并能够在弹簧103延伸和压缩时相对孔101轴向移动。制动装置结构的协作部分包括形成在下筒部分107底表面106中的六个部分球形凹陷105。每个凹陷105自此相邻凹陷105均匀周向分布。这样，旋转所述筒大约60度改变了液压装置的选择或者被阀组件所服务的装置。下筒部分107的底表面106在图11中显示。
现在参照图11，筒部分107的六个部分球形凹陷105被示出并间隔大致60度周向设置，并放置在出口端口111、112和113和入口端口114外侧。入口端口114和出口端口111、112和113的布置在结构上和功能上基本与所说明的阀装置60相同。与现有技术中的相一致，阀体102(参看图10)的容纳孔115和面对表面116具有特定的尺寸、形状和轮廓以与出口端口111、112和113协作且与筒旋转以将流体供给到将被阀组件100服务的三个液压装置中的一个或者多个。
这里有六个制动位置，其中的三个只对应每三个液压装置中的一个。剩余的三个位置对应三个液压装置中的两个。
每个凹陷105具有进入下筒部分107中并小于所选择的不锈钢球104的球半径的深度。这意味着力矢量相对球104的球形表面通过对应的凹陷105的边在下筒部分107被旋转时施加。此力矢量将所述球往下推入盲孔101中，在此其一直保持直到到达下一个凹陷105。将筒旋转到位由此另一个凹陷与球104对准，将直接在球104之上产生较小的间隙空间。由于球104被连续地弹簧偏压，其在轴向方向上向上移动以就座于相应的凹陷中。如果在所述筒旋转时被弹簧偏压的球所相遇的特定凹陷不表示所需的一个液压装置的选择，也不是液压装置的所需组合的选择，那么筒持续旋转直到到达所需的选择位置(即制动位置)。
由于偏压弹簧103和不锈钢球104表示对分流阀组件100的整体成本增加了费用，如果制动装置部件可以在不牺牲具有制动装置状特征和这样特征所提供的触觉反馈的益处的情况下而消除这些制动装置部件将是对此设计的改进。如背景技术中所述那样，本发明以一种新颖性和非显而易见的方式提供了这种改良。此外，本发明提供了独特的反旋转功能，因为这样改良的制动装置布置相对筒和帽的组合是整体式的。
参看图12，显示了根据本发明的多端口分流阀组件120。阀组件120的结构类似于阀组件100并执行除了弹簧103和球104制动装置被不同制动装置结构替换之外相似的功能。
除了消除制动装置球104中的偏置弹簧103，阀体102中的盲孔101也从新的阀体121中消除。为了提供“替换”制动装置，螺纹连接到阀体121的孔123中的具有外部螺纹的帽122包括作为帽122的一部分一体模制的悬指124。在优选实施例中(参看图13)，两个这样的悬指124大约180度彼此隔开放置。但是，指124的实际数目可以被增加或者减小到一个。
每个指124相对帽122的剩余部分由一对为每个指124所提供的长度间隙槽125、126限定。每个指124在其上边127一体连接到帽122的剩余部分以使得自由端128可向内和向外偏转，同时在边127有效“铰接”。每个指124的内表面132包括升高的凸起133，其径向向内延伸以与围绕筒组件137的下筒部分136的外边135等间隔分布的六个模制凹陷134中的一个接合。外周边135基本是圆柱形的。筒组件137几乎与图10中的筒组件相同，除了各改变之外。相应地，像部分107，下筒部分136包括入口端口和三个出口端口。在通过手柄139(参看图12)以及协作和连接结构旋转筒组件137时，凹陷134旋转，迫使两个凸起133都凸轮出与它们对应凹陷的接合直到与下一个凹陷相遇，在此点各凸起133卡入其对准的凹陷134。此凸轮作用使得对应的指124向外偏转。如果新的位置不是组合装置的所需液压装置的感兴趣的选择，组件137的旋转持续直到所述位置对应所感兴趣的选择。
继续参看图12，配合在槽144中的O形圈143围绕帽122的下部分设置。槽144被形成为自与一个指124相邻的一个间隙槽125或者126延伸到与其它指124相邻的另一个间隙槽126或者125的两个弓形部分145和146(参看图13)。用于指124的塑料的阻力和O形圈143的弹性(根据其尺寸、材料和硬度)协作以提供抵抗指124的向外径向运动的阻力载荷。相应地，当手柄139被旋转由此凸起133凸轮离开一对凹陷134，然后制动进入另外一对凹陷中，存在提供给用户的触觉，以向用于确认已经到达所选择的位置。
通过在围绕O形圈143周长的每个位置将O形圈142凹入槽144中，除了在两个指124的位置上，其有助于减小插入力。通过将每个指124的外表面147形成为锥形，每个指124被允许在不与阀体121干涉的情况下径向向外弯曲。图12中用于阀组件120的结构的一个能力是手柄150旋转以允许自所有出口端口流出。在这发生时，升高的凸起133接合到凹陷134中防止了筒组件137在帽122内的旋转。对于现有的使用偏置弹簧和制动装置用不锈钢球的分流阀组件设计，一旦手柄150向上移动，球104与凹陷105脱离并且不能提供任何的反旋转特征或者能力。但是，使用图12、13中所示的发明，以此方式使用手柄150以允许流出到所有的出口端口，保持筒组件137和帽122的组装组合，从而与指124筒凹陷134有关的整体式制动装置布置仍然有效，由此在此特定结构中时提供了筒组件的反旋转特征。
尽管在附图中和本发明的说明书中详细地说明了本发明，其只是出于说明的目的，而不是为了限制，可以理解只说明了优选实施例，所有的变化和修改都在本发明所要保护的范围和精神之内。
权利要求
1.一种流动分流阀组件，包括限定多个流动通道的阀体；设置在所述阀体内的可旋转分流阀筒，所述可旋转分流阀筒限定多个制动凹陷；帽，所述帽组装到所述阀体中并设置在所述阀体和所述可旋转分流阀筒之间，所述帽包括至少一个可偏转制动指，所述可偏转制动指被构造和设置为顺序地与所述多个制动凹陷中的每一个接合；以及相对于所述帽手动地旋转所述可旋转分流阀筒的装置，用以从一个制动接合改变至另一个制动接合，其中每个制动接合对应不同的流体流动选择。
2.根据权利要求1所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述可旋转分流阀筒限定了流动入口端口和三个流动出口端口。
3.根据权利要求2所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述多个制动凹陷包括六个制动凹陷。
4.根据权利要求3所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述帽包括一对可偏转制动指。
5.根据权利要求4所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述六个制动凹陷沿周向均匀地隔开并且所述一对可偏转制动指均匀地隔开，从而通过一个制动指的制动凹陷接合在另一制动指与另一制动凹陷接合时发生。
6.根据权利要求5所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述每个可偏转制动指包括升高的凸起，所述升高的凸起为接合其相应制动凹陷的每个可偏转制动指的一部分。
7.根据权利要求6所述的流动分流阀组件，其特征在于，进一步包括位于所述帽和所述阀体之间的环形O形圈。
8.根据权利要求7所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述帽限定与每个可偏转制动指相关的一对槽，所述每对槽与它们相应的可偏转制动指相邻放置。
9.根据权利要求8所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述帽限定一对弓形O形圈槽，每个O形圈槽设置在所述可偏转制动指之间。
10.根据权利要求1所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述多个制动凹陷包括六个制动凹陷。
11.根据权利要求10所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述六个制动凹陷沿周向均匀地隔开并且所述一对可偏转制动指均匀地隔开，从而通过一个制动指的制动凹陷接合在另一制动指与另一制动凹陷接合时发生。
12.根据权利要求1所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述帽包括一对可偏转的制动指。
13.根据权利要求12所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述每个可偏转制动指包括升高的凸起，所述升高的凸起为接合其相应制动凹陷的每个可偏转制动指的一部分。
14.根据权利要求1所述的流动分流阀组件，其特征在于，进一步包括设置在所述帽和所述阀体之间的环形O形圈。
15.根据权利要求14所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述帽限定一对弓形O形圈槽，每个O形圈槽设置在所述可偏转制动指之间。
16.根据权利要求1所述的流动分流阀组件，其特征在于，所述帽限定与每个可偏转制动指相关的一对槽，所述每对槽与它们相应的可偏转制动指相邻放置。
17.一种流动分流阀组件，包括限定多个流动通道的阀体；设置在所述阀体中的可移动的分流阀筒，所述可移动分流阀筒限定至少一个制动凹陷；帽，所述帽组装到所述阀体中并设置在所述阀体和所述可移动分流阀筒之间，所述帽包括至少一个可移动的制动突起，所述可移动的制动突起被构造和设置为与所述一个制动凹陷接合；以及相对于所述帽手动地移动所述可移动分流阀筒的装置，用以分离所述可移动制动突起和所述至少一个制动凹陷，其中所述制动接合对应流体流动选择。
全文摘要
一种具有整体式制动装置的多端口分流阀组件，包括阀体，和分流阀筒与帽组合，其中帽包括一个或者多个可偏转指，所述可偏转指被设置以“制动”进入形成在可旋转筒的下筒部分中的一个或者多个制动凹陷。为了提供具有总共六个选择的与外部液压装置的流体连通，提供了总共六个制动凹陷。在优选实施例中，有两个可偏转指彼此隔开大约180度。O形圈被设置在可偏转指和阀体之间，以在通过旋转阀体内的分流阀筒而到达所选择的制动位置时给用户提供触觉。
文档编号F16K11/072GK1576666SQ20041005890
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月26日 优先权日2003年7月29日
发明者格里·R·马蒂 申请人:麦斯克公司