记忆合金恒温阀芯的制作方法

1.本实用新型涉及一种恒温阀芯，尤其涉及一种记忆合金恒温阀芯，适用于诸如淋浴设施。


背景技术：

2.现有恒温阀芯大多使用石蜡温包作为热敏元件。其缺点为：
3.一、石蜡驱动需要的密封件属易损件，且占用空间较大，损坏后会失去控温效果，存在较大的安全隐患；
4.二、石蜡驱动的温度区间较窄，且驱动时属于突然释放，容易造成温度跳跃式变化，影响沐浴的舒适性。
5.此外，也有采用记忆合金的阀芯，但其由于内部结构复杂，通常导致尺寸较大，且在冷热水压力波动及限流情况下均达不到国内外标准。
6.有鉴于此，申请人经过十多年的来研发的路径证明，攻克记忆合金恒温阀芯，不仅要在记忆合金的材料性能上下功夫，同时也要设计合理阀芯结构与之匹配才能实现突破，本实用新型就是这一设想的结晶。


技术实现要素：

7.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种记忆合金恒温阀芯，实现了上冷下热进水方式，通过调节记忆合金弹簧压缩量、优化混合水通道，较好地解决了冷热水混合不充分，冷热水压力波动及限流条件下控温效果达不到国内外标准的情况。
8.为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：一种记忆合金恒温阀芯，包括阀芯上体和与其连接的阀芯下体，所述阀芯上体内腔设置有调节旋钮及与其螺纹连接的调节块，所述阀芯下体的侧壁自上而下依次设置有冷水进口、热水进口及混合水出口，所述阀芯下体内腔中设置有滑块及与其螺纹连接的镂空弹簧套，所述镂空弹簧套内腔设置有顶杆及记忆合金弹簧，所述镂空弹簧套外壁与阀芯下体之间设置有梅花垫片及偏置弹簧。
9.作为优选方案，所述滑块的顶部和底部均开设凹槽，所述凹槽上均匀分布有若干个贯穿圆形过水孔。
10.作为优选方案，所述镂空弹簧套与所述滑块螺纹连接，所述镂空弹簧套为中空圆筒，且沿侧壁周向上均匀分布四个混水通道，所述镂空弹簧套底部设有与之螺纹连接的弹簧盖用于限位记忆合金弹簧。
11.作为优选方案，所述顶杆底部盘状上设有圆形台阶，所述顶杆末端穿入至所述调节块上开设的安装孔内，所述顶杆底部与记忆合金弹簧相抵接。
12.作为优选方案，所述梅花垫片顶部呈凹凸齿状，底部盘状部分与偏置弹簧相抵接。
13.作为优选方案，所述调节旋钮的周向与所述阀芯上体之间设置有第一密封圈与第二密封圈。
14.作为优选方案，所述滑块与所述阀芯下体之间设置有第三密封圈。
15.作为优选方案，所述阀芯上体设有第四密封圈，所述阀芯下体设有第五密封圈与第六密封圈，所述混合水出口位于第六密封圈与阀芯下体内底面之间，所述第四密封圈与第五密封圈将冷水密封并与热水隔绝，所述第五密封圈与第六密封圈将热水密封并与冷水及混合水隔绝，所述第六密封圈将混合水与热水隔绝。
16.作为优选方案，所述镂空弹簧套与所述阀芯下体底部中心圆形凹槽为间隙配合。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
18.1、采用优化的结构设计，顶杆穿过滑块对记忆合金弹簧的压缩量实现调节作用，将记忆合金弹簧置于镂空弹簧套内，有效的避免了冷热水在混合不充分的情况下直接冲刷记忆合金弹簧，使记忆合金弹簧始终处于一个稳定的温场，较好的提高的阀芯的控温效果。
19.2、偏置弹簧设置于调温滑块同一侧的记忆合金弹簧外部，组成偏置结构，使得受力方向在同一轴线上，优化调温滑块在阀体中的受力结构，保证了滑块在控温过程中的稳定性，同时减小了控温元件结构尺寸。
20.3、经过大量实验模拟与流场压力数据分析，混合出水流速变化引起的流场压力变化对记忆合金恒温阀芯调温滑块的反作用力要比因限流引起的流场压力变化对其的影响更强。在此技术发现的基础上，本实用新型把混合水出口改设在阀芯下体底部的侧面，就能满足限流情况下对控温的要求指标。
附图说明
21.图1a为本实用新型的记忆合金恒温阀芯的一个实施例的示意图；
22.图1b为本实用新型的记忆合金恒温阀芯的一个实施例的分解结构示意图；
23.图2为图1a中调节块的示意图；
24.图3为图1a中滑块的示意图；
25.图4为与图3对应的俯视图；
26.图5为图1a中顶杆的示意图；
27.图6为图1a中镂空弹簧套的示意图；
28.图7为与图6对应的俯视图；
29.图8为图1a中梅花垫片的示意图；
30.图9为图8对应的俯视图。
31.附图标记说明
32.1-调节旋钮；2-阀芯上体；3-调节块；4-顶杆；5-冷水进口；6-滑块；7-热水进口；8-梅花垫片；9-镂空弹簧套；10-阀芯下体；11-记忆合金弹簧；12-偏置弹簧；13-第一密封圈；14-第二密封圈；15-第三密封圈；16-弹簧盖；17-第四密封圈；18-第五密封圈；19-第六密封圈；20-混合水出口；21-混合腔；22-过水孔；23-扇形孔；24-混水通道。
具体实施方式
33.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
34.参考图1a、图1b并且结合图2～图9所示，本实用新型的记忆合金恒温阀芯，包括阀
芯上体2和与其连接的阀芯下体10，所述阀芯上体2内腔设置有调节旋钮1及与其螺纹连接的调节块3，所述阀芯下体10的侧壁自上而下依次设置有冷水进口5、热水进口7及混合水出口20，所述阀芯下体10内腔中设置有滑块6及与其螺纹连接的镂空弹簧套9，所述镂空弹簧套9内腔设置有顶杆4及记忆合金弹簧11，所述镂空弹簧套9外壁与阀芯下体10之间设置有梅花垫片8及偏置弹簧12。以下分别介绍。
35.如图1a所示，阀芯上体2内腔设置有调节旋钮1及与其螺纹连接的调节块3，调节旋钮1通过第一密封圈13及第二密封圈14密封。调节块3通过内腔的多头螺纹与调节旋钮1底部连接。结合图2所示，调节块底部设有安装孔。
36.如图1a所示，阀芯下体的腔内设置有滑块6及镂空弹簧套9。结合图3及图4所示，滑块6的顶部及底部均开设有凹槽，凹槽周向上均匀分布若干个贯穿圆形过水孔22，冷水由冷水进口5进入阀体上体，通过滑块6上的圆形过水孔22流入阀芯下体10内的混合腔21。滑块6与阀芯下体10之间设置有第三密封圈15，用于隔绝冷水和热水。
37.如图1a所示，结合图6及图7所示，镂空弹簧套9呈为中空圆筒，且沿其侧壁周向上均匀分布四个贯穿混水通道23，顶部通过螺纹与滑块6中心孔连接。镂空弹簧套9腔内设有顶杆4、记忆合金弹簧11及弹簧盖16，弹簧盖16通过螺纹与其底部连接，用于限位记忆合金弹簧。顶杆4的末端通过镂空弹簧套9顶部中心孔并穿入至调节块3底部的安装孔内。如图5所示，顶杆底部设有圆形台阶用于限位记忆合金弹簧11，避免其产生左右移动，提高控温稳定性。记忆合金弹簧11包裹于镂空弹簧套内部并向顶杆底部施加弹性作用力。
38.本实例中，偏置弹簧12位于镂空弹簧套11与阀芯下体10之间对梅花垫片8施加弹性作用力。结合如图8及图9所示，梅花垫片8顶部呈凹凸齿状且插入至滑块6的凹槽内。偏置弹簧12通过梅花垫片8对滑块6施加弹性作用力，使得滑块6受力均匀且不会发生倾斜。梅花垫片6的设置有效的避免了冷、热水进入混合腔直接冲刷记忆合金弹簧11，并且起到了分水稳压的作用，降低了水压波动对控温效果的影响。
39.继续如图1a所示，顶杆4、滑块6、梅花垫片8、镂空弹簧套9、记忆合金弹簧11及偏置弹簧12在阀体内部形成偏置结构，受调节旋钮1驱动，调节块3可沿上下轴向移动，调节块3上下移动时产生位移，通过顶杆4调节记忆合金弹簧11的压缩量，滑块6连接镂空弹簧套9受到记忆合金弹簧11的弹性力作用上下轴向移动改变冷水进口5和热水进口7的通道大小，从而达到设定温度的目的。镂空弹簧套9与阀芯下体10中心的圆形凹槽为间隙配合，避免滑块6出现横向位移，保证了滑块6上下移动在同一轴线上，此同一圆心偏置结构，消除了偏置结构的不良做功，提高了控温稳定性。
40.如图1a所示，热水通过热水进口7流经梅花垫片8上的凹凸齿状间隙，再经过镂空弹簧套9侧壁上的贯穿混水通道23流入混合腔21，冷水通过冷水进口5进入阀芯上体2，经由滑块6上的过水孔22进入阀芯下体10，冷、热水在混合腔21内充分混合，与此同时，记忆合金弹簧11通过混合水温度的变化产生弹力变化，从而上下驱动滑块6，滑块6上下移动可以改变冷水进口5和热水进口7的通道大小，实现出水温度恒定。
41.另外，阀芯上体2上设有第四密封圈17，阀芯下体10设有第五密封圈18与第六密封圈19，混合水出口20位于第六密封圈19与阀芯下体10底面之间，第四密封圈17与第五密封圈18将冷水密封并与热水隔绝，第五密封圈18与第六密封圈19将热水密封并与冷水及混合水隔绝，第六密封圈19将混合水与热水隔绝。
42.本实用新型装配时，各阀体与控温组件安装顺序：
43.1.将滑块6通过螺纹与镂空弹簧套9安装成一个整体，将顶杆4、记忆合金弹簧11依次放入镂空弹簧套9内腔，并将弹簧盖16通过螺纹与镂空弹簧套9连接；
44.2.将偏置弹簧12、梅花垫片8及上述完成组装的滑块6依次放入下阀体10内；
45.3.将阀芯上体2与调节旋钮1通过卡簧固定，调节块3借助于调节旋钮1上的多头螺纹连接安装成一个整体；
46.4.将装配好的阀芯下体10与阀芯上体2通过螺纹配合，安装完毕。
47.本实用新型水流方向为：冷水通过冷水进口5进入阀芯上体2，流经滑块6上的过水孔22进入阀芯下体10内的混合腔21；热水通过热水进口7进入阀芯下体10内的混合腔21，冷、热水在混合腔21内进行充分混合后，最后经由混合水出口20流出。
48.本实用新型设定出水温度后，偏置结构力量平衡。由于出水温度设定在记忆合金弹簧11的特征范围内，所以，如果因为某种原因如供水压力及温度的突然变化引起水温发生波动，记忆合金弹簧7的弹性模量就会随之发生变化，引起记忆合金弹簧11的力量发生相应变化，从而打破原先的力量平衡，推动滑块6上下轴向移动改变进入冷水和热水的比例。因采取负反馈控制，恒温阀芯的出水温度很快自动恢复到原先需要控制的温度附近，并在此温度重新建立新的平衡以保持出水温度的恒定。
49.本实用新型使用记忆合金弹簧不仅可以简化阀体结构设计，最大限度的减小阀门体积，节省原料，还可以实现大温度范围内的近线性智能驱动，避免温度变化带来的不适情况，提高了温控阀的安全性、舒适性、智能化及使用寿命。本实用新型阀芯易加工，批量化稳定性、一致性好，而且可以与目前市面上大量存在的石蜡恒温阀芯进行互换。本实用新型使用记忆合金弹簧实现了上冷下热进水方式，通过调节记忆合金弹簧压缩量、优化混合水通道，较好地解决了冷热水混合不充分，冷热水压力波动及限流条件下控温效果达不到国内外标准的情况。
50.以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。