专利名称:卫生设备混水阀控制芯的制作方法
本发明涉及一种卫生设备混水阀的控制芯，阀中有一个最好是平板形的固定控制表面，可以和阀的进水口相接。进水口至少有一个冷水开口区和至少一个热水开口区，并有一个最好是平板形的控制面，利用混合器控制杆控制，作相对于开口区、有两个自由度的运动，根据控制面所处的位置，即或者把开口区遮挡，或者与至少一个出水口连接，以控制水量和混合比。
这种混水阀原属已知(DE-OS-2，756，784)。这已知阀中有一个固定的平板形圆盘，其上有两个进水口，一个供热水用，另一个供冷水用。在上述固定圆盘的对面，另有一块可以平移和旋转的圆盘，这活动圆盘可以把两个进水口完全遮挡或完全开放。把活动圆盘旋转，可以决定混合比，而把它平移时决定水的总通过量。
另有一种也属已知的单手混水阀，专利号为DE-OS 3，325，269，这种阀的固定控制面上的开口，用活动控制圆盘外缘控制。热水和冷水的进水口都可以有两个并排安置的开口。
这已知的混水阀或有一个内缘控制系统或有一个外缘控制系统。
内缘控制系统的缺点是需要有一个相当大的空间。可平移的控制圆盘必须相当大，使控制口的每侧，都有与某一特定开口相对应的尺寸和相应的密封区。此外，控制口至少必须在一个方向上和开口及开口之间的间距有同样的大小。因此这种混水阀在某一给定尺寸下，控制器件的流通截面相对较小，便需提高流速而造成噪声。
已知的上述类型控制系统还有其它的缺点，就是可能使用的方面有局限，难以适应各种用途。
本发明提出的课题是提供一种单柄混水阀的控制芯，它可能具有的用途广泛，为过去所从未能做到者。
根据本发明，此问题已获解决，因为活动控制面和/或出水口的开口区和/或形状有特殊的安排和构造，形成两个分别独立而用机械偶接的控制系统。这两个独立操作的控制系统使控制芯可作许多用途。因此，比如说可以使两控制系统同时工作，增加液流或通道的截面积，通道截面积的增大，超过把单控制系统的单个开口区放大。而且还可以将两控制系统用于其他的各个方面。例如，将一个控制系统用于顶上喷头，而将第二个控制系统用于侧向喷头。在这种情况下，两个控制系统在任何时候都可以同时对一个出水口作用，而这出水口和另一出水口切断。这样做的便利之处是两个喷头不在混水阀的下游相连，因此在把水流关闭时，顶上喷头里的水不能从水管里通过侧向喷头流出。此外，两个喷头有分别的控制系统，便可能使它们有不同的混合特点。因此，举例说，顶上喷头和侧向喷头相比，可以有不同的最高温度，或不同的最大混合比。
根据本发明可以取得的另一个特点，是两个控制系统可以作用于一个共同的出水口。这不仅有利于增大横截面积，而且有利于特殊情况，例如符合英国标准的要求。这些阀必须保证仅在混合器的出水端，把热水水流和冷水水流混合。根据本发明，举例而言，这目的之所以能达到，在于热水由一个控制系统控制，冷水用另一个控制系统控制，而位于混合器出水口的共同出水口由两个系统供水。
根据本发明所作的另一开发形式，活动控制面有一个外控制缘，实现一个控制系统，又有一个内封闭控制缘，实现第二个控制系统。易言之，按本发明实现的控制芯，有一个外缘控制系统和一个内缘控制系统。
每一控制系统的固定控制面又能在任何情况下，分别有两个开口区，因此每个控制系统可以各执行一个温度控制。然而，举例而言，两个控制系统中一个系统的两个开口区中，还可能只有热水，或只有冷水。在连续流体加热器中，这种可能性可以予以利用，产生有利的控制特性。这种加热器是特别难以控制的，因为连续流体加热器中产生主压降，下游阀的热水侧含有最低的阻力。还可以想象把两个控制系统中的一个仅用于冷水，例如当有初始高温时用以作温度限制。
本发明还提出，在每一种情况下把两个开口区彼此径向相对。
根据另一种发展形式，可以将固定控制面和一个进水口相连，在这种情况下，出口水流和进口水流经过同一控制面，只是方向变换180°。
本发明还提出把最好是平板形的控制圆盘的限流面，作控制面用，这时，例如用陶瓷控制圆盘作控制面是特别适合的。如果圆盘和控制面是扁平的话，那么控制圆盘的一个自由度是作旋转运动，而另一个自由度是作平移运动。
本发明还提出把与相关的控制圆盘相通的一个开口的一部份作为控制缘。在这种情况下，水从控制圆盘的一侧流入另一侧，因而水流入控制芯里的一个区域内，从外缘控制系统流出的水，也流进这控制芯的区域内。
但是本发明还可以进一步提出，使一个控制缘限制一个凹口向控制面供水，并向着控制圆盘的另一侧关闭。这样可以特别简易地把出水口和两个控制系统切断，使两个控制系统都可以在不同的出水口上作用。
根据本发明可取得的另一个特点，两个控制系统至少有部份相同的控制特性，因此两个控制系统可以同时开放进水口。还可能两个控制系统同时开放，但一个控制系统的混合比的变化比另一个控制系统结束得早。还可能使两个控制系统先后开放，中间有一个重叠的时间。
本发明还提出，相向的开口区有大致相同的展开角度。
根据本发明，还可以规定相向的开口区有不同的截面。但也可以使它们有相同的截面。
本发明又进一步提出，相邻的两个开口区最好有相同的截面，把控制缘作为一个控制系统。
在下文中，将就本发明的非制约性实施方案以及附图作较为详尽的叙述，附图内容如下
图1为具有本发明所提出的控制芯的混合阀部份的剖面图;
图2为图1所示装置，视角旋转90°局部剖示图;
图3为图1所示装置控制芯底板俯视图;
图4为图1所示装置固定控制圆盘的俯视图;
图5为活动控制圆盘第一实施方案的俯视图;
图6为第二实施方案活动控制圆盘的纵向剖视图;
图7至11为固定控制圆盘及活动控制圆盘各种位置的示意图。
图1表示在断开的混水阀外壳11。外壳11有一个外壳底板12，其上有若干进水孔13，在图1中仅其一孔可见，并有出水孔14。外壳11中嵌有一个控制芯15，用套筒16固定，以与外部隔绝。套筒16依靠其外侧的螺纹17，与外壳中央孔内的相应内螺纹拧接。
芯15亦称芯筒，有芯底19，其上有孔若干20，21。芯筒还有第一套管22，从上面向其中插入安装件23，供安放控制元件24之用。顶盖25从上面放在安装件23上面，顶盖内缘停放在安装件23上部的台肩27上。图1中顶盖25的下边有向外伸出的突缘28，与套筒16的底端接触。这样套筒16就把安装件23，并通过盖的突缘28把芯筒套管22一起向下推动，于是就把芯15在外壳11内固定。为了达到密封，套管22有一个环形垫30，放在一条全周环形槽29内。安装件23还借助一条环形槽31里的环形垫32，和套管22的内部密封。
安装件23有一个轴向孔33，其外侧及内侧扩大，内侧至少一部份呈球形。操纵件24的中间大致为球形的部份34，放在轴向孔33的球形部份内。操纵件24的球形部份34下面，有一个附加件35，其剖面在图1中约呈圆形，而这附加件35从与图1呈90°的视角观看，则为矩形，参见图2。附加件35放置在一个传动件37里的有相应形状的空隙36中，这传动件安装在套管22内的环圈38里，可以平移及旋转。当操纵件24绕垂直于图1平面的轴线旋转时，导致传动件37的平移，而操纵件24绕它本身的纵向轴线旋转时，导致传动件37的旋转运动。传动件37和一个陶瓷控制圆盘39连接。图1中的控制圆盘39的下界面，形成第一个控制面。
在活动控制圆盘39的下面，放置固定控制圆盘40，在控制芯上的固定，其上界面形成第二个控制表面。在图中示出的固定控制圆盘40，放在芯筒底盘19的上面。芯筒底盘19上的孔20、21的上出口，和控制圆盘40上的孔口40、42吻合。在芯筒底盘19的上面和下面，孔20、21的孔口周围有密封件43。活动圆盘39还有一个通孔44，其形状将在下文详细说明。
图2表示图1装置的部份剖面，从与图1垂直的方向观看的示意。从这方向上可以看到操纵件24的附加件35有矩形的截面，并和传动件37中有相应结构的空隙36无缝嵌合。传动件37的下表面上，有两条长形的棱脊45，嵌在活动控制圆盘39上表面上的相应形状的凹槽46里。这样可以使活动控制圆盘39，作相对于固定控制圆盘40的相对旋转。
图3是芯筒底盘19的俯视图，这底盘为大致圆形的圆盘，在其外缘有突出部47，与混合阀外壳11内的相应凹槽插接。各突出部47有不同的宽度，从而可防止芯筒底盘颠倒插入。
芯筒底盘19有一个中心孔，在特定情况下为圆形孔21，参见图1。在中心孔21的周围有孔口48、49、50、51，形成图1中孔20的上出口。在48、49、50、51的孔口之间，以及这些孔口的外面，插入垫圈43，如图1所示。孔口48位于大致为圆形的芯筒底盘19的90°扇形内，而孔口51位于相对的90°扇形内。孔口49和50也如此，互相在直径上相对。孔21相对于孔口48、49、50、51偏心放置，所有这些孔口大致呈弧形布置。
孔口48、49、50、51的形状，大致和固定控制圆盘40上的孔口41的形状一致，这将参照图4予以说明。因此，借助芯筒底盘19，就可以在固定控制圆盘40上的孔口或开口区与混合阀外壳底板12之间构成通路。如从图1可以看到，在混合阀外壳底板12上，没有和芯筒底盘上的孔21相对应的开口，这也是可行的，这就不需要用另一个芯筒底盘19，来中止孔21。在有特殊用途时，还可以用图3所示的芯筒底盘10，与一个混合阀外壳11结合，而外壳11，作为举例，孔口48没有相应的进水口。这样，虽然始终都用同一个控制芯，而有可能取得各种不同的混合比。
图4是固定控制圆盘40的一个图形，这圆盘也是圆形，并有两个作定中用的突出部52。固定控制圆盘40有四个孔口53到56，其形状及位置和芯筒底盘19上的孔口48-51对应。孔口53和56在直径上相对，而孔口54和孔口55也在直径上相对。控制圆盘40也有中央圆形孔42，亦参见图1。孔口42稍微偏心放置。孔口53到56全部有大致相同的展开角度，而孔口53到56的面积都有不同的大小。在相邻的孔口53、54和相邻孔口55、56之间划一条线把它们分开，于是孔口53在任何情况下都与孔口54相似，而孔口55与56相似。
图5表示图1和图2中的实施方案里所用的活动控制圆盘39的俯视图。这圆盘有中央孔44，以及其两侧的凹槽45，如图5所示。
图5里的控制圆盘39的下半部以边缘60为周边，为一个圆弧。图5控制圆盘39的上半部以边缘61为周边，其向部半径相等，但与下半部的边缘60不同圆心。边缘61在上半部分的中部附近约占90°角的范围里，向里退入成为弧形边缘62。边缘62和图4里的开口53、54，共同形成一个外缘控制系统，下文中将有叙述。
控制圆盘39孔口44的侧缘63，和另外两个孔口55、56形成内缘控制系统。
器械的运转方式如下水通过进水口13(见图1)，经过芯筒底盘19上的孔20，流到固定控制圆盘40上的孔口53、54、55、56中。由于活动控制圆盘39的位置不同，这些孔口的关闭范围可以大一些或小一些。假如这些孔口至少是部份打开的，水流便从孔口53、54、55、56流出，通过活动圆盘的中心孔44，或者经过活动圆盘39的边缘62，流入该圆盘上方的空间64里，再从空间64，沿外壳11的侧壁方向向外流，再沿外壳边缘在轴向上向下，又通过外壳底板12的出水部份14流出。为了使水更便于从外壳11上流出，芯筒的底盘19和固定控制圆盘40在这位置上都有凹槽，如图3及4所示。
但是，根据图1所示的控制芯，在一种不同的混水阀的外壳中，通向不同的流路。芯筒底盘19有一个中心孔21，和固定控制圆盘40的中心开孔42正对，这也可以用于混合阀的外壳，这时有一个位于孔21的延长段中的中心出水孔。于是水可以通过上述中心出水口流到外壳的外面。在这种情况下，可以利用活动控制圆盘139(剖面形式如图6所示)，它与图5所示的控制圆盘不同，没有中心的贯通孔44，而只有一个在底部开口的空隙144。空隙144的形状在其它方面，都和图5所示的控制圆盘39的孔口44完全相似，因而侧缘63的形状也完全相同。因此可以取得相同的控制特性，出口水流只向下通过控制圆盘40的中心孔42流出。
图6所示的控制圆盘的用途有许多方面。首先是可以只执行一种控制，例如，通过凹槽144和固定控制圆盘的中心孔42控制热水，而冷水的控制则通过外缘62。于是两个水流可以在混合阀的出水口合并。关于在混合阀出水口混合一点，英国标准有所规定。
还可以利用凹槽144和一个中心出水口控制诸如侧向喷头之类的器械，而顶上喷头则利用控制边缘62和边侧出口14控制。这两个控制系统有机械连接，在混水阀的下游，通向单独喷头的管道之间没有连系。因此，水流没有从顶上喷头通往侧向喷头的回流。
还可以只用内缘控制系统控制有限定流量的混合阀，诸如用于洗脸盆和坐浴盆的混水阀。
兹参照图7至图11，叙述调和两个水流及调定供水量的两个控制圆盘的相互作用。活动控制圆盘39或139的旋转能引起温度变化，而活动控制圆盘沿长形中心孔44的纵向平移，便可选定供水量。在图7中，控制圆盘作逆时针方向旋转达到了它的终点位置，而同时作向左上方平移。孔口44的边缘63把固定控制圆盘40的孔口56完全打开，使圆盘40和热水相通。同时控制圆盘39外侧的控制边缘62，把孔口53完全开放，而孔口53也和热水的进给口相通。因此这定位的意义便是提供最高温度的最大开度。如果在控制圆盘39又顺时针方向旋转，情况便如图8所示。孔口44把固定圆盘上的孔口55、56作相同程度的开放，而边缘62也把孔口53、54作大致相同程度的开放。这样图8所表示的就是50%混合比的控制芯定位。
图9表示的是活动控制圆盘39，相对于图8所示定位，作某种程度的逆时针方向旋转，同时还有一些向右方的平移，从而调定了有较低流量、比较温和的温度。
假如活动控制圆盘39不旋转，而从图8所示位置向下移动，达到图10所示的位置，这时阀门在调温的中间位置上关闭。控制圆盘39在这关闭位置上，既可向顺时针方向也可向逆时针方向旋转，而阀门保持关闭。
从图7到图11可以看到在任何情况下，固定控制圆盘40上的开孔53、54、55、56，都和同一个进水口接通。为了作特殊用途(例如需要限制温度时)，举例说，也适宜将两个孔口53、54与同一进水口接通，例如与冷水接通。在使用连续流体加热器时，适宜于把两个孔口53、54都与热水接通，以减少压降。
虽然在举例的实施方案中，用于内缘控制系统的孔口55、56是镜面对称的，外缘控制系统的孔口53、54也是镜面对称，但是为了获得特定的控制特性，孔口不作镜面对称安排也是可行的。根据本发明所作的措施可以带来许多优点。对用于控制孔口的空间，可以按最佳化的方式利用。这样，和用相同芯筒结构的传统控制系统相比，可以把水的通过量提高很多。然而在对水流量只作有限的增加时，可把流速保持很低，其结果便可降低噪声。当阀门只用于作小水量控制时，也可以使用同样的芯筒，在这种情况下只需把一个控制系统接通。在实践上这是可行而又有困难的。这时只需把控制芯插入有相应钻孔的混水阀外壳。垫件仍旧不变。因此，在个别情况下，可以分别将内缘控制系统或外缘控制系统作功能元件使用。
由于在固定控制圆盘中设置了一个中心孔，假如把活动控制圆盘的上部关闭，例如用传动部件关闭，或者只是增加一个向下开口的延长部，就可以将这芯筒作密闭系统用。于是混合水的排出水流平行于进给水流向下流动。省去顶盖或把活动控制圆盘还原，就能将内缘控制系统作开放系统用。
改变系统的形状，可以使内缘控制系统或外缘控制系统有相应的特殊混水形态。这样就可以将内缘控制系统，或外缘控制系统，或两个系统同时，作为预定用途的各种功能元件使用。
由于将内缘控制系统及外缘控制系统交叉控制，例如仅用内缘系统控制热水，外缘系统控制冷水，便能符合英国标准关于封闭型内缘控制系统的规定。过去，这特殊要求只可能用特殊的阀或配件去满足。当条件符合英国标准的规定时，本芯筒可以用于无加压锅炉的混合器。
在连续流体加热器方面，还可以取得另外一个优点。这种加热器的特点是，最大的压力降发生于加热器本身内，于是串联的阀有最低的液流阻力，至少在热水侧是这样。这样也适宜于在热水侧用最大截面积的外缘控制系统控制，而在冷水侧用内缘控制系统控制。由于与供水管内的压力大致有反比例关系，便又可能得到均衡的控制性能。
所有这些可能取得的变异形式都是用衡定的控制圆盘，只是在连接方式上有所不同，以及按意愿在内部控制系统上加盖，与中心排水孔配合，形成一个密闭的系统。而陶瓷圆盘和芯筒其余部份的结构则保持不变。改变连接的方式，可以通过把芯筒直接下方的外壳内膛作相应的变化以实现改变。
权利要求
1、一种卫生设备混水阀的控制芯，阀中有一个最好是平板形的固定控制表面，可以和阀的进水口相接。进水口至少有一个冷水开口区和至少一个热水开口区，并有一个最好是平板形的控制面，其特征在于利用混水器控制杆控制，作相对于开口区的、有两个自由度的运动，根据控制面的所处位置，即或者把开口区遮挡，或者与至少一个出水口连接，以控制水量和混合比。活动控制面和/或出水口的开口区和/或形状有特殊安排和构造，至少形成两个分别独立而用机械偶接的控制系统。
2、如权利要求
第1项中之控制芯，其特征在于两个控制系统对一个共同的出水口作用。
3、如权利要求
第1项中之控制芯，其特征在于在任何情况下两个系统对一个出水口作用，而这出水口和另一出水口是分开的。
4、以上权利要求
中任一项里所述的控制芯，其特征在于活动控制面有一个外控制缘构成一个控制系统，有一个封闭的内控制缘构成第二个控制系统。
5、以上各权利要求
中任一项里所述的控制芯，其特征在于，在任何情况下每个控制系统的固定控制面有两个开口区。
6、以上各权利要求
中任一项里所述的控制芯，其特征在于每一例中的两个开口区彼此径向相对。
7、以上各权利要求
中任一项里所述的控制芯，其特征在于其固定控制面可以和一个出水口接通。
8、上述各权利要求
中任一项里所述的控制芯，其特征在于其控制面是控制圆盘的限流面，控制圆盘最好采用平板形。
9、如以上各权利要求
中任一项里所述的控制芯，其特征在于其控制缘是通过相关的圆盘的开口的一部份。
10、如以上各权利要求
中任一项里所述的控制芯，其特征在于，其控制缘围成一个向控制面放水的空隙，并向控制圆盘的另一侧关闭。
11、如以上各权利要求
中的任一项里所述的控制芯，其特征在于，其两个控制系统至少有部份相同的控制特性。
12、如以上各权利要求
中任一项里所述的控制芯，其特征在于相向的开口区有大致相同的展开角度。
13、如以上各权利要求
中任一项里所述的控制芯，其特征在于，相向的开口区有不同大小的通过截面。
14、如以上各权利要求
中一项里所述的控制芯，其特征在于，相邻的两个开口区最好有相同的通过截面，一个控制缘构成一个控制系统。
15、如以上权利要求
第1至10项，以及12至14项中的任一项里所述的控制芯，其特征在于两个控制系统有不同的控制特性。
16、如以上各权利要求
中任一项里所述的控制芯，其特征在于控制面有球形的表面。
17、如以上各权利要求
中任一项里所述的控制芯，其特征在于至少有一个开口区是由若干开口形成的。
18、如以上各权利要求
中一项里所述的控制芯，其特征在于两个控制系统有重叠时间的开启过程。
专利摘要
一种用于单控杆混水阀的控制圆盘芯，阀中有若干最好是平板形的圆盘。其中的一块固定圆盘至少有一个热水开口和一个冷水开口。面向固定控制圆盘及可作两个自由度活动的控制圆盘，可以把固定控制圆盘上的开口区完全关闭，或持续完全开放。由于固定控制圆盘的开口区和活动控制圆盘的控制缘的构造，控制圆盘芯有两个完全分离的独立操作而由机械连接的控制系统。两个控制系统可用于控制一个共同的出水口，或两个分别的出水口。
文档编号F16K11/00GK85103955SQ85103955
公开日1986年11月19日 申请日期1985年5月23日
发明者洛奇 申请人:汉斯格罗(有限无限)股份两合公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan