CN101535575A - 龙头 - Google Patents

Abstract

用于连接至流体出口例如管道(12)的龙头(10)，借此，龙头(10)包括部件(14)，该部件具有在使用龙头(10)时设置为与流体接触的表面，且该部件由挤制铝或锻造铝、或者挤制铝合金或锻造铝合金制成。

Description

龙头

【技术领域】

本发明涉及一种龙头(即，一种设备，其包括喷口和控制流体流动的阀门)，其用于连接至诸如管道的流体出口。

【背景技术】

许多常规龙头是由黄铜(一种基本上由铜和锌以可变比例组成的合金)制成。黄铜龙头存在的一个问题就是包含在黄铜合金中的铜和锌如果与大气中的氧气接触则易于氧化。氧化产生的氧化铜和氧化锌的混合物会在龙头上生成可见的有害涂层。为了避免这样的氧化，必须对已制造好的龙头进行进一步的加工，例如铬镀或者上漆，以保持未氧化黄铜合金的光泽度和亮度。

众所周知，从环保观点来看，铬镀处理是有害的。此外，黄铜合金可包含铅，而已知铅是一种有害污染物。为解决此问题，已开发了一系列处理方法，包括对黄铜合金进行除铅，其旨在除去黄铜合金中的铅。然而，对黄铜合金进行的除铅处理增加了黄铜制品的成本。此外，黄铜合金的组成成分易于随时间脱落。铜和锌从黄铜龙头逐渐并持续脱落是饮用水的污染源，尤其是当水长期残留在龙头内不使用，而将水放流回大自然时就会污染环境。

利用用于龙头的合金钢避免了一些上述缺陷，但是，使用钢可能会导致更长的制造时间和更高的成本。此外，由于钢的化学及物理特性，其具有由相对于黄铜合金低的可加工性而来的缺陷。

欧洲专利申请第EP 1340 828号公开了一种龙头，其主体包括铸铝镁合金。铸铝龙头不仅避免了黄铜龙头所遇到的上述缺陷，而且还易于再利用，其符合有关食品污染的卫生法规，并具有比由黄铜或者钢制成的龙头轻1/3的重量，这使得运输成本更低。

铝—铝合金因其机械性能和腐蚀性能而适用于制造龙头。然而，铸造过程会对这些特性产生不利影响。即便是在最佳熔融和熔体保温条件下，熔融铝因熔体的氢气、氧化吸附而易于劣化，这是因为以低蒸气压和高反应性为特征的元素会从该熔体流失，机械特性直接或间接依赖这些元素。熔体的湍流或搅拌，以及升高的保温温度明显增加了氢溶液比例、氧化和瞬态元素流失。此外，通常必须使用固体助熔剂或者包含诸如氯、氟、氯化物和/或氟化物之类的非环保物质的化学活性气体助熔剂来处理铝熔体及其合金，以除去悬浮的非金属物质。无论是以薄膜形式或粒子形式，微孔及包含物都会破坏最终铸件的机械性能和耐腐蚀性。因此，为获得具有期望机械性能和腐蚀性能的铸件，铸造参数和条件的精确控制是至关重要的。

一旦铸造好龙头，必须在所铸造的龙头中钻凿流体通道的孔，该龙头必须设置有任何必要的螺纹，且必须磨光其外表面以除去任何表面缺陷，例如在铸造龙头固化和冷却时所形成的凹凸、裂缝或褶皱。

由于水管按惯例是由铜制成的，当成品铝龙头连接至水管时，同样会遇到问题。当存在电解液的情况下、将两种以上不同金属安置来彼此接触，产生电偶电流流过它们的接触点，这是以逐渐消耗具有较高电位的金属来确保电化学反应的进行直到两种金属之间的接触被破坏为代价。铝的电位为+1.30V，而铜的电位为-0.345V。如果将铝龙头连接至铜管，则在这些金属之间会产生1.645伏特的高电位，且在水流过水管和龙头或者在持续滞留于其中的情况下，因为铝水龙在这两种金属中具有较高电位，经过一段时间，龙头它会被腐蚀。当将黄铜龙头接到铜水管时，因为黄铜通常包含60％-90％的铜、因而黄铜和铜之间也不存在如此大的电位差，这样的问题便不会出现。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种改进龙头，其用于连接至诸如管道的流体出口。

此目的是通过如下技术方案实现：一种龙头，其包括具有布置为与诸如水的流体接触的表面的部件。借此，当使用该龙头时，至少所述部件是由挤制铝或锻造铝(extruded or forged aluminium)，或者挤制铝合金或锻造铝合金制成，即，该龙头的一个或者多个内部或外部部件是由挤制铝或锻造铝，或者挤制铝合金或锻造铝合金制成，或者基本整个龙头是由挤制铝或锻造铝，或者挤制铝合金或锻造铝合金制成。

由于复杂的内部和/或外部结构能被快速、廉价地制造，较之铸铝龙头，挤制或锻造龙头制造起来更快、更容易且成本更低。此外，减少(与铸铝龙头相比)或省去了挤制或锻造产品的挤制/锻造之后的诸如钻凿、回转、研磨或抛光之类的过程或者步骤的数量，同时却保持了利用铝或铝合金的全部优点。

挤制和锻造避免了铸造固有的诸多问题，这些问题会对铸铝龙头的机械性能和/或腐蚀性能造成不利影响。挤制是一种工艺，其中，利用机械压力机或液压机通过模具将通常为短条形式的金属推入和/或拉入封闭腔。挤制能产生多种横截面，包括非常薄的截面，其难以利用其它方法(诸如铸造)成本有效地来制造。例如，可通过将销或心轴安置在模具中来挤压空心截面，借此避免需要在挤制产品中钻孔。热挤是在所挤制金属的熔点大约50％-75％的温度下进行的。在冷挤中，此工艺是在室温或略微加高的温度下进行的。冷挤的优点在于不会发生氧化，且如果将温度保持为低于所挤制金属的再结晶温度，则可获得优良的机械性能，而且能获得优良的表面抛光。在锻造中，利用或不利用热量机械地或液压地成形金属或合金。

根据本发明的一个实施方案，龙头的所述至少一个部件由可得自1000-7000系列、优选为6000系列熟铝合金，例如具有以下成分(重量％)的铝合金EN-AW 6063)的铝合金，制成：

硅 0.20-0.60

铁 最高至0.35

镁 0.45-0.90

锰 最高至0.10

铜 最高至0.10

钛 最高至0.10

锌 最高至0.10

铬 最高至0.10

其余为铝、其它微量元素和不可避免的杂质。

6000系列合金利用各种比例的镁和硅来形成硅化镁，硅化镁使得这些合金可进行热处理。镁-硅(硅化镁)合金具有优良的成型性和高强度的耐腐蚀性。

根据本发明的另一实施方案，龙头包括用于将龙头连接至流体出口(例如铜管)的连接部件，其具有与铝基本上不同的电位，即，电位的差值例如超过1伏特，借此，该连接部件由非金属材料(例如塑料或复合材料)、或者具有介于铝和流体出口材料的电位之间的电位的金属或金属合金(例如不锈钢)制成。该连接部件将龙头与流体出口间隔开，从而减小在其间流动的电偶电流。应当注意的是，该连接部件可以是安装在龙头或流体出口上的组件，或者是与龙头或流体出口一体成型的组件。或者，可通过将龙头的接触面和流体出口焊接在一起或者通过利用某些抗锈金属来电镀(例如通过热浸锡镀)接触面来形成该连接部件，这些抗锈金属的电位介于铜和铝的电位之间。

根据本发明的一个实施方案，龙头包括用于将龙头的所述至少一个部件连接至流体出口的连接部件。借此，该连接部件由挤制铝、锻造铝、或者挤制铝合金、锻造铝合金制成，并在实际应用中与龙头一体成型。其中，龙头连接至诸如塑料管的非金属流体出口。

根据本发明的又一实施方案，龙头包括构件，其用以将龙头的所述至少一个部件的电压保持为高于保持流体出口的电压。如果龙头的所述至少一个部件的电压保持为高于流体入口的电压，则可防止电子从构成所述龙头至少一个部件、具有更高电位的金属脱离，从而防止龙头腐蚀。

根据本发明的一个实施方案，龙头的所述至少一个部件包括涂层，例如，当龙头使用时与流体(例如水)接触的表面上的、和/或在其内表面或者外表面至少一部分的涂层。在清洁打整好龙头的所述至少一部分之后，可通过例如阳极处理、铬镀、电镀或上漆获得该涂层。

根据本发明的另一实施方案，龙头的所述至少一个部件包括牺牲阳极(sacrificial anode)，即，一块比铝更易于氧化的金属。通过导电固体或液体将容易腐蚀的金属连接到龙头的所述至少一个部件，从而在龙头的所述至少一个部件将腐蚀之前，该金属腐蚀并且完全溶解。

根据本发明的又一实施方案，龙头的所述至少一个部件包括用以适应龙头的硬度、强度、热性和美观性的纤维、晶须或微粒。挤压工艺可用于对纤维或晶须进行定向，借此，例如所述至少一个部件在纤维或晶须的方向上比在垂直于它们的方向上更牢固、更坚硬，从而形成具有非均质性(anisotropicproperty)的龙头或龙头部件。由于能将龙头的所述至少一个部件制造得更坚硬和/或更牢固，因此，更薄的材料截面，从而更少的材料可用以制造龙头，从而减轻其重量并降低运输成本。

本发明龙头旨在特别、但又不仅仅用于控制饮用水的流动。

【附图说明】

在下文中，将结合附图、通过非限制性示例来进一步说明本发明，其中：

图1示出了根据本发明一个实施方案的挤制龙头，

图2示出了根据本发明一个实施方案的龙头的挤制部分，

图3示出了包括根据本发明一个实施方案的连接部件的挤制龙头，以及

图4示出了连接至水管的根据本发明另一个实施方案的挤制龙头。

应当注意，附图并未按照比例绘制，且为清晰可见，对某些零件的尺寸进行了放大。

【具体实施方式】

图1示出了用于盥洗池、水槽或浴室等的龙头10。例如，示例龙头10具有挤制主体10A，该挤制主体包括进气管，其连接至水网的水管12的端部，以及出口管，其经由龙头10的供水喷嘴10B提供饮用水。主体10A包含常规阀门组件(未示出)，其可通过单操纵杆10C被驱动，以选择性打开和关闭龙头10的进水管和出水管之间的流体流通，并由此控制经过供水喷嘴10B的水流。

根据本发明，龙头10的整个主体10A或其至少一个内部部件具有布置为当使用龙头10时与水接触的表面，并由挤制铝或锻造铝、或者挤制铝合金或锻造铝合金(例如铝合金6063)制成。可选地阳极氧化龙头10，借此，将提供增强的腐蚀保护和耐磨性的人造氧化物涂层形成在铝龙头10或其部件上。

例如，图1所示的龙头通过以下步骤制成：从铝合金挤压带空腔的主体10A；进行(与铸铝龙头相比)挤制之后的诸如为龙头设置螺纹、在龙头中钻孔、研磨、抛光和表面处理之类的降低数量的过程或者步骤；以及将诸如温度和流速控制装置的组件、操纵杆10C和进水管安装在挤制主体10A上或者内部。

图2示意性地示出了龙头10的内部挤制部分14。所述部件14包括第一和第二通道16、以及第三通道18，该第一和第二通道用以将热水和冷水从各自的水管12传送到龙头10的主体10A内部的阀门组件，该第三通道用以将水传送到例如洗碗机。

图3示出了根据本发明实施例的挤制铝或锻造铝龙头10，其包括连接部件20，该连接部件用于将龙头10连接至由诸如铜的材料制成的水管12，该水管的电位与龙头材料的电位明显不同。连接部件20由诸如塑料或复合材料的非金属材料、或者诸如不锈钢的金属或金属合金制成。连接部件20将龙头10与水管12间隔开，从而减小了其间的电偶电流。该龙头可进一步包括电绝缘构件，例如间隔物21，用以将龙头10与诸如洗碗槽19的其它金属固定装置电绝缘。

图4示出了根据本发明一个实施方案的挤制铝或锻造铝龙头10，其连接至常规铜水管12，并包括电路。该电路包括能源(例如电池22)以及可选的限流装置(例如电阻器24)。该电路将龙头10的电压维持为高于水管12的电压，从而阻碍/防止电偶电流腐蚀龙头10。可供选择地或者另外，龙头10可包括牺牲阳极(未示出)。这种电路和/或牺牲阳极可与连接部件20一同使用。

本领域的技术人员应该理解，在权利要求的范围内可对本发明做进一步的修改。

Claims (10)

1.用于连接至流体出口，例如管道(12)的龙头(10)，借此，龙头(10)包括部件(14)，该部件具有在使用龙头(10)时布置为与流体接触的表面，其特征在于，龙头(10)的至少所述部件(14)由挤制铝或锻造铝、或者挤制铝合金或锻造铝合金制成。

2.根据权利要求1所述的龙头(10)，其特征在于，龙头(10)的所述至少一个部件(14)由熟铝合金的1000-7000系列的铝合金制成，优选为6000系列。

3.根据权利要求1或2所述的龙头(10)，其特征在于，所述龙头(10)的至少一个部件(14)由具有以下组成(重量％)的铝合金制成：

硅 0.20-0.60

铁 最高至0.35

镁 0.45-0.90

锰 最高至0.10

铜 最高至0.10

钛 最高至0.10

锌 最高至0.10

铬 最高至0.10

其余为铝、其它微量元素和不可避免的杂质。

4.根据前述权利要求任一项所述的龙头(10)，其特征在于，包括用于将龙头(10)连接至流体出口(12)的连接部件(20)，其具有与铝基本上不同的电位，借此，连接部件(20)由非金属材料，例如塑料或复合材料、或者具有介于铝和流体出口(12)的材料之间电位的金属或金属合金，例如不锈钢，制成。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的龙头(10)，其特征在于，包括用于将龙头(10)的所述至少一个部件(14)连接至流体出口的连接部件(20)，借此连接部件(20)由挤制铝或锻造铝、或者挤制铝合金或锻造铝合金制成，并与龙头(10)一体成型。

6.根据前述权利要求任一项所述的龙头(10)，其特征在于，包括装置(22，24)，用以将龙头(10)的所述至少一个部件(14)的电压保持为高于流体出口(12)的电压。

7.根据前述权利要求任一项所述的龙头(10)，其特征在于，龙头(10)的所述至少一个部件(14)包括涂层，例如通过对龙头(10)的所述至少一个部件(14)进行阳极氧化、铬镀、电镀或者上漆而获得的涂层。

8.根据前述权利要求任一项所述的龙头(10)，其特征在于，龙头(10)的所述至少一个部件(14)包括牺牲阳极。

9.根据前述权利要求任一项所述的龙头(10)，其特征在于，龙头(10)的所述至少一个部件(14)包括纤维、须晶或微粒。

10.根据前述权利要求中任一项所述的龙头(10)的用途，用于控制饮用水的流动。

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