CN103206560A - 热水器阀芯结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热水器阀芯结构，包括自动阀腔、手动阀腔内的自动阀芯与手动阀芯，所述自动阀芯、手动阀芯包括阀芯外壳、底座、动片、静片、阀芯转柄，所述阀芯转柄卡合连接在所述动片上，静片上设有第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口，所述动片上设有槽腔，槽腔的中心圆部与静片上的第一阀口对应设置、槽腔的扇部与静片上的第二阀口、第三阀口位于同一圆周线上；第二阀口、第三阀口分别连通阀体的热水流道、冷水流道，在阀体内设有混水流道使得自动阀芯的静片的第四阀口与手动阀芯静片的第四阀口连通，手动阀芯静片的第一阀口连通阀体的出水流道。本发明实现了洗浴使用舒适性要求。

Description

热水器阀芯结构

技术领域

本发明涉及家用或商用热水器技术领域，更具体地说，是涉及一种应用于热水器上的热水器阀芯结构。

背景技术

目前，国内市场上的电热水器均通过对冷热水的流量的调节实现出水温度的控制，高端产品一般都设有温度设定的功能，而该温度设定通常是指对热水器内胆的水温的设定，而并不是直接对出水温度的设定。最终的出水温度还是通过外接的混水阀由手工或自动阀进行调节。手动阀和自动电子阀通常是两个独立的阀体，安装在冷热水龙头上，两阀体内形成独立的混水水道与进出水接口连接，使整体结构比较庞大且密封性能不理想。

另一方面，热水器的出水温度调节是通过对冷水流量或热水流量的调节实现的，一般的方法是以其中一项流量为固定值，通过另一项水流量的大小调整来实现混水温度的高低，如此一来，当用户需要比较高的水温时，常出现流量偏小的情况，影响洗浴的舒适性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于自动调节阀与手动调节阀相结合的、阀体结构紧凑、体积小且水温、水量调节科学合理的热水器阀芯结构，以克服现有技术的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热水器阀芯结构，包括分别设置在整体的阀体的自动阀腔、手动阀腔内的自动阀芯与手动阀芯，所述自动阀芯、手动阀芯包括阀芯外壳、底座、动片、静片、阀芯转柄，所述阀芯转柄卡合连接在所述动片上，所述阀芯外壳设有转柄孔，所述阀芯转柄从转柄孔向外伸出，所述静片上设有第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口，所述动片上设有槽腔，所述槽腔包括中心圆部、两侧对称的扇部、连接中心部与两侧扇部的连接部，所述槽腔的中心圆部与静片上的第一阀口对应设置、所述槽腔的扇部与静片上的第二阀口、第三阀口位于同一圆周线上；第二阀口、第三阀口分别连通阀体的热水流道、冷水流道，在阀体内设有混水流道使得自动阀芯的静片的第四阀口与手动阀芯静片的第四阀口连通，手动阀芯静片的第一阀口连通阀体的出水流道。

所述混水流道连通自动阀芯静片的第一阀口与第四阀口。

所述冷水流道连接自来水，所述热水流道连接热水器内胆蓄水，在阀体内还设有连通冷水流道与两阀腔的三通冷水流道，连通热水流道与两阀腔的三通热水流道，所述槽腔的中心圆部与静片上的第一阀口保持全截面连通；当手动阀芯的动片旋转至混水流道与出水流道连通时，手动阀芯动片的槽腔与三通冷水流道、三通热水流道不相通。

所述槽腔的扇部截面与第二阀口、第三阀口的开口截面形状一致，所述槽腔两侧扇部的夹角与第二阀口、第三阀口之间的夹角相同。

在自动阀腔与手动阀腔的开口设有阀腔压盖。

在所述底座外侧和内侧均设有密封垫圈。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

1）以阀芯动、静片的配合结构，使通过配合结构的水流截面积恒定为1，实现了只要是在冷、热水道开通的任一状态，由冷、热水混合的水道其水流量恒定，结构设计科学合理。

2）本发明的手动阀芯与自动阀芯设置在同一阀体内，手动阀腔与自动阀腔之间设置有相通的水道，在自动阀芯工作时，自动阀腔与手动阀腔相通，使混合出水统一经手动阀腔进入出水通道中，而自动阀芯不工作时，又可关闭两阀腔的通路，由手动阀芯调节热水器的出水温度。整体结构设计简洁紧凑，各水道的流路设计科学合理、且非常精巧。

3）本发明在阀体内巧妙地设计多个水流通道，将热水器水温的自动与手动操作有机结合，整体设计思路以自动阀调节为主、手动阀调节作为备用方案，且水温的高低不影响混水通道的出水流量，克服现有热水器水温调节以单一水流量调温而导致混水流量随水温忽大忽小的固有缺陷。总的出水量则通过手动阀控制，使流出热水器花洒的出水温度、水量大小可随意调整，满足了洗浴使用舒适性要求。

 

附图说明

图1为本发明热水器阀芯结构立体图。

图2为本发明热水器阀芯结构的主视图。

图3为图2的B-B剖视图。

图4为图2的C-C剖视图。

图5为热水器阀芯结构的自动阀芯结构示意图。

图6为除去阀芯外壳的自动阀芯结构示意图。

图7为阀芯结构的动片结构示意图。

图8为阀芯结构的静片结构主视图。

图9为阀芯结构的静片结构后视图。

图10为阀芯结构旋转过程中自动阀芯动片与静片相对位置示意图解。

图11为阀芯结构旋转过程中手动阀芯动片与静片相对位置示意图解。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步描述。

参见图1—6，一种热水器阀芯结构，包括整体的阀体，分别设置在阀体的自动阀腔5、手动阀腔6内的自动阀芯与动阀芯，阀体上还设有冷水管口2、热水管口3，出水管口4，冷水管口2内是连接自来水的冷水流道A0、热水管口3内是连接热水器内胆贮水的热水流道B0、出水管口4是离开阀体的出水流道C1。在阀体1内设置有自动阀腔5、手动阀腔6；在自动阀腔内设有自动阀芯，在手动阀腔内设有手动阀芯；在阀体内还设有三个水流流道，分别是：连通冷水流道A0与两阀腔的三通冷水流道A1，连通热水流道B0与两阀腔的三通热水流道B1，两阀腔之间还设有混水流道C0。自动阀芯、手动阀芯均由阀芯外壳8、底座17、动片9、静片10、阀芯转柄16构成，其中，阀芯转柄16卡合连接在动片9的背部，阀芯外壳8设有转柄孔，所述阀芯转柄16从转柄孔向外伸出，所述静片上设有第一阀口11、第二阀口12、第三阀口13、第四阀口14，动片的正面设有槽腔15，所述槽腔包括中心圆部151、两侧对称的扇部152、连接中心部与两侧扇部的连接部153，槽腔的中心圆部151与静片上的第一阀口11对应设置、所述槽腔的扇部152与静片上的第二阀口12、第三阀口13位于同一圆周线上；第二阀口12、第三阀口13分别连通阀体的热水流道B0、冷水流道A0，在阀体内设有混水流道C0使得自动阀芯的静片的第四阀口与手动阀芯静片的第四阀口连通，手动阀芯静片的第一阀口连通阀体的出水流道C1。

所述混水流道C0包括设置在自动阀腔5底部下方的容腔段、连接所述容腔段的直管段，所述直管段的开口设置在手动阀腔6的底部。在自动阀腔与手动阀腔的开口设有阀腔压盖7,压盖将阀芯外壳8压紧在自动或手动阀腔内。在底座17的外侧和内侧均设有密封垫圈18。阀体内三通冷水流道A1、三通热水流道B1、混水流道C0、出水流道C1是互相独立的四个水流通路，自来水经过上述水流通道并由自动阀芯或手动阀芯控制手动阀芯出水流道C1的流量大小后，从阀体的出口流出，实现水温调节和水量调节的功能，自来水（冷水）由冷水管口2进入到冷水流道A0,然后由冷水流道A0管路流入三通冷水流道A1,在三通冷水流道A1处分成两支路,一路流向自动阀芯,另一路流向手动阀芯，在自动阀芯内部,通过冷热水混合后流入到混水流道C0, 混水流道C0的水流向手动阀腔,再由手动阀芯流向出水流道C1,最后流出阀体。

从热水器加热内胆出来的热水由热水管口3进入到热水流道B0,然后流入三通热水流道B1,在此处分成两支路, 一路流向自动阀芯,另一路流向手动阀芯，在自动阀芯内部,通过冷热水混合后流入到混水流道C0, 混水流道C0的水流向手动阀腔,再由手动阀芯流向出水流道C1,最后流出阀体。

槽腔15的扇部截面与第二阀口12、第三阀口13的开口截面形状一致，槽腔两侧扇部的夹角与第二阀口、第三阀口之间的夹角相同。从而使得当槽腔沿圆周线旋转移位、且槽腔的活动范围在第二阀口、第三阀口所在区域内时，槽腔与第二阀口、第三阀口相交的截面面积保持为恒值。

下面，详细说明两阀芯的内部结构及阀体对水温的调节过程：

参见图7-11，自动阀芯和手动阀芯的静片10和动片9的材质是陶瓷，动片可在静片上旋转，从而调节三通冷水流道A1、三通热水流道B1流过各静片的水流截面积，槽腔与动片中央的第一阀口11保持全截面连通；见图8、9，为与阀体的各水流流道截面保持一致，静片与阀体的自动阀腔或手动阀腔相紧邻的一侧的三个阀口开口为矩形，而贴近动片的一侧的三个阀口开口形状为扇形（与动片的槽腔扇部相应），自动阀芯的静片上，第二阀口12与三通冷水流道A1连通，第三阀口13与三通热水流道B1连通、第一阀口11、第四阀口14与混水流道C0连通，自动阀芯的动片上设有槽腔15。

手动阀芯的静片上，第二阀口12与三通冷水流道A1连通，第三阀口13与三通热水流道B1连通、第一阀口11与出水流道C1连通，第四阀口14与混水流道C0连通，手动阀芯的动片上设有槽腔15。同理，所述手动阀芯的动片可相对手动阀芯的静片旋转、从而调节三通冷水流道A1、三通热水流道B1或混水流道C0通过手动阀芯的静片的水流截面积，槽腔与出水流道C1对应的通孔保持全截面连通，且，当手动阀芯的动片旋转至混水流道C0与出水流道C1连通时，手动阀芯的槽腔与三通冷水流道A1、三通热水流道B1不相通。

参见图10，由于阀体以及两阀芯的上述结构设计，因此，当自动阀芯的动片相对自动阀芯的静片旋转时，冷水流道A1、三通热水流道B1与混水流道C0存在如下状态：

1)自动阀芯呈关水状态，混水流道C0没有水流出来。此时，动片的槽腔与第二、三、四阀口不相交（见图10初始状态）。

2）动片沿初始状态顺时针旋转45度，此时，动片的槽腔一端扇部与热水三通流道B1以最大流通面积相交，热水流量为1，冷水流量为0，热水从混水流道C0进入手动阀腔。

3）动片继续旋转，此时，动片的槽腔与第二阀口、第三阀口相交的面积不断变化，热水流量为减小，冷水流量增大，但是，总流量为1。冷热混合水从混水流道C0进入手动阀腔。

4）当动片旋转至动片的槽腔一端扇部与冷水三通流道A1以最大流通面积相交时，冷水流量为1，热水流量为0，冷水从混水流道C0进入手动阀腔。从图中可得出，当槽腔15在三通冷水流道A1、三通热水流道B1对应的通孔范围内旋转时，三通冷水流道A1、三通热水流道B1对应的通孔与槽腔15相交的面积之和保持不变，即是说，当热水水流较大时，冷水水流较小，两者之和恒定为1。

参见图11，当手动阀芯的动片相对手动阀芯的静片旋转时，冷水流道A1、三通热水流道B1与混水流道C0存在如下状态：

1）手动阀芯不混水，自动阀芯的出水经混水流道C0进入出水流道C1，从出水管离开阀体。此时，动片的槽腔与第二、三阀口不相交（见图11初始状态），且槽腔与第四阀口全截面连通，从自动阀芯的水流100%流量输出，当手动阀芯的动片顺时针偏转一定角度时，混水流道C0对应的第四阀口与槽腔15相交的面积减小，将使得通过手动阀芯的水流量减小。

2）动片沿初始状态顺时针旋转50度，此时，动片的槽腔与第二、三、四阀口不相交，自动阀芯与手动阀芯均不工作，阀体为总关水状态。

3）动片继续旋转50度，此时，动片的槽腔一端扇部与冷水三通流道A1以最大流通面积相交，冷水流量为1，热水流量为0，冷水从出水流道C1离开手动阀腔。此过程自动阀芯失效。

4）当动片旋转至动片的槽腔另一端扇部与热水三通流道B1以最大流通面积相交时，热水流量为1，冷水流量为0，热水从混水流道C0进入手动阀腔。此过程自动阀芯失效。

 

单位时间水流恒定的混合热水从混水流道C0进入手动阀腔的手动阀芯的静片对应的通孔时，混合用水离开阀体时的出水流量是可调的，它调节手动阀芯的静片与手动阀芯的动片的相对旋转角度即可，当自动阀芯失效，由手动阀芯控制热水器的出水温度时，手动阀芯的动片的槽腔旋转至三通冷水流道A1、三通热水流道B1对应通孔所在的角度范围，混合用水的总出水量是三通冷水流道A1、三通热水流道B1对应的通孔与槽腔相交的面积之和。混合用水的出水温度由三通冷水流道A1、三通热水流道B1所流出的水量大小决定。

Claims (6)

1.一种热水器阀芯结构，包括分别设置在整体的阀体的自动阀腔、手动阀腔内的自动阀芯与手动阀芯，所述自动阀芯、手动阀芯包括阀芯外壳、底座、动片、静片、阀芯转柄，所述阀芯转柄卡合连接在所述动片上，其特征在于：所述阀芯外壳设有转柄孔，所述阀芯转柄从转柄孔向外伸出，所述静片上设有第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口，所述动片上设有槽腔，所述槽腔包括中心圆部、两侧对称的扇部、连接中心部与两侧扇部的连接部，所述槽腔的中心圆部与静片上的第一阀口对应设置、所述槽腔的扇部与静片上的第二阀口、第三阀口位于同一圆周线上；第二阀口、第三阀口分别连通阀体的热水流道、冷水流道，在阀体内设有混水流道使得自动阀芯的静片的第四阀口与手动阀芯静片的第四阀口连通，手动阀芯静片的第一阀口连通阀体的出水流道。

2.根据权利要求1所述的热水器阀芯结构，其特征在于：所述混水流道连通自动阀芯静片的第一阀口与第四阀口。

3.根据权利要求1所述的热水器阀芯结构，其特征在于：所述冷水流道连接自来水，所述热水流道连接热水器内胆蓄水，在阀体内还设有连通冷水流道与两阀腔的三通冷水流道，连通热水流道与两阀腔的三通热水流道，所述槽腔的中心圆部与静片上的第一阀口保持全截面连通；当手动阀芯的动片旋转至混水流道与出水流道连通时，手动阀芯动片的槽腔与三通冷水流道、三通热水流道不相通。

4.根据权利要求3所述的热水器阀芯结构，其特征在于：所述槽腔的扇部截面与第二阀口、第三阀口的开口截面形状一致，所述槽腔两侧扇部的夹角与第二阀口、第三阀口之间的夹角相同。

5.根据权利要求4所述的热水器阀芯结构，其特征在于：在自动阀腔与手动阀腔的开口设有阀腔压盖。

6.根据权利要求5所述的热水器阀芯结构，其特征在于：在所述底座外侧和内侧均设有密封垫圈。

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