專(zhuān)利名稱(chēng)：流體控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種構(gòu)造和設(shè)置用于控制從供應(yīng)位置至使用位置的流體傳輸?shù)牧黧w控制閥。更具體地，本發(fā)明涉及一種水龍頭控制閥，其構(gòu)造和設(shè)置用于通過(guò)單手柄或控制桿來(lái)獨(dú)立控制傳輸至使用位置的水的溫度和水的流動(dòng)速率，所述單手柄或控制桿由于其外觀(guān)、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)范圍和自由度通常也被稱(chēng)為操縱桿。
背景技術(shù)：
單手柄水龍頭控制閥是一種公知技術(shù)，并具有不同的機(jī)械布置，以控制可獲得的傳輸方向、運(yùn)動(dòng)范圍和手柄的移動(dòng)類(lèi)型或者方式。通常而言，所述類(lèi)型的控制閥的一種方式包括手柄，所述手柄通常在側(cè)向(左至右以及右至左)移動(dòng)以將熱水和冷水混合調(diào)整至預(yù)定的溫度。使用這樣的水龍頭控制閥布置，所述手柄典型地在離開(kāi)用戶(hù)向上或者向前的方向移動(dòng)，以增加流動(dòng)速率和容量。手柄典型地在朝向用戶(hù)的向下或者向后方向移動(dòng)，以減小流動(dòng)速率或者容量，從而將水流完全自所控制龍頭切斷。
上述類(lèi)型的單手柄控制閥由于所述單手柄的結(jié)構(gòu)以及手柄移動(dòng)的方式可以被稱(chēng)為具有操縱桿控制手柄。運(yùn)動(dòng)的方向和范圍通過(guò)閥機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成部件的選擇和布置來(lái)進(jìn)行控制?，F(xiàn)今公知的單手柄水龍頭控制閥的典型結(jié)構(gòu)通?？紤]到將被傳輸?shù)牧黧w的類(lèi)型、最終用途、最終用戶(hù)以及閥啟動(dòng)或者閥打開(kāi)對(duì)于用戶(hù)的方便和安全存在的環(huán)境。
在供水龍頭領(lǐng)域中，單手柄控制閥的一種方式(此處稱(chēng)為“類(lèi)型一”，僅作參考用)的結(jié)構(gòu)使得在第一方向中滑動(dòng)而在第二方向中轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于類(lèi)型一控制閥，可以在水流調(diào)整或者關(guān)閉時(shí)保持所選水溫。這種可能性是由于第一運(yùn)動(dòng)方向和第二運(yùn)動(dòng)方向去耦(decoupled)。
另外一種類(lèi)型的單手柄控制閥(此處被稱(chēng)為“類(lèi)型二”，僅作參考用)的結(jié)構(gòu)使得在第一方向中的運(yùn)動(dòng)和在第二方向中的運(yùn)動(dòng)不去耦。這意味著手柄有可能在兩個(gè)主方向的矢量積的方向上運(yùn)動(dòng)。在類(lèi)型二控制閥的一個(gè)特定的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)水流關(guān)閉時(shí)手柄回到中間或者中性溫度位置。類(lèi)型二方式的實(shí)施例利用具有銷(xiāo)和插槽特征的改良的滾珠和套節(jié)組合來(lái)控制上述“回到中性”特性。一些品牌如DELTA龍頭使用這種方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，所述產(chǎn)品由印第安納Delta龍頭公司(Delta Faucet Company of Indiana)制造。
類(lèi)型一風(fēng)格涉及在彼此明顯不同的兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的手柄。如此處所述，術(shù)語(yǔ)“不同”目的是為了限定這樣的控制閥運(yùn)動(dòng)其中用于控制或者調(diào)整兩個(gè)水變量之一的手柄在一個(gè)方向中的運(yùn)動(dòng)不對(duì)另外的水變量產(chǎn)生作用，反之也成立。更具體而言，此風(fēng)格的控制閥包括能夠在一個(gè)方向中轉(zhuǎn)動(dòng)以控制一個(gè)水參數(shù)和在第二方向中的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)以控制第二水參數(shù)的結(jié)構(gòu)。此類(lèi)型的控制閥包括用于開(kāi)-關(guān)控制的前至后(或者后至前)傾斜或者滑動(dòng)動(dòng)作和用于進(jìn)行熱—冷調(diào)節(jié)的圍繞控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。所引“控制”軸可以是特定龍頭設(shè)計(jì)中的垂直軸，和/或者依賴(lài)于龍頭設(shè)計(jì)的Z軸，和/或者閥體或者手柄的縱軸。在此類(lèi)型或者風(fēng)格的控制閥中，所選用于流體控制的機(jī)構(gòu)或者布置固有地具備較高的摩擦界面，在設(shè)計(jì)上也努力進(jìn)行修改以嘗試并減小這些摩擦力，這樣控制杠桿可以更容易運(yùn)動(dòng)。
包括類(lèi)型一風(fēng)格運(yùn)動(dòng)的流體控制閥的這些方面可以由此改良。例如，此風(fēng)格的結(jié)構(gòu)和用于在第一和第二方向中進(jìn)行有效運(yùn)動(dòng)的裝置使得在控制閥趨于其完全打開(kāi)的位置時(shí)控制水溫逐漸變得困難。這是由于這樣的事實(shí)圍繞流動(dòng)控制軸的杠桿的力矩臂在流動(dòng)杠桿處于打開(kāi)位置時(shí)典型地減小。在溫度趨于端點(diǎn)位置(全熱或者全冷)時(shí)流體速率通常更難于控制，因?yàn)榕c更加優(yōu)化的水溫位置相比杠桿通常轉(zhuǎn)動(dòng)至更為不利的位置。但是，此類(lèi)型一風(fēng)格的運(yùn)動(dòng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，這種布置對(duì)兩個(gè)水流變量(即水流速率和水溫)提供了控制運(yùn)動(dòng)的有利去耦，即通過(guò)此類(lèi)型一運(yùn)動(dòng)風(fēng)格可以彼此很容易獨(dú)立控制。
當(dāng)流體控制閥為居民用戶(hù)傳輸和控制水，用戶(hù)的方便和安全非常重要。使用類(lèi)型一風(fēng)格的控制閥，當(dāng)手柄移動(dòng)到閉合位置，但是水溫位置仍然保持升高，用戶(hù)可以比預(yù)期的溫度更高的水溫開(kāi)始接納水。類(lèi)型二風(fēng)格通過(guò)在水流關(guān)閉時(shí)將控制杠桿回復(fù)到溫度中性位置而避免初始傳輸更高溫度的水。但是類(lèi)型二引入另外一個(gè)需要考慮的因素。由于流體控制閥的運(yùn)動(dòng)自由度和不同的傳輸方向，一個(gè)是為了調(diào)整水溫，另外一個(gè)是為了調(diào)整水流速率(容量)，用戶(hù)需要將手柄仔細(xì)地放置到水溫和水流速率的理想平衡位置。例如，在所選的平衡溫度和流動(dòng)速率達(dá)到后，并且此后需要增加流速，在手柄移動(dòng)以調(diào)整水流速率時(shí)就必須小心以避免改變溫度。一個(gè)相似的考慮是，一旦設(shè)置了所需的流動(dòng)速率，然后溫度就需要調(diào)整。盡管手柄運(yùn)動(dòng)的自由度不會(huì)產(chǎn)生安全考慮，此類(lèi)型的水龍頭的某些潛在購(gòu)買(mǎi)者可能傾向于能夠調(diào)整一個(gè)水參數(shù)、溫度、或者流體速率，而不用特意改變另外其它的水參數(shù)。
包括改動(dòng)的滾珠和套節(jié)(socket)的類(lèi)型二風(fēng)格的一個(gè)問(wèn)題在于靜止的滾珠，靜摩擦影響使得滾珠自由并初始運(yùn)動(dòng)所需的初始力。一旦滾珠運(yùn)動(dòng)，用戶(hù)感覺(jué)到動(dòng)態(tài)摩擦的效果，動(dòng)態(tài)摩擦小于必須克服以使得滾珠進(jìn)行初始運(yùn)動(dòng)的靜態(tài)摩擦。由于類(lèi)型二風(fēng)格在第一方向中的運(yùn)動(dòng)或者移動(dòng)不與在第二方向中的運(yùn)動(dòng)或者移動(dòng)相去耦，一旦滾珠上的靜態(tài)摩擦得以克服，用戶(hù)就難于感覺(jué)到運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)方向中的任何差異或者這兩個(gè)方向的組合，諸如矢量積。即使用戶(hù)選擇一個(gè)方向作為他“優(yōu)選的”運(yùn)動(dòng)方向，也很難于感覺(jué)到是否離開(kāi)了所選路徑。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)或者傳輸?shù)姆较虿蝗ヱ睿沟脻L珠自由以在一個(gè)方向中進(jìn)行初始運(yùn)動(dòng)也使得滾珠在另外的方向中自由。
在回顧了現(xiàn)有的流體控制閥技術(shù)、對(duì)用戶(hù)所感興趣或者感到重要的特征以及可獲得的產(chǎn)品后，本發(fā)明的發(fā)明人得出結(jié)論如果單手柄控制的運(yùn)動(dòng)的益處和優(yōu)點(diǎn)能夠與兩個(gè)水流動(dòng)變量、即溫度和流動(dòng)速率的去耦控制相結(jié)合，將是一種改良，所述運(yùn)動(dòng)與類(lèi)型一風(fēng)格的運(yùn)動(dòng)相類(lèi)似。本發(fā)明人也預(yù)見(jiàn)了流體控制閥的結(jié)構(gòu)將具有兩個(gè)圍繞相正交軸的手柄運(yùn)動(dòng)去耦方向，手柄在一個(gè)方向中的移動(dòng)的摩擦力將與在手柄傳輸?shù)牧硗獾姆较虻哪Σ亮Σ煌?br> 本發(fā)明人預(yù)見(jiàn)到，通過(guò)選擇修改的滾珠和套節(jié)結(jié)構(gòu)，可以利用靜態(tài)摩擦相對(duì)于動(dòng)態(tài)摩擦的實(shí)際情況。使用去耦的傳輸方向，一旦用戶(hù)選擇傳輸?shù)摹皟?yōu)選”方向并開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，靜態(tài)摩擦得以克服并改變至較小的動(dòng)態(tài)摩擦。這不影響仍然是靜態(tài)摩擦狀態(tài)的另外的傳輸方向。結(jié)果，由于較低的摩擦水平，控制手柄在所選(即優(yōu)選)的方向上更容易運(yùn)動(dòng)?？刂崎y由于較小的摩擦也優(yōu)選此方向。不管用戶(hù)初始選擇去耦傳輸方向中的哪一個(gè)方向，此方向?qū)⒔o用戶(hù)提供一種較低動(dòng)態(tài)摩擦力或者摩擦水平的感覺(jué)。然后為了持續(xù)所選傳輸方向變成摩擦阻力。相應(yīng)地，與改變到其它方向中相比，在該優(yōu)選方向上連續(xù)移動(dòng)控制手柄將變得更加容易。任何改變到另外的方向?qū)⒖朔叩撵o態(tài)摩擦以開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明人也考慮了在一個(gè)方向傳輸可選地增加摩擦的可能性，從而另外的方向?qū)⑹莾?yōu)選的，而不管靜態(tài)摩擦與動(dòng)態(tài)摩擦之間的差異。例如，如果優(yōu)選地水流速率的調(diào)整(即更低的摩擦力)比調(diào)整水溫(即更高的摩擦力)容易，可以相應(yīng)地設(shè)計(jì)流體控制閥。如果所說(shuō)明的情況是優(yōu)選的，加入到水溫方向中的摩擦阻力必須比靜態(tài)/動(dòng)態(tài)差異要大。這樣，即使水溫方向被選擇并遇到較低的動(dòng)態(tài)摩擦，所附加的摩擦阻力將超過(guò)此差異，這樣水的流動(dòng)速率方向仍然是優(yōu)選的。本發(fā)明人也預(yù)見(jiàn)了不管使用何種裝置來(lái)變化兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向之間的摩擦力，摩擦力水平可以得以調(diào)整，這樣其可以特別地配置到各特定的龍頭和控制閥結(jié)構(gòu)。
通過(guò)本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的評(píng)價(jià)，他們認(rèn)為本發(fā)明是對(duì)水龍頭的流體控制閥領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了新穎但是不是能輕易得出的改進(jìn)。特別是，本發(fā)明利用了具有通過(guò)一點(diǎn)的兩個(gè)分別正交軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)造以圍繞各軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的去耦控制。作為選擇，圍繞所選軸的摩擦力可以分別調(diào)整。結(jié)果是一種類(lèi)型一風(fēng)格、基于改良滾珠和套節(jié)結(jié)構(gòu)的控制桿運(yùn)動(dòng)，包括溫度記憶和在水溫調(diào)節(jié)方向上更高的摩擦力以“優(yōu)選”在流動(dòng)速率或者容量調(diào)整方向上的運(yùn)動(dòng)。
盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例專(zhuān)指水傳輸用流體控制閥，并優(yōu)選地為居民使用，可以認(rèn)識(shí)到所選用于在一個(gè)方向中調(diào)整摩擦力以將所述方向與第二方向進(jìn)行區(qū)分的裝置將在幾乎任何流體控制閥裝置中具有更廣的應(yīng)用。而本發(fā)明只是在優(yōu)選實(shí)施例的上下文中進(jìn)行說(shuō)明，需要注意的是本發(fā)明的應(yīng)用范圍更廣。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于控制來(lái)自龍頭的水的溫度和流動(dòng)速率的流體控制閥包括限定多個(gè)流體流動(dòng)通道的閥體組件；外殼組件，其連接到所述閥體組件并限定內(nèi)部空間；以及位于所述內(nèi)部空間中的流體控制裝置，以通過(guò)多個(gè)流體流動(dòng)通道來(lái)控制水的流動(dòng)，所述流體控制裝置包括可移動(dòng)軸，并被構(gòu)造和設(shè)置以使得軸在第一方向圍繞第一軸運(yùn)動(dòng)從而控制第一流體流動(dòng)參數(shù)，以及在第二方向中圍繞第二軸運(yùn)動(dòng)從而控制第二流體流動(dòng)參數(shù)，第一和第二運(yùn)動(dòng)方向相去耦，第一和第二軸是相互正交的軸。
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種改良的流體控制閥。
本發(fā)明的相關(guān)目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將從下述說(shuō)明中變得明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的流體控制閥的前部正視圖。
圖2是圖1中流體控制閥的頂部平面圖。
圖3是沿著圖2中線(xiàn)3-3所示的圖1的流體控制閥的全剖前部正視圖。
圖4是沿著圖3中線(xiàn)4-4所示的圖1的流體控制閥的全剖前部正視圖。
圖5是沿著圖4中線(xiàn)5-5所示的圖1的流體控制閥的全剖前部正視圖。
圖6是圖4中所示流體控制閥的一部分的放大細(xì)節(jié)。
圖7是包括根據(jù)本發(fā)明的圖1的流體控制閥組成部分的部分截面的分解視圖。
圖8是包括根據(jù)本發(fā)明的圖1的流體控制閥組成部分的部分截面的分解視圖。
圖9是在一個(gè)流動(dòng)和溫度位置的構(gòu)成圖1中流體控制閥部分的可移動(dòng)與靜止盤(pán)之間的關(guān)系的示意性頂部平面圖。
圖10是在另一個(gè)流動(dòng)和溫度位置的構(gòu)成圖1中流體控制閥部分的可移動(dòng)和靜止盤(pán)之間的關(guān)系的示意性頂部平面圖。
圖11是在另一個(gè)流動(dòng)和溫度位置的構(gòu)成圖1中流體控制閥部分的可移動(dòng)和靜止盤(pán)之間的關(guān)系的示意性頂部平面圖。
圖12是在另一個(gè)流動(dòng)和溫度位置的構(gòu)成圖1中流體控制閥部分的可移動(dòng)和靜止盤(pán)之間的關(guān)系的示意性頂部平面圖。
具體實(shí)施例方式
為了增加本發(fā)明原理的理解，將參照附圖中的說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例并使用特定的語(yǔ)言。但是目的不是為了限制本發(fā)明的范圍，在所述裝置中的改動(dòng)和進(jìn)一步修改，以及本發(fā)明的原理的進(jìn)一步的應(yīng)用對(duì)普通技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。
參照?qǐng)D1-5，說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的流體控制閥20。閥20包括作為其主要組成部分的主體21、外殼22和閥帽螺母23。此外，還在圖7和圖8中對(duì)這些組成部分進(jìn)行了說(shuō)明。通過(guò)對(duì)特定的技術(shù)特征的仔細(xì)觀(guān)察，如所述那樣，外殼22的下部向下固定入主體21的中空內(nèi)部24，并且外殼22的上部向上延展，在體側(cè)壁25之上并在其之外。單一主體21包括外螺紋環(huán)形圈26，并且單一閥帽螺母23的內(nèi)螺紋環(huán)形裙座27螺紋連接至圈26。此螺紋連接將外殼22的徑向凸緣30鎖定在主體21和閥帽螺母23之間。為了在主體21內(nèi)適當(dāng)定位外殼22并防止主體21和外殼22之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)，釋放槽31形成在圈26上，協(xié)作的鍵補(bǔ)翼32作為徑向凸緣30的一部分而形成。
外殼22和主體21的組合限定了內(nèi)部空間33，所述內(nèi)部空間33容納構(gòu)成閥20的剩余組成部分。這些剩余的組成部分構(gòu)成了流動(dòng)控制裝置的主要組成部分，所述流動(dòng)控制裝置用作流體控制閥20的一部分。所公開(kāi)結(jié)構(gòu)的沿著內(nèi)部空間33的外部延展的惟一部分是單一軸35的控制桿部分34和樞軸銷(xiāo)36的端部。除了軸35和樞軸銷(xiāo)36外，構(gòu)成剩余的閥20的內(nèi)部部件包括入口墊圈40、下部外殼41、下部盤(pán)密封42、下部盤(pán)43、上部盤(pán)44、上部盤(pán)密封45、上部盤(pán)支撐46、樞軸47、牽引簧48和墊圈板49。這些部件和這些部件的軸向順序疊加將在圖7和圖8中的分解視圖中進(jìn)一步說(shuō)明。
從下述說(shuō)明中可以進(jìn)一步理解下部外殼41和入口墊圈40相對(duì)閥主體21固定在位，并有效構(gòu)成閥體組件。相似地，閥帽螺母23和外殼22的組合也相對(duì)主體21固定在位，可以認(rèn)為構(gòu)成外殼組件，盡管在閥帽螺母23圍繞圈26被螺紋固定在位之前，外殼22和安裝入主體21中的剩余部件作為子配件一起裝配。而本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例意圖是將剩余部件作為咬接在一起的子配件進(jìn)行布置，至少可以預(yù)見(jiàn)一個(gè)可選方式。此可選方式是將所稱(chēng)剩余部件作為獨(dú)立部分的疊加，所述獨(dú)立部分沒(méi)有進(jìn)行局部裝配。如果此可選方案被選擇，然后主體21可以通過(guò)具有所需流體開(kāi)口或者通道的龍頭基部或者龍頭外殼所替代。在此可選的設(shè)計(jì)中，不需要入口墊圈40和下部外殼41。
下部外殼41限定三個(gè)開(kāi)口41a、41b和41c，開(kāi)口41a、41b和41c與由下部盤(pán)43所限定的三個(gè)開(kāi)口43a、43b和43c軸向相對(duì)齊。為了在下部外殼41和體21之間的面至面界面圍繞開(kāi)口41a-41c密封，設(shè)置了入口墊圈40。為了在下部盤(pán)43和上部盤(pán)44之間的面至面界面上圍繞開(kāi)口43a-43c密封，設(shè)置了下部盤(pán)密封42。為了設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化和效率，入口墊圈40是單一部件，即使三個(gè)單獨(dú)的O形環(huán)墊圈被用作三個(gè)開(kāi)口41a-41c。同樣，為了設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化和效率，下部盤(pán)密封42是單一部件，即使三個(gè)獨(dú)立O形環(huán)墊圈被用作三個(gè)開(kāi)口41a-41c和用作三個(gè)開(kāi)口43a-43c。
主體21包括在基部54和圈26之間延展的環(huán)形側(cè)壁25。基部54限定一對(duì)柱凹陷55和56和三個(gè)流動(dòng)開(kāi)口。對(duì)流動(dòng)開(kāi)口21a和21b進(jìn)行了說(shuō)明，第三開(kāi)口21c沒(méi)有說(shuō)明。但是，三個(gè)基部開(kāi)口的圖案和間隔和開(kāi)口41a-41c以及和開(kāi)口43a-43c的圖案和間隔相同。下部外殼41包括一對(duì)放置在下部外殼41的相對(duì)側(cè)上的垂直臂57和58。自下部外殼41的下部表面59軸向向下延展的是一對(duì)相對(duì)設(shè)置的柱60和61。柱60和61被構(gòu)造和布置使得作為進(jìn)入主體21的下部外殼41的組件的一部分固定入柱凹陷55和56。柱60和61的對(duì)齊和置入柱凹陷55和56適當(dāng)定位和固定下部外殼41至體21中。如同將被說(shuō)明的那樣，垂直臂57和58被構(gòu)造和布置咬接入外殼22的開(kāi)口100中。如果選擇可選(非子配件)設(shè)計(jì)，那么臂57和58以及開(kāi)口100將不會(huì)使用并可以除去。
下部外殼41包括限定容納凹陷66的側(cè)壁65以及徑向指向內(nèi)的鍵補(bǔ)翼67。凹陷66的獨(dú)特外圍形狀基部與下部盤(pán)43的外圍形狀相同。下部盤(pán)43也限定補(bǔ)翼凹陷68，所述補(bǔ)翼凹陷被構(gòu)造和布置用于在下部盤(pán)43向下組裝入下部外殼41的凹陷66中時(shí)容納鍵補(bǔ)翼67。如上所述，下部外殼41相對(duì)主體21被固定在位。相似地，下部盤(pán)43相對(duì)下部外殼41被固定在位。至于入口墊圈40(三個(gè)彈塑性O(shè)形環(huán)的單一集合)，通過(guò)三個(gè)由下部外殼41的下部表面59所限定的三個(gè)環(huán)形O形環(huán)槽而相對(duì)下部外殼41徑向固定。槽71a和71b的部分如圖8中所示。凹陷66的上部表面72限定用于容納下部盤(pán)形密封42(三個(gè)彈塑性O(shè)形環(huán)的單一集合)的三個(gè)環(huán)形O形環(huán)槽73a-73c。以這種方式容納下部盤(pán)密封42保證下部盤(pán)密封42相對(duì)下部外殼41和相對(duì)下部盤(pán)43(參看圖8)被徑向固定。
從用作居民水龍頭的單杠桿控制閥的通常理解上可以知道，例如，一個(gè)用于傳輸熱水的進(jìn)入導(dǎo)管或者管線(xiàn)，另外一個(gè)用于傳輸冷水的進(jìn)入管線(xiàn)，第三個(gè)管線(xiàn)用于使得水流出，而不管是熱、冷或者混合物。這三個(gè)管線(xiàn)對(duì)應(yīng)下部外殼41中的三個(gè)開(kāi)口41a-41c，主體21(只有21a和21b被說(shuō)明)中的三個(gè)流動(dòng)開(kāi)口、以及下部盤(pán)43中三個(gè)開(kāi)口43a-43c。
為了能夠控制來(lái)自龍頭或者出口的水流的流動(dòng)速率和溫度，有必要能夠自完全打開(kāi)至完全閉合變化不同開(kāi)口的側(cè)向或者橫截面流動(dòng)面積，所述龍頭或者出口由流體控制閥20控制。此功能通過(guò)流體控制閥20的可移動(dòng)部件的形狀和定位來(lái)執(zhí)行，特別是上部盤(pán)44滑動(dòng)橫過(guò)下部盤(pán)43的上部表面的方式。上部盤(pán)44和下部盤(pán)43之間的關(guān)系被示意性地通過(guò)圖9-12對(duì)四種不同的流動(dòng)和溫度的組合進(jìn)行了說(shuō)明。
繼續(xù)參照?qǐng)D7和圖8，上部盤(pán)44是一體的、可移動(dòng)部件，其被構(gòu)造和布置以通過(guò)滑過(guò)下部盤(pán)43的上表面76來(lái)移動(dòng)。環(huán)形側(cè)壁77限定三個(gè)釋放槽77a-77c的圖案和內(nèi)部區(qū)域78，釋放槽均勻地圍繞側(cè)壁77的外圍分開(kāi)，內(nèi)部區(qū)域78的獨(dú)特結(jié)構(gòu)用于管理流動(dòng)和進(jìn)行控制。環(huán)形上部盤(pán)密封45(O形環(huán)形狀)被放置在上部盤(pán)支撐46和上部盤(pán)44之間，并容納在上部盤(pán)支撐46所限定的O形環(huán)槽中。
上部盤(pán)支撐46包括側(cè)壁79，側(cè)壁79限定三個(gè)軸向向下延展的補(bǔ)翼的圖案，所述補(bǔ)翼被構(gòu)造和布置以分別固定在釋放槽77a-77c內(nèi)。補(bǔ)翼80a和80c得到了說(shuō)明，而補(bǔ)翼80b未顯示在圖8中。上部盤(pán)支撐46和上部盤(pán)44的相交意味著這兩個(gè)部件以及上部盤(pán)密封45作為一個(gè)單元進(jìn)行移動(dòng)。上部盤(pán)支撐46的基本扁平的上部表面81限定盲容納凹陷82，所述盲容納凹陷被構(gòu)造和布置用于提供軸35的支撐基部。凹陷82包括放大的中心區(qū)域82a和向外延展的開(kāi)口區(qū)域82b和82c，其相對(duì)放置在放大中心區(qū)域82a的相對(duì)側(cè)面上。
軸35容納牽引簧48和樞軸47，此組合(此后稱(chēng)為“軸組件”83)產(chǎn)生部分球形控制部件，所述球形控制部件被外殼22所捕獲并通過(guò)樞軸銷(xiāo)36銷(xiāo)定位在外殼22內(nèi)。外殼22包括一對(duì)相對(duì)放置的銷(xiāo)孔84，每個(gè)容納樞軸銷(xiāo)36的自由末端。外殼22向下固定在軸組件83上，允許控制杠桿部分34延展通過(guò)中心開(kāi)口88。當(dāng)軸組件83的樞軸部分89插入凹陷82并且外殼22被放置，樞軸銷(xiāo)36被推動(dòng)通過(guò)一個(gè)銷(xiāo)孔84、通過(guò)軸組件83的孔徑并最終進(jìn)入相對(duì)的銷(xiāo)孔84中。樞軸銷(xiāo)36的滑動(dòng)固定是可以接受的，因?yàn)殚y帽螺母23覆蓋了樞軸銷(xiāo)36的兩個(gè)自由端，防止任何能夠感覺(jué)到的軸向運(yùn)動(dòng)，所述軸向運(yùn)動(dòng)允許樞軸銷(xiāo)和兩個(gè)銷(xiāo)孔84之一脫離配合。此外，需要樞軸銷(xiāo)36的緊密管線(xiàn)至管線(xiàn)或者滑動(dòng)配合，以在其圍繞樞軸銷(xiāo)36轉(zhuǎn)動(dòng)改變方向時(shí)消除軸35運(yùn)動(dòng)中的任何回切或者滯后作用。樞軸部分89的形狀通常與凹陷82相一致，包括由較小直徑圓柱狀部分89b所限制的較大直徑圓柱部分89a。所有三個(gè)部分89a和89b彼此同軸并具有相同軸中心線(xiàn)。
墊圈板49被構(gòu)造并布置以設(shè)置在外殼22的徑向擱板(radial shelf)93的下表面92上。墊圈板49基本是扁平、單一部件，所述部件限定了中心開(kāi)口94和對(duì)齊切口95。墊圈板49向下滑動(dòng)到軸組件83之上并放置在上部盤(pán)支撐46的上表面81上。以這種方式，墊圈板49限定了上部盤(pán)支撐46和外殼22之間的軸向分離距離。
外殼22還包括環(huán)形側(cè)壁98，所述環(huán)形側(cè)壁限定了中空內(nèi)部99。側(cè)壁98限定了一對(duì)搭接配合開(kāi)口100和下邊102中的對(duì)齊切口101。徑向擱板93通常與環(huán)形側(cè)壁98以及限定中心開(kāi)口88和一對(duì)相對(duì)放置的銷(xiāo)孔84的上部103同心，開(kāi)口88的形狀和結(jié)構(gòu)用于控制和限制軸35的控制杠桿部分34的移動(dòng)的范圍以及可獲取傳輸方向。特別參照上部103，環(huán)形唇緣或者擱板104將頂部105自基部106分離。依照組成部分的公差，靠近擱板104放置的閥帽螺母23的內(nèi)部環(huán)形唇緣107，實(shí)際上可以接觸擱板104，或者可以在閥帽螺母23被螺栓連接到圈26時(shí)自擱板104分離。
下部外殼41的垂直臂57和58的結(jié)構(gòu)上具有棘爪狀端部110，所述棘爪狀端部構(gòu)造和布置可以咬住由側(cè)壁98所限定的兩個(gè)咬接配合開(kāi)口100中對(duì)應(yīng)之一。各端110的傾斜錐形允許對(duì)應(yīng)的垂直臂57和58在通過(guò)側(cè)壁98相遇時(shí)向內(nèi)彎曲直到咬接配合開(kāi)口100。此時(shí)，臂57和58向外彈出，從而允許斜面的底切和各開(kāi)口100的下表面相配合以由此產(chǎn)生咬接配合組件。對(duì)齊切口101被構(gòu)造和安置用于容納下體41的補(bǔ)翼111。此對(duì)齊特性保證了兩個(gè)垂直臂57和58將與兩個(gè)咬接配合開(kāi)口1 00環(huán)形對(duì)齊。軸向的尺寸和關(guān)系使得切口至補(bǔ)翼的配合在端部110和開(kāi)口100相遇之前開(kāi)始配合。如前所述，如果選擇了非子配件可選設(shè)計(jì)，就不再需要臂57和58以及開(kāi)口100。
基于圖7和圖8的組成部分的說(shuō)明，很顯然自底部入口墊圈40至上部的外殼22的任何物體可以手工組裝為單個(gè)、完整的子配件。一旦組裝，當(dāng)所有部件相互配合，一起咬接并如上銷(xiāo)住，此子配件能夠向下落入主體21的中空內(nèi)部24。一旦在位，剩余的步驟就是將閥帽螺母23螺紋連接到圈26并緊固閥帽螺母在位。
所述結(jié)構(gòu)和子配件的細(xì)節(jié)將通過(guò)圖1-6進(jìn)一步詳細(xì)提供。盡管所選截面視圖的切平面不能顯示各組成部分的每個(gè)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，圖7和圖8補(bǔ)充了這方面的任何不足。圖1-6清晰說(shuō)明了補(bǔ)充部分是如何組裝以及它們對(duì)流體控制閥20的結(jié)構(gòu)是如何相互協(xié)作。
如背景技術(shù)中所述，單手柄控制閥典型的構(gòu)造和布置使得具有兩個(gè)控制功能，自最大流動(dòng)至完全被切斷的流動(dòng)速率以及所需的水溫。上部盤(pán)44通過(guò)軸35的移動(dòng)和定位，以及上部盤(pán)的特定結(jié)構(gòu)導(dǎo)致限定在下部盤(pán)43中的三個(gè)流體通道、下部外殼41，以及閥體21不同程度的打開(kāi)或者閉合，并由此指示液體流的狀態(tài)或者條件。在此說(shuō)明的上下文中，可以注意到主體21中的三個(gè)開(kāi)口、下部外殼41和下部盤(pán)43都是軸向?qū)R，這樣它們協(xié)作來(lái)限定所述三個(gè)所引流動(dòng)通道。此外，在說(shuō)明控制功能過(guò)程中，可以注意到當(dāng)出口流完全打開(kāi)(即沒(méi)有閉合)，流動(dòng)速率達(dá)到最大。至于水溫，熱水和冷水的混合率由相應(yīng)通道的側(cè)向橫截面和下部盤(pán)43上的上部盤(pán)44的滑動(dòng)位置所控制。閉合部分冷水通道導(dǎo)致水溫更高。較低的水溫可以通過(guò)打開(kāi)冷水通道或者通過(guò)閉合熱水通道的一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者采用兩種方法。但是，如果需要完全流動(dòng)速率，優(yōu)選的是打開(kāi)進(jìn)入水通道。單手柄流體控制閥此方面的一般功能被認(rèn)為是公知的。使得本發(fā)明和現(xiàn)有設(shè)計(jì)不同的是軸組件83的結(jié)構(gòu)和布置、牽引簧48的使用，以及上部盤(pán)44橫過(guò)下部盤(pán)43的滑動(dòng)作用，注意滑動(dòng)作用發(fā)生在運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)方向。盡管和流體控制閥20的總體設(shè)計(jì)和構(gòu)造具有很多相關(guān)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所述流體控制閥被認(rèn)為在部件制造、組裝、使用過(guò)程中進(jìn)行了改良，牽引簧48的結(jié)構(gòu)和布置對(duì)軸的控制、功能以及“感覺(jué)”上提供了一種新穎和非顯而易見(jiàn)的進(jìn)步。上部盤(pán)44相對(duì)下部盤(pán)43在運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)方向的滑動(dòng)動(dòng)作也被認(rèn)為是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的新穎和非顯而易見(jiàn)的進(jìn)步。
考慮包括軸35、牽引簧48以及樞軸47的軸組件83，可以注意到軸35和樞軸47和捕獲在其間的牽引簧48組裝在一起。更為具體而言，牽引簧48通過(guò)軸35捕獲并保持固定在軸35內(nèi)，這樣與樞軸47相比較，軸35的任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)包括牽引簧48的對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)。
軸35包括控制杠桿部分34并和其作為單一結(jié)構(gòu)的滾珠部分115以及樞軸部分89。滾珠部分115限定了中心孔116和垂直于中心孔軸的側(cè)向通道117。兩個(gè)弧狀唇緣118和119位于孔軸的相對(duì)側(cè)和側(cè)向通道117的相對(duì)側(cè)面上。通過(guò)圓柱部分89a和89b延展的軸向中心線(xiàn)基本平行于中心孔116的縱向軸，樞軸銷(xiāo)36的縱向中心線(xiàn)基本垂直于中心孔116的軸并基本垂直于部分89a和89b的軸中心線(xiàn)。由于樞軸銷(xiāo)36相對(duì)中心孔116的軸的位置，可以理解樞軸銷(xiāo)36的縱向軸和中心孔116的縱向軸相正交，這些正交軸在一點(diǎn)相交。
樞軸47是單一結(jié)構(gòu)，包括部分球形部分122、圓柱形桿123、橫臂124和由桿123所限定的樞軸銷(xiāo)孔125。橫桿124每個(gè)輪廓具有彎曲下表面126以和樞軸銷(xiāo)36具有間距。在將樞軸47組裝到軸35中時(shí)，桿123緊密固定到中心孔116中并且橫臂124固定到側(cè)向通道117中。將這兩個(gè)部件分離的惟一方式是沿著桿123的縱向軸的方向中拉開(kāi)樞軸47和軸35。在最后的組裝中，此類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)通過(guò)外殼21的包圍和捕獲屬性而得以防止(參看圖3-5)。桿123的縱向軸基本和中心孔116的縱向軸重合。
牽引簧48的放置在圖3和圖4最佳顯示，此外也通過(guò)圖6的放大細(xì)節(jié)顯示。如圖所示，牽引簧48向下插入滾珠部分115的中心孔116。中心孔116包括更大直徑的第一部分116a，第一部分與更小直徑部分116b同心。部分116a和116b之間的界面限定了環(huán)形肩部116c。牽引簧48放置在肩部116c上并定位在部分116a和圓柱桿123之間。桿123在部分116b內(nèi)管線(xiàn)至管線(xiàn)配合。樞軸銷(xiāo)36被插入在將樞軸銷(xiāo)36橫過(guò)牽引簧48的端部的位置上，這樣牽引簧48放置在環(huán)形肩部116c和樞軸銷(xiāo)36之間，參看圖3-6。
從如圖3、4、7和8所示的組成部分的組裝可以清楚看出，例如，控制杠桿部分34在圍繞圓柱桿123的軸向中心線(xiàn)的第一方向中移動(dòng)。部分34在此方向中的運(yùn)動(dòng)在傳輸端點(diǎn)通過(guò)將側(cè)向通道117的邊和樞軸銷(xiāo)36鄰接而受到限制。由于轉(zhuǎn)動(dòng)軸(即桿123的中心線(xiàn))放置在控制杠桿部分34和樞軸部分89之間，部分34的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致部分89在相反的方向中運(yùn)動(dòng)。這反過(guò)來(lái)使得樞軸部分89響應(yīng)控制杠桿部分34的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)上部盤(pán)支撐46。當(dāng)上部盤(pán)部分46，以及反過(guò)來(lái)上部盤(pán)44通過(guò)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，從對(duì)應(yīng)龍頭的水流動(dòng)的流動(dòng)參數(shù)得以變化或者調(diào)整。在這種操作模式下，上部盤(pán)支撐46以及特別是上部盤(pán)44使用滑動(dòng)動(dòng)作移動(dòng)橫過(guò)下部盤(pán)43的上表面。此側(cè)向滑動(dòng)動(dòng)作變化水流開(kāi)口43a和43b的橫截面積。由于這兩個(gè)開(kāi)口對(duì)應(yīng)熱水和冷水管線(xiàn)，此第一運(yùn)動(dòng)方向控制水溫。
由于樞軸銷(xiāo)36的端部分別通過(guò)外殼22容納，特別通過(guò)一對(duì)銷(xiāo)孔84容納，樞軸47相對(duì)外殼22通過(guò)樞軸36在控制杠桿部分34在第一方向中移動(dòng)時(shí)固定在位。這使得軸35相對(duì)樞軸47轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)并且牽引簧48放置在運(yùn)動(dòng)界面上。單一牽引簧48包括鍵槽(key way)補(bǔ)翼129，所述補(bǔ)翼通過(guò)軸35中的鍵槽切口而容納，尤其是在與中心孔116相鄰的滾珠部分115的內(nèi)部中。無(wú)論牽引簧48在軸35和樞軸47之間的界面運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生任何的阻力系數(shù)，在調(diào)整或者改變將自對(duì)應(yīng)的龍頭中傳輸?shù)乃乃疁貢r(shí)都影響部分34的運(yùn)動(dòng)的觸覺(jué)或者感覺(jué)。
控制杠桿部分34所允許的其它(第二)方向運(yùn)動(dòng)是圍繞樞軸銷(xiāo)36的軸向中心線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。可以理解軸組件83能夠作為一個(gè)整體單元圍繞樞軸銷(xiāo)36轉(zhuǎn)動(dòng)。由于樞軸銷(xiāo)36的軸向中心線(xiàn)位于部分34和樞軸部分89中間，這意味著部分34在一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致樞軸部分89在相反方向中的運(yùn)動(dòng)。將樞軸部分89放置如上部盤(pán)46的凹陷82中將控制杠桿部分34的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為橫過(guò)下部盤(pán)43的上部表面的上部盤(pán)44的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在此第二方向中的部分34的運(yùn)動(dòng)(即圍繞樞軸銷(xiāo)36的轉(zhuǎn)動(dòng)傳輸)被用于調(diào)整完全流動(dòng)條件和切斷(沒(méi)有流動(dòng))條件之間的水流離開(kāi)的流動(dòng)速率。流動(dòng)速率通過(guò)開(kāi)口43c的打開(kāi)或者閉合的程度來(lái)調(diào)整。完全流動(dòng)在開(kāi)口43c的主要部分被上部盤(pán)44所揭開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)，至少43a或者43b的一部分被揭開(kāi)。切斷條件在上部盤(pán)44被移動(dòng)以完全覆蓋(即閉合)開(kāi)口43a和43b時(shí)實(shí)現(xiàn)。
軸35的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)，即第一個(gè)是圍繞圓柱桿123，第二個(gè)是圍繞樞軸銷(xiāo)36，彼此獨(dú)立，這樣一旦通過(guò)圍繞圓柱桿123的軸35的運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行選擇，水流可以在不改變所選溫度設(shè)置的情況下進(jìn)行調(diào)整。這意味著流體控制閥20通過(guò)使得水溫相對(duì)水流速率能夠獨(dú)立調(diào)整以及通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立軸運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)而具有溫度記憶功能。
在此諸如流體控制閥20的具有正方形圖案運(yùn)動(dòng)(歐洲風(fēng)格)的單手柄或者單杠桿風(fēng)格的流體控制閥的設(shè)計(jì)中，運(yùn)動(dòng)的一個(gè)方向控制水溫，另外一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向獨(dú)立于第一方向控制流體流動(dòng)速率。當(dāng)流體控制閥的用戶(hù)手工調(diào)整水溫和流動(dòng)速率時(shí)，就有可能無(wú)意地在不是所需的方向中移動(dòng)控制桿。例如，如果所需的溫度被選擇，并且流動(dòng)速率被調(diào)整，就有可能無(wú)意地在溫度方向中移動(dòng)杠桿，由此改變以前所選的理想的溫度。盡管此無(wú)意的改變由于運(yùn)動(dòng)方向的獨(dú)立性而不太可能，但是，尤其是鑒于控制桿杠桿和可以在兩個(gè)方向中運(yùn)動(dòng)的事實(shí)仍然有這種可能性。如果控制控制桿杠桿的運(yùn)動(dòng)自由度的摩擦力在兩個(gè)方向中相同，那么在操縱控制桿就沒(méi)有觸覺(jué)或者感覺(jué)，所述控制桿使得用戶(hù)可以知道何時(shí)控制桿杠桿在所需的方向中移動(dòng)。本發(fā)明通過(guò)使用牽引簧48解決此問(wèn)題。
牽引簧48通常是六邊形設(shè)計(jì)并在一角敞開(kāi)。兩個(gè)自由端是相鄰的間隙48a。此間隙或者開(kāi)口允許六面體的剩余部分移動(dòng)并在其圍繞中心孔116的滾珠部分116壓入滾珠部分115中的位置中并抵壓在環(huán)形肩部116c上。牽引簧48在中心孔116中的壓配合導(dǎo)致通過(guò)牽引簧48的六角設(shè)計(jì)的各側(cè)的切線(xiàn)(中點(diǎn))接觸的方式所限定的圓或者圓柱的尺寸稍微減小。結(jié)果，當(dāng)樞軸47的圓柱桿123被插入牽引簧48所限定的內(nèi)部開(kāi)口時(shí)，牽引簧和圓柱狀桿之間產(chǎn)生緊配合，從而產(chǎn)生沿著六角設(shè)計(jì)的各側(cè)圓柱桿123的外徑接觸切點(diǎn)的摩擦力。
牽引簧48由所選金屬合金中之一而制造為多變形軸套，所述金屬合金包括磷青銅和不銹鋼，以在牽引簧48和圓柱桿123之間提供平滑運(yùn)行的界面。如圖所述及所述那樣，現(xiàn)在參照?qǐng)D6的放大細(xì)節(jié)，牽引簧48放置在環(huán)形空間130中并放置在軸35的中心孔116的內(nèi)徑和圓柱桿123的外徑之間。雖然六角形狀被選擇作為用于說(shuō)明流體控制閥20的結(jié)構(gòu)的牽引簧48的優(yōu)選實(shí)施例，許多多邊形形狀是有可能的，可以根據(jù)不同的尺寸，與操作理論相一致。環(huán)形間隙空間130的徑向尺寸或者寬度非常重要，并與桿123的徑向尺寸協(xié)作來(lái)指示牽引簧48的優(yōu)選多邊形形狀的側(cè)面數(shù)。牽引簧48的各側(cè)(總共六個(gè))的端部(拐角)通過(guò)孔116的內(nèi)徑接觸，而牽引簧48的各側(cè)面的中點(diǎn)在切點(diǎn)和桿123相接觸。從三角學(xué)可以理解孔116的內(nèi)徑和桿123的外徑之間的關(guān)系，如果所述的接觸點(diǎn)、端部和各側(cè)面的中點(diǎn)接觸必須維持時(shí)，牽引簧48的各側(cè)的長(zhǎng)度、桿123的外徑和環(huán)形空間130的徑向?qū)挾戎甘緺恳伤试S的多邊形側(cè)面的數(shù)目。當(dāng)孔116的內(nèi)徑推到各側(cè)的端部上，即六角形狀的“拐角”，所述側(cè)面被推靠在桿123的外徑上。推靠在桿123的外徑上的各六角側(cè)面的接觸壓力在其被移動(dòng)調(diào)整水溫時(shí)在軸35上產(chǎn)生阻力。牽引簧48用六角形狀的各側(cè)的長(zhǎng)度也是一個(gè)設(shè)計(jì)考慮，因?yàn)殚L(zhǎng)度越短，“梁”就“越堅(jiān)硬”。
軸組件83包括軸35、樞軸47和牽引簧48，并可以作為本發(fā)明的上下文中的“摩擦鉸鏈”?？蛇x的摩擦鉸鏈設(shè)計(jì)公開(kāi)在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜o.10/400,300，2003年3月27日申請(qǐng)(律師卷宗號(hào)8271-28)，此專(zhuān)利申請(qǐng)此處特別并入，以供參考。所包括的是作為此可選摩擦鉸鏈設(shè)計(jì)的牽引簧48的設(shè)計(jì)選項(xiàng)。這些設(shè)計(jì)選項(xiàng)包括將向內(nèi)或者向外彎曲的摩擦補(bǔ)翼以相對(duì)對(duì)應(yīng)的部件添加或者增加摩擦(即向內(nèi)靠在樞軸47，或者向外靠在軸35上)。另外一個(gè)設(shè)計(jì)選項(xiàng)是自六角“拐角”至六角側(cè)面改變分離間隙48a的位置。另外的設(shè)計(jì)選項(xiàng)是彎曲限定分離間隙的自由端，或者向外接觸樞軸47或者向外接觸軸35。
通過(guò)所公開(kāi)的組成部分的結(jié)構(gòu)布置而產(chǎn)生的流體控制閥20提供了一種涉及兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的歐式運(yùn)動(dòng)正方形圖案的裝置。一個(gè)方向控制水溫，而另外一個(gè)方向控制流動(dòng)速率。由于這些轉(zhuǎn)動(dòng)軸彼此獨(dú)立，閥20具有溫度記憶特征。重要的是，圍繞兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的杠桿部分的轉(zhuǎn)動(dòng)在兩個(gè)方向中轉(zhuǎn)變?yōu)樯喜勘P(pán)44橫過(guò)下部盤(pán)43的上表面的滑移運(yùn)動(dòng)。這反過(guò)來(lái)不管調(diào)整水溫或者是調(diào)整流動(dòng)速率作為流體控制閥20的部分來(lái)進(jìn)行穩(wěn)定和精確的控制。牽引簧48的使用增加了溫度控制方向中的摩擦力，并且相比較而言，在流動(dòng)速率方向中更自由的移動(dòng)。
參照?qǐng)D9-12，用于四種不同的流動(dòng)和溫度組合的上部盤(pán)44相對(duì)下部盤(pán)43的定位(即流體控制閥位置)得以圖示說(shuō)明。下部盤(pán)43包括三個(gè)開(kāi)口43a、43b和43c，上部盤(pán)44包括單個(gè)開(kāi)口44a。開(kāi)口43a對(duì)應(yīng)熱水管線(xiàn)，開(kāi)口43b對(duì)應(yīng)冷水管線(xiàn)，開(kāi)口43c對(duì)應(yīng)水流出口。開(kāi)口43a-43c和開(kāi)口44a的形狀和外形基于盤(pán)44在盤(pán)43上的重疊用于獲得理想的流動(dòng)橫截面幾何形狀。
在圖9的盤(pán)43和44的布置中，沒(méi)有水流存在，因?yàn)殚_(kāi)口43a和43b通過(guò)盤(pán)44的固體部分和通過(guò)盤(pán)44相對(duì)盤(pán)43的位置都被覆蓋(即閉合)。而開(kāi)口43c沒(méi)有在圖9的方向中完全覆蓋，冷水或者熱水都不能自開(kāi)口43a和43b流動(dòng)以到達(dá)出口開(kāi)口43c。盤(pán)44在向前的方向中移動(dòng)以將結(jié)構(gòu)自圖9的布置改變?yōu)閳D10的布置，從而導(dǎo)致完全打開(kāi)—完全冷水狀態(tài)(full on-full coldcondition)。開(kāi)口44a和開(kāi)口43b以及開(kāi)口43c的主體重疊。開(kāi)口43b完全敞開(kāi)，那么冷水流達(dá)到最大。開(kāi)口43c的敞開(kāi)橫截面積至少和開(kāi)口43b一樣大，這樣流體控制閥被認(rèn)為處于“完全打開(kāi)”狀態(tài)。
參照?qǐng)D11，盤(pán)44相對(duì)盤(pán)43的位置產(chǎn)生被稱(chēng)為“完全打開(kāi)—中間”的狀態(tài)，因?yàn)殚_(kāi)口43a和43b的敞開(kāi)區(qū)域相等以平衡熱水和冷水的混合。
參照?qǐng)D12，盤(pán)44相對(duì)盤(pán)43的位置導(dǎo)致被稱(chēng)為“全部關(guān)閉—中間”的狀態(tài)，因?yàn)殚_(kāi)口43a和43b完全覆蓋，盤(pán)44被放在盤(pán)43的中部。
對(duì)圖9-12的觀(guān)察以及所說(shuō)明的水流和溫度條件使得所有的水流和溫度組合如何實(shí)現(xiàn)比較清晰。此外，所有四個(gè)開(kāi)口43a-43c和44a具有特定的形狀以嘗試和實(shí)現(xiàn)水流速率相對(duì)盤(pán)44的運(yùn)動(dòng)的一定程度上的“直線(xiàn)性”。也需要對(duì)溫度環(huán)境應(yīng)用相同的直線(xiàn)性。在盤(pán)44被移動(dòng)時(shí)，在可獲取的運(yùn)動(dòng)的范圍內(nèi)相同的傳輸增量必須導(dǎo)致大約相同程度的溫度變化或者流動(dòng)速率變化。
盡管對(duì)附圖進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，只是處于說(shuō)明而不是限制的目的，可以理解可以對(duì)所述的優(yōu)選實(shí)施例在本發(fā)明的精神之內(nèi)進(jìn)行改變和修改，其范圍落入權(quán)項(xiàng)要求書(shū)所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種流體控制閥，包括限定多個(gè)流體流動(dòng)通道的閥體組件；外殼組件，其連接到所述閥體組件并限定內(nèi)部空間；以及位于所述內(nèi)部空間中的流體控制裝置，用于通過(guò)所述多個(gè)流體流動(dòng)通道來(lái)控制水的流動(dòng)，所述流體控制裝置包括可移動(dòng)軸，并且所述流動(dòng)控制裝置被構(gòu)造和設(shè)置以使得所述軸在第一方向圍繞第一軸運(yùn)動(dòng)從而控制第一流體流動(dòng)參數(shù)，以及在第二方向中圍繞第二軸運(yùn)動(dòng)從而控制第二流體流動(dòng)參數(shù)，所述第一和第二運(yùn)動(dòng)方向相去耦，所述第一和第二軸是相互正交的軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體控制閥，其特征在于，所述第一和所述第二正交軸在幾何點(diǎn)位置相交。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體控制閥，其特征在于，所述流體控制裝置被構(gòu)造和設(shè)置作為改進(jìn)的滾珠和套節(jié)布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體控制閥，其特征在于，可移動(dòng)軸被構(gòu)造和設(shè)置以為所述修改滾珠和套節(jié)布置提供改進(jìn)的滾珠部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體控制閥，其特征在于，所述幾何點(diǎn)位置在所述改進(jìn)的滾珠部件內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體控制閥，其特征在于，所述第一流體流動(dòng)參數(shù)是流體的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體控制閥，其特征在于，所述第二流體流動(dòng)參數(shù)是流體的流動(dòng)速率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體控制閥，其特征在于，所述閥體組件包括限定所述多個(gè)流體流動(dòng)通道的各流體流動(dòng)通道的一端的靜止表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體控制閥，其特征在于，所述流體控制裝置包括可移動(dòng)盤(pán)，所述可移動(dòng)盤(pán)位于所述靜止表面上并被構(gòu)造和布置以運(yùn)動(dòng)橫過(guò)所述靜止表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流體控制閥，其特征在于，所述可移動(dòng)盤(pán)被構(gòu)造和設(shè)置，以響應(yīng)于所述可移動(dòng)軸在所述第一方向中移動(dòng)，在第一控制方向上以滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)橫過(guò)所述靜止表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的流體控制閥，其特征在于，所述可移動(dòng)盤(pán)被構(gòu)造和設(shè)置，以響應(yīng)于所述可移動(dòng)軸在所述第二方向中移動(dòng)，在第二控制方向上以滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)橫過(guò)所述靜止表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體控制閥，其特征在于，所述第一流體流動(dòng)參數(shù)是流體的溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體控制閥，其特征在于，所述第二流體流動(dòng)參數(shù)是流體的流動(dòng)速率。
14.一種流體控制閥，包括限定多個(gè)流體流動(dòng)通道的閥體組件；外殼組件，其連接到所述閥體組件并限定內(nèi)部空間；以及位于所述內(nèi)部空間中的流體控制裝置，用于通過(guò)所述多個(gè)流體流動(dòng)通道來(lái)控制水的流動(dòng)，所述流體控制裝置包括可移動(dòng)軸，并且所述流動(dòng)控制裝置被構(gòu)造和設(shè)置以使得所述軸在第一方向圍繞第一軸運(yùn)動(dòng)從而控制第一流體流動(dòng)參數(shù)，以及在第二方向中圍繞第二軸運(yùn)動(dòng)從而控制第二流體流動(dòng)參數(shù)，所述第一和第二運(yùn)動(dòng)方向彼此不同，并且所述流體控制裝置包括摩擦阻力部件，所述摩擦阻力部件被構(gòu)造和設(shè)置以在所述第一和第二移動(dòng)方向之一上將摩擦阻力添加到所述軸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的流體控制閥，其特征在于，所述摩擦阻力部件是多邊形套筒。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的流體控制閥，其特征在于，所述多邊形套筒具有一對(duì)外圍自由端部，所述一對(duì)自由端部彼此分離以限定外圍間隙。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的流體控制閥，其特征在于，所述第一流體流動(dòng)參數(shù)是流體的溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的流體控制閥，其特征在于，所述第二流體流動(dòng)參數(shù)是流體的流動(dòng)速率。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的流體控制閥，其特征在于，所述閥體組件包括靜止表面，所述靜止表面限定所述多個(gè)流體流動(dòng)通道的每個(gè)流體流動(dòng)通道的一端。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的流體控制閥，其特征在于，所述流體控制裝置包括可移動(dòng)盤(pán)，所述可移動(dòng)盤(pán)位于所述靜止表面上并被構(gòu)造和布置以運(yùn)動(dòng)橫過(guò)所述靜止表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的流體控制閥，其特征在于，所述可移動(dòng)盤(pán)被構(gòu)造和設(shè)置，以響應(yīng)于所述可移動(dòng)軸在所述第一方向上的移動(dòng)，在第一控制方向以滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)橫過(guò)所述靜止表面。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的流體控制閥，其特征在于，所述可移動(dòng)盤(pán)被構(gòu)造和設(shè)置，以響應(yīng)于所述可移動(dòng)軸在所述第二方向上的移動(dòng)，在第二控制方向上以滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)橫過(guò)所述靜止表面。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的流體控制閥，其特征在于，所述第一流體流動(dòng)參數(shù)是流體的溫度。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的流體控制閥，其特征在于，所述第二流體流動(dòng)參數(shù)是流體的流動(dòng)速率。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的流體控制閥，其特征在于，所述閥體組件包括靜止表面，所述靜止表面限定所述多個(gè)流體流動(dòng)通道的每個(gè)流體流動(dòng)通道的一端。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的流體控制閥，其特征在于，所述流體控制裝置包括可移動(dòng)盤(pán)，所述可移動(dòng)盤(pán)位于所述靜止表面上并被構(gòu)造和布置以運(yùn)動(dòng)橫過(guò)所述靜止表面。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的流體控制閥，其特征在于，所述可移動(dòng)盤(pán)被構(gòu)造和設(shè)置，以響應(yīng)于所述可移動(dòng)軸在所述第一方向上的移動(dòng)，在第一控制方向上以滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)橫過(guò)所述靜止表面。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的流體控制閥，其特征在于，所述可移動(dòng)盤(pán)被構(gòu)造和設(shè)置，以響應(yīng)于所述可移動(dòng)軸在所述第二方向上的移動(dòng)，在第二控制方向上以滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)橫過(guò)所述靜止表面。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的流體控制閥，其特征在于，所述第一控制方向垂直于所述第二控制方向。
全文摘要
一種用于控制水傳輸?shù)牧黧w控制閥，包括控制杠桿，所述控制杠桿可以通過(guò)杠桿圍繞兩個(gè)獨(dú)立的軸轉(zhuǎn)動(dòng)而在兩個(gè)方向中可以移動(dòng)。流體控制閥包括具有流動(dòng)通道的閥體組件和連接到閥體組件的外殼組件并限定內(nèi)部空間。位于內(nèi)部空間中的流動(dòng)控制裝置被構(gòu)造使得杠桿圍繞第一軸能夠運(yùn)動(dòng)以將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為上部盤(pán)相對(duì)下部盤(pán)的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)以調(diào)整水溫。杠桿在第二方向中的轉(zhuǎn)動(dòng)將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為第二方向中的上部盤(pán)的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)以控制水流速率。設(shè)置作為控制裝置一部分的牽引簧改變杠桿運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)方向之間的摩擦力或者感覺(jué)。
文檔編號(hào)F16K11/06GK1534226SQ200410033210
公開(kāi)日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者漢斯－克里斯托夫·亨萊因, 道格拉斯·斯科特·里士滿(mǎn), 斯 斯科特 里士滿(mǎn), 漢斯-克里斯托夫 亨萊因 申請(qǐng)人:麥斯克公司