CN101495788A - 混合阀 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及流体控制阀，尤其是涉及用在龙头(10)内的混合阀(24)。

Description

混合阀
技术领域
本发明主要涉及一种流体控制阀，尤其是涉及一种用在龙头内的混合阀。
背景技术
单手柄水龙头控制阀在该技术领域中为大家所熟知，并且已经赋予不同的机械结构用以控制用于手柄的可获得的行程方向、运动范围和运动的类型或风格。控制阀的一种公知型式包括手柄，该手柄在通常横向的(从左到右和从右到左)方向上运动以便调整热水和冷水的混合而达到所期望的温度。就这种型式的水龙头阀门控制设备而言，典型地，手柄在向上或向前的方向上离开使用者运动，以提高流速和输送的水量。典型地，手柄在向下或向后的方向上朝向使用者运动，以便减小流速和水量，或者完全切断从龙头输送的水流。
由于单手柄结构和手柄的运动方式的原因，已知的单手柄控制阀往往指的是具有操纵杆(joy stick)控制手柄的单手柄控制阀。运动的方向和范围由阀机构的内部结构及组成部件的选择和配置来控制。此外还公知提供有一种水龙头控制阀，该水龙头控制阀构造和配置成由单手柄或单控制杆来独立控制输送到使用位置的水的温度和流速。在美国专利No.6,920,899和2006年5月31日提交的美国专利申请序列号No.11/444,228中说明了单手柄龙头控制阀的说明例，这些文献所披露的内容通过引用而明确地结合在本文中。
发明内容
本发明的一个说明性实施例包括用于控制龙头中水流的阀组件，该阀组件包括具有冷、热水入口和出口的阀体。下盘包括对应于冷、热水入口和出口的第一、第二和第三端口，并被阀体支撑。上盘包括上表面和下表面，该下表面被定位为与下盘接合，并且包括用于选择性地与第一、第二和第三端口连通的外周通道。
本发明的另一个说明性实施例包括用于控制龙头中水流的阀组件，该阀组件包括具有入口和出口的阀体。阀机构构造成可选择地控制从入口到出口的水流，阀机构位于阀体内。上罩包括内部空腔。球包括柄和从球横向延伸的两个延伸部。球适于定位在上罩的内部空腔中，适于在一定的动作范围内动作。耦接构件构造成连接到上罩以固定球，并且包括能够适配所述球的空腔和多个朝向上罩延伸的片(tabs)。这些片位于球的延伸部附近，并限定出沿球的动作范围的连续滑行面。
本发明的再一个说明性实施例包括用于控制龙头中水流的阀组件，该阀组件包括具有入口和出口的阀体。多个盘构造成控制从入口穿过阀体到出口的水流。上罩包括限定内部空腔的本体和从该本体延伸到空腔内的柔性弧形肋。耦接构件构造成连接上罩。球包括柄，位于上罩和耦接构件之间的内部空腔中，与柔性弧形肋相接合。球构造成使多个盘中的至少一个动作，从而有选择地控制穿过阀组件的水流。
本发明的另一个说明性实施例包括用于控制龙头中水流的阀组件，该阀组件包括有阀体，该阀体包括内部空腔。冷、热水入口和出口与内部空腔连通。阀组件进一步包括上罩、下罩和位于下罩内的下盘，所述上罩包括阀促动器。下盘包括与冷、热水入口和出口相对应的多个端口。上盘位于下盘上方，包括上表面和下表面，下表面包括构造成与多个端口相互作用(interact)的第一通道，上表面包括贯穿其中的孔(aperture)和至少一个凹部。承载体定位于上盘上方，并构造成与上盘协同作用，使孔导致水对上盘的上表面施压，以建立压力换向液压平衡(pressure reversing hydrobalance)。承载体适于与阀促动器相互作用，帽螺母适于耦接到阀体。帽螺母构造成将上、下罩固定在阀体的内部空腔中。
本发明的另一个说明性实施例包括用于控制龙头中水流的阀组件，该阀组件具有阀体，该阀体具有内部空腔和与该内部空腔相连通的入口和出口。阀机构包括具有阀促动器的上罩和连接到上罩的下罩。上罩包括位于阀体上方的外凸缘，下罩包括由阀促动器促动的阀。阀机构位于阀体的内部空腔中，而帽螺母适于连接到阀体并且将阀机构固定在阀体的内部空腔中。帽螺母包括内部脊，该内部脊适于接触上罩的外凸缘，以便在帽螺母和阀体之间提供间隔。
本发明的另一个说明性实施例包括用于控制龙头中水流的阀组件，该阀组件包括阀体，所述阀体具有内部空腔、与内部空腔相连通的冷、热水入口以、及与内部空腔相连通的出水口。阀机构包括具有阀促动器的上罩和连接到上罩的下罩。下罩包括上盘和下盘，下盘包括与冷、热水入口和出水口相协作的多个端口。上盘构造成由阀促动器促动，用以选择性地允许龙头中的水流动。阀机构位于阀体的内部空腔中。单密封面位于阀体和阀机构之间的阀体的内部空腔中，密封面接触下盘。
在对举例说明目前认识到的、实现本发明的最佳方式的说明性实施例的下列详细说明的基础上，本发明的其他特征和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
附图说明
对特定图的详细说明参见附图，其中：
图1是包括有以虚像显示的说明性实施例阀组件的龙头的透视图；
图2是图1的说明性实施例阀组件的透视图；
图3是如图2所示阀组件的分解透视图；
图4是如图2和3所示的阀组件的内部构件的分解上透视图；
图5是图4所示的阀组件的内部构件的分解下透视图。
图6是如图2-5所示的阀组件的上罩的下透视图；
图7是图6所示的上罩的剖视图；
图8是图6和7所示的上罩的底视图；
图9是如图2-5所示的阀组件的柄组件和耦接构件的分解透视图；
图10是沿图2的线10-10的阀组件的剖视图，其中阀组件在部分开放的方位上；
图11是图10所示的阀组件的局部顶平面图，其中阀组件的内部构件以虚像显示；
图12是沿图10的线12-12的阀组件的上下盘的剖视图，其中阀组件定向于部分开口的方位；
图13是类似于图10的阀组件的剖视图，其中显示阀组件在完全打开的方位；
图14是图13所示的阀组件的局部顶平面图，其中内部构件以虚像显示；
图15是沿图13的线15-15的阀组件的上下盘的剖视图，其中阀组件定向于完全打开的方位；
图16是类似于图10的阀组件的剖视图，其中显示阀组件在完全关闭的方位；
图17是图16所示的阀组件的局部顶平面图，其中内部构件以虚像显示；
图18是沿图16的线18-18的阀组件的上下盘的剖视图，其中阀组件定向于完全关闭的方位；
图19是前面附图所示的阀组件的局部顶平面图，内部构件以虚像显示，阀组件定向成仅允许冷水流动；
图20是图19所示的阀组件上下盘的剖视图，其中阀组件定向成仅允许冷水流动；
图21是前面附图所示的阀组件的局部顶平面图，内部构件以虚像显示，阀组件定向成仅允许热水流动；
图22是图21所示的阀组件上下盘的剖视图，其中阀组件定向成仅允许热水流动；
图23是另一个说明性实施例的阀组件的分解透视图；
图24为图23显示的阀组件的剖视图；
图25是如图23和24所示的阀组件的内部构件的分解下透视图；
图26是如图23-25所示的阀组件的内部构件的分解上组装图；
图27是进一步的说明性实施例阀组件的局部透视图，其中为了清楚而移除了阀体和帽螺母；
图28是图27的阀组件的分解透视图；
图29是图27的阀组件的顶平面图，其中显示温度限制构件在下限位置而柄在完全关闭的位置上；
图30是图27的阀组件的透视图，为清楚移除了上罩；
图31是沿图29的线31-31的剖视图；
图32是沿图29的线32-32的剖视图；
图33是图27的阀组件的上罩的底平面图；
图34是图27的阀组件的温度限制构件的下透视图；
图35A是图29的阀组件的侧面正视图，其中显示温度限制构件在下限位置而柄在完全关闭的位置上；
图35B是类似于图35A的侧面正视图，其中显示柄在热水打开极限位置；
图35C是类似于图35A的侧面正视图，其中显示柄在冷水打开极限位置；
图36是图27的阀组件的顶平面图，其中显示温度限制构件在高度极限位置而柄在完全关闭的位置上；
图37是图27的阀组件的透视图，为清楚移除了上罩；
图38A是图36的阀组件的侧面正视图，其中显示温度限制构件在高度极限位置而柄在完全关闭的位置上；
图38B是类似于图38A的侧面正视图，其中显示柄在打开混合水的位置；
图38C是类似于图38A的侧面正视图，其中显示柄在热水打开极限位置；和
图38D是类似于图38A的侧面正视图，其中显示柄在冷水打开极限位置；
具体实施方式
在此描述的本发明的实施例并非意在穷举或将本发明限制成所公开的明确形式。相反地，所挑选出的用于说明的实施例意在使本领域的普通技术人员能够实施本发明。尽管与水相关地描述公开的内容，应该理解的是其他类型的流体可以代替水。
首先参考图1，显示了具有热水供给管20和冷水供应管22的龙头组件10。龙头组件10包括输出喷口16、通气装置(aerator)18、基部12、手柄14和阀组件24。阀组件24包括柄26，该柄26可以由手柄14促动，而有选择地允许可变温度和流速的水从供给管20和22提供到喷口16。
现在参考图2，显示了阀组件24。阀组件24包括阀体34和帽螺母28。在本实施方式中，阀体34和帽螺母28由黄铜构造，然而可以使用任何合适的材料。阀体34包括出口孔(outlet bore)36，该出口孔36可以可操作地耦接到出口供给线，出口供给线可以依次耦接到诸如图1显示的那个喷口16或者诸如手动喷头的任何其它合适的液体输出装置。帽螺母28包括与阀体34的外螺纹37对应的内螺纹39(图10)。帽螺母28还包括槽30，该槽30定位成接纳扳手(wrench)(未显示)，以将帽螺母28固定到阀体34。帽螺母28进一步包括上罩38在其中延伸的中心孔32。柄26延伸穿过上罩38的孔46。在本实施方式中，孔46大致为钻石形状，以限制柄26的运动，然而可以使用任何适当地成形的孔。
现在参考图3-9，显示了阀组件24的内部构件。阀组件24包括阀体34、下罩80、下盘72、上盘68、承载体62、耦接构件50、柄组件23、上罩38和帽螺母28。上罩38的外部包括肩部48、凸缘40、延伸部44和片42。凸缘40绕上罩38的部分圆周延伸，并且在将帽螺母28螺合到阀组件34上时被定位在帽螺母28和阀体34之间。因而，帽螺母28在凸缘40和上罩38上施加压力。凸缘40还在帽螺母28和阀体34之间提供阻挡(barrier)以防止其间的腐蚀和磨损(seizing)。在某些实施例中，肩部48可以构造成接触帽螺母28的内部脊31，以在装配阀组件24时挤压上罩38。说明性地，上罩38由塑料构造而成，然而任何其它合适的材料都可以用来构造该组件。
阀组件24还包括柄组件23，该柄组件23包括球25、柄26、横向延伸部27a，27b和纵向延伸部或接头(knuckle)29。在说明性的实施例中，柄26的纵轴与延伸部27a限定的轴线之间所定义的第一角α大于90度，并且柄26的纵轴与延伸部27b限定的轴线之间所定义的第二角β小于90度(图10)。然而，应该理解的是，柄26可以相对于延伸部27a和27b定位在任何合适的角度上。柄组件23定位在上罩38和耦接构件50之间，使得柄26延伸穿过上罩38中的孔46，并且球25定位在上罩38的内部空腔53中(图6)。现在参考图6-8，上罩38包括内部空腔53、相对的弧形柔性肋55和相对的保险部(reliefportion)57。当阀组件24完全装配时，弧形柔性肋55从内部空腔53伸出，并在球25上施加压力。
现在参考图3和9，耦接构件50包括圆周间隔的突起52和定位成从空腔54径向向外的孔60。孔51定位在由弧形表面59形成的空腔54底部。说明性地，孔51具有大致三角形形状。孔60定位成接纳上罩38的片42，以将柄组件23耦接在上罩38和耦接构件50之间。每个片42包括闩或者唇43，该闩或者唇43构造成与每个孔60的凹口41相协作，以便在其之间形成锁定接合(图6和10)。突起52定位成将耦接构件50固定到下罩80(如图3所示)，这将在下面进行讨论。
耦接构件50还包括从空腔54向上延伸的第一对片56和第二对片58。在装配时，球25定位在空腔54内，而延伸部27a和27b分别定位在第一对片56和第二对片58之间，如图9所示。第一和第二对片56和58靠近柄组件23的延伸部27a和27b定位，并且沿着柄组件23的球25的运动范围定义了相对的连续滑行面61a和61b。操作中，在柄26运动以操作阀组件24期间，延伸部27a和27b分别沿着片56和58的表面61a和61b滑行。
现在参考图6-9，当装配时，上罩38的保险部57接纳耦接构件50的第一和第二对片56和58。如图3所示，柄组件23定位在上罩38和耦接构件50之间。如以上讨论的，柄组件23的延伸部27a和27b定位在耦接构件50的第一对片56和第二对片58之间。柄26延伸穿过上罩38中的孔46。第一对片56和第二对片58定位在上罩38的保险部57。柄组件23的球25的上部接触上罩38的弧形柔性肋55，而球25的下部接触耦接构件50的弧形表面59。片42在耦接构件50内的开口60中互相作用或″搭扣配合″，以将柄组件23固定在上罩38和耦接构件50之间。纵向突起29延伸穿过耦接构件50中的孔51。
现在参考图3-5，柄组件23的纵向延伸部29延伸进入承载体62的凹部或孔64内。承载体62包括多个突起65、多个弧形开口67和构造成接纳传统O形密封圈66的槽63。承载体62的多个突起65与上盘68的上表面68a内的凹陷处69相互作用。O形密封圈66接触上盘68的上表面68a，并且在承载体62和上盘68的上表面68a之间形成圆周密封。上盘68包括孔70，该孔70穿过其中延伸以在上盘68的下表面68b和承载体62的下表面62b之间提供流体连通。
如图3所示，上盘68在阀组件24内定位在下盘72顶部上。在图5中更详细地显示了上盘68的下表面68b。上盘68在阀组件24内定位在下盘72顶部上，以控制冷热水的混合以及通过阀组件24的水流量。上盘72包括一对凹口74，该凹口74构造成与下罩80的部分86相互作用，以便定向和防止上盘72相对于下罩80旋转。在本实施方式中，上下盘68和72两者都由陶瓷材料构造，然而可以使用诸如不锈钢的任何合适的材料。
进一步参考图4和5，显示了承载体62、上盘68、下盘72、下罩80和阀体34的上下表面。下盘72包括冷热水入口76a和76b和出口78。上盘68的下表面68b包括隔在中心部73和环形脊或唇79之间的圆周延伸通道77。中心部73包括与环形唇79的突起75相符的V形剖面71。当上盘68相对于下盘72移动时，通道77和中心部73提供冷热水入口76a和76b与出口78之间的选择性连通。下面结合图10-22更详细地描述在操作阀组件24期间上盘68和下盘72之间的相互作用。在说明性的实施例中，承载体62和上盘68实质上具有比下盘72和下罩80更小的直径，以便使上盘68能够相对于下盘72移动，如图10所示。
现在参考图3和4，下盘72定位于下罩80中。下罩80的开口81的尺寸允许密封90相对于下盘72的下表面72b密封，该密封90定位在冷热水入口孔91a和91b和出口孔95内。密封90a和90b形成围绕在下盘72的下表面72b上的冷热水入口76a和76b的密封，而密封90c形成围绕下盘72的下表面72b上的出口78的密封。总起来说，密封90形成阀体34与阀组件24的内部构件之间的单密封面。冷热入口孔91a和91b说明性地分别连接到冷热水供应管20和22。出口孔95可以连接到输出供给线，例如到如图1所示的龙头10的喷口16。下盘72的冷热水入口76a和76b和出口78分别定位在阀体34的冷热水入口孔91a和91b和出口孔95的正上方，并与之流体连通。
现在参考图3-5，下罩80包括一对向上延伸的延伸部82，该延伸部82包括构造成接纳耦接构件50的突起52以将耦接构件50固定到下罩80的孔84。下罩80还包括一对下突起88，该下突起88构造成定位于阀体34的下部内表面的孔93内，以防止下罩80相对于阀体34旋转。如描述的那样，密封90a，90b和90c定位在阀组件90的下部内表面的孔91a，91b和95中，以防止阀体34内的孔91a，91b和95与下盘72的下表面72b之间漏水。在此说明性实施例中，阀90由橡胶构造并在阀体34的下表面和下盘72之间提供偏置力。密封90可以是2006年5月31日提交的美国专利申请序列号No.11/444,228中所详细说明的那种类型，该申请的内容通过引用而明确结合于本文中。阀体34包括一对凹口35，该凹口35构造成接纳从上罩38延伸的片44，以防止上罩38相对于阀体34旋转。阀体34还包括外螺纹37，该外螺纹37构造成与帽螺母28的内表面上的内螺纹39(图10)相互作用，以将帽螺母28固定到阀体34。
进一步参考图5，当阀组件24耦接到冷热水供应管20和22时，在承载体62和上盘68之间建立减压液压平衡(pressure reducing hydrobalance)。上盘68中的孔70允许来自通道77的水在承载体62和上盘68的上表面68a之间流动。也可以将孔70供应的水供给承载体62的开口67。在说明性实施例中，定义在O形密封圈66内的上盘68的上表面68a区域大于密封90a和90b的组合横截面积，O形密封圈66定位于承载体62的槽63内，而密封90a和90b定位于下盘72的下表面和阀体34之间。换句话说，作用在承载体62和上盘68之间的水压具有比作用在密封90a和90b上的水压更大的表面面积。因此，水压在上盘68的上表面68a上引起网状的向下力，以使上盘68和下盘72之间的任何泄漏最小化。
现在参考图10，显示了阀组件24的剖视图。如以上讨论的，帽螺母28的内部脊31接触上罩38的肩部48，以在上罩38上施加压力。此外，凸缘40定位于帽螺母28和阀体34之间，以防止腐蚀并且在帽螺母28和阀体34之间提供偏置力。上罩38的片42与耦接构件50内的孔60的凹口41相互作用，以将耦接构件50耦接到上罩38。纵向延伸部29延伸穿过耦接构件50内的开口53进入承载体62内的孔64。突起65延伸进入上盘68的上表面中的凹陷处69。如以上讨论的，承载体62和上盘68的直径本质上小于下盘72的直径。
进一步如图10所示，柄组件23的纵向延伸部29使承载体62和下盘68移动，以有选择地调整由阀组件24供应的水的温度和流量。如以上讨论的，一个密封90c定位在阀体34的出口孔95内。出口孔95通到阀体34内径向延伸的出口孔36中。如在此详述的那样，密封90c围绕出口78直接接触下盘72的下表面。出口孔36还与阀体34的轴向延伸的出口孔92连通。孔92可以耦接到喷口16或附属供给线，该附属供给线可以被用于手动喷头或任何其它合适的流体输出装置。
现在参考图10-12，显示阀组件24具有被枢转或定向以将阀组件24的内部构件置于部分开口的位置上的柄26。当柄26处于此方位时，允许等量的热水和冷水经过冷热水入口76a和76b到达出口78。具体参考图11和12，在此方位上，通道77和上盘68下表面68b的位置覆盖各冷、热水入口76a和76b的一小部分。上盘68的中心部73盖住入口76a和76b的绝大部分。当水穿过冷热水入口76a和76b进入通道77时，它注满通道77，混合而产生“温”水，并穿过本质上开向通道77的出口78流出。“温”水然后穿过出口78和密封90运动到达如图1所示的出口孔95和喷口16。
现在参考图13-15，柄26已经向前枢转到不同的方位，使得入口76a和76b实质上不会被上盘68的中心部73盖住或者堵塞。允许更大量的冷热水注满通道77，混合而产生“温”水并穿过出口78流出。如以上讨论的，水然后穿过出口孔95流出阀组件24。在这两个位置中的每一个，来自入口76a和76b的热水和冷水在通道77中混合而产生将穿过出口78流出通道77的温水。在图10-12所示的实施例中，较低流量或数量的水将流出阀组件24。在图13-15中，“满流”或最高流量的水将流出阀组件24。
现在参考图16-18，显示柄26在向后的方向上枢转到充分或完全关闭的方位。在此方位上，阀组件24将被关闭(即，将没有水流过阀组件24)。孔46的扇形区(scallop)或汇合处46a与柄组件23的纵向延伸部29相协作，在完全关闭或零位上时向柄组件23提供制动(detent)。如图16和18所示，上盘68的中心部73完全地盖住或阻塞冷热水入口76a和76b，以防止水注满通道77并穿过出口78流出。即使水将通过任一入口76a和76b泄漏到通道77，水将穿过出口78流出通道77而产生液滴或细流，例如穿过包括阀组件24在内的龙头组件的喷口。如此，通道77防止阀组件24中泄漏的水通过阀组件泄漏到龙头基部12或龙头10下方，这种泄漏可能致使龙头基部12周围或龙头10的手柄14出现腐蚀。如果阀组件24中出现由于邻近端口76a，76b，78的盘68和72损坏而导致的泄漏，漏出的水将穿过出口孔95和任何附接的喷口16或附属品流出阀组件24，而不是在龙头10的基部12周围流出。
图19和20显示了在操作者只期望从阀组件24获得冷水时柄26的方位和上盘68的相应位置。如图所示，当柄26定位在此方位时，上盘68的中心部73完全地盖住或阻塞热水入口76a，并且完全露出或开放冷水入口76b，允许来自露出的端口76b的水通过通道77流到出口78。相反地，在图22和23中，显示的柄26方位打开相对的端口76a(即，允许使用者选择完全的热水流)。如图所示，在此方位上，上盘68的中心部73完全盖住或阻塞先前露出的冷水入口76b，并完全打开先前被盖住的热水入口76a，以允许热水注满通道77并通过出口78流出。
图23-26显示了阀组件24的另一个说明性实施例。现在参考图23和24，阀组件110包括帽螺母112、上罩116、柄组件120、耦接构件130、承载体132、上盘138、下盘144、上密封150、下罩152、下密封154和阀体158。阀组件110类似于前面的实施例所示的阀组件24，然而阀组件110包括两个相对密封面，而不是由阀组件24内的密封90所限定的单密封面。在本实施方式中，承载体132包括内壁134和向下延伸的、与上盘138中的凹口142相互作用的突起136。上盘138还包括构造成接纳承载体132的内壁134的开口140。柄组件120的纵向延伸部129延伸穿过耦接构件130并进入承载体132的内壁134中，以促动承载体132和上盘138。
现在参考图25和26，下盘144包括冷热水入口146a和146b以及出口148。下盘144的下表面包括围绕入口146a和146b以及出口148延伸的通道145。密封150定位于通道145中并与下罩152的上表面中的通道151相对应，如图26所示。下罩152包括围绕入口孔151和出口孔155延伸的通道153。通道153与密封154相对应，该密封154定位于通道153中以提供对阀体158的内部下表面的密封。阀体158包括构造成耦接到冷热水入口供给线和出口供给线的入口孔160和出口孔162。与图21-22所示的由下盘72和阀组件24的阀体34的内部下表面之间的密封90所形成的单层密封面相比，在本实施方式中，阀组件110包括两个密封面150和154。
图27-38D显示阀组件210进一步的说明性实施例。虽然未显示，但类似于上面所详述的那样，帽螺母28和阀体34可以用来接收阀组件210的内部阀组件。阀组件210包括上罩216、温度限制构件218、柄组件220、耦接构件230、承载体232、上盘238、下盘244、上密封250、下罩252和下密封254。承载体232、上盘238和下盘244可以类似于上面所详述的承载体132、上盘138和下盘144。同样地，密封250和254可以如上面所详述的与阀组件110结合那样，与密封150和154类似。
此外，对于阀组件110，上盘238可以包括构造成接收承载体232的内壁134的开口140。还有，下盘244包括冷热水入口146a和146b以及出口148。
如图28所示，柄组件220包括接收柄226的球225。如图28和31所示，柄226可以为大致L形，并且包括向上延伸的腿228a和横向延伸的腿228b。球225可以由热塑性材料模制在柄226的一部分的上方，使得腿228b限定对横向延伸部227的支撑。纵向延伸部或接头229从球225向下延伸，通常与柄226的腿228a相反。以类似于上面所详述的方式，球225通过延伸部229和承载体232将柄226的运动传递到上盘238。
参考图28和32，耦接构件230包括从圆形基部258向下延伸的在直径方向相对的片256。片256构造成被接收在形成于下罩252内的凹口260中，以便于在耦接构件230和下罩252之间的恰当地角定向，并且防止其间的相对旋转。一对在直径方向上相对的凹口262形成在基部258的外边缘内，并且构造成接收上罩216的锁定延伸部或环264。一对在直径方向上相对的凹部266从基部258的上表面268向下延伸，并且构造成接纳上罩216的片270，由此便于在上罩216和耦接构件230之间恰当地角定向。向上延伸的圆柱形壁272耦接到基部258，并且形成具有弧形表面276的空腔274。形成在壁272内的开口278构造成接纳柄组件220的延伸部227。柄组件220的球225构造成以类似于上面关于阀组件24所详述的方式接触耦接构件230的弧形表面276。孔280定位在空腔224的底部，构造成接收柄组件220的延伸部229，而延伸部229进一步接合承载体232。
参考图28和34，温度限制构件218接收中间耦接构件230和上罩216。温度限制构件218包括圆柱体部282和一对向下延伸的偏置构件，说明性地为柔性臂284。柔性臂284具有下接触表面286，该下接触表面286构造成沿着由耦接构件230的基部258的上表面268所限定的滑行面滑动。本体部282包括圆柱形壁286，该圆柱形壁286具有支撑多个说明性地为齿290的指示构件的上表面288。指示器292在齿290上方向上延伸。圆柱体部282的壁286包括面向下的倾斜面294。如在此解释的那样，倾斜面294与柄组件220的横向延伸部227协作，以限制柄226和延伸部229的横向枢转运动(即，相对于入口146a和146b)，因此最高容许温度的水流过阀组件210。
现在参考图28，2931和33，上罩216包括圆柱形外壁296和圆柱形内壁298。壁296和298同轴，由此在其之间限定通道300。温度限制构件218的壁286的上部被支撑以在通道300内运动。边302从外壁296径向向外延伸。向下延伸的环264被边302支撑，并且构造成与形成在耦接构件230内的凹口262、以及形成在下罩252内的闩或片304相协作(图28)。更具体地，环264收容在围绕闩304的凹部306内。每个闩304包括倾斜或斜坡表面308和构造成与各自的环264的内表面312相协作的保持表面310。外壁296包括构造成接收柄组件220的横向延伸部227的接收通道或缝314。
如图31和33所示，多个指示构件，说明性地为齿316，从上罩216的上部构件318向下延伸，并且构造成与温度限制装置218的齿290相协作。弧形缝320形成在上罩216的上部构件318内，并且构造成接收指示器292。与前面所描述的上罩构件38的开口46相类似的开口322形成在上部构件318内。
柄组件220绕侧延伸227的轴324的枢转运动控制水的流量，而柄组件220绕与横向延伸部227的轴324及柄226垂直的轴326的枢转运动控制由阀组件210供给的水的温度。温度限制构件218的倾斜面294控制柄组件220绕轴326的枢转运动量。如下面所进一步详述的，温度限制构件218绕其中心轴328的旋转限制柄组件220绕轴328的许可运动。
如在此所详述的，柄组件220包括通过延伸部229将柄运动传递到上盘238的球225。球225允许球形旋转，同时阻止横向运动。由于阀组件210只需要两个自由度(温度和体积)，绕柄组件220的旋转受到与球225相连的横向延伸部227在相配上罩216的缝314中的操作的阻止。
横向延伸部227在缝314内具有两个运动。第一运动是绕其自身轴线324的枢转运动。第二运动是绕轴326的枢转运动，该第二运动在缝314内基本上是竖直的，并从球225的中心具有恒定的半径。通过缝314的定向，这两个运动可以直接地与阀盘218的温度和体积运动相对应。
由于阀组件210的柄组件220的枢转运动类似于阀组件110的柄组件120的枢转运动(图23)，柄组件220的延伸部227从柄组件120的延伸部27偏移90°。与相对于入口146a和146b和出口148的前后方位相反(图23)，如果延伸部227相对于入口146a和146b位于左右的方位上(图28)，温度将直接与延伸部227在缝314内的运动相关。流量控制运动将转化为延伸部227绕其自身轴线324的旋转。因而，为了限制最高温度，减少或限制了延伸部227在缝314内的行程。限制构件218包括与球225上的延伸部227相接合的倾斜面294。当温度限制构件218绕阀组件210的轴328旋转时，倾斜面294的可与延伸部227接合的点被设在不同的高度，并且由此限制了延伸部227在缝314内的行程。这也限制了上盘238相对于包括热水入口146a在内的下盘244的运动。
温度限制构件218的齿290与上罩216上的对应齿316相啮合。该啮合阻止了温度限制装置218在负载作用下打滑并且提供制动以显示离散的调整位置。温度限制构件218的柔性臂284在啮合的齿290，316上提供预负载，以防止温度限制构件218因振动而打滑。该预负载还有赋予调节器触觉反馈以防止过度矫正温度限制构件218。温度限制构件218的片或指示器292还穿过上罩216的缝320伸出，并且为设定温度的使用者提供可见指示。可以在上罩216上设置标记以在缝320中提供指示器292相对位置的参考点。
现在进一步参考图29，30和35A-35C，以温度限制构件218定位在下限位置“L”上的状态来说明阀组件210。在图29中，指示器292显示了上罩216的缝320内的下限位置。在图29，30和35A中，柄组件220处于完全地闭合的位置。如上面所详述的，这意味着上盘238接合下盘244，以致水均不从热或冷入口146a和146b流到出口148。如图35B所示，阀组件220移到开启热极限位置。此外，柄组件220绕轴324枢转到开启流动位置，并还绕轴326枢转到由温度限制装置218的倾斜面294所定义的温度极限位置。换句话说，由于延伸部227与温度限制构件218的倾斜面294的接合，柄组件220绕轴326尽可能枢转到其热、或左侧的位置。图35C说明阀组件210在开启冷极限位置，由于延伸部227和基部258之间的结合，阀组件220在该位置上尽可能枢转到其冷、或右侧的位置。
图36-38D显示了温度限制构件218在最高极限位置“H”上的阀组件210。在图36中，指示器362显示了上罩216的缝320内的最高极限位置。换句话说，温度限制构件218已经从图29，30和35A-35C所示的位置逆时针旋转大约90度。这种旋转伴随有抵抗臂284的偏置而将温度限制构件218压下，使得齿290脱离上罩216的齿316。温度限制构件218则能够由于臂284的滑行面286抵靠耦接构件230的滑动面268而自由旋转，使得指示器292在弧形缝320内运动。
图36-38A说明柄组件220在完全闭合的位置。图38B显示在混合温度位置的柄组件220，在该混合温度位置上，水从冷热入口146a和146b两者流到上盘244的出口148。图38C说明在开启热极限位置的柄组件220，在该开启热极限位置上允许最大流量通过热水端口到达出口148。如对照图38C和图35B所清楚说明的，图38C中的柄进一步绕轴326朝向热水位置或向左旋转。这是因为延伸部227和倾斜面294之间的接触点在图38C中比在图35B中更高。如上面所详述的，在图36-38D中，温度限制构件218已经从图29，30和35A-35C所示的位置逆时针旋转大约90°。图38D说明柄组件220在开启冷极限位置，该开启冷极限位置本质上与图35C中说明的位置相同。
尽管已经参考某些最佳实施方式详细说明了本发明，各种变化和改进不会脱离后述的权利要求中所描述的和所定义的本发明的精神和范围。

Claims (38)

1.一种用于控制龙头中水流的阀组件，其特征在于，所述阀组件包括：
阀体，该阀体包括冷、热水入口和出口；
下盘，该下盘包括对应于所述冷、热水入口和出口的第一、第二和第三端口，所述下盘由所述阀体支撑；和
上盘，该上盘包括上表面和下表面，所述下表面定位为与所述下盘接合，并且包括用于选择性地与所述第一、第二和第三端口连通的外周通道。
2.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述上盘和下盘中的至少一个由金属材料构成。
3.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述上盘和下盘中的至少一个由陶瓷材料构成。
4.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述上盘和下盘中的每一个均限定大致呈圆形的周界，所述通道沿所述圆形的周界延伸。
5.如权利要求4所述的阀组件，其特征在于，所述通道包括V形部分。
6.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述上盘包括贯穿其中的孔。
7.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述通道沿所述上盘的下表面成圆周状延伸。
8.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述上盘的下表面包括向外延伸的中心突起。
9.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述上盘的下表面包括中心密封部，该中心密封部与所述下盘配合从而形成所述的通道。
10.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述上盘的下表面包括外环形壁和限定所述通道的中心部，所述中心部在所述冷、热水入口之间延伸。
11.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，进一步包括：
可操作地与所述上盘连接的柄组件；和
包括接合面的温度限制构件，该接合面构造成为热水设限，用以限制所述柄组件的运动，从而限制通过所述下盘的热水流。
12.如权利要求11的阀组件，其特征在于，所述温度限制构件是可调整的，能够改变所述接合面相对于所述柄组件的位置，由此调整所述热水极限。
13.如权利要求11所述的阀组件，其特征在于，所述温度限制构件包括用于设定所述热水极限的指示构件。
14.一种用于控制龙头中水流的阀组件，其特征在于，所述阀组件包括：
阀体，该阀体包括入口和出口；
阀机构，该阀机构构造成可选择地控制从所述入口到所述出口的水流，所述阀机构位于所述阀体内；
上罩，该上罩包括内部空腔；
球，该球包括柄和两个自球横向延伸的延伸部，该球适于定位在所述上罩的内部空腔中，可在一定范围内动作；和
耦接构件，该耦接构件构造成与所述上罩相连以固定所述球，所述耦接构件包括能够适配所述球的空腔和多个朝向所述上罩延伸的片，所述片靠近所述球的延伸部，并沿球的动作范围限定出连续的滑行面。
15.如权利要求14所述的阀组件，其特征在于，所述球包括从所述球纵向延伸的第三延伸部。
16.如权利要求14所述的阀组件，其特征在于，所述延伸部由减少磨损的材料构成。
17.如权利要求14所述的阀组件，其特征在于，所述片定位成限制所述球的动作范围。
18.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述球的柄和自球横向延伸的两个延伸部中的一个之间定义为第一角，该第一角大于90度，所述柄和另一个所述延伸部之间定义为第二角，该第二角小于90度。
19.一种用于控制龙头中水流的阀组件，其特征在于，所述阀组件包括：
阀体，该阀体包括入口和出口；
多个盘，该多个盘构造成控制从所述入口穿过所述阀体到所述出口的水流。
上罩，该上罩包括限定内部空腔的本体和从所述本体延伸进入所述空腔内的柔性弧形肋；
耦接构件，该耦接构件构造成连接所述上罩；和
包括柄的球，该球位于所述上罩和所述耦接构件之间的所述内部空腔中，与所述柔性弧形肋相接合，所述球构造成促动所述多个盘中的至少一个，从而可选择地控制通过所述阀组件的水流。
20.如权利要求19所述的阀组件，其特征在于，所述柔性弧形肋构造成向所述的球施加径向压力。
21.如权利要求20所述的阀组件，其特征在于，进一步包括帽螺母，该帽螺母不仅适于与所述阀体连接，还适于向所述上罩提供压力。
22.如权利要求21所述的阀组件，其特征在于，所述柔性弧形肋包括第一和第二彼此间隔的部分。
23.如权利要求22所述的阀组件，其特征在于，所述柔性弧形肋形成在所述上罩内。
24.一种用于控制龙头中水流的阀组件，其特征在于，所述阀组件包括：
阀体，该阀体包括内部空腔和与该内部空腔连通的冷、热水入口以及出口；
上罩，该上罩包括阀促动器；
下罩；
位于所述下罩内的下盘，该下盘包括与所述冷、热水入口和出口相对应的多个端口；
位于所述下盘上方的上盘，该上盘包括上表面和下表面，所述下表面包括能与所述多个端口相互作用的第一通道，所述上表面包括穿过其中的孔和至少一个凹部；
位于所述上盘上方的承载体，该承载体构造成与所述上盘协同作用，使所述孔导致水对所述上盘的上表面加压以产生压力换向液压平衡，所述承载体适于与所述阀促动器相互作用；和
适于与所述阀体连接的帽螺母，所述帽螺母构造成将所述上罩和下罩固定在所述阀体的内部空腔中。
25.如权利要求24所述的阀组件，其特征在于，所述承载体限定周界，并包括上表面和下表面，所述上表面适于与所述阀促动器相互作用，所述下表面包括延伸部和沿所述周界延伸的第二通道，所述延伸部构造成与所述上板上表面内的凹部协同作用。
26.如权利要求25所述的阀组件，其特征在于，进一步包括第一密封，该第一密封适于纳入所述第二通道中，位于所述承载体与所述上板的上表面之间。
27.如权利要求26所述的阀组件，其特征在于，进一步包括第二密封，该第二密封位于所述阀体和所述下盘之间，所述第二密封限定出突出表面面积。
28.如权利要求27所述的阀组件，其特征在于，所述第一密封限定的突出表面面积大于所述第二密封限定的突出表面面积。
29.一种用于控制龙头中水流的阀组件，其特征在于，所述阀组件包括：
阀体，该阀体包括内部空腔和与该内部空腔连通的入口以及出口；
阀机构，该阀机构包括上罩和与所述上罩连接的下罩，所述上罩包括阀促动器，所述上罩包括位于所述阀体上方的外凸缘，所述下罩包括由所述阀促动器促动的阀，所述阀机构位于所述阀体的内部空腔中；和
帽螺母，该帽螺母适于与所述阀体连接，从而将所述阀机构固定在所述阀体的内部空腔内，所述帽螺母包括内部脊，该内部脊适于接触所述上罩的外凸缘，从而在所述帽螺母和所述阀体之间提供间隔。
30.如权利要求29所述的阀组件，其特征在于，当所述帽螺母连接到所述阀体时，所述帽螺母对所述阀机构提供压力。
31.如权利要求29所述阀组件，其特征在于，所述帽螺母包括孔，适于收纳所述阀促动器的一部分。
32.如权利要求29所述的阀组件，其特征在于，所述帽螺母包括第二内部脊，适于接触围绕所述上罩圆周延伸的肩部。
33.如权利要求29所述的阀组件，其特征在于，所述凸缘防止所述阀体和帽螺母之间的磨损。
34.一种用于控制龙头中水流的阀组件，其特征在于，所述阀组件包括：
阀体，该阀体包括内部空腔、与所述内部空腔连通的冷、热水入口和与所述内部空腔连通的出水口；
阀机构，该阀机构包括上罩和与所述上罩连接下罩，所述上罩包括阀促动器，所述下罩包括上盘和下盘，所述下盘包括与所述冷、热水入口和所述出水口配合的多个端口，所述上盘由所述阀促动器促动，用以选择性地使水在所述龙头中流动，所述阀机构位于所述阀体的内部空腔中；和
单密封面，该单密封面位于所述阀体和所述阀机构之间的阀体内部空腔中，所述密封面接触所述下盘。
35.如权利要求34所述的阀组件，其特征在于，进一步包括适于连接到所述阀体的帽螺母，该帽螺母构造成将所述上罩和下罩固定在所述阀体的内部空腔中。
36.如权利要求34所述的阀组件，其特征在于，当所述帽螺母耦接到所述阀体时，所述密封面向上推所述下盘。
37.如权利要求34所述的阀组件，其特征在于，所述密封面由橡胶构成。
38.如权利要求34所述的阀组件，其特征在于，所述密封面包括适于定位在所述冷热、水入口和所述出水口内的多个密封。
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