专利名称：防烫安全阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装于浴室用出水终端的元件，尤其是一种能阻断高热流水 的防烫安全阔。
背景技术：
花洒、莲蓬头、浴缸出水口和水龙头是浴室的出水终端元件，是现代家庭 必备的管路元件。从使用功能上来分，大体有浴室用龙头、面盆龙头、厨房龙 头三种， 一般都有统一的风格和形式。浴室用龙头又分为浴缸龙头和淋浴龙头， 浴缸龙头它装于浴缸一边上方，用于开放冷热混合水，可接冷热两根管道的 称为双联式；启闭水流的结构有螺旋升降式、金属球阀式、陶瓷阀芯式等；淋 浴龙头它安装于淋浴房上方，用于开放冷热混合水，阀体亦多用黄铜制造， 外表有镀铬、镀金等，启闭水流的方式有螺杆升降式、陶瓷阀芯式等，淋浴龙 头有软管花洒和嵌墙式花洒之分，具特殊功能的有恒温龙头，带过滤装置的龙 头及有抽拉式软管的龙头等；面盆龙头它安装在洗面盆上，用于放冷水、热 水或冷热混合水等；多功能厨房龙头如果您的厨房里有热水管线，这种龙头 也应该是双联的。
目前，公知的冷热水系统分冷水水管路和热水管路，混合后经水龙头或阀 流出，混合后水温的调节靠手动旋转手柄来调节。水龙头按照手柄分单柄类、 带90°开关的和传统的螺旋稳升式橡胶密封的水龙头。热水与冷水的出水压力 不同，在热水与冷水混合后水流的温度不能很好的控制，手柄的旋转无法实现 精确的角度控制，热水与冷水的混合属于随机的比例。在不知道水温的情况下 打开水龙头出来的水流的温度可能较高，对于行动不便如儿童、智障人士或残疾人士，会出现烫伤的事故，并且调节的过程无法保证精度，出现忽冷忽热。 水管里面开始的水是冷水，旋转手柄放热水时也需要先放光管道里的冷水才能 出现热水或是混合水，如果手柄的旋转角度小冷水的比例大于热水的比例，混 合水的温度不高，如果手柄的旋转角度大，则热水的比例可能大于冷水的比例， 出现水温过高的情况，容易发生烫伤的事故。
针对这种情况，有人进行了研究并申报了专利，专利号为94216147.5，专 利名称为自动防烫脚踏淋浴阀，该产品带有混水阀筒和出水阀筒的阀体，分别 装在两阀筒内的温度自动调节机构和脚踏出水控制机构及固定在阀体下端的阀 盖所组成；出水阀筒与混水阀筒相通。由于温度自动调节机构中的记忆合金弹 簧会根据温度改变其自身长度，因而能带动导向杆上的阀芯来控制热水流量。 使混合水温度被控制在5 5'C以下，达到防烫之目的，适用于工矿、企业、家 庭浴室内的冷热水混合控制。这种结构采用记忆合金弹簧来调节热水进水口的 大小，响应变化慢，调节灵敏度底。
针对这种情况，有人进行了研究并申报了专利，专利号为00221518.7,专 利名称为防烫智能安全阀，该产品包括内接头、导套、外接头、机械感温元件、 弹簧组成，导套、感温元件、弹簧置入接头内空间，内接头旋入外接头，内接 头与外接头均开有通孔，导套支承在接头一端台阶上，并支承波纹管机械感温 元件的一端，波纹管感温元件的另一端与弹簧接触，弹簧另一端装在外接头导 套台阶上，波纹管感温元件此端与接头内壁有台阶状空隙。当烫水的温度超过 某一安全温度时，自动将水流关断。这种结构采用一级调节，调节的范围小， 不能在温度变化范围不同时调节。
还有人申报了专利号为02237056.0，名称为含压力平衡阀的防烫水龙头的 专利，该专利包含有一水龙头本体及一压力平衡阀。其中该水龙头本体的混合 阀室的冷水出水孔道下端连接一平衡阀室，热水出水孔道下端连接一与平衡阀 室下端连通的槽室水龙头本体两侧的冷、热水进水孔道分别与平衡阀室上、下
段连通；该压力平衡阀系由一外套管、 一内套管及一塞盖组成，该外套管套结 有三止水环，其管壁各设有环状间隔镂空孔槽，套管一端延伸出一中空外螺纹 段，内套管内部中央设置的隔板左右两侧的管壁亦各设有环状间隔镂空孔槽， 塞盖中段设置相对的两出水缺口。藉由上述结构，压力平衡阀组装于水龙头本 体的平衡阀室内，当冷水水压降低时，可自动停止热水进入，而避免造成烫伤。 这种结构加工与装配复杂，工艺要求较高。
发明内容
本发明解决了现有技术中热水流量控制不足，容易引起烫伤的问题，提供 一种能方便控制热水流量，能迅速截断或减少高温热水流量的防烫安全阀。
本发明还解决了现有技术中控制流量单一的问题，提供一种能在不同阶段 控制热水流量的防烫安全阀。
本发明的再一目的是在控制热水水流的工程当中是自动的，无需使用人员 进行调整
本发明解决其技术问题所采用地技术方案是 一种防烫安全阀，阀体内设 有通道，通道的两端分别与进水口与出水口相连，通道内设有阀芯，其中，所 述的防烫安全阀可以使用在出水终端装置内，所述的阀芯靠近进水口的一端为 膨胀腔I，另一端为帽盖I,帽盖I与设于阀体内部的倒角I相配合可形成环形 封闭面，帽盖I与膨胀腔I之间套有定位片，膨胀腔I的内壁封有弹性体I，弹 性体I的前端设有顶针I，顶针I的另一端顶住帽盖I的中间部位，出水口端与 阀芯之间设有复位装置。阀体内可以只设置一个阀芯，膨胀腔受热膨胀，引起 弹性体弹性变形，推动顶针，继而使帽盖与阀体内部的倒角紧密接触，使安全 阀的内部空腔关闭，起到截断高温热水的作用；平面与平面接触如果平面度和 粗糙度没有达到要求，接触面之间会产生间隙，密封不严，所以帽盖的端部与 阀体的内部通道的倒角配合，形成密封，帽盖与倒角之间的空隙根据多次实验 测得，膨胀腔内部的填充物的多少决定膨胀程度，进而影响帽盖端部与倒角之间闭合的时间和程度，要求闭合时保证水流不会流出；弹性体第一作为膨胀腔 内遇热膨胀物的封口，第二膨胀物的膨胀带动弹性体的变形，从而推动顶针使 帽盖与倒角接触，闭塞水流通道。
另一种方案为所述的阀体内设有2-3个首尾相连的阀芯，即前一级阀芯的 膨胀腔的尾端顶住后一级阀芯的帽盖端，所述的复位装置设置在最前一级的阀 芯与出水口之间，最后一级阔芯与进水口端设有定位装置。按照流水的方向， 最先与水流接触的为后，晚接触的为前；采用多级调节可以对热水的温度进行 多阶段的控制，膨胀腔受热膨胀，推动顶针，继而使一级调节和二级调节的端 部与各自的相配合部分紧密接触，不同温度引起不同级的膨胀腔膨胀，完成各 部位的关闭工作，温度低时，第一级调节的膨胀腔II先工作， 一级关闭，温度 提高，二级调节的膨胀腔I工作，二级关闭，温度没达到最大限度时，膨胀腔 的膨胀没有达到最大级限，在配合接触部位会留下不同大小的空隙供水流流通， 当温度达到设定的最大限度时，每级调节的膨胀腔都工作，使安全阀的内部空 腔关闭，起到截断高温热水的作用；复位装置在原始状态保证帽盖与倒角之间 有合适的间隙，膨胀物遇热膨胀后，推动帽盖顶住倒角，温度下降，膨胀物复 原后，在复位装置的作用下，帽盖与倒角还能分开使通道畅通；定位装置是为 了固定膨胀腔的位置。
其中，所述的多极阀芯的第一级阀芯的帽盖II与膨胀腔II之间设有外缘依 靠于通道内壁的导向片，第一级的阀芯可以在通道内滑动。通道内的水流到一 定温度时，每级的膨胀物都膨胀，于是各级的阀芯相继动作，由于各级的膨胀 物的体积不同，膨胀的程度不同，每一级的阀芯动作的幅度都不相同，考虑加 工的工艺要求，第一级的阀芯不设与垫片相配的台阶，还提高这一级阀芯的灵 敏度，整个安全阀是从出水口端的阀芯先开始关闭，依次往出水口端的阀芯关 闭。
膨胀腔的结构可以采用多种形式，第一种，所述的膨胀腔呈圆柱状，开口
处弯成卡环状，紧紧压住弹性体，并延长开口周边形成长环柱，长环柱内穿有 顶针I，遇热膨胀物为石蜡，膨胀腔底部拧有密封盖，膨胀腔内封有弹性体，考 虑弹性体的变形与所需顶针的移动量，膨胀腔的开口处做成长环柱，中间的直 径小于填充石蜡的内腔的直径，所述的遇热膨胀物有很多种，石蜡作为优选， 采用石蜡作为遇热膨胀物，石蜡对温度敏感，通过试验可以得出温度与石蜡的 含量的多少的关系。
第一种方案的膨胀腔的卡环制作麻烦，工艺性差，作为优选，采用第二种， 所述的膨胀腔呈圆柱状，内嵌有刚性顶针套I，顶针套I端部紧紧压住弹性体I， 膨胀腔的内壁与顶针套I和弹性体I的边缘接触形成卡环，顶针套I内穿有顶针 I，遇热膨胀物为石蜡，顶针套中间的通孔与顶针相配形成间隙配合。顶针放置 在顶针套内形成间隙配合，可自由滑动，在弹性体变形的作用下，往外伸出，
推动套在顶针上的帽盖前进，压住阀体的内腔壁；如果不压紧弹性体，在运动 过程中会脱出掉落在阀体的内腔，膨胀腔内的石蜡也会从里边渗出，刚性顶针 套顶住弹性体的边缘部位，使弹性体的变形集中到中间，给顶针足够的移动量。
所述的顶针套I与弹性体I接触面上布有凹槽，弹性体I的对应面上设有凸 体，凸体嵌入在凹槽内。设置凹槽与凸体是为了压住弹性体，膨胀腔的弯边的 长度小，防止弹性体在变形时弹性体边缘脱出压紧边而掉落。
所述的阀体进水口处设有锥形螺纹，螺纹上旋有支座；所述的固定装置为 膨胀腔与支座之间的弹簧h所述的阀体在出水口端设有台阶n，台阶II上倒有 倒角n,帽盖n与倒角n能形成紧密配合，所述的复位装置为设置在台阶n与 帽盖n之间的弹簧ii。复位装置保证膨胀腔复原后，帽盖与倒角恢复到原始状
态，留有一定的空隙，使水流畅通；在进水口处设置成锥螺纹，支座可以很方
便的拧紧作为弹簧II的支撑，锥螺纹在密封上有一定的效果。
所述阀体内设有台阶I，定位片放置在台阶I上，在原始状态时，使帽盖I 与倒角I之间有一个间隙，定位片和导向片上开有流水的通道。定位片安置在 台阶处，定位阀芯，防止阀芯在通道内任意移动而堵塞通道。
所述的弹簧I和弹簧II呈喇叭状，套置在阀芯那端的直径小于弹簧的另一
端，弹簧i所需的变形力大于弹簧n所需的变形力。弹簧压紧通道内部的阀芯， 保证不会在通道内部来回滑动，两端的弹簧的弹力的不同，出水口端的弹簧的 弹力小于进水口端的弹簧的弹力，保证阀芯在膨胀物膨胀的情况下不会朝着进 水口端移动，只能往出水口端移动即帽盖不会远离通道内相应位置处的倒角。
所述的阀体出水口端为球形，通道为布置在阀体中心轴线上的直通管道， 所述的台阶为与中心轴线同轴的环，阀芯的中心轴线与阀体的中心轴线重合。 同轴加工方便，工艺性好。
本发明的有益效果是本发明可以用在莲蓬头和花洒内，也可以用在浴缸 出水口内，阀体内部的阀芯可以来回动作，膨胀腔内的膨胀物受热膨胀，顶针 上的帽盖与阀体内壁的倒角接触形成紧密配合截断高温水流，防止行动不便的 人员烫伤；内部的阀芯分成多极工作，在不同温度的情况下，膨胀物的膨胀程 度不同，从而控制各级调节分次动作；通过膨胀物的多寡决定阀芯关闭的温度， 来确定需要调节的水流的温度，实现自动控制，无需人工转换。
图1是本发明一种方案的结构示意图； 图2是本发明一种阀体的剖视图； 图3是本发明一种阀芯的结构示意图； 图4是本发明另一种阀芯的结构示意图； 图5是本发明另一种方案的结构示意图； 图6是本发明另一种阀体的剖视图； 图7是本发明一种膨胀腔的结构示意图； 图8是本发明的一种装配位置示意图9是本发明的另一种装配位置示意图； 图10是本发明的第3种装配位置示意图。
图中1、阀体，2、弹簧II， 3、帽盖II， 4、导向片，5、通道，6、帽盖I， 7、定位片，8、弹簧I， 9、支座，10、阀芯，11、顶针I， 12、顶针套I， 13、 弹性体I， 14、凹槽，15、石蜡，16、膨胀腔I， 17、凸体，18、卡环，19、长 环柱，20、第一级阀芯，21、顶针II， 22、顶针套II， 23、弹性体II， 24、膨 胀腔II， 25、密封盖，30、出水口， 31、台阶II， 32、倒角II， 33、台阶I， 34、 锥螺纹，35、进水口， 36、倒角I， 37、浴缸出水口， 38、浴缸，39、花洒，40、 莲蓬头。
具体实施例方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的 说明。
实施例1:阀体1的端部为球形，整体光滑无刃边，阀体的内部设有直通 的通道5，通道的两端分别为进水口35和出水口30,阀体内的通道为阶梯状， 靠近出水口端设有台阶I131，台阶II上倒有倒角I132，通道的中间位置设有倒 角136，靠近倒角朝向进水口的位置上设有台阶I33，出水口处设有锥螺纹34， 各台阶、倒角等与通道中心轴线重合(参见附图2)，通道内部设有2个首尾相 连的阀芯，即第一级阀芯20的膨胀腔1124的尾端顶住后一级阀芯10的帽盖16 的前端，膨胀腔II的尾部为内凹面，与帽盖I6之间形成一个空腔，帽盖I的前 端为圆角与通道内的倒角136相配合可形成封闭面，膨胀腔呈圆柱状，内填充 有石蜡15，膨胀腔116和膨胀腔1124内封有弹性体113和弹性体1123，刚性顶 针套112和顶针套1122端部紧紧压住弹性体I和弹性体II，膨胀腔的内壁与顶 针套和弹性体的边缘接触形成卡环18，顶针套I和顶针套II内穿有顶针111和 顶针1121，顶针套中间的通孔与顶针相配形成间隙配合，顶针套I与弹性体I 的接触面上设有凹槽14，在弹性体I上的相应位置处设有凸体17，凹槽与凸体
相配合(参见附图3附图4)，帽盖I与膨胀腔I之间隔有定位片7，定位片放置 在通道内的台阶I上，此时帽盖I与倒角I之间有一定的间隙，第一级阀芯的顶 针II的端部套有帽盖I13，帽盖II与膨胀腔II之间隔有导向片4，导向片的外缘 依靠于通道内壁，第一级阀芯可在通道内滑动，导向片与定位片上都设有水流
的通道，帽盖n的端部为圆角与倒角n配合可形成封闭面，台阶n与帽盖n 之间设有弹簧H2，此时帽盖n与倒角n之间留有一定的间隙，出水口35端的
锥螺纹上旋有支座9，支座的中央设有流水通孔，支座与膨胀腔I之间设有弹簧 18 (参见附图1)。
水流从进水口进入安全阀，首先接触膨胀腔I,膨胀腔I内的石蜡遇热膨胀， 弹性体I变形推动顶针I,顶针I顶动帽盖I使帽盖往出水口端移动，同时第一 级阀芯也往出水口端移动，但此时温度不是很高，帽盖I与倒角I之间没有全部
封闭，还有留用空隙，第一级阀芯的膨胀腔n内的石蜡遇热膨胀，弹性体n变 形推动顶针n，顶针n顶动帽盖ii使帽盖ii端圆角的接近倒角ii，随着温度的 升高，帽盖ii顶住倒角n形成密封，截断水流，温度进一步升高，帽盖i也顶 住倒角i形成密封；当水流温度回落时，石蜡收縮，在弹簧ii的作用下，帽盖 与倒角分开，使通道畅通。
实施例2:阀体内只设置了一个阀芯，通道内的结构随之调整，台阶1132 接近阀体的中部,弹簧112设置在阀体的中部位置，台阶II与阀芯的帽盖I之间。 这一方案的调节只有一级，温度一高帽盖I就与倒角I闭合，截断水流(参见附 图5附图6)，阀芯的内部结构与实施例相同。
实施例3:阀芯上的圆柱状膨胀腔116的尾端为设有密封盖25，膨胀腔I 的内边设有螺纹，密封盖的边缘上设有与膨胀腔I上的螺纹相配的螺纹，膨胀 腔I内填充有石蜡，内还封有弹性体，膨胀腔I开口处弯成卡环状，紧紧压住弹 性体，并延长开口周边形成长环柱19，长环柱内穿有顶针I (参见附图7)。
防烫安全阀可以装在浴缸38的浴缸出水口37的里边(参见附图8)，或者
装在花洒39的内部和莲蓬头40的尾部(参见附图9附图10),
权利要求
1、一种防烫安全阀，阀体内设有通道，通道的两端分别与进水口与出水口相连，通道内设有阀芯，其特征是所述的防烫安全阀可以使用在出水终端装置内，所述的阀芯(10)靠近进水口(35)的一端为膨胀腔I(16)，膨胀腔内填充有遇热膨胀物，另一端为帽盖I(6)，帽盖I与设于阀体内部的倒角I(36)相配合可形成环形封闭面，帽盖I与膨胀腔I之间套有定位片(7)，膨胀腔I的内壁封有弹性体I(13)，弹性体I的前端设有顶针I(11)，顶针I的另一端顶住帽盖I的中间部位，出水口(30)端与阀芯之间设有复位装置。
2、 根据权利要求l所述的防烫安全阀，其特征是所述的阀体(1)内设 有2-3个首尾相连的阀芯，即前一级阀芯的膨胀腔的尾端顶住后一级阀芯的帽 盖端，所述的复位装置设置在最前一级的阀芯与出水口之间，最后一级阀芯与 进水口端设有定位装置。
3、 根据权利要求2所述的防烫安全阀，其特征是所述的多极阀芯的第 一级阀芯(20)的帽盖II (3)与膨胀腔II (24)之间设有外缘依靠于通道内 壁的导向片(4)，第一级阀芯可以在通道内滑动。
4、 根据权利要求1或2或3所述的防烫安全阀，其特征是所述的膨胀 腔呈圆柱状，内嵌有刚性顶针套I (12)，顶针套I端部紧紧压住弹性体I，膨 胀腔的内壁与顶针套I和弹性体I的边缘接触形成卡环(18)，顶针套I内穿有 顶针I (11)，遇热膨胀物为石蜡(15)，顶针套中间的通孔与顶针相配形成间 隙配合。
5、 根据权利要求1或2或3所述的防烫安全阀，其特征是所述的膨胀 腔呈圆柱状，开口处弯成卡环状，紧紧压住弹性体，并延长开口周边形成长环 柱(19)，长环柱内穿有顶针I (11)，遇热膨胀物为石蜡，膨胀腔底部拧有密 封盖(25)。
6、 根据权利要求4所述的防烫安全阀，其特征是所述的顶针套I与弹 性体I接触面上布有凹槽(14)，弹性体I的对应面上设有凸体(17)，凸体嵌 入在凹槽内。
7、 根据权利要求1或2或3所述的防烫安全阀，其特征是所述的阀体 进水口处设有锥形螺纹(35)，螺纹上旋有支座(9);所述的固定装置为膨胀 腔与支座之间的弹簧I (8);所述的阀体在出水口端设有台阶II (31)，台阶II 上倒有倒角II (32)，帽盖II与倒角II能形成紧密配合，所述的复位装置为设 置在台阶II与帽盖II之间的弹簧II (2)。
8、 根据权利要求1或2或3所述的防烫安全阀，其特征是所述阀体内 设有台阶I(33),定位片放置在台阶I上，在原始状态时，使帽盖I与倒角I 之间有一个间隙，定位片和导向片上开有流水的通道。
9、 根据权利要求7所述的防烫安全阀，其特征是所述的弹簧I和弹簧 II呈喇叭状，套置在阀芯那端的直径小于弹簧的另一端，弹簧I所需的变形 力大于弹簧II所需的变形力。
10、 根据权利要求l所述的防烫安全阀，其特征是所述的阀体出水口端为球形，通道为布置在阀体中心轴线上的直通管道，所述的台阶都为与中心轴 线同轴的环，阀芯的中心轴线与阀体的中心轴线重合。
全文摘要
本发明涉及一种能阻断高热流水的防烫安全阀。阀体的通道内设有1-3个首尾相连的阀芯，阀芯上设有填充有遇热膨胀物的膨胀腔，密封用的弹性体和传动的顶针及帽盖，阀芯的一端设复位装置，另一端设定位装置。水流流经阀芯，遇热膨胀物膨胀使弹性体变形，推动顶针和帽盖使通道封闭，阀芯根据水流的不同温度可以分级关闭，起到控制不同水温的需要，截断迅速，响应时间短，实现自动控制。
文档编号F16K1/00GK101178128SQ200610154528
公开日2008年5月14日 申请日期2006年11月6日 优先权日2006年11月6日
发明者李志信 申请人:宁波鼎龙卫浴器材有限公司