一种恒温阀芯的制作方法

本实用新型涉及一种阀芯，具体来说，本实用新型涉及一种适用于诸如淋浴设施的恒温阀芯。

背景技术：

现有恒温阀芯大多使用石蜡温包作为热敏元件。其缺点为：

一、石蜡驱动需要的密封件属易损件，且占用空间较大，损坏后会失去控温效果，存在较大的安全隐患；

二、石蜡驱动的温度区间较窄，且驱动时属于突然释放，容易造成温度跳跃式变化，影响沐浴的舒适性。

此外，也有采用形状记忆合金的阀芯，但其由于内部结构复杂，通常导致尺寸较大。

本申请人在先申请的申请号为2018210785810的恒温阀芯，将偏置弹簧放置于形状记忆合金弹簧内部，只需要将核心温控原件和偏置弹簧更换，就可以替代之前的石蜡恒温阀芯，从而减小该阀芯的尺寸，节省原料。但是限制出水流量后，恒温阀芯各项性能可能会受影响，因此有必要继续对恒温阀芯进行改进。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种恒温阀芯，其能够简化结构设计、减小体积、有效解决了由于限制出水流量而导致恒温阀芯控温性能以及各项性能不稳定的现象。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：一种恒温阀芯，包括上阀体和与其连接的下阀体，上阀体和与其连接的下阀体，所述下阀体的内腔中设置有形状记忆合金弹簧以及滑块，所述形状记忆合金弹簧内设置偏置弹簧套，所述偏置弹簧套内设偏置弹簧并通过位于底部的底盖对其限位，其中，所述下阀体的侧壁自上而下依次设置热水进口、冷水进口及出水口，所述下阀体的底部设有台阶，所述下阀体底部中心设有贯穿的中心通孔，所述下阀体上中心通孔周围设有均布的出水孔，所述下阀体的侧壁设置有出水口。

上述的恒温阀芯，其中，所述形状记忆合金弹簧固定装配在下阀体底部台阶之内，所述偏置弹簧套的上端穿出有顶杆，所述偏置弹簧套底部穿过下阀体中心通孔，所述偏置弹簧套与下阀体底部中心通孔为间隙配合。

上述的恒温阀芯，其中，所述滑块连接于所述偏置弹簧套的上部外侧并受所述形状记忆合金弹簧的弹性作用力，所述滑块具有若干个沿其高度方向的贯穿通孔，所述上阀体安装调节旋钮，所述调节旋钮的底部螺纹连接调节块，所述顶杆的末端穿入至所述调节块所开设的安装孔内。

上述的恒温阀芯，其中，所述滑块的顶部开设凹槽，所述滑块的底部开设环形槽，所述贯穿通孔连通所述凹槽和所述环形槽。

上述的恒温阀芯，其中，所述滑块与所述形状记忆合金弹簧之间设置梅花型垫片，所述梅花型垫片具有与所述形状记忆合金弹簧接触的底部以及由所述底部向着所述环形槽延伸的中间突出部，所述形状记忆合金弹簧通过所述梅花型垫片对所述滑块施加弹性作用力。

上述的恒温阀芯，其中，所述调节旋钮通过卡簧限位在所述上阀体上。

上述的恒温阀芯，其中，所述调节旋钮的周向与所述上阀体之间设置有第一密封圈与第二密封圈。

上述的恒温阀芯，其中，所述滑块与所述下阀体之间设置有第三密封圈。

上述的恒温阀芯，其中，所述台阶为用于固定记忆弹簧位置的圆形台阶，所述偏置弹簧套底部与下阀体底部镶嵌在一起，所述出水孔的数目为8个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：采用优化的结构设计，下阀体底部设有圆形台阶用于固定记忆弹簧位置，使记忆弹簧作用力处于阀体轴线上，底部设有中心通孔，偏置弹簧套穿过下阀体中心通孔，固定偏置弹簧套，避免偏置结构中滑块在工作中出现倾斜，中心通孔周围设置有均布的出水孔，下阀体侧壁设置有出水口，增大出水通道大小，最大限度的减小了限流条件下阀体内部压力变化及回流对阀芯控温效果的影响。

附图说明

图1为本实用新型的恒温阀芯的一个实施例的示意图；

图2为图1中偏置弹簧套的示意图；

图3为图1中滑块的示意图；

图4为与图3对应的俯视图；

图5为图1中梅花型垫片的俯视图；

图6为图1中调节块的示意图；

图7为与图6对应的俯视图；

图8为图1中的下阀体示意图；

图9为与图8对应的俯视图。

附图标记说明

1-调节旋钮；2-上阀体；3-顶杆；4-热水进口；5-冷水进口；6- 梅花型垫片；7-下阀体；8-出水口；9-卡簧；10-第一密封圈；11-第二密封圈；12-调节块；13-滑块；14-第三密封圈；15-偏置弹簧套； 16-形状记忆合金弹簧；17-偏置弹簧；18-底盖；19-贯穿通孔；20-凹槽；21-环形槽；22-侧壁出水口；23-台阶；24-中心通孔；25-底部出水孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

参照图1并且结合图2-图7所示，本实用新型的恒温阀芯，包括上阀体2和与其连接的下阀体7，下阀体7的侧壁设置热水进口4与冷水进口5，下阀体7的底部与侧壁设置出水口8，热水进口4用于接入热水，冷水进口5用于接入冷水，二者混合后，由出水口8输出恒温水。下阀体7的内腔中设置有形状记忆合金弹簧16(即SMA弹簧)以及滑块13，以下分别介绍。

如图1所示，形状记忆合金弹簧16内设置偏置弹簧套15，结合图 2所示，偏置弹簧套15有内孔，偏置弹簧套15的上部设置外螺纹，底部设置内螺纹。偏置弹簧套15内设置有偏置弹簧17并通过位于偏置弹簧套15底部的底盖18对偏置弹簧17进行限位，该底盖18与偏置弹簧套15优选采用螺纹连接。偏置弹簧套15的上端穿出有顶杆3，该顶杆3为倒T字型，其T型头位于偏置弹簧套15内进行限位，避免顶杆3由偏置弹簧套15脱出，顶杆3的杆部由偏置弹簧套15延伸出，并与后续将提及的调节块12接触。

如图1所示，滑块13连接于偏置弹簧套15的上部外侧并受形状记忆合金弹簧16的弹性作用力。结合图3、图4所示，滑块13优选与偏置弹簧套15螺纹连接，滑块13开设内螺纹，与偏置弹簧套15上部的外螺纹相配合。另外，滑块13具有若干个沿其高度方向的贯穿通孔 19，该若干个贯穿通孔沿着滑块13的周向均匀分布。滑块13的顶部开设凹槽20，滑块13的底部开设环形槽21，贯穿通孔19连通凹槽20 和环形槽21，从而实现高度方向贯通。热水通过热水进口4流经滑块 13上的贯穿通孔19与流入冷水进口5的冷水混合，形状记忆合金弹簧 16通过混合水温度的变化上下调节滑块13，滑块13上下移动可改变热水进口4和冷水进口5的通道大小，实现出水温度恒定。

偏置弹簧套15通过底盖18将偏置弹簧17固定并包裹在内，与形状记忆合金弹簧16、滑块13形成偏置结构，这种处于同一圆心的偏置结构保证滑块13、偏置弹簧17、形状记忆合金弹簧16上下移动在同一轴线上，提高了控温稳定性。偏置弹簧套15及偏置弹簧17处于形状记忆合金弹簧16内部，可以最大限度的减小恒温阀芯的体积。滑块 13与偏置弹簧套15螺纹配合形成一个整体可上下轴向移动。偏置弹簧 17、偏置弹簧套15及形状记忆合金弹簧16组成偏置结构，通过上述改变偏置弹簧17压缩量达到平衡，从而实现上、下调节冷、热水进口大小及开关冷、热水进口的目的。

本实施例中，滑块13与形状记忆合金弹簧16之间设置梅花型垫片6，结合图5所示，梅花型垫片6具有与形状记忆合金弹簧16接触的底部以及由底部向着环形槽21延伸的中间突出部，该中间突出部插入至滑块13的环形槽21内，形状记忆合金弹簧16通过梅花型垫片6 对滑块13施加弹性作用力。梅花型垫片6能够避免冷、热水直接冲刷形状记忆合金弹簧16，并且起到了分水稳压的作用，保证混合水能均匀地与形状记忆合金弹簧16充分接触，降低了水压波动对控温效果的影响。

请继续参见图8和图9，本实施例中下阀体7底部设有台阶23、中心通孔24、底部出水孔25和侧壁出水口22，增加出水通道大小，减小了限流条件下阀体内部压力变化及回流对阀芯控温效果的影响。形状记忆合金弹簧16装配在下阀体7的底部台阶23之内，保持形状记忆弹簧16作用力处于偏置结构中心，偏置弹簧套15插入下阀体7 的中心通孔24中，与中心通孔24为间隙配合，固定形状记忆合金弹簧16和偏置弹簧套15，使偏置结构作用力作用于阀芯正中心，消除偏置结构的不良做功，同时将偏置弹簧套15、底盖18底面处于下阀体7 外部。台阶23为圆形台阶，用于固定记忆弹簧位置，偏置弹簧套底部 15与下阀体7底部镶嵌在一起，出水孔的数目优选为8个。

本发明在下阀体7在原来的基础上，做了修改，增加了侧面出水口，底部增加了8个均布的出水口；底部依照SMA弹簧的外径增加了台阶23。具有如下优点：一：增加了出水面积，使得恒温阀芯在限制流量的情况下，回流的水压力不集中在出水口；从而使得偏置弹簧套 15底部不受混合水回流时的反向作用力，减少滑块13的受力面积。二、底部台阶固定SMA弹簧，固定偏置弹簧套15处于阀体中心位置，从而固定滑块13，使滑块13在工作时不会倾斜。

继续如图1所示，上阀体2安装调节旋钮1，该调节旋钮1通过与上阀体2的匹配台阶来限位，避免调节旋钮1由上阀体2的上端脱出。结合图6、图7所示，调节旋钮1的底部螺纹连接调节块12，即可以在调节旋钮1的底部圆孔内开设多头螺纹，调节块12与该多头螺纹进行连接。调节块12的形状为“凸”字型，调节块12可以沿着阀芯的轴向移动，调节块12的底部为正六棱柱形，在调节块12的底部设置安装孔，该安装孔可以选择为盲孔，顶杆3的末端穿入至调节块12所开设的安装孔内。受调节旋钮1驱动调节块12可上下轴向移动，调节块12上下移动时调节顶杆3产生位移，调节偏置弹簧17的压缩量，从而达到设定温度的目的。优选地，调节旋钮1通过卡簧9限位在上阀体2上。这样，调节旋钮1仅能够转动，而不能上下移动。

另外，调节旋钮1的周向与上阀体2之间设置有第一密封圈10与第二密封圈11。类似地，滑块13与下阀体7之间设置有第三密封圈 14。

本实用新型装配时，各阀体与控温组件安装顺序：

1.将顶杆3及偏置弹簧17依次放入偏置弹簧套15内，并用偏置弹簧套15的底盖18固定；

2.将偏置弹簧套15通过螺纹与滑块13安装成一个整体；

3.将形状记忆合金弹簧16、梅花型垫片6及上述完成组装的偏置弹簧套15依次放入下阀体7内；

4.将上阀体2与调节旋钮1通过卡簧9固定，调节块12借助于调节旋钮1上的多头螺纹连接安装成一个整体。将装配好的下阀体7与上阀体2通过螺纹配合，安装完毕。

本实用新型水流方向为：冷水进口5位于热水进口4与出水口8 之间。热水通过热水进口4进入上阀体2腔内，冷水通过冷水进口5 进入下阀体7内，热水经由滑块13的凹槽20以及贯穿通孔19与下阀体7内的冷水混合。形状记忆合金弹簧16在充分混合后的水中输出力量发生变化，偏置结构使滑块13达到平衡，使得独立进水阀腔的冷水和热水的比例发生改变，通过对出水温度实行反馈调节，从而实现出水温度恒定的控温效果。

本实用新型设定出水温度后，偏置结构力量平衡。由于出水温度设定在形状记忆合金弹簧16的特征范围内，所以，如果因为某种原因如供水压力及温度的突然变化引起水温发生波动，形状记忆合金弹簧 16的弹性模量就会发生较大变化，引起形状记忆合金弹簧16的力量发生相应变化，从而打破原先的力量平衡，推动滑块13上下轴向移动改变进入冷水和热水的比例。因采取负反馈控制，恒温阀的出水温度很快自动恢复到原先需要控制的温度附近，并在此温度重新建立新的平衡以保持出水温度的恒定。

本实用新型使用形状记忆合金弹簧不仅可以简化阀体结构设计，最大限度的减小阀门体积，节省原料，还可以实现大温度范围内的近线性智能驱动，避免温度变化带来的不适情况，提高温控阀的安全性、舒适性、智能化及使用寿命。

本实用新型避免了偏置结构在工作时倾斜的现象，消除偏置结构的不良做工，通过增加出水通道大小，减小了限流条件下阀体内部压力变化及回流对阀芯控温效果的影响，保证阀芯的稳定性。

本实用新型阀芯易加工，批量化稳定性、一致性好。而且可以与目前市面上大量存在的石蜡恒温阀芯进行互换，只需要将核心温控原件和偏置弹簧更换，就可以替代之前的石蜡恒温阀芯。本实用新型将偏置弹簧处于铜套内部，偏置弹簧所产生的弹力通过顶杆传递到滑块上，不与滑块直接接触，避免了由于弹簧端面加工造成的不一致对阀芯性能的影响。本实用新型的阀体结构及控温组件很好地解决了冷热水不能充分混合及形状记忆合金弹簧处于稳定温场的问题，从而实现控温、回温稳定的目的。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。