一种水流自发电数显阀芯的制作方法

1.本实用新型涉及阀芯，具体是一种水流自发电数显阀芯。


背景技术：

2.阀芯是一种通过设于阀体内部的阀杆的移动或转动来实现方向控制、压力控制或流量控制的阀零件，广泛用于水龙头中。随着人们对厨卫产品的要求越来越高，对阀芯的使用功能的多样性也越来越注重，部分阀芯还具有led灯光显示、温度显示等功能，这些显示功能都需要电力来实现。但是，在水路中外接电源不仅会造成线路复杂，而且安全性低，容易因潮湿、漏电等问题而给使用者带来危险。
3.为了解决上述问题，出现了一些水力发电阀芯。这种水力发电阀芯通常包括阀芯本体，设于阀芯本体上的显示模组，以及设于阀芯本体内、并与显示模组电连接的发电机构，所述发电机构为微型水流发电机，该微型水流发电机的转子上设有叶轮，通过水流冲击叶轮使叶轮旋转，从而带动通电的转子旋转，使转子线圈产生磁场被定子线圈切割，使定子线圈中产生电压，实现微型水流发电机为显示模组的供电。由于微型水流发电机产生的电力比较微弱，容易造成显示模组因电力不足而无法正常显示。
4.专利申请号为cn202110591156.1(公开号为cn113187917a)的中国发明专利申请公开了一种水流自发电数显陶瓷阀芯，包括阀芯、显示模组以及设置在阀芯内的发电机构，显示模组与发电机构电连接，阀芯包括外壳，外壳包括动力部与安装部，安装部内从上至下依次设有陶瓷上片、陶瓷下片、底盖，底盖与安装部之间卡接，动力部内设有发电机构，动力部与安装部交接处悬挂有叶轮，叶轮底部设有可增加其转速的拨盘，拨盘与陶瓷上片固定连接，所述拨盘中心轴处设有流水通道，拨盘与陶瓷上片固定连接的一侧端面设有容水凹槽，所述容水凹槽内设有涡轮进水件，所述涡轮进水件外壁沿涡轮形状开设有若干个与流水通道导通的进水口。
5.专利号为zl202122404692.4(授权公告号为cn215908452u)的中国实用新型专利公开了一种三挡分水水流自发电数显阀芯，包括阀壳、与阀壳连接的阀盖、设置在阀壳内的分水组件以及调节手柄，其特征在于：所述阀壳包括与阀盖连接的下部、与调节手柄套接的上部，所述下部内腔与阀盖之间形成供分水组件安装的第一安装腔，所述上部内设有水流发电机构，所述调节手柄内设有与水流发电机构电性连接的数显屏幕，所述数显屏幕嵌设在调节手柄端部。所述分水组件包括拨盘，所述拨盘下端面设有涡轮状的进水口，上端面设有容水腔，所述容水腔与进水口连通，所述水流发电机构包括集成在阀壳上部内的电机、热敏电阻及悬挂在第一安装腔顶部的叶轮，所述叶轮置于容水腔内。
6.上述两种水流自发电数显阀芯均通过在阀壳内部设置具有涡轮状的进水口拨盘，使经过叶轮的水流产生旋转，进而带动叶轮旋转，从而提高叶轮转速，增加发电机的发电量。但是，这两种水流自发电数显阀芯均因为拨盘的存在，使阀芯结构不够紧凑，造成阀芯体积较大。


技术实现要素：

7.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种同样能够提高发电量但结构更加紧凑、体积更小的水流自发电数显阀芯。
8.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种水流自发电数显阀芯，包括有
9.阀壳，内部设有相互隔断的电机腔和叶轮腔，所述阀壳上还设有与所述叶轮腔连通的进水口和出水口；
10.数显模块，设于所述阀壳上；
11.电机，安装在所述电机腔中、并与所述数显模块电连接，所述电机上设有延伸至所述叶轮腔中的电机轴；
12.叶轮，可转动地容置于所述叶轮腔中、并位于进水口和出水口之间的水流路径上，所述叶轮固定在所述电机轴上；
13.其特征在于：所述叶轮沿其轴向包括第一叶轮层和第二叶轮层，所述第一叶轮层沿周向间隔分布有至少两个弯曲的第一叶片，所述第二叶轮层沿周向间隔分布有至少两个弯曲的第二叶片，该第二叶片的弯曲方向与第一叶片的弯曲方向基本一致，且所述第一叶轮层中的第一叶片与第二叶轮层中的第二叶片交错分布。
14.为了增加叶轮的过水量，所述第一叶轮层至少局部位于第二叶轮层的上方，且所述第一叶片包括交错分布的高位叶片和低位叶片，所述低位叶片的上端面低于所述高位叶片的上端面，使水流更加容易经第一叶片的间隙进入叶轮内部或从叶轮流出，从而增加叶轮的过水量，避免叶轮影响阀芯的出水量。
15.为了便于叶轮腔进水、出水，所述阀壳内部设有环形件，该环形件具有竖向设置、并限定出叶轮腔下部的内环壁，该内环壁设有台阶部，从而将所述内环壁分为大径段和位于所述大径段下方的小径段，所述大径段上设有第一连通口，所述小径段围合成第二连通口，所述第一连通口能与进水口连通，所述第二连通口与出水口连通；或，所述第一连通口能与出水口连通，所述第二连通口与进水口连通。
16.为了使该阀芯具有分水功能，所述进水口与第二连通口连通，所述出水口有至少两个，且沿周向分布；所述阀壳的上部设有能绕自身轴线转动的操作件，所述阀壳内部设有分水阀片组件，该分水阀片组件与所述环形件共同形成分水腔，该分水腔通过所述第一连通口与叶轮腔连通，且所述分水阀片组件通过环形件与所述操作件联动，以使所述操作件能操控所述分水阀片组件动作，从而能将分水腔与至少两个出水口择一导通。
17.为了便于指示阀芯的分水档位，所述环形件具有外侧壁，该外侧壁上设有安装槽，该安装槽中容置有定位销和弹性件，该弹性件使所述定位销始终具有沿径向向外移动的趋势；所述阀壳的内壁沿周向分布有至少两个供所述定位销择一地插置于其中的定位槽，且在所述定位销择一地插置于至少两个定位槽中的状态下，所述分水腔与至少两个出水口择一导通，使用户在操作操作件以切换分水流道时具有明显的手感，从而便于指示阀芯的分水档位。
18.为了使阀芯具有混水功能，所述进水口有两个，且沿周向分布，所述出水口与第二连通口连通；所述阀壳的上部设有能绕自身轴线转动的操作件，所述阀壳内部设有混水阀片组件，该混水阀片组件与所述环形件共同形成混水腔，该混水腔通过所述第一连通口与
叶轮腔连通，且所述混水阀片组件通过环形件与所述操作件联动，以使所述操作件能操控所述混水阀片组件动作，从而能使混水腔与两个进水口中的至少一个导通。
19.为了使阀芯还具有关闭功能，所述操作件还能操控所述混水阀片组件动作，从而使混水腔与两个进水口均阻断。
20.为了便于连接操作件和环形件，所述阀壳包括连接套，该连接套的上端与所述操作件相卡接，所述连接套的下端与环形件相卡接。
21.由于叶轮高度比较高，在转动时容易发生晃动，为了使叶轮转动得更加稳定，所述叶轮腔内部设有支架，该支架包括其中心孔供所述电机轴的另一端插设的安装环、以及沿所述安装环周向间隔分布的至少两根辐条，各辐条的一端与所述安装环衔接，另一端与所述阀壳的内壁衔接，从而使支架对电机轴进行支撑和限位，能够使叶轮转动得更加稳定。
22.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过在叶轮的轴向上设置交错分布、且沿同一方向弯曲的第一叶片和第二叶片，使水流在与之先接触的叶轮层的作用下形成涡流，随后该涡流施力于与水流后接触的叶轮层，以使叶轮加速转动，增加电机的发电量，且由于未设置拨盘就能使水流在叶轮内部形成涡流，能够使阀芯结构更加紧凑，体积更小。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例1的立体结构图一；
24.图2为本实用新型实施例1的立体结构图二；
25.图3为本实用新型实施例1的剖视图一；
26.图4为本实用新型实施例1的剖视图二；
27.图5为本实用新型实施例1中分水阀片组件的结构示意图；
28.图6为本实用新型实施例1中叶轮的立体结构图；
29.图7为本实用新型实施例1中环形件的立体结构图；
30.图8为本实用新型实施例1中上壳体的立体结构图；
31.图9为本实用新型实施例1中操作件的立体结构图；
32.图10为本实用新型实施例1中连接套的立体结构图；
33.图11为本实用新型实施例2的立体结构图；
34.图12为本实用新型实施例2的剖视图；
35.图13为本实用新型实施例中混水阀片组件的结构示意图。
具体实施方式
36.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
37.如图1～10所示，为本实用新型的第一个优选实施例。
38.如图3所示，本实施例中的水流自发电数显阀芯，包括上壳体11、下壳体12、数显模块13、电机2、叶轮3、环形件4、操作件5、分水阀片组件6和连接套8等主要零部件。其中，上壳体11、下壳体12、数显模块13、操作件5和连接套8共同构成该阀芯的阀壳。
39.如图2、图3和图5所示，该下壳体12的底部设有进水口121和出水口122，且该进水口121设于下壳体12的中部，该出水口122有三个，且沿下壳体12的周向分布，三个出水口122可以分别对应花洒、顶喷和水龙头。该分水阀片组件6包括第一静阀片61和叠放于第一
静阀片61上方的第一动阀片62。该第一静阀片61与下壳体12固定连接、并设有第一过水口611和第二过水口612，该第一过水口611仅有一个，且与进水口121连通，该第二过水口612有三个，且分别与三个出水口122一一对应连通。该第一动阀片62上设有第三连通口621和第四连通口622，该第三连通口621与第一过水口611连通，从而使第三连通口621与进水口121保持常通状态。该第四连通口622有两个，且沿周向分布。该第一动阀片62能绕自身轴线转动，使其中一个第四连通口622与三个第二过水口612择一导通，从而使其中一个第四连通口622与三个出水口122择一导通。
40.在其他实施例中，出水口122的数量可以是两个，且沿下壳体12的周向分布，三个出水口可以分别对应花洒和水龙头。第四连通口622也可以仅设置一个，通过旋转第一动阀片62使第四连通口622与三个第二过水口612择一导通，这样设计的缺点是在分水状态切换时，第一动阀片62的转动行程较长。
41.如图3所示，该环形件4设于阀壳的内部、并与第一动阀片62固定连接，该环形件4的下部还与第一动阀片62共同形成分水腔103，该分水腔103与第四连通口622连通。而且，阀壳内部还设有叶轮腔102，该叶轮腔102与分水腔103、第三连通口621均连通，从而使第三连通口621能够通过叶轮腔102、分水腔103与第四连通口622连通。该操作件5能绕自身轴线转动，且该操作件5通过连接套8与环形件4固定连接，从而使操作件5绕自身轴线的转动能够带动第一动阀片62绕自身轴线转动，从而使其中一个第四连通口622与三个第二过水口612择一导通，进而使进水口121与三个出水口122择一导通。
42.如图7、图9和图10所示，该操作件5呈筒状，且该操作件5的底部设有齿形孔51；该连接套8的上端设有环形的齿部81，该齿部81与齿形孔51适配，从而使该操作件5和连接套8之间周向固定。该连接套8的下端沿周向间隔凸设有两个插块82，且环形件4上沿周向设有两个插槽48，且各插块82插置于对应的插槽48中，从而使该连接套82和环形件4之间周向固定。其中一个插块82底部设有凹部821，且其中一个插槽48中设有能插入凹部821中的凸筋481，从而使连接套8与环形件4之间的周向固定更加牢固，且不容易错装。
43.如图4和图7所示，该环形件4具有外侧壁，该外侧壁上设有安装槽44，该安装槽44中容置有定位销45和弹性件46，该弹性件46使定位销45始终具有沿径向向外移动的趋势；该上壳体11的内壁沿周向分布有三个供定位销45择一地插置于其中的定位槽111，且在定位销45择一地插置于至少两个定位槽111中的状态下，该进水口121能与三个出水口122择一导通，使用户在操作操作件5以切换分水流道时具有明显的手感，从而便于指示阀芯的分水档位。
44.如图3和图4所示，该数显模块13位于操作件5内部，用来显示水温和档位。该阀壳内部设有与叶轮腔102相互隔断的电机腔101，该电机2安装在电机腔101中、并与数显模块13电连接，从而为数显模块13供电。该电机2上设有延伸至叶轮腔102中的电机轴21，该叶轮3可转动地容置于叶轮腔102中、并位于第三连通口321和分水腔103之间的水流路径上。该叶轮3沿其轴向包括第一叶轮层和第二叶轮层，第一叶轮层沿周向间隔分布有至少两个弯曲的第一叶片31，第二叶轮层沿周向间隔分布有至少两个弯曲的第二叶片32，该第二叶片32的弯曲方向与第一叶片31的弯曲方向基本一致，且第一叶轮层中的第一叶片31与第二叶轮层中的第二叶片32交错分布，使水流在与之先接触的叶轮层的作用下形成涡流，随后该涡流施力于与水流后接触的叶轮层，以使叶轮3加速转动，增加电机2的发电量，且由于未设
置拨盘就能使水流在叶轮内部形成涡流，能够使阀芯结构更加紧凑，体积更小。该第一叶轮层至少局部位于第二叶轮层的上方，且第一叶片31包括交错分布的高位叶片311和低位叶片312，低位叶片312的上端面低于高位叶片311的上端面，使水流更加容易经第一叶片31的间隙进入叶轮3内部或从叶轮3流出，从而增加叶轮3的过水量，避免叶轮影响阀芯的出水量。
45.如图4和图7所示，该环形件4具有竖向设置、并限定出叶轮腔102下部的内环壁，该内环壁设有台阶部41，从而将内环壁分为大径段42和位于大径段42下方的小径段43，该大径段42上设有第一连通口421，该叶轮腔102通过第一连通口421与分水腔103连通，从而使该叶轮腔102能与三个出水口122择一导通；该小径段43围合成第二连通口431，该叶轮腔102通过第二连通口431与第三连通口621连通，从而使该叶轮腔102与进水口121导通。该环形件4的内环壁在第二连通口431处设有支架47，该支架47包括其中心孔470供电机轴21的另一端插设的安装环471、以及沿安装环471周向间隔分布的三根辐条472，各辐条472的一端与安装环471衔接，另一端与环形件4的内环壁衔接，从而使支架47对电机轴21进行支撑和限位，能够使叶轮3转动得更加稳定。
46.实施例2
47.如图11～13所示，为本实用新型的第二个优选实施例。
48.本实施例与实施例1的区别在于：
49.如图11所示，该进水口121有两个，且沿下壳体12的周向分布，其中一个进水口121用来通入热水，另外一个进水口121用来通入冷水。该出水口122仅有一个。
50.如图12和13所示，该阀壳内部设有混水阀片组件7而不是分水阀片组件6，该混水阀片组件7包括第二静阀片71和叠放于第二静阀片71上方的第二动阀片72。该第二静阀片71与下壳体12固定连接、并设有第三过水口711和第四过水口712，该第三过水口711有两个，且与两个进水口121一一对应连通；该第四过水口712有一个，且与该出水口122连通。该第二动阀片72上设有第五连通口721和第六连通口722，该第五连通口721有两个，且沿周向分布，该第六连通口722有一个，且与第四过水口712连通。该第二动阀片72通过环形件4、连接套8与操作件5固定连接，而使操作件5能带动第二动阀片72绕自身轴线转动，从而使两个第五连通口721与两个第三过水口711中至少一个导通或与两个第三过水口711均阻断，进而使两个第五连通口721与两个进水口121中至少一个导通或与两个进水口121均阻断。
51.如图12所示，该第二动阀片72与环形件4共同形成混水腔104，该混水腔104与第五连通口721连通，且该叶轮腔102通过第一连通口421与混水腔104连通，该叶轮腔102通过第二连通口421与第六连通口722连通，从而使第五连通口721通过叶轮腔102、混水腔104与第六连通口722连通，进而使两个进水口121中至少一个与出水口122导通或两个进水口121均与出水口122阻断。