專利名稱：帶有波狀盤(pán)表面的管道閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道閥(plumbing valve )。更具體地，本發(fā)明涉及在控制盤(pán)上的凸起的表面結(jié)構(gòu)，所述凸起的表面結(jié)構(gòu)便于這種閥的操作。
背景技術(shù)：
一種形式的管道閥操作以通過(guò)閥控制手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)控制從該閥流過(guò)的流體。手柄驅(qū)動(dòng)在固定的帶孔盤(pán)上的活動(dòng)元件。當(dāng)所述孔與由所述活動(dòng)元件指定的或通過(guò)所述活動(dòng)元件指定的孔或其它路徑對(duì)準(zhǔn)時(shí)，流動(dòng)被允許。這種類型的閥通常被稱作是非上升類型，因?yàn)榈湫偷厮龌顒?dòng)元件沒(méi)有軸向移動(dòng)。
期望與管道閥相結(jié)合從而能以可靠的方式允許許多操作，使用許多年。這是難以實(shí)現(xiàn)的因?yàn)樵诜巧仙y內(nèi)的一些接觸零件的磨損趨勢(shì)，以及由于水里的砂?；蚱渌廴疚锏拇嬖诙鴮?dǎo)致的一些零件運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活的趨勢(shì)。
通常通過(guò)陶瓷盤(pán)提供良好的磨損和操作特性。這種盤(pán)通常被用在只控制單一類型的水的體積控制閥中。它們也被用在混合閥中，在混合閥中通過(guò)單個(gè)閥控制熱水和冷水的量以及混合。進(jìn)一步地，在水分配閥中能找到它們，在那里一個(gè)或多個(gè)輸入被引導(dǎo)到多個(gè)出口 (舉例來(lái)說(shuō)，浴缸噴嘴以及淋浴器)之間。舉例來(lái)說(shuō)，參見(jiàn)美國(guó)專利US4，651 ，770， US5,398，717,以及US5,823,510。
然而，當(dāng)所述固定陶瓷盤(pán)和活動(dòng)陶瓷盤(pán)的相面對(duì)的表面在所述盤(pán)上完全接觸時(shí)(除了帶有的區(qū)域)。這導(dǎo)致需要更大的力以轉(zhuǎn)動(dòng)所述閥。更進(jìn)一步地，這種力會(huì)過(guò)早地增加磨損。
因此已經(jīng)有一些努力以減少所述陶乾盤(pán)的彼此接觸的區(qū)域。例如，圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的固定陶瓷盤(pán)10，所述陶瓷盤(pán)10具有輪、轂以及相對(duì)于那
個(gè)盤(pán)的整個(gè)頂部區(qū)域來(lái)說(shuō)相當(dāng)小的輻條形狀的凸起的接觸區(qū)域。盡管這種設(shè)計(jì)減少了兩個(gè)盤(pán)之間的摩擦阻力，但是所有的接觸力被沿著那些有限的接觸區(qū)域集中。隨著時(shí)間的過(guò)去，這仍能導(dǎo)致過(guò)早的磨損。
因此，存在對(duì)于與這種類型的閥一起使用的盤(pán)結(jié)構(gòu)更進(jìn)一步地改進(jìn)的需求。
發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本發(fā)明提供一種用于流體閥的控制盤(pán)。它具有盤(pán)本體，所述盤(pán)本體具有至少一個(gè)通孔，所述本體具有用于與所述閥的另一控制元件相接觸的上表面和相反的下表面。所述上表面形成有凸起的波狀接觸表面。
在優(yōu)選的形式中，所述波狀表面與所述盤(pán)的徑向周邊相鄰、圍繞360度地延伸。所述凸起的波狀表面限定與所述波狀表面相鄰、適于接收潤(rùn)滑劑的凹處。
可以具有與所述上表面的中心部分相鄰的第 一 凸起的波狀環(huán)和與所述盤(pán)的徑向周邊相鄰的第二凸起的波狀環(huán)。所述第一和第二凸起的波狀環(huán)可以通過(guò)至少一個(gè)線性的輻條互相連接。
在其它優(yōu)選形式中，所述控制盤(pán)具有至少一個(gè)徑向凸塊，所述徑向凸塊延伸到大體圓形的外周之外以便于控制閥的對(duì)準(zhǔn)，所述控制盤(pán)用作與轉(zhuǎn)動(dòng)閥構(gòu)件相鄰的固定控制盤(pán)，并且所述凸起的波狀表面具有周期性的輪廓。所述盤(pán)可以具有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)通孔。
在本發(fā)明的其它方面，所述盤(pán)被安裝在選自體積控制閥、混合閥、和水分配閥的管道控制閥中，優(yōu)選為作為閥腔的一部分。所述閥腔能具有外殼體，轉(zhuǎn)動(dòng)軸，在所述殼體內(nèi)并且被連接到所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)，以及在所述殼體中的固定盤(pán)。
本發(fā)明的在多個(gè)實(shí)施方式中的優(yōu)點(diǎn)包括減少兩個(gè)陶瓷盤(pán)之間的摩擦，同時(shí)也使得聚集在所述陶瓷盤(pán)之間使得不期望的操作轉(zhuǎn)矩增加的碎片微粒的數(shù)量最小化。在這點(diǎn)上，在轉(zhuǎn)動(dòng)期間轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的接觸表面擺動(dòng)。
本發(fā)明的另 一好處是波狀的凸起表面提供用于放置潤(rùn)滑劑的有效位置，其也促使降低操作轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明的再一好處是這些盤(pán)能被用來(lái)在無(wú)需進(jìn)一步更改一些閥的情況下替換已有的固定陶瓷盤(pán)。
通過(guò)下面的詳細(xì)描述以及附圖，本發(fā)明的這些以及再其它好處將是顯而易見(jiàn)的。因此，在判斷本發(fā)明的全部范圍時(shí)應(yīng)查看附屬的權(quán)利要求。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的固定陶瓷盤(pán)的頂視圖2是使用這種盤(pán)的被安裝為鄰近浴室區(qū)域的水分配閥的透視圖；圖3是圖2的水分配閥的透^L圖，雖然已/人圖1的位置被轉(zhuǎn)動(dòng)；圖4是圖3的水分配閥的分解的透4見(jiàn)圖；圖5是沿著圖3的線5-5截取的橫截面圖6是類似于圖1的頂視圖，但是是本發(fā)明的固定陶乾盤(pán)的頂視圖7是圖6的陶資盤(pán)的底透視圖8A是圖5的區(qū)域8A-8A的^f黃截面詳細(xì)圖8B是類似于圖8A的視圖，但是其中潤(rùn)滑劑被不同地定位在稍為不同的盤(pán)結(jié)構(gòu)上；
圖9是類似于圖6的視圖，但是是第二優(yōu)選的固定盤(pán)的視圖；圖10是使用這種盤(pán)的被安裝為鄰近浴室區(qū)域的混合閥的透視圖；圖ll是圖IO的混合閥的分解的透視圖；和
圖12是類似于圖9的視圖，示出了用于與圖IO的實(shí)施方式一起使用的優(yōu)選的固定盤(pán)。
具體實(shí)施例方式
圖1披露了現(xiàn)有技術(shù)的固定盤(pán)，所述固定盤(pán)具有輪形式的外凸起區(qū)域10,以及通向凸起轂區(qū)域14的凸起支撐輻條12。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向本發(fā)明的實(shí)施方式，圖2示出了鄰近浴缸22使用的水分配器20。盡管所示的裝置是浴缸，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明能與任何衛(wèi)生器具(plumbing fixture)(舉例來(lái)說(shuō)，淋浴器；水池；洗臉盆) 一起使用。噴嘴24通向出口 26以將水從所述分配器20輸送到所述浴缸22。
插裝式閥(cartridge valve) 3(^皮定位在所述水分配器內(nèi)。插裝式閥30能將入口流體供給34 (熱水或冷水，或者混合水)轉(zhuǎn)移到三個(gè)出口 36、 38、40中的一個(gè)或者它們的組合。我們示出了通向浴缸22的出口 36、通向淋浴
6頭供給管的出口 38，以及通向個(gè)人淋浴器供給管的出口 40。
接下來(lái)參考圖3-5，插裝式閥30包括外殼體42,所述外殼體42被構(gòu)造成用于與熱流體和冷流體中的至少一個(gè)的供給部流體連通，尤其是在進(jìn)口流體供給部34處。轉(zhuǎn)動(dòng)軸(spindle) 46被連接到殼體42。手柄83能被安裝在所述軸46上。
^使用開(kāi)口墊片50將軸環(huán)48軸向:f也固定到軸46。當(dāng)入口 34^皮通向一個(gè)并且僅僅一個(gè)出口 36、 38、 40時(shí)腿52牢固地卡(click)到上閥腔(valvecartridge)殼體54的相應(yīng)凹槽(未示出)內(nèi)。否則的話腿52在上閥腔殼體54內(nèi)的表面上滑動(dòng)以繼續(xù)選擇三個(gè)出口 36、 38、 40中的兩個(gè)的不同的組合。
0型環(huán)56在上閥腔殼體54和殼體42之間提供流體密封。類似地，O型環(huán)58在上閥腔殼體54和軸46之間提供流體密封。進(jìn)一步地，墊圏60軸向地維持軸46的正確方位。螺母62螺紋地嚙合殼體42以使上閥腔殼體54、和其它元件位于在殼體42之內(nèi)。
流體通過(guò)入口 34進(jìn)入，通過(guò)上閥腔殼體54中的孔64,軸承66和轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)68之間，并且通過(guò)在軸向方向上延伸穿過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)68的流動(dòng)孔70,以通過(guò)出口 36、 38、 40中的其中一個(gè)或兩個(gè)的組合而選沖奪性地排出，這取決于所述孔70相對(duì)于所述固定盤(pán)的位置。在軸46的底部處的軸尖(toe)裝配到所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)68內(nèi)的相應(yīng)狹槽內(nèi)，允許所述軸轉(zhuǎn)動(dòng)所述盤(pán)。
密封墊72在殼體42之內(nèi)在殼體42和固定盤(pán)74之間提供流體密封。固定盤(pán)74具有朝向轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)68定向的第一表面76，和與第一表面76相反的第二表面78。至少一個(gè)流動(dòng)孔79 (在該實(shí)施方式中示出了三個(gè)流動(dòng)孔79)流體地相應(yīng)于出口36、 38、 40，延伸穿過(guò)第一表面76和第二表面78，允許流體被從轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)68中的流動(dòng)孔70被引導(dǎo)到出口 36、 38、 40中的其中一個(gè)或兩個(gè)的組合。
沿著所述第一表面76形成有凸起的表面(80、 82、 84)。轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)68僅僅接觸那些凸起的部分。這使得固定盤(pán)74和轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)68之間的接觸區(qū)域最小。應(yīng)注意許多消費(fèi)者(舉例來(lái)說(shuō)，患有關(guān)節(jié)炎的那些消費(fèi)者)不能或者不想使用太大的力以打開(kāi)和關(guān)閉管道閥。這減少了所需要的力。
而且，當(dāng)所述盤(pán)相對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的相接觸的部分徑向向內(nèi)和向外地?cái)[動(dòng)，并且因此不能連續(xù)地接觸沿著所述盤(pán)的任何一個(gè)給定凹槽。這減少了磨損以及維護(hù)事項(xiàng)。通過(guò)圖6以及圖8A和8B能最好地理解額外的改進(jìn)。所述凸起的波狀表面形成凹處86。潤(rùn)滑劑(舉例來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑油)88能在工廠里^皮放置在這些凹處內(nèi)或者能通過(guò)維護(hù)工人被放置在這些凹處內(nèi)。然后，當(dāng)使用閥時(shí)，該潤(rùn)滑劑能被慢慢地滲到所述盤(pán)之間的接合處，進(jìn)一 步減少摩擦和磨損。
所述凸起的波狀表面能是各式各樣的形狀。例如，能具有在固定盤(pán)74的徑向周邊附近的第 一 凸起的波狀表面80。這能限定盤(pán)74的周邊用于穩(wěn)定。波狀的式樣圍繞圓周可以是一致的，盡管這不是必需的。
也能有圍繞中心92定位的第二凸起的波狀類似轂的表面82。也能提供多個(gè)線性的凸起的輻條表面84。因此能由波狀部分以及連接的線性部分圍成每個(gè)流動(dòng)孔79。
如同在圖8A和8B中所示的那樣，所述潤(rùn)滑劑88能在面向內(nèi)的凹處86
上或者面向外的凹處上(在所述波狀表面的另一側(cè)上)。
圖9的實(shí)施方式示出了帶有改進(jìn)過(guò)的中心波狀表面96的固定陶瓷盤(pán)94。在圖10-12的實(shí)施方式中，閥100是混合閥。它通過(guò)龍頭104向盆102
供給流體，所述龍頭104具有被構(gòu)造成用于流體排出108的噴嘴106。非上
升插裝式閥IIO與噴嘴106流體連通。衛(wèi)生器具IOO可以是浴缸、盥洗臺(tái)、
和/或淋浴器。
在圖10-12所示的特定實(shí)施方式中，閥110被示為混合閥，所述混合閥能混合熱流體入口 112和冷流體入口 114并且排出到出口 116。非上升插裝式閥110包括殼體118,所述殼體118被構(gòu)造成用于與熱流體和冷流體中的至少一個(gè)的供給流體連通，尤其是在入口 112和114處，并且殼體118包括軸向方向120。
轉(zhuǎn)動(dòng)軸122被連接到殼體118并且在軸向方向120上延伸。截止閥124被定位在各個(gè)入口處，其在安裝期間和/或在閥110需要維修時(shí)允許單獨(dú)地關(guān)掉/打開(kāi)熱流體和冷流體。入口流體流到殼體118內(nèi)，通過(guò)相應(yīng)的截止閥124，并流到壓力平4軒單元126內(nèi)。壓力平4軒單元126調(diào)節(jié)兩個(gè)流體入口的壓力，使得在有人沖洗馬桶或打開(kāi)所述管道系統(tǒng)之內(nèi)的另一水閥時(shí)，在出口 116中的溫度將沒(méi)有相應(yīng)的變化。
流體流出壓力平^f單元126通過(guò)出口 128、 130并且流過(guò)密封墊132。轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)136在殼體118內(nèi)并且被連接到轉(zhuǎn)動(dòng)軸122。轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)136包括至少一個(gè)在軸向方向120上延伸穿過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的第一流動(dòng)孔138，并且在該實(shí)施方式中示出了兩個(gè)流動(dòng)孔138。
固定盤(pán)140在殼體118內(nèi)，并且固定盤(pán)140具有朝向轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)136定向的 第一表面142,和在軸向方向120上與第一表面142相反的第二表面144。 至少一個(gè)第二流動(dòng)孔146延伸穿過(guò)第一表面142和第二表面144。波狀表面 148、 150、 152從第一表面142延伸，并且轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)接觸所述凸起的波狀表面 148、 150、 152。凸起的波狀表面148、 150、 152包括至少一個(gè)凹狀輪廓154, 并且潤(rùn)滑油88能與至少一些凹狀輪廓154相接觸。
所述波狀表面148、 150、 152包括大約在固定盤(pán)144的周邊處的第一凸 起的波狀表面148,其限定所述周邊。所述第一凸起的波狀表面148能具有 周期性的輪廓，如同所示的那樣。
在流體流出壓力平4軒單元126通過(guò)出口 128、 130并且流過(guò)襯墊132之 后，當(dāng)手柄156轉(zhuǎn)動(dòng)地致動(dòng)軸134和盤(pán)136時(shí)，它們存在于第二流動(dòng)孔146 處以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)136內(nèi)的第一流動(dòng)孔138而被選擇性地混合。類似地，本發(fā) 明的凸起的波狀表面能被結(jié)合到其它閥中，例如溫度調(diào)節(jié)閥(thermostatic valve),或任何其它轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的陶瓷閥。
盡管本發(fā)明已經(jīng)被描述為具有優(yōu)選的設(shè)計(jì)，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)能 進(jìn)一步修改本發(fā)明。例如，波紋不需要是彎曲的，可以僅僅沿著接觸表面而 不是軸向地是波狀的，并且它們能是之字型的。
而且，盡管優(yōu)選地，盤(pán)與所述閥腔基座是分離的，術(shù)語(yǔ)盤(pán)也用來(lái)覆蓋它 與閥腔基座是一體的結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明因此是比優(yōu)選實(shí)施方式更寬的。
工業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明提供用于在管道閥中使用的帶有凸起的波狀表面的盤(pán)。
權(quán)利要求
1.一種用于流體閥的控制盤(pán)，包括盤(pán)本體，所述盤(pán)本體具有至少一個(gè)通孔，所述本體具有用于與所述閥的另一控制元件相接觸的上表面和相反的下表面；其中所述上表面形成有凸起的波狀接觸表面。
2. 如權(quán)利要求1所述的控制盤(pán)，其中所述凸起的波狀接觸表面與所述盤(pán)的徑 向周邊相鄰地延伸。
3. 如權(quán)利要求2所述的控制盤(pán)，其中所述凸起的波狀接觸表面圍繞所述盤(pán)的 徑向周邊360度地延伸。
4. 如權(quán)利要求1所述的控制盤(pán)，其中所述凸起的波狀接觸表面限定與所述凸 起的波狀接觸表面相鄰，適于接收潤(rùn)滑劑的凹處。
5. 如權(quán)利要求1所述的控制盤(pán)，其中具有與所述上表面的中心部分相鄰的第 一凸起的波狀環(huán)。
6. 如權(quán)利要求5所述的控制盤(pán)，其中還具有與所述盤(pán)的徑向周邊相鄰的第二 凸起的波狀環(huán)。
7. 如權(quán)利要求6所述的控制盤(pán)，其中所述第一和第二凸起的波狀環(huán)通過(guò)至少 一個(gè)輻條互相連接。
8. 如權(quán)利要求1所述的控制盤(pán)，其中所述控制盤(pán)具有至少一個(gè)徑向凸塊，所 述徑向凸塊延伸到大體圓形的外周之外以便于控制閥的對(duì)準(zhǔn)。
9. 如權(quán)利要求1所述的控制盤(pán)，其中所述控制盤(pán)適于用作與轉(zhuǎn)動(dòng)閥構(gòu)件相接 觸的固定控制盤(pán)。
10. 如權(quán)利要求1所述的控制盤(pán)，其中所述凸起的波狀接觸表面具有周期性的輪廓。
11. 如權(quán)利要求1所述的控制盤(pán)，具有至少一個(gè)通孔。
12. 如權(quán)利要求11所述的控制盤(pán)，具有多個(gè)通孔。
13. 如權(quán)利要求1所述的控制盤(pán)，被安裝在選自于體積控制閥、混合閥、和 水分配閥的管道控制閥內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求1所述的控制盤(pán)，被安裝在閥腔內(nèi)。
全文摘要
用于流體閥的控制盤(pán)，具有盤(pán)本體，所述盤(pán)本體具有至少一個(gè)通孔，所述本體具有用于接觸所述閥的另一控制元件的上表面和相反的下表面。所述上表面被形成有凸起的波狀接觸表面。所述凸起的波狀接觸表面限定適于接收潤(rùn)滑劑的凹處。
文檔編號(hào)F16K3/04GK101688614SQ200880020603
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者克里斯托弗·M·謝伊, 查德·J·科查特 申請(qǐng)人:科勒公司