CN1336501A - 陶瓷片阀芯的优化结构 - Google Patents

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Abstract

一种陶瓷片阀芯的优化结构,它是将二瓷片或者三瓷片陶瓷片皆以动片、定片和瓷环的优化结构替代,进而将其定片与垫圈相贴合的一侧方设计成一凹面异形结构体,这种优化结构可广泛应用于所有陶瓷片阀门。它极大地提高了阀门的寿命,有效地解决了陶瓷阀芯上密封泄漏的难题,并合理地克服了流量和可靠性以及密封与开关转矩之间的矛盾,若是所组成的是直通阀则双向皆可使用。

Description

陶瓷片阀芯的优化结构
本发明涉及一种陶瓷片阀芯的优化结构。
已有的陶瓷密封阀芯，如角通式单水嘴阀芯和逆通式的冷热水混合阀芯采用的都是二瓷片结构(定片和动片)，而一般直通式通常为三瓷片结构(两片结构相同的定片之间夹一只动片)，其相互贴合面平整、平行和光滑，并配以相应的阀体和密封部件组成各种陶瓷密封阀门。通常的二瓷片结构的阀芯，在动片转动或平移过程中，还存在非瓷片部件之间的摩擦，往往在瓷片磨损之前，非瓷片部件之间早已磨损而引起泄漏。瓷片的耐磨性未能全部的发挥出来；而无论角通式或直通式阀芯均采用平面回转密封方式，陶瓷片多采用均布的扇形孔结构，因而其流量决定于组成瓷片的定片与动片的扇形孔的面积大小。当瓷片直径一定、扇形孔数和其圆心角一定时，为提高流量而加大扇形孔面积的最好方法是减小扇弧处密封带的宽度，使圆瓷片的边缘圆环带变窄，但这势必影响瓷片与阀体之间(通过密封垫圈)在扇弧处密封带的密封可靠性，结果使阀门的耐压密封性能降低，使整体质量不可靠性增加，造成可靠性与流量之间的这一对矛盾长期难以解决。同样也存在密封与开关转矩(手感)之间的矛盾，以及由于结构上的原因还存在功能上的不能双向使用。
本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种二瓷片和一瓷环的优化型结构体的陶瓷密封阀芯，以消除非瓷片部件的磨损或在不增加瓷片外径的前提下，尽量加大扇形孔面积，提高已有的二瓷片和三瓷片为阀芯的各种阀门的极大流量和高可靠性及其使用寿命的陶瓷片阀芯的优化结构。
本发明的另一目的是提供一种二瓷片和一瓷环的通用性阀芯以便于装配和维修使用。
本发明的技术方案是对已有的二瓷片或三瓷片的瓷阀芯的改进，即将二瓷片的瓷阀芯。再增加一瓷环，而将三瓷片以瓷环取代动片一侧的一只定片，即将陶瓷片阀芯皆以定片与动片的二瓷片加一瓷环的优化结构形式替代，且该瓷环专门设计为内孔为圆锥状孔的结构；进而又考虑到密封性好和提高流量，还将其定片与垫圈相贴合的平面一侧方设计成一凹面异形结构体，并将这种优化结构的多种阀门的示例作为几种具体实施例而展示其广泛应用。
显然本发明既区别于只有二瓷片的瓷阀芯，又与三瓷片瓷阀芯不同，它有效地解决了陶瓷阀芯组成的阀门的上密封泄露的难题，极大地提高了整体阀门的使用寿命，并巧妙合理地克服了流量和可靠性之间以及密封与开关转矩之间的矛盾，且使所组成的直通阀门双向皆可使用。
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
图1.本发明(带有密封垫圈与拔柄)基本结构分解示意图。
图2.本发明冷热水混合阀芯剖视与分解结构对应示意图。
图3.本发明定片结构的右视图。
图4.本发明定片结构的主视图。
图5.本发明定片结构的左视图。
图6.本发明定片结构的C-C剖视图。
图7.本发明的一般直通式通用阀芯装配图。
图8是图7通用阀芯A-A剖视图。
图9是图7通用阀芯B-B剖视图
图10.本发明另一种直通式阀芯的分解示意图。
图11.本发明角通式阀芯的分解示意图。
如图1、图7-9所示，本发明包括有扇形孔的定片1和可与拨柄10相交连的带联动结构的动片2，其特征是它还包括一只与动片2相贴合的带圆锥状孔的瓷环3，且瓷环3的内圆锥状孔的大径一侧的圆环面和动片2互相高精度平滑贴合。即上述瓷环3不是一只规则的圆环状或管状体，而是一个内孔为锥状孔的瓷环，因此瓷环3的两侧面的圆环面有宽窄之别，该结构的瓷环3可以保证在不阻挡动片扇形孔面积的前提下，又能在壳芯或阀体上设置轴向限位台肩H1和H2。本例直通阀中，有时也可将瓷芯壳省去，将瓷芯直接安装在阀体之中。如图2中，作为冷热水混合水嘴原阀芯仅是二瓷片的结构(定片1和动片2)如在动片2上再加一瓷环3(该瓷环3与动片2吻合面也是非常光滑和平整，动片2可在定片1和瓷环3之间平移或平滑转动)。当动片1平移至左端，定片1上的A、B孔被动片2隔断封闭，当动片1平移至右端，定片1上的A、B孔被动片2上的型腔D连通而开启。本发明倡导构筑的优化的陶瓷密封阀芯，显然，对二瓷片的阀芯加装了瓷环3后，则使其动片2的运动不再产生非瓷片间的摩擦而大大提高了寿命。如图2、图10、图11所示即为在原二瓷片阀芯结构的基础上加装了瓷环3后本发明的实例。
考虑到最大限度地提高流量，还可进一步将通常的圆片状的定片1设计成一侧为凹面的异形结构体，如图3-6所示，即将与动片2的贴合面的扇形a′od′逐渐扩之为另一侧的扇状面abcd，也即扇形a′od′在定片1与动片2相贴合的一侧面(R平面)，扇状面abcd则在另一侧，扇形a′od′与动片2上的扇形是完全吻合的(位置大小完全一样)，而扇状面abcd的面积远大于扇形a′od′，该扇形孔的这种异形结构体若逐层横剖的每一剖面的扇形面积皆大于定片1的右侧面——R平面上的扇形面积，当水流入a′od′扇形孔从abcd的扇面流出时，与水流方向垂直的每一扇形面积皆大于或等于定片1的R平面上的扇形面积，这样，即确保定片1的流量不小于动片2上的流量，唯采用这种结构，才得以尽量加大动片2的扇形孔的圆弧段直径(显然应使其一侧的定片和另一侧的瓷环在此圆弧段上保持重合)，如此在不增加瓷片外径的前提下便最大限度地提高了流量。
由此构筑的本发明是将已有的由二瓷片的阀芯增加一个瓷环，而将三瓷片的阀芯以瓷环取代其中一只定片的优化结构的阀芯，而不管动片2的具体结构如何，配合成相应的芯壳或阀体即可组成各种优质的陶瓷片类的阀门。考虑到本发明的通用性，作为实施例，在上述阀芯的定片1和瓷环3侧分别设置一只定片垫圈4和环垫圈5，并将其包容固定在左芯壳8与右芯壳9内以其台肩H1和H2及相应的密封件为O形圈状的左垫圈6与右垫圈7进行密封，再用拨柄10***动片2中的盲孔S1中便组成通用阀芯。进而考虑到一侧承受水流的水压较高的情况下，可将上述阀芯的定片1侧的定片垫圈4及左芯壳8的通水孔M设计为与定片1的三个扇形孔中心线重合的、且面积略大的三个扇形孔，以承受来自左侧水流的较高的水压，即比左芯壳8为圆孔状的通水孔时定片1上的压力约减少一半，这样以减小转动力矩使手感轻松，以利于实现自动控制。
上述动片2的定位联动结构根据拨柄10各种方式的配合需要，可以是动片2侧周或平面上的盲孔S1或凸爪(后者图略)，如图9，图10。从图中还可明显看出本发明的瓷环3可以使多种形式的拨柄10从内中穿过而***动片2平面上的盲孔S1或凹槽S2中，从而可以做成各种不同用途的阀门。
上述两片一环的阀芯结构中，由于动片在与瓷环相吻合处，其平面度和光洁度与另一侧面一样都达到很高的精度，即在动片(2)的两侧面皆为高平面度和光洁度时，那么，在某些要求不很高的情况如图11的角通式阀芯中。为降低成本，瓷环亦可用聚四氟乙烯等其他材料代替。
综上所述，本发明的优点是显而易见的。本发明构筑的阀芯或利用本发明配合以相应阀体组成的各种陶瓷片阀门，圆满完善地解决了流量与密封，可靠性之间的矛盾以及开关转矩与密封之间的矛盾，也合理地解决了陶瓷片阀芯上密封泄露的难题，延长了整体阀门的使用寿命和相同尺度下获得最大流量的可能，因此开辟了陶瓷密封阀芯技术及其应用的新天地。

Claims (6)

1.一种陶瓷片阀芯的优化结构，它包括定片(1)和可与拨柄(10)相交连的带联动结构的动片(2)，其特征是它还包括一只与动片(2)相贴合的带圆锥状孔的瓷环(3)，且瓷环(3)内圆锥状孔的大径一侧的圆环面和动片(2)互相高精度平滑贴合。
2.根据权利要求1所述的阀芯，其特征是上述定片(1)一侧为凹面的异形结构体，即将与动片(2)的贴合面的扇形ao′d′逐渐扩之为另一侧的扇面状的abcd。
3.根据权利要求1或2所述的阀芯，其特征是在动片(2)的两侧面皆为高平面度和光洁度时上述瓷环(3)可以用聚四氟乙烯材料替代。
4.根据权利要求1所述的阀芯，其特征是上述动片(2)上的定位联动结构可以是动片(2)上的盲孔S1、凹槽S2或凸爪。
5.根据权利要求1所述的阀芯，其特征是在上述阀芯的定片(1)和瓷环(3)侧分别设置一只定片垫圈(4)和环垫圈(5)，并将其包容固定在左芯壳(8)与H1和H2及相应的密封件为O形圈状的左垫圈(6)与右垫右芯壳(9)内以其台肩圈(7)进行密封，再用拨柄(10)***动片(2)中的盲孔S1中组成通用阀芯。
6.根据权利要求1或4所述的阀芯，其特征是在上述阀芯的定片(1)侧的定片垫圈(4)及左芯壳(8)的通水孔R皆为与定片(1)的三个扇形孔中心线重合的、且面积略大的三个扇形孔。
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