CN111677931B - 一种超薄调流按键开关阀芯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超薄调流按键开关阀芯，包括阀芯本体，阀芯本体包括外壳、控制杆、膜片组件、调流组件、弹跳结构、弹跳弹簧、启动弹簧和底座，外壳内部设有水压腔，调流组件包括旋套、旋杆和滑块，旋套通过旋杆带动滑块滑动连接于外壳内，滑块设于弹跳结构上方，弹跳结构滑动连接于水压腔内，弹跳结构包括上齿圈和下齿圈，膜片组件设于弹跳结构下方，膜片组件与弹跳结构之间通过弹跳弹簧相连，弹跳结构驱动膜片组件与底座接触密封或分离，控制杆上端贯穿膜片组件、弹跳结构和调流组件向外延伸，控制杆下部外径内缩形成缩进杆，启动弹簧两端分别与底座和缩进杆相连。本发明能够保证超低压的开启与密封的稳定性，缩减了阀芯体积，流量调节区间大。

Description

一种超薄调流按键开关阀芯

技术领域

本发明涉及卫浴领域，尤其涉及一种超薄调流按键开关阀芯。

背景技术

传统的机械式阀芯多为抬起式和旋转式，而按键开关阀芯是原有产品基础上的升级，在使用按键开关阀芯的产品过程中，存在如下不足：第一，如今可调流量按键开关阀芯低压时一般出水流量很小，流量调节区间不明显，且超低压可能会有漏水现象，使用体验不佳；第二，按键开关阀芯的按压力会随水压变大而变大，导致水压过大时按不动；第三，体积较大，影响产品美观，难以适应于不同的使用环境，应用的场景有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种使用稳定可靠的超薄调流按键开关阀芯。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

一种超薄调流按键开关阀芯，其特征在于，包括阀芯本体，所述阀芯本体包括外壳、控制杆、膜片组件、调流组件、弹跳结构、弹跳弹簧、启动弹簧以及底座，所述外壳内部设有水压腔，所述调流组件包括旋套、旋杆和滑块，所述旋套通过旋杆带动滑块沿纵向滑动连接于外壳内，所述滑块设于弹跳结构上方，所述弹跳结构沿纵向滑动连接于水压腔内，弹跳结构包括同轴设置的上齿圈和下齿圈，所述上齿圈设于控制杆中部，所述下齿圈与控制杆转动连接，控制杆中部设有两个第一挡圈，两所述第一挡圈分别设于上齿圈上部和下齿圈下部，所述膜片组件设于弹跳结构下方，膜片组件与弹跳结构之间通过弹跳弹簧相连，所述弹跳结构驱动膜片组件与底座接触密封或分离，膜片组件表面设有阻尼孔和泄流孔，膜片组件设于底座内，所述控制杆上端贯穿膜片组件、弹跳结构和调流组件向外延伸，控制杆下部外径内缩形成缩进杆，所述启动弹簧两端分别与底座表面和缩进杆相连接。

根据上述技术方案，优选地，所述外壳包括沿纵向设置的导向凹槽、设于导向凹槽下端的第一外壳斜面和第二外壳斜面，所述上齿圈侧面设有上齿圈导向齿，上齿圈下表面设有上齿圈斜面，所述下齿圈侧面设有下齿圈凸齿，下齿圈上表面设有下齿圈斜面。

根据上述技术方案，优选地，所述滑块外壁沿周向固接有与导向凹槽滑动连接的导向块。

根据上述技术方案，优选地，所述滑块内部沿纵向开有传动孔道，所述传动孔道内设有内梯形螺纹，所述旋杆下部设有与内梯形螺纹相适配的外梯形螺纹，旋杆下部螺纹连接于传动孔道内，旋杆上部与旋套底端固接。

根据上述技术方案，优选地，所述缩进杆上部设有轴肩，所述启动弹簧上端与轴肩相抵接。

根据上述技术方案，优选地，所述膜片组件包括阻尼片、O形圈、膜片支撑片和膜片，所述膜片支撑片中部开有泄流孔，膜片支撑片上表面环绕泄流孔设有O形圈，所述阻尼片卡接于膜片支撑片上方，所述膜片卡接于膜片支撑片下方。

根据上述技术方案，优选地，所述膜片支撑片下表面沿周向均匀固接有多个限位柱，所述膜片表面相对各限位柱的位置开有多个限位孔，各所述限位柱贯穿限位孔设置。

根据上述技术方案，优选地，所述限位柱和限位孔分别至少设置有4个。

根据上述技术方案，优选地，所述弹跳弹簧套接于控制杆外，弹跳弹簧下端垂直向下弯折形成延伸部，所述延伸部贯穿阻尼孔设置。

本发明的有益效果是：

第一，将弹跳结构置于水压腔内，减小了阀芯的轴向尺寸，使本阀芯体积小于其他按键阀芯，能够适应于不同的使用环境，拓宽产品的使用范围；第二，阀体开启时，通过调流组件能够调节膜片组件与底座之间的距离，从而完成对阀体出水流量的调节，流量调节区间大；第三，低水压阀芯打开时，底座内启动弹簧通过作用控制杆上轴肩顶住膜片组件，克服弹跳弹簧的弹簧力，使膜片组件在弹簧力作用下打开到最大，保证超低压开启时的流量稳定；第四，低水压阀芯关闭时，由于启动弹簧的弹簧力全部作用在控制杆上，使启动弹簧的弹簧力不会传导到膜片组件上，保证阀芯关闭时弹跳弹簧不会被启动弹簧抵消弹簧力，此时膜片组件只受弹跳弹簧的弹簧力，压在底座上，保证超低压关闭时密封的稳定性；第五，由于控制杆截面积小，故按压力几乎不受水压变化影响，按压力稳定。

附图说明

图1是本发明的立体结构爆炸图。

图2是本发明外壳部分的主视结构剖面图。

图3是本发明上齿圈部分的立体结构示意图。

图4是本发明下齿圈部分的立体结构示意图。

图5是本发明阀芯启闭过程中弹跳结构处于状态1时的主视结构示意图。

图6是本发明阀芯启闭过程中弹跳结构处于状态2时的主视结构示意图。

图7是本发明阀芯启闭过程中弹跳结构处于状态3时的主视结构示意图。

图8是本发明阀芯启闭过程中弹跳结构处于状态4时的主视结构示意图。

图9是本发明旋杆部分的主视结构示意图。

图10是本发明滑块部分的立体结构示意图。

图11是本发明旋套部分的立体结构示意图。

图12是当阀芯开启时，本发明的主视结构剖面图。

图13是在阀芯打开时抵推控制杆时，本发明的主视结构剖面图。

图14是在阀芯打开时抵推控制杆后释放控制杆时，本发明的主视结构剖面图。

图15是在阀芯关闭时抵推控制杆，本发明的主视结构剖面图。

图16是本发明阀芯调节出水流量示意图。

图17是本发明阻尼片部分的立体结构示意图。

图18是本发明膜片支撑片正面的立体结构示意图。

图19是本发明膜片支撑片底面的立体结构示意图。

图20是本发明膜片部分的立体结构示意图。

图21是本发明弹跳弹簧部分的立体结构示意图。

图22是本发明膜片组件部分的仰视结构示意图。

图23是本发明的整体组装外观示意图。

图中：1、旋套；2、卡环；3、压帽；4、外壳；5、O形圈；6、第二挡圈；7、旋杆；8、滑块；9、第一挡圈；10、上齿圈；11、下齿圈；12、弹跳弹簧；13、滤网；14、阻尼片；15、膜片支撑片；16、膜片；17、控制杆；18、启动弹簧；19、底座；20、第一外壳斜面；21、第二外壳斜面；22、导向凹槽；23、上齿圈导向齿；24、上齿圈斜面；25、下齿圈凸齿；26、下齿圈斜面；27、花键；28、外梯形螺纹；29、导向块；30、内梯形螺纹；31、定位通道；32、阻尼孔；33、水压腔；34、膜片组件；35、缩进杆；36、轴肩；37、定位槽；38、限位柱；39、限位孔；40、延伸部；41、泄流孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图所示，本发明包括阀芯本体，所述阀芯本体包括外壳4、控制杆17、膜片组件34、调流组件、弹跳结构、弹跳弹簧12、启动弹簧18以及底座19，其中阀芯本体内设有滤网13，阀芯本体上方设有固定座和压帽3，通过卡环2卡入外壳顶部槽中，将固定座固定在阀芯上，压帽3在旋套1之下，压帽3内设有O形圈，当用工具旋起压帽3时，可通过抵推旋套1，将整个阀芯轻松从产品中旋出。所述外壳4内部设有水压腔33，所述调流组件包括旋套1、旋杆7和滑块8，所述旋套1通过旋杆7带动滑块8沿纵向滑动连接于外壳内，所述滑块8设于弹跳结构上方，旋套1带动滑块8下移，滑块8通过弹跳结构抵推控制杆17，使控制杆17与膜片组件34的O形圈5距离逐渐减小，使泄流孔41的泄流速度变小，导致水压腔33内压力逐渐增加，膜片组件34下移，完成调节阀体出水流量的效果。所述弹跳结构沿纵向滑动连接于水压腔33内，弹跳结构包括同轴设置的上齿圈10和下齿圈11，所述上齿圈10设于控制杆17中部，所述下齿圈11与控制杆17转动连接，控制杆17中部设有两个第一挡圈9，两所述第一挡圈9分别设于上齿圈10上部和下齿圈11下部，控制杆17上还固接有第二挡圈6，所述第二挡圈6设于旋杆7之上，所述膜片组件34设于弹跳结构下方，膜片组件34与弹跳结构之间通过弹跳弹簧12相连，所述弹跳结构驱动膜片组件34与底座19接触密封或分离，膜片组件34表面设有阻尼孔32和泄流孔41，膜片组件34设于底座19内，所述控制杆17上端贯穿膜片组件34、弹跳结构和调流组件向外延伸，控制杆17下部外径内缩形成缩进杆35，缩进杆35上部设有轴肩36，启动弹簧18上端与轴肩36相抵接，启动弹簧18下端与底座19相连。阀芯在开启状态，此时控制杆17与O形圈5分离，泄流孔41打开，水压腔33内压力变小至与阀芯外界压力一样，在水压与弹跳弹簧12的作用下使膜片组件34上移打开水路。按压按键使控制杆17向下移动，此时控制杆17与O形圈5密封，泄流孔41关闭，水压腔33内压力变大至与进水端压力一样，在水压与弹跳弹簧12的作用下使膜片组件34与底座19密封，关闭水路使阀芯关闭。

根据上述实施例，优选地，所述外壳包括沿纵向设置的导向凹槽22、设于导向凹槽22下端的第一外壳斜面20和第二外壳斜面21，所述上齿圈侧面设有上齿圈导向齿23，上齿圈下表面设有上齿圈斜面24，所述下齿圈侧面设有下齿圈凸齿25，下齿圈上表面设有下齿圈斜面26。在操控阀芯开启关闭过程中，弹跳结构包括四个状态。其中状态1：上齿圈导向齿23与下齿圈凸齿25在导向凹槽22中上下移动；状态2：按压控制杆17，抵推上齿圈与下齿圈，直至下齿圈凸齿25脱离外壳中的导向凹槽22，在弹跳弹簧12的作用力下，下齿圈沿上齿圈斜面24上移且旋转，并挂靠在上齿圈中齿的凹处，此时下齿圈凸齿25处于第一外壳斜面20的下方；状态3：释放控制杆17，在弹簧力的作用下，下齿圈凸齿25沿第一外壳斜面20上移且旋转，直至最终挂靠在第一外壳斜面20的凹处，此时下齿圈凸齿25又处于上齿圈斜面24的下方；状态4：再按压控制杆17，抵推上齿圈与下齿圈，直至下齿圈凸齿25脱离外壳中的导向凹槽22，在弹跳弹簧12的作用力下，下齿圈沿上齿圈斜面24上移且旋转，并挂靠在上齿圈中齿的凹处，同时处于第二外壳斜面21的下方，再松手后，下齿圈凸齿25沿第二外壳斜面21上移且旋转，最终滑入导向凹槽22中，回复成状态1。

具体工作原理如下：

当阀芯开启时，弹跳结构处于状态1，控制杆17与O形圈5处于分离状态。水从弹跳弹簧12与阻尼孔32的缝隙流进水压腔33内，再由控制杆17与泄流孔41的缝隙快速流出，使水压腔33内水压由进水端压力P1快速下降至与出水端压力P2一致，其中阀体进水截面积为S1，水压腔33截面积为S2。启动弹簧18造成的弹簧力为F启，通过控制杆17的轴肩36作用于膜片组件34，此时膜片组件34两端P1*S1+P2*(S2-S1)+F启＞P2*S2+F弹，膜片组件34向上移动，与底座19分离，阀芯打开。

在阀芯打开时抵推控制杆17，控制杆17通过挡圈抵推上齿圈，上齿圈抵推下齿圈，下齿圈通过弹跳弹簧12抵推膜片组件34，直至下齿圈凸齿25脱离外壳导向凹槽22，由于受到弹跳弹簧12的作用下，弹跳结构到达状态2。同时控制杆17与O形圈5逐渐接近，控制杆17与O形圈5的缝隙逐渐减小，直至接触密封，故此时水压腔33内水压P3由P2慢慢变大至P1，膜片组件34两端在P1*S1+P2*(S2-S1)＜P3*S2+F弹的状态下往下移，直至膜片组件34与底座19接触密封，水路关闭。

释放控制杆17，控制杆17在两个弹簧作用下上移，同时弹跳弹簧12抵推下齿圈，下齿圈凸齿25沿第一外壳斜面20上移且旋转，最终挂靠在第一外壳斜面20末端到达状态3。此时控制杆17与O形圈5接触密封，泄流孔41被堵住，此时水被堵在水压腔33里，水压腔33里压力逐渐上升至P1，此时膜片组件34两端P1*S1＜P1*S2+F弹，保证膜片组件34与底座19密封的稳定性，阀芯关闭。

在阀芯关闭时抵推控制杆17，通过第一挡圈抵推齿圈下移，此时齿圈到达状态4，松开后控制杆17在启动弹簧18作用下上移，带动上齿圈与下齿圈沿导向凹槽22上移，直至状态1，阀芯恢复到打开状态。

根据上述实施例，优选地，所述滑块8外壁沿周向固接有与导向凹槽22滑动连接的导向块29，滑块8内部沿纵向开有传动孔道，所述传动孔道内设有内梯形螺纹30，所述旋杆7下部设有与内梯形螺纹30相适配的外梯形螺纹28，旋杆7下部螺纹连接于传动孔道内，旋杆7上部与旋套1底端固接，旋套1与旋杆7之间可通过多种连接方式实现，使旋套1带动旋杆7转动，本例中旋套1中部沿纵向开有定位通道31，旋杆7上部设有花键27，所述定位通道31内开有与花键27相适配的键槽，旋套1通过与旋杆7中花键27配合，带动旋杆7旋转。

阀芯调节出水流量工作原理为：旋转旋套1，带动旋杆7旋转，旋杆7通过梯形螺纹带动滑块8向下运动，滑块8抵推上齿圈，上齿圈抵推下齿圈，下齿圈通过第一挡圈9抵推控制杆17。控制杆17下移过程与O形圈5距离逐渐减小，使泄流孔41的泄流速度变小，导致水压腔33内压力逐渐变大至P4，介于进水端压力P1与出水端压力P2之间，膜片组件34下移，直至膜片组件34两端压力P1*S1+P2*(S2-S1)＝P4*S2+F弹，形成动态平衡。旋套1旋转的度数越多，滑块8下移的越多，控制杆17下移也越多，使膜片组件34形成动态平衡的位置越低，此时膜片组件34与底座19之间的距离越来越短，即出水面积S3越来越小，使流出的流量变小。

根据上述实施例，优选地，所述膜片组件34包括阻尼片14、O形圈5、膜片支撑片15和膜片16，所述膜片支撑片15中部开有泄流孔41，膜片支撑片15上表面环绕泄流孔41设有O形圈5，膜片支撑片15上表面中部向下开有定位槽37，所述泄流孔41设于定位槽37内，所述O形圈5固接于定位槽37内。所述阻尼片14卡接于膜片支撑片15上方，用于限制O形圈5的位置，本例中阻尼片14边缘沿周向设有内定位环，所述膜片支撑片15边缘沿周向设有外定位环，所述内定位环与外定位环卡接，其中，内定位环上相对设有两个卡接板，两卡接板端部向外凸出形成卡块，外定位环表面相对卡接板的卡块位置分别开有卡接孔，内定位环通过卡接板与外定位环卡接。所述膜片16卡接于膜片支撑片15下方，膜片支撑片15下表面沿周向均匀固接有多个限位柱38，所述膜片表面相对各限位柱38的位置开有多个限位孔39，各所述限位柱38贯穿限位孔39设置，其中限位柱38和限位孔39分别至少设置有4个。

根据上述实施例，优选地，所述弹跳弹簧12套接于控制杆17外，弹跳弹簧12下端垂直向下弯折形成延伸部40，所述延伸部40贯穿阻尼孔32设置。弹跳弹簧12置于膜片组件34上方，且处于水压腔33内，弹跳弹簧12末端垂直伸出并穿过阻尼孔32，在阀芯动作过程中可相对运动，防止阻尼孔32被水垢及其他脏物堵塞，确保水质差时阀芯开关切换稳定。

通过上述技术方案，本专利能取得如下有益效果：第一，将弹跳结构置于水压腔33内，减小了阀芯的轴向尺寸，使本阀芯体积小于其他按键阀芯，能够适应于不同的使用环境，拓宽产品的使用范围；第二，阀体开启时，通过调流组件能够调节膜片组件34与底座19之间的距离，从而完成对阀体出水流量的调节，流量调节区间大；第三，低水压阀芯打开时，底座19内启动弹簧18通过作用控制杆17上轴肩36顶住膜片组件34，克服弹跳弹簧12的弹簧力，使膜片组件34在弹簧力作用下打开到最大，保证超低压开启时的流量稳定；第四，低水压阀芯关闭时，由于启动弹簧18的弹簧力全部作用在控制杆17上，使启动弹簧18的弹簧力不会传导到膜片组件34上，保证阀芯关闭时弹跳弹簧12不会被启动弹簧18抵消弹簧力，此时膜片组件34只受弹跳弹簧12的弹簧力，压在底座19上，保证超低压关闭时密封的稳定性；第五，由于控制杆17截面积小，故按压力几乎不受水压变化影响，按压力稳定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种超薄调流按键开关阀芯，其特征在于，包括阀芯本体，所述阀芯本体包括外壳、控制杆、膜片组件、调流组件、弹跳结构、弹跳弹簧、启动弹簧以及底座，所述外壳内部设有水压腔，所述调流组件包括旋套、旋杆和滑块，所述旋套通过旋杆带动滑块沿纵向滑动连接于外壳内，所述滑块设于弹跳结构上方，所述弹跳结构沿纵向滑动连接于水压腔内，弹跳结构包括同轴设置的上齿圈和下齿圈，所述上齿圈设于控制杆中部，所述下齿圈与控制杆转动连接，控制杆中部设有两个第一挡圈，两所述第一挡圈分别设于上齿圈上部和下齿圈下部，所述膜片组件设于弹跳结构下方，膜片组件与弹跳结构之间通过弹跳弹簧相连，所述弹跳结构驱动膜片组件与底座接触密封或分离，膜片组件表面设有阻尼孔和泄流孔，膜片组件设于底座内，所述控制杆上端贯穿膜片组件、弹跳结构和调流组件向外延伸，控制杆下部外径内缩形成缩进杆，所述启动弹簧两端分别与底座表面和缩进杆相连接，所述外壳包括沿纵向设置的导向凹槽、设于导向凹槽下端的第一外壳斜面和第二外壳斜面，所述上齿圈侧面设有上齿圈导向齿，上齿圈下表面设有上齿圈斜面，所述下齿圈侧面设有下齿圈凸齿，下齿圈上表面设有下齿圈斜面；

所述滑块外壁沿周向固接有与导向凹槽滑动连接的导向块；

所述滑块内部沿纵向开有传动孔道，所述传动孔道内设有内梯形螺纹，所述旋杆下部设有与内梯形螺纹相适配的外梯形螺纹，旋杆下部螺纹连接于传动孔道内，旋杆上部与旋套底端固接；

旋杆通过梯形螺纹带动滑块向下运动，滑块抵推上齿圈，上齿圈抵推下齿圈，下齿圈通过第一挡圈抵推控制杆；

阀芯开启时，通过调流组件调节膜片组件与底座之间的距离，完成对阀芯出水流量的调节；

阀芯打开时，底座内启动弹簧通过作用控制杆上轴肩顶住膜片组件，克服弹跳弹簧的弹簧力，使膜片组件在弹簧力作用下打开到最大，保证超低压开启时的流量稳定；

阀芯关闭时，启动弹簧的弹簧力全部作用在控制杆上，膜片组件只受弹跳弹簧的弹簧力，压在底座上，保证超低压关闭时密封的稳定性。

2.根据权利要求1所述一种超薄调流按键开关阀芯，其特征在于，所述缩进杆上部设有轴肩，所述启动弹簧上端与轴肩相抵接。

3.根据权利要求2所述一种超薄调流按键开关阀芯，其特征在于，所述膜片组件包括阻尼片、O形圈、膜片支撑片和膜片，所述膜片支撑片中部开有泄流孔，膜片支撑片上表面环绕泄流孔设有O形圈，所述阻尼片卡接于膜片支撑片上方，所述膜片卡接于膜片支撑片下方。

4.根据权利要求3所述一种超薄调流按键开关阀芯，其特征在于，所述膜片支撑片下表面沿周向均匀固接有多个限位柱，所述膜片表面相对各限位柱的位置开有多个限位孔，各所述限位柱贯穿限位孔设置。

5.根据权利要求4所述一种超薄调流按键开关阀芯，其特征在于，所述限位柱和限位孔分别至少设置有4个。

6.根据权利要求1所述一种超薄调流按键开关阀芯，其特征在于，所述弹跳弹簧套接于控制杆外，弹跳弹簧下端垂直向下弯折形成延伸部，所述延伸部贯穿阻尼孔设置。