调节水流的自动操作阀制造技术

所公开的是用于调节水流的自动操作阀，尤其是用于自动混合冷、热水以获得所需温度的混合水的混合阀。此阀的特征是利用压电致动器操纵阀体。由于这种结构，使得阀不仅能充分地关闭或打开，而且能通过调节阀体的开度或开启角度来进行细微的流量控制。特别是用作混合阀时，能够精确地调节冷、热水的混合比，从而能始终获得所需温度的混合水。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及调节水流的自动操作阀和装有该阀的龙头。普通的自动操作阀大体上包括几种由电磁驱动器控制的阀和几种由操纵电机控制的阀。根据从传感器或控制开关得到的主控信号或驱动输出信号，这种阀的阀体由电磁驱动器或操纵电机操纵朝向或离开阀座移动，以便自动关闭或打开该阀。然而，普通操作阀的致动器是由电磁驱动器或操纵电机构成的，以致由这种普通致动器操纵的阀体运动不能获得高分辨率。由此，虽然能实现该阀的简单启闭，但该阀不能精确地控制水流。尤其是对于产生所需温度的水的混合阀，这样的自动操作阀的应用几乎是不可能的，或者是极其困难的，因为这需要对阀体的运动十分细微地调节以混合冷热水并得到所需温度的水。因此，本专利技术的一个目的是提供一种自动操作阀，该阀通过使用作为阀的驱动装置的压电致动器可以克服普通阀的上述缺点，在该阀中，压电致动器可以细微地调节阀的开启程度和角度，这样水流可被精确地调节。本专利技术的另一个目的是提供一种装有压电致动器的混合阀，该阀能细微和精确地调节冷热水的混合比例以产生所需水温的水。本专利技术还有一个目的是提供一种装有压电致动器的自动操作阀，该阀能以紧凑的方式装配并且能快速简便地装在任何地方。本专利技术进一步的目的是提供一种装有压电致动器的自动操作阀，该阀在诸如动力失效或断电的紧急情况下，通过自动或手动使阀体朝阀座移动，可全部关闭该阀，这样，能防止水的泄漏以利于节水。本专利技术的进一步的目的是提供一种装有压电致动器的自动操作阀，该阀在阻水工况下，通过利用弹簧压力和释放夹紧压电元件，能自动地移动阀体使该阀完全关闭，这样能防止水的泄漏以利于节水。本专利技术进一步的目的是提供一种装有压电致动器的自动操作阀，在该阀中，芯棒前尖端形成为该芯棒的分离件并且由弹簧偏压以给阀体施加偏压力，这样，既使在水流通道内产生冲击水压时，仅芯棒的前尖端向后移动，而压电元件相对于芯棒的位置保持不变，由此，能在整个水流调节操作过程中实现水流的细微调节。本专利技术进一步的目的是提供装有压电致动器的自动操作阀，在该阀中，芯棒前尖端被挤压成有一个小于芯棒其余部分的直径，这样，芯棒尖端受的水压能被减至最小并通过压电元件的推动芯棒能被准确地伸出或收缩以实现水流的细微调节。本专利技术进一步的目的是提供一种龙头，在其内紧凑地装有带压电致动器的混合阀，以便该龙头能被紧凑地装在盥洗室的任何部分，从而使盥洗室其余空间能被有效地利用。总之，本专利技术公开了一种调节水流的自动操作阀。该阀包括一个壳体、一条在该壳体一侧形成的入流通道、一条在该壳体另一侧形成的出流通道、在连接入流通道和出流通道的连接通道内形成的阀座、可伸缩地装在阀座上的阀体和用来使阀体朝向和离开阀座移动的压电致动器。本专利技术还公开了一种混合阀，该阀用于冷水与热水混合以产生所需水温的水。该混合阀包括一个壳体、一条在该壳体一侧形成的冷水入流通道和热水入流通道、一条在该壳体另一侧形成的混合出流通道、一个在连接通道内形成的阀座(该连接通道连接入流通道和出流通道)、可伸缩地装在阀座上的阀体和用于使阀体朝向和离开阀座移动的压电致动器。本专利技术还公开了一种在其一端装有上述混合阀的龙头。该龙头能实现对龙头放水口流出的水进行细微流量控制和精确的水温控制。下面结合附图对本专利技术进行详细地说明。附图说明图1是本专利技术带有单个阀体结构的第一实施例的调节水流的自动操作阀的剖视图;图2和图3是沿图1Ⅰ-Ⅰ剖切线和Ⅱ-Ⅱ剖切线剖开的上述阀的剖视图;图4和图5是用于这一实施例的阀的压电元件的改型的剖视图;图6是用于这一实施例的阀的控制装置的方框图;图7至图9是表示压电致动器工作方式的说明视图;图10是表示各个压电元件电压施加方式的时间曲线图;图11是装有两个阀体结构的本专利技术第一实施例的调节水流的自动操作阀的剖视图;图12是上述阀的放大局部视图;图13是用于双阀体结构的阀的控制装置的方框图;图14是表示上述阀被用作为混合冷热水的混合阀时的基本操作顺序的流程图;图15是第一实施例的第一种改型的自动操作阀的剖视图;图16是第一实施例的第一种改型的又一改进的自动操作阀的剖视图;图17是第一实施例的第二种改型的自动操作阀的剖视图;图18是用于该阀第三种改型的控制装置的方框图;图18A是表示用来检测断路或断电的操作程序的流程图;图19是第一实施例的第三和第四种改型的自动操作阀的剖视图;图20是表示检测断路或断电的另一个操作程序的流程图;图21是带阻水功能和用于自动操作阀第一实施例的第五种改型的控制装置的方框图;图22是装有本专利技术的第二实施例的龙头的盥洗室的透视图，在该龙头内使用了用于控制水流的自动操作阀;图23是表示龙头内部结构的龙头的剖视图;图24是沿图23Ⅲ-Ⅲ剖切线剖开的上述自动操作阀的剖视图;图25是自图23的线Ⅳ-Ⅳ方向看的上述自动操作阀的侧视图;图26是这一实施例的一种改型的龙头的解释性视图;图27是龙头控制装置的方框图;图28是装有用来控制水流的自动操作阀的本专利技术第三实施例的自动供水系统的剖视图;图29是用于自动供水系统的控制装置的方框图。下面结合附图对本专利技术的调节水流的自动操作阀及装有该阀的水龙头进行详细说明。第一实施例图1表示出有单个阀体结构的调节水流的自动操作阀。标号10表示箱形壳体，壳体10在其一侧壁上有两端开口的L形套筒11。L形套筒11内部构成一个L形入流通道12，入流通道12有一与隔膜操作腔14相连通的内开口12b。在壳体10另一侧壁上有两端开口的L型套筒15。该套筒15相对隔壁16与上述L形套筒11近乎是对称的。在L形套筒15内形成出流通道17。通道17有与辅助管道18连通的开口17a和与隔膜操作腔14连通的内开口17b。在L形套筒15的内开口部分上形成阀座19。隔膜构成的阀体20能与阀座19接触以关闭出流通道17的内开口17b并且还能自通道17的内开口17b移开。阀体20有一个使通道17与操作腔14连通的引导孔10a和一个使操作腔14与入流通道12连通的溢流孔10b。在相邻于操作腔14的壳体10的部分上，固定一个压电致动器A。如图1所示，压电致动器A包括一个圆筒形致动器壳体C，该壳体有前壁a和后壁b，在致动器壳体C内同轴地可轴向往复运动地设置有芯棒d和三个压电元件e，f，g。这些压电元件围绕芯棒d的外圆周同轴设置。在上述结构中，芯棒d有可伸缩地与阀体20的后端面接触的顶端。三个压电元件e，f，g构成压电组件B。这些压电元件以这样的方式制成当提供脉冲电压时它们收缩。因此，当提供脉冲电压时，一对夹紧压电元件e，f收缩夹紧芯棒d，而当不提供电压时，对芯棒的夹紧被释放。当不提供电压时，冲程压电元件g沿芯棒处于伸展状态，而提供电压时，压电元件g收缩并缩短整个轴向长度。通过控制对各个压电元件e，f，g提供电压的顺序，就可使芯棒d在轴线方向往复运动，这一点下面将要详细说明。如图1和图2所示，通过同轴组装或在芯棒d周围用粘结剂粘结多个同轴薄套形压电片制成夹紧压电元件e、f。在夹紧压电元件e、f中，每个压电片在其内侧和外侧有电极。根据这一结构，当给每一个压电片提供脉冲电压时，该压电片径向收缩并且由这些压电片组成的压电元件e、f最后也都径向地收缩以便夹紧芯棒d。如图1和3所示，通过同轴组装或在芯棒周围用粘结剂粘结多个同轴的薄的环形压电片制成冲程压电元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调节水流的自动操作阀包括：ａ．一个壳体，其一端具有入流通道系统而另一端具有出流通道系统，所述入流通道系统和出流通道系统由位于所述壳体内构成阀座的地方的连通部分彼此连通，ｂ．可操作地设置在所述壳体中的阀体，它能朝着或远离所述阀 座运动，并能和所述阀座进入接触以便调节流过所述连通部分的水流，ｃ．用于操作所述阀体的压电致动器。

【技术特征摘要】
JP 1987-9-30 248944/87;JP 1988-2-6 26169/88;JP 1981.一种用于调节水流的自动操作阀包括a.一个壳体，其一端具有入流通道系统而另一端具有出流通道系统，所述入流通道系统和出流通道系统由位于所述壳体内构成阀座的地方的连通部分彼此连通，b.可操作地设置在所述壳体中的阀体，它能朝着或远离所述阀座运动，并能和所述阀座进入接触以便调节流过所述连通部分的水流，c.用于操作所述阀体的压电致动器。2.根据权利要求1的阀，其中所述入流通道系统由多条入流通道构成，而所述出流通道系统仅由一条出流通道构成。3.根据权利要求1的阀，其中所述入流通道系统仅由一条入流通道构成，而所述出流通道系统由多条出流通道构成。4.根据权利要求2的阀，其中所述阀是一种用于混合热水和冷水的混合阀，所述多条入流通道是由一条热水供给通道和一条冷水供给通道构成的，而所述出流通道是由一条混合水通道构成的。5.根据权利要求1至4中的一个的阀，其中压电致动器包括a.一个圆筒形的致动器壳体，b.一根设置在上述壳体中并位于该壳体的轴线上的芯棒，所述芯棒能沿轴向运动，c.围绕所述芯棒设置的一对夹紧压电元件，所述一对夹紧压电元件沿轴向彼此间隔设置，d.一个冲程压电元件，它在所述一对夹紧压电元件之间围绕所述芯棒设置，e.一个控制装置，它可以根据存储在所述控制装置的存储器中的顺序操作程序，向或从所述夹紧压电元件和冲程压电元件提供和/或释放脉冲电压。6.根据权利要求5的阀，其中在所述控制装置上连接着一条用于检测从电源输向所述压电致动器的驱动电路的电力的断路情况的电路。7.根据权利要求6的阀，其中所述的控制装置具有一个备用电池或电容器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：筒中修，原贺久人，有田钦也，牧田厚雄，竹内博文，田良一，
申请(专利权)人：东陶机器株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]