[发明专利]冷脉冲调制混水阀

说明书

本发明专利提供的冷脉冲调制混水阀，是一种流体控制装置，属于阀类技术领域。

混水阀有诸多专利。以中国专利为例，专利CN87208673U系以热双金属为感温元件同时调节冷，热供水流量比自动调节浴水温度。专利CN2112735U在上述专利基础上做了二项改进：(1)用内充低沸点工质波纹管感温元件取代热双金属；(2)增加了流量调节机构：采用一种内，外双重套筒，内套筒在波纹管感温元件带动下做轴向位移从相反方向改变冷，热水供水进口流通截面借以控温，外套筒在流量调节旋钮带动下做旋转运动来调节输出浴水流量。为此，该专利采用了双重(温度调节与流量调节)O型胶圈活动密封。

提到混水调温阀，人们往往想得很简单：把冷水与热水渗合到一起不就得到温水!再加上各种感温元件不就很容易实现混合水温的调节吗？！实际并非这么简单，由于冷水与热水水压往往有较大差别势必影响混水温度控制。理论和经验都表明若把两种不同压力的流体径直同时通入容器，则两者必定处于一种极不稳定的动态平衡中，很难均匀混合；而没有均匀混合是不可能实现温度调节的，即使调节也会产生较大的温度波动。本发明人认为这是民用混水阀必须解决的一大难题。第二难题是混水阀必须能适应不同地域冷水水压可能存在很大差异以及水压经常变动的复杂情况，对此现有专利无相应对策；第三难题则是调节阀所固有的，即调节常常涉及活动密封，而活动密封理论上是绝对做不到无渗漏的。前述专利恰恰涉及活动密封，而且是(调温、调流)双重的。

本发明的目的是为非电加热类民用热水器，已备冷，热水管线的宾馆，公共浴室以及住宅卫生间提供洗漱和淋浴用混水阀，该阀能在外供热水温度大范围变化，冷水水压大范围变动的使用条件下连续平滑调节水温，流量与水温相互协调且无泄漏免维护。

以下是本发明的构思要点：

为解决冷、热水水压的协调问题，用二个阀——低温流体截止阀与高温流体感温阀合成一个混水阀，二阀共用一个阀座。低温阀用一个内含压簧的波纹管做阀芯(阀杆)，高温阀的阀芯(阀杆)为内有感温介质的波纹管(简称感温波纹管)。感温波纹管内介质压力与低温阀波纹管内压簧的预置弹力呈力学平衡。当通入高温阀的热水温度不高从而介质压力小于压簧弹力时，低温阀波纹管阀芯将紧压在共用阀座上，冷水被封闭在低温阀腔，而不能与热水相混。当热水水温较高超过设定温度时，介质压力大于压簧弹力、低温阀阀芯才被高温阀感温波纹管上的触杆顶开，冷水进入高温阀与热水相混。低温阀乃设计成截止阀，它只有二种工作状态，要么打开(全开)，要么关闭(全闭)，再将共用阀座的阀孔设计成莲蓬头状，其中筛孔(泄水孔)总流通面积小于低温阀的平均流通截面，因此低温阀一旦被顶开，冷水将以高速细流束形态射入高温阀与热水很决相混，使水温迅速下降，低温阀又迅即关闭；即低温阀是以开关方式工作。混水调温过程可概括模拟为：用一个高速细冷水流脉冲对质量远大于冷水的混水腔内热水加以调制。这样就解决了冷热水直接混合所碰到的冷、热水水压不平衡(不协调)的问题。由于本实用新型构思的混水阀具有以上的工作原理和特点故称本专利阀为冷脉冲调制混水阀，简称混水阀。

另外，由于整个混水控制是用一个冷脉冲水流对热水进行调制，其结果必然是：对同一个热水流而言，热水温度便是输出混合水的温度上限，热水流量则是输出水流流量的下限，输出混合水的温度与流量呈反变，即在前述的温度与流量的上、下限之间水温高则流量小，水温低则流量大。这种温度与流量的相互协调既符合用水习惯，也符合节水节能原则。鉴于上述，再考虑到作为民品的成本与价格因素，考虑到技术创新的简单性原则，本专利阀不另设流量调节装置。

本发明目的是通过如下技术措施实现的：

混水阀由低温流体截止阀，高温流体感温阀以及混水套筒组合而成。低温阀与高温阀共有一个阀座。

低温流体截止阀的阀腔内设置底部能抵触阀座的波纹管，波纹管内装有压簧，压簧借带旋钮之压力调整螺杆调节预置弹力。高温阀腔内设置内有感温介质的波纹管，感温波纹管上设触杆，触杆可穿过高、低温阀共用阀座触及低温阀波纹管底。高、低温阀的共用阀座上设置筛孔，该筛孔的总流通面积小于低温阀的平均流通截面。高温阀内设有混水套筒，筒与感温波纹管之间区域构成混水腔，筒之上端面开有泄水豁口。热水入口开设在高温阀底部，冷水入口开设在低温阀侧壁。    

本发明的工作原理如下：