[发明专利]具有改进球阀的单柄混合阀

说明书

本申请为正在进行的1992年12月11日提出的、题为“球阀元件装在阀盒内的混合阀”的美国专利申请PCT/US92/10739的部分继续。

技术领域

本发明的领域涉及一种水龙头混合阀，更具体点说，涉及一种混合阀球阀的阀盒(阀筒)。

发明背景

能够控制热水和冷水两者的流动的、通常被称为混合阀的单柄水龙头曾为广大用户所采用。水龙头通常的构造是有一手柄或旋钮可在两个不同的方向上转动，以便调节热水和冷水的混合，并调节体积释放率即流率。

最广泛地在商业上被接受的混合阀有两种基本型式，即板阀和球阀。球阀能提供一种可靠耐用的紧凑结构，而板阀能提供一种容易包装成阀盒形式的驱动机构。

已知的板阀阀盒能容纳活动阀板和固定阀板。阀盒能容易地被卸除并更换上另一个阀盒以便对水龙头进行简易的修理。在将水源关断后，只须打开水龙头使可简易地更换阀盒。这种修理不需请教技工便可完成。

虽然板阀长期来以阀盒的形式被引用，但球阀在以前却没有相应地改为阀盒结构。开发球阀用的、在商业上能成功地实现的阀盒困难很多。首先，传统球阀的浮动性质要求采用的任何阀盒将球阀完全包围并控制，否则球阀便会掉落到盒底之外。其次，球阀结构的紧凑性质使它在水龙头体内只能留下很少的空间供含有阀盒之用。要将传统的阀盒引入及将球阀包围并控制在水龙头壳体内就需要将壳体做得更高以便供含有阀盒之用。

另外，传统的阀盒不让修理损坏的弹性体密封。阀盒内装可动的阀门元件和固定的阀门开口，在阀门开口上通常带有弹性体密封。大多数磨损和在水龙头内造成的泄漏都是由于移动的阀门元件在弹性体的开口密封上反复运动造成的。因为密封被封闭在阀盒内，所以整个阀盒在被更换时，许多仍然具有较长使用寿命而尚可使用的阀盒零件也都被更换。这样要消除浪费的愿望便被简化修理作业的需要抵消掉了。再者，许多阀盒是永久性组装的，不允许拆开。

即使对于能被拆开的阀盒，如果阀盒能被拆开成为所有其组成零件，那么阀盒的优点也就消失了。可动的阀门元件在脱落后通常不能重新设置在正确的方向上。对于那些本来是对称的板阀和球阀很容易发生这种误安装。这时需要具有知识和技艺的人员来协助以免将某些球阀按不正确的方向装在阀盒内。

最近，球阀曾被设计成为可与商业上被接受的板式混合阀一样采用同样的方式来操作手柄。某些这种球式混合阀需要引用形式为装在球阀元件之上的可旋转板的另一种可动零件。一种这样的球阀曾在1984年5月22日授予Lorch的美国专利4,449,551号中公开过。

另一种模仿商业上普遍采用的板阀的令人满意的手柄运动的球阀结构曾在1992年12月23日出版的本申请人的PCT公报WO92/22765中公开过，其中含有一个延伸通过球阀的水平销轴以便使球定位在壳体内。这种结构在操作球阀水龙头时可在实际上消除浮动或海绵状的感觉。

以上两处公开的水龙头所提供的手柄运动基本上是相同的。球阀结构允许手柄环绕阀体的一条固定的纵长轴线作圆周运动，并环绕一条可动的水平轴线相对于阀体作摇摆运动即绕枢旋转运动。该水平轴线垂直于阀体的纵长轴线并相对于手柄而被固定，使当手柄环绕固定的纵长轴线旋转时，该水平轴线可环绕壳体旋转。这种手柄运动的一个突出的特征是，当手柄被绕枢旋转到一个关断位置时，所希望有的热水和冷水的混合比率能被手柄的位置记忆下来，使当水龙头被转回到该位置时，相同混合比的热水和冷水能通过水龙头流出。

本申请人在1994年6月23日出版的PCT公报WO94/13985中曾公开一种球阀用的改进的阀盒，该球阀也是模仿大多数板阀水龙头的运动，即既有环绕固定垂直轴线旋转的圆周运动，并有环绕可动水平轴线的摇摆运动。PCT公报WO94/13985由于它说明了这种改进的阀盒的构造，在这里被提到供参考。

在另一方面，在某些情况下，另外一些型式的球驱动机构可能是适用的。这些另外型式的球驱动机构具有与水龙头体的纵长轴线成横向的(即在许多盥洗室的水龙头中为水平的)固定的旋转轴线。一种球阀驱动机构的相对于球为固定的可动轴线基本上与水平的固定轴线垂直。该可动的旋转轴线要在一垂直的平面内环绕该固定轴线连带球的运动绕枢以某一水平位置为中心而旋转。这种球驱动机构的一个例子曾在1962年10月2日授予Adams等的美国专利3,056,418中公开过。另一种已知的球驱动机构的固定轴线和可动轴线正好处在与Adams的专利相反的位置上。这种球驱动机构的一个例子曾在1952年4月8日授予Perry的美国专利2,592,062中公开过。