專利名稱：自清潔閥組件的制作方法
技術領域：
本公開涉及用于水龍頭閥組件的主軸。
背景技術：
該部分提供與本公開相關的背景信息，該背景信息不一定是現有技術。水龍頭應用中使用的閥組件可包括用作流量限制部件的主軸。已知用于接觸密封 表面且從密封表面松開以將加壓流體與流動端口隔離的具有0型環密封的主軸。主軸閥容 易有諸如污垢、食品和/或清潔劑等污染物進入，一旦閥組件中干燥時，它們能結晶并且產 生尖銳的結晶顆粒。這些污染物進入閥組件內會侵蝕內部組件和/或引起主軸粘牢在某一 位置，這會導致浪費水的持續滴水或流動狀況。使用過度的力量關閉粘住的閥組件能導致 對閥內部部件的損害，并且上面有表面污染物的閥部件的移位能磨掉密封或接觸表面，這 又增加了泄漏狀況。
實用新型內容本部分提供了本公開的總體概要并且不是本公開全部范圍或其所有特征的全面 公開。根據幾個實施方式，自清潔閥組件，包括閥體，所述閥體具有內部閥腔；圓筒部件， 所述圓筒部件接收在所述閥腔中并且具有第一密封表面和圓筒壁。所述圓筒部件將所述閥 腔分成無液腔部和流動腔部。主軸包括主軸本體，所述主軸本體與所述第一密封表面密封 接觸，以持續地防止所述流動腔部中的加壓流體進入所述無液腔部。主軸的活塞端包括擦 除部件，所述擦除部件接收在接收凹槽中，所述擦除部件與所述圓筒壁持續地摩擦接觸。手 柄可轉動地銷接到閥組件并且直接地接觸活塞端，使得手柄的轉動致使主軸從閥關閉位 置移位到閥打開位置，從而允許加壓流體流入流動腔部內。主軸的移位致使擦除部件將污 染物從圓筒壁上擦除。擦除部件進一步防止污染物進入無液腔內。根據進一步的實施方式，自清潔閥組件包括閥體，所述閥體具有內部閥腔。接收在 所述閥腔中的U形圓筒部件具有密封表面和圓筒壁，并且將所述閥腔分成無液腔部和流動 腔部。主軸包括主軸本體，所述主軸本體具有接收在第一 0型環凹槽中的第一 0型環密封 件和接收在第二0型環凹槽中的第二0型環密封。在閥關閉位置和閥打開位置中的每一個 位置上，所述第二 0型環密封件與所述密封表面持續地密封接觸，以防止所述流動腔部中 的加壓流體進入所述無液腔部。主軸的活塞端具有擦除部件，所述擦除部件接收在接收凹 槽中，所述擦除部件與所述圓筒壁持續地摩擦接觸。可轉動地銷接到所述閥組件的手柄具 有延伸部，所述延伸部直接接觸所述活塞端，使得所述手柄的轉動導致所述延伸部將所述 主軸從所述閥關閉位置移位到所述閥打開位置，從而允許所述加壓流體流過所述第一 0型 環密封件進入所述流動腔部內。所述主軸的移位致使所述擦除部件將污染物從所述圓筒壁 上擦除。所述擦除部件進一步防止污染物進入所述無液腔內。根據此處提供的描述，進一步的應用范圍將變得顯而易見。本概要中的描述和具體例子僅用于示意的目的，并不用于限定本公開的范圍。
此處描述的附圖僅用于對所選擇的實施方式而不是所有可能的實施方式進行示 意的目的，并且不用于限制本公開的范圍。圖1是本公開的用于自清潔閥組件的主軸的右側前立體圖；圖2是圖1的主軸的端視圖；圖3是在圖2的截面3處截取的橫截面前主視圖；圖4是主軸的另一實施方式的與圖3類似的橫截面前主視圖；圖5是具有圖1的主軸的閥組件的橫截面前主視圖；圖6是閥組件的圓筒部件的右側前立體圖；圖7是圖6的圓筒部件的前主視圖；圖8是在圖7的截面8處截取的橫截面前主視圖；附圖的一些視圖中，自始至終相應的附圖標記表示相應的部件。
具體實施方式
現在將參照附圖更充分地描述示例實施方式。提供示例實施方式，從而本公開將徹底地、并且也充分地將范圍告知本領域技術 人員。闡述許多具體的細節，例如具體組件、裝置和方法的例子是為了提供對本公開實施方 式的徹底理解。對本領域技術人員顯而易見的是，不是必須采用具體細節，可以許多不同形 式實施示例實施方式，這者都不應構成對本公開的范圍的限定。在一些示例實施方式中，沒 有詳細描述公知的工藝、公知的裝置結構以及公知的技術。此處使用的術語僅是為了描述特定示例實施方式的目的，而不用于限定。如此處 使用的單數形式的“一”和“該”也可用于包括復數形式，除非本文以其它方式清楚地指出。 術語“包含”、“包括”以及“具有”是包括在內的，因此指定存在述及的特征、整數、步驟、操 作、元件和/或組件，但是不排除一或多個其它特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它 們的組的存在或附加。此處描述的方法步驟、工藝和操作不是解釋為必須要求它們以論述 的或示意的特定次序執行，除非具體地指出按照執行次序。也應該理解，可采用附加的或可 替代的步驟。當元件或層被指為“在另一元件或層上”、“接合到”、“連接到”或“聯接到”另一元 件或層時，可以是直接在另一元件或層上、接合、連接或聯接到另一元件或層，或者可存在 介入元件或層。相反，當部件被指為“直接在另一元件或層上”、“直接接合到”、“直接連接 到”或“直接聯接到”另一元件或層時，不可以有介入元件或層存在。用于描述元件之間關
系的其它詞應該以相似方式解釋(例如，“在......之間”與“直接在......之間”相對，
“相鄰”與“直接相鄰”相對，等等)。如此處使用的，術語“和/或”包括一或多個相關聯的 列出條目的任何組合或所有的組合。雖然術語第一、第二、第三等等可在此處用于描述不同元件、組件、區域、層和/或 部分，但是這些元件、組件、區域、層和/或部分不應該被這些術語限定。這些術語僅用于 將一個元件、組件、區域、層和/或部分與另一區域、層或部分區分開來。諸如“第一”、“第二”之類術語以及其它數量術語當在此處使用時不意味著順序或次序，除非上下文清楚地 指出。因此，在不偏離示例實施方式教導的情況下，以下討論的第一元件、組件、區域、層或 部分能被稱為第二元件、組件、區域、層或部分。為容易描述，可在此處使用諸如“內部”、“外部”、“在......之下”、“在......下
面”、“下”、“在......上方” “上”等等空間的相對術語，以描述如圖中示意出的一個元件或
特征與另一元件或特征的關系。空間的相對術語除了圖中圖示的定向之外可用于包含使用 或操作中裝置的不同定向。例如，如果圖中的裝置被翻轉，描述為“在其它元件或特征下面
或之下”的元件則定向為“在其它元件或特征上方”。因此，示例術語“在......下面”可包
括在上方和在下面的兩種定向。裝置可以其它方式定向(旋轉90度或在其它方位)，并且 此處使用的空間相對描術語進行相應解釋。參照圖1，本公開的主軸10包括從活塞端14延伸且連接到活塞端14的主軸本體 12。主軸本體12包括第一筒狀部16和第二筒狀部18，第一筒狀部16和第二筒狀部18通 過第三筒狀部20彼此隔開。第三筒狀部20的直徑小于第一筒狀部16和第二筒狀部18的 直徑，其原因將參照圖5被進一步討論。參照圖2和3，主軸10可具有主軸長度“A”，該長度包括主軸本體12加活塞端14。 主軸長度“A”可改變以適合于水龍頭或閥組件所需要的流量和尺寸。第一筒狀部16可包 括處于主軸本體12的自由端處的圓錐形面22。第一 0型環凹槽M形成在第一筒狀部16 中，該第一 0型環凹槽M接收第一 0型環25。第一筒狀部16和第二筒狀部18都可包括公 共的主軸本體直徑“B”。諸如圓錐形表面之類的直徑減少部沈可用于從主軸本體直徑“B” 過渡到第三筒狀部20的較小直徑。諸如圓錐形表面之類的直徑增加部觀可用于從第三筒狀部20的直徑過渡到第二 筒狀部18的較大的本體直徑“B”。接收第二 0型環32的第二 0型環凹槽30形成在第二筒 狀部18中。擦除部件接收凹槽34形成在活塞端14的外周壁中，該擦除部件接收凹槽34 接收擦除部件36。擦除部件36可包括諸如0型環或墊圈之類的彈性部件。活塞端14具有 比主軸本體直徑“B”大的直徑“C”。活塞端14的接觸面38大致橫向于主軸10的縱向軸線 39定向。參照圖4并且再參照圖1至3，主軸10，是通過進一步包括凹部40對主軸10的 設計進行的改型，通過從接觸面38’去除活塞端14’的一部分材料使得凹部40與縱向軸線 39’共軸對準來在活塞端14’中形成凹部40。參照圖5，本公開的主軸10可被結合到閥組件42中，所述閥組件42用于在諸如用 于水槽或洗滌桶的水龍頭之類的應用中控制諸如水之類流體的流動。閥組件42包括閥體 44，閥體44可釋放地連接到諸如水槽表面之類的安裝表面46。閥子組件48可釋放地安裝 在閥體44的閥腔50內。閥子組件48包括接收在閥腔50中并且利用U型環密封件53密 封在閥腔50的內壁51上的U形圓筒部件52。利用保持襯套M將U形圓筒部件52保持 在閥腔50中，當聯接螺母58可擰入地接收在閥體44的外殼60中時，保持襯套M被承載 部件56接合。聯接螺母58施加接觸壓力到承載部件56、保持襯套M和U形圓筒部件52。 底座部件或墊片59也可定位在聯接螺母58和承載部件56之間。人工致動手柄62 (僅部分地示出)離開閥體44自由延伸。手柄62能利用銷64 可轉動地安裝到承載部件56。手柄62包括延伸部66，當手柄62沿杠桿轉動弧線“D”轉動時，該延伸部66直接接觸活塞端14的接觸面38。在延伸部66和接觸面38之間的直接接 觸使主軸10克服偏置部件68的偏置力在閥打開方向“E”上移位。偏置部件68可以是諸 如位于無液腔70中的壓縮彈簧之類的金屬或聚合材料彈簧。偏置部件68接觸U形圓筒部 件52和活塞端14中的每一個。由偏置部件68產生的偏置力在閥關閉方向上“F”上持續 地偏置主軸10。當手柄62釋放沿杠桿轉動弧線“D”的隨后移位時，偏置部件68使主軸10 返回到圖5中示出的閥關閉位置，并且使手柄62返回到示出的其轉動前的位置。因而在 圖5中的閥子組件48中示出的主軸10的位置是主軸10的最向上的位置或閥關閉位置。 主軸10的第一筒狀部16可滑動地接收在軸襯72內。軸襯72可滑動地接收在閥 體44的加壓流體腔74中，該加壓流體腔74與閥腔50相通。軸襯72通過與圓筒部件52的 延伸端75接觸而被保持在示出的位置上。軸襯0型環密封件76設置在軸襯72和由閥體 44的加壓流體腔74限定的流體腔壁77之間，從而在這兩個組件之間產生流體壓力邊界。 在閥關閉位置，第一 0型環25通過與軸襯72內形成的向內凸起的密封表面78接觸而產生 與軸襯72的第二流體壓力邊界。當主軸10處于示出的閥關閉位置時，0型環密封件76和 第一 0型環25都防止在加壓流體腔74中加壓的流體進入流動腔部80。 通過手柄62沿杠桿轉動弧線“D ”的轉動移位，加壓流體腔74中的流體可流入流動 腔部80內，其中手柄62的轉動移位使主軸10沿閥打開方向‘ ”移位。主軸10移位(如 在圖5中觀察時向下)繼續，直到第一 0型環25重新定位在凸起的密封表面78下面或不 與凸起的密封表面78接觸，第一 0型環25重新定位在凸起的密封表面78下面或不與凸起 的密封表面78接觸可形成流動通道以便加壓流體腔74中的流體流過第一筒狀部16并進 入流動腔部80內。第三筒狀部20的較小直徑提供了間隙，以便加壓流體流入到流動腔部 80內。通過限制第一筒狀部60依賴于手柄62沿杠桿轉動弧線“D”的轉動而發生的軸向移 位也能提供節流效果。諸如熱或冷水之類的流體經由延伸穿過在安裝表面46中形成的第 一孔84的第一供給管82而持續地存在于加壓流體腔74中。諸如焊接或型鍛/密封連接 部之類的接合處形成在第一供給管82和閥體44之間。在主軸10的每個操作位置，第二 0型環32與限定U形圓筒部件52的內管狀部88 的內周壁的第二密封表面86持續地密封接觸。由此通過第二 0型環32防止到達流動腔部 80的流體進一步流入無液腔70。如此處使用的“無液”被限定為在閥組件的任何操作狀況 中基本上不存在源自諸如加壓的熱或冷水之類的加壓液體或流體的源的水或液體。由于大 氣濕度而含有水分的大氣或空氣通過靠近手柄62的進口并且經過活塞端14以及擦除部件 36可存在于無液腔70中。基于手柄62的延伸部66的幾何形狀，在延伸部66和接觸部件56的內壁91之間 必須有間隙開口 90。這允許手柄62自由轉動但也同時產生使諸如污垢、食物微粒和/或清 潔化學制品等污染物進入閥體44并且接觸主軸10的活塞端14的通路。為減少這些污染 物進入無液腔70，擦除部件36定位成與U形圓筒部件52的筒狀襯套部94的圓筒壁92持 續地滑動接觸。當主軸10在手柄62釋放時由在閥關閉方向“F”上的偏置力返回時，擦除 部件36將接觸活塞端14的露出部的或接觸圓筒壁92的露出部的、諸如污垢、食物微粒或 化學清潔溶液等污染物朝向間隙開口 90向外往回推出。擦除部件36由此減少污染物與閥 子組件48的內部部分的任一處的接觸，而污染物與任一處的接觸能引起活塞端14與圓筒 壁92的粘牢。雖然擦除部件36被描繪成為0型環，但擦除部件36也可是由比主軸10的材料更軟的彈性材料或聚合材料制成的墊片或墊圈。擦除部件36的使用允許在活塞端14 和圓筒壁92之間有更大的間隙縫隙，這容許主軸10自由滑動運動。第二閥組件96也能被包括在閥體44內，第二閥組件96可用于例如熱水或冷水供 應中的另一種。第二閥組件96接收來自延伸穿過第二孔100的第二供給管98的流體，第二 孔100穿過安裝表面46形成。閥組件42由此能用于提供熱水流和冷水流中的每一種。由 于擦除部件36不用必須執行流體邊界壓力密封的功能，所以擦除部件36和圓筒壁92之間 的壓力接觸可比在需要流體壓力邊界時通常設置在0型環和其密封接觸壁之間的壓力接 觸低。這允許用于擦除部件36的0型環或墊圈相比于密封0型環具有較高的硬度或剛度， 以通過擦除部件36提供刮擦作用。關于不包括擦除部件36的閥子組件48的實施方式，偏 置部件68的剛度可不變。與本公開的主軸10配合使用的擦除部件36提供了一些優點。本領域中已知的沒 有擦除部件的主軸組件允許在進入閥組件內的結晶形式的清潔溶液或污土和/或食品變 硬并且粘牢主軸的自由滑動移動。通過利用主軸10沿閥關閉方向“F”的每一個向上行程 的擦除動作，本公開的擦除部件36的使用自動地預防污染物進入無液腔70內。由于擦除 運動并且擦除部件36不需要密封壓力，所以用于擦除部件36的材料及擦除部件與圓筒壁 92的接觸壓力可選擇為減少擦除部件與圓筒壁92之間的摩擦。再參照圖4和5，對于閥子組件48的冷水應用，具有凹部40的主軸10’可被替代。 主軸10’的使用允許手柄62的延伸部66部分地接收在活塞端14’的凹部40內。這允許 在主軸10’處于完全打開位置時釋放手柄62，從而在不保持與手柄62接觸的情況下可以進 行持續的流體流動。對于熱水應用，如果不需要包括由主軸10’提供的無手工完全流動狀 況，主軸10可用于替代主軸10，。參照圖6并且再參照圖5，U形圓筒部件52包括帶螺紋的本體部102，帶螺紋的本 體部102用于將圓筒部件52可螺紋聯接到閥體44內。工具驅動部104可包括多個工具接 合面，以有助于使圓筒部件52轉動而與閥體44接合。參照圖7并且再參照圖5，延伸端75具有接合面106，該接合面106接觸軸襯72以 使軸襯72保持在閥體44之內的位置。至少一個并且根據幾個實施方式為多個流動孔108 穿過延伸端75垂直形成，所述多個流動孔108提供流體流入到流動腔部80內的流動路徑。參照圖8并且再參照圖5和7，加壓流體經由流動腔110進入U形圓筒部件52，并 且如前所述，通過在第二 0型環32和內管狀部88的第二密封表面86之間的密封接觸可防 止加壓流體進入無液腔部70。偏置部件68定位在偏置部件對準槽112中并且接觸或依靠 偏置部件接觸面114。偏置部件對準槽112形成在內管狀部88和外筒狀部116之間。帶螺 紋的本體部102形成在外筒狀部116的外側上并且在外筒狀部116的外側上軸向延伸。圓 筒壁92軸向延伸筒狀襯套部94和外筒狀部116的總長度。流動孔108中的每一個穿過延 伸壁75的周壁118形成并且橫向于圓筒部件縱向軸線120定向。為示意和描述的目的，已經提供了各種實施方式的之前的描述。該描述不用于詳 盡或限定本實用新型。特定實施方式的單獨的元件或特征一般不被限定到該特定實施方 式，但是，在適用時，這些元件和特征可互換并且可在選擇的實施方式中使用，即使沒有具 體地示出或描述。它們也可以許多方式改變。這些改變不被認為是偏離本實用新型，并且 所有這些改型意于被包括在本實用新型的范圍之內。
權利要求1.一種自清潔閥組件，包括 閥體，所述閥體具有內部閥腔；接收在所述閥腔中的圓筒部件，所述圓筒部件具有第一密封表面和圓筒壁并且將所述 閥腔分成無液腔部和流動腔部； 主軸，包括主軸本體，所述主軸本體與所述第一密封表面密封接觸；以及 活塞端，所述活塞端具有擦除部件，所述擦除部件接收在接收凹槽中，所述擦除部件與 所述圓筒壁持續地摩擦接觸，其中，所述主軸的軸向移位致使所述擦除部件將污染物從所 述圓筒壁上擦除。
2.根據權利要求1所述的自清潔閥組件，其中，所述主軸包括接收在第一0型環凹槽中 的第一 0型環密封件和接收在第二 0型環凹槽中的第二 0型環密封件。
3.根據權利要求2所述的自清潔閥組件，其中，在閥關閉位置和閥打開位置中的每一 個位置，所述第二 0型環密封件與所述第一密封表面持續地密封接觸。
4.根據權利要求2所述的自清潔閥組件，進一步包括具有第二密封表面的軸襯，所述 軸襯接收在所述閥體的加壓流體腔中，在閥關閉位置所述第一 0型環密封件與所述第二密 封表面密封接觸。
5.根據權利要求4所述的自清潔閥組件，其中，在閥打開位置，所述第一0型環密封件 自由移位經過所述第二密封表面。
6.根據權利要求1所述的自清潔閥組件，進一步包括偏置部件，所述偏置部件定位為 與所述圓筒部件和所述主軸的活塞端都持續接觸。
7.根據權利要求6所述的自清潔閥組件，其中，所述偏置部件定位在所述無液腔部中。
8.根據權利要求1所述的自清潔閥組件，進一步包括手柄，所述手柄可轉動地銷接到 所述閥組件并且直接地接觸所述活塞端，使得所述手柄的轉動引起所述主軸從閥關閉位置 到閥打開位置軸向地移位。
9.根據權利要求8所述的自清潔閥組件，其中，所述手柄包括延伸部。
10.一種自清潔閥組件，包括 閥體，所述閥體具有內部閥腔；接收在所述閥腔中的圓筒部件，所述圓筒部件具有第一密封表面和圓筒壁并且將所述 閥腔分成無液腔部和流動腔部； 主軸，包括主軸本體，所述主軸本體與所述第一密封表面密封接觸；以及 活塞端，所述活塞端具有擦除部件，所述擦除部件接收在接收凹槽中，所述擦除部件與 所述圓筒壁持續地摩擦接觸；以及手柄，所述手柄通過銷可轉動地連接到所述閥組件并且直接接觸所述活塞端，使得所 述手柄的轉動引起所述主軸從閥關閉位置移位到閥打開位置。
11.根據權利要求10所述的自清潔閥組件，其中，所述主軸本體包括具有第一0型環的 第一筒狀部，所述第一 0型環與向內凸起的第二密封表面密封且滑動的接觸。
12.根據權利要求11所述的自清潔閥組件，其中，所述手柄的轉動致使所述主軸軸向 移位，從而使所述第一 0型環克服偏置部件的偏置力移動經過所述向內凸起的密封表面。
13.根據權利要求11所述的自清潔閥組件，其中，所述主軸本體包括比所述第一筒狀 部大的第二筒狀部，所述第二筒狀部具有第二 0型環，所述第二 0型環與所述第一密封表面 密封且滑動地接觸。
14.根據權利要求10所述的自清潔閥組件，其中，所述手柄包括離開所述銷向外延伸 的延伸部，當所述手柄轉動以實現所述閥打開位置時所述延伸部直接接觸所述活塞端，并 且在所述閥關閉位置所述手柄不與所述活塞端接觸。
15.一種自清潔閥組件，包括 閥體，所述閥體具有內部閥腔；接收在所述閥腔中的U形圓筒部件，所述U形圓筒部件具有第一密封表面和圓筒壁并 且將所述閥腔分成無液腔部和流動腔部； 主軸，包括主軸本體，所述主軸本體具有接收在第一 0型環凹槽中的第一 0型環密封件和接收在 第二 0型環凹槽中的第二 0型環密封件，在閥關閉位置和閥打開位置中的每一個位置，所述 第二 0型環密封件與所述密封表面持續地密封接觸；以及活塞端，所述活塞端具有擦除部件，所述擦除部件接收在接收凹槽中，所述擦除部件與 所述圓筒壁持續地摩擦接觸；以及手柄，所述手柄可轉動地銷接到所述閥組件，并且具有延伸部，所述延伸部直接接觸所 述活塞端，使得所述手柄的轉動致使所述延伸部將所述主軸從所述閥關閉位置移位到所述 閥打開位置。
16.根據權利要求15所述的自清潔閥組件，其中，所述活塞端包括比所述主軸本體的直徑大的直徑。
17.根據權利要求16所述的自清潔閥組件，其中，所述主軸本體包括 第一筒狀部，所述第一筒狀部具有在其中形成的第一 0型環凹槽； 第二筒狀部，所述第二筒狀部具有在其中形成的第二 0型環凹槽；以及第三筒狀部，所述第三筒狀部定位在所述第一筒狀部和所述第二筒狀部之間，所述第 三筒狀部具有比所述第一筒狀部和所述第二筒狀部的直徑小的直徑。
18.根據權利要求15所述的自清潔閥組件，進一步包括偏置部件，所述偏置部件定位 為與所述U形圓筒部件和所述主軸的活塞端都持續接觸。
19.根據權利要求18所述的自清潔閥組件，其中，所述偏置部件定位在所述無液腔部中。
20.根據權利要求15所述的自清潔閥組件，進一步包括具有第二密封表面的軸襯，所 述軸襯接收在所述閥體的加壓流體腔中，在所述閥關閉位置所述第一 0型環密封件與密封 表面密封接觸，其中，所述主軸到所述閥打開位置的移位使所述第一0型環密封件離開所 述密封表面自由移位。
專利摘要一種自清潔閥組件，包括具有內部閥腔的閥體。接收在閥腔中的圓筒部件具有第一密封表面和圓筒壁，并且將閥腔分成無液腔部和流動腔部。主軸包括主軸本體，主軸本體與第一密封表面接觸，以持續地防止流動腔部中的加壓流體進入無液腔部。主軸活塞端具有在接收凹槽中的擦除部件，擦除部件與圓筒壁摩擦接觸。銷接到閥組件的手柄直接地接觸活塞端。手柄轉動致使主軸從閥關閉位置移位到閥打開位置，從而允許加壓流體流入流動腔部內。擦除部件將污染物從圓筒壁上擦除并且進一步防止污染物進入無液腔部內。
文檔編號F16K41/02GK201916512SQ20102055381
公開日2011年8月3日 申請日期2010年9月30日 優先權日2009年9月30日
發明者保羅·德桑蒂斯, 瑞安·卡里戈南 申請人:艾默生電氣公司