组合阀芯及水阀的制作方法

1.本发明涉及水阀控制装置技术领域，特别地，涉及一种组合阀芯。此外，本发明还涉及一种包括上述组合阀芯的水阀。


背景技术：

2.水路控制阀是水路管网中用于进行水流通断控制以及水流流量控制的装置。生活用水路控制阀有单冷水龙头、冷热混水龙头、净水龙头、角阀、水球阀、水闸阀等等。水路控制阀的主体主要包括阀体以及阀芯，阀体内带有固定的进水通道以及出水通道，阀芯装配在进水通道与出水通道之间，用于控制进水通道与出水通道的连通关系。
3.现有的阀芯，主要包括阀壳、阀杆、动片、静片、塞圈，通过将阀杆、动片、静片、塞圈依次装入阀壳内，进而构成阀芯。但是，目前的阀芯，存在各种各样的问题：首先，阀杆与阀壳之间主要依靠密封圈进行动密封，而阀杆与动片驱转连接的一端直接处于水流通道内，一旦密封圈经过长时间的运动磨损而发生渗漏，就会直接导致整个水阀的漏水，导致整个控水功能失控，特别是目前的阀芯还做了防盗、卡固等处理，导致阀芯不可拆卸更换零件，因此需要更换整个阀芯，阀芯的寿命底、使用成本高。
4.例如，中国实用新型专利cn216158336u，公开了一种阀芯筒、阀芯帽、阀芯壳、阀杆及阀芯，并具体公开了：阀芯壳，包括相配合的阀芯筒和阀芯帽，在安装过程中，直接将筒对应部伸入到阀芯帽内，然后利用阀杆如卡爪的肩部直接向阀芯帽方向抵顶筒抵顶部，利用阀杆如卡爪的肩部和阀芯帽的帽底壁对延伸部进行轴向限位，在固定阀杆的同时，直接通过筒抵顶部将阀芯筒、阀芯帽和阀杆连接在一起；阀杆是由两部分组成，并共同装入阀芯壳内，然后通过卡簧轴向限位于阀芯帽上。其阀杆的密封完全依靠密封圈，因此存在运动磨损后的渗漏风险；另外其阀杆采用了不合理的拼装结构，以及表面异型结构设计，对于彼此之间的拼装精度具有更高的要求，导致加工成本增加，而阀杆作为阀芯主要的施力结构，其结构设计明显消减的其结构稳定性和受力性能。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种组合阀芯及水阀，以解决现有阀芯结构，阀杆完全采用密封圈进行水密封，进而导致长时间使用下的渗水风险；阀杆的结构设计不合理，导致制造成本增加，且稳定性和受力性能降低的技术问题。
6.根据本发明的一个方面，提供一种组合阀芯，包括阀壳、阀盖、外阀杆、内阀杆、阀片组和弹性封堵组件，阀壳的第一端为安装口，阀壳的第二端为控制孔口，内阀杆和阀片组依次从安装口轴向装入至阀壳内腔中并通过弹性封堵组件进行轴向固定定位，且使内阀杆从控制孔口外露，内阀杆与阀片组驱转连接，外阀杆从阀壳外插接装配至内阀杆上以实现驱转连接，阀盖套设于外阀杆和阀壳外并与阀壳卡接连接。
7.进一步地，外阀杆包括用于插接装配在内阀杆上的外多边形插接部、与外多边形插接部连接的用于与阀壳的控制孔口端紧压配合以实现密封的外压板部、与外压板部连接
的用于与阀盖配合以实现轴向限位的外限位部以及与外限位部连接的用于驱转连接以实现转动控制的外驱转接头。
8.进一步地，外阀杆与阀壳之间设有密封圈组，阀壳的控制孔口端上设有用于容纳密封圈组的环形沉槽，密封圈组包括o型扁平密封圈和o型圆密封圈，o型扁平密封圈设于环形沉槽内，o型圆密封圈处于o型扁平密封圈上，外阀杆通过外压板部压盖于o型圆密封圈上以实现外阀杆与阀壳之间的动密封。
9.进一步地，内阀杆包括用于与阀片组驱转连接的内连接部、与内连接部连接的用于与阀壳内腔轴向顶抵以实现动密封的内顶压部以及与内顶压部连接的用于与外阀杆承插配合的承插部，承插部的承插孔从阀壳的控制孔口向外露出。
10.进一步地，内连接部包括轴向延伸布设的用于与阀片组轴向插接配合的插接块以及轴向延伸布设的用于对流经的流体进行过滤的过滤栅格，插接块和过滤栅格沿内连接部的周向间隔布设。
11.进一步地，阀盖包括用于套设在阀壳外的套接部、与套接部连接的用于装配在水阀上时进行抵接限位配合的凸缘部、与凸缘部连接的用于组合阀芯安装至水阀时的装配施力的多边形部；套接部、凸缘部和多边形部设有贯通的用于外阀杆插接装配的装配孔，多边形部的孔口位置还设有用于与外阀杆的外限位部卡接配合以对外阀杆进行轴向限位的卡接件，套接部外还设有用于螺纹装配在水阀上的外螺纹。
12.进一步地，阀壳的外壁面上设有用于与套接部抵接配合的台阶部，套接部的孔口端与台阶部之间设有用于卡接配合的卡接构造；卡接构造包括设于台阶部上的卡接凸块以及设于套接部的孔口端上并与卡接凸块相匹配的卡接槽，或者卡接构造包括设于台阶部上的卡接凸块、设于套接部的孔口端上并与卡接凸块相匹配的卡接槽以及设于套接部的孔口端上并处于卡接槽外围的用于呈环形的卡箍在台阶部外的卡接环。
13.进一步地，阀片组包括与内阀杆定位配合并随内阀杆转动的动阀片以及沿轴向与弹性封堵组件抵接配合并插接固定在阀壳内腔中的定阀片，动阀片与定阀片之间采用镜面级面贴合配合；动阀片上朝向内阀杆的一面设有用于与内阀杆插接配合的插接定位槽，插接定位槽在动阀片上呈相对成组的布设，动阀片还设有用于在动阀片与内阀杆之间形成过流通道的过流缺口；定阀片上设有用于插接装配在阀壳内壁面的装配槽内的插接装配凸块，插接装配凸块在定阀片上呈相对成组的布设，定阀片上朝向动阀片的一面开设有用于容纳流体并吸附在动阀片表面上的容纳槽以及用于过流的过流孔。
14.进一步地，弹性封堵组件包括用于与阀片组弹性紧压配合的圆密封圈、从圆密封圈远离阀片组的一侧包覆于圆密封圈外的槽型密封圈以及与槽型密封圈的槽底紧压于槽型密封圈的封口圈。
15.根据本发明的另一方面，还提供了一种水阀，包括上述组合阀芯。
16.本发明具有以下有益效果：
17.本发明组合阀芯，将传统的阀杆拆分成外阀杆和内阀杆两个部分，内阀杆从阀壳的安装口装入并从控制孔口外露，以便于外阀杆与内阀杆驱转连接，内阀杆装入阀壳内并采用轴向贴合于阀壳内，进而实现内阀杆与阀壳之间的贴合动密封配合，形成第一组的轴向配合动密封连接；外阀杆由阀壳外驱转连接于内阀杆上，同时，外阀杆与阀壳之间采用第二组的轴向配合的动密封连接；传统的阀杆位置的密封采用两道密封圈进行密封，同时起
到平稳阀杆转动动作的作用，而本发明组合阀芯将传统的径向压合密封圈的方式，改为两道轴向配合的动密封连接，且整个组合阀芯受到的轴向压力越大密封效果越好，另外阀壳内腔中依次装入内阀杆、阀片组和弹性封堵组件，阀壳的控制孔口端外轴向卡接有阀盖，并通过阀盖套设并轴向压盖于外阀盖上，整个组合阀芯的装配过程也是沿轴向的依次组合装配，而组合阀芯在装配在水阀时作用到阀芯的装配作用力刚好也是轴向压力，进而匹配于本发明组合阀芯的组合装配以及动密封连接方式，进而使得整个组合阀芯装配后的结构稳定性更好，使得阀杆部分的密封效果更好，而作为组合阀芯的最有可能的漏水位置得到的密封效果的加强，阀芯的其他部位几乎不会发生漏水现象，进而确保了整个组合阀芯的使用寿命。另外，组合阀芯的几个主要的组成零件，阀壳、阀盖、外阀杆、内阀杆、阀片组和弹性封堵组件均是易于加工的常规外形和内腔形态，不存在任何异型构造，使得加工成本降低，组合拼装简单，便于实现批量化的流水线生产以及流水线组装，从而达到降低成本、提高生产效率的目的。
18.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
19.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1是本发明优选实施例的组合阀芯的结构示意图；
21.图2是图1的爆炸图；
22.图3是本发明优选实施例的外阀杆与阀片组驱转连接的结构示意图；
23.图4是本发明优选实施例的内阀杆装配至阀壳内的结构示意图；
24.图5是本发明优选实施例的外阀杆、密封圈组件、内阀杆以及阀壳的组合拼装结构示意图；
25.图6是本发明优选实施例的弹性封堵组件的结构示意图。
26.图例说明：
27.1、阀壳；101、安装口；102、控制孔口；103、环形沉槽；104、台阶部；2、阀盖；201、套接部；2011、外螺纹；202、凸缘部；203、多边形部；204、装配孔；205、卡接构造；2051、卡接凸块；2052、卡接槽；2053、卡接环；206、卡接件；3、外阀杆；301、外多边形插接部；302、外压板部；303、外限位部；304、外驱转接头；4、内阀杆；401、内连接部；4011、插接块；4012、过滤栅格；402、内顶压部；403、承插部；5、阀片组；501、动阀片；5011、插接定位槽；5012、过流缺口；502、定阀片；5021、插接装配凸块；5022、容纳槽；5023、过流孔；6、弹性封堵组件；601、圆密封圈；602、槽型密封圈；603、封口圈；7、密封圈组；701、o型扁平密封圈；702、o型圆密封圈。
具体实施方式
28.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
29.图1是本发明优选实施例的组合阀芯的结构示意图；图2是图1的爆炸图；图3是本发明优选实施例的外阀杆与阀片组驱转连接的结构示意图；图4是本发明优选实施例的内
阀杆装配至阀壳内的结构示意图；图5是本发明优选实施例的外阀杆、密封圈组件、内阀杆以及阀壳的组合拼装结构示意图；图6是本发明优选实施例的弹性封堵组件的结构示意图。
30.如图1和图2所示，本实施例的组合阀芯，包括阀壳1、阀盖2、外阀杆3、内阀杆4、阀片组5和弹性封堵组件6，阀壳1的第一端为安装口101，阀壳1的第二端为控制孔口102，内阀杆4和阀片组5依次从安装口101轴向装入至阀壳1内腔中并通过弹性封堵组件6进行轴向固定定位，且使内阀杆4从控制孔口102外露，内阀杆4与阀片组5驱转连接，外阀杆3从阀壳1外插接装配至内阀杆4上以实现驱转连接，阀盖2套设于外阀杆3和阀壳1外并与阀壳1卡接连接。本发明组合阀芯，将传统的阀杆拆分成外阀杆3和内阀杆4两个部分，内阀杆4从阀壳1的安装口101装入并从控制孔口102外露，以便于外阀杆3与内阀杆4驱转连接，内阀杆4装入阀壳1内并采用轴向贴合于阀壳1内，进而实现内阀杆4与阀壳1之间的贴合动密封配合，形成第一组的轴向配合动密封连接；外阀杆3由阀壳1外驱转连接于内阀杆4上，同时，外阀杆3与阀壳1之间采用第二组的轴向配合的动密封连接；传统的阀杆位置的密封采用两道密封圈进行密封，同时起到平稳阀杆转动动作的作用，而本发明组合阀芯将传统的径向压合密封圈的方式，改为两道轴向配合的动密封连接，且整个组合阀芯受到的轴向压力越大密封效果越好，另外阀壳1内腔中依次装入内阀杆4、阀片组5和弹性封堵组件6，阀壳1的控制孔口102端外轴向卡接有阀盖2，并通过阀盖2套设并轴向压盖于外阀盖2上，整个组合阀芯的装配过程也是沿轴向的依次组合装配，而组合阀芯在装配在水阀时作用到阀芯的装配作用力刚好也是轴向压力，进而匹配于本发明组合阀芯的组合装配以及动密封连接方式，进而使得整个组合阀芯装配后的结构稳定性更好，使得阀杆部分的密封效果更好，而作为组合阀芯的最有可能的漏水位置得到的密封效果的加强，阀芯的其他部位几乎不会发生漏水现象，进而确保了整个组合阀芯的使用寿命。另外，组合阀芯的几个主要的组成零件，阀壳1、阀盖2、外阀杆3、内阀杆4、阀片组5和弹性封堵组件6均是易于加工的常规外形和内腔形态，不存在任何异型构造，使得加工成本降低，组合拼装简单，便于实现批量化的流水线生产以及流水线组装，从而达到降低成本、提高生产效率的目的。可选地，阀壳1、阀盖2、外阀杆3、内阀杆中的至少一个采用陶瓷件、塑料件、硬质橡胶件、金属件或硬质硅胶件。可选地，阀壳1的侧壁上相对于阀片组5的装配位置开设有过水孔。可选地，过水孔上设有过滤栅栏，过滤栅栏与阀壳1为一体成型的整体结构，通过过滤栅栏形成一定的过滤和阻隔效果。
31.如图2和图5所示，本实施例中，外阀杆3包括用于插接装配在内阀杆4上的外多边形插接部301、与外多边形插接部301连接的用于与阀壳1的控制孔口102端紧压配合以实现密封的外压板部302、与外压板部302连接的用于与阀盖2配合以实现轴向限位的外限位部303以及与外限位部303连接的用于驱转连接以实现转动控制的外驱转接头304。可选地，外多边形插接部301为六边形块，对应的内阀杆4上的承插孔为六边形孔，如图2和图3所示。外阀杆3装配时，将外多边形插接部301插接装配至内阀杆4的承插孔内，同时外压板部302通过密封圈组7轴向压在阀壳1的环形沉槽103内，进而实现外阀杆3与阀壳1之间轴向配合的动密封连接，由于采用了面贴合压盖的方式进行动密封连接，进而确保外阀杆3驱转动作的平稳性，完全改变了传统的阀杆径向压合密封的密封方式。可选地，外限位部303的局部采用径向内凹的结构形式，利用局部内凹与阀盖2上的卡接件206通过轴向装配后的周向旋转进而实现卡接配合，从而实现外阀杆3与阀盖2之间的相对轴向运动的限制。可选地，外限位部303的径向内凹结构沿中轴线呈对称布设，且外限位部303的径向内凹结构与阀盖2的卡
接件206呈一一对应布设。可选地，外驱转接头304的外形结构及尺寸采用与现有阀芯的标准结构及尺寸，进而满足于现有常规的手轮装配要求。可选地，外阀杆3与阀盖2之间布设有密封圈，密封圈处于外压板部302与阀盖2内腔底面之间，通过轴向面挤压夹持密封圈，进而实现外阀杆3与阀盖2之间的密封，同样地其轴向挤压密封方式也匹配于组合阀芯装配至水阀内的受力方向，进而经过装配使得密封效果更好。
32.如图2、图4和图5所示，本实施例中，外阀杆3与阀壳1之间设有密封圈组7，阀壳1的控制孔口102端上设有用于容纳密封圈组7的环形沉槽103，密封圈组7包括o型扁平密封圈701和o型圆密封圈702，o型扁平密封圈701设于环形沉槽103内，o型圆密封圈702处于o型扁平密封圈701上，外阀杆3通过外压板部302压盖于o型圆密封圈702上以实现外阀杆3与阀壳1之间的动密封。o型扁平密封圈701设置在阀壳1的控制孔口102端的环形沉槽103内，o型圆密封圈702处于o型扁平密封圈701上，当外阀杆3的外压板部302的表平面抵压于o型圆密封圈702的同时，o型扁平密封圈701受压而包覆于o型圆密封圈702外表面，即o型扁平密封圈701处于环形沉槽103内，o型圆密封圈702处于受力而卷曲成槽的o型扁平密封圈701内，外阀杆3通过外压板部302面贴合压盖在o型扁平密封圈701上，进而形成外阀杆3、o型圆密封圈702、o型扁平密封圈701、阀壳1轴向层叠紧压的轴向配合的动密封连接结构，由于形成了多层层压结构，在外阀杆3相对于阀壳1进行转动时的阻力小，原理是当外阀杆3相对于阀壳1转动，其中任一层受到阻力大于其他层时，转动动作会及时转移至阻力相对较小的层，进而将转动阻力降至最低，从而达到外阀杆3相对于阀壳1顺畅转动，同时确保彼此之间的转动密封的目的。
33.如图2、图3和图4所示，本实施例中，内阀杆4包括用于与阀片组5驱转连接的内连接部401、与内连接部401连接的用于与阀壳1内腔轴向顶抵以实现动密封的内顶压部402以及与内顶压部402连接的用于与外阀杆3承插配合的承插部403，承插部403的承插孔从阀壳1的控制孔口102向外露出。可选地，内顶压部402成环形台阶状的处于内阀杆4的外壁上并处于内连接部401与承插部403之间的区域，当内阀杆4装配至阀壳1的内腔中，内顶压部402沿轴向的面贴合于阀盖2内腔的环形内腔底面上，形成面贴合的动密封配合连接关系。优选地，内顶压部402与阀盖2之间采用镜面级地面贴合动密封配合。可选地，内顶压部402与阀盖2之间布设有密封槽和密封圈，进而形成内顶压部402与阀盖2呈轴向压合的密封结构。
34.如图2和图3所示，本实施例中，内连接部401包括轴向延伸布设的用于与阀片组5轴向插接配合的插接块4011以及轴向延伸布设的用于对流经的流体进行过滤的过滤栅格4012，插接块4011和过滤栅格4012沿内连接部401的周向间隔布设。可选地，过滤栅格4012与定阀片502之间留有间距。
35.如图1和图2所示，本实施例中，阀盖2包括用于套设在阀壳1外的套接部201、与套接部201连接的用于装配在水阀上时进行抵接限位配合的凸缘部202、与凸缘部202连接的用于组合阀芯安装至水阀时的装配施力的多边形部203；套接部201、凸缘部202和多边形部203设有贯通的用于外阀杆3插接装配的装配孔204，多边形部203的孔口位置还设有用于与外阀杆3的外限位部303卡接配合以对外阀杆3进行轴向限位的卡接件206，套接部201外还设有用于螺纹装配在水阀上的外螺纹2011。阀盖2套设于外阀杆3上，且外阀杆3的外驱转接头304通过装配孔204伸出至阀盖2外。可选地，凸缘部202靠近套接部201的一侧贴合装配有密封圈，用于组合阀芯装配至水阀上时，阀盖2与水阀之间的连接密封。凸缘部202，用于组
合阀芯装配至水阀的安装孔位时与安装孔位的外壁面进行面贴合装配限位。套接部201，用于组合阀芯装配至水阀的安装孔位时的螺纹连接，同时通过螺纹连接轴向移动以对组合阀芯施加以轴向作用力，进而使组合阀芯内的各个呈轴向压紧配合的密封连接的密封效果更好；另外还用于与阀壳1的卡接装配，进而使阀盖2、外阀杆3、阀壳1组合装配成整体结构。多边形部203，用于组合阀芯装配至水阀使时施加扭矩力，以便于组合阀芯的装配。可选地，多边形部203采用六方柱。
36.如图1、图2、图4和图5所示，本实施例中，阀壳1的外壁面上设有用于与套接部201抵接配合的台阶部104，套接部201的孔口端与台阶部104之间设有用于卡接配合的卡接构造205。可选地，卡接构造205包括设于台阶部104上的卡接凸块2051以及设于套接部201的孔口端上并与卡接凸块2051相匹配的卡接槽2052，卡接凸块2051与卡接槽2052采用过盈配合连接。卡接构造205包括设于台阶部104上的卡接凸块2051、设于套接部201的孔口端上并与卡接凸块2051相匹配的卡接槽2052以及设于套接部201的孔口端上并处于卡接槽2052外围的用于呈环形的卡箍在台阶部104外的卡接环2053。可选地，卡接凸块2051与卡接槽2052采用过盈配合连接，且卡接环2053与台阶部104外缘采用过盈配合连接，即形成双重的过盈配合连接，进而使阀盖2与阀壳1稳固连接，提高整体的结构稳定性。
37.如图2和图3所示，本实施例中，阀片组5包括与内阀杆4定位配合并随内阀杆4转动的动阀片501以及沿轴向与弹性封堵组件6抵接配合并插接固定在阀壳1内腔中的定阀片502，动阀片501与定阀片502之间采用镜面级面贴合配合；动阀片501上朝向内阀杆4的一面设有用于与内阀杆4插接配合的插接定位槽5011，插接定位槽5011在动阀片501上呈相对成组的布设，动阀片501还设有用于在动阀片501与内阀杆4之间形成过流通道的过流缺口5012。定阀片502上设有用于插接装配在阀壳1内壁面的装配槽内的插接装配凸块5021，插接装配凸块5021在定阀片502上呈相对成组的布设，定阀片502上朝向动阀片501的一面开设有用于容纳流体并吸附在动阀片501表面上的容纳槽5022以及用于过流的过流孔5023。可选地，容纳槽5022的槽深为0.01mm-0.5mm，当容纳槽5022内滞留有流体时，形成一层流体膜并吸附于动阀片501表面，避免动阀片501与定阀片502脱开，进而确保流体精确控制，减少渗水几率。另外，动阀片501与定阀片502之间采用镜面级面贴合配合，既能够尽可能地减小彼此之间的摩擦阻力，同时也增加了彼此之间的贴合吸附力，避免彼此之间的贴合面渗水。
38.如图6所示，本实施例中，弹性封堵组件6包括用于与阀片组5弹性紧压配合的圆密封圈601、从圆密封圈601远离阀片组5的一侧包覆于圆密封圈601外的槽型密封圈602以及与槽型密封圈602的槽底紧压于槽型密封圈602的封口圈603。圆密封圈601处于槽型密封圈602内，当受到轴向压力时，槽型密封圈602卷曲并紧紧包裹于圆密封圈601外，进而形成整体的复合密封结构，使得受到的压力及时通过各个方向向四周扩散转移，避免轴向受压过大而发生碎裂，进而在组合阀芯轴向受压过大时自适应的缓解轴向压力；当轴向压力减小时，又能够自适应的弹性恢复，确保整个组合阀芯具有足够的轴向压力，而保证各个位置的轴向密封功能，既确保了组合阀芯各个位置的轴向密封功能，又避免轴向压力过大而发生挤压破坏，提高了整体的结构稳定性、轴向抗压能力以及密封性。
39.本实施例的水阀，其包括上述组合阀芯。
40.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技
术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。