阅读说明：本技术 恒温阀芯 (Thermostatic valve core ) 是由 阿克塞尔·贝莱尔 于 2020-03-24 设计创作，主要内容包括：这种阀芯包括外壳(40)、附接到外壳(40)并包围用于混合冷流体和热流体的腔室(15)的基部(10)、布置在腔室(15)中并且能够控制离开腔室的混合物的温度到设定点温度的恒温控制系统(20、30、34)、以及适用于从外壳外部调节混合物流速的流速调节系统。该调节系统包括控制构件(60)和调节环(70),该控制构件能够至少部分地在外壳内部移动,以便改变供应腔室的冷流体和热流体的流速,该调节环布置在外壳外部并且以轴线(X-X)为中心,该环能够围绕该轴线相对于外壳旋转,该环通过外壳由连接构件(80)连接到控制构件。为了使流速以可靠、有效且经济的方式可调节,该调节环沿其整个轴向高度设置有狭缝(73),该狭缝通过将其边缘相对更远地移开而允许该环变形,并且该狭缝包括凹口(74),该凹口适用于当该环处于操作配置时、在轴线的外周的方向上夹持式地接收连接构件的指状部(81)。(Such cartridge comprises a housing (40), a base (10) attached to the housing (40) and enclosing a chamber (15) for mixing cold and hot fluids, a thermostatic control system (20, 30, 34) arranged in the chamber (15) and capable of controlling the temperature of the mixture leaving the chamber to a set point temperature, and a flow rate regulating system adapted to regulate the flow rate of the mixture from outside the housing. The regulation system comprises a control member (60) movable at least partially inside the casing so as to vary the flow rates of the cold and hot fluids supplying the chamber, and an adjustment ring (70) arranged outside the casing and centred on an axis (X-X) about which the ring can rotate with respect to the casing, the ring being connected to the control member by a connection member (80) through the casing. In order to make the flow rate adjustable in a reliable, effective and economical manner, the adjusting ring is provided along its entire axial height with a slit (73) which allows the ring to be deformed by moving its edges relatively farther apart, and which comprises a notch (74) adapted to clampingly receive a finger (81) of a connecting member in the direction of the outer periphery of the axis when the ring is in the operating configuration.)

具体实施方式

。在实践中，对于基部10除了具有两个不同重叠部分(例如，部分11和12)的实施方式之外的实施方式是可想到的，这方面不受本发明限制。因此，在未示出的变型中，基部10可以不同地制成，例如以一件式制成、或者例如WO 2014/135614中那样制成。

基部10在基部的底部侧与顶部侧之间设置有冷水循环通道13。类似地，基部10在其底面与顶面之间设置有热水循环通道14。此外，基部10包含腔室15，X-X轴线穿过该腔室15。在图中所示的示例中，这种腔室15以X-X轴线为中心。

在腔室15的任一侧上，基部10设置有冷水入口16和热水入口17，冷水入口和热水入口各自在其上端通向基部10的上面，而这些入口16和17在其下端处通向腔室15，入口17的下端轴向定位低于入口16的下端。因此，入口16和17将腔室15连接到基部10的外部，更具体地连接到该基部的上面。此外，基部10设置有混合出口18，混合出口18在其上端通向腔室15，而该出口18在其下端通向基部10的下面。因此，出口18将腔室15连接到基部10的外部，更准确地说连接到基部10的下面。在图中所示的示例中，出口18基本上以X-X轴线为中心。

当阀芯1用于混合阀或类似设施中时，循环通道13和14分别从基部10的下面供应冷水和热水，如图1中的箭头F1和C1所示。在通过基部10的上表面离开基部10之后，然后在如下描述的阀芯1的其余部分内部循环之后，这种冷水和热水返回基部10的上表面以便分别供应入口16和17，如图3中的箭头F2和C2所示。这种冷水和热水分别在入口16和17中向下流动，然后供给腔室15，在该腔室15中它们以混合水的形式混合，下文称为混合物，该混合物通过出口18离开腔室15，向下排放，如图3中箭头M所示。

阀芯1还包括抽屉式部件20。在阀芯1的组装状态下，该抽屉式部件20具有大致管状的形状，以平行于X-X轴线或甚至与X-X轴线重合的轴线为中心。

抽屉式部件20安装在基部10上，更准确地说是安装在腔室15内部，以便平行于轴线X-X、在两个极限位置之间为可移动的，两个极限位置即：

-上极限位置，在该上极限位置中抽屉式部件20的上面抵靠在相对于基部10固定的高位置上，以及

-下极限位置，在该下极限位置中抽屉式部件20的下面抵靠在相对于基部10固定的低位置上。

抽屉式部件20将其上面和下面彼此分开的总轴向尺寸小于上述的上位置和下位置彼此分开的轴向距离。因此，当抽屉式部件20处于其下极限位置时，抽屉式部件通过将抽屉式部件压靠在下位置来关闭腔室15内部的热水入口，而在最多处打开冷水通道F3，该冷水通道F3在抽屉式部件与上位置之间轴向界定、并且使冷水从入口16流到腔室15。相反地，当抽屉式部件20处于其上极限位置时，抽屉式部件20通过将抽屉式部件压靠在上位置来关闭腔室15内部的冷水入口，而在最多处打开热水通道C3，该热水通道C3在抽屉式部件与下位置处之间轴向界定、并且使热水从入口17流到腔室15。在使用中，通道F3由入口16供应冷水，并且通道C3由入口17供应热水：根据抽屉式部件20在其最高位置与最低位置之间的轴向位置，冷水通道F3和热水通道C3相应的流动截面成反比变化，也就是说，进入腔室15的冷水量和热水量分别由抽屉式部件20根据其轴向位置成反比地调节。

在实践中，为了确保在腔室15中引导抽屉式部件20的移动组件，该抽屉式部件的侧面以配合和密封的方式容纳在腔室15的互补表面内，利用至少一个密封的插入、以防止抽屉式部件的上游的冷水与热水之间的任何混合。此外，为了使从入口16进入腔室15的冷水可以与从入口17进入腔室15的热水汇合并混合，从而形成从抽屉式部件下游流到出口18的上述混合物，抽屉式部件20在内部界定了一个或多个流动通道，这些流动通道将其上面和下面彼此连接。本段中描述的布置的实施方式不是对本发明的限制。

为了使抽屉式部件20轴向移动，并从而控制其相对于基部10的轴向位置，阀芯1包含恒温元件30，该恒温元件30包括主体31和活塞32。主体31包含热膨胀材料，该材料通过膨胀使活塞32平移。主体31和活塞32以相应的平移轴线为中心，该平移轴线在阀芯1的组装状态下平行于X-X轴线或甚至与X-X轴线重合。而且，在阀芯的组装状态下，主体31通过任何合适的方式固定地附接到抽屉式部件20，使得主体31的至少一部分布置在腔室15中并且该主体31包含的热膨胀材料可以由沿着主体31在抽屉式部件20的下游流动的混合物的热量敏化。

恒温元件30还与压缩复位弹簧34相关，该复位弹簧34作用在主体31上并因此作用在与该主体31一体的抽屉式部件20上，以与由于热膨胀材料的膨胀而使活塞32的主体31的展开相反的方式。复位弹簧34轴向地插入在基部10与抽屉式部件20之间。在这里考虑的示例性实施方式中，复位弹簧34因此插入在基部10的下部分12与恒温元件30的主体31之间。在热膨胀材料收缩时，弹簧34部分松弛并使活塞32返回到主体31内部。

在阀芯1的组装状态下，活塞32沿X-X轴线相对于基部10的位置限定了设定温度，该设定温度对应于腔室15内的抽屉式部件20的调节位置：抽屉式部件调节流过通道C3和F3的热水量和冷水量，借助于主体31相对于活塞32的驱动调节其围绕在该调节位置的有效位置，从而将所得混合物的温度围绕上述设定点温度进行调节。

更一般地，应当理解地是，包括抽屉式部件20、恒温元件30和复位弹簧34的组件构成恒温控制系统的可能实施方式，该恒温控制系统至少部分地布置在腔室15中、并且适合于调节通过反比例地改变通道C3和F3的相应流动截面来在设定温度下调节混合物的温度。可以想到该恒温控制系统的其他实施方式，而不是到目前为止描述的实施方式。换而言之，该恒温控制系统的实施方式不限制本发明。

阀芯1还包括外壳40，该外壳在图4中单独示出。如图1、图3和图4可以清楚地看出的，外壳40大致呈管状，以几何轴线为中心，该几何轴线在阀芯1的组装状态下与X-X轴线基本重合。在这里考虑的实施方式中，外壳40包括：顶部部分41，该顶部部分具有以轴线X-X为中心的管状形状；以及底部部分42，该底部部分也具有以轴线X-X为中心的管状形状，但该底部部分的内径和外径分别大于顶部部分41的内径和外径。上部分41和下部分42通过外壳40的肩部43相互连接。

不管实施方式如何，在阀芯1的组装状态下，外壳40固定地附接到基部10。允许它们相对固定的外壳40和基部10的相应布置不限制本发明：这些相应的布置可以通过互补形状相互作用，例如，特别是通过互锁、夹持、调整等相互作用。在图中考虑的实施方式的示例中，基部10的突片19通过卡扣配合与由外壳40的下部分42界定的外壳44相互作用。该实施方式的具体特征在WO 2019/072772中描述。无论上述布置的实施方式如何，上述布置通过其设计适用于以预定方式相对于基部10定位，特别是相对于轴线X-X定位，在该轴线的方向上和横向于这个轴线并且围绕这个轴线成角度。

根据在图中考虑的示例性实施方式中实施的有利的可选布置，阀芯1包括设定点机构50，该设定点机构用于从外壳40的外部控制上述设定点温度并由此调节混合物的温度。在图中考虑的实施方式中，设定点机构50包括调节杆51，该调节杆在阀芯1的组装状态下以轴线X-X为中心，并且从外壳40的外部轴向延伸到外壳40的内部，穿过顶部部分41的顶部。该调节杆51在围绕X-X轴线旋转移动的情况下,相对于外壳40沿X-X轴线以平移的方式锁定。设定点机构50还包括螺母52，该螺母在阀芯1的组装状态下以轴线X-X为中心，并且容纳在外壳40内侧，特别是其上部分41内侧。该螺母52在沿X-X轴线、以平移方式为可移动的情况下，相对于外壳40、围绕轴线X-X以旋转的方式锁定。设置在外壳40内部的调节杆51的螺纹部分拧入螺母52的螺纹部分，从而在调节杆51与螺母52之间形成螺钉/螺母连接。因此，通过驱动调节杆51围绕轴线X-X旋转，通常通过对该调节杆的位于外壳40外部的部分加压，螺母52沿外壳40内部的轴线X-X、以平移的方式驱动。例如，螺母52的这种轴向平移通过连杆53传递到恒温元件30的活塞32。一方面，该连杆53在活塞32的向上轴向延伸部中延伸，使得活塞32在复位弹簧34的向上推力下轴向压靠在该连杆53的下端上，并且另一方面在阀芯1的操作条件下，连杆53的上端刚性连接到螺母52。应当理解的是，在正常操作条件下，设定点机构50确定活塞32相对于外壳40和基部10的轴向高度，而不管该活塞32相对于恒温元件30的主体31的相对位置如何。螺母52与连杆53之间的连接可以有利地并入超行程布置，允许在不损坏抽屉式部件20或恒温元件30的情况下容纳活塞32的超行程。与这些超行程布置相关的具体特征，并且更一般地，与迄今为止呈现的设定点机构50的互补或替代布置，在WO 2017/137368和EP 1 241 385中进行了详细描述。

如图1和图3中清楚地看出的，阀芯1还包括控制构件60，该控制构件布置在外壳40内部，特别是该外壳40的下部分42内部。一方面，该控制构件60允许从通道13出来的冷水被引导到入口16、外壳40内部，并且另一方面允许从通道14出来的热水被引导到入口17，而该控制构件60以可调节地方式控制输送到入口16的冷水流速和输送到入口17的热水流速。在图中考虑的实施方式中，控制构件60由轴向叠加的陶瓷盘构成，即相对于外壳40固定的下盘61和相对于外壳40、围绕轴线X-X为可旋转的上盘62。从图3中可以看出，下盘61分别由热水和冷水的上升和下降横穿，而上盘62的下面镂空，以连接冷水的上升和下降和连接热水的上升和下降，从而通过改变盘61和62的相对位置，冷水的流速和从下盘61向下流出的热水的流速可以受控的方式变化。除了由盘61和62组成的示例之外的其他实施方式对于控制构件60是可想到的。例如，WO 2010/072966提出了替代实施方式。更一般地，可以为控制构件60设想任何实施方式，无论是具有盘还是其他元件，只要这些元件以至少部分可移动的方式安装在外壳40内、以便引导和改变输送到入口16的冷流体的流量和改变输送到入口17的热流体的流量即可。由于其对输送到基部10的入口16和17的冷水和热水的流速的作用，控制构件60使得能够控制外壳40内的混合物的流速成为可能。

为了能够从外壳40的外部移动控制构件60，阀芯1包括调节环70。该调节环70以几何轴线为中心，该几何轴线在阀芯1的组装状态下与X-X轴线重合。如在图1、图2和图3中清楚地看出的，在阀芯1的组装状态下，调节环70布置在外壳40的外部，并且安装在外壳上，特别是，以相对于外壳、围绕轴线X-X可旋转的方式安装在外壳40的上部分41上。此外，调节环70通过外壳40、特别是通过其肩部43由连接构件80连接到控制构件60，使得调节环围绕轴线X-X的旋转引起构件60移动。调节环70和连接构件80在图5中单独示出并且彼此组装，并且在图6中示出为组装到外壳40。

在下面更详细地描述调节环70和连接构件80之前，将注意到控制构件60、调节环70和连接构件80一起形成用于阀芯1的流量控制系统，该流量控制系统允许混合物的流速从外壳40的外部调节。

如图1至图3、图5和图6中清楚地看出的，调节环70具有大致管状形状，以X-X轴线为中心。调节环70因此包括两个相对的轴向端，即顶端71和底端72。进一步地，调节环70因此包括外面70A和内面70B，该外面和内面彼此以调节环70的厚度(即，径向尺寸)分开。

如图3、图5和图6中可以清楚地看出的，调节环70设置有狭缝73，该狭缝73将上端71和下端72彼此连接。狭缝73具有沿X-X轴线的外周的方向彼此间隔开的边缘。调节环70被设计成允许其狭缝73的边缘沿X-X轴线的外周的方向相对间隔，由此这些边缘可以通过相应地改变狭缝73的尺寸而选择性地沿X-X轴线的外周方向、朝向彼此或远离彼此移动。为此，调节环70在X-X轴线的外周的方向上为可变形的，相应地提供调节环的材料和/或厚度。

如图5和图6中清楚地看出的，狭缝73包括凹口74，该凹口74在阀芯1的组装状态下接收连接构件80的特定部分(即，该连接构件的指状部81)。在图中考虑的示例性实施方式中，凹口74沿X-X轴线的外周的方向具有大于狭缝73的其余部分尺寸的尺寸。这种布置允许指状部81与用于接收该指状部81的狭缝73的区域之间的尺寸适应，而不需要在狭缝73的整个轴向范围上强加相同的尺寸。也就是说，在未示出的变型中，狭缝73的外周尺寸可以在调节环70的整个轴向范围上恒定，特别是在凹口74处没有尺寸变化。

在任何情况下，当调节环70处于该调节环在阀芯1的组装状态下具有的操作配置时提供凹口74，该凹口被具体地设定尺寸以沿轴线X-X的外周的方向以夹持的方式接收指状部81。在实践中，这种夹持的强度没有限制，只要这种夹持占据指状部81与调节环70之间的、沿轴线X-X的外周的方向的所有间隙即可。因此，这种夹持的强度可以几乎为零，如果需要，当调节环70处于操作配置时，设置的狭缝74和指状部81在轴线X-X的外周的方向上被相互调节。

在该操作配置中，将注意到在以X-X轴线为中心的轴线的截面中，调节环70对于其外面70A和对于其内面70B都具有圆形轮廓，如在图2中清楚地看出的。这种有利布置的优点将在稍后变得明显。

当调节环70处于其操作配置时，由凹口74进行的指状部81的夹持可以由各种布置产生，这些布置不限制本发明。根据特别有利的实施方式，该夹持由调节环70的弹性变形能力产生。更具体地，调节环70随后在休止配置与组装配置之间、穿过操作配置设置为可弹性变形。顾名思义，当调节环70休止时(即，当没有应力施加到调节环时)，休止配置由调节环70占据。在该休止配置中，旨在沿X-X轴线的外周的方向、在狭缝的凹口74处狭缝73的边缘之间的距离小于指状部81的尺寸。相比之下，在组装配置中，提供了沿X-X轴线的外周的方向、在狭缝的凹口74处狭缝73的边缘之间的距离设置为大于指状部81的尺寸。当将调节环70组装到阀芯1的其余部分(特别是连接构件80)时，通过施加趋向于移动狭缝73的边缘彼此远离的应力，调节环70从其休止配置到其组装配置发生弹性变形，然后，一旦指状部81被定位在凹口74内，前述约束被解除，从而通过调节环70的弹性返回，利用狭缝74的边缘移动靠近到一起直到这些边缘在轴线X-X的外周的方向上夹住指状部81，以诱导后者的通道从其组装配置过渡到其操作配置。

根据在图中考虑的示例中实施的实际实施方式，凹口74位于狭缝73的下部，更准确地说，在调节环70的下端72上轴向开口。凹口74然后可以在阀芯1的组装状态下轴向接收指状部81，如图3、图5和图6中清楚地看出的：在阀芯1的组装状态中，指状部81随后平行于轴线X-X、从凹口74的内侧延伸到外侧。换句话说，指状部81的顶部部分随后被容纳在凹口74内，指状部81的该顶部部分此外由在操作配置中的调节环70的狭缝73的边缘沿轴线X-X的外周的方向夹持，而指状部81的底部部分位于凹口74的下方和外部，该底部部分在指状部的上述顶部轴向向下延伸。这使得指状部更容易在调节环70与连接构件80之间实现组装，同时保证可靠的组装结果。这些优点通过以下事实得到加强：凹口74在凹口74的上端处(即，与凹口的下开口轴向相对)连接到狭缝73的其余部分、以形成肩部区域75，当组装阀芯1时，指状部81轴向向上抵靠在肩部区域75上。

在其外面70A上，调节环70设置有浮雕状部(relief)76，这些浮雕状部在图中考虑的示例实施方式中形成凹槽。这些浮雕状部76的形状不受限制，只要当调节环70处于操作配置时这些浮雕状部允许围绕轴线X-X传递驱动扭矩。事实上，这些浮雕状部76旨在通过形状的互补性与操纵旋钮接合，操纵旋钮在图中未示出、并且该操纵旋钮附接到阀芯1以允许该阀芯的使用者容易地驱动调节环70旋转。可以理解的是，该操作旋钮与调节环70之间的连接取决于浮雕状部76与操作旋钮之间形状的良好互补性，这要求浮雕状部76具有特别适合于操作旋钮的、精确的几何形状，即使调节环70具有可变形性。由于夹在指状部81的凹口74中，所以一旦调节环70处于操作配置，就有效地获得了这种精确的几何形状，该几何形状的尺寸相应地沿轴线X-X的外周的方向确定。换句话说，凹口74和指状部81沿X-X轴线的外周的方向校准，在调节环处于操作配置时，这精细地控制由浮雕状部76呈现的几何形状。在该上下文中，应当理解的是，在操作配置中调节环70在轴线X-X的截面中呈现的外轮廓是圆形的。

就其本身而言，调节环70的内面70B确保调节环70围绕轴线X-X在外壳40上的旋转安装，特别是在该外壳的上部分41上。根据有利的布置，外壳40的上部分41包括具有外面45A的支承表面45，在操作配置中，调节环70围绕该外面安装，以便围绕轴线X-X旋转，并且该环的内面70B抵靠该外面在轴线X-X上被径向地支承。

在其上端处，支承表面45有利地由肩部46界定，肩部46设置用于将调节环70轴向地保持在围绕外面45A的操作配置中。为此，肩部46具有大于操作配置中调节环70的内面70B的直径的外径，如图1至图3中清楚地看出的。因此，在阀芯1的组装状态下，只要调节环70保持在其操作配置中，肩部46就防止调节环70的向上轴向脱离。为了允许围绕支承表面45的外面45A组装调节环70，调节环70必须变形直到调节环70的内面70B的直径通过间隔开调节环70的狭缝73的边缘而变得大于肩部46的外径。在未示出的变型中，肩部46由专用于将调节环70保持在支承表面45周围的插入件(例如，卡环)代替。

为了精确地在操作配置中控制外面45A的直径，调节环70的内面70B以该外面45A为中心并且围绕轴线X-X旋转，支承表面45有利地包括布置在该外面45A上的支承元件47，如图4中清楚地看出的，该支承元件47一方面沿外周方向分布到轴线X-X，另一方面，每个支承元件47从支承表面45的其余部分径向突出。在阀芯1的组装状态下，在操作配置中、调节环70的内面70B被径向支承抵靠这些支承元件47：更准确地说，该内面70B包括圆柱形表面77，该圆柱形表面与支承元件47径向支承配合，当调节环70处于操作配置时，该圆柱形表面具有圆形基部并且以轴线X-X为中心。在上下文中，应当理解的是，在操作配置中，调节环70在相对于轴线X-X的截面中具有圆形的内部轮廓。

此外，特别是在确保良好的旋转引导而没有太多摩擦的情况下，为了在支承表面45上轴向楔入调节环70，支承表面45有利地包括布置在外面45A上的凹槽48(如可以在图4中清楚地看出的)，该凹槽在轴线X-X的外周的方向上在外面上延伸并且相对于支承表面45的其余部分是凹的。如图1和图3中清楚地看出的，当调节环70处于操作配置时，调节环70在其内面70B上设置有凸起78，该凸起在调节环70处于操作配置时与凹槽48互补、并且在阀芯1的组装状态下卡入该凹槽48中。在支承表面45上的调节环70的旋转引导可以通过将凹槽48设置为平底的(如在图中考虑的示例性实施方式中)而进一步改进。

除了指状部81，连接构件80的实施方式不受限制，只要如前所述的连接构件80通过外壳40将调节环70连接到控制构件60即可。在图中所示的示例性实施方式中，连接构件80包括盘状体82，指状部81从该盘状体82轴向向上延伸，如图5中清楚地看出的。在恒温阀芯1的组装状态下，盘状体82布置在外壳40内部并且与控制构件60的上盘62重叠，通过特别的布置在运动学上连接到控制构件的上盘，这些特别的布置诸如是一个或多个从盘状体82轴向向下延伸的突片83，该突片83轴向接收到上盘62的互补外壳中。同时，指状部81经由凹槽49轴向穿过外壳40的肩部43，凹槽49在图3和图4中清楚地看出的、并且在轴线X-X的外周的方向上延伸，以允许指状部81在调节环70的旋转运动期间沿外周的方向移动。

最后，对于目前所描述的阀芯1的各种布置和变型也是可以想到的。作为示例：

-为了加强在操作配置中的调节环70与连接构件80之间的组装连接，除了由凹口74夹持的指状部81之外，连接构件可以包括另一个指状部84，该另一个指状部在图3中可见并且与指状部81径向相对,围绕轴线X-X；在阀芯1的组装状态下，该指状部84被接收在调节环70的互补外壳79中，该外壳79不包括在类似于狭缝73的狭缝中，即在调节的整个轴向范围上延伸；和/或

-在恒温控制系统内，恒温元件30可以由依赖于温度的形状记忆元件、特别是形状记忆弹簧代替；更一般地，这种形状记忆元件和恒温元件30仅是恒温致动器的可能实施方式，该恒温致动器执行根据温度在腔室15内移动抽屉式部件20的功能，并且恒温致动器的专用部分由其轴向位置限定抽屉式部件20控制混合物的温度处的设定点温度。