具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在下述的实施例范围之中。

请参阅图1-10进行理解。本发明实施例提供一种自动切换阀100，用于根据介质温度自动切换介质流通路线，实现自动切换阀100所在系统的回路的切换。本实施例中以水为介质进行阐述。

自动切换阀100包括阀体部件2和阀芯部件1，阀体部件2的内腔具有在第一方向上顺次设置的第一腔室211、第二腔室212及第三腔室213，第一腔室211设有第一水口214，第二腔室212设有第二水口215，第三腔室213设有第三水口216。第一方向可以理解为平行于阀体部件2和/或阀芯部件1的轴线的方向。

阀芯部件1具有在第一方向上顺次设置的阀芯主体11和双程记忆合金弹簧12，双程记忆合金弹簧12的两端分别抵接阀体部件2和阀芯主体11，双程记忆合金弹簧12随介质温度的变化伸长或收缩。阀芯部件1被设置为：如图1所示，当介质温度不超过第一温度时，阀芯主体11压缩双程记忆合金弹簧12，使第一腔室211和第二腔室212连通，且阀芯主体11封堵第二腔室212和第三腔室213之间的通道，第二腔室212和第三腔室213之间相密封；如图2所示，当介质温度升至第二温度时，双程记忆合金弹簧12推动阀芯主体11，使第二腔室212和第三腔室213连通，且阀芯主体11封堵第一腔室211和第二腔室212之间的通道，第一腔室211和第二腔室212之间相密封。

其中，阀芯主体11远离双程记忆合金弹簧12的一端与阀体部件2之间存在弹性作用力，从而当水温不超过第一温度时，阀芯主体11对双程记忆合金弹簧12具有压缩作用，该压缩作用同时使得阀芯主体11在第三腔室213处与阀体部件2相接触，由此实现图1所示状态。当双程记忆合金弹簧12随介质温度的升高而伸长时，具有推动阀芯主体11向图1所示的左侧方向运动的趋势，当到达图2所示的状态时，阀芯主体11与阀体部件2向接触，使得第一腔室211和第二腔室212相密封。

水的温度可经由阀芯部件1传递给双程记忆合金弹簧12，当第一腔室211和第二腔室212处于连通状态时，也可使微量的水通过阀芯部件1和阀体部件2之间的间隙流通到双程记忆合金弹簧12处，从而使双程记忆合金弹簧12变形。

第一温度为常温，例如为25℃。第二温度为高于第一温度的数值，第二温度为小于自动切换阀100所在系统的设定温度，第二温度可为40℃。双程记忆合金弹簧12可采用Cu-Zn-AI记忆合金丝绕制成。双程记忆合金弹簧12可设置为：在常温25℃下为正常标准状态，其在37℃时的长度是在25℃时的长度的1.2倍左右。

另外，图1、2中以含箭头的曲线示意了水的流向，该线条不代表实体构件。

工作时，可将第二水口215用作进水口，将第一水口214和第三水口216用作出水口，相应的，第一水口214对应冷水(或者说常温水)，用于连通自动切换阀100所在系统中的冷水通路，第二水口215对应热水，用于连通自动切换阀100所在系统中循环回路。

本发明通过在阀体部件2的一端设置双程记忆合金弹簧12，利用双程记忆合金弹簧12随温度变化的性质控制水的流动方向，从而实现自动切换阀100所在系统的回路的切换。

本发明实施例中，阀芯部件1还包括固定于阀体部件2内的液压缸组件13，液压缸组件13的输入端与双程记忆合金弹簧12相抵接，液压缸组件13的输出端与阀芯主体11滑动连接并密封设置。换言之，双程记忆合金弹簧12作为液压缸组件13的动力源，液压缸组件13的输出端可以推动阀芯主体11在第一方向上的运动，从而实现自动控制水流方向。诚然，作为可替换的手段，在其他的实施例中，双程记忆合金弹簧12也可直接与阀芯主体11相互作用，或者可以通过其他执行元件替换液压缸组件13实现与阀芯主体11的相互作用。

本发明实施例中，液压缸组件13包括液压缸131和阀杆132，液压缸131的一端与阀杆132动密封连接，液压缸131与阀杆132滑动连接；液压缸131的另一端与阀芯主体11动密封连接，液压缸131和阀芯主体11滑动连接；阀芯主体11和阀杆132使液压缸131内形成容置有液相介质的液压腔133，液相介质可以为水。双程记忆合金弹簧12压缩阀杆132时，阀杆132推动液相介质朝向阀芯主体11所在侧运动，从而推动阀芯主体11运动；当双程记忆合金弹簧12随温度的降低而收缩时，阀芯主体11推动液相介质反向运动，由此实现自动切换阀100所在系统的回路的切换。

本发明实施例中，液压缸131包括相连通的粗管段1311和细管段1312，粗管段1311和/或细管段1312固定于阀体部件2上，阀杆132与粗管段1311的内壁面密封设置；阀芯主体11与细管段1312的内壁密封设置。液压缸131的输入端在粗管段1311上，液压缸131的输出端位于细管段1312上。图1所示状态中，液相介质位于粗管段1311中，当双程记忆合金弹簧12推动阀杆132运动时，液相介质向细管段1312中流动，由此液压缸组件13形成了一个液压増程器，换言之，结合图5进行理解，由于液相介质体积不会被压缩，当双程记忆合金弹簧12运动△L的长度时，阀芯主体11的实际运行距离d，则d>△L，由此实现了曾程，本实施例优选d≈3*△L，以便于更好的增大双程记忆合金弹簧12的变形量，弥补变形量不足的缺陷，使得阀芯主体11能够完全接触阀体部件2，从而第一腔室211和第二腔室212获得更好的密封效果。

本发明实施例中，液压缸131的外壁面上设有若干卡接块1313，阀体部件2上设有与卡接块1313一一对应卡接的卡接槽24；各卡接块1313可沿液压缸131的周向均布，相应地，卡接槽24也为均匀布置。液压缸131通过卡接块1313卡接在阀体部件2上。

本发明实施例中，液压缸131的端部抵接阀体部件2的第一端，即粗管段1311的端面与阀体部件2相抵靠，由此分担卡接块1313承受的作用力，提高液压缸131的可靠性。

本发明实施例中，液压缸131的靠近阀体部件2的一端间隔设有槽或孔，用于使液压缸131内容置双程记忆合金弹簧12的空间与液压缸131外的空间连通，从而第一腔室211和第二腔室212连通时，微量的热水可进入双程记忆合金弹簧12处，有利于双程记忆合金弹簧12更快速、准确地感知水温，从而提高自动切换阀100的灵敏度。

本发明实施例中，阀杆132包括盘体1321，盘体1321的侧面设有第一腔体密封槽1322，第一腔体密封槽1322内容置有用于密封阀杆132和液压缸131的处管段的密封圈，该密封圈可通过现有技术实现，双程记忆合金弹簧12抵接于盘体1321上，优选双程记忆合金弹簧12抵接在盘体1321的边缘处，此时双程记忆合金弹簧12可贴合着粗管段1311的内壁面进行运动，即粗管段1311对双程记忆合金弹簧12具有导向作用，使其弹性力的方向比较稳定，由此提高了其稳定性。

本发明实施例中，阀杆132还包括导向筒1323，双程记忆合金弹簧12套接于导向筒1323上，双程记忆合金弹簧12可贴合着导向筒1323的外壁面伸缩。具体而言，导向筒1323固定在盘体1321上，双程记忆合金弹簧12位于导向筒1323和粗管段1311之间的空间内，进一步提高了其稳定性。

本发明实施例中，阀杆132还包括杆部1324，杆部1324贯穿液压腔133并插接于阀芯主体11，杆部1324与阀芯主体11滑动连接，从而杆部1324与阀芯主体11产生相对运动时两者可相互导向，保证了两者的运行方向一致，进而提高了自动切换阀100的稳定性和可靠性。

本发明实施例中，阀芯主体11包括普通弹性件14和阀芯组件，普通弹性件14解释为不随温度的变化而伸缩的弹性件。普通弹性件14的两端分别抵接阀芯组件和阀体部件2的第二端，普通弹性件14的弹性力在第一方向上，普通弹性件14始终为被压缩状态，从而始终为阀芯组件提供朝向双程记忆合金弹簧12的作用力。

阀芯组件包括顶杆113、第一阀口组件111以及第二阀口组件112。第一阀口组件111固定在顶杆113上，并与液压缸组件13的输出端滑动连接和密封连接，第一阀口组件111用于实现第一腔室211和第二腔室212之间的通、断。第二阀口组件112，密封地固定在顶杆113上，第二阀口组件112用于实现第二腔室212和第一腔室211的通断；普通弹性件14的两端分别抵接第二阀口组件112和阀体部件2的第二端。

第一阀口组件111包括第一阀口1111，第一阀口1111包括滑动部1112和限位部1113，限位部1113的中部向外凸起形成滑动部1112，滑动部1112与液压缸组件13的输出端滑动连接并密封设置，限位部1113与顶杆113的一端固定连接，限位部1113用于实现第一腔室211和第二腔室212之间的通、断。

具体而言，滑动部1112插接于液压缸131的输出端，即插接于上述的细管段1312内，滑动部1112的外壁面设有环状的第二腔体密封槽1114，第二腔体密封槽1114内容置有用于密封滑动部1112和液压缸131的输出端的密封圈；滑动部1112可为柱状体；滑动部1112件上具有与阀杆132的杆部1324相互导向的孔，保证了阀杆132和阀芯主体11运动方向相统一，从而提高了自动切换的控制精度和可靠性。

限位部1113可采用大致为柱状或盘状的结构。限位部1113的局部位置沿其径向延伸形成均为环状的第一挡板1115和第二挡板1116，第一挡板1115和第二挡板1116之间形成用于容置第一阀口密封圈1118的第一阀口密封槽1117，第一阀口密封圈1118局部凸出于第二挡板1116，以便于第一阀口密封圈1118接触到第一腔室211的壁面，第一挡板1115在径向上完全挡住第一阀口密封圈1118，以在第一阀口密封圈1118变形时将其完全挡住，防止其脱落造成密封失效。通过第一阀口密封圈1118与第一腔室211的壁面接触接触实现第一腔室211和第二腔室212之间的密封，如图2所示，双程记忆合金金属弹簧伸长并推动阀芯主体11运动至第一腔室211的边缘处，第一阀口密封圈1118凸出第二挡板1116的部分与阀体部件2相接触而形成密封关系，由此实现了第一腔室211和第二腔室212之间的密封。

限位部1113包括第一定位孔1119，第一定位孔1119可以为：限位部1113的中部沿其轴向向外延伸形成一环状的结构，该环状的结构形成第一定位孔1119；也可以为：限位部1113的端面沿其轴向凹陷形成第一定位孔1119。第一定位孔1119可包括直径较小的孔段和直径相对较大的孔段，直径较小的孔段可位于限位部1113的中部，且其孔径可与顶杆113的轴径相同，顶杆113的一端插接在直径较小的孔段内，提高阀芯主体11的可靠性。

第一阀口组件111还包括第一定位环11110、第一卡扣11111；第一定位环11110固定在第一定位孔1119内，可固定在直径较大的孔段内，顶杆113的端部插接于第一定位环11110内，两者可贴合设置；第一卡扣11111卡接于顶杆113，并与第一定位环11110相互抵接。

第二阀口组件112包括第二阀口1121，第二阀口1121的内圈固定于顶杆113并与之密封设置；第二阀口1121的外圈用于实现第二腔室212和第三腔室213之间的通、断。第二阀口1121可设置在第三腔室213内，第二阀口1121的外圈与第三腔室213的壁面贴合时，第二腔室212和第三腔室213断开。

第二阀口1121的局部位置沿其径向向外延伸形成均为环状的第三挡板1122和第四挡板1123，第三挡板1122和第四挡板1123之间形成用于容置第二阀口密封圈1124的第二阀口密封槽1125，第二阀口密封圈1124局部凸出于第三挡板1122，以便于更有效地和第三腔室213的壁面接触；第四挡板1123可在颈项上完全挡住第二阀口密封圈1124，从而在第二阀口密封圈1124与第三腔室213挤压时能够完全挡住第二阀口密封圈1124，防止其脱落而造成密封失效。通过第二阀口密封圈1124与第三腔室213的壁面接触实现第三腔室213和第二腔室212之间的密封。

第二阀口1121包括第二定位孔1126，第二定位孔1126为通孔，具有三个直径不同的孔段。第二阀口组件112还包括第二定位环1127和第二卡扣1128；第二定位环1127固定在第二定位孔1126内，顶杆113贯穿第二定位环1127和第二定位孔1126，第二卡扣1128卡接于顶杆113，并与第二定位环1127相互抵接，从而实现与第二阀口1121的固定。第二阀口组件112还包括顶杆113密封件，顶杆113密封件固定于第二定位孔1126的中部，用于密封顶杆113和第二阀口1121；第二定位孔1126的三个孔段的直径顺次增大，将顶杆113密封件设置在中间的孔段中，防止其承受轴向作用力，提高了其可靠性。

第二阀口1121上设有第一定位槽1129，第一定位槽1129朝向普通弹性件14，普通弹性件14的一端插接于第一定位槽1129内，从而提高了普通弹性件14的稳定性和可靠性。普通弹性件14可为螺旋弹簧，套接在顶杆113上。

阀芯主体11还包括弹簧限位件114，弹簧限位件114的一端抵接阀体部件2的第二端，弹簧限位件114的另一端与普通弹性件14相抵接，顶杆113穿过弹簧限位件114的中心。通过在阀体部件2的第二端和普通弹性件14之间设置弹簧限位件114，便于为顶杆113的行程提供足够的空间。

弹簧限位件114包括导向管1141、侧连接板1142和曲型板1143。导向管1141套设在顶杆113上；侧连接板1142固定于导向管1141的侧面，各侧连接板1142环绕导向管1141均布，侧连接板1142设有与普通弹性件14插接的第二定位槽，以对普通弹性件14进行定位和导向，提高其稳定性。侧连接板1142沿着导向管1141的径向方向延伸，侧连接板1142的另一端与曲型板1143相固定，曲型板1143与侧连接板1142一一对应设置，曲型板1143的外表面为与阀体部件2的内壁面贴合，从而提高了弹簧限位件114的稳定性，进而提高了普通弹簧的稳定性和可靠性。

阀体部件2包括三通接头21、阀体22及阀盖23。三通接头21上设有第一水口214、第二水口215及第三水口216，三通接头21内形成容置阀体22及阀芯部件1的空间。阀体22将三通接头21隔离成第一腔室211、第二腔室212及第三腔室213；阀盖23分别与阀体22的一端和三通接头21的一端固定连接，双程记忆合金弹簧12与阀盖23相抵接。三通接头21的第一端与双程记忆合金弹簧12对应，三通接头21的第二端与普通弹簧相对应。三通接头21的第二端的中部局部向外伸出形成桶状结构，用以为顶杆113提供充足的运动空间。

阀盖23与阀体22可拆卸连接，装配时，可将阀盖23首先与阀体22固定，然后将两者一起安装在三通接头21内。

阀盖23和阀体22中一个具有定位块231，另一个具有定位缺口221，定位块231的侧面凸出有固定齿232，定位缺口221的侧壁设有与固定齿232对应卡接的固定槽222。固定齿232具有限位面2311和引导面2312，限位面2311垂直于第一方向，引导面2312相对于第一方向倾斜设置，限位面2311的凸出端与引导面2312的凸出端平滑过渡，限位面2311与固定槽222的端面相互限位。安装阀盖23和阀体22时，引导面2312有利于引导两者卡合，装配好时，限位面2311卡在了固定槽222内，阻止两者脱离，从而阀盖23和阀体22能够稳定和可靠地连接。

定位块231的单侧可具有多个固定齿232，相应的，定位缺口221上有与固定齿232一一对应的固定槽222，通过多个固定齿232和固定槽222进行连接进一步提高了稳固性。定位块231的双侧可均设置一个或多个固定齿232，相应的，定位缺口221的两侧也设置有固定槽222。定位块231和定位缺口221可具有多组，沿着阀盖23的周向均布。阀盖23的四周均布有多组定位缺口221和定位块231。

阀盖23包括具有外螺纹的螺纹筒部233和端盖部234，端盖部234的中部向一侧凸出形成螺纹筒部233，螺纹筒部233与阀体22可拆卸连接，并与三通接头21螺纹连接，上述的定位缺口221或者定位块231即设置于螺纹筒部233上。螺纹筒部233的根部与三通接头21之间设置有密封圈，用于提高两者的密封性。

阀盖23的端面和阀体22的端面之间形成用于和液压缸组件13卡接的卡接槽24。阀盖23上还设有用于插接双程记忆合金弹簧12的第三定位槽235，以提高弹簧的稳定性。

阀体22包括连接筋227和四个环部，该四个环部分别为在第一方向上顺次设置的第一环部223、第二环部224、第三环部225及第四环部226，相邻两个环部之间通过若干连接筋227连接，相邻的连接筋227之间与对应的两个环部共同围合成供水流通的孔，另优选每一环部上的连接筋227均匀布置。第一环部223与阀盖23可拆卸连接，即上述的定位块231或定位缺口221位于第一环部223上。阀芯部件1抵接第二环部224时，第一腔室211和第二腔室212断开，阀芯部件1抵接第三环部225时，第二腔室212和第三腔室213断开。

第二环部224的外壁面具有环形的槽，该槽内容置有用于密封第二环部224和三通接头21的密封圈，从而提高第一腔室211和第二腔室212之间的密封性。

第三环部225的外壁面具有环形的槽，该槽内容置有用于密封第三环部225和三通接头21的密封圈，从而提高第二腔室212和第三腔室213之间的密封性。

阀体22还包括固定架228，固定架228的外圈固定在连接筋227上，固定架228的内圈具有供顶杆113穿过的固定孔，由此实现对顶杆113的支撑，并对顶杆113实现导向。本实施例中，固定架228的中部为管体229，该管体229的四周辐射有多个筋条2210，该些筋条2210与连接筋227一一对应固定。

请参阅图11，并结合图1-10进行理解。本发明实施例还提供了一种热水器循环系统，热水器循环系统包括燃气热水器3、用户端4、循环动力装置5、切换阀。

燃气热水器3作为燃烧部件，其出水口通过第一管路6连通用户端4。循环动力装置5的进水口连通第一管路6的与用户端4相连接的一端。切换阀的进水口连通循环动力装置5的出水口，切换阀的一个出水口连通燃气热水器3的进水口，切换阀的另一个出水口在燃气热水器3的出水口处连通第一管路6。

热水器循环系统形成了两个回路，一个回路作为冷水通路7，经由燃气热水器3的出水口-第一管路6-循环动力装置5-切换阀-燃气热水器3的进水口实现，冷水通路7用于将系统中的水回送至燃气热水器3继续加热。另一个回路作为循环回路8，经由第一管路6-循环动力装置5-切换阀-第一管路6实现，水在循环回路8中循环时被充分搅匀而使得各处水温均匀，从而近水点和远水点的水温温差小，用户的体验提升。另外，图11中以含箭头的图形示意了水流的方向，该图形不代表实体构件。

切换阀用于根据其感受到的水温的变化自动调整水的流向，水温不超过第一温度时，切换阀控制冷水通路7完全打开，循环水路完全关闭，水温到达第二温度时，切换阀自动控制循环水路完全关闭，冷水通路7完全关闭，诚然，当水温介于第一温度和第二温度之间时，冷水通路7和热水回路可同时工作。

热水器循环系统还包括冷水源9，冷水源9用于为各用户端4以及燃气热水器3提供冷水，其中，冷水源9通过连接循环动力装置5的进水口实现与燃气热水器3的连接。

热水器循环系统的切换阀可采用前述任一实施例所阐述的自动切换阀100进行实现。第二水口215连通循环动力装置5的出水口，第一水口214连通燃气热水器3的进水口，第三水口216连通第一管路6。燃气热水器3的出水口处可设置三通管，该三通管的三个接口分别连接燃气热水器3的出水口、第一管路6以及第二水口215。当水温低于25℃时，仅冷水通路7运转，水被加热，当水温达到40℃时，仅循环回路8运转，水温在循环中被搅匀。另外，热水循环系统具有设定温度，第二温度小于该设定温度，循环回路8工作，水温被均匀化的过程中，双程记忆合金弹簧12感知到的水温还是为持续升高的状态，水温到达设定温度时，整个循环回路8中的水温基本均匀，近水点和远水点的温度基本一致。

另外，热水器循环系统可具有若干个并联设置的用户端4，第一管路6具有与用户端4一一对应的接口，热水器循环系统可为多个用户端4同时提供热水服务。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。