具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的可能的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文已经通过附图描述的实施例。通过参考附图描述的实施例是示例性的，用于使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面，而不能解释为对本发明的限制。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本发明的特征是非必要技术的，则可能将这些技术细节予以省略。

相关领域的技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及该技术方案如何解决上述的技术问题进行详细说明。

本发明申请第一个方面提供了一种水龙头阀芯，如图1所示，包括安装阀套100、阀芯组件200、往复式顶杆组件300和第一密封套410。

安装阀套100的内腔包括出水腔110和进水腔120，阀芯组件200包括活塞210和第一弹簧220；活塞210套设在安装阀套100内，并可沿安装阀套100的轴向移动，以实现对出水腔110的封闭或开启；第一密封套410设置在出水腔110内壁和活塞210之间。出水腔110、进水腔120和后续的储水腔121可视作是安装阀套100的内腔中的不同区域，这些区域由阀芯组件200中的活塞210分离安装阀套100的内腔得到。进水腔120中通常充满了水，安装到水管上时，存在一定的水压。

活塞210的外周侧壁与进水腔120贯通，活塞210的底端面与进水腔120的底端面之间具有封闭的储水腔121；活塞210上设有通水孔211和渗水孔212，通水孔211使得出水腔110与储水腔121连通，渗水孔212使得进水腔120与储水腔121连通；往复式顶杆组件300包括按压棘轮部310和顶杆320，按压棘轮部310设置在安装阀套100上，顶杆320的第一端与按压棘轮部310连接，顶杆320通过通水孔211延伸至储水腔121内，顶杆320的第二端设有密封部，密封部用于封堵通水孔211。顶杆320的横截面积小于通水孔211的横截面积，但顶杆320上的密封部的横截面积则大于通水孔211的横截面积，可封堵通水孔211的进水端，密封部与顶杆320可采用一体式设计。

按压棘轮部310的工作结构和工作原理类似按压式圆珠笔，主要包括滑爪套、推杆和内部的导轨等零部件，滑爪套上具有较深的导槽和交浅的导槽，推杆可在导轨上往复移动，在弹簧的弹力作用下，通过按压，实现推杆抵接在滑爪套的不同导槽内，实现推杆的周期性伸缩。更加详细的按压棘轮部310工作原理本领域技术人员可轻易获知，由于并非本申请的改进重点，故不作进一步赘述。通过按压棘轮部310，可使得顶杆320的位置发生变化，使得顶杆320上的密封部封闭或打开通水孔211，实现水流从通水孔211由储水腔121进入到出水腔110。

第一弹簧220的一端抵靠在活塞210的底端面上，另一端抵靠在进水腔120的底端面上。第一弹簧220可在通水孔211被关闭时，快速使得活塞210上移，使得第一密封套410重新与安装阀套100接触，使得安装阀套100的出水腔110与进水腔120再次各自独立，互不连通。

为方便理解本申请的技术方案以及所具备的技术效果，以下描述的是本申请的水龙头阀芯的工作过程：

如图1和图2所示，安装阀套100内，阀芯组件200外的进水腔120内充满了水，设定初始状态时顶杆320上的密封部封堵在通水孔211的进水端，安装阀套100内的水无法从进水腔120进入到出水腔110内。按压往复式顶杆组件300中的按压棘轮部310，在其内部弹簧的作用下，按压棘轮部310中的推杆伸长，使得与推杆连接的顶杆320伸长，使得密封部脱离通水孔211的进水端，进水腔120中的一部分，即储水腔121，其中的水进入到通水孔211内并进入到出水腔110。储水腔121与进水腔120通过渗水孔212连通。渗水孔212的孔径大小可根据设定的延时效果具体确定。

实际使用中，进水腔120中的水不断从渗水孔212内进入到储水腔121内，可使得储水腔121中始终有水。在出水腔110中没有水时，在水的作用力下活塞210被抵压在安装阀套100内腔壁上，实现进水腔120和出水腔110的分隔。但由于出水腔110与进水腔120之间的进水通道(该通道可被活塞210的至少一部分封堵)的横截面较大，在水压较大的情况下，需要较大的力量才能将活塞210下移，而通水孔211可以设置较小，其横截面积远小于进水通道的横截面积，能够以较小的力量将顶杆320下移，卸除出水腔110和进水腔120之间的较大水压。与此同时，进水通道被打开，进水腔的水推动活塞向下移动，结合进水腔中的水压，也就能够使得活塞210轻松下移，实现水龙头阀芯的轻便操作。

再次按压往复式顶杆组件300中的按压棘轮部310，顶杆320回缩上升，第二端上的密封部将通水孔211的进水端封闭，在水压和第一弹簧220的作用下，活塞210上移，使得第一密封套410分别抵压在安装阀套100内壁和活塞210外壁上，将安装阀套100的内腔重新分隔为进水腔120和出水腔110两个大区域。进水腔120中的水通过渗水孔212持续补充到储水腔121中。

可选的，在顶杆320上还可设置凸起部322，该凸起部322设置在顶杆320的外周表面上，并且与通水孔211间隔预定的距离，该距离大小可根据具体的水龙头阀芯中按压棘轮部310的推杆工作行程设置。由于现实生活中存在水压较小的使用场景，此时进水腔120的水压较小，无法在通水孔211打开后，利用进水腔120与出水腔110之间的水压差，以及出水腔110与储水腔121之间的水压差使得活塞210整体下移。利用固定设置在顶杆320表面上的凸起部322，在顶杆320下移一段距离后，如果水压未能将活塞210下压，凸起部322直接将活塞210向下顶压，使得进水通道被打开。由于通水孔211首先被打开，出水腔110与进水腔120之间的水压差大部分被卸除，活塞210的下移仍然较为轻便，增设凸起部322能够使得本申请提供的水龙头阀芯在水压较小的情况下，仍然能够正常工作，提高水龙头阀芯的适应性。

本申请提供的水龙头阀芯，还具有消除水阀处的“水锤效应”的作用。水锤效应是在阀门关闭太快时，由于具有压力的水流的惯性，产生水流冲击波，就像锤子敲打一样，所以叫水锤。水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏切断水流处的阀门或水泵。如果水流被开通的时间在不到一秒内，水流即可从静止状态加速到额定流速，管道内的流量则从零增加到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以，流量的急剧变化将在管道内引起压强过高或过低的冲击，以及出现“空化”现象，因此关闭的阀门在突然被打开后，也会产生水锤，叫负水锤。水锤效应有极大的破坏性，压强过高，将引起管子的破裂，反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。

本申请中的水龙头阀芯，额定水流通过活塞210与安装阀套100之间的可变空隙流出，该可变孔隙的最大幅度即可视作是水流的最大流动空间，此时活塞210被按压到预设位置，进水腔120与出水腔110直接贯通。当顶杆320收回到通水孔211内，瞬间关闭的是通水孔211，并不会对整个活塞210产生较大冲击。而通水孔211被关闭后，储水腔121内的水压与进水腔120的水压相等，但较出水腔110内的水压高，并且第一弹簧220也会推动活塞210上移复位，使得活塞210在水流和第一弹簧220的协同作用下向上(以图1和图2作为参照)移动，抵靠在具有弹性的第一密封套410上，本来贯通的进水腔120与出水腔110被切开时，活塞210即使受到一定程度的冲击，也不容易损坏。并且该阀门关闭的过程耗时较普通的阀门更长，并且是分阶段进行的，因此能够大幅度消减阀芯中的水锤效应。

当阀芯打开时，也即按压棘轮部310被按下，顶杆320伸出通水孔211，水流从通水孔211中流入到出水腔110，由于通水孔211较小，一方面按压力不会太大，操作轻便，另一方面，水流冲击较小，也不会对活塞210产生损害，因此负水锤效应几乎被完全消除。综合上述两个方面，水流的切断或接通，都对水龙头阀芯的危害作用较小，可大幅度提高水龙头阀芯的耐久性。另外，本申请提供的水龙头阀芯，在按压棘轮部310被按下时，其中的水道畅通，当按压棘轮部310被按上来时，水道被关闭，更符合人体工程学原理，符合人们的使用习惯。

可选的，在第一个方面实施例的某些实现方式中，顶杆320的第二端还设有第二密封套420，第二密封套420设置在密封部与通水孔211之间。可选的，水龙头阀芯还包括第三密封套430，第三密封套430套设在活塞210的外周侧壁与进水腔120的内侧壁之间。

可选的，结合上述实现方式，在第一个方面实施例的另一些实现方式中，如图3所示，第三密封套430包括一体成型的套圈431和套沿432，套沿432呈锥形，套沿432的锥顶连接在套圈431上，套沿432的锥底抵靠在进水腔120内壁上。采用具有锥形结构的套沿432的第三密封套430，其中套沿432可设置多层，一方面便于密封套的装配，不容易出错，另一方面，从结构上而言，既保证较好的密封性，又能够保证较好的结构强度，进一步确保水龙头阀芯具有较长的使用寿命。

通过第二密封套420和第三密封套430，以及前述的第一密封套410，这些密封套都可采用橡胶材质，使得水龙头阀芯内在需要密封或分隔时，确保密封效果完全实现。由于这些密封套都不会与其他部件之间相互摩擦，只会出现压紧或放松作用，因此不会出现磨损，使用寿命更长。

可选的，如图2所示，阀芯组件200还包括密封圈230，通水孔211的出水口附近的内腔为锥形腔150，密封圈230设置在锥形腔150的内壁和顶杆320之间。当然，安装密封圈230的内腔也可采用其他形状的内腔结构，比如钟罩型或长方体型。通过密封圈230，进一步确保通水孔211的开关可控。

可选的，在本发明申请第一个方面实施例的某些实现方式中，如图1所示，安装阀套100还包括顶针130，顶针130垂直设置在储水腔121的底端面上，顶针130延伸在渗水孔212内。渗水孔212是连接安装阀套100中进水腔120与储水腔121的通道，通常为了实现水龙头的延时功能，将渗水孔212的孔径设置的并不大，当水中存在杂质，或者长时间使用后，容易在渗水孔212内积存异物，很有可能导致渗水孔212堵塞。因此在正对渗水孔212的方向上设置一顶针130，使得顶针130在活塞210最靠近储水腔121底端面时能够完全穿插渗水孔212，也就能够通过顶针130对渗水孔212进行清理排污，避免堵塞。顶针130的横截面积小于同剖切方向上渗水孔212的横截面积。

本发明申请第二个方面的实施例提供了一种水龙头，如图7所示，包括具有安装口13、进水口11和出水口12的水龙头10，以及如本申请第一个方面描述的水龙头阀芯；水龙头阀芯设置在水龙头10内，按压棘轮部310设置在安装口13内，进水腔120与水龙头10的进水口11连通，出水腔110与水龙头10的出水口12连通。可选的，水龙头阀芯中的安装阀套100的侧壁上设置有镂空的通孔140，可实现水流从安装阀套100的周侧方向进入到进水腔120内。

本发明提供的水龙头阀芯及水龙头通过在设有水道的安装阀套100内设置阀芯组件200，该阀芯组件200上设置通过按压棘轮部310和顶杆320控制通断的具有通水孔211的活塞210，可采用较小的力量即可实现水道贯通，并进一步使得活塞210下降，直接贯通安装阀套100的进水腔120和出水腔110，使得水流大量且快速地通过，该水龙头操作轻便且使用寿命更长。

由于具备上述阀芯结构，本申请提供的水龙头具有以下四种可演变的使用状态：

第一，可实现一按开启，再按关闭的开关阀芯的水流开关控制效果。

第二，可实现一按开启，再按延时一定时间后再自动关闭的延时阀的水流开关控制效果。由于具有较小的渗水孔，进水腔中的水流入并充满储水腔需要一定的时间，因此，在通水孔被关闭之后，活塞并不会立刻被推顶到进水腔内壁上封堵进水通道，而是在储水腔被充满后才会实现这一效果，因此就实现了延时关闭的功能。

第三，可实现在按压状态下打开，手松开后立刻关闭的水流开关控制效果。此时可不采用具有按压棘轮的往复式顶杆组件，而是直接采用弹簧按压复位组件，并且可将渗水孔的孔径扩大，同时可采用具有更大弹力效应的第一弹簧。

第四，可实现在按压状态下打开，手松开后延时关闭的水流开关控制效果。此时在不采用按压棘轮的往复式顶杆组件的情况下，采用弹簧按压复位组件，在按压时顶杆被下移，当松开后，在弹簧的作用下，顶杆回复到初始位置，此时可将渗水孔的孔径设置较小，使得储水腔满水需要一定时间，从而实现关闭过程延时的效果。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。