用于水龙头座的带有锚固的定位垫圈的塞子

摘要

用于水龙头座的带有固定垫圈(7,8,37,38)的塞子(32),在塞子(32)两侧上,垫圈(7,8,37,38)制成单件。在塞子一侧的垫圈部分(7,37)和在塞子另一侧的垫圈部分(8,38),其表面的一部分相对于塞子(32)的轴向接触并抵靠在塞子(32)上,并且借助至少一个连接部分(9)相互连接,该连接部分基本在轴向上以周向连续或分段穿过塞子(32)的相应开口。垫圈(7,8,37,38)通过在塞子上注塑液态弹性材料并使其交联成形。

说明书

本发明涉及用于水龙头座(water faucet cartridge)的带有定位及密封垫圈的塞子。

水龙头座具有包括水流量控制装置的操纵件和装卸件，用于以可卸和防漏方式插装在连接于管路的水龙头本体的空腔内。当操纵零件破裂时或当其磨损时，水龙头座使操纵零件的更换可以简便易行。水龙头座具有垫圈，当水龙头座插入水龙头本体中时，垫圈形成相对于水龙头本体空腔底部的密封固定。这种塞子也相对于一个内部构件形成密封固定，所述内部构件是控制水流量的装置的一个零件，例如是硬材料制成的固定板，它与由装卸件操纵的一个移动板配合工作。

上述密封传统上是通过垫圈形成的，垫圈伸过塞子并压紧在抵靠固定板的水龙头本体空腔的底部(图1示意地表示一种公知的传统布置方式)。这种布置的缺点在于，垫圈压在水龙头本体空腔底部和压在固定板上的接触压力相同。这就是说，在许多情形中过大的安装压力必然要作用在固定板上，所述过大的压力会阻碍水龙头的操作。

这就是需要采用装在塞子两侧的两个分开的垫圈的原因。一个垫圈作用在水龙头本体的底部，而另一个垫圈则作用在固定板上。这就可以将不同的压力作用在两个垫圈上(图2示意地表示一种公知的传统布置方式)。但显而易见的是，装在适当的塞子座中的类似垫圈可能会在高的压力或压力波动下变形或被挤出其座，例如当水龙头工作时就会产生上述高的压力或压力波动。为了防止上述缺陷，垫圈使用了较硬的弹性材料，并且在垫圈上采用了较高的安装压力。上述两种因素都会妨碍水龙头的性能。接纳垫圈的座可以采用特殊的结构，但是这样做成本高，而且并不总是有效。

当借助现在常用的自动设备装配水龙头座时可以观察到与上述垫圈有关的另一严重问题。垫圈的夹紧和插入其座中需要适当工位，并且由于垫圈的变形和其尺寸精度不佳，因而构成一项很难的操作。因此，垫圈往往安装得不妥当。这导致设备停顿，需要手工操作以卸下有缺陷的水龙头座。另外，用于塞子外部的垫圈必须在完成龙头座之后手工插入，否则，它们在装配操作中就会变得活络。这些外部垫圈在运输过程中也经常从完成的水龙头座上分开。

本发明的一个目的是提供一种水龙头座用的带有固定垫圈的塞子，它除了可以在塞子两侧施加不同的装配压力外，还可保证即使在最大压力或可预见到的压力波动下，垫圈也不会变形或从其座中挤出，显著地便利于用自动设备安装水龙头座。

按照本发明，垫圈在塞子两侧都以单件制成。垫圈的在塞子一侧的部分和垫圈的在塞子另一侧的部分，其表面的一部分相对于塞子的轴向抵靠塞子并通过至少一个连接部分相互连接，所述连接部分主要在轴向上延伸。垫圈是通过注射液态弹性材料，然后使其交联而制成的。

由于上述特征，垫圈的(上、下)两部分都能够从其一部分表面抵靠的塞子接受必要的装配压力。因此可以保证在装于塞子两侧的垫圈部分上可施加足够的，可能不同的压力。同时，垫圈可靠地锚固在水龙头座的底部上，塞子两侧的垫圈的两个部分可保证它们自身甚至在承受到可使其材料的断裂强度内的高应力时也不会变形或从其座中挤出。

在许多情形中，垫圈可以用具有高屈服特性的弹性材料制成，这有利于水龙头的性能。

通过注塑法制造这种垫圈可以得到需要的形状，这在许多情形中用其它方法是不能实现的，而且会需要复杂的操作。过去用普通方式不能制造的带有某些形状的垫圈，或者本身过于复杂的垫圈，现在都可以制成了。具体来说，可以制成在各向延伸中不同的形状，以及在塞子两侧显著不同的形状。也可以制成下述垫圈：它们很耐久坚固，并不限于只是静态地以工作中不可移动的零件操作，而且用工作中可移动的零件如止动器(stopper)也可适当地发挥作用。这样就可以制造结构简单、造价低廉的水龙头座。

在塞子本身上制造垫圈，这就可以完全避免组装垫圈所需要的任何操作，从而简化了水龙头座的安装工作。具体来说，在自动装配中可以减少工位的数目并且防止了设备停顿的最经常的原因。

附图简要说明如下：

图1是现有技术的形状的带有垫圈的塞子的剖视图；

图2是另一种现有技术形状的带有垫圈的塞子的剖视图；

图3是装在塞子上的本发明的垫圈的侧剖视图；

图4类似于图3，表示本发明垫圈的第二实施例；

图5类似于图3，表示本发明垫圈的第三实施例；

图6类似于图3，表示本发明垫圈的第四实施例；

图7是沿图6中VII-VII线的顶视平面图；

图8类似于图3，表示本发明垫圈的第五实施例；

图9是沿图8中IX-IX线的顶视平面图；

图10类似于图3，表示本发明垫圈的第六实施例，该实施例是图8和9所示第五实施例的变型；

图11是沿图10中XI-XI线的顶视平面图；

图12类似于图3，表示本发明垫圈的第七实施例；

图13是沿图12中XIII-XIII线的顶视平面图；

图14类似于图3，表示本发明垫圈的第八实施例；

图15是本发明垫圈第九实施例的侧剖图；

图16是一水龙头座的侧剖图，带有一个与本发明垫圈接触的可移动平板；

图17类似于图16，表示操纵手柄和可移动平板处于不同的位置；

图18类似于图16，表示操纵手柄和可移动平板处于不同的位置；以及

图19是沿图18中XIX-XIX线的视图。

图1和2表示带有现有技术的垫圈的塞子。在这两个和以下的附图中，标号1代表含有水通道的水龙头本体空腔的底部。水龙头本体的其余部分因其与本发明无关而未画出。在附图中，标号2代表水龙头座的底部，标号3代表硬材料制成的固定分配板，它在水龙头座中构成流量控制装置的一部分。在图1至15中，水龙头座的其它部分因其与本发明无关而未画出。

如图1所示，现有技术的垫圈4插过塞子2的开口以连接水龙头空腔底部1和固定板3中的通道，在上述两零件间形成密封。在这种情形中，在垫圈4和底部1之间和在垫圈4和固定板3之间不可能施加不同的装配压力，而这往往是需要的。

在图2所示的现有技术的垫圈中，由于采用了分开的垫圈5和6，它们在塞子2和水龙头空腔的底部1之间，以及在塞子2和固定板3之间形成密封，因而消除了上述缺陷。因此，在垫圈5和6上可以施加不同的安装压力。但是，垫圈5和6只是借助各自的安装压力保持在它们的座中，当存在高的工作压力和压力波动时，它们可能在塞子2和水龙头本体空腔底部1之间，以及在塞子2和固定板3之间存在空间中变形，或者，它们可能通过上述空间从其座中挤出。为了防止这个问题，曾有人提出接纳垫圈的座具有特殊的形状。但是，这个措施并不可靠，并不总是可以解决问题。另外，由于需要将垫圈插入塞子的座中，因而在装配水龙头座时会发生严重问题。

图3表示带有按照本发明的垫圈的塞子的一个实施例。在该例中，在水龙头座的塞子2的每个通道孔中装有一个密封垫圈，其具有一个下面部分7和一个上面部分8。这两个部分由一个轴向穿过塞子2的孔的部分9连接。下面部分7和上面部分8最好具有设置在塞子2的相应空腔中的凸起10和11。

每个垫圈的下面部分7和上面部分8，其表面的一个大的部分抵靠在水龙头座的塞子2上。因此，这些部分在塞子2和水龙头本体空腔之间为部分7并在塞子2和固定板3之间为部分8接受充分的压力。这就是作用在垫圈的部分7和8上的安装压力可以不同的原因。因此，不管作用在垫圈上且向外作用在所述垫圈内部的压力或压力波动如何，垫圈的部分7及部分8都不会向外变形或从其座中挤出，这是由于借助部分9连接着部分8或7而可靠地保持在其座中的缘故。当凸起10和11插入塞子中相应的空腔中时，它们也有助于上述可靠的固定作用。当设有凸起10，11时，它们可以是连续的、它们可以是环形的，或者它们也可以分段设置。

如图3所示，向塞子2很难施加具有上述形状的分开的垫圈7-11，这种施加不能由自动设备完成。按照本发明的方法，将这种垫圈直接通过把液态弹性材料注射在适当的模内并使弹性材料交联而模制在塞子2上，通过这种方式可以容易地工业化地生产这种垫圈。这种方法消除了垫圈的安装操作。借助上述方法，即使垫圈形状复杂也可以根据需要加以选择。

图4所示实施例非常类似于图3所示实施例，不同之处只在于在下面部分7和上面部分8上存在插入塞子2相应的空腔中的周边凸起12和13。这些凸起类似于(它们可以替代的)凸起10和11，有助于将垫圈锚固在塞子2上。这些凸起也可以是连续的、环形的或分段的。

在图5所示的实施例中，图4所示的周边凸起12和13由部分14取代，所述部分14穿过塞子2的空腔，使垫圈的部分7和8相互连接。显然，部分14不能连续地沿着垫圈的整个圆周延伸，而是必须以任意的数目和长度分段。在图13的剖视图中表示分段穿过塞子的部分的另一实施例。部分14也可以取代部分9，而不是除部分9以外另外设置。显然这种实施例只能用本发明的注塑法实施。

在图6和7所示的实施例中，垫圈仍具有下面部分7和上面部分8，其表面的一部分抵靠塞子2，并具有一个轴向延伸的连接部分9。但是，由于部分7和8的齿状结构，它们也在周边锚固于塞子2，如图7所示，这些部分的周边上的齿也可以底切的方式构成。或者，也可以提供一种无周边齿的类似实施例。在该实施例中，一个刚性套筒15可插在垫圈的连接部分9内。

或者，图6所示套筒15可以不是分开的、刚性的插入套筒，而是塞子2的一部分，在这种情形中，连接部分9不必是连续的，而是可以分段制成，伸过塞子2的相应孔中，如结合图5的实施例所描述且如图13所示的那样。

图8和9表示在注塑过程中可以制成多个前述实施例所述的那种垫圈(在本实施例中没有任何周边齿)，只有一个注射区域16，它与塞子2的全部或部分垫圈相连通。但是，当注塑技术允许时也可以具有几个共用的注塑点。

上述构思可以进一步扩展，如图10和11所示，与前述实施例中所述垫圈一起在塞子2上模制一个适于密封塞子2和水龙头座的壁19之间开口的圆周垫圈19。为此目的，只要在垫圈7，8，9的注射空间和垫圈17的圆环形注射空间之间设置连通通道18即可。

在图12和13所示的实施例中，下面部分7和上面部分8通过连接部分20相连，与前述连接部分不同，连接部分20不是连续的，而是分段构成的，并且与图5所示周向连接部分14相似，穿过塞子2的相应通道开口。具有这种结构的垫圈也是只可以由本发明的注塑过程制成。

图14表示图12所示实施例的一个变型。在该例中，垫圈的上面部分8的形状象一唇边。由于这种形状，它相对于固定板3的接触压力不只由安装压力而且也由水作用在唇边28上的压力决定，因而垫圈具有一种“液压效果”。以这种方式，当水压增加时接触压力增加，自动与其适应，因此，代表唇边28的最小接触压力的安装压力可以设定在一个较小的值上。当然可以认为，适当时垫圈的下面部分7也可以按照与上面部分28的唇边类似的形式制成。

图15表示本发明的另一个实施例。某些普通的水龙头座设有伸入在水龙头本体空腔的底部上形成的座中的下部连接装置，借助施加在连接装置上且接受由水压及弹簧的压力决定的水推力的垫圈而形成密封固定。采用本发明可以在注塑塞子的垫圈时以单一操作制成所述连接装置及其垫圈。在图15的实施例中，塞子的每个垫圈基本上为图5所示那样，但是其下面部分7周向延伸形成一套筒27并且抵靠垫圈的下面部分7。该实施例说明本发明可以有利地用来便利某些特殊的水龙头座的生产并降低其成本。

应该注意的是，与图15类似但是倒置的一个实施例可以生产从水龙头座的垫圈2向上延伸且适于接合在固定板3的相应空腔中的连接装置。

上面已经提到，水龙头座的塞子的垫圈的特别的耐久牢固性使其不仅能够以静态方式工作，即，在不可移动工作零件间形成密封，而且也能够以动态方式工作，即，形成塞子相对于一个在工作中可移动的零件如止动器的密封。水龙头座塞子的垫圈的形状稳定性使其可以在各方向上具有不同的长度，换言之，使其可以具有不同于圆形的长形，也可以具有在水龙头座塞子两侧十分不同的形状。本发明的这些特征可参阅图16至19。

在上述附图中所示的混合龙头的座，特别如图16至18的垂向剖面图所示，包括一个带有周壁31的壳体30，嵌有垫圈29的塞子32连接于周壁31上。在壳30的上部可旋转地装有一个支承环33，一根连接于滑座35的杆34在支承环33上摆动。该滑座具有一个可由例如不可氧化的钢制成的止动器36。止动器36具有在滑座35的内部空间中相互连通的通道开口。止动器36用于直接与塞子32上形成的垫圈配合工作。

如图19所示，出口的垫圈的上面部分8(以及相应的下面部分7)可以是圆形的，而入口的垫圈的上面部分38具有例如“香蕉”形或类似形状，这可以比圆形入口实现更为精确得多的流量控制。以传统普通方式制成的这种形状的垫圈当从堵塞位置(图16)通过中间位置(图18)移至完全供给位置(图17)时容易被止动器36弄坏。然而本发明的垫圈的塞子的有效锚固能够使具有这种形状的垫圈与活动的止动器接触地正常工作而不致错位或变形。

另外，由于入口的垫圈的下面部分37不必具有不同于圆形的形状，因而它们可以呈圆形并且可以通过连接壁39连接于香蕉形的上面部分38。塞子2的所有垫圈和垫圈部分7，8，37，38，39和29或者它们中的一部分可以象上面对照图8至11所述的那样由一个单一的注射点16(或由几个共用的注射点)并通过通道18一起制成。最后，可将加固套筒15装入垫圈7-9和37-39中。

如图16至19所示那种水龙头座可以提供基本相当于采用一对硬材料板，一个固定板和一个活动板的类似水龙头座的性能，并且造价较低，体积较小。

按照上述技术内容可以设想出本发明的其它变型。因而对本发明的具体实施例显然可以修改变化而并不超出本发明的范围。