[实用新型]一种温控阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温控装置，特别涉及一种能够自动调节温度，控温精度高的温控阀。

背景技术

目前，市面上的温控阀分为机械式温控阀和新材料自动温控阀。传统的机械式温控阀虽然结构简单且成本较低，但需要使用者手动操作，不能实现自动控制。使用新材料作为感温及驱动元件的温控阀分为石蜡型和形状记忆合金型（SMA），其中石蜡型温控阀存在着反应速度慢、温度瞬间超越值过大等缺点，其温度瞬间超越值大概为5℃至10℃。

使用形状记忆合金作为感温及驱动元件则可避免以上缺陷，其工作原理为通过调温旋钮设置控温温度，当出水温度高于控温温度时，形状记忆合金弹簧伸长，推动阀芯移动使热水入口变小，冷水入口变大，从而降低出水温度；反之，当出水温度低于控温温度时，则阀芯逆向运动，使出水温度升高。

目前应用于温控阀的形状记忆合金有NiTi合金和铜基形状记忆合金，其中NiTi合金反应速度极快，温度瞬间超越值能控制在2℃以下，在40℃附近的反应极其灵敏，能满足使用者进行无级微调的需要。然而NiTi合金自身的缺点也不能避免，其强度相对较低，在实际应用中常受周期性应力或应变作用，随着循环次数的增加和缺陷的积累容易导致疲劳失效，包括结构性疲劳和功能性疲劳。同时制造成本高昂，市场价格高，普及难度大，其相变温度范围在-10~60℃，工作范围窄，通常只能在低于100℃的温度下工作，有一定的使用局限性。

铜基形状记忆合金根据金相组织不同分为等轴晶铜基形状记忆合金和柱状晶铜基形状记忆合金，具有工作温度范围广、导热率高、成本较低等优点，但目前传统加工工艺只能生产等轴晶铜基形状记忆合金，其主要问题是晶体各项异性导致的晶界应力集中，体现为脆性大、性能不稳定。因此，虽然已有大量的形状记忆合金温控阀的研究、设计和专利，但由于上述缺点，一直不能达到实际应用。 

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种能够自动调节温度，控温精度高，成本降低且性能可靠的温控阀。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种温控阀，包括阀体、阀芯、形状记忆合金弹簧、弹性件和调温旋钮，所述阀体设有热水入口、冷水入口和混合水出口，所述阀芯设于阀体内，所述形状记忆合金弹簧和弹性件分别设于阀芯的两端，所述调温旋钮控制弹性件，所述形状记忆合金弹簧为柱状晶铜基形状记忆合金材料制成，并控制所述阀芯对热水入口和冷水入口进行调节。

本实用新型通过调温旋钮设置控温温度，当出水温度高于控温温度时，形状记忆合金弹簧伸长，推动阀芯移动使热水入口变小，冷水入口变大，从而降低出水温度；反之，当出水温度低于控温温度时，则阀芯逆向运动，使出水温度升高。采用柱状晶铜基形状记忆合金制成的形状记忆合金弹簧与石蜡、NiTi合金以及等轴晶铜基形状记忆合金相比，具有回复率高、抗疲劳性能优越、生产成本低的优点。同时本实用新型控温精度高，工作温度范围广，能够应用于普通燃气热水器及太阳能热水器等温度控制中，还能应用于防火装置、工业阀门等温度较高的行业。

在一个实施方式中，所述柱状晶铜基形状记忆合金为CuAlNi、CuAlBe、CuAlMn或CuZnAl。由于其形状记忆效应，均能用于温控阀的感温元件。优选的，所述柱状晶铜基形状记忆合金为CuAlNi 。CuAlNi合金原材料来源广泛，易于加工成型，生产成本低。

在一个实施方式中，所述阀芯为两端直径大、中间直径小的圆柱体结构，所述阀芯的两端分别对热水入口和冷水入口进行调节，所述阀芯的中间段与阀体形成一凹腔。阀芯的两端分别与阀体配合阻挡热水入口和冷水入口，调节冷热水流量，中间的凹腔用于进行冷热水混合。

在一个优选实施方式中，所述阀芯的中间段设有至少一导流孔，所述导流孔分别与混合水出口和凹腔连通，用于使凹腔内的混合水流出。导流孔的孔径和数量根据流量需求具体设定。

在一个实施方式中，所述阀芯内靠近弹性件的一端设有恒压孔。恒压孔用于平衡弹性件所在腔体的水压，保证控温精度。

在一个实施方式中，所述阀体和阀芯之间为间隙配合，便于阀芯在阀体内移动，对热水入口和冷水入口进行调节，并且调温速度快。

在一个实施方式中，所述调温旋钮设有调节弹性件的挡板。调温旋钮通过挡板对弹性件进行调节，使弹性件对形状记忆合金弹簧产生不同的预紧力，设置控温温度，达到调温的目的。

在一个优选实施方式中，所述阀体的两端分别设有前盖和后盖。更优选的，所述前盖和后盖与所述阀体之间均设有密封圈，对阀体进行密封，防止漏水。