本发明涉及一种组合式水龙头，更具体地说涉及一种用来混合 热水和冷水的组合式水龙头，它通过采用一种弹簧系数随温度变化 的材料制成的弹簧来推压可移动阀件达到的。

在日本实用新型公开号61-44062中所建议的组合式水龙头的例 子为一种自动温度控制的组合式水龙头，其中采用了一形状随温度 变化的形状记忆合金，用来推压一可移动阀件，以改变热水-冷水的 比例，从而均匀地控制冷热水的混合温度。当该形状记忆合金在一 特定温度环境下呈现一预定形状后，可在另一温度下作物理变化地 改变到另一形状。但是，每当该合金处于上述特定温度时会恢复至 原先的形状。该形状记忆合金的热容量小于常规的温度敏感元件( 例如，热塑性材料)，对温度变化也较为敏感。

在上述已知的组合式水龙头中，所述可移动阀件的一端由一形 状记忆合金带卷推压，另一端由一螺簧推压。该形状记忆合金带卷 直接暴露于冷热水的混合水中。在一特定温度下有一固定带卷长度 的形状记忆合金带卷根据混合水的温度变化而起下述的功能。

当混合水在一设定温度下处于稳定状态时，所述的可移动阀件 不作运动，而是停留在形状记忆合金带卷与螺簧相平衡的位置上。 当外界条件变化而使混合水的温度从上述稳定态改变到所述的特定 温度时，该记忆合金会产生形状恢复力而恢复至上述特定温度下的 固定长度。该形状恢复力破坏了形状记忆合金与螺簧的平衡力，从 而驱动可移动阀件朝向螺簧或形状记忆合金。当形状记忆合金带卷的 长度根据预设温度在一定温度范围内作连续设定时，在该温度范围 内的混合水温度变化时，形状记忆合金带卷就会产生形状恢复力而 改变带卷的长度。对应于混合水的温度变化，可移动阀件因而也 作位移，以便改变冷热水比例，从而使混合水温度保持在设定的值。

这种形状记忆合金一般较为昂贵，因此采用的材料量最好少一 些。但由少量材料组成的温度敏感弹簧的弹簧系数要小于普通的弹 簧，不具备足够的驱动力来驱动可移动阀件。这种具有较小的弹簧 系数的温度敏感弹簧对可移动阀件的支承力较弱，即使一个轻微的 扭力也会使所述的可移劝阀件偏斜，从而破坏密封效果，因此不能 很精确地控制混合水的温度。

由这种记忆合金制成的弹簧对冷热水的混合水温度的响应较为 敏感，当该形状记忆合金弹簧暴露于未经充分混合的冷热水中时， 其各部分所受到的荷载大小不一，从而影响对混合水温度的稳定控 制。

本发明的目的是提供一种新型的组合式水龙头，通过采用具有 较小弹簧系数的形状记忆合金制成的温度敏感弹簧来稳定地提供具 有设定温度值的混合水。

本发明所涉及的是一种组合式水龙头，用于混合高温水和低温 水，并使具有预定温度值混合水流过该组合式水龙头，包括；

一个壳件，具有用于提供高温水的热水口，一个用于提供低温 水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔室；

一个可移动阀件，具有一个内表面和一个外表面，该可移动阀 件以能够滑动的方式安装在设于上述壳件内的滑动腔室之中，用于 调节流过上述热水口的热水和流过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，具有第一端部和第二端部，主要由能够在 一定的温度范围之内随着温度的变化而改变其弹簧系数的材料制成， 当混合水的实际温度高于设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方 向上压迫可移动阀件，以便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，用于在与上述第一方向相反的在第二方向上压 迫所述的可移动阀件；以及

一个隔离件，具有第一和第二端部，位于上述可移动阀件与温 度敏感弹簧之间，使温度敏感弹簧的第一端部和一定的部位相距预 定的间距，在该部位上高温水与低温水相混合。

根据这种最佳实施例，所述隔离件在其第一端部具有一个与可 移动阀件相接触的阀门压件，在其另一端部具有用于支持温度敏感 弹簧的第一端部的弹簧承受件。在隔离件的第一端部形成的阀门压 件由在隔离件的第二端部所形成的弹簧承受件上突出，并具有沿着 可移动阀件的内表面在一个圆周方向上以预定的间距分布的多个腿 部。上述多个腿部中的一些最好面对在壳件上所形成的冷水口。每 一个腿部都形成一个翼片，用于沿着可移动阀件的内表面在一个圆 周方向上引导低温水水流通过冷水口。该阀门压件最好包括六个到 八个在圆周方向上以相同间距分布的翼片，或包括在圆周方向上以 不同间距分布的翼片。在后一情况下，所述间距随着与冷水口之间 的距离而成比例地增大。

本发明的另一方案提供了一种组合式水龙头，用于混合高温水 和低温水，并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙头，包 括：

一个壳件，具有一个用于提供高温水的热水口，一个用于提供 低温水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔 室；

一个可移动阀件，具有一个内表面和一个外表面，该可移动阀 件以能够滑动的方式安装在设于上述壳件内的滑动腔室之中，用于 调节流过上述热水口的热水和流过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，主要由能够在一定的温度范围之内随着温 度的变化而改变其弹簧系数的材料制成，当混合水的实际温度高于 设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方向上压迫可移动阀件，以 便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，用于在与上述第一方向相反的在第二方向上压 迫所述的可移动阀件；以及

一个安装在一定位置上面向冷水口的分叉件，用于改变来自冷 水口的低温水的流动方向。

在一较佳的使用场合，该分叉件包括一个或若干个翼片，用于 沿着可移动阀件的内表面在一个圆周方向上引导低温水水流充通过 冷水口。

本发明的再一种方案提供了一种组合式水龙头，用于混合高温 水和低温水，并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙头， 包括：

一个壳件，具有用于提供高温水的热水口，一个用于提供低温 水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔室；

一个可移动阀件，具有一个内表面和一个外表面，该可移动阀 件以能够滑动的方式安装在设于上述壳件内的滑动腔室之中，用于 调节流过上述热水口的热水和流过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，主要由能够在一定的温度范围之内随着温 度的变化而改变其弹簧系数的材料制成，当混合水的实际温度高于 设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方向上压迫可移动阀件，以 便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，用于在与上述第一方向相反的第二方向上压迫 所述的可移动阀件；以及

一个安装在一定位置上面向热水口的分叉件，用于改变来自热 水口的高温水的流动方向。

根据这一最佳实施例，偏置弹簧由一个偏置弹簧承受件来支持， 而该承受件与所述分叉件形成了一个整体。该分叉件可以包括一个 或多个翼片，用于沿着可移动阀件的内表面在一个圆周方向上引导 高温水流过热水口。

根据本发明的一种组合式水龙头，它包括：

一个圆柱形混合腔室，用于连接提供高温水的热水口和提供低 温水的冷水口；

一个可移动阀件，用于控制来自热水口的高温水和/或来自冷 水口的低温水的流量，以便调节高温水和低温水混合比例；

一个具有第一和第二端部的温度敏感弹簧，与在混合的腔室中 相混合高温水和低温水所形成的混合水相接触，该温度敏感弹簧具 有随所述混合水的温度而变化的弹簧系数；

驱动件，用于根据温度敏感弹簧的压力来操纵所述可移动阀件；

一个分叉件，用于在所述圆柱形混合腔室的一个圆周方向上引 导来自冷水口的低温水水流和来自热水口的高温水水流，以及在温 度敏感弹簧的上游端混合的水水流。

在一种最佳实例中，温度敏感弹簧在其第二端部被固定，用 其第一端部来对可移动阀件施加一个压力而起驱动装置的功能。该 组合式水龙头可以进一步包括一个偏置弹簧，用于在与上述第一方 向相反的的第二方向上对可移动阀件施加压力，以及一个预负载调 节机构，用于调节施加给偏置弹簧的预负载。在另一种最佳实例中， 组合式水龙头进一步包括一个壳件，它的壁形成了混合腔室和容纳 可移动阀件、温度敏感弹簧、以及偏置弹簧的阀门腔室。该壳件以 可以拆下的方式连接到一个其上形成了热水口或冷水口的部件上。

根据该最佳实施例，该组合式水龙头进一步包括一个隔离件， 用于使温度敏感弹簧和可移动阀件之间保持预定的间距，并在隔离 件上形成了所述分叉件。该隔离件具有一个引导件，它在多个点上 以滑动的方式与面向混合腔室的壳件壁相接触。

本发明的再一种方案提供了一种组合式水龙头，用于混合高温 水和低温水，并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙头， 包括：

一个壳件，具有一个用于提供高温水的热水口，一个用于提供 低温水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔 室；

一个可移动阀件，该可移动阀件以能够滑动的方式安装在设于 上述壳件内的滑动腔室之中，用于调节流过上述热水口的热水和流 过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，具有第一端部和第二端部，主要由能够在 一定的温度范围之内随着温度的变化而改变其弹簧系数的材料制成， 当混合水的实际温度高于设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方 向上压迫可移动阀件，以便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，用于在与上述第一方向相反的在第二方向上压 迫所述的可移动阀件；

一个圆柱形流道件，置于温度敏感弹簧之中，用于和所述壳件 的内壁一起形成一个容纳温度敏感弹簧的弹簧流道腔室；

一个弹簧腔室导管道，用于将来自热水口的高温水和来自冷水 口的低温水的混合水引导到所述弹簧流道腔室之中。

根据一种使温度敏感弹簧与混合水相接触的最佳结构，该组合 式水龙头进一步包括一个置于可移动阀件和温度敏感弹簧之间的隔 离件，用于使温度敏感弹簧的第一端部与高温水和低温水相混合的 位置相距预定的距离。所述圆柱形流道件和弹簧腔室管道在该隔离 件上形成。在另一种最佳实施例中，所述具有一个节流孔的弹簧腔 室管道在隔离件的一端形成，并具有一个引导件，该引导件由混合 水的上游端到下游端逐渐扩大。

根据另一种最佳实施例，组合式水龙头进一步包括一个具有用 于承受温度敏感弹簧的第二端部的弹簧承受元件的温度敏感弹簧承 受件，其中圆柱形流道件做在温度敏感弹簧承受件上。可以在弹簧 流道腔室中设置一个用于搅拌混合水的流动缓冲件。该流动缓冲件 包括在圆柱形流道件上形成的螺旋形凸起，或包括在壳件的内壁上 形成的螺旋形凸起。

本发明的再一方案提供了一种组合式水龙头，用于混合高温水 和低温水，并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙头，包 括：

一个壳件，具有一个用于提供高温水的热水口，一个用于提供 低温水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔 室；

一个可移动阀件，该可移动阀件以能够滑动的方式安装在设在 上述壳件内的滑动腔室之中，用于调节流过上述热水口的热水和流 过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，具有第一端部和第二端部，主要由能够在 一定的温度范围之内随着温度的变化而改变其弹簧系数的材料制成， 当混合水的实际温度高于设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方 向上压迫可移动阀件，以便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，用于在与上述第一方向相反的第二方向上压迫 所述的可移动阀件；以及

一个温度敏感弹簧承受件，具有其形状与温度敏感弹簧的第二 端形状相对应的弹簧承受凹部。

所述温度敏感弹簧承受件可以包括一个可分叉件，具有一个用 于容纳温度敏感弹簧的螺旋槽，或者包括一个树脂件，用于插入温 度敏感弹簧的第二端部并使之模制在一起。在另一种最佳实施例中， 温度敏感弹簧和隔离件形成一个整体，该隔离件位于可移动阀件和 温度敏感弹簧之间，用于使温度敏感弹簧的第一端部与高温水和低 温水相混合的位置之间相距预定的间距。

本发明也涉及一种组合式水龙头，用于混合高温水和低温水， 并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙头，包括：

一个壳件，具有一个用于提供高温水的热水口，一个用于提供 低温水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔 室；

一个可移动阀件，该可移动阀件以能够滑动的方式安装在设于 上述壳件内的滑动腔室之中，用于调节流过上述热水口的热水和流 过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，具有第一端部和第二端部，主要由能够在 一定的温度范围之内随着温度的变化而改变其弹簧系数的材料制成， 当混合水的实际温度高于设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方 向上压迫可移动阀件，以便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，用于在与上述第一方向相反的第二方向上压迫 所述的可移动阀件；以及

一个温度敏感弹簧承受件，包括一个在其中心形成了中心支持 元件的平板和一个用于支持温度敏感弹簧的第二端部的弹簧承受件， 所述温度敏感弹簧承受件通过所述中心支持元件被支持在所述壳件 上，以便使温度敏感弹簧可以相对于壳件转动。

在一种最佳结构中，所述温度敏感弹簧承受件的中心支持元件 包括一个凸起和一个用于支持该凸起的凹部。

根据该最佳实施例，温度敏感弹簧承受件的中心支持元件主要 由硬树脂材料制成，而温度敏感弹簧承受件的弹簧承受元件则主要 由弹性材料制成。

本发明的再一方案提供了一种组合式水龙头，用于混合高温水 和低温水，并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙头，包 括：

一个壳件，具有一个用于提供高温水的热水口，一个用于 提供低温水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑 动腔室；

一个可移动阀件，该可移动阀件以能够滑动的方式安装在设于 上述壳件内的滑动腔室之中，用于调节流过上述热水口的热水和流 过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，主要由能够在一定的温度范围之内随着温 度的变化而改变其弹簧系数的材料制成，当混合水的实际温度高于 设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方向上压迫可移动阀件，以 便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，具有第一端和第二端，用于在与上述第一方向 相反的第二方向上压迫所述的可移动阀件；以及

一个偏置弹簧承受件，包括一个在其中心形成有中心支持元件 的平板和一个用于支持偏置弹簧的第一端部的弹簧承受件，所述偏 置弹簧承受件通过所述中心支持元件被支持在所述壳件上，以便使 偏置弹簧承受件可以相对于壳件转动。

在一种最佳实施例中，偏置弹簧承受件的中心支持元件包括一 个凸起和一个用于支持该凸起的凹部。根据该最佳实施例，偏置弹 簧承受件的中心支持元件主要由硬树脂材料制成，而偏置弹簧承受 件的弹簧承受元件则主要由弹性材料制成。

本发明也涉及一种组合式水龙头，用于混合高温水和低温水， 并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙头，包括：

一个壳件，具有一个用于提供高温水的热水口，一个用于提供 低温水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔 室；

一个可移动阀件，该可移动阀件以能够滑动的方式安装在设于 上述壳件内的滑动腔室之中，用于调节流过上述热水口的热水和流 过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，具有第一端部和第二端部，主要由能够在 一定的温度范围之内随着温度的变化而改变其弹簧系数的材料制成， 当混合水的实际温度高于设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方 向上压迫可移动阀件，以便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，用于在与上述第一方向相反的第二方向上压迫 所述的可移动阀件；以及

一个温度敏感弹簧承受件，具有一个用于支持温度敏感弹簧的 第二端部的弹簧承受元件，以及一个对可移动阀件的中央部位在滑 动方向上施加压力的从所述弹簧承受元件突出的阀门压件。

根据本发明的又一个方案，提供一种组合式水龙头，用于混合 高温水和低温水，并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙 头，包括：

一个壳件，具有一个用于提供高温水的热水口，一个用于提供 低温水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔 室；

一个可移动阀件，该可移动阀件以能够滑动的方式安装在设于 上述壳件内的滑动腔室之中，用于调节流过上述热水口的热水和流 过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，主要由能够在一定的温度范围之内随着温 度的变化而改变其弹簧系数的材料制成，当混合水的实际温度高于 设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方向上压迫可移动阀件，以 便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，具有第一和第二端部，该偏置弹簧在与上述第 一方向相反的第二方向上对可移动阀件施加压力。

一个偏置弹簧承受件，具有用于支持偏置弹簧的第一端部的弹 簧承受元件，以及一个对可移动阀件的中央部位在滑动方向上施加 压力的从所述弹簧承受件突出的阀门压件。

本发明也涉及一种组合式水龙头，用于混合高温水和低温水， 并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙头，包括：

一个壳件，具有一个用于提供高温水的热水口，一个用于提供 低温水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔 室；    

一个可移动阀件，该可移动阀件以能够滑动的方式安装在设于 上述壳件内的滑动腔室之中，用于调节流过上述热水口的热水和流 过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，主要由能够在一定的温度范围之内随着温 度的变化而改变其弹簧系数的材料制成，当混合水的实际温度高于 设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方向上压迫可移动阀件，以 便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，用于在与上述第一方向相反的第二方向上压迫 所述的可移动阀件；

一个在可移动阀件上沿一滑动方向穿过该可移动阀件的引导孔； 以及

一个固定在所述壳件上的引导件，并以可滑动的方式安装在所 述引导孔中，用于支持可移动阀件。

本发明也涉及一种组合式水龙头，用于混合高温水和低温水， 并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙头，包括：

一个壳件，具有一个用于提供高温水的热水口，一个用于提供 低温水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔 室；

一个可移动阀件，该可移动阀件以能够滑动的方式安装在设于 上述壳件内的滑动腔室之中，用于调节流过上述热水口的热水和流 过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，主要由能够在一定的温度范围之内随着温 度的变化而改变其弹簧系数的材料制成，当混合水的实际温度高于 设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方向上压迫可移动阀件，以 便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，用于在与上述第一方向相反的第二方向上压迫 所述的可移动阀件；

一个伸向热水口或冷水口的一个开口的引导凸起，用于和可移 动阀件的圆周相接触，以便在滑动方向上引导该可移动阀件。

在一种优选结构中，所述引导凸起的形成是用于在一个分型线 内侧来引导可移动阀件，该分型线是在一个落座的位置上沿着可移 动阀件的圆周形成的。

本发明还涉及一种组合式水龙头，用于混合高温水和低温水， 并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙头，包括：

一个壳件，具有一个用于提供高温水的热水口，一个用于提供 低温水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔 室；

一个可移动阀件，该可移动阀件以能够滑动的方式安装在设于 上述壳件内的滑动腔室之中，用于调节流过上述热水口的热水和流 过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，具有第一端部和第二端部，主要由能够在 一定的温度范围之内随着温度的变化而改变其弹簧系数的材料制成， 当混合水的实际温度高于设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方 向上压迫可移动阀件，以便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，用于在与上述第一方向相反的第二方向上压迫 所述的可移动阀件；

一个温度敏感弹簧承受件，包括一个用于支持温度敏感弹簧的 第二端部的弹簧承受元件，以及一个插入到所述壳件的滑动腔室之 中的圆柱形元件；

用于将温度敏感弹簧承受件固定到壳件上的固定件。

根据本发明的一种方案，所述固定件包括一个在壳件上形成的 凹部，以及一个温度敏感弹簧承受件上形成的用于和所述凹部相啮 合的啮合棘爪。根据本发明的另一种方案，所述固定件包括一个在 壳件上形成的狭缝，在温度敏感弹簧承受件的对应于该狭缝的位置 上形成的槽，以及与上述狭缝和槽相啮合的止动环，用于防止温度 敏感弹簧承受件由所述滑动腔室中滑落下来。

根据一种最佳实施例，所述温度敏感弹簧承受件与冷水阀座件 固定在一起，后者安装在壳件的滑动腔室中，用于构成冷水口，并 具有在可移动阀件座落的位置上具有一个冷水阀座。

本发明还涉及一种组合式水龙头，用于混合高温水和低温水， 并使具有预定温度值的混合水流过该组合式水龙头，包括：

一个壳件，具有一个用于提供高温水的热水口，一个用于提供 低温水的冷水口，以及一个与上述热水口和冷水口相连接的滑动腔 室；

一个可移动阀件，该可移动阀件以能够滑动的方式安装在设于 上述壳件内的滑动腔室之中，用于调节流过上述热水口的热水和流 过上述冷水口的冷水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，具有第一端部和第二端部，主要由能够在 一定的温度范围之内随着温度的变化而改变其弹簧系数的材料制成， 当混合水的实际温度高于设定温度值时，该温度敏感弹簧在第一方 向上压迫可移动阀件，以便降低高温水和低温水的比例；

一个偏置弹簧，用于在与上述第一方向相反的第二方向上压迫 所述的可移动阀件；

在所述壳件的一个开口部形成的一个第一螺纹部分；

一个弹簧承受件，具有与所述第一螺纹部分相啮合的第二螺纹 部分，通过第二螺纹部分和第一螺纹部分的啮合，所述弹簧承受件 被固定到上述壳件的开口一端上，并承受温度敏感弹簧的第二端部； 以及

一个安装在弹簧承受件和温度敏感弹簧之间的滑动件，该滑动 件进一步包括一个具有低摩擦系数的滑动表面，并与所述弹簧承受 件和温度敏感弹簧相接触。

本发明还涉及一种组合式水龙头，它包括：

一个圆柱形混合腔室，与提供高温水的热水口以及提供低温水 的冷水口相连接；

一个可移动阀件，用于控制来自热水口的热水和/或来自冷水 口的冷水的流量，以便调节高温水和低温水的混合比例；

一个温度敏感弹簧，与在混合腔室中混合后的高温水和低温水 的混合水相接触，该温度敏感弹簧具有随混合水的温度而变化的弹 簧系数；

用于在第一方向上与温度敏感弹簧的压力成比例地驱动所述可 移动阀件的驱动装置；

一个位于所述温度敏感弹簧内侧的圆柱形流道件，用于和壳件 的内表面一起形成一个其内装有温度敏感弹簧的弹簧流道腔室；

一个弹簧腔室管道管，用于将来自热水口的高温水和来自冷水 口的低温水的混合水引导到所述弹簧流道腔室之中。

根据这些优选实施例，组合式水龙头进一步包括一个偏置弹簧， 用于在与所述第一方向相反的第二方向上对可移动阀件施加压力， 以及一个预负载调节机构，用于调节施加到偏置弹簧上的预负载。 根据本发明的再一种方案，该组合式水龙头进一步包括一壳件，其 壁形成了混合腔室和用于容纳可移动阀件、温度敏感弹簧、以及偏 置弹簧的阀门腔室。该壳件以可以拆下的方式与具有冷水口或热水 口的部件相连接。所述圆柱形流道件和弹簧腔室管道以整体方式在 壳件壁上形成。

本发明还涉及一种组合式水龙头，通过一个温度敏感螺旋弹簧 的膨胀和收缩来移动一个可移动阀件，用于使高温水和低温水相混 合，并使流过组合式水龙头的混合水具有设定的温度，所述温度敏 感弹簧主要由镍一钛合金制成，并在下述的条件下具有与温度成正 比的弹簧系数：

      Ms≤70℃，    Mf≥10℃，    Ms－Mf≥15℃ 其中Ms和Mf分别表示冷却时的转变起始温度和转变终止温度。

该温度敏感弹簧的连接应变用如下的公式来表示：

        r＝(d ST/πnD)100％    (1) 其中d、ST、n、和D分别表示温度敏感弹簧的线径、可移动阀件的 行程、温度敏感弹簧的圈数、和温度敏感弹簧的中径。

所述连接应变r在0.6—1.4％的范围之内，较好在0.6—1.2％的 范围之内，最好在0.6—0.8％的范围之内。所述可移动阀件可以能 够滑动地被支持在温度敏感弹簧和偏置弹簧之间，以便将连接应力 传递给温度敏感弹簧。

下面将对本发明的组合式水龙头的功能和效果进行更详细的说 明。

在本发明的组合式水龙头中，一个可移动阀件以能够滑动的方 式安装在一个壳件的滑动腔室之中，用于改变来自热水口的高温水 和来自冷水口的低温水的混合比例。一个温度敏感弹簧对可移动阀 件的一端施加压力，而一个偏置弹簧对可移动阀件的另一端施加压 力。温度敏感弹簧随着混合水的温度来改变其弹簧系数，以便使可 移动阀件移动到温度敏感弹簧的弹簧力与偏置弹簧的弹簧力相平衡 的位置，从而将混合水的温度控制到设定温度值。

一种典型的方式是在可移动阀件和温度敏感弹簧之间安装一个 隔离件。该隔离件使温度敏感弹簧与高温水和低温水混合的位置相 距一个预定的间距。这一结构使温度敏感弹簧能够与经过充分混合 的高温水和低温水的混合水相接触，从而确保可移动阀件的稳定滑 动。

根据本发明的上述这些优选实施例，在所述隔离件的一端具有 一个用于对可移动阀件施加压力的阀门压件，在其另一端具有一个 用于支持温度敏感弹簧的弹簧承受件。该阀门压件可以包括沿着可 移动阀件的内表面在一个圆周方向上以预定间距相隔的多个腿部。 该腿部沿着其内表面对可移动阀件施加相等的力。一些腿部面对在 壳件上形成的冷水口，以便分隔来自冷水口的低温水水流，并加速 低温水和高温水的混合。

每一个腿部可以形成为一个翼片，用于在圆周方向上引导来自 冷水口的低温水水流。该翼片使来自热水口的高温水被低温水环绕， 并随后与低温水相混合，这样高温水可与低温水充分混合。该阀门 压件最好包括六个到八个在圆周方向上以等距分布的翼片。

在另一种最佳实施例中，该阀门压件包括六个到八个在圆周方 向上以不同间距分布的翼片。在这种情况下，该间距与距离冷水口 的距离成正比。冷水水流在接近冷水口的高流速区域中流过较窄的 间距，而在远离冷水口的低速区域中流过较宽的间距。这一结构使 基本上相同流量的低温水流过每一个翼片之间的流道，从而加速低 温水和高温水的均匀混合。

根据另一种结构，可以在壳件上，而不是在隔离件上，形成或 安装一个分叉件，例如多个腿部或翼片。在这一结构中，该分叉件 也面对冷水口布置，以便分隔来自冷水口的低温水水流。

所述分叉件(诸如腿部和翼片)可在壳件或偏置弹簧上形成， 面对热水口，可分隔来自热水口的高温水流，从而加速高温水与低 温水的均匀混合。

所述温度敏感弹簧根据流过可移动阀件的热水和冷水的混合水 的温度来改变其弹簧系数。驱动装置将弹簧系数的变化转变成为用 于驱动可移动阀件的驱动力，以便移动可移动阀件，从而稳定地控 制混合水的温度。温度敏感弹簧对混合水的温度敏感，并具有快速 的响应，以便精确地控制混合水的温度。然而，当温度敏感弹簧暴 露于未经充分混合的水中时，该快速响应会导致一种循环现象，它 周期地改变混合水的温度和流量。根据这些优选实施例，至少在温 度敏感弹簧的上游端设置一个分叉件，用于在沿着混合腔室的内表 面的一个圆周方向上分隔热水水流、冷水水流、或混合水水流，从 而防止水流的温度不均匀。温度敏感弹簧可以被安装在离开混合水 主流道的位置上，从而防止由于混合水压力变化而产生的外部干扰 的影响。温度敏感弹簧可以不直接起对可移动阀件提供驱动力的作 用，而是作为一个温度传感器。该驱动装置接受温度敏感弹簧的膨 胀或收缩，并直接对可移动阀件施加一个驱动力。在这样的情况下， 可以采用具有较小线径的细小和较便宜的温度敏感弹簧。

在另一种结构中，温度敏感弹簧的一端被固定，而通过其另一 端在第一方向上对可移动阀件施加压力，因而同时用作温度传感器 和驱动装置。这简化了组合式水龙头的结构，并缩小了其尺寸。在 这样的结构中，给可移动阀件的驱动力必须精确地和混合水的温度 成正比。所述分叉件因而起到了充分搅拌高温水、低温水、或未经 过充分混合的混合水的作用。

偏置弹簧在与上述第一方向相反的第二方向上对可移动阀件施 加压力。可移动阀件因而移动到一个温度敏感弹簧的弹簧力与偏置 弹簧的弹簧力相平衡的位置上。可移动阀件的移动减小了可移动阀 件和温度敏感弹簧之间的距离。在这一结构中，该分叉件有效地起 到了使温度敏感弹簧与经过充分混合后的混合水相接触的作用。这 样温度敏感弹簧可以产生一个方向上的弹力，而不是两个方向上的 弹力。

通过一个预负载调节机构来调节偏置弹簧的预负载，就能够改 变混合水的设定温度。预负载的增大改善了温度敏感弹簧的耐用性， 并增强了可移动阀件的密封性能。适当地调节温度敏感弹簧的应变 可以使温度敏感弹簧获得优良的温度控制性能。分叉件有效地消除 了混合水的温度波动，防止了温度敏感弹簧的局部或瞬间温度变化， 从而防止了温度敏感弹簧的温度控制性能受到破坏。

根据一种优选的实例，组合式水龙头包括一个壳件，其壁形成 了一个混合腔室和一个用于容纳可移动阀件、温度敏感弹簧、和偏 置弹簧的阀门腔室。该壳件以可拆下的方式安装在一个其上形成了 冷水口或热水口的部件上。这一结构简化了组装、维护、和对每一 个部分的检验，例如一个分叉件或者一个包括温度敏感弹簧的温度 控制件。分叉件可以和所述壳件的壁形成一个整体，这将省略对分 叉件进行组装的劳力。

与所述分叉件一体形成的隔离件被置于温度敏感弹簧和可移动 阀件之间，用于使温度敏感弹簧与高温水和低温水相混合的位置相 距一个预定的距离。这样，将使温度敏感弹簧能够和经过充分混合、 具有均匀温度的的混合水相接触。分叉件和隔离件的组合使用减少 了所需的部件数目。

该隔离件可以具有一个引导件，它在多个点上以可滑动的方式 与面向混合腔室的壳件内壁相接触。该引导件明确地决定了隔离件 的滑动方向，并能够在不使可移动阀件产生倾斜的情况下平滑地移 动可移动阀件。

根据这些优选实施例，在温度敏感弹簧中安装了一个圆柱形流 道件，用于和壳件的内壁一起形成一个弹簧流道腔室。热水和冷水 的混合水的一股流体通过一个弹簧腔室管道进入弹簧流道腔室，并 随后与温度敏感弹簧相接触。因此，温度敏感弹簧在由弹簧腔室进 行了节流并经过充分混合的混合水中收缩和膨胀。该圆柱形流道件 和弹簧腔室管道可以和位于可移动阀件与温度敏感弹簧一端之间的 隔离件形成一个整体，或者和位于温度敏感弹簧另一端的温度敏感 弹簧承受件形成一个整体。

可以在弹簧腔室管道中形成一个节流件，用于增强弹簧流道腔 室或弹簧腔室管道的功能。可以在弹簧流道腔室上形成一个流动缓 冲件或一个螺旋形凸起，用于搅拌混合水。在隔离件的一端可以形 成一个加大的引导件，用于使混合水平滑地流入弹簧流道腔室。

温度敏感弹簧或偏置弹簧的偏移负载会使可移动阀件产生倾斜， 破坏可移动阀件的密封效果，改变热水和冷水的混合比例，因而造 成偏离设定温度。根据本发明的一种方案，采用了一种特殊的结构 来防止可移动阀件产生这样的倾斜。

用于支持温度敏感弹簧的一端的承受件包括一个其形状对应于 温度敏感弹簧的上述端部形状的弹簧承受凹部。该弹簧承受凹部能 够以竖直向上的方式来支持其端部未经加工或打磨平的温度敏感弹 簧。该温度敏感弹簧不会对可移动阀件施加一个偏移的压力，因而 不会使可移动阀件倾斜，从而保持为准确地进行温度控制所需的良 好密封效果。该温度敏感弹簧承受件的弹簧承受凹部也可以是一个 螺旋槽、一个螺旋阶梯、或者可分开件的组合。温度敏感弹簧承受 件可以包括一个树脂件，用于将温度敏感弹簧的一端插入其中并与 之模制在一起。即使温度敏感弹簧的一端被打磨平，在弹簧的第一 圈和被磨平的端部之间也有一个小的间隙。在弹簧承受件上最好形 成一个凹部，以便承受温度敏感弹簧的经过打磨的端部，防止由于 上述间隙而使负载发生偏移。用于支持温度敏感弹簧的一端的温度 敏感弹簧承受件可以和壳件或隔离件形成一个整体，或者是安装在 其上。

根据本发明的一种优选结构，用于支持温度敏感弹簧的一端的 弹簧承受件具有平板的形状，其中心部位形成了一个中心支持件。 该弹簧承受件由位于壳件上的中心支持件来支持，以便能够相对于 壳件转动。当温度敏感弹簧的不同部分上产生偏移的负载时，该中 心支持件起到了使温度敏感弹簧的负载均匀化的作用，从而防止了 可移动阀件产生倾斜。在一种优选结构中，温度敏感弹簧承受件的 中心支持件包括一个凸起和一个用于支持该凸起的凹部。温度敏感 弹簧承受件的弹簧承受部分可以是由弹性材料制成，这使其承受了 较大负载的部分产生大于其他部分的弯曲，从而使负载均匀化。

用于支持偏置弹簧的偏置弹簧承受件也可以采用类似的结构， 以便使偏置弹簧的负载均匀化。

根据用于支持温度敏感弹簧的弹簧承受件的另一种较佳结构， 一个阀门压件由弹簧承受部分的中心部位凸起，用于在滑动的方向 上对可移动阀件的中心部位施加压力。该可移动阀件仅仅在其中心 部位受到压力，而不会受到任何偏心力。对用于支持偏置弹簧的偏 置弹簧承受件也可以采用类似的结构，以便将一个压力施加到偏置 弹簧的中心部位上。

用于防止可移动阀件倾斜的一种较佳结构包括用于引导可移动 阀件滑动的引导机构。该引导机构包括例如在滑动方向上穿过可移 动阀件的可移动阀件引导孔，以及装在壳件上，并以可滑动方式与 上述引导孔相配合的引导件，用于支持可移动阀件。

可以在热水口或冷水口的一个开口部位上形成一个引导凸起， 用于和可移动阀件的圆周接触，防止可移动阀件在滑动的过程中产 生倾斜。在一种优选结构中，形成该引导凸起，以便在一个分型线 内侧引导可移动阀件，而上述分型线是在可移动阀件座落的座面上 形成的。该引导凸起有效地防止了可移动阀件与分型线相碰撞。

在将温度敏感弹簧装到组合式水龙头之中的过程中施加到温度 敏感弹簧上的扭力会产生一个残余应力，使可移动阀件产生倾斜。 采用一种特定的结构来防止可移动阀件产生这样的倾斜。温度敏感 弹簧承受件包括一个用于支持温度敏感弹簧的一端的弹簧承受部分 以及一个插入到壳件的滑动腔室之中定位并通过固定装置固定到壳 件上的圆柱形件。该温度敏感弹簧承受件简单地插入到滑动腔室之 中，并不会将扭力施加给温度敏感弹簧。根据一种最佳实施例，该 固定装置包括一个在壳件上形成的凹部，以及一个在温度敏感弹簧 承受件上形成的啮合棘爪，用于和上述凹部相啮合。根据另一种最 佳实施例，该固定装置包括一个在壳件上形成的缝隙，一个在温度 敏感弹簧承受件上形成的槽，以及一个与上述缝隙和槽相啮合的止 动环，用于防止温度敏感弹簧承受件从滑动腔室中脱落。因为温度 敏感弹簧承受件的圆柱形件被插入到可移动阀件作滑动的滑动腔室 之中，该弹簧承受件可以与可移动阀件座落的冷水阀座形成一个整 体。

该温度敏感弹簧承受件可以被旋入到壳件的一个开口上，而不 对温度敏感弹簧施加扭力。一个其摩擦系数小于温度敏感弹簧和温 度敏感弹簧承受件的摩擦系数的滑动件安装在弹簧承受件和温度敏 感弹簧之间。该滑动件在将弹簧承受件组装到壳件内的过程中相对 于温度敏感弹簧滑动，从而防止了将扭力施加给温度敏感弹簧。

该温度敏感弹簧根据流过可移动阀件的热水和冷水的混合水的 温度来改变其弹簧系数。驱动装置将弹簧系数的变化转变成为一个 驱动力，从而稳定地控制混合水的温度。温度敏感弹簧对混合水的 温度敏感，并具有快速的响应，以便准确地控制混合水的温度。然 而，当温度敏感弹簧与其温度并不准确地与流过可移动阀件的热水 和冷水比例成正比的混合水相接触时，该快速的响应导致了一种循 环现象，它周期性地改变混合水的温度和流量。圆柱形流道件和弹 簧腔室管道使流过可移动阀件的全部高温水和低温水流向温度敏感 弹簧。换句话说，该流道件和弹簧腔室管道防止了高温水或低温水 单独有更多的机会与温度敏感弹簧相接触，从而实现了准确的温度 控制。

偏置弹簧在与所述第一方向相反的第二方向上对可移动阀件施 加压力。因此，可移动阀件移动到一个温度敏感弹簧的弹簧力与偏 置弹簧的弹簧力相平衡的位置上。可移动阀件的上述移动减小了可 移动阀件和温度敏感弹簧之间的距离。在这一结构中，所述弹簧腔 室管道有效地起到了使温度敏感弹簧与经过充分混合的混合水相接 触的作用。温度敏感弹簧只会产生一个方向的力，而不是产生两个 方向的力。    

根据一种优选实例，组合式水龙头包括一个壳件，其壁形成了 一个混合腔室和一个容纳可移动阀件、温度敏感弹簧、和偏置弹簧 的阀门腔室。该壳件以可以拆下的方式安装在一个具有用于提供低 温水的冷水口或提供高温水的热水口的部件上。这一结构简化了每 一部件，例如流道件、弹簧腔室管道、或包括温度敏感弹簧的温度 控制件的组装、维护和检验。该流道件和弹簧腔室管道可以和壳件 的壁形成一个整体，这减少了所需的部件数目，节约了组装流道件 和弹簧腔室管道所需的劳力。

温度敏感弹簧由其弹簧系数随温度的变化而变化的材料制成， 用于将热水和冷水的混合水的温度调节到一个设定值。上述材料的 一个理想的例子是由镍和钛所组成的形状记忆合金，其弹簧系数在 10℃—70℃的可调范围中的一个至少为15度的特定温度范围之内与 温度成正比。

温度敏感弹簧具有0.6—1.4％的连接应变r。不小于0.6％的连接 应变r增加了负载，稳定可移动阀件的滑动，使之不受水压波动的 影响；不大于1.4％的连接应变r减小了弹簧的迟滞并改善了耐用性。 为了进一步改善耐用性，连接应变r的上限应小于1.2％，最好小于 0.8％。这一范围内的连接应变是采用偏置弹簧通过可移动阀件对 温度敏感弹簧施加压力来获得的。

通过如下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明 的上述和其它目的，特征及优点将会更加明显。

以下将结合附图对本发明作详细的说明。

附图1是本发明的组合式水龙头的剖视图；

附图2是曲线图，显示了本发明的组合式水龙头中所采用的温 度敏感弹簧的加工温度与转换温度之间的关系；

附图3是如附图1中所示组合式水龙头的主要部件的剖视图；

附图4是显示温度敏感弹簧的负载—应变特性的曲线图；

附图5是曲线图，显示了温度敏感弹簧的温度与弹簧系数之间 的关系；

附图6是曲线图，显示了根据温度敏感弹簧的耐久性试验所获 得的其负载的降低与假想年数之间的关系；

附图7显示了组合式水龙头中所采用的可移动阀件的特征；

附图8显示了组合式水龙头中所采用的冷水阀座的结构；

附图9显示了组合式水龙头中所采用的冷水阀座的另一种结构；

附图10显示了组合式水龙头中所采用的可移动阀件的特征；

附图11显示了部分剖视的隔离件；

附图12是曲线图，显示了流过本发明的组合式水龙头的混合水 的温度与低温水或高温水的供水压力之间的关系；

附图13显示了一种简化的弹簧承受件；

附图14显示了弹簧承受件的另一种实例；

附图15显示了弹簧承受件的再一种实例；

附图16显示了弹簧承受件的又再一种实例；

附图17显示了弹簧承受件的复又再一种实例；

附图18是显示温度敏感弹簧的时间系常数的曲线图；

附图19是经过部分分解的透视图，显示了主壳与冷水阀座件的 典型结构；

附图20是经过部分分解的透视图，显示了主壳与冷水阀座件的 另一种结构；

附图21是具有预载调节机构的组合式水龙头的剖视图；

附图22是采用另一种预载调节机构的组合式水龙头的剖视图；

附图23是曲线图，显示了流过组合式水龙头的混合水的实际温 度与用于改变混合的水预定的温度的顶盖的旋转角度之间的关系；

附图24是采用另一种可移动阀件的组合式水龙头的剖视图；

附图25是采用另一种隔离件的组合式水龙头的主要部件的剖视图；

附图26是附图25所示隔离件的透视图；

附图27显示了附图25所示隔离件上所形成的翼片；

附图28是附图25所示偏置弹簧承受件的透视图；

附图29显示了安装在组合式水龙头中的温度传感器的轴向位置；

附图30显示了安装在组合式水龙头中的温度传感器的圆周位置；

附图31是曲线图，显示了不具有隔离件的组合式水龙头的混合 腔室中的温度分布；

附图32曲线图，显示了带有隔离件的组合式水龙头的混合腔室 中的温度分布；

附图33是采用另一种隔离件的组合式水龙头的主要部件的剖视 图；

附图34为附图33中所示隔离件的透视图；

附图35是采用另一种隔离件的组合式水龙头的主要部件的剖视 图；

附图36是另一种隔离件的透视图；

附图37是本发明另一种实施例的具有弹簧承受件的组合式水龙 头的剖视图；

附图38是附图37中的温度敏感弹簧承受件的透视图；

附图39是另一种温度敏感弹簧承受件的透视图；

附图40是本发明另一种实施例的组合式水龙头的剖视图；

附图41是本发明另一种实施例的可移动阀件的剖视图；

附图42是剖视图，显示了附图40所示的偏置弹簧承受件的一种 改进结构；

附图43是本发明再一种实施例的采用混合阀门的组合式水龙头 的剖视图；

附图44是显示附图43中混合阀门的主要部件的剖视图；

附图45是显示混合阀门主要部件的典型结构的分解透视图；

附图46是混合阀门的可移动阀件的剖视图；

附图47是主壳的平面视图；

附图48显示了在附图43所示混合阀门中的热水流动；

附图49是透视图，显示了可移动阀件和热水座件的接合结构。

如附图1的剖视图所示，本发明的组合式水龙头10包括一个外 壳20，一个装在外壳20中的内壳30，安装在外壳20一端的顶帽40， 以及一个装配在内壳30之内的主壳50。

主壳50包括多个用于容纳阀门机构的腔室(下面将进行说明)， 亦即一个混合腔室80、一个水流腔室90、以及一个滑动腔室96。

用一个O型环予以密封的冷水阀座件70安装在混合腔室之中， 它具有带冷水口106的冷水阀座108。该冷水口106与外壳20和内壳 30之间所形成的冷水通道102相连通。主壳50进一步包括一个与水 加热器(未示)相连接的热水通道114和一个热水阀座118，该热水 阀座具有一个与热水通道114连通的热水口116。

一个能够和冷水阀座108及热水阀座118相接合或相脱离的可移 动阀件160以滑动的方式安装在水流腔室90之中。该可移动阀件160 受到一个安装在混合腔室80中的温度敏感弹簧130和一个偏置弹簧 150所施加的弹簧力，并位于上述两个力的平衡位置上。

参见显示了组合式水龙头10的主要部件的剖视图的附图3，温 度敏感弹簧130位于由冷水阀座件组件70所支持的温度敏感弹簧承 受件180和一个隔离件190之间。温度敏感弹簧130由金属材料制成， 其弹簧系数随温度而变化；偏置弹簧150由弹簧系数不随温度变化 的常用材料制成。

参见附图1和3，为了调节流过组合式水龙头的混合水的设定温 度，采用一个预载调节机构200来调节偏置弹簧150的预载程度。旋 转顶帽40，偏置弹簧承受件210通过一个滑动机构250前后移动(亦 即朝附图1的右方和左方移动)，以便增加和减小偏置弹簧150的预 负载。根据预负载的增加或减小，可移动阀件160移动到偏置弹簧 的弹簧力和温度敏感弹簧的弹簧力相平衡的位置，从而改变混合水 的设定温度。

流过组合式水龙头的混合水的温度是通过如下的操作来控制的：

当具有设定温度的混合水流过组合式水龙头10，而若干条件， 例如由热水器送来的热水温度以及自来水的温度和流量保持在恒定 状态时，可移动阀件160保持在一对平衡力，亦即由混合腔室80中 的混合水确定的温度敏感弹簧130的弹簧力和偏置弹簧150的弹簧力， 所确定的平衡位置上。当某些外部因数导致热水器供给的热水温度、 自来水温度、自来水流量或其他实质性条件发生波动时，混合腔室 80中的混合水的温度就经常会偏离设定温度。温度敏感弹簧130根 据温度来改变其弹簧系数，从而改变温度敏感弹簧的弹簧力。

当混合水的实际温度高于设定温度时，温度敏感弹簧130的弹 簧力增大，使可移动阀件160朝前(亦即附图1的右方)移动，从而 增大偏置弹簧150的预负载。可移动阀件160的朝右移动降低了热水 的比例，从而降低了混合水的温度。

相反，当混合水的实际温度低于设定温度时，温度敏感弹簧 130的弹簧力减小，使可移动阀件160朝回移动(亦即朝附图1的左 方移动)，从而减小偏置弹簧150的预负载。可移动阀件160的朝左 移动增大了热水的比例，从而提高了混合水的温度。以这种方式， 通过温度敏感弹簧130将混合水的实际温度调节到接近设定温度。

在具有这种结构的组合式水龙头10中，通过朝预定的方向旋转 顶帽40来改变设定温度，而顶帽40构成了预负载调节机构的一部分。 当朝预定方向旋转顶帽40时，偏置弹簧的承受件210朝后移动(亦 即朝附图1中的左方移动)，通过滑动机构250来压缩偏置弹簧150， 增大偏置弹簧150对可移动阀件160的预负载。相反，当顶帽朝与该 预定方向相反的方向旋转时，偏置弹簧朝前移动(亦即朝附图1中 的右方移动)，通过滑动机构250使偏置弹簧150伸长，从而减小偏 置弹簧150对可移动阀件160的预负载。

增大偏置弹簧150的预负载使可移动阀件160位于这样位置，即， 使得热水阀座118的流道变宽，而冷水阀座108的流道变窄，由此而 造成的热水流量的增大和冷水流量的减小改变了热水和冷水之间的 混合比例，提高了流过组合式水龙头的混合水的温度。反之，减小 偏置弹簧150的预负载使可移动阀件160位于这样位置，即，使得热 水阀座118的流道变窄，而冷水阀座108的流道变宽，由此而造成的 热水流量的减小和冷水流量的增大改变了热水和冷水之间的比例， 降低了流过组合式水龙头的混合水的温度。

在本发明第一种实施例的组合式水龙头10中，偏置弹簧150的 预负载直接传递给可移动阀件160，用以驱动可移动阀件160，温度 敏感弹簧130由于温度变化而产生的位移也直接传递绐可移动阀件 160，用于驱动可移动阀件160。即使温度敏感弹簧130的材料中只 包含相对少量的温度敏感材料并具有小的弹簧系数，也能够使可移 动阀件160产生平滑的移动，因为可移动阀件160的滑动摩擦损失较 小。

下面将对组合式水龙头10的每一个部件的结构和动作进行详细 的说明。

温度敏感弹簧130采用的金属材料可以是由镍和钛(Ni—Ti) 组成的形状记忆合金(SMA)。SMA的弹性模量随着温度的变化而变 化，这使得由SMA材料制成的温度敏感弹簧130的弹簧系数随温度而 变化。在组合式水龙头10中使用的温度敏感弹簧130具有这样的特 性，即弹簧的负载和应变与混合水的实际温度和设定温度之间的差 值成正比，而所述设定温度是在一个可行的温度范围，例如10—70℃ ，之内来预先选取的。根据温度敏感弹簧130的上述特性来控制热 水和冷水的流量。

Ni—Ti合金显示了基相和马氏体相之间的热弹性马氏体转变， 它们是由冷却条件下的转变起始温度(下称Ms)和转变终止温度( 下称Mf)以及在加热条件下的反向转变起始温度(下称As)和反向 转变终止温度(下称Af)来确定的。

Ni—Ti合金具有记忆功能，即当这样的合金在不高于Ms的所需 温度下受到变形应变，并随后在不低于Af的一个特定温度下加热时， 该合金会产生反向转变，使之恢复到原来的形状。Ni—Ti合金在一 个不高于Mf的低温范围之内具有软马氏体相，通过在一个不低于Af 的高温范围之内的反向转变，变成具有足够高的机械强度的强马氏 体相。

在组合式水龙头10中，由具有上述特性的Ni—Ti合金制成的温 度敏感弹簧130在10—70℃的预设温度范围之内工作。这样就需要 Ni—Ti合金不会在一个窄的Ms－Mf范围之内产生突然转变，而是在 至少15度的一个特定温度范围之内具有线性的负载—温度特性。

Ni—Ti合金和用它制成的温度敏感弹簧130是按照如下的步骤 来制造的：

Ni—Ti合金中的Ni的重量含量为55.0—56.0％如果Ni的重量 含量小于55.0％，就会使Ms大于70℃，而Ni的重量含量大于56.0％会 使Mf小于10℃。当流过组合式水龙头10的混合水的温度控制在10— 70℃的所需温度范围之内时，降低或增大Ni的重量含量对于组合式 水龙头10中所用的温度敏感弹簧130来说都是不适合的。

主要由Ni和Ti构成的Ni—Ti合金最好还包含钴、铁、钒、铬、 锰、和铝中的一种或多种，用于取代Ni和/或Ti的一部分。这些金 属材料的作用在于提高或降低上述Ms、Mf、As、Af。当上述替代金 属材料的含量太少时，Ni的重量含量大约为55.0％时，Ms就会超过 70℃。当上述替代金属材料的含量太大时，Ni的重量含量为大约56. 0％时，Ms就会低于10℃。上述替代金属材料的最佳重量含量在0.05 —2.0％的范围之内。

制备以Ni、Ti作为主要成分并包含某些其他用来替代Ni和Ti一 部分的金属材料(例如钴)的Ni—Ti合金，并将它锻压成坯块。通过 冷拉工艺将所获得的锻压块拉伸成为具有适当直径的线材，然后将 上述线材通过冷加工制成螺旋弹簧。在冷加工过程中的横截面积减 小比不小于30％。横截面积减小比小于30％会影响作为最终产品的温 度敏感弹簧130的性能，并使Ms－Mf的差值小于15度。

随后，对螺旋弹簧进行处理，使之具有形状记忆功能。根据一 种具体的工艺步骤，在400—480℃的设定处理温度范围之内对螺旋 弹簧进行加热，使之记忆其原始的形状。该温度范围是根据温度敏 感弹簧130的设定工作温度范围来确定的。当温度敏感弹簧130由包 含上述组份的Ni—Ti合金制成时，处理的温度低于400℃会使Ms高 于70℃，而处理温度高于480℃时，会使Mf低于10℃。

对于其横截面积减小比不小于20％的冷加工来说，最好在450— 480℃的温度范围之内对螺旋弹簧进行处理，以使之具有形状记忆 功能，然后在大约400度的温度下进行时效处理。

在一种最佳实施例中，温度敏感弹簧130是按照如下的步骤来 制造的：

在真空高频感应炉中熔化Ni和Ti的重量含量分别为55.2％和44 .8％的合金材料A，以及Ni和Ti的重量含量分别为55.8％和44.2％合金 材料B，然后在一个真空电弧炉中对之进行再熔化。

通过热锻和热轧将第一合金材料A和第二合金材料B拉伸成为其 直径为5.0mm的线材。然后在室温下将上述线材进一步拉伸成直径 为3.3mm的线材，并在750℃的温度下退火，再在室温下将它拉伸成 直径为2.5mm的线材。在冷拉伸过程中的横截面积减小比为42.6％。

将上述线材制成螺旋弹簧，其直径为12.5mm，有效圈数为4圈， 自由长度为22.0mm。在一组不同的温度下进行一定的形状记忆处理 之后，对螺旋弹簧的Ms和Mf进行测量。测量的结果如附图2所示。

在附图2所示的曲线中，空心圆圈和实心圆圈分别代表由第一 合金材料A制成的螺旋弹簧的Ms和Mf，而空心菱形和实心菱形则分 别代表由第二合金材料B制成的温度敏感弹簧的Ms和Mf。

附图2清楚地表明，构成温度敏感弹簧130的合金材料的Ms、Mf、 以及Ms－Mf的差值随着合金材料的组份和形状记忆处理过程中的温 度而有所不同。

Ms和Mf都随着Ni含量的增加和处理温度的提高而下降。因此， 如果仅仅用一种合金材料来制造温度敏感弹簧130，就不可能将整 个工作温度范围控制在10—70℃的范围之内。温度敏感弹簧130的 组份和处理温度是根据所需的混合水设定温度来确定的。

例如，当流过组合式水龙头10的混合水的所需温度设定为45℃ 时，附图2给出的数据表明，温度敏感弹簧130最好由第一合金材料 A来制造并在460℃的温度下进行形状记忆处理。当所需的设定温度 在20—40℃的范围之内时，温度敏感弹簧130应该由第二合金材料B 来制造。

下面将详细地介绍可移动阀件160的结构。

参见附图3，可移动阀件160包括一个圆柱形件162，在上述圆 柱形件162的两端所形成的一个冷水阀座件164和一个热水阀座件 166，在圆柱形件162的内表面上形成的并具有一个流道件172的 止动环168。止动环168的一端支持偏置弹簧150，其另一端支持用 于承受温度敏感弹簧130的隔离件190。

可移动阀件160在温度敏感弹簧130和偏置弹簧150的合力作用 下移动。如附图3所示，当冷水阀座件164与冷水阀座108相接触时， 只有由水加热器所输送的热水可以流过组合式水龙头10。相反，当 热水阀座件166与热水阀座118相接触时，只有冷的自来水能够流过 组合式水龙头10。当冷水阀座件164不与冷水阀座108相接触，热水 阀座件166也不与热水阀座118相接触时，冷水和热水分别流过冷水 口106和热水口116，并在混合腔室80中相混合。

用于驱动可移动阀件160的温度敏感弹簧130在偏置弹簧150所 产生的预负载的作用下膨胀或收缩，从而使可移动阀件160在预定 的行程ST上滑动。附图4是显示温度敏感弹簧130的负载—应变特性 的曲线图，其中的实线、点划线和虚线分别显示了温度敏感弹簧 130在各种温度下的应变特性、该实施例所采用的偏置弹簧的负载 特性、以及已知偏置弹簧的负载特性。附图4清楚地表明，在已知 的结构中，通过具有较小弹簧系数的偏置弹簧在一个较小的应变范 围之内驱动温度敏感弹簧130，以实现较大的行程STA。在本实施例 的结构中，采用具有较大弹簧系数的偏置弹簧150使温度敏感弹簧 130在正常的应变条件下在一个较小的行程ST中膨胀和收缩。下面 的公式(1)表示了温度敏感弹簧130的应变r。该应变的最佳范围 是0.6—1.4％，以便实现可移动阀件160的稳定移动，并防止由温度 敏感弹簧130的迟滞所导致的性能下降。

        r＝(d×ST/nD)×100(％)    (1)

其中d、ST、n和D分别表示温度敏感弹簧130的线径、一个行程 或挠折量、弹簧圈数、和温度敏感弹簧130的中径。

当温度敏感弹簧130的应变r小于0.6％，因而仅仅产生小的负载 时，即使很小的水压波动也会使可移动阀件160移动，这样就会影 响温度控制的稳定性。因此，温度敏感弹簧130的应变r不得小于 0.6％，最好是不小于0.7％。

如果温度敏感弹簧130的应变r大于1.4％，就会产生其迟滞性。 附图5所示的曲线显示了温度敏感弹簧130的温度与负载之间的关系。 参见附图5，增大应变r会增大迟滞回线的面积，降低温度敏感弹簧 130的温度控制能力。换句话说，当应变r足够大时，迟滞特性经过 一段时间由图中实线所示的初始状态变化成虚线所示的另一状态。

按照如下所述的步骤来测量温度敏感弹簧130的耐用性。

当温度敏感弹簧130在最大的应变rmax下冷却时，就会使温度 敏感弹簧130受到很大的损坏。更具体地说，当组合式水龙头10中 所使用的温度敏感弹簧130在高的设定温度下突然冷却时，就会导 致最大的应变rmax。在冬天，猛然打开组合式水龙头10就会使具有 较高设定温度的混合水一下子冷却，从而冷却暴露于混合水中的温 度敏感弹簧130。

耐用性测试是在上述设想下来进行的。在压缩温度敏感弹簧， 使之具有最大的应变rmax的条件下，让10℃的冷水和80℃的热水交 替地每次流过30秒，然后测量温度敏感弹簧130的负载降低量。用 于进行上述测量的温度敏感弹簧130的线径为2.2mm和2.5mm，弹簧 圈数为3、4.5、6和8。测量的结果如附图6所示。

附图6的曲线显示了温度敏感弹簧130的负载随加热—冷却循环 次数而降低的情况。横座标表示的每一假想年包括一万次加热—冷 却循环，纵座标表示的温度敏感弹簧130的负载降低量显示了与组 合式水龙头10中的设定温度值之间的偏差。当与设定温度值之间的 偏差为1℃时，人们一般不会有什么感觉，而当偏差大于2℃时，才 会有轻微的感觉。因此，有必要控制混合水的温度偏差，使之不大 于2℃。

为了获得5年的耐用性，并使温度的偏差不大于2℃，应变r应 不大于1.4％；为了获得10年的耐用性，并使温度的偏差不大于2℃， 应变r应不大于1.2％；为了获得10年的耐用性，并使温度的偏差不 大于1℃，应变r应不大于0.8％。

参见公式(1)，通过适当地确定行程ST、温度敏感弹簧130的 线径d、弹簧圈数n、以及温度敏感弹簧130的中径D，可以将温度敏 感弹簧130的应变r设定在0.6—1.2％的最佳范围之内。

行程ST是根据可移动阀件160的直径来确定的，以保证混合水 的足够流量。行程ST的最佳范围为0.2—1.5mm。

公式(1)清楚地表明，当行程ST增加时，若使温度敏感弹簧 130的弹簧圈数n较大，或中径D较大，也可降低应变r。在这样的条 件下，温度敏感弹簧130具有较小的弹簧系数，从而导致不稳定的 温度控制。另一方面，增大温度敏感弹簧130的线径d会增大应力r， 但是需要使用更多的形状记忆合金，增加了制造的成本。通过考虑 这些因素来确定温度敏感弹簧130的参数。

温度敏感弹簧130的中径最好基本上等于可移动阀件160的直径。 使它们直径的大至相等能够防止在将温度敏感弹簧130的负载传递 给可移动阀件160的过程中将一个偏力施加给可移动阀件160，从而 防止了由于可移动阀件160的倾斜而造成的冷水或热水的泄漏，保 证了将温度控制到设定值。

偏置弹簧150的弹簧系数最好在0.5kgf/mm—1.5kgf/mm的范 围之内，以便将适当的预负载施加给温度敏感弹簧130，并使温度 敏感弹簧130的应变在0.6—1.2％的最佳范围之内。

参见附图7，冷水口106和热水口116的开口面积S1与可移动阀 件160的流道件172的第一流道面积S2和温度敏感弹簧130的第二流 道流道面积S3的关系为：

            S1≤S2≤S3    (2)

为了清楚地进行说明，假定冷水口106和热水口116都是环形的。 在这一假定下，上述开口面积S1可以表示为：

            S1＝V1πST    (3) 其中V1为冷水阀座108和热水阀座118的内径，ST为行程。

流道件172的第一流道面积S2为：

            S2＝(D2)2π/4    (4) 其中D2为流道件172的流道直径。

温度敏感弹簧130的第二流道面积S3为：

            S3＝(D3)2π/4    (5) 其中D3为温度敏感弹簧130的内径。

随着可移动阀件160的移动，来自冷水口106的冷水和来自热水 口116的热水在混合腔室80中彼此混合，并流过可移动阀件160的流 道件172，然后流过安装在混合腔室80中的温度敏感弹簧130。当开 口面积S1大于可移动阀件160的流道件172的第一流道面积S2和温度敏 感弹簧130的第二流道面积S3时，混合水的压力损失被传递绐温度 敏感弹簧130。这样的压力损失使温度敏感弹簧130产生移动。这样， 如公式(2)所示，流道件172的第一流道面积S2和温度敏感弹簧 130的第二流道面积S3都最好大于开口面积S1。

如附图8所示的温度敏感弹簧130的外径D4与可移动阀件160的 内径V1之间的关系为：

            V1＞D4    (6)

冷水阀座108和热水阀座118(见附图7)应具有高的表面精度， 以便在可移动阀件160与冷水阀座108或热水阀座118相接触时能够 提供足够好的密封性能，只让热水或冷水流出。为了使隔离件与温 度敏感弹簧130一起滑动，冷水阀座件70的内壁表面71也需要有这 样的高表面精度。如附图8所示的量规G是典型的用于测量表面精度 的仪器。如附图9所示，当温度敏感弹簧150具有较大的外径D4A时， 一个开口件K阻止了上述量规的插入。因此，温度敏感弹簧130的外 径最好小于可移动阀件160的内径V1，以便能够用量规来测量冷水 阀座件70的内壁表面71。

可移动阀件160的如附图10所示的宽度W是以如下的方式来测量 的。

参见附图10，可移动阀件160的冷水座件164或热水座件166宽 度W和可移动阀件160的行程ST(＝ST1＋ST2)最好满足如下的关系， 即1/3ST≤W≤3ST。行程ST最好根据温度敏感弹簧130的材料组份、 温度敏感弹簧130的应变以及其他条件来确定。

当宽度W小于1/3ST时，冷水座件164和冷水阀座108之间的间 距以及热水座件166与热水阀座118之间的间距起到了在小行程ST下 对突然压力下降的节流作用。这导致了在可移动阀件160的一个内 部部位161附近的液体压力的突然下降。这样的压力突然下降导致 了气穴现象，亦即在可移动阀件160的内部部位161附近产生气泡， 并进一步在可移动阀件160的内部产生令人不愉快的噪音或腐蚀。 为了防止这样的气穴现象，宽度不应小于1/3ST。

另一方面，当宽度W大于3ST时，可移动阀件160的较大压力承 受面积增大了施加给温度敏感弹簧130的力。因为温度敏感弹簧130 与普通的弹簧相比具有较小的弹簧系数，较大的压力承受面积阻止 了温度敏感弹簧130保持预定的行程ST。宽度W不应大于3ST，以便 使由较少量的形状记忆金属材料制成的温度敏感弹簧130保持预定 的行程ST。

具有较大的压力承受面积的可移动阀件160很容易受到水压波 动的影响，从而导致不稳定的移动。当水通过加热器和组合式水龙 头10送到若干个龙头时，这种压力波动是很大的。可以在组合式水 龙头10的上游端安装一个稳压阀来调整施加给组合式水龙头的压力。 然而，一个不采用任何稳压阀的更为有效的方法是将宽度W设定在 上述的最佳范围内，以便在一定的外部压力波动下也能够稳定地工 作。

可移动阀件160由橡胶、人造橡胶或树脂制造。这样的材料为 可移动阀件160提供了良好的密封性能。当可移动阀件160与冷水阀 座108或热水阀座118相接触时，可移动阀件160的冷水座件164或热 水座件166产生轻微的变形，从而实现有效的密封。在一种最佳实 例中，冷水阀座件70也采用橡胶、人造橡胶或树脂来制造，以便进 一步增强密封性能。

可移动阀件160与温度敏感弹簧130之间的隔离件190具有如下 的结构和功能。

参见附图3和11，隔离件190具有用于承受温度敏感弹簧130的 右端134的弹簧承受部192和多个从上述弹簧承受部192突出的并相互 平行的腿部194。来自冷水口106的冷水流过上述多个腿部194之间的 流道196，而弹簧承受部192的中央形成了一个流道198。

隔离件190的作用是使可移动阀件160与温度敏感弹簧130之间 保持一定的距离，其理由如下：

如上所述，热水和冷水的混合比例是通过可移动阀件160的移 动来调节的。来自冷水口106的冷水通过隔离件190的腿部之间的流 道196与来自热水口116的热水相混合，并通过隔离件190的流道 198流向温度敏感弹簧130。隔离件190保证了在热水和冷水混合之 前的一段间距，从而使温度敏感弹簧130能够和充分混合的混合水 相接触。

隔离件190的多个腿部194在改变冷水在圆周方向上的流动的同 时，降低了由冷水口106流出的冷水的流速。这使得冷水均匀地通 过腿部之间的流道196流向混合腔室80。由热水口118流出的热水被 流过流道196的冷水均匀地围绕，然后在混合腔室中与冷水充分地 混合。借助使热水与冷水相混合之前保持一定的间距的隔离件190， 温度敏感弹簧130就能够与经过充分混合的混合水相接触，以便改 变其负载。这样，温度敏感弹簧130就不会对可移动阀件160施加使 之产生倾斜的滑动力，而是均匀地膨胀和收缩。

通过下面的试验来评价隔离件190的作用。用于该试验的隔离 件的长度为9.5mm，混合水的流量和设定温度分别为10升和40℃， 冷水和热水的温度分别为15℃和60℃。

热水的供水压力首先由0.5kgf变化到7.5kgf，而冷水的供水 压力保持为2.0kgf的恒定值。然后将冷水的供水压力由0.5kgf变 化到7.5kgf，而热水的供水压力保持为0.5kgF的恒定值。在供水 压力变化的情况下来测量流过组合式水龙头的混合水的温度。对水 温和设定温度之间的差值进行评价。

附图12的曲线显示了试验的结果，以混合水的温度作为纵座标， 以冷水或热水的供水压力作为横座标。

实线EC和虚线EH表示了对具有隔离件190的组合式水龙头结构 所进行的试验的结果，其中EH是热水的供水压力变化，而冷水的供 水压力保持恒定；EC是冷水的供水压力变化，而热水的供水压力保 持恒定。另一方面，一点点划线PC和两点点划线PH表示了对不具有 隔离件的对比结构进行试验的结果，其中PH是热水的供水压力变化， 而冷水的供水压力保持恒定；PC是冷水的供水压力变化，而热水的 供水压力保持恒定。

与一点点划线PC和两点点划线PH所表示的不具有隔离件的对比 结构相比较，实线EC和虚线EP所表示的具有隔离件190的结构与设 定温度之间的温度偏差值随热水或冷水的供水压力的变化较小，因 而具有更稳定的温度控制特性。

温度敏感弹簧130和可移动阀件160之间的间距是根据组合式水 龙头10的尺寸大小来确定的，以便如上所述确保充分的混合，防止 由于相应延迟所造成的波动。在一种最佳实例中，该间距最好为5 —10mm。

尽管在这一实施例中，隔离件190和可移动阀件160是彼此分离 的，但为了减少所需的部件，也可以将隔离件190和可移动阀件160 制成一个整体。

下面将结合附图3对用于承受温度敏感弹簧130的左端132的温 度敏感弹簧承受件180进行说明。温度敏感弹簧承受件180与冷水阀 座件70的用于确定温度敏感弹簧130的位置的凸缘74相接触。如附 图13所清楚地显示的那样，弹簧承受件180的底部182具有螺旋状的 阶梯186，其形状对应于温度敏感弹簧130的左端132的形状。

螺旋形阶梯186将温度敏感弹簧130的未经加工的左端132定位， 并相对于底部182朝上支持温度敏感弹簧130。由底部186垂直向上 支持的温度敏感弹簧130在轴向方向上对可移动阀件160施加一个弹 簧力，使可移动阀件160在不产生倾斜的情况下滑动。这种结构使 得可移动阀件160能够施加一个良好的密封力，防止热水或冷水的 泄漏。

尽管普通的弹簧的一端经过加工而做成平状，然而温度敏感弹 簧130具有未经加工的左端，它不会因为打磨加工而受到热变形或 损伤。温度敏感弹簧130不会因为打磨而造成损伤和变形，及不需 要进一步为了获得所需的形状记忆特性而进行任何热处理，从而令 人满意地降低了制造的成本。

在这一实施例中，如附图13所示，温度敏感弹簧130的左端132 由弹簧承受件180的螺旋阶梯186来支持。然而，其结构并不限于该 实施例，也可以采用其他的结构，只要这样的结构在不需要对温度 敏感弹簧130的左端进行加工处理的情况下就可以竖直地支持温度 敏感弹簧130。附图14—16显示了其他可能采用的结构的实例。

参见附图14，温度敏感弹簧承受件180B具有螺旋形的槽186B， 其形状对应于温度敏感弹簧130的左端132的形状。将温度敏感弹簧 130的左端132插入到上述螺旋槽中，从而竖直地支持温度敏感弹簧 130。    

在附图15中，温度敏感弹簧承受件180C具有树脂件181C，它通 过注塑方法形成，用于固定插入其中的温度敏感弹簧130的左端132。 这种将温度敏感弹簧130和其承受件180C形成一体的结构有效地防 止了由于其左端132未经加工处理的温度敏感弹簧130的安装而造成 的负载分散。

在附图16所示的实例中，温度敏感弹簧承受件180D包括带有多 个销子188的第一分离件181A和将具有多个销孔189的第二分离件 181B，上述销子188可以插入到销孔189之中。将上述第一分离件 181A和第二分离件181B组装在一起，就形成了一个用于支持温度敏 感弹簧130的螺旋槽186D。在这一结构中，温度敏感弹簧130插入到 上述螺旋槽186D中，并保持竖直状态。

在附图13—16的任何一种结构中，温度敏感弹簧130由对应于 其左端形状的螺旋形阶梯或类似部件来支持。然而，温度敏感弹簧 130的左端132也可以被打磨平。在这样的情况下，如附图17所示， 温度敏感弹簧承受件180A具有一个凹部186E，其形状对应于温度敏 感弹簧130的左端132的形状。即使左端132被打磨平了，在温度敏 感弹簧130的左端132与弹簧的第一螺旋圈132a之间仍然具有一个小 的间隙。凹部186E有效地补偿了施加到温度敏感弹簧130的上述间 隙的力和施加到弹簧的其他部分的力之间的差，从而防止了可移动 阀件160的倾斜。

参见附图3，由温度敏感弹簧承受件180突出的内圆柱形部分 184装入到温度敏感弹簧130之中，用于延迟温度敏感弹簧130和水 流腔室90中流出的混合水相接触的时间。一旦与混合水相接触，温 度敏感弹簧130就会很快产生位移。然而，如果响应的速度太快， 就会产生振荡现象，即周期性地改变流过组合式水龙头的混合水的 温度和流量。这样的振荡是由于和可移动阀件160的形状和水流相 关的共振所造成的，它可以通过改变温度敏感弹簧130的时间常数 是来予以调节。如附图18所示，时间常数τ表示了与温度敏感弹簧 130的位移相对应的上升特性。内圆柱形部分184可以调整温度敏感 弹簧130与混合水相接触的时间常数τ，从而有效地消除了上述振 荡现象，同时又没有影响温度敏感弹簧130的特性。

当弹簧承受件180用具有优于金属的绝热特性的树脂来制造时， 适当地调整内圆柱形部分184的高度能够获得较宽的时间常数范围。

下面将对与主壳50相配合的冷水阀座件70作详细的说明。

如附图19所示，在冷水阀座件70的的外表面上形成了多个啮合 棘爪72，它们在圆周的方向上彼此相隔90度。在主壳50上形成多个 与上述棘爪72相配合的啮合槽56。

具有上述结构的冷水阀座件70以如下的方式与主壳50相连接。 首先，如附图3所示，弹簧承受件180装入到冷水阀座件70的凸缘74 之中；然后将温度敏感弹簧130安装在弹簧承受件180的底部182上， 并将隔离件190的弹簧承受件192定位并装在温度敏感弹簧130的右 端134上。

被组装成为一个单元的冷水阀座件70随后被插入到主壳50的混 合腔室80之中，因而使其外表面上的多个啮合棘爪72与主壳50上的 多个啮合槽56相啮合。

通过啮合棘爪72与啮合槽56的相互啮合，将冷水阀座件70定位 并固定在主壳50的混合腔室80之中。由于冷水阀座件70并不是以旋 转的方式与主壳50相连接，因而不会对温度敏感弹簧130产生扭力。 由于温度敏感弹簧130不在扭力下膨胀和收缩，因此具有较小的应 变。这一点有效地减小了如附图5所示的迟滞特性，从而能够准确 地控制流过组合式水龙头的混合水的温度，并改善温度敏感弹簧 130的耐用性。

在这一实施例的结构中，冷水阀座件70上的啮合棘爪72与主壳 50上所形成的啮合槽56以上述的方式相啮合。然而，也可以采用其 他的结构，只要冷水阀座件70不以相对于主壳50旋转的方式插入和 安装在主壳50之中。附图20显示了另一种可能的结构。

在附图20所示的例子中，主壳50具有一条狭缝58，而冷水阀座 件70具有一条槽(图中未示)。狭缝58和槽的位置使得冷水阀座件 70插入到主壳50的混合腔室80之中时能够彼此相对。在冷水阀座件 70插入到主壳50的混合腔室80中之后，将一个制动环76插入到上述 狭缝58和槽之中，从而使冷水阀座件70相对主壳50定位和固定。

下面将对预负载调节机构200的结构和功能进行说明。

参见附图21，预负载调节机构200包括用于支持偏置弹簧150的 右端154的偏置弹簧承受件210，以及用于使偏置弹簧承受件210在 轴向方向上移动的滑动机构250。

上述滑动机构250包括一个基件252和一个旋转件260，该基件 252通过一个锁定机构或一个棘轮机构固定在顶帽40的一个连接凹 部42上；该旋转件260的一端通过螺栓256与基件252相连接，而其 另一端具有公螺纹部分262。偏置弹簧承受件210包括一个基件212； 一个与上述基件212形成一个整体的支持件214，其上具有与上述 旋转件260上的公螺纹262相啮合的母螺纹部分217；一个用于支持 偏置弹簧150的弹簧承受部216；以及一个在支持件214的外表面和 主壳50之间形成的齿条(花键)218。

在具有上述结构的预负载调节机构200中，根据顶帽40外表 面上的可调温度范围刻度，通过朝预定的方向旋转顶帽40，调节混 合水的设定温度值。当以手动方式来旋转顶帽时，滑动机构250的 螺栓256以及基件252和旋转件260与顶帽一起转动。旋转件260的公 螺纹部分262以上述方式与弹簧承受件210的母螺纹部分217相啮合， 从而将一个旋转驱动力传递给弹簧承受件210。由于齿条218限制了 弹簧承受件210的转动，因而使弹簧承受件210在轴向方向上移动。 根据弹簧承受件210在轴向方向上的移动，弹簧承受件210的弹簧承 受部分216使偏置弹簧150产生移动。偏置弹簧150的移动带动可移 动阀件160，使温度敏感弹簧130移动到与偏置弹簧150相平衡的位 置上，从而改变流过组合式水龙头10的混合水的设定温度值。

在采用预负载调节机构200的结构中，偏置弹簧受到与弹簧承 受件210的受压方向相同的力，而不受到任何扭转力。更具体地说， 不会通过偏置弹簧150对可移动阀件160施加扭力。因此，可移动阀 件160不会倾斜，即使在温度敏感弹簧130和偏置弹簧150施加很弱 的支持力的情况下也能够稳定地滑动。

预负载调节机构200也可以具有如附图22所示的结构。

如附图22所示的预负载调节机构200A具有偏置弹簧单元150’， 与附图21所示的预负载调节机构200所不同的是还具有一个第一弹 簧承受件220和一个第二弹簧承受件230。

用于对可移动阀件160施加预负载的偏置弹簧单元150’包括第 一和第二偏置弹簧150A和150B，其中偏置弹簧150B的长度小于偏置 弹簧150A，它们的安装位置彼此同心，并相互平行。

伞状的第一弹簧承受件220包括一个基部222、一个与上述基部 222形成一体的顶部226，以及位于基部222的脚部上用于承受偏置 弹簧单元150’的第一弹簧承受部分224。第一弹簧承受件220的基 部222具有热水流道229，而顶部226具有第一孔228。

第二弹簧承受件230包括具有锥形表面的支持部分232，一个与 上述支持部分成为一体的周向支持部分234，以及在锥形支特 分232和周向支持部分234之间所形成的用于承受偏置弹簧单元150’ 的第二弹簧承受部分236。在周向支持部分234的内部具有母螺纹部 分247，并在其外部形成了用于使周向支持部分234能够在轴向方向 上滑动的齿条(花键)248。上述锥形支持部分232具有第二孔238。

通过穿过第一孔228和第二孔238的连接销子242将第一弹簧承 受件220和第二弹簧承受件230连接在一起。当第一弹簧承受件220 与连接销子242一端所形成的凸起相接合时，第一弹簧承受件220和 第二弹簧承受件230一起运动，用于释放偏置弹簧单元150’的弹簧 力。否则，第一弹簧承受件220和第二弹簧承受件230会彼此独立地 运动。

具有如上所述结构的预负载调节机构200A是以如下的方式来工 作的。

当顶帽40朝一个方向旋转到低于预先设定的温度范围时，第二 弹簧承受件230通过滑动机构250朝右移动(参见附图22)，以便使 连接销子242的凸起部分与第一弹簧承受件220接合。与接合销子 242相接合的第一弹簧承受件220与第二弹簧承受件230一起移动。 第一弹簧承受件220的上述朝右移动(参见附图22)的作用是减小 偏置弹簧单元150’的弹簧系数。减小偏置弹簧单元150’的弹簧系 数会增大温度敏感弹簧130的膨胀比，并使可移动阀件160很快地向 附图22的右方移动。这样，可移动阀件160就更为接近热水阀座118 的热水口116，，同时将冷水阀座108的冷水口108全部打开，让冷 水流入。

以这种方式，预负载调节机构200A使可移动阀件160与热水阀 座118相接触，使冷水流过组合式水龙头。由于偏置弹簧单元150’ 的弹簧系数已大为降低，以便使可移动阀件160能够快速地移动， 在可移动阀件160闭合热水阀座118的热水口116而使冷水流出之前， 使用者不必将顶帽旋转一个较大的角度。

当顶帽在另一个方向上转动，高于预先设定的温度范围时，第 二弹簧承受件230朝左移动(参见附图22)，使得第一偏置弹簧150 和第二偏置弹簧150B都能够提供预负载。由于偏置弹簧单元150’ 所产生的预负载迅速地增大，可移动阀件160快速地闭合冷水阀座 108的冷水口106，同时迅速地打开热水阀座118的热水口116，使热 水流过组合式水龙头。

附图23显示了顶帽旋转角θ和流过组合式水龙头的混合水温度 T之间的关系。在第二段旋转角度θ2的范围内，温度T随着旋转角 度θ的增大而逐渐增大。因此，在这一旋转角度θ2的范围之内， 可以对混合水的温度T进行精确的控制。另一方面，在第一段旋转 角度θ1的范围内，冷水在较小的旋转角度变化θ下迅速增大，流 过组合式水龙头。在第三段旋转角度θ3的范围内，热水在较小的 旋转角度变化θ下迅速地增大，流过组合式水龙头。

附图24是本发明第二种实施例的组合式水龙头10B的剖视图。 它和第一种实施例的组合式水龙头10之间的区别在于包括可移动阀 件160B、热水阀座和冷水阀座、以及热水口和冷水口的结构和位置。

在这一实施例中，可移动阀件160B包括一个冷水座件164B，一 个热水座件166B，以及一个将上述冷水座件164B和热水座件166B彼 此连接在一起的连接件165。冷水座件164B座靠在具有冷水口106B 的冷水阀座108B上，而热水座件166B座靠在具有热水口116B的热水 阀座118B上。可移动阀件160B在与第一种实施例相同的温度敏感弹 簧130和偏置弹簧150之间的合力的作用下移动。然而，在第二种实 施例中，热水口116B的位置靠近温度敏感弹簧130，而冷水口106B 的位置靠近偏置弹簧150。这一结构最好对应不同于第一种实施例 的管道安排。

附图25是具有隔离件190B的另一种组合式水龙头10B’的剖视 图，附图26则是上述隔离件190B的透视图。

隔离件190B包括一个用于承受温度敏感弹簧130的右端134的承 受件192B，以及多个(例如六个)由上述弹簧承受件192B突出，并 与之相平行的翼片194B。来自冷水口106的冷水流过由上述多个翼 片194B之间所形成的流道196B，而弹簧承受件192B的中心形成了流 道198B。如附图27所示，上述多个翼片194B相对于弹簧承受件192 的一个圆周线形成了倾斜角θ。为了便于实现如下所述的功能，角 度θ的优选值应为40—60度，最好为45—55度。

翼片194B增强了如附图11所示隔离件190众的腿部194的功能， 因为它们改变了来自冷水口106的冷水在圆周方向上的流动。

翼片194B提高了来自冷水口106的冷水在圆周方向上的流速， 加速了冷水和热水在混合腔室80中的混合。因此，温度敏感弹簧 130能够与经过均匀混合后的混合水相接触，有效地防止产生局部 负载。

如附图28所示，如同在隔离件190B上所形成的翼片194B，用于 承受偏置弹簧150的偏置弹簧承受件210B也可以具有多个翼片210Ba。 这些翼片210Ba提高了来自热水口116的热水在圆周方向上的流速， 加速了热水和来自冷水口106的冷水的混合。

通过如下所述的试验来评价在隔离件190B上所形成的翼片194B 的水混合效果。

如附图29和30所示，在混合腔室80的圆周方向上以彼此相隔90 度的方式安置了温度传感器S1、S2、S3、和S4。用这四个传感器S1 —S4在六个不同的点P1—P6(如附图29的叉形符号所示)上测量水 温。上述六个点P1—P6在水流的方向上彼此相隔预定的距离(例如5 毫米)。

附图31显示了在不具有隔离件的对比结构中，在上述六个点P1 —P6上的温度测量结果；而附图32则显示了在采用带翼片194B的 隔离件190B的结构中，在上述六个点P1—P6上的温度测量结果。附 图31和32清楚地表明，翼片194B确实提高了来自冷水口106的冷水 在圆周方向上的流动速度，并加速了冷水和热水的混合。在附图32 的曲线中，在P3—P6这四点上所测量到的温度与设定温度值非常接 近。

附图33是具有隔离件190C的另一种组合式水龙头10C的剖视图， 附图34是隔离件190C的透视图。

在这一实施例中，隔离件190C包括用于支持温度敏感弹簧130 的弹簧承受件192C，多个由上述弹簧承受件192C突出并被可移动阀 件160的止动环168定位的翼片194C，与弹簧承受件192C形成一个整 体的隔离盘195C，以及一个由隔离盘195C突出的隔离套筒198C。

上述隔离套筒198C安置在温度敏感弹簧130之中，与冷水阀座 件70的内壁表面71一起形成了弹簧腔室的流道80a。在隔离盘195C 的圆周方向上形成了多个(例如4个)彼此相隔一定间距的流孔195Ca， 以便使弹簧腔室流道80a与混合腔室80相连通。

在这一结构中，通过水流腔室90的热水与流过隔离件190C的翼 片之间的流道196C的冷水相混合。混合水然后流过隔离盘195C的隔 离件流孔195Ca和弹簧腔室流道80a，由出口70a流出。温度敏感弹 簧130根据流过弹簧腔室流道80a的混合水的温度产生膨胀或收缩。

通过隔离件流孔195Ca的节流作用，热水与流过翼片之间流道 196C的冷水充分混合。由于充分混合后的水流过弹簧腔室的流道 80a，温度敏感弹簧130就能够稳定地膨胀和收缩。

附图35显示了带隔离件190D的另一种结构。

隔离件190D具有一个锥形的引导件197D，它由附图34所示的隔 离件190C的隔离盘195C突出。上述锥形引导件197D朝着下游方向逐 渐扩大，以便使水能够平缓地流入弹簧腔室流道80a。

通过隔离件190D的多个翼片194D进行充分混合，并沿着锥形引 导件197D流动的的混合水水流由多个隔离件流孔195D予以节流，然 后流过弹簧腔室流道80a。锥形引导件197D防止了在隔离件流孔 195DA中的流动受到干扰，并加速了混合水的平滑流动，因此使隔 离件190D和可移动阀件160不产生振动，并改善了可移动阀件160的 稳定滑动。

如附图36所示，可以在附图34所示的隔离件190C的隔离套筒 198C或附图35所示的隔离件190D的隔离套筒198D上设置螺旋形隔 离凸起198a。上述螺旋形隔离凸起198a进一步搅动流入弹簧腔室流 道80a的混合水，因而使温度敏感弹簧130能够稳定地膨胀和收缩。 在另一种结构中，可以采用例如通道缓冲凸起来取代上述螺旋形隔 离凸起198a，以便对水进行搅动。本实施例中在隔离件上形成的螺 旋形隔离凸起或通道缓冲凸起也可以在冷水阀座件70的内表面上形 成。

可移动阀件160的两端由温度敏感弹簧130和偏置弹簧150所支 承，当该温度敏感弹簧130和偏置弹簧150的荷载不均匀时较易造成 可移动阀件160偏斜。有很多机构可用来防止可移动阀件160偏斜及 提高密封效果。

参见附图37，温度敏感弹簧130的左端132被固定在由冷水阀座 件70F支持的温度敏感弹簧承受件180F上。上述弹簧承受件180F是 一个盘形件，它具有四个如附图38所示的位于一个圆周之上并彼此 相间90度的通道孔180Fa。弹簧承受件180F进一步在其圆周上设有 一个承受台阶180Fb，用于支持温度敏感弹簧130的左端132，以及 一个在上述承受台阶180Fb的中心部位突出的支持凸起180Fc。

冷水阀座件70F包括一个覆盖件70Fa，以及四个与上述弹簧承 受件180F的通道孔180Fa相对应的流孔70Fd。在上述覆盖件70Fa的 中心形成了支持凹部70Fb，用于支持弹簧承受件180F的支持凸起 180Fc。

温度敏感弹簧130由弹簧承受件180F的弹簧承受台阶180Fb来定 位。整个弹簧承受件180F由支持凸起180Fc在其一点上予以支持， 而支持凸起180Fc则装入覆盖件70Fa的支持凹部70Fb定位并装入其 中。当产生使温度敏感弹簧130发生位移的负载时，弹簧承受件 180F通过其支持凸起180Fc产生倾斜，使负载均匀地施加到温度敏 感弹簧130之上。对温度敏感弹簧130进行调整，以便通过弹簧承受 件180F的作用产生一个均匀的负载，不会施加使可移动阀件160产 生诸如倾斜的力。

偏置弹簧150具有在一点上支持可移动阀件160的结构。偏置弹 簧150的右端154由垫件220F通过一个偏置弹簧承受件210F来予以支 持。偏置弹簧承受件210F被制成一个盘形件，在其一个圆周区域上 具有一个弹簧承受台阶210Fa，在其中心部位上具有一个支持凸起 210Fb。支持凸起210F，上垫件220F上所形成的支持凹部220Fa定位 并由它来支持。偏置弹簧承受件210F支持偏置弹簧150，使偏置弹 簧150能够围绕支持凸起210Fb作枢转运动。

当垫件220F的运动改变了可能施加到偏置弹簧150上的力时， 偏置弹簧承受件210F的作用是通过支持凸起对偏置弹簧150施加一 个均匀的负载，从而防止对可移动阀件160施加一个倾斜的滑动力。

附图39是用于支持温度敏感弹簧130的左端132的温度敏感弹簧 树脂承受件180L的透视图，它包括一个由硬树脂制成的弹簧承受件 树脂覆盖件180La，以及一个由诸如泡沫橡胶之类的弹性材料制成 的弹簧承受弹性件180Lb。上述弹簧承受树脂覆盖件180La可靠地支 持整个温度敏感弹簧树脂承受件180L，而弹簧承受弹性件180Lb则 吸收温度敏感弹簧130的倾斜负载。这一结构有效地防止了由于倾 斜负载而将一个倾斜力施加到可移动阀件160上。

附图40显示了另一种能够避免将倾斜的滑动力施加到可移动阀 件160G之上的特定结构，其中温度敏感弹簧130和偏置弹簧150的压 力被集中在可移动阀件160G的中心部位上c

参见附图40，可移动阀件160G的一个接合支持件160Ga具有一 个中心基件160Gb，以及三个围绕上述中心基件160Gb的连接流孔 160Gc。一个用于支持偏置弹簧150的左端152的偏置弹簧承受件 210G包括一个锥形件210Ga，一个在锥形件210Ga的一端形成的端 部支持凸起210Gb，一个圆柱形件210Gc，以及一个在圆柱形件 210Gc上形成的弹簧承受环形凹部210Gd。

垫件220G的运动通过偏置弹簧150传递给偏置弹簧承受件210G。 偏置弹簧承受件210G的端部支持凸起210Gb因而压到可移动阀件 160G的中心基件160Gb上，因此可移动阀件160G不会受到偏力，而 是仅仅受到来自中心基件160Gb的滑动力。

隔离件190G也具有对可移动阀件160G的中央部位施加压力的结 构。隔离件190G包括一个用于支持温度敏感弹簧130的弹簧承受件 190Gf，多个翼片194G，一个具有多个通道孔190Gc的隔离盘件 190Gd，以及一个在弹簧承受件190Gf的外侧形成的引导圆柱形件 190Ge。在隔离盘件190Gd的中心突出形成了一个阀门加压件190Gg， 它与可移动阀件160G的中心基件160Gb相接触。引导圆柱形件190Ge 可以相对于冷水阀座件70G的内壁表面71Ga滑动。

隔离件190G以如下的方式工作。隔离件190G根据温度敏感弹 簧130的膨胀或收缩而产生滑动。在隔离件190G的滑动过程中，隔 离件190G的引导圆柱形件190Ge由冷水阀座件70G的内壁表面71Ga引 导。隔离件190G的滑动使隔离件190G的阀门加压件190Gg压在可移 动阀件160G的中心基件160Gb上，因而使可移动阀件160G滑动。

以这种方式，可移动阀件160G在其中心受到了由隔离件190G所 传递的滑动力。由于隔离件190G的引导圆柱形件190Ge是由冷水阀 座件70G的内壁表面71Ga来引导，隔离件190G能够在不产生倾斜的 情况下滑动，不会将任何倾斜力施加给可移动阀件160G。

可移动阀件160G进一步具有两个O型环160Gd，用于增强可移动 阀件160G的密封作用。

附图41显示了另一种包括一个引导件的可移动阀件160H结构。 可移动阀件160H具有一个位于其中心位置的通道孔160Hb，以及一 个由垫件220H突出的滑动引导件220Ha，它可以滑动的方式插入到 通道孔160Hb之中。上述滑动引导件220Ha在一个滑动的方向上有效 地引导可移动阀件160H，因而使可移动阀件160H能够稳定和平滑的 运动。

附图42显示了具有偏置弹簧承受件210J的改进结构，它代替 附图40所示的偏置弹簧210G偏置弹簧承受件210J具有 一个从锥形件210Ja沿着偏置弹簧150的方向突出的引导柱体210Je， 它以能够滑动的方式插入到由垫件220J的一端突出的引导套筒件 220Ja的引导孔220Jb之中。随着垫件220J的移动，偏置弹簧150的 压力传递给偏置弹簧承受件210J，在引导柱体件210Je被引导套筒 件220Ja引导的同时，该力随后施加在可移动阀件(见附图40)的 中心部位上。

附图43是显示体现本发明的组合式水龙头300的剖视图。组合 式水龙头300包括安装在外壳310之中的一个混合阀门400和一个切 换阀门800。分别由冷水通道和热水通道所提供的冷水和热水由混 合阀门400加以混合，并由切换阀门输送到多个供水龙头。

根据附图44所示的剖视图和附图45所示的分解透视图对混合阀 门400进行详细的说明。参见附图43和44，混合阀门400包括一个安 装在外壳310之中的绝热件410，安装在外壳之中的一个冷水导管 420和一个热水导管430，一个装在外壳310的一端的温度控制刻度 盘440，一个主壳450，以及一个以螺旋方式与主壳450相连接的冷 水阀座件480。

主壳450和冷水阀座件480具有多个用于安装阀门机构(下面将 要说明)的腔室，亦即混合腔室510，水流腔室520，和滑动腔室 530。主壳450进一步具有与冷水管道420相连接的冷水口462，以及 与热水管道430相连接的热水口472。冷水口462和热水口472与水流 腔室520相连接，可移动阀件560在上述水流腔室520中滑动。可移 动阀件560受到安装在混合腔室510中的温度敏感弹簧540以及偏置 弹簧550的弹簧力，并在上述两个力的平衡作用下定位。

温度敏感弹簧540通过一个滑动垫圈580安装在隔离件590和冷 水阀座件480之间。温度敏感弹簧540由具有随温度而变化的弹簧系 数的材料制成，而偏置弹簧由其弹簧系数基本上不随温度变化的常 规材料制成。

参见附图44，预负载调节机构600调节偏置弹簧550的预负载， 以便改变流过混合阀门400的混合水的设定温度。温度控制刻度盘 440的旋转通过一个心轴610来移动垫件610，以便增加或减小偏置 弹簧550的预负载。根据预负载的增大或减小，可移动阀件560移动 到偏置弹簧550的弹簧力与温度敏感弹簧540的弹簧力相平衡的位置， 从而改变混合水的设定温度。

流过混合阀门400的混合水的温度是采用如下所述的方法用混 合阀门来控制的。

当具有设定温度值的混合水流过混合阀门400，而一些条件， 例如由加热器送来的热水温度以及自来水的温度和流量，保持恒定 时，可移动阀件560保持在混合腔室510中的混合水所导致的温度敏 感弹簧540弹簧力和偏置弹簧550的弹簧力的平衡作用所确定的位置 上。当由于某些外部条件使来自加热器的热水温度、自来水的温度 和流量、以及其他实质性条件产生波动时，混合腔室510中的混合 水的温度就会偏离设定温度值。温度敏感弹簧540的弹簧系数随温 度而变化，从而使温度敏感弹簧540的弹簧力产生变化。    

当混合水的实际温度高于设定温度值时，温度敏感弹簧540的 弹簧力增大，使可移动阀件560朝右移动(见附图43)，伴随着偏置 弹簧550的预负载的增大。温度敏感弹簧540的朝右移动减小了混合 水中的热水与冷水的比例。

当混合水的实际温度低于设定温度值时，温度敏感弹簧540的弹 簧力减小，使可移动阀件560朝左移动(见附图43)，并伴随着偏置 弹簧550的预负载的减小。温度敏感弹簧540的朝左移动增大了混合 水中的热水与冷水的比例。以这种方式，通过温度敏感弹簧540， 就可以将混合水的实际温度调节到接近设定温度值。

在具有上述结构的混合阀门400中，通过朝预定的方向来旋转 温度控制刻度盘440来改变设定温度，该刻度盘构成了预负载调节 机构600的一部分。当在预定的方向上旋转温度控制刻度盘440时， 垫件610通过心轴630朝左运动(见附图43)，以压缩的方式使偏置 弹簧550产生位移，从而增大偏置弹簧550对可移动阀件560的预负 载。相反，当温度控制刻度盘440在与上述预定方向相反的方向旋 转时，垫件610通过心轴630朝右运动(见附图43)，以拉伸的方式 使偏置弹簧550产生位移，从而减小偏置弹簧550对可移动阀件560 的预负载。

增大偏置弹簧550的预负载将可移动阀件560调节到这样的位置， 即扩大热水口472的流道，减小冷水口462的流道。由此所获得的热 水流量的增大和冷水流量的减小改变了热水和冷水的比例，提高了 流过混合阀门400的混合水的温度。另一方面，减小偏置弹簧550的 预负载将可移动阀件560调节到这样的位置，即减小热水口472的流 道，扩大冷水口462的流道。由此所获得的热水流量的减小和冷水 流量的增大改变了热水和冷水的比例，降低了流过混合阀门400的 混合水的温度。

在这一实施例的混合阀门400中，偏置弹簧550的预负载直接传 递到可移动阀件560，以便移动可移动阀件560，而基于温度变化而 产生的温度敏感弹簧540的位移也直接传递到可移动阀件560，以便 移动可移动阀件560。即使温度敏感弹簧540中包含较少量的温度敏 感材料，也能够实现可移动阀件560的平滑移动，因为移动可移动 阀件560的摩擦损失较小。

切换阀门800的作用是使流过混合阀门400的混合水流向多个外 部龙头中的一个，例如两个外部龙头中的任意一个。参见附图43， 切换阀门800包括一个支持件810，一个具有与外部龙头相连接的第 一流动口822和第二流动口824的套筒820，以及一个安装在上述套 筒820之中的切换阀门件830，它们都装在外壳310之中。一个切换 阀件840以可以转动的方式安装在支持件810的一端，并通过一个固 定在切换阀门件830上的连接件844固定在切换阀门件830上。切换 阀门件830具有一个与混合腔室510相连通的底孔832，以及用于使 上述底孔分别与套筒820的第一和第二流动口822和824相连接的第 一和第二流孔834和836。

切换阀门800以如下的方式工作。当切换件840朝第一方向转动， 用于使第一流孔834与第一流动口822相连接时，来自混合阀门400 的混合腔室510的混合水通过底孔832、第一流孔834、第一流动口 822流到第一流道850。当切换件840朝第二方向转动，用于使第二 流孔836与第二流动口824相连接时，来自混合阀门400的混合腔室 510的混合水通过底孔832、第二流孔836、第二流动口824流到第二 流道855。

以下对混合阀门400的结构和动作进行详细的说明。参见附图 46，可移动阀件560包括一个圆柱件562，在上述圆柱件562的两端 所形成的一个冷水座件564和一个热水座件566，一个在圆柱件562 的内表面上形成、并具有流道件572的的制动环568，以及一个由热 水座件566朝内弯曲的弧形引导表面574。所述的制动环568的一侧 支承偏弹簧550，另一侧支持支承温度敏感弹簧540的隔离件590。

上述可移动阀件560在温度敏感弹簧540和偏置弹簧550的合力 作用下移向平衡位置。当冷水座件564座靠在冷水阀座486时，仅有 来自加热器的热水流过混合阀门400。当热水座件566座靠在热水阀 座478时，仅有冷水流过混合阀门400。当冷水座件564和热水座件 566与冷水座件486和热水座件478都不接触时，冷水和热水就根据 冷水口462和热水口472的流道宽度同时提供，并在水流腔室520中 相互混合。

用于驱动可移动阀件560的温度敏感弹簧540在偏置弹簧的预负 载所产生的应力的作用下膨胀和收缩，以便使可移动阀件560以预 定的行程滑动。

参见附图46，可移动阀件560的弧形引导表面574由热水导管 430朝内弯曲，在水流腔室520朝制动环568倾斜。来自热水导管 430的热水经过热水口472流入水流腔室520。如果引导表面574是一 个平面，流道面积的突然增大会导致热水紊流，它流过偏置弹簧 550的弹簧圈时就会造成不希望产生的噪音。相反，弧形引导表面 即使在流道面积增大的情况下也可以使流体保持层流状态，因而在 热水流过偏置弹簧550的弹簧圈时不会造成噪音。

参见附图47和48，主壳450的冷水口462和热水口472分别具有 一对冷水连接件464和一对热水连接件474。热水导管430的流孔位 于该对热水连接件474的位置上。流过热水导管430的热水冲击到热 水连接件474上，并改变它在圆周方向上的流动，以便基本上均匀 地由热水口472的整个区域上流入水流腔室520。这样由热水口472 的整个区域上流出的热水充分和均匀地和通过冷水导管420和冷水 口462的冷水相混合。如附图44所示，一个其安装位置靠近温度控 制刻度盘440的O型环453使来自热水导管430热水通过与上述O型环 453相邻的间隙431流入热水口472，然后流入水流腔室520。这也有 助于热水和冷水的均匀混合。

以下将结合附图49的透视图对热水阀座487和相关元件的结构 和功能进行详细的说明。该热水阀座478包括一个环形阀座表面 478a，它和可移动阀件560的热水座件566相接触。在注塑成形过程 中模具分型所形成的分界线PL确定了阀座表面478a的圆周。沿着阀 座表面478a的圆周以90度的间距形成了四个引导凸起476。考虑到 对可移动阀件560的引导性能和流入热水口472的热水的阻力，每一 个凸起476的高度略微大于可移动阀件560的行程ST。

阀座表面478a需要有高的表面精度。阀座表面478a上即使有很 小的不平度也会破坏它和可移动阀件560的热水阀座件560的热水座 件566之间的密封效果，从而使混合水的实际温度偏离设定温度值。 因此，需要将阀座表面抛光成为一个镜面。然而适合用于模制热水 连接件474的可分离模具会在阀座表面468a上形成一个如附图49中 的虚线所示的分界线PLa。在这一实施例中，阀座表面478a是通过 一个圆柱形芯件(图中未示)的端部表面来形成的。尽管分界线PL 是沿着圆柱形芯件的圆周自然形成的，引导凸起476有效地防止了 可移动阀件560的热水座件566与上述分型线PL相接触。

以下将结合附图44对安装在外壳310之中的绝热件410和采用该 绝热件的冷却机构进行说明。绝热件410形成了一个圆柱形的树脂 件。在绝热件410和外壳310之间形成了与冷水导管420相连通的冷 却流道424，它基本上通过绝热件410环绕热水导管430。上述绝热 件410和冷却流道424具有如下的功能。在本实施例的混合阀门400 的结构中，热水导管430被安装在温度控制刻度盘440的附近。流过 热水导管430的热水中的热量可能被传递而提高温度控制刻度盘440 的温度。当来自冷水导管420的冷水流到冷却流道424而有效地冷却 绝热件410时，绝热件410能阻止热水导管430的热量传递，因而防 止了使温度控制刻度盘440的温度升高。

参见附图44和45，在可移动阀件560和温度敏感弹簧540之间设 置了隔离件590。该隔离件包括一个用于支持温度敏感弹簧540的一 端544的弹簧承受件592，以及多个从上述弹簧承受件592突出且平 行的腿部594。来自冷水口462的冷水流过在上述多个腿部594之间 所形成的流道596，而弹簧承受件592的中部形成了一个流道598。

隔离件590的作用是基于下述的理由，使可移动阀件560与温度 敏感弹簧540之间相距一定的距离。如上所述，热水和冷水的混合 比例是通过可移动阀件560的移动来调节的。来自冷水口462并流过 隔离件560上述腿部之间流道596的冷水与来自热水口472的热水相 混合，并通过隔离件的流道598流向温度敏感弹簧540。隔离件590 保证了在混合水到达温度敏感弹簧540并与之相接触之前能够在水 流腔室520中充分地混合。这种使温度敏感弹簧540能够与充分混合 后的混合水相接触的结构实现了对混合水的稳定和精确的温度控制。

来自冷水口462的冷水并不直接冲到温度敏感弹簧540，而是流 过隔离件590的腿部之间的流道596。这一结构有效地防止了由于液 体压力而使温度敏感弹簧540产生不希望的振动，并保证了温度敏 感弹簧540的稳定工作。

根据混合腔室400的大小来确定由隔离件590所形成的温度敏感 弹簧540与可移动阀件560之间的间距，以便保证如上所述的充分混 合，防止由于响应延迟所造成的振荡。在一种最佳实例中，该距离 可以是5—10mm。

尽管在这一实施例中隔离件590和可移动阀件560是彼此分离的， 但是为了减少部件的数目，也可以使隔离件590和可移动阀件560形 成一个整体。

下面将对以螺旋方式安装在主壳450上的冷水阀座件480和滑动 垫圈580进行详细的说明。

参见附图44和45，冷水阀座件480包括一个阀座件482，它具有 一个凹部481，用于形成与主壳450相配合的混合腔室510；一个在 阀座件482的一端所形成的冷水阀座486；一个在阀座件482上形成 的公螺纹部分484，它旋接在主壳450的母螺纹455上；以及一个在 凹部481的底部上形成的弹簧承受件488，用于通过滑动垫圈580来 支持温度敏感弹簧540。温度敏感弹簧540由直径为2mm的高刚度线 材制成螺形弹簧，对其另一端546进行打磨，并进行热处理，使 之具有温度记忆性能。滑动垫圈580由耐热材料制成，例如聚醛树 脂或氟树脂，并对其进行加工，使之具有镜面表面。滑动垫圈580 也可以采用其他材料来制造，例如金属或陶瓷，其条件是该材料具 有足够的耐热性能并能够经过加工使之具有镜面表面。

在具有上述结构的冷水阀座件480上装上滑动垫圈580和温度敏 感弹簧540，然后安装在主壳450之中。在将可移动阀件560安装在 主壳450之中的条件下，滑动垫圈580位于冷水阀座件480的弹簧承 受件488上。将温度敏感弹簧540插入到凹部481之中，其中温度敏 感弹簧540的一端544由隔离件590来支持。当隔离件590的多个腿部 的端部与可移动阀件560的制动环568相接触时，冷水阀座件480的 公螺纹部分484与主壳450的母螺纹部分455相连接，从而将冷水阀 座件480安装在主壳450上。

由冷水阀座件480的螺纹配合而产生的旋转力和压力通过滑动 垫圈580施加到温度敏感弹簧540上。然而，由于滑动垫圈580具有 镜面表面，温度敏感弹簧540具有高强度，因此仅仅对温度敏感弹 簧540施加压力而不会对它施加扭力。温度敏感弹簧540不会由于扭 力负载而在混合腔室中膨胀或收缩，从而不会使可移动阀件560产 生倾斜，破坏密封效果。温度敏感弹簧540的较小应变有效地降低 了其迟滞，使之能够以高的精度来调节混合水的温度，并改善温度 敏感弹簧540的耐用性。

参见附图44和45，预负载调节系统600包括用于支持偏置弹簧 550的一端554的衬件610，以及用来使衬件610在轴向移动的芯轴 630 。

所述衬件610包括一个具有一底孔611的圆柱形主体612，一个用 于承受偏置弹簧550的一端的圆柱形主体612的一端所形成的弹簧承 受件615，在圆柱形主体612的外壁面上形成的第一引导件614和第 二引导件616，以及在圆柱形主体612的内壁面上形成的第一母螺纹 部分622和第二母螺纹部分624。

第一和第二引导件614和616沿着圆柱形主体612的圆周彼此相 隔180度，其位置对应于第一和第二母螺纹部分的端部，并分别包 括在圆柱形主体612的轴线上延伸的第一和第二引导槽614a和616b。 第一和第二引导槽614a和616b可以滑动的方式相对于在主壳450的 内壁上形成的导轨458和459上运动。

芯轴630包括一个旋转体632和一个凸起634，它们由树脂材料 形成一个整体。凸起634穿过主壳450上的一个穿孔457，并通过一 个在凸起634的外表面上形成的键槽和一个固定件442固定在温度控 制刻度盘440上。旋转体632具有分别相应于第一母螺纹部分622和 第二母螺纹部分624的第一公螺纹部分636和第二公螺纹部分638。 如附图45所示，在第一和第二公螺纹部分636和638上形成了凸起 639，它与第一和第二母螺纹部分622和624的根部相接触，以便产 生滑动阻力。    

在具有上述结构的预负载调节机构600中，根据温度控制刻 度盘440的外表面上的可用温度范围的指示，通过在一个预定的方 向上旋转温度控制刻度盘440，对混合水的温度进行控制。当以手 动方式来旋转温度控制刻度盘440时，芯轴630与温度控制刻度盘 440一起旋转。在芯轴630的外表面上形成的第一和第二公螺纹部分 636和638与衬件610上的第一和第二母螺纹部分622和624相连接， 因而将一个旋转力传递给衬件610。由于第一和第二引导件614和 616以及导轨458和459阻止衬件610的旋转，衬件610就在轴向方向 上移动。衬件610的轴向移动随后使偏置弹簧550移动。偏置弹簧 550的移动带动可移动阀件560，使温度敏感弹簧540移动到这样的 位置，即温度敏感弹簧540和偏置弹簧550相平衡，从而改变流过混 合阀门400的混合水的设定温度。

在预负载调节机构600的结构中，偏置弹簧550承受与衬件610 的受压方向相同的预负载，不承受任何扭力，亦即没有扭力通过偏 置弹簧550传递给可移动阀件560。因此，可移动阀件560即使在温 度敏感弹簧540和偏置弹簧550的微弱支持力的条件下也不会倾斜而 只会稳定地滑动。

预负载调节机构600是以如下的方式来安装的。首先将芯轴630 安装到衬件610中。在将衬件610的第一和第二着引导件614和616安 装到主壳450的导轨458和459上，凸起634安装在穿孔457之中之后， 将衬件610和芯轴630插入到主壳450中。然后将温度控制刻度盘440 安装到主壳450上。芯轴630的的第一和第二公螺纹636和638，连同 衬件610的母螺纹622和624一起，形成了用于实现平滑螺纹连接的 双螺纹结构。第一和第二引导件614和616的位置对应于第一和第二 母螺纹622和624的端部，以便实现自动装配。在将第一和第二引导 件614和616安装到导轨458和459上时，将衬件610插入到主壳450之 中。与采用诸如键槽的机构相比较；这种方式能够精确地定位。

衬件610和芯轴630通过双螺纹彼此连接在一起，它具有一个较 大的螺距，以确保平滑的螺纹连接，但通过偏置弹簧550的弹簧力 也可能很容易地使芯轴630松动。然而，在这一实施例中，在第一 和第二公螺纹636和638的螺纹上所形成的凸起639起到了对第一和 第二母螺纹622和624的根部的防滑作用，因此芯轴630不会被偏置 弹簧550的弹簧力松动。这样的凸起639能够很容易地形成，因为芯 轴一般是用树脂材料制成的。

在不脱离本发明的实质性特点的情况下还可以对本发明作出许 多改进。很明显，上述实施例仅仅是说明性的，而不是限制性的。 本发明的保护范围由下面的权利要求来确定。