一种阀芯及其补偿装配工艺

技术领域

本发明涉及阀芯技术领域，具体为一种阀芯及其补偿装配工艺。

背景技术

阀芯在生产过程中，需要将外壳、把手组件、阀片组件和底座组件等多个部件进行装配，由于安装空间的尺寸是固定的，例如外壳容置把手组件和阀片组件的深度固定，而阀芯各个部件的尺寸链是过大的，各个部件配合后，公差会进行累积，难以控制各个部件之间的间隙和压缩度，各部件组装完成后，导致产品差异较大，难以保证阀芯具备统一、稳定的产品质量和性能；

而为了避免阀芯漏水，会加大各个部件之间的压缩量，不仅影响产品的耐压性能，也会导致产品的手感参差不齐，最终会影响产品的使用寿命。

因此，为解决上述问题，现提出一种通过补偿的方式，统一并提高产品质量和性能的阀芯及其补偿装配工艺。

发明内容

本发明目的是提供一种阀芯及其补偿装配工艺，以解决现有技术中阀芯性能和产品质量不统一的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阀芯，包括外壳、装入外壳内的把手组件和阀片组件，还包括用于封装把手组件和阀片组件的底座组件；

所述外壳包括用于容置把手组件和阀片组件的壳体，所述壳体靠近底座组件的端口端面设有预留部，所述预留部用于补偿外壳、把手组件、阀片组件和底座组件的配合间隙，所述壳体靠近底座组件的端口还设有第一连接件；

所述底座组件包括连通阀片组件的底座，所述底座的外沿设有定位台和第二连接件；

所述外壳与底座组件通过第一连接件和第二连接件配合连接，所述第一连接件与第二连接件连接后，所述定位台抵接预留部。

优选的，所述预留部的截面为三角形、梯形和矩形中的一种。

优选的，所述把手组件包括转动安装在壳体内的旋转座和套设在旋转座外侧的垫片，所述旋转座的外壁通过垫片与壳体配合，所述旋转座内铰接有伸出壳体的把手，所述把手用于驱动阀片组件进行水流通路的开启、关闭和切换。

优选的，所述阀片组件包括陶瓷盖、与陶瓷盖卡接的上片以及与底座卡接的下片，所述陶瓷盖一侧端面设有与把手连接的拨槽，所述陶瓷盖的另一侧端面沉入安装有与上片配合的第一胶圈，所述上片与下片滑动贴合，所述上片开设有贯通的连通口，所述下片开设有出水导孔和入水导孔。

优选的，所述底座的开设有分别与出水导孔和入水导孔连通的出水孔和入水孔，所述底座靠近下片一侧的端面沉入安装有第二胶圈，所述第二胶圈用于密封出水导孔和出水孔以及入水导孔和入水孔之间的水路。

一种阀芯的补偿装配工艺，所述阀芯按如下步骤装配：

准备部件：准备外壳、把手组件、阀片组件和底座组件，所述外壳一端设置用于抵接底座组件的预留部；

预装配：将把手组件、阀片组件与外壳组合在一起；

一次标定：下压阀片组件，对组合的外壳、把手组件、阀片组件进行压缩，标定阀片组件背离把手组件一侧的端面与预留部顶沿之间的高度H，将内部间隙控制在合理范围内，并标定底座靠近阀片组件一侧端面与定位台底面之间的高度h；

减补偿：对预留部的高度进行减补偿；

装配：将底座组件与外壳通过第一连接件和第二连接件的配合进行组装，所述定位台与减补偿后的预留部抵接。

优选的，所述阀芯内部的安装间隙的合理范围为0.05～0.2mm。

优选的，所述预留部的原始高度范围为0.5mm。

优选的，所述预留部高度的减补偿加工方式包括热熔、打磨、切削，减补偿后在预留部的顶部形成与定位台抵接的平面。

优选的，所述预留部的减补偿值根据H和h的差值设置。

优选的，步骤S3还包括测定外壳内部安装尺寸以及各部件的安装尺寸。

优选的，还包括如下步骤：

二次标定：预留部减补偿后，标定阀片组件背离把手组件一侧的端面与预留部顶沿之间的高度为H'，定位减补偿后的预留部端面，将阀片组件下压至减补偿后的深度H'，对比H'和h的差值是否在0.05～0.2mm的范围内。

本发明至少具备以下有益效果：

本发明通过设置预留部对产品进行装配补偿，通过补偿装配工艺进行装配，对每个阀芯的配合间隙进行统一标定，从而每个产品的间隙都能控制在合理范围内，阀芯的耐压性能更容易控制，获得更加优异且统一的手感舒适度和产品质量，且不易漏水，使用寿命更长。

附图说明

图1为阀芯的立体结构示意图；

图2为阀芯的展开结构示意图；

图3为外壳的爆炸结构示意图；

图4为把手组件的爆炸结构示意图；

图5为阀片组件的爆炸结构示意图；

图6为底座组件的爆炸结构示意图；

图7为预留部减补偿前的壳体立体结构示意图；

图8为预留部减补偿后的壳体立体结构示意图；

图9为阀芯补偿装配过程中的尺寸链示意图；

图10为阀芯补偿装备后的剖视结构示意图；

图11为图10中A处间隙的放大结构示意图；

图12为图10中B处间隙的放大结构示意图。

附图标记中：100、外壳；110、壳体；111、限位台；112、第一连接件；113、预留部；120、外密封圈；

200、把手组件；210、旋转座；220、把手；221、销孔；222、拨轴；230、垫片；240、销轴；

300、阀片组件；310、陶瓷盖；311、拨槽；312、第一卡台；320、第一胶圈；330、上片；331、连通口；332、第一卡槽；340、下片；341、出水导孔；342、入水导孔；343、第二卡槽；

400、底座组件；410、底座；411、出水孔；412、入水孔；413、限位槽；414、定位台；415、第二连接件；416、第二卡台；420、第二胶圈；430、内密封圈；440、第三胶圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种阀芯，包括外壳100、装入外壳100内的把手组件200和阀片组件300，还包括用于封装把手组件200和阀片组件300的底座组件400；

外壳100包括用于容置把手组件200和阀片组件300的壳体110，壳体110靠近底座组件400的端口端面设有预留部113，具体的，预留部113的截面优选为三角形、梯形和矩形中的一种，便于在减补偿加工时，控制减补偿深度和溢料方向，预留部113用于补偿外壳100、把手组件200、阀片组件300和底座组件400的配合间隙，壳体110靠近底座组件400的端口还设有第一连接件112，具体的，预留部113呈环形分布在壳体110的端口端面，第一连接件112均呈环形分布在壳体110的端口；

底座组件400包括连通阀片组件300的底座410，底座410的外沿设有定位台414和第二连接件415，具体的，定位台414和第二连接件415均呈环形分布在底座410的外壁；

外壳100与底座组件400通过第一连接件112和第二连接件415配合连接，具体的，第一连接件112为环扣，第二连接件415为凸扣，两者配合连接，第一连接件112与第二连接件415连接后，定位台414抵接预留部113。

参阅图3，其中，外壳100还包括外密封圈120，外密封圈120套设在壳体110的外壁，具体的，壳体110的外壁设置有环形的凹槽，用于外密封圈120的安装，且外密封圈120用于阀芯安装位置的密封。

参阅图3和6，其中，底座410的外沿还设有限位槽413，具体的，限位槽413呈环形分布在底座410的外壁，并与定位台414交错设置，壳体110的端口还设有限位台111，具体的，限位台111呈环形分布在壳体110靠近底座410一端的端口，并与第一连接件112交错设置，限位台111与限位槽413配合，即可通过限位槽413与限位台111配合，更加方便底座410与壳体110的连接。

参阅图1、2、4和9，其中，把手组件200包括转动安装在壳体110内的旋转座210和套设在旋转座210外侧的垫片230，旋转座210的外壁通过垫片230与壳体110配合，具体的，垫片230设置在旋转座210外壁的轴肩与壳体110内孔的内端面之间，旋转座210内铰接有伸出壳体110的把手220，具体的，把手220开设有销孔221，销孔221内穿设有销轴240，销轴240的两端贯穿旋转座210的外壁，把手220用于驱动阀片组件300进行水流通路的开启、关闭和切换。

参阅图1、2、5，其中，阀片组件300包括陶瓷盖310、与陶瓷盖310卡接的上片330以及与底座410卡接的下片340，具体的，陶瓷盖310靠近上片330的一侧呈环形分布有第一卡台312，上片330靠近陶瓷盖310一侧的外壁呈环形分布有与第一卡台312配合的第一卡槽332，下片340的外壁开设有环形分布的第二卡槽343，底座410伸入壳体110一端的端面环形分布有第二卡台416，第二卡台416与第二卡槽343配合，陶瓷盖310一侧端面设有与把手220连接的拨槽311，具体的，拨槽311内形成U型凹槽，把手220靠近陶瓷盖310一端的两侧设有拨轴222，拨轴222与拨槽311配合，陶瓷盖310的另一侧端面沉入安装有与上片330配合的第一胶圈320，具体的，第一胶圈320用于陶瓷盖310与上片330之间的密封，上片330与下片340滑动贴合，上片330开设有贯通的连通口331，下片340开设有出水导孔341和入水导孔342，具体的，入水导孔342设有两个，分别用于冷水和热水的导流，出水导孔341用于冷水和热水经连通口331导入出水导孔341，连通口331的一侧与连通口331常连通，拨动把手220调整上片330的位置和角度，实现连通口331的另一侧与入水导孔342的连通、断开和切换，具体的，拨动把手220，通过拨轴222与拨槽311配合，驱动陶瓷盖310和上片330沿下片340的端面滑移，进而实现连通口331与两个入水导孔342的连通和断开，在连通口331与入水导孔342连通的状态下，转动把手220，进而调整连通口331在两个入水导孔342之间切换，实现将冷水、热水分别独立导入出水导孔341，也可以将冷水、热水同时导入出水导孔341，转动把手220能够调整冷水和热水的比例。

参阅图6，其中，底座组件400还包括内密封圈430，内密封圈430套设在底座410伸入壳体110的一端，具体的，底座410伸入壳体110的一端外壁开设有凹槽，内密封圈430套设在凹槽内，内密封圈430用于底座410对壳体110的端口密封。

参阅图1、2、5、6和9，其中，底座410的开设有分别与出水导孔341和入水导孔342连通的出水孔411和入水孔412，底座410靠近下片340一侧的端面沉入安装有第二胶圈420，第二胶圈420用于密封出水导孔341和出水孔411以及入水导孔342和入水孔412之间的水路，底座410另一端的端面沉入安装有与入水孔412对应的第三胶圈440。

本发明提供还一种技术方案：一种阀芯的补偿装配工艺，包括如下步骤：

S1、准备部件：准备外壳100、把手组件200、阀片组件300和底座组件400；

按设计尺寸及公差生产的外壳100、把手组件200、阀片组件300和底座组件400各部件进行如下准备工作：

S11、外壳100的一端设置用于抵接底座组件400的预留部113，具体的，壳体110用于抵接底座410的定位台414的端面设置预留部113，并将外密封圈120与壳体110组装形成外壳100；

其中，预留部113原始高度为0.5mm；

S12、将旋转座210、把手220、垫片230和销轴240组装形成把手组件200，具体的，把手220穿入旋转座210，通过销轴240将把手220与旋转座210铰接，并将垫片230套设在旋转座210与壳体110内端面接触的一侧，且垫片230的两侧端面涂覆润滑油脂；

S13、将陶瓷盖310、上片330、第一胶圈320和下片340组装形成阀片组件300，具体的，将第一胶圈320沉入安装在陶瓷盖310靠近上片330一侧的端面，并通过第一卡台312和第一卡槽332配合，将陶瓷盖310与上片330定位贴合，进而将下片340与上片330贴合，且连通口331与出水导孔341、入水导孔342对应，并在贴合面涂覆润滑油脂，提高上片330与下片340之间的顺滑；

S14、将底座410、第二胶圈420、内密封圈430和第三胶圈440组装形成底座组件400，具体的，将内密封圈430套设在底座410伸入壳体110的一端对应的外壁凹槽内，并将第二胶圈420沉入安装在底座410靠近下片340一侧的端面，且第二胶圈420的内孔与出水孔411、入水孔412对应，并由第三胶圈440沉入安装在底座410背离壳体110一侧的端面，第三胶圈440的内孔与入水孔412对应；

S2、预装配：将把手组件200、阀片组件300与外壳100组合在一起；

具体的，把手组件200和阀片组件300的组合时，将旋转座210的端面与陶瓷盖310的端面接触，且把手220端部的拨轴222与陶瓷盖310端面的拨槽311配合；

S3、一次标定：下压阀片组件300，对组合的外壳100、把手组件200、阀片组件300进行压缩后，标定阀片组件300背离把手组件200一侧的端面与预留部113顶沿之间的高度H，将阀芯内部的安装间隙控制在合理范围内，并标定底座410靠近阀片组件300一侧端面与定位台414底面之间的高度h；

其中，一次标定还包括标定外壳100内部安装尺寸及各部件的安装尺寸，外壳100内部安装尺寸包含预留部113的原始高度；

其中，阀芯内部的安装间隙为第一胶圈320和第二胶圈420被相邻部件压缩后，相邻部件之间的间距，该间隙值及范围为

其中，高度H按下式确定：

T＝B+C+D+E+F+X

H＝A-T

参阅图9-12，式中：

A为外壳100内的安装深度，包括预留部113的原始高度；

B为垫片230的厚度；

C为旋转座210配合垫片230和陶瓷盖310的厚度；

D为陶瓷盖310配合旋转座210和上片330的厚度；

E为上片330的厚度；

F为下片340的厚度；

H为阀片组件300背离把手组件200一侧的端面与预留部113顶沿之间的高度；

X为第一胶圈320被陶瓷盖310和上片330压缩后，陶瓷盖310和上片330之间的间距；

T为X在合理范围内，外壳100、把手组件200、阀片组件300组合压缩后的预装配尺寸；

可想而知的是：上述各部件的安装尺寸可以是设计尺寸，该设计尺寸以产品符合生产要求时的标准尺寸为准，上述各部件的安装尺寸也可以是产品符合生产要求时，在其尺寸公差范围下的实际测量尺寸；

其中，在各部件的公差范围内，将内部间隙控制在合理范围的间隙值的方式还包括：

1、设置固定的下压作用力：通过向阀片组件300施加一个固定的作用力(如300～500N)，在固定值作用力下，第一胶圈320和第二胶圈420被压缩，进而获得统一的压缩量和间隙值；

2、设定固定的下压深度：批量生产时，默认各零部件的尺寸为其标准尺寸，通过向阀片组件300下压固定值的深度，获得统一范围的压缩量和间隙值；

S4、减补偿：预留部113的高度减补偿加工方式包括热熔、打磨和切削，通过减补偿加工降低预留部113的高度，减补偿加工后，在预留部113的顶部形成与定位台414抵接的平面，预留部113的减补偿值Δ根据H和h的差值设置；

具体的，预留部113的减补偿值Δ按下式确定：

Δ＝H-(h+X)

参阅图9-11，式中：

Δ为预留部113的减补偿值；

H为阀片组件300背离把手组件200一侧的端面与预留部113顶沿之间的高度；

h为底座410靠近阀片组件300一侧端面与定位台414底面之间的高度；

X为第二胶圈420被底座410和下片340压缩后，底座410与下片340之间的间隙；

可想而知的是：预留部113的高度减补偿方式包括但不限于热熔、打磨、切削，还可以通过激光降低预留部113的高度；

S5、二次标定：预留部113减补偿后，标定阀片组件300背离把手组件200一侧的端面与预留部113顶沿之间的高度为H'，定位减补偿后的预留部113端面，将阀片组件300下压至减补偿后的高度H'，对比H'和h的差值是否在安装间隙的合理范围内；

其中，高度H'按下式确定：

H＝H-Δ

并判断H'-h的差值是否在X的范围内，若在X的范围内，则进行底座组件400与外壳100的装配；若大于X的范围，则返回步骤S3，对预留部113再次进行减补偿；若小于X的范围，则更换壳体110，返回步骤S1；

参阅图9-11，上述中：

H'为减补偿后，阀片组件300背离把手组件200一侧的端面与预留部113顶沿之间的高度，H'同样作为底座组件400的安装尺寸；

H为减补偿前，阀片组件300背离把手组件200一侧的端面与预留部113顶沿之间的高度；

Δ为预留部113的减补偿值；

h为底座410靠近阀片组件300一侧端面与定位台414底面之间的高度；

X为第二胶圈420被底座410和下片340压缩后，底座410与下片340之间的间隙；

S6、装配：将底座组件400与外壳100通过第一连接件112和第二连接件415的配合进行组装，定位台414与减补偿后的预留部113抵接。

可想而知的是，上述补偿装配工艺不仅适用于上述的阀芯，同样适用于底座组件400和外壳100反向装配的阀芯以及底座组件400和外壳100对中装配的阀芯。

下面采用无补偿工艺装配的阀芯作为对照例，并采用多个进行补偿工艺装配的阀芯作为实施例与对照例对比，对本技术方案进行说明：

对照例

以未设置预留部113的外壳100配合把手组件200、阀片组件300、底座组件400组成的阀芯作为对照例，对照例对应的阀芯各部件的尺寸取标准尺寸，各部件按如下步骤进行装配：

S1、准备外壳100、把手组件200、阀片组件300和底座组件400；

S2、将把手组件200、阀片组件300与外壳100组合在一起，并测定底座410靠近阀片组件3一侧端面与定位台414底面之间的高度h＝5mm；

S3、下压阀片组件300，对组合的外壳100、把手组件200、阀片组件300进行压缩，将内部间隙控制在X＝0mm；

测定A＝26.8mm、T＝B+C+D+E+F+X＝21.9mm；

测定阀片组件300背离把手组件200一侧的端面与预留部113顶沿之间的高度H＝A-T＝4.9mm；

S4、将底座组件400与外壳100通过第一连接件112和第二连接件415的配合进行组装。

故而对照例的阀芯安装后，若内部间隙X值为0mm，甚至存在较大的压缩量时，不仅会造成手感舒适度差，甚至由于超过产品的耐压对阀芯内的部件造成较大损害，以至于对阀芯的使用寿命和密封性能造成极大的影响；

且若想获得较好的手感舒适度和性能，需要人为的调整其安装应力的大小及安装深度，同样难以获得统一的手感舒适度和性能。

实施例1

预留部113的高度为0.5mm，各部件的尺寸取标准尺寸，该阀芯按如下步骤进行装配：

S1、准备部件：准备外壳100、把手组件200、阀片组件300和底座组件400；

S2、预装配：将把手组件200、阀片组件300与外壳100组合在一起；

S3、一次标定：下压阀片组件300，对组合的外壳100、把手组件200、阀片组件300进行压缩，将内部间隙控制在X＝0.1mm；

其中，测定底座410靠近阀片组件3一侧端面与定位台414底面之间的高度取标准尺寸h＝5mm；

测定A＝27.3mm、T＝B+C+D+E+F+X＝22mm；

标定阀片组件300背离把手组件200一侧的端面与预留部113顶沿之间的高度H＝A-T＝5.3mm；

S4、减补偿：采用热熔方式对预留部113的高度进行减补偿；

其中，预留部113的减补偿值Δ＝H-(h+X)＝0.2mm，

预留部113减补偿后H'＝H-Δ＝5.1mm；

S5、二次标定：定位减补偿后的预留部113端面，将阀片组件300下压至减补偿后的深度H'，H'和h的差值在

S6、装配：将底座组件400与外壳100通过第一连接件112和第二连接件415的配合进行组装，定位台414与减补偿后的预留部113抵接。

实施例2

预留部113的高度为0.5mm，各部件的尺寸取上极限尺寸，该阀芯按如下步骤进行装配：

S1、准备部件：准备外壳100、把手组件200、阀片组件300和底座组件400；

S2、预装配：将把手组件200、阀片组件300与外壳100组合在一起；

S3、一次标定：下压阀片组件300，对组合的外壳100、把手组件200、阀片组件300进行压缩，将内部间隙控制在X＝0.1mm；

其中，测定底座410靠近阀片组件3一侧端面与定位台414底面之间的高度取上极限尺寸h＝5mm；

测定A＝27.4mm、T＝B+C+D+E+F+X＝22.18mm；

标定阀片组件300背离把手组件200一侧的端面与预留部113顶沿之间的高度H＝A-T＝5.22mm，

S4、减补偿：采用打磨方式对预留部113的高度进行减补偿；

其中，预留部113的减补偿值Δ＝H-(h+X)＝0.38mm；

预留部113减补偿后H'＝H-Δ＝5.1mm；

S5、二次标定：定位减补偿后的预留部113端面，将阀片组件300下压至减补偿后的深度H'，H'和h的差值在

S6、装配：将底座组件400与外壳100通过第一连接件112和第二连接件415的配合进行组装，定位台414与减补偿后的预留部113抵接。

实施例3

预留部113的高度为0.5mm，各部件的尺寸取下极限尺寸，该阀芯按如下步骤进行装配：

S1、准备部件：准备外壳100、把手组件200、阀片组件300和底座组件400；

S2、预装配：将把手组件200、阀片组件300与外壳100组合在一起；

S3、一次标定：下压阀片组件300，对组合的外壳100、把手组件200、阀片组件300进行压缩，将内部间隙控制在X＝0.1mm；

其中，测定底座410靠近阀片组件3一侧端面与定位台414底面之间的高度取下极限尺寸h＝4.95mm；

测定A＝27.3mm、T＝B+C+D+E+F+X＝21.77mm；

标定阀片组件300背离把手组件200一侧的端面与预留部113顶沿之间的高度H＝A-T＝5.53mm；

S4、减补偿：采用切削方式对预留部113的高度进行减补偿；

其中，若以h的标准尺寸5mm，对预留部113进行减补偿；

预留部113的减补偿值Δ＝H-(h+X)＝0.43mm；

预留部113减补偿后H'＝H-Δ＝5.1mm；

S5、二次标定：定位减补偿后的预留部113端面，将阀片组件300下压至减补偿后的深度H'，H'和h的差值亦在

S6、装配：将底座组件400与外壳100通过第一连接件112和第二连接件415的配合进行组装，定位台414与减补偿后的预留部113抵接。

需要指出的是：以实施例1为例，标准尺寸下，通过第一连接件112和第二连接件415配合将各部件装配完成，阀芯安装过程中，在安装应力下，预留部113与定位台414抵接时，环扣和凸扣配合尚有0.6mm的余量，预留部减补偿前后均能够通过第一连接件112和第二连接件415的连接，将阀芯进行装配，能够有效的避免预留部113减补偿后第二连接件415无法扣入第一连接件112造成无法装配的现象。

综上，各部件在其尺寸公差范围内，通过两次标定分别进行预留部113的减补偿加工前、后的测定和检验，进而通过预留部113对阀芯进行补偿装配，能够将批量化的阀芯内部的胶圈进行统一的压缩，并获得统一的压缩量和内部间隙，进而获得统一的手感舒适度和产品性能，避免了人为不确定尺寸的调节，对阀芯的耐压和密封性能造成影响，且能够有效的保证批量化产品实现统一的产品质量。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。