CN101223321A - 具有电子开关的阀体装配件 - Google Patents

Abstract

一种阀套装配件(104)，包括阀构件(202)，该阀构件(202)连接到用于调整阀构件(202)位置的手柄(204)。阀套装配件(104)包括传感器(208)，用于检测阀构件(202)的位置，以确定手柄(204)是处于关闭位置还是/或者处于打开位置。

Description

具有电子开关的阀体装配件

技术领域

本发明涉及一般的自动龙头，尤其是与一种用于配置了电子开关的自动龙头的阀体装配件。

背景技术

自动龙头很受欢迎，因为除其他用处外，在水长时间流动情况下它们能减少耗水量，并能避免溢出情况造成的损害。此外，不用手操作的龙头使用方便，并允许用户避免用脏手去触摸或者抓龙头。

发明内容

根据本发明的一种示意性实施例，提供了一种用于电子龙头的阀装配件。该阀装配件包括带空腔的阀套，以及由阀套支撑的磁场传感器。阀构件位于空腔中并包括磁体。阀构件可在对应于传感器产生第一信号的第一位置和对应于传感器产生第二信号的第二位置之间移动。磁体被定位为在阀构件位于第二位置时比阀构件位于第一位置时更加远离传感器。

根据本发明的另一示意性实施例，一种电子龙头装配件包括进水口，排水喷头，以及与进水口和排水喷头液体连通的阀体。手动阀构件由阀体支撑并配置成在打开位置和关闭位置之间移动以控制从进水口到排水喷头的液体流动。手动阀构件上支撑有能与手动阀构件一起移动的传感元件。位置传感器定位为与传感元件空间间隔的关系，并配置为检测传感元件的相对位置，并由此提供表示手动阀构件的相应位置的信号。促动驱动阀(actuatordriven valve)与手动阀构件进一步连通。具有检测区的接近传感器被配置为当接近传感器检测到检测区中有物体存在时，就产生接近信号。控制器与位置传感器、促动驱动阀和接近传感器电连通。控制器用于当位置传感器指示手动阀构件处于关闭位置时，使接近传感器处于失效状态。

根据本发明的另一示意性实施例，提供了一种用于电子龙头中的阀装配件。该阀装配件包括具有空腔的阀套，以及位于空腔中可移动的阀构件。阀构件包括具有热水进水口、冷水进水口、混合水出水口以及在热水进水口、冷水进水口、混合水出水口之间提供液体连通的连接通道的球体。球体的连接通道中支撑着支持架(holder)。磁体与支持架可操作地连接。

根据本发明的另一示意性实施例，提供了一种用于电子龙头的阀装配件。该阀装配件包括阀套，以及位于阀套中可在关闭位置和打开位置之间移动的阀构件。磁场传感器配置为在阀构件关闭的时候进行检测。

根据本发明的另一示意性实施例，提供了一种用于自动龙头的阀体装配件，并配置为附接到下沉式平台(sink deck)上。该阀体装配件包括阀装配件，用于基本覆盖阀装配件的外部套筒，以及与阀装配件连接的手柄组件。垫圈用于将阀装配件、外部套筒和手柄组件与下沉式平台之间电隔离。

根据本发明的另一示意性实施例，提供了一种用于龙头的阀体装配件。该阀体装配件包括具有空腔的阀套，以及位于空腔中的阀构件。阀内件圆顶(trim dome)可操作的与阀构件连接，外部套筒套在阀壳体的外围。密封件位于阀内件圆顶和外部套筒之间。该密封件包括用于为阀内件圆顶提供磨损面的垫圈部分和用于与阀内件圆顶形成唇形密封的环状孔。

参考后面的说明以及附图，对于本技术领域内的专业人士来说，前述的本发明的特点和优势以及其他一些额外的特点和优势是显而易见的。

附图说明

后面对附图的详细说明会参考以下图形：

图1是一种电子龙头系统的示意性实施例的平面图，该系统包括具有从其延伸到控制器装配件的电缆的阀体装配件，以及具有从其延伸到控制器装配件的电缆的喷头装配件；

图2是说明图1中电子龙头系统的框图；

图3是阀或装配件的示意性实施例的透视图；

图4是图1中的阀体装配件的爆炸透视图；

图5是图1中沿线5-5的剖视图；

图6是图5的详细视图；

图7是图1的阀体装配件的前视图；

图8是图4中阀构件和阀套的顶部透视爆炸图；

图9是图4中阀构件和阀套的底部透视爆炸图；

图10是图4中阀构件的透视图；

图11是图4中阀构件、手柄以及阀套透视爆炸图，显示了该阀构件处于OFF位置；

图12是图4中阀构件、手柄以及阀套透视图，显示了该阀构件处于OFF位置；

图13是与图12一样的透视图，其中阀构件处于ON位置；

图14是图4中引导环的透视图；

图15是图4中内部套筒的透视图；

图16是图4中基座、内部套筒和隔离片(spacer)的透视图；

图17是图4中支持架垫圈的透视图；

图18是图4中的外部套筒、圆顶垫圈以及圆顶护罩剖开后的透视爆炸图；以及

图19是用于检测图12和图13中的阀构件的位置以及检测用户与图4中手柄装配件和外部套筒接触状态的电路示意图。

具体实施方式

后面的描述的实现仅仅是示范性的，而不是使本发明限定于所揭示的精确形式。而且，为了使本领域的普通技术人员能够实施本发明，选择了实施例以说明。

最初参考图1和图2，显示了与热水源101A和冷水源101B液体连通的示意性电子龙头系统100。龙头系统100包括喷头装配件102和安装在下沉式平台105(sink deck)上的阀体装配件104。如这里以及其他更多相关的申请中更为详细的描述一样，喷头装配件102包括几个电传感器。这些相关的专利申请包括美国临时专利申请No.60/661,982，于2005年3月14日提交，名为″控制龙头的位置传感检测装置″以及临时专利申请No.60/662,107，于2005年3月14日提交，名为″用于电子龙头的喷头装配件以及提供电缆应变消除(strain relief)的方法″，这些文献已经作为解释性的参考在这里结合。更具体地说，喷头装配件102包括具有红外传感器103A的传感器装配件103，该红外传感器103A一般位于喷头装配件102的上部106，用以检测是否存在如用户的手这样的对象。传感器装配件103还包括位于上部106的霍尔效应传感器(未显示)，用以检测拔出式或下拉式喷嘴108何时与上部106隔开远离，例如当用户将水流指向下沉式水盆109中的物体时。此外红外传感器103还包括电容式触摸传感器(未显示)，其中可以通过用户接触喷头装配件102而使从喷头装配件102来的水流开始流动。其他的传感器或者电子装置可以放置在喷头装配件102里面或者附接在其上面。

由于上部106内一般都存在电子装置(如描述的传感器)，喷头控制电缆120被包含在喷头装配件102的输送喷头110(delivery spout)的里面，并在传感器装配件103和控制器116之间形成电连通。示意性地，控制器116包括可操作地连接到控制单元119的电池盒117。其他一种或多种相关专利申请提供了关于控制器116的更多详情，包括2005年3月14日提交的名为″电池盒装配件″的美国临时专利申请No.60/661,981，该文献已经作为解释性的参考在这里结合。但是应该理解，在其他可选的实施例中，控制器119可以通过来自交流直流转换器的交流电源或直流电源进行供电。

阀体装配件104还包括几个传感器，此处会作更详尽的解释。阀体装配件104包括手动阀构件202(图4)，用于通过被支撑为相对于支持架或外部套筒206移动的手柄204进行手工操作，以提供对水流和温度的手动控制。位置传感器208(图12)被定位于外部套筒206以检测手动阀构件202的位置，进而检测手柄204的位置。阀体装配件104进一步包括电容式触摸传感器210(图12)，其中可以通过用户接触阀套装配件104而使来自喷头装配件102的液流开始流动。其他的传感器或者电子装置可以定位于阀套装配件104内或者附接于其上。由于外部套筒206中一般都存在电子装置(如所描述的传感器)，阀控制电缆130被包含在外部套筒206中，并与控制器116之间形成电连通。

进一步参考图2，龙头系统100与热水源101A和冷水源101B液体连通。阀体装配件104将来自热水源101A的热水和来自冷水源101B的冷水混合，通过混合水管道131为促动驱动阀132提供混合水。示意性的，促动驱动阀132包含可从意大利的R.P.E获得的常规磁性自锁电磁阀。控制器116通过电缆128对促动驱动阀132进行控制，同样对提供给喷头装配件102的混合水进行控制。如图1和图2所示，阀104和132串联设置并通过混合水管道131液体连通。喷头装配件102配置为将混合水通过喷嘴108喷出到常规的下沉水盆109中。

如图1和图2所示，当促动驱动阀132打开时，龙头系统100可按常规方式进行操作，即在人工控制的模式下，通过操作手柄204和阀体装配件104的手动阀构件202。反过来说，当手动控制的阀体装配件104设置成可选择水温和水流速度(flow rate)，采用触摸的方式控制促动驱动阀132，或者当物体(如用户的手)在检测区域中时，通过接近传感器来驱动促动驱动阀132，从而使水流在打开和关闭状态之间进行切换。

在示意性实施例中，促动驱动阀132通过控制单元119中的电子电路进行控制，控制单元119用于对龙头装配件100进行逻辑控制。该逻辑控制包括至少两种功能模式：手动模式，在这种情况下驱器阀132保持打开；以及自动模式，在这种情况下促动驱动阀132响应来自接近传感器传来的信号。因此，在手动模式下，类似于传统的龙头，通过手柄204的位置对龙头装配件100进行控制，且在自动模式下，水流响应于接近传感器的信号进行打开和关闭的转换(水流的温度和速度仍然由手柄204的位置进行控制)。

示意性地，龙头装配件100设置成在自动模式下通过用户交互进行操作，例如通过按钮输入信号，通过集成在龙头装配件100中某部分，例如喷头装配件102中的应变计或压电式传感器来输入信号，或者通过电容式触摸按钮或其它电容式触摸检测器来输入信号。应该了解，触摸式控制是不足以改变手柄204的位置的，无论其中应用了应变计或电容式触摸传感器对用户和手柄204之间的接触进行响应。

如名为“家用自动龙头的电容式触摸ON/OFF控制”的美国专利6,962,168所说明的那样，电容式触摸控制可以集成进龙头装配件100的喷头装配件102中。该文献已经作为解释性的参考在这里结合。在某些示意性实施例中，可采用同一个模式的选择器使龙头装配件100从自动模式回到手动模式。在这些确定的示意性实施例中，如这里详细描述的一样，触摸式传感器也集成进手柄204中。在这些示意性实施例中，这两个触摸控制既可独立操作(即通过接触触摸控制中的任何一个来改变模式)，也可一起操作，这样只有当两个触摸控制同时被接触时，才改变模式。

在某些可选的实施例中，一旦处于自动模式，通过简单地使手动龙头控制手柄204回到关闭位置而使装配件100回到手动模式，此外，在某些示意性实施例中，龙头装配件100可以在一段时间，例如20分钟后，在没有用户干预的情况下回到手动模式。这种超时处理的功能在一些采用电池供电的应用中是有用的，因为它延长了电池使用寿命。在一个示意性实施例中，一旦自动模式启动，促动驱动阀132关闭，水流停止。这种状态是自动等待状态，这种状态下，可以通过接近传感器启动水流。手动阀手柄204最好保持在打开位置。换言之，手动阀体装配件104保持打开，这样只能通过促动驱动阀132停止水流。

在自动等待状态，位于传感器的触发区与的物体使龙头装配件100进入自动模式激活状态，在这种情况下促动驱动阀132打开，从而使水流动。只要物体被探测到仍在传感器的触发区域内，龙头装配件100会保持自动激活模式，促动驱动阀132保持开放。当传感器的触发区里内检测不到物体时，龙头装配件100返回自动等待模式，促动驱动阀132关闭。

应该认识到当用户试图调节水流流速或温度时，水流是很重要的。更具体地说，用户在调节时会感觉这些特性，实际上是形成了一个反馈回路。因此，对水流特性的调节是另一码事，其中水流最好处于被激活而不需要用户把他或她的手或物体放在触发区。因此，在该实施例中，当龙头装配件100处于自动等待模式时，无论何时触摸了手动控制手柄204，龙头装配件100会转换到自动激活模式，且促动驱动阀132被打开。

在某些可选的实施例中，在自动模式下，当手柄204被触摸时，龙头装配件100切换到手动模式，这当然也会导致水流启动(除非手柄是关闭的)，就如接近传感器的激活一样。如果用户希望随后返回自动模式，他或她可以按照惯常的方式，例如通过触摸控制，来重新激活。

在示意性实施例中，当手动阀体装配件104被打开和释放时，龙头装配件100并不马上进入自动模式。反之，龙头装配件100会进入一种″准自动″状态，其中龙头装配件100继续以手动控制，促动驱动阀132保持打开。这种准自动状态一直持续到接近传感器在传感器的触发区没有检测到物体的存在为止。这使龙头装配件100在初始操作时，作为普通手动阀使用，而在触发区检测到物体存在后，自动转换到自动模式。这种准自动模式的好处是，龙头装配件100可以作为传统的手动龙头进行操作，而不需要手动选择手动模式。这在单次使用时是有价值的，比如，在取一杯水或客人使用龙头装配件100等单次使用激活的时候。在这些实施例中，当用户最初打开龙头装配件100并调节水温或流速，然后释放手柄204时，水不立即切断，从而阻止用户试图将龙头装配件100作为手动龙头进行操作的企图。当用户调节完水流，并在龙头装配件的检测区域放置了物体后，龙头装配件100会随后进入自动模式。

由于龙头装配件100响应于其不同输入装置的行为是它当前所处模式的功能，示意性地，龙头装配件100包括一些种类的低能耗指示器来显示它的当前模式。适合的指示器包括LED(发光二极管)，LCD(液晶显示器)，或者电磁自锁机械指示器。在特定实施例中，当龙头装配件100处于自动模式时，模式指示器可能只是被激活的个位指示器(例如单个LED)。可选的，模式指示器可以包括用于每种可能的模式的分位显示。仍然在其他实施例中，模式指示器采用其他方法指示模式，例如彩色LED，其中一种颜色指示自动模式，另一种或者其他颜色代表其他模式。这里提供了关于模式指示器的其他细节。此外，模式之间的转换可以通过声音输出来指示。

当用户用完龙头装配件100后，龙头装配件100显示成断电并回到基准状态。断电可以节约电能，这样使之在采用电池供电来操作龙头装配件100时成为更可行的方式。使龙头装配件100回到基准状态是有用的，因为这样当用户在一段特定的时间内首次使用龙头装配件100时，可以给出可预测的行为。基准状态最好就是手动模式，因为龙头装配件100的下一个用户有可能对自动操作并不熟悉。示意性地，用户能够通过使手柄204返回关闭位置，而使龙头装配件100断电并使之返回手动的，基准状态，因为这是用户一种条件反射和本能的反应。结果示意性实施例的龙头装配件100配置为用于感测手柄204是否在关闭位置。

示意性地，龙头装配件100还包括“看门狗”计时器，它可以在特定时间之后，自动关闭促动驱动阀132，以避免水溢出或者泛滥。在特定的示意性实施例中，一旦在传感器的触发区不再检测到物体，便回到正常操作状态。在其他特定示意性实施例中，一旦手动阀体装配件104被关闭，便回到正常操作状态。仍然在其他示意性实施例中，两种情况下都回到正常操作状态。在这些包括自动模式指示器的示意性实施例中，指示器闪烁，或者采用其他控制方式以指示超时状况。

除了上述各种不同的节能方法，该示意性实施例还包括用于在电池低电量的时候警告用户的输出机构。应该认识到除了示意性地使用LED和声音输出外，可以使用任何合适的输出机构。

参考图3和图4，根据本发明的一个示意性实施例的阀体装配件104一般包括罩装配件212以及水路装配件213，配置为通过安装装配件214连接到下沉式平台105。

如图3至5所示，罩装配件212通常包括金属阀壳体218、附接到阀壳体218上的印刷电路板(PCB)220、内部套筒222、基座224、垫圈226、阀构件202、引导环228、连接环230、阀帽232、圆顶234、以及金属外部套筒206。

参考图6、8和9，阀壳体218包括上部236、外圆凸缘238、以及下部240。如图8所示，上部236包括位于终止于由边缘248限定的开口246的侧壁244上的外螺纹242。开口246开口朝向阀腔250，阀腔250内有热水进水口252、冷水进水口254以及混合水出口256。如图所示，阀腔250的下壁258大致呈球形轮廓以便使用阀构件202对阀进行调节，如后面进一步描述那样。在侧壁244上形成缺口260，由边缘248朝向螺纹242延伸，用于接收连接环230的一部分，后面会进一步描述。下部240包括大致呈圆柱形的侧壁264，该侧壁264具有扁平部分266，用于接收PCB220。示意性地，传统扣件，例如螺钉267将PCB220连接到扁平部分266。在侧壁264上形成有凹槽268，以允许电缆130通过以连到PCB220，下面会进一步描述。下部240还包括下壁270，下壁270具有与热水进水口252液体连通的热水口272，与冷水进水口254液体连通的冷水口274，以及与出水口256液体连通的出口276。附着杆278固定安装在下壁270上，并包括了螺纹部分280(图9)。

参考图4和12，PCB220包括用于与附接在电缆130的一端的连接器284配合的连接器282。电缆130包括通过电缆130延伸到插头288的多条导线286，插头288与控制单元119的插座290配合(图1)。PCB220还包括电子器件292和位置传感器208，电子器件292包括配置为用于检测人体与阀体装配件104的特定部分接触的电容触摸传感器210，位置传感器208用于检测阀构件202和手柄204的位置。传感器210和208通过电缆130提供表示接触情况和手柄的位置的信号，下文会进一步描述。电子器件292的示意图如图19所述。

参考图4、5、15和16，内部套筒222包括大致圆柱形侧壁294，其限定了内空间296、上开口298、和下开口300。从侧壁294靠近上开口298的上表面301伸出的是小突起302(图16)，用以使内部套筒222与阀壳体218对准和扣紧。下文会进行进一步的描述。外螺纹304围绕侧壁294靠近下开口300延伸，径向伸出凸缘306也从侧壁294的下开口300处延伸。一对径向相对的开口308(图16中只显示了一个开口308)通过侧壁294在凸缘306和螺纹304之间延伸。如图15所示，第一对准突起312a和第二对准突起312b从凸缘306朝着基座224延伸。第一对准突起312a具有与第二对准突起312b的弧形长度不同的弧形长度，以使内部套筒222和基座224只在一个相对的方位上配合。

如图4、5和16所示，环形孔垫圈或隔片314被支撑在内部套筒222的上表面301上。隔片314包括与阀壳体218的凸缘238合作的凸缘315，并通过传统的方式，比如焊接，与凸缘238连接。示意性地，如图16所示，凹槽317配置为用于接收突起320，以使内部套筒222与隔片314正确定位，因此也与阀壳体218定位。而该示意性实施例中，隔片314是与阀壳体218连接的独立的组成部分，应该认识到，在其他可选的实施例中，隔片314也可与阀壳体218一体形成。

现在参考图5和图16，基座224大致呈环形，并由电绝缘材料，如塑料制成。基座224包括中间开口316、一对向上突出的插销318a和318b，多个凹进322。还有电缆夹324延伸到中间开口316中，用于与附接在电缆130上的圆柱形应变消除套筒326(strain reliefsleeve)连接(图4)。关于电缆夹324和套筒326的更多细节见美国临时专利申请，编号60/662,107，于2005年3月14日提交，名为″电子龙头用喷头装配件以及提供电缆应变消除的方法″，该文献已作为参考在本文结合。基座224足够高，这样当装配件104安装到下沉式平台105上时，水不会通过基座224漫到外部套筒206上(图7)。

环形垫片327由泡沫制成，可放置在套筒222和基座324之间。垫片327包括一对凹口329，用以容纳内部套筒222的凸起312。

如图4和图17所示，垫片226包括环328和从环328向下延伸的轴肩330。环328和轴肩330一起限定了中间开口332，用于接纳水路装配件213。开口332可包括用于使电缆130通过并接收电缆130的延伸部334。垫片226由电绝缘弹性材料如橡胶制成。

现在参考图6、8和10，可动阀构件202具有大致呈空心球或球面336，其上具有热水口338，冷水口340，一对输出口342，和引导槽344。球336包括连接通道346，该通道液体连通热水口338，冷水口340和输出口342。对于在本领域具有一般经验的人来说显而易见，开口338，340间隔放置，并分别与阀壳体218的热水进水口252和冷水进水口254连接，这样球336在空腔250里面的移动使流入球336内的热水和/或冷水流量发生变化，这与常规的方法一样。流入球336的混合水通过输出口342流出，并绕着球336的外表面348到阀壳体218的输出口276。热水进水口252和冷水进水口254通过隔离件(stand-off)或者密封件350和352形成，密封件350和352延伸到空腔290中以将球336和下壁258隔开，以允许前述的流出液流。阀构件202还包括棒或杆354，和连接到球336的内表面的磁体356，用于探测阀构件202和手柄204的位置，其实现方式下文会进一步介绍。

在示意性实施例中，磁体356与阀构件202连接，应该认识到，磁体356可以支撑于任何位置以检测何时阀构件202处于关闭(OFF)位置和/或打开(ON)位置。举例来说，磁体356可与手柄204连接，手柄204与阀构件202一起移动。

参考图6和11，支持架358将磁体356支撑在球336的连接通路346中。示意性地，支持架358包括壳体360，壳体360靠近输出口342a的地方具有用于支撑磁体356的固定器362。磁体356可以用常规方式固定在固定器362上，如用铆钉或者粘合剂等。壳体360还包括与输出口342b接合的环形支持或环圈364，以及用于与球336的内表面367接触的销(peg)或者顶杆366。弹簧368位于壳体360的接收凹口370里面并与顶杆354的基座372接触。应该认识到，弹簧368对支持架358施加偏置力，从而便于顶杆366与球336的内表面367的接合，这样使支持架358在连接通路346中间固定。

现在参考图4和图6，引导环228包括上部376和下部378，并带有中间开口380。导向环228由弹性材料如橡胶制成，在阀空腔250和连接环230之间形成水密封。支承面382与下部378形成一体，当球336在阀壳体250中运动的时候，支承面382以一种低摩擦方式与球336的外表面接合，下文会进一步描述。

上部376具有比下部378更小的直径，用于与连接环230接合。

现在参考图2、6和14，连接环230包括圆柱形侧壁384、上壁386、以及延伸部388。对齐突起390从侧壁384向外横向延伸。侧壁384和上壁386一起限定内部区域392，用于接纳引导环364的上部376。上壁386限定了引导口394，用于在调节水流的过程中，限制顶杆354的移动。

参考图4至6，阀帽232包括侧壁396，侧壁396具有斜切面398并限定了中间开口400和内部区域402。侧壁396还包括内螺纹404和其内部表面408上的环状槽406，用以接纳常规的防抓环410(anti-seizering)。塑料插件412固定在中间开口400中，用于接纳连接环230的延伸部388，并使得阀帽232相对于连接环230的转动，且插件412和延长部388之间出于一种低摩擦接合的状态。塑料插件412包括多个缺口414和与从阀帽侧壁396延伸到内部空间402的内螺纹418啮合的外螺纹416。使用工具使缺口414接合，插件412可相对于侧壁396旋转，并且由于阀帽外螺纹418与内螺纹416的配合，插件进一步进入或者移出中间开口400。从这里的揭示明显地看出，当插件412进一步进入中间开口400，它迫使连接环230抵靠引导环228，且引导环228抵靠球336，从而提高了用手柄204移动球336的阻力，如这里所描述的那样。

现在参考图6和18，圆顶234呈半球状，其中包括内表面420和外表面422。通过圆顶234上形成有中心孔424，用于接收阀构件202的顶杆354，下文会进一步描述。

图6和18显示的很清楚，外部套筒206包括近似圆柱形的侧壁426和上壁428(图1)，它们共同形成中空的内部空间430。侧壁426包括与内部套筒222的螺纹304配合的内螺纹432(见图18)，下文会进一步描述。上壁428形成中间开口436(图1)，用于接收手柄204和圆顶234的一部分。外部套筒206由导电材料如不锈钢，黄铜，铜等制成，应该认识到外部套筒206可形成为各种不同的形状，以适应不同品味的消费者。

弹性密封件438位于外部套筒206和圆顶234之间。密封件438包括外环圈239，内环圈440，以及近似于平面的垫片部分442。内环圈440采用Hp密封，以防止水流入内部空间444(图5)。垫片部分440为圆顶234提供了磨损垫圈或表面，也可作为圆顶234的次密封面。

参考图4和图6，弹簧446围绕着顶杆354同心地收容在圆顶234的内表面420与球336的外表面348之间。如这里详细描述的，当外部套筒206旋到内部套筒222上时，弹簧446被压缩，从而迫使圆顶234扩展环440和并紧压垫片部分440。更具体地说，外部套筒206降至最低点到轴肩448处的内部套筒222上(图5)。弹簧446使得在保持密封件438的密封接触的同时，消除了误差积累。

现在参考图3到5，水路装配件13包括热水和冷水进水管450和452，其顶端分别附接有常规配件454和456，以方便地连接到用于热水和冷水的水管101a和101b(图1)。更具体地说，热水进水管450用于为阀壳体218的热水进水口346供应热水，而冷水进水管452用于为阀壳体218的冷水进水口348供应冷水。示意性地，配件454和456每个都包括常规的快速释放连接口458和460。输出管462包括端部464，该端部464与混合水管道131连接，用于在与阀体装配件104连接时，与喷头装配件102连接。O型圈466适配进外圆槽，以密封与混合水管道131的连接。如图5所示，水管450和452都经过焊接或其他方式与阀壳体218的开口272和274连接。

图3至图5显示的很清楚，手柄204包括具有第一端部472和第二端部474的锥体470。中心孔476从锥体470的第二端部474向上延伸。手柄204可通过设置螺钉478固定到球336的顶杆354，螺钉478与形成在顶杆354上的平面479接合(图10)。

现在参照图4和7，安装装配件214包括金属基座480和连接到基座480的塑料板482。基座480和板482都具有切口484和486，用于接收水管450、452、462和电缆130，下文会进一步描述下文。基座480和板482还包括孔488和490用于接收附着杆278的螺纹部分280，这也会在下文描述。进一步参考图4和7，安装装配件214可能包括多个空心圆柱形间隔492、494和紧固件496。紧固件496包括近似空心的壳体498，其开口端502上有螺帽500。壳体498的另一端506上在枢轴转动点507处可枢轴转动地附接有杠杆504。

阀体装配件104按下面的方式组装和安装在下沉式平台105上。如图4和图5所示，内部套筒222、基座224、垫片226穿过水路装配件213。电缆130也穿过垫片226。如图4、15和16所示，基座224和内部套筒222彼此相对转动，这样内部套筒222的对齐凸起312a和312b与基座224的具有合适尺寸的凹进322对齐，基座224的插销318a和318b与开口308对齐。此外，附接在电缆130上的圆柱形应变消除套筒326(图4)卡入电缆夹324或位于电缆夹324的上方(即毗邻内部套筒222)，以阻止电缆130在阀体装配件104安装之后脱离PCB220。

下一步，如图3、15和16所示，基座224，垫片327，内部套筒222安装到一起，这样对准突起312a和312b进入凹进322，插销318a和318b卡入开口308中，从而阻止基座224从内部套筒222分离。如图5所示，在基座224和内部套筒222连接一起后，间隔314位于阀壳体218的凸缘238上，内部套筒222然后移过阀壳体218的下部240，这样内部套筒222的凸起302进入阀壳体凸缘238的缺口260。这种方式下，阻止了内部套筒222和基座224相对于阀壳体218旋转。

阀构件202、引导环228、连接环230和阀帽232可以接着被安装到阀壳体218的上部236。参考图4和6，阀构件202的顶杆354穿过引导环228的中心开口380，并且穿过连接环230的引导孔394。引导环228的上部376也插入到连接环230的内部区域392。

接下来，阀构件202的球336被插入阀壳体218的空腔250中。在安装球336的过程中，球336的引导槽344收容延伸进入空腔250的导向杆508(图8)，以允许球336相对于空腔250有前进，倒退和有限的侧向运动，又可阻止球336在空腔250中的旋转运动。如图6所示，球336和引导环228环几乎完全收容在空腔250内，这样球336基本放置在空腔250里的密封件350和352上，且引导环228的下部378位于形成在空腔250里面的轴肩510上，以形成密封。连接环230的侧壁384的一部分也位于空腔250里，连接环230的对齐凸起390位于阀壳体上部236的缺口260内，以阻止连接环230相对于上部236转动。

现在参考图4和6，阀帽232接着位于阀壳体218的上部236，这样阀构件202的顶杆354通过阀帽232的中心孔400延伸。然后将阀帽232拧到上部236，以使阀帽232的内螺纹404旋进上部236的外螺纹242。这种方式下，阀帽232紧固在阀壳体218上。其次，弹簧446位于螺纹顶杆354的上方。弹簧446的一端与球336接合。如图6所示，圆顶234位于螺纹顶杆354的上面，这样顶杆354通过圆顶234的中心孔424伸出。应当认识到弹簧446的另一端与圆顶234接合，并将圆顶234推离阀帽232，解决了各种不同组件的误差积累问题。

现在参考图4和5，下一步外部套筒206安装在圆顶234、阀帽232、连接环230、引导环228、阀构件202、阀壳体218、和内部套筒222的上方。外部套筒206的内螺纹432被啮合到内部套筒222的外螺纹304，直到外部套筒206完全坐落在内部套筒222的轴肩448上。如图5所示，在这个位置，圆顶234从外部套筒206的中间开口436部分伸出。从前面看很明显，然而，圆顶234没有与外部套筒206的上壁接触。圆顶234压靠在密封件438上。因为内部套筒222、基座224、密封件438由非导电材料制成，外部套筒206与阀壳体218和阀壳体218接触的导电结构是电绝缘的。

现在参考图4和5，通过将顶杆354插入到形成在锥体470的第二端部474内的孔476中，直到端部474坐落到圆顶234上，手柄装配件204被附接到阀构件202的顶杆354上。接下来，螺钉478插通锥体470与平面479啮合，从而使手柄204夹紧在顶杆354上。

如图5所示，垫片226接着被适配进形成在基座224中的下凹进512中。更具体地说，垫片226的环332被收容进凹进512。垫片226的轴环330从环328沿伸过水管450、452、462、附着杆278和电缆130。附着杆278和电缆130现在可以通过下沉式平台105的开口514放置，这样轴环330沿伸进入开口514，且环328和基座224放置于下沉式平台105的上表面上(图7)。综上所述可以明显看出，垫片226和基座224使阀体装配件104的所有其他部件与下沉式平台105电隔离。

现在参考图4和7，通过首先放置金属基座480塑料板482在水管450，452，462和电缆130上，将阀体装配件104固定在下沉式平台105上。更具体地说，水管450，452，462和电缆130穿过安装装配件214的基座480和板482上的缺口484和486。然后，基座480和板482朝向垫片226向上滑动，附着杆278的螺纹部分280穿过基座480和板482的孔488和490。如图7所示，下沉式平台105夹在垫片226和安装装配件214的板482之间，板482也是不导电的，并将水路装配件与下沉式平台隔离开。接下来，间隔492适配在螺纹部分280的上方。应当认识到，取决于下沉式平台105厚度，间隔492可能没有必要，或者需要间隔492和间隔494(或者更多间隔)，以按照这里描述的方式稳固地将阀体装配件104安装到下沉式平台105。

扣件496接着附接到螺纹部分280上。更具体地说，通过使扣件496相对于附着杆278转动，将扣件主体498的螺帽500与螺纹部分280啮合。在这种方式下，螺纹部分280的端部可能部分延伸进主体498的中空部分。现在参照图7，最终扣件主体498的端部502紧靠间隔494。进一步旋转扣件496，迫使间隔492和494抵靠安装装配件214的基座480，从而将下沉平台105压紧在安装装配件214的板482、垫片226和基座224之间。杠杆504可旋转到图3所示的位置以最后提供用于最终紧固扣件496的扭转力矩，以将阀体装配件104牢固地安装在下沉式平台105上。

当全部组装和安装后，阀体装配件104看起来如图1所示。供应管101A和101B安装到配件454和456上，混合水管131与输出水管462的一端464连接从而引导流过阀体装配件104的水流到喷头装配件102。最后，位于电缆130的自由端的插头288与控制器116连接，以便于按照这里描述的方式操作阀体装配件104。

现在参考图1，阀体装配件104与控制器116连接，控制器除其他外，还控制促动驱动阀132。详细的说，当阀132启动时，允许水从阀体装配件104流向喷头装配件102。阀体装配件104的PCB220除了其他外，还包括位置传感器208、图示的磁场传感器，如霍尔效应传感器。PCB220也包括电容式触摸传感器210，如由量子科研小组(Quantum Research Group)制造的QProx^TM传感器。图19显示了PCB220的电子器件292的电路示意图。

如图12和13显示的那样，手柄204可从OFF(关闭)位置(图12所示)，在OFF(关闭)位置阀构件202的磁体356邻近于霍尔效应传感器208，移动到多个ON(打开)位置中的任何一个(图13显示了其中一种位置)，在ON(打开)位置磁体356远离霍尔效应传感器208。应当认识到，OFF位置其实包括多种位置，其中手柄204可调节到以不同的角度偏离霍尔效应传感器208，但是其偏离量又不足以导致水流通过阀构件202。在一种实施例中，这种角度调整的范围大约是7度。当手柄204在OFF位置时，球336的冷水口340不与阀壳体218的冷水进水口348对齐，热水口330也不与热水进水口346对齐。因此，通过阀体装配件104到喷头装配件102的水流被阻止。当手柄204处于OFF位置时，磁体356靠近霍尔效应传感器208，使霍尔效应传感器208通过电缆130向控制器116产生“阀关闭信号”。当手柄204移出OFF位置，球336的开口338和340与进水口252及254对齐(依赖于按照预期的流量和水流温度调整的手柄204的位置对齐量是不同的)，从而使水流通过球336的输出口342和混合水管道131到喷头装配件102。此外，由于磁体356远隔霍尔效应传感器208，PCB220向控制器116产生“阀门打开信号”。

按照在本领域中所知的电容传感原理，当用户触摸到阀体装配件104的外部套筒206或者手柄204时，触摸传感器210进行检测。应该明白喷头194上包含相类似的触摸传感器，在一个或多个其他相关的专利申请中对此有更详尽的解释，这些专利申请包括名为“控制龙头的位置传感探测器布置”的美国临时专利申请NO.60/661,982，2005年3月14日提交，和名为“多模式自动龙头”的美国专利No.10/755,581，2004年1月12日提交。当用户触摸阀体装配件104(或喷头装配件102)的任何组件达到一段相对较短的时间间隔(例如，50毫秒至330毫秒)，触摸传感器210使PCB220通过电缆130向控制器116产生“接触信号”。另一方面，如果用户触摸阀体装配件104的任意组件达到一段相对较长的时间(如超过330毫秒)，触摸传感器210使PCB220通过电缆130向控制器116产生“握住信号”。握住信号可能来自于用户握住手柄204使之移动出OFF位置，并调节通过阀体装配件104的水流和水温。

如在一个或多个相关申请中更详细描述的那样，喷头装配件102的红外传感器103a检测喷头装配件102下面或者邻近的检测区域里面是否有物体(例如用户的手)存在。启动时，红外传感器103A使控制器116产生一个“启动喷头信号”。应当认识到在操作中，红外传感器103A定期通过发射信号检查是否有物体接近喷头装配件102，从而消耗电源117的电能。

阀体装配件104提供了不同的操作模式。在一种模式下，用户可握住手柄204，并将阀体装配件104移动到OFF位置。如上所述，由此产生由控制器116接收的阀门OFF(关闭)信号。作为回应，控制器116禁用红外传感器103A。此时红外传感器103A没有必要检测是否有物体在喷头装配件102的附近，因为当手柄204处于OFF位置，水不能流到喷头装配件102。这样，红外传感器103A不再周期性地产生信号以检测是否有物体在喷头装配件102的附近，从而消耗更少的电能。在另一种情况下，用户可以握住手柄装配件204使之移出OFF位置。然后霍尔效应传感器208产生一个阀门ON(打开)信号，使得控制器116启动阀132。结果，水流过阀体装配件104和喷头装配件102。阀门ON(打开)信号还使得控制器116启用红外传感器103A。如果用户离开水槽达到一段较长时间(如5分钟)，控制器116中的计时器(未显示)暂停，使控制器116去关闭阀132，从而使水流停止，即使手柄204处于ON位置。这一功能可以避免水的浪费和溢出所造成的损坏。

另一方面，如果用户让手柄204处于ON位置，但是触动手柄204、外部套筒206、或喷头装配件102，触摸传感器210使PCB220发送接触信号到控制器116，即使手柄204保持在ON位置，这仍会停止阀132以阻止水流通过阀体装配件104。红外传感器103A保持激活状态。反之，如果用户不触动手柄204或外部套筒206，而是抓住手柄204或者外部套筒206，然后触摸传感器210会使PCB220产生握住信号到控制器116，这不会停止阀132，因为控制器116设置成将握住信号解释成阀体装配件104仍在被使用，例如用户正使用手柄204调节水流和温度。红外传感器103A仍然处于被激活状态。

反过来说，如果不是触动或握住手柄204、外部套筒206或喷头装配件102，而是在将手柄204移动到ON位置后，用户将他或她的手放到喷头装配件102下，红外传感器103A检测到用户手的存在，并产生一个激活喷头信号。由于喷头装配件102已经启动，这一信号并不影响系统的运作，水继续流动。即使用户将手从喷头装配件102下移走后，红外传感器103A不再产生激活喷头信号，也不会导致控制器116关闭阀132，因为手柄204处于ON位置而且也并未超过预定时间。然而，当暂停期停止以后，控制器116关闭了阀132，如果用户把手放到喷头装配件102下面，红外传感器103A产生激活喷头信号并使控制器116启动阀132，使水开始流动。应当认识到，每次手柄204、外部套筒206、或喷头装配件102被触摸到，暂停期被复位。还应当认识到，暂停期可以编程进入控制器116并在设置时进行调整。

虽然已经使用示意性的设计对本发明进行了描述，本发明仍可在揭示的思想和范围内进一步进行修改。例如，前面描述的球336和空腔250的布置可换成一对带对准的水流孔的圆盘，两者之间可以在转动型的阀手柄作用下进行相对运动以进行水流和温度的调节。本申请因此拟覆盖任何应用本发明的一般原则而形成的变化、使用或改进。此外，本申请拟覆盖在本发明所属技术领域内已知和习惯性实现的基础上根据本揭示进行的更改。

Claims (33)

1.一种用于电子龙头的阀装配件，其特征在于，该阀装配件包括：

具有空腔的阀壳体；

由所述阀壳体支撑的磁场传感器；以及

阀构件，该阀构件布置在所述空腔内并包括磁体，所述阀构件可在对应于所述传感器产生第一信号的第一位置和对应于所述传感器产生第二信号的第二位置之间移动，其中所述磁体在所述阀构件处于第二位置时比所述磁体在所述阀构件处于第一位置时离所述传感器更远。

2.如权利要求1所述的阀装配件，其特征在于，所述阀构件可在一个OFF位置和多个ON位置之间移动，在该OFF位置，所述磁体靠近所述传感器产生第一信号，在该ON位置，所述磁体位于比当所述阀处于OFF位置时离所述传感器更远的位置，产生第二信号。

3.如权利要求1所述的阀装配件，其特征在于，还包括由所述阀壳体支撑的电容式传感器，该电容式传感器配置为当所述阀体与用户电连通时产生第三信号。

4.如权利要求1所述的阀装配件，其特征在于，其中所述阀构件包括球体，该球体具有热水进水口、冷水进水口、混合水出水口和连接通道，该通道提供所述热水进水口、冷水进水口和混合水出水口之间的液体连通。

5.如权利要求4所述的阀装配件，其特征在于，进一步包括支撑在所述球体的连接通道内的支持架，该支持架包括可操作地连接到所述磁体的保持构件。

6.如权利要求5所述的阀装配件，其特征在于，其中所述支持架包括主体和可操作地连接到所述主体上的弹簧，该弹簧配置为偏置所述主体以使所述主体与所述球体的内表面接合。

7.如权利要求1所述的阀装配件，其特征在于，进一步包括从所述阀构件向上延伸的手柄，以便于所述阀构件的移动。

8.如权利要求1所述的阀装配件，其特征在于，其中所述磁场传感器包括霍尔效应传感器。

9.如权利要求1所述的阀装配件，其特征在于，其中所述传感器与控制器电连通，所述控制器配置为用于控制促动驱动阀的操作。

10.如权利要求1所述的阀装配件，其特征在于，进一步包括垫片，该垫片配置为将所述阀壳体与下沉式平台电隔离。

11.如权利要求1所述的阀装配件，其特征在于，进一步包括：

可操作地连接到所述阀构件的阀内件圆顶；

与阀壳体接合的外部套筒；以及

位于所述阀内件圆顶和所述外部套筒之间的密封件，该密封件包括用于为所述阀内件圆顶提供磨损表面的垫片部分，和用于为所述阀内件圆顶提供唇形密封的圆环圈。

12.一种电子龙头装配件，其特征在于，包括：

进水管道；

输送喷头；

与所述进水管道和所述输送喷头液体连通的阀体；

由所述阀体支撑的手动阀构件，该手动阀构件配置为在打开位置和关闭位置之间移动，以控制从所述进水管道到所述输送喷头的液体流动；

由所述手动阀构件支撑的传感元件，该传感元件可以随着手动阀构件移动；

相对于所述传感元件间隔放置的位置传感器，该位置传感器配置为检测所述传感元件的相对位置并相应地提供指示所述手动阀构件的位置的信号；

与所述手动阀构件液体连通的促动驱动阀；

具有检测区的接近传感器，该接近传感器配置为当所述接近传感器检测到所述检测区有物体存在时产生接近信号；以及

与所述位置传感器、促动驱动阀、和接近传感器电连通的控制器，该控制器配置为在所述位置传感器指示所述手动阀构件处于关闭位置时，使所述接近传感器失效。

13.如权利要求12所述的电子龙头装配件，其特征在于，其中所述传感元件包括磁体。

14.如权利要求13所述的电子龙头装配件，其特征在于，其中所述位置传感器包括霍尔效应传感器。

15.如权利要求13所述的电子龙头装配件，其特征在于，其中所述手动阀构件可以在一个OFF位置和多个ON位置之间移动，在该OFF位置，所述磁体靠近所述位置传感器以产生第一信号，在该ON位置，所述磁体位于比所述OFF位置时离所述位置传感器更远的位置，以产生第二信号。

16.如权利要求12所述的电子龙头装配件，其特征在于，其中所述手动阀构件包括球体，该球体具有热水进水口、冷水进水口、混合水出水口和连接通道，该连接通道提供所述热水进水口、冷水进水口和混合水出水口之间的液体连通。

17.如权利要求12所述的电子龙头装配件，其特征在于，还包括配置为将所述阀体与下沉式平台电隔离的垫片。

18.如权利要求12所述的电子龙头装配件，其特征在于，还包括：

可操作地连接所述手动阀构件的阀内件圆顶；

环绕容纳所述阀体的外部套筒；以及

位于所述阀内件圆顶和所述外部套筒之间的密封件，该密封件包括用于为所述阀内件圆顶提供磨损表面的垫片部分，和用于为所述阀内件圆顶提供唇形密封的圆环圈。

19.一种用于电子龙头的阀装配件，其特征在于，该阀装配件包括：

具有空腔的阀壳体；

布置于所述空腔内的可动阀构件，该阀构件包括球体，该球体具有热水进水口、冷水进水口、混合水出水口和连接通道，该连接通道提供所述热水进水口、冷水进水口、混合水出水口之间的液体连通。

支撑在所述球体的连接通道内的支持架；以及

可操作地连接到所述支持架的磁体。

20.如权利要求19所述的阀装配件，其特征在于，还包括由所述阀壳体支撑的磁场传感器，其中所述阀构件可在对应于所述传感器产生第一信号的第一位置和对应于所述传感器产生第二信号的第二位置之间移动，其中所述磁体在所述阀构件处于第二位置时比所述阀构件处于所述第一位置时离所述传感器更远。

21.如权利要求20所述的阀装配件，其特征在于，其中所述磁场传感器包括霍尔效应传感器。

22.如权利要求20所述的阀装配件，其特征在于，其中所述传感器与控制器电连通，该控制器配置为控制促动驱动阀的操作。

23.如权利要求19所述的阀装配件，其特征在于，其中所述支持架包括主体和可操作地连接到该主体的弹簧，该弹簧配置为偏置所述主体，以使所述主体与所述球体的内表面接合。

24.如权利要求19所述的阀装配件，其特征在于，进一步包括可操作地连接到所述球体的顶杆的手柄，以便于该球体的移动。

25.一种用于电子龙头的阀装配件，其特征在于，该阀装配件包括：

阀壳体；

阀构件，该阀构件位于阀壳体内，并可在关闭位置和打开位置之间移动；以及

用于检测阀构件何时关闭的磁场传感器。

26.如权利要求25所述的阀装配件，其特征在于，其中所述位置传感器包括霍尔效应传感器。

27.如权利要求25所述的阀装配件，其特征在于，进一步包括由所述阀构件支撑并随之一起移动的磁体。

28.一种用于自动龙头并安装在下沉式平台上的阀体装配件，其特征在于，该阀体装配件包括：

阀装配件；

配置为基本覆盖所述阀装配件的外部套筒；

连接到所述阀装配件的手柄装配件；

用于将所述阀装配件、外部套筒、和手柄装配件与所述下沉式平台电隔离的垫片。

29.如权利要求28所述的阀体装配件，其特征在于，其中所述垫片包括径向延伸的环和与该环连接的轴向延伸的轴环，该轴环配置为从所述下沉式平台的开口突出，所述环和所述轴环合作阻止所述阀装配件与所述下沉式平台产生电接触。

30.如权利要求29所述的阀体装配件，其特征在于，进一步包括由所述阀装配件支撑的电容式传感器，该电容式传感器配置为当所述阀装配件与用户之间处于电连通时产生信号。

31.一种用于龙头的阀体装配件，其特征在于，该阀体装配件包括：

具有空腔的阀壳体；

布置在所述空腔内的阀构件；

可操作地连接到所述阀构件的阀内件圆顶；

环绕容纳所述阀壳体的外部套筒；以及

位于所述阀内件圆顶和所述外部套筒之间的密封件，该密封件包括用于为所述阀内件圆顶提供磨损表面的垫片部分，和用于为所述阀内件圆顶提供唇形密封的圆环圈。

32.如权利要求31所述的阀体装配件，其特征在于，进一步包括位于所述阀构件和所述阀内件圆顶之间的弹簧，该弹簧配置为将所述阀构件偏置远离所述阀内件圆顶。

33.如权利要求31所述的阀体装配件，其特征在于，进一步包括收容于所述阀壳体和外部套筒之间的内部套筒，所述外部套筒配置为与所述内部套筒连接，并迫使所述密封件向下与所述阀内件圆顶接合。

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