CN103184758B - 水阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水阀装置，其包含有：一座体，设呈中空筒状且其底部设有至少一通孔；一盖体，设于座体且具有一落水口；一控制单元，包含有中空柱状的一阀体，阀体的顶缘对应于落水口，且阀体中间设有一隔板，区隔出位于上方的一盛水空间与位于下方的一容置空间，容置空间容置有一弹性组件顶抵于隔板与座体之间，当流入盛水空间的水量超过一预定值将能克服弹性组件的弹力而使阀体向下远离盖体；其中，弹性组件为一压缩弹簧，其弹簧常数范围为2x10-3至3x10-3公斤重/毫米。当流入座体的水量达到一预定值以上便自动开启该水阀装置，并于座体的水量低于该预定值时自动关闭该水阀装置，具有结构简易与使用方便的优点，提供良好的防虫与防臭功能，且清洁方便而不容易阻塞。

Description

水阀装置
技术领域
本发明与国际专利分类E03C所界定的集水系统有关，特别是指一种水阀装置，其具有防止臭味及避免蟑螂或蚊虫等害虫侵入的功能，并具有容易清理毛发杂物的优点。
背景技术
一般传统习用的落水头结构如图1所示，其包括一集水槽1及一盖板2，且盖板2表面设有多个过滤孔3用来过滤菜渣或毛发等杂物。由于集水槽1直接与排水管相通，而且盖板2的过滤孔3是完全开放的，导致排水管中长年累积的恶臭会轻易从过滤孔3排入室内。此外，排水管末段直接是连同室外，容易让蟑螂蚊虫等害虫侵入室内，进而散播登革热等病菌，严重影响居家环境的清洁与卫生，为目前尚待克服解决的问题与缺点。
虽然有厂商开发出各种防臭的落水头结构，但普遍存在有过滤效果不佳、清理不方便以及耐用性较差等问题，仍然不够完善。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种水阀装置，其可以封闭排水口达到较佳的防虫与防臭功能。
本发明的次一目的在于提供一种水阀装置，其具有清洁方便不容易阻塞的优点。
为达到上述目的，本发明所提供的一种水阀装置，其特征在于包含有：一座体，设呈中空筒状且其底部设有至少一通孔；一盖体，设于所述座体且具有一落水口；一控制单元，包含有中空柱状的一阀体，所述阀体的顶缘对应于所述落水口，且所述阀体中间设有一隔板，区隔出位于上方的一盛水空间与位于下方的一容置空间，所述容置空间容置有一弹性组件顶抵于所述隔板与所述座体之间，当流入所述盛水空间的水量超过一预定值将能克服所述弹性组件的弹力而使所述阀体向下远离所述盖体；其中，所述弹性组件为一压缩弹簧，其弹簧常数范围为2x10-3至3x10-3公斤重/毫米。
上述本发明的技术方案中，所述盖体为平板状且向下凸伸形成一环绕所述落水口的凸缘。
所述阀体的顶缘设有一第一环沟以容设所述凸缘。
所述盛水空间的周边设有至少一排水孔。
所述阀体的排水孔设于所述盛水空间与所述隔板的邻接处。
所述隔板向外延伸且向上弯折形成一第二环沟以遮蔽所述排水孔。
所述阀体邻近所述排水孔的壁面为向内凹陷。
所述弹性组件的弹簧常数与所述盖体的落水口孔径成正比。
所述阀体外周围设有多个定位肋。
所述阀体的定位肋分别向下延伸形成设有一第一定位部围绕所述弹性组件的顶端。
所述隔板的底面形成设有一第一定位部围绕所述弹性组件的顶端。
所述座体的通孔的数量为一个，所述通孔的周缘向上凸起设有间隔排列一第二定位部以定位所述弹性组件的底端。
所述座体的通孔内设有多个支撑臂以支持一中央底板，所述第二定位部由所述中央底板的表面向上凸出且形成环状。
所述盖体还能装设一水塞以封闭所述落水口。
所述阀体的盛水空间内设有一毛发过滤器。
所述阀体的隔板上设有一立柱，以装设所述毛发收集器。
所述毛发收集器由铁丝拗折成一圈套及向外伸张的二端脚，由所述圈套套入所述立柱。
所述毛发收集器设为螺旋状结构，位于所述盖体与所述隔板之间。
所述毛发收集器一端穿过所述盖体的落水口。
采用上述技术方案，本发明对比先前技术的功效在于：结构简单，当水从盖体的排水孔流入座体的水量超出预定值时，水阀装置会自动开启让水自座体排出，因此使用方便，同时还具有良好的过滤效果，可以避免毛发等杂物直接排入排水管，能有效避免排水管阻塞的情形发生。
附图说明
图1是习用落水头结构的立体分解图；
图2是本发明第一实施例的立体组合剖面图；
图3是本发明第一实施例的立体分解图；
图4是本发明第一实施例的组合剖面图；
图5是图4的B－B剖面示意图；
图6a是本发明第一实施例的排水状态示意图；
图6b是本发明第一实施例的另一排水状态示意图；
图7是本发明第一实施例的清理状态示意图；
图8是本发明第一实施例用来防止蟑螂侵入的状态示意图；
图9是本发明第二实施例的立体分解图；
图10是本发明第二实施例的组合剖面图；
图11是本发明第二实施例的排水状态示意图；
图12是本发明第三实施例的立体分解图；
图13是本发明第三实施例的组合剖面图；
图14是本发明第四实施利的组合剖面图。
具体实施方式
为了完整说明本发明的详细结构及所达到的功效，现列举具体实施例并配合图式详细介绍说明如下：
本发明第一实施例所提供的一种水阀装置，可应用于一落水头结构，如图2至图5所示，本发明第一实施例的水阀装置安装于一框体10，该水阀装置包含有一座体20与一控制单元，该控制单元则由一排水件30、一阀体40、一弹性组件S及一浮动组件50所组合而成，其中：
框体10的中央呈镂空状态，并向下延伸设有一内阶缘11，用来设置座体20。
座体20为中空筒状且其顶缘向外扩大形成一外挡缘21以放置在框体10的内阶缘11，座体20外围设有多个翼片22，能够靠抵于框体10的内壁以作为定位结构，让座体20可以保持在框体10的中央，而座体20底部中央设有呈斜锥状的一通孔23。
此外，座体20还包含有一盖体60罩设于座体20，盖体60是由中央设有一落水口61的一板体，以及从该板体向下凸出的一环形凸部62所构成，环形凸部62的周面设有多个狭缝621，可供水流过并过滤毛发与杂物。
排水件30上方呈斜锥状，能容置于座体20的通孔23中，排水件30底端则呈直筒状并设有多个锯齿部31，作为防止排水管的蟑螂及蚊虫侵入用（如图8所示）。
阀体40呈中空柱状，其中间设有一隔板41以区隔成上方盛水空间与下方容置空间，盛水空间的周边设有至少一个的排水孔42，在本实施例中为两个，可供排除盛水空间内的积水，容置空间则设有若干导水孔43，阀体40外围设有多个定位肋44保持阀体40位于座体20的中心位置，容置空间内容置有弹性组件S以为盖体40提供向上弹升的力量。
隔板41位于盛水空间的中心，其上还能设置一立柱45以插设一毛发收集器46。其中，毛发收集器46由铁丝拗折具有一圈套461及向外伸张的两端脚462，由圈套461套入立柱45，让菜渣、毛发杂物可以留在盛水空间，同时易于清理（如图7所示）。
除此之外，本发明也可采用其他类型的毛发收集器，例如铁丝拗折所成的螺旋状结构，同样能安装在盛水空间并顶抵于盖体60与隔板41之间，达到过滤的功能，且前述毛发收集器能够一端穿过盖体60的落水口61，效果更佳。
浮动组件50概呈球状且直径略大于通孔23，且比重小于水而可以浮在水面上，设置于排水件30上方，用于防止排水管的臭味及蟑螂、蚊虫的侵入。
当水流入座体30而逐渐累积于阀体40的盛水空间中，一旦所累积的水的重量大于弹性组件S的弹力时，便会向下压开阀体40并导入座体20内部，随着水流动到座体30的底部而使浮动组件50自动浮起来，水就会从排水口30排出至排水管，如图6所示，当水流完之后，浮动组件50重新封闭住排水口30。
采用前述结构，本发明通过位于该座体内的控制单元达到利用流入该座体的水量来控制水阀装置的启闭，当该座体内的水量达到一预定值以上即自动开启，并在该座体的水量低于该预定值时自动关闭。
本发明中的弹性组件S为一压缩弹簧，当以排水管径2英吋埋管垂直深度10英寸的背景条件进行实验，发现以承受30到40公克水重能压缩13到15毫米(mm)为较佳设计，即可推算出弹簧常数(K)的数值范围以2x10-3~3x10-3(kgf/mm)为较佳。此外，不同背景条件将变更阀体尺寸、座体尺寸与通孔大小，连带改变水的流速与流量变化，此时，若假设水的流速不变，水的流量将与排水管面积成等比例，那么弹性组件的压缩量(即阀体上缘与盖体底面的距离)将与排水管径成等比例，换言之，本发明所选用的弹性组件的弹簧常数(K)将与排水管径(即盖体的排水孔孔径)成正比，而盖体的落水口孔径也与排水管管径成正比。。
当盛水空间中累积的水的重量小于弹性组件S的弹力时，阀体40的顶缘会向上顶压并封闭于排水口61（如图6a所示）。
根据水量大小不同，本发明的水阀装置具有下列两种使用情况。
情况1：如图6a所示，当流入落水口61的水流量较小时，累积于阀体40盛水空间中的水重量小于弹性组件S的弹力，阀体40将以其顶缘压抵盖体60，累积于阀体40盛水空间中的水将会经由排水孔42与导水孔43而流入座体20的底部，浮动组件50将自动上浮而使水流入该排水管，并在水流完毕后自动封闭该排水座。
情况2：如图6b所示，当流入落水口61的水流量较大时，累积于阀体40盛水空间中的水重量将大于弹性组件S的弹力而导致阀体40向下移动，进而使水流从阀体40的盛水空间中溢出再流经阀体40与座体20之间的间隙，流入座体20底部的水会使浮动组件50自动上浮，让水流得以顺利进入该排水管，并在水流完毕后自动封闭该排水座。
无论是前述哪一种情况，水流中的杂物都将被有效阻隔于阀体40的盛水空间。
在此要说明的是，前述实施例中水阀装置的控制单元仅为一较佳结构设计，控制单元可以单纯利用阀体与弹性组件的结构搭配该盖体来达成，也就是利用容设于盛水空间的水量来抵抗弹性组件的弹力，进而控制水阀装置的启闭。或者，控制单元也可单纯设置一浮力组件，同时将座体底部的通孔数量限制为一个，当累积在座体中的水量足够时该浮动组件上升时，便能开启水阀装置而使水流通过，一旦累积在座体中的水量无法使该浮动组件上升时，该水阀装置便自动关闭。
此外，该阀体盛水空间的排水孔中还可增设一多孔材料所制成的过滤层，例如海绵，可以在排除积水的同时达到更好的过滤功效，而且该浮动组件的两侧更可分别加装一能穿过该盖体的排水孔及该座体的通孔的长柄，让使用者可以轻易用手拉动该长柄来控制该浮动组件的位置，协助该浮动组件能够有效地定位在该通孔上。
本发明再提供一第二实施例，如图9至图11所示，其主要结构大致与前述实施例雷同，相同的组件采用与前述实施例相同的编号以便于辨识，其中，该水阀装置是由一座体20与一控制单元所构成，并组装于一框体10及一盖板2之间。
座体20上方罩设有平板状且具有一落水口61的一盖体60，盖体60还向下凸伸形成环绕落水口61的凸缘63。
该控制单元则由一阀体40与一弹性组件S所组成，阀体40的顶缘设有一第一环沟47以容设盖体60的凸缘63，用来增加阀体40与盖体60之间的密合度。同时，阀体40的盛水空间与隔板41的邻接处设有至少一个排水孔42，且隔板41向外延伸并向上弯折形成一第二环沟48以至少部分遮蔽排水孔42，因此，当水流入阀体40的盛水空间后将由排水孔42逐渐排出，第二环沟48可以避免毛发杂物随着水流穿过排水孔42，而且第二环沟48将会使部分的水残留在盛水空间中，残留的水将会构成水封(Water Seal)，从而增加防臭与害虫入侵的功能。
此外，阀体40具有若干第一定位部49从定位肋44下方延伸形成，围绕在弹性组件S外侧以定位弹性组件S的顶端，而座体20的通孔23周缘则向上凸伸有间隔排列的多个第二定位部24，进而伸入弹性组件S的内侧以定位弹性组件S的底端。
由此，本发明的水阀装置可以利用第二实施例所增加的第一环沟与第二环沟等结构提供更好的密合、防臭、过滤毛发杂物及阻止害虫入侵的功能。
本发明再提供一第三实施例，如图12与图13所示，其结构概与前述第二实施例相同，主要差异在于：第一定位部49位于阀体40隔板41的底面且设呈环状，座体20底部的通孔23向内延伸形成有多个支撑臂231以支持一中央底板232，第二定位部24则由中央底板232的表面向上凸出且形成环状，因此可以通过前述第一定位部49与第二定位部24来共同定位弹性组件S的两端，有较好的定位效果。
请再参阅如图14所示的本发明的第四实施例，主要结构均与前述第三实施例相同，主要差异在于第二环沟48是由隔板41向上弯折，且阀体40邻近排水孔42的壁面为向内凹陷，同样具有避免毛发杂物随着水流穿过的功能，而且第二环沟48将会使部分的水残留在盛水空间中，残留的水将会构成水封(Water Seal)，从而增加防臭与害虫入侵的功能。
除此之外，本发明的水阀装置也可以应用于水槽或浴缸等设备，只要增加一水塞来封闭前述实施例中盖体的落水口，就可以让本发明的水阀装置适用于需要蓄水的使用情况。
综上所述，本发明所提供的水阀装置，的确具有结构简易，使用方便，具有良好的防虫与防臭功能，更具有清洁方便而不容易阻塞的优点，可以达到本发明所预期的功能效益。

Claims (17)

1.一种水阀装置，其特征在于包含有：
一座体，设呈中空筒状且其底部设有至少一通孔；
一盖体，设于所述座体且具有一落水口；
一控制单元，包含有中空柱状的一阀体，所述阀体的顶缘对应于所述落水口，且所述阀体中间设有一隔板，区隔出位于上方的一盛水空间与位于下方的一容置空间，所述容置空间容置有一弹性组件顶抵于所述隔板与所述座体之间，当流入所述盛水空间的水量超过一预定值将能克服所述弹性组件的弹力而使所述阀体向下远离所述盖体；其中，所述盛水空间的周边设有至少一排水孔；其特征在于：所述隔板向外延伸且向上弯折形成一第二环沟以遮蔽所述排水孔。
2.如权利要求1所述的水阀装置，其特征在于：所述盖体为平板状且向下凸伸形成一环绕所述落水口的凸缘。
3.如权利要求2所述的水阀装置，其特征在于：所述阀体的顶缘设有一第一环沟以容设所述凸缘。
4.如权利要求1所述的水阀装置，其特征在于：所述阀体邻近所述排水孔的壁面为向内凹陷。
5.如权利要求1至4中任一项所述的水阀装置，其特征在于：所述弹性组件的弹簧常数与所述盖体的落水口孔径成正比。
6.如权利要求1至4中任一项所述的水阀装置，其特征在于：所述阀体外周围设有多个定位肋。
7.如权利要求6所述的水阀装置，其特征在于：所述阀体的定位肋分别向下延伸形成设有一第一定位部围绕所述弹性组件的顶端。
8.如权利要求6所述的水阀装置，其特征在于：所述隔板的底面形成设有一第一定位部围绕所述弹性组件的顶端。
9.如权利要求1至4中任一项所述的水阀装置，其特征在于：所述座体的通孔的数量为一个，所述通孔的周缘向上凸起设有间隔排列一第二定位部以定位所述弹性组件的底端。
10.如权利要求9所述的水阀装置，其特征在于：所述座体的通孔内设有多个支撑臂以支持一中央底板，所述第二定位部由所述中央底板的表面向上凸出且形成环状。
11.如权利要求1所述的水阀装置，其特征在于：所述盖体还能装设一水塞以封闭所述落水口。
12.如权利要求1所述的水阀装置，其特征在于：所述阀体的盛水空间内设有一毛发收集器。
13.如权利要求12所述的水阀装置，其特征在于：所述阀体的隔板上设有一立柱，以装设所述毛发收集器。
14.如权利要求13所述的水阀装置，其特征在于：所述毛发收集器由铁丝拗折成一圈套及向外伸张的二端脚，由所述圈套套入所述立柱。
15.如权利要求12所述的水阀装置，其特征在于：所述毛发收集器设为螺旋状结构，位于所述盖体与所述隔板之间。
16.如权利要求15所述的水阀装置，其特征在于：所述毛发收集器一端穿过所述盖体的落水口。
17.如权利要求1所述的水阀装置，其特征在于：所述弹性组件为一压缩弹簧，其弹簧常数范围为2x10-3至3x10-3公斤重/毫米。
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