CN105722443A - 具有温度控制式浴缸龙头阀的水控制系统 - Google Patents

Abstract

一种包括淋浴头和浴缸龙头的水控制系统。该龙头具有温度控制式阀，该温度控制式阀被构造成在第一模式下自动限制流体流过该龙头，并且，一旦流过该龙头的流体达到预定温度，就将流体引导到淋浴头，这被称为热模式。该龙头还具有手动越权控制构件，该手动越权控制构件被构造成手动限制流体流过该龙头和流向淋浴头，以允许冷水浴，这被称为冷模式。所述阀包括活塞和套筒，该套筒被构造成建立所述热模式和冷模式。

Description

具有温度控制式浴缸龙头阀的水控制系统

技术领域

本发明总体上涉及节流阀，更具体地，涉及带有温度控制式截止端口的受控式流体节流阀。

背景

在消费者和商业两种环境中，通常都必须在使用之前等待水源达到合适温度。例如，对于个人来说，很常见的是，打开淋浴器中或水槽处的热水并然后等待一段延长的时间，直到水处于恰当温度。

此外，由于在接收处于恰当温度的水方面的延迟，每年都浪费大量的水和能源。即，由于大多数个人不愿站在淋浴器和/或浴缸旁边并持续监视水温很多分钟，因，此大量热水简单地流失到下水道中。这不仅增加了水的成本，而且增加了加热成本。乘以每天必须进行这种活动的个的数量，水和能源浪费是巨大的。

家庭所用的流动控制阀(例如用于向浴缸和/或淋浴头输送水)通常存在至少100psi的水压。当该水控制阀包括活动零件时，这种高水压可能影响该水控制阀的操作。例如，相对于下游端口处的压力而言的上游端口处的压力可能负面地影响该流动控制阀的性能。此外，这种高压可能需要该阀的操作部分包括更昂贵且更结实的材料，以承受上游端口和下游端口之间的任何压差。

在包括浴缸和淋浴头的水系统中，浴缸具有被构造成高速分配水的龙头。通常，由于在浴缸龙头中未使用节水控制阀，水通过浴缸龙头被高速分配，例如6-10加仑/分钟。当用户想要淋浴时，用户启动转向器阀，以将热水从浴缸龙头转向到淋浴头。考虑到普通用户可能使通过浴缸龙头的水在水变热以后、在手动启动水龙转向器阀以操作淋浴头之前流动平均45秒，这种情况浪费了通过浴缸龙头的极大量的水。

此外，因为很多用户想要进行冷水淋浴和冷水澡，所以在浴缸龙头中未使用温度控制式节水阀。

希望存在如下一种水控制系统：该水控制系统包括浴缸龙头和淋浴头，它降低了在操作淋浴头之前通过浴缸龙头浪费的水量，但它也允许用户越权控制该系统。

发明内容

一种水控制系统，其包括淋浴头和浴缸龙头。该龙头具有温度控制式阀，该温度控制式阀被构造成：在第一模式下，一旦流过该龙头的流体达到预定温度，就自动限制流体流过该龙头并将流体引导到淋浴头，该第一模式被称为热模式。该龙头还具有手动越权控制构件，该手动越权控制构件被构造成手动地限制流体流过该龙头并到达淋浴头以允许冷水淋浴，这被称为冷模式。该阀包括活塞和套筒，该阀被构造成建立热模式和冷模式。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个示例实施例的具有淋浴头和浴缸龙头的水控制系统，该浴缸龙头包括温度控制式阀组件；

图2示出了具有手动越权控制件的浴缸龙头的透视图；

图3示出了该龙头的温度控制式阀的剖面，其中，活塞处于非延伸位置，使得水自由地流过该阀和龙头；

图4示出了在热旁通模式下的龙头温度控制式阀的剖面，其中，当水达到阈值温度时，活塞处于延伸位置，从而自动限制水流过该龙头，并且水也从该龙头被自动引导到淋浴头；

图5示出了包括手动越权控制构件的该龙头的剖面，该手动越权控制构件被构造成在冷旁通模式下释放(disengage)该温度控制阀；

图6示出了手柄和凸轮的透视图；

图7示出了当该阀处于热旁通模式时的所述手柄和凸轮；

图8示出了当该阀在热旁通模式和冷旁通模式之间部分地旋转时的所述手柄和凸轮；并且

图9示出了当该阀完全逆时针旋转且该阀处于冷旁通模式时的所述手柄和凸轮。

具体实施方式

在本发明的一个示例实施例中，水控制系统包括淋浴头和具有温度控制阀的浴缸龙头。该阀具有热旁通模式和冷旁通模式。在热旁通模式下，水流过该阀，直到其温度达到预定温度，然后该阀关闭并作为转向器工作，从而将加热的水引导到淋浴头。在冷旁通模式下，该阀能够被手动设定以将水转移到淋浴头而不管温度如何，例如用于提供冷水淋浴。

现在参照图1，其示出了根据本公开的示例实施例，描述了节水系统10，该节水系统10包括浴缸龙头12、淋浴头14、被构造成接收来自源16的冷水和来自源17的热水的水混合阀15、以及在这些元件之间延伸的管件18。水混合阀15具有控制件19，控制件19能够由用户控制以建立通过管件18提供至浴缸龙头12和/或淋浴头14的水的所需温度。

有利地，浴缸龙头12包括位于龙头12中且构造成根据流过该龙头的水而定位的节水阀22，并且还具有可手动设定的越权控制构件24。阀22被构造成当流过该龙头的水达到并超过温度阈值时限制通过该龙头12的水的流动。此外，当阀22关闭时，水流被从龙头12自动地引导到淋浴头14。因此，阀22不仅作为温度控制式阀工作，而且作为浴缸喷流转向器阀而工作。阀22还包括可手动操作的越权控制构件24，该越权控制构件24被构造成使阀22失效，以便任何温度的水都能够流过并离开阀22。

参照图2，示出了根据本发明的一个示例实施例的龙头12。

参照图3，示出了具有定位在其中的阀22的龙头12的剖面图。阀22被示出为处于允许水自由通过龙头12的第一位置。阀22固定在管状龙头本体26中。阀22包括以螺纹连接方式容纳在环形主体32的近端中的环形本体前部30，该环形主体32固定到龙头本体26。上游端口34被限定在本体前部30的近端开口处。环形中间本体36具有绕主体32的远端环形地设置的近端，并具有以螺纹连接方式容纳在环形端部本体38中的远端。端部本体38的远端具有位于龙头本体26的出口处的下游端口40。轴向可滑动的套筒42轴向地位于端部本体38中。

可滑动活塞50轴向地且可滑动地设置在套筒42中。活塞50具有限定在近端O形环54和远端O形环55之间的凹进的中间部分52，该凹进的活塞中间部分52形成了在活塞中间部分52和相对的套筒42的内壁58之间延伸的环形流体通道56，如图所示。当流体被允许流过阀22时，流动路径60从通道56延伸到套筒42的向外成锥形的近端62。O形环64设置在近端62处的环形外凹槽中，以提供套筒42和端部本体38之间的流体密封。

弹簧64环形地位于端部本体38的远端中和活塞50的远端中。弹簧64被压缩并接合抵靠位于端部本体38的远端处的内凸缘66和活塞50的远端。弹簧64构造成向近端并远离凸缘66偏压活塞50。弹簧68环形地定位在端部本体38的远端中，其包围套筒42并在端部本体38的端部凸缘和套筒42的凸缘之间延伸。弹簧68构造成向近端偏压套筒42。密封件69使套筒42相对于端部本体38密封。

温度敏感式致动器70轴向地并以螺纹连接方式被接纳在环形凸缘72中，所述环形凸缘72限定在中间本体36的远端处。致动器70可以是石蜡致动器。该致动器70具有致动器鼻部(actuatornose)74，当围绕致动器70的外表面经过并穿过限定环形凸缘72的每一侧的开口76的水的温度达到并超过预定温度时，致动器鼻部74轴向延伸并推动活塞50的近端。如图4所示，致动器鼻部74的延伸向远端轴向推动活塞50，使得活塞50的近端密封件54延伸到套筒42中并关闭所述通道56，从而阻止水流过套筒42和阀22。因此，关闭的阀22用作自动转向器，并且温热的流体流被从龙头12自动引导到淋浴头14。

致动器弹簧78是位于端部本体38中的辅助弹簧，并且处于压缩状态。弹簧78被构造成：当手动地置于手动冷旁通模式中时(图5)，弹簧78反作用于套筒42，以帮助每次在热旁通模式下(图3和图4)将阀22复位到其起始位置。弹簧78接合套筒42的近端，延伸到并抵靠中间本体36的远端。弹簧78将套筒42向远端偏压到端部本体38中，如图3和图4所示，并且当被越权控制构件24推动而手动关闭通道56并阻止流体流过阀22时，也允许套筒42向近端移动，而不管接近致动器70的流体温度如何。因此，水流在由混合器16建立的温度下被从龙头12手动地引导到淋浴头14。

参照图5，阀22被示出为处于冷旁通模式。端部本体38包括带螺纹的环形延伸部80。延伸部80被构造成接纳径向延伸销82，该径向延伸销82延伸穿过具有2个反向锥形上表面83的衬圈84，从而形成凸轮。杆85从销82的中部向销82的每一侧径向延伸，并且在衬圈84的相应上表面上行进，从在逆时针旋转时使销82撤回而离开阀22。销82在图6中被进一步示出。销82具有远末端部86并具有径向延伸凸轮88，该径向延伸凸轮88构造成选择性接合套筒42的凸缘表面92。手柄90由紧固件91固定到销82的外端。弹簧94被限定在环形销凸缘96和盖98的内表面之间。盖98以螺纹连接方式连接到延伸部80。弹簧94被构造成在顺时针旋转时帮助手柄24返回到热旁通模式位置。

图7示出了与图4对应的处于热旁通模式的凸轮88的位置。当手柄90和凸轮88沿顺时针方向旋转时，凸轮88横向地接合围绕套筒42的近端环形地限定的凸缘92，如图8所示。随着手柄90和凸轮88继续旋转，凸轮88向近端推动套筒42，如图9所示，使得活塞50向远端延伸到套筒42中并关闭通道56，从而在冷旁通模式下限制阀22中的流体流动。沿衬圈84的上表面行进的销85有助于在旋转期间减小凸轮88与套筒42的表面之间的摩擦力。在冷旁通模式下，冷水因而被引导至淋浴头14以提供冷水淋浴。

当手柄90从图9所示的位置逆时针旋转到图7所示的位置时，凸轮88从凸缘92缩回，并且弹簧78将套筒42推回到例如图3和图4所示的热旁通模式，使得活塞50能够响应于延伸的致动器鼻部74而移动。

有利地，阀22可操作成将热水自动转向到淋浴头14，这被称为热模式，或者能够被手动设定成将冷水手动地引导到淋浴头14，这被称为冷模式。在这两种模式下，通过防止过量的水被分配通过浴缸龙头而建立具有热水或冷水的淋浴模式，实现了显著的水节省。

虽然本发明已参照具体优选实施例描述，但当阅读本申请时很多变型和改型对本领域技术人员来说将变得显而易见。因此意味着，所附权利要求鉴于现有技术尽可能广泛地被解释成包括所有这些变型和改型。

Claims (20)

1.一种流体控制系统，包括：

淋浴头，所述淋浴头被构造成喷淋流体；

管件，所述管件被构造成将流体输送到淋浴头；以及

龙头，所述龙头联接到所述管件并构造成分配流体，所述龙头包括被构造成控制通过所述龙头的流体的流动的阀，所述阀包括：

主体，所述主体具有在入口端口和入口端口之间延伸的流道；

温度敏感式致动器，所述温度敏感式致动器位于所述主体中；和

活塞，所述活塞位于套筒中，所述活塞能够构造成处于其中允许流体流过所述龙头的第一位置和由所述温度敏感式致动器建立的第二位置，所述温度敏感式致动器具有阈值，使得当流体达到所述阈值时，所述流体被限制流过所述阀，其中所述阀能够在第一模式下操作，使得当流体达到所述阈值时，所述流体被自动地阻止流过所述阀并被自动地引导到所述淋浴头。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述阀能够在第二模式下操作，所述阀具有能够手动设定的越权控制构件，所述越权控制构件被构造成阻止流体流过所述阀并构造成手动地将流体引导到所述淋浴头而不管所述流体的温度如何。

3.如权利要求2所述的系统，还包括位于所述主体中的套筒，其中，所述越权控制构件被构造成：当所述阀处于所述第一模式时，所述越权控制构件将所述套筒定位在第一位置上，而当所述阀处于所述第二模式时，所述越权控制构件将所述套筒定位在第二位置上。

4.如权利要求3所述的系统，其中，所述越权控制构件具有凸轮，所述凸轮被构造成定位所述套筒。

5.如权利要求3所述的系统，其中，所述活塞位于所述套筒中，并且所述活塞能够选择性地构造成接合所述套筒，以根据所述套筒的位置来允许或阻止流体流过所述套筒。

6.如权利要求3所述的系统，还包括朝向所述第一位置偏压所述套筒的弹簧。

7.如权利要求1所述的系统，其中，根据套筒的位置选择性地在所述活塞和所述套筒之间建立通道。

8.如权利要求1所述的系统，还包括混合器阀，所述混合器阀被构造成在用户能够选择的温度下将流体提供给所述龙头。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述温度敏感式致动器包括石蜡，所述石蜡使得所述温度敏感式致动器在被加热时推动所述活塞。

10.如权利要求1所述的阀，其中，所述温度敏感式致动器设置在所述活塞的近端。

11.一种被构造成分配流体的龙头，所述龙头包括被构造成控制通过所述龙头的流体的流动的阀，所述阀包括：

主体，所述主体具有在入口端口和出口端口之间延伸的流道；

温度敏感式致动器，所述温度敏感式致动器位于所述主体中；以及

活塞，所述活塞位于套筒中，所述活塞能够构造成处于其中允许流体流过所述龙头的第一位置和由所述温度敏感式致动器建立的第二位置，所述温度敏感式致动器具有阈值，使得当流体达到所述阈值时，所述流体被限制流过所述阀，其中：

所述阀能够在第一模式下操作，使得当流体达到所述阈值时，所述流体被自动地阻止流过所述阀，并且

所述阀能够在第二模式下操作，所述阀具有能够手动设定的越权控制构件，所述越权控制构件被构造成阻止流体流过所述阀而不管所述流体的温度如何。

12.如权利要求11所述的龙头，还包括位于所述主体中的套筒，其中，所述越权控制构件被构造成：当所述阀处于所述第一模式时，所述越权控制构件将所述套筒定位在第一位置上，而当所述阀处于所述第二模式时，所述越权控制构件将所述套筒定位在第二位置上。

13.如权利要求12所述的龙头，其中，所述越权控制构件具有凸轮，所述凸轮被构造成定位所述套筒。

14.如权利要求12所述的龙头，其中，所述活塞位于所述套筒中，并且所述活塞能够选择性地构造成接合所述套筒，以根据所述套筒的位置来允许或阻止流体流过所述套筒。

15.如权利要求12所述的龙头，还包括第一弹簧，所述第一弹簧朝向所述第一位置偏压所述套筒。

16.如权利要求12所述的龙头，其中，根据套筒的位置选择性地在所述活塞和所述套筒之间建立通道。

17.如权利要求11所述的龙头，其中，所述温度敏感式致动器包括石蜡，所述石蜡使得所述温度敏感式致动器在被加热时推动所述活塞。

18.如权利要求11所述的龙头，其中，所述温度敏感式致动器设置在所述活塞的近端。

19.如权利要求15所述的龙头，还包括第二弹簧，所述第二弹簧抵抗所述第一弹簧并朝向所述第二位置偏压所述套筒。

20.如权利要求12所述的龙头，还包括手柄，所述手柄具有被构造成将所述套筒定位在所述第一位置和所述第二位置上的凸轮。