CN105805389B - 具有包括活塞和座的电子阀的电子卫生洁具配件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子卫生洁具配件，具有包括活塞和座的电子阀，例如具有包括活塞和座的电子阀的电子水龙头。

Description

具有包括活塞和座的电子阀的电子卫生洁具配件
本申请要求2015年01月19日提交的美国临时申请号62/105,174的优先权，其全部内容作为参考并入本文。
技术领域
本发明一般涉及一种具有包括活塞和座的电子阀的电子卫生洁具配件，例如具有包括活塞和座的电子阀的电子水龙头。
背景技术
电子卫生洁具配件，例如电子水龙头，是众所周知的。这样的电子卫生洁具配件用于住宅和商业应用中，例如用于厨房、浴室和其他各种位置中。
发明内容
本发明提供了一种具有包括活塞和座的电子阀的电子卫生洁具配件。
在一个示例性实施例中，电子卫生洁具配件包括排出口和电子阀。排出口可操作以输送水。电子阀可操作以在电子阀被激活时允许水流通过排出口而在电子阀被停用时不允许水流通过排出口。电子阀包括活塞和座。活塞包括主体和鼻部。座包括主体。座的主体包括穿过座的主体延伸的中心开口。电子阀具有密封区。密封区为活塞和座其中之一上的密封件与活塞和座中的另一个配合的区域。电子阀具有流量控制区。在活塞相对于座的任何给定位置，流量控制区为活塞的一部分与座的一部分配合的区域。密封区与流量控制区分离。
在一个示例性实施例中，电子卫生洁具配件包括排出口和电子阀。排出口可操作以输送水。电子阀可操作以在电子阀被激活时允许水流通过排出口而在电子阀被停用时不允许水流通过排出口。电子阀包括活塞和座。活塞包括主体和鼻部。活塞的鼻部包括锥形部和圆柱部。座包括主体，座的主体包括穿过座的主体延伸的中心开口。中心开口包括入口部/锥形部和圆柱部。活塞的鼻部可操作以容纳在座中的中心开口中并移入以及移出所述中心开口。
在一个示例性实施例中，电子卫生洁具配件包括排出口和电子阀。排出口可操作以输送水。电子阀可操作以在电子阀被激活时允许水流通过排出口而在电子阀被停用时不允许水流通过排出口。电子阀包括活塞和座。活塞包括主体和鼻部。活塞的鼻部包括圆顶形部。座包括主体，座的主体包括穿过座的主体延伸的中心开口。中心开口包括入口部和圆形部。活塞的鼻部可操作以容纳在座中的中心开口中并移入以及移出所述中心开口。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施例的电子卫生洁具配件的示意图；
图2是根据本发明示例性实施例的电子水龙头的透视图；
图3a和3b包括根据本发明的示例性实施例的电子混合阀的视图，电子混合阀包括热水电子阀、冷水电子阀以及外壳，-图3a是分解透视图，图3b是中心剖视图；
图4a-4f包括根据本发明的示例性实施例的图3a和3b的热/冷水电子阀的视图，热/冷水电子阀包括活塞和座，-图4a是透视图，图4b是分解透视图，图4c是正视图，图4d是俯视图，图4e是仰视图，图4f是中心剖视图；
图5a-5g包括根据本发明的示例性实施例的图3a和3b的外壳的视图，-图5a是透视图，图5b是正视图，图5c是左视图，图5d是右视图，图5e是俯视图，图5f是仰视图，图5g是中心剖视图；
图6a-6e包括根据本发明的示例性实施例的图4a-4f的活塞的视图，活塞包括主体和鼻部，-图6a是透视图，图6b是正视图，图6c是左视图，图6d是中心剖视图，图6e是鼻部的详细正视图；
图7a-7e包括根据本发明的示例性实施例的图4a-4f的座的视图，座包括主体和突起，-图7a是透视图，图7b是正视图，图7c是俯视图，图7d是中心剖视图，图7e是主体的一部分的详细中心剖视图；
图8a-8e包括在图4a-4f的热/冷水电子阀(其包括图6a-6e和图7a-7e的活塞和座)的操作的各个阶段过程中图6a-6e和图7a-7e的活塞和座的中心剖视图-图8a示出了完全关闭位置，图8b示出了裂开位置，图8c示出了流动开始增加的打开位置，图8d示出了半打开位置，图8e示出了完全打开位置；
图9a-9d包括根据本发明的另一示例性实施例的活塞的另一实施例的视图，活塞包括主体和鼻部，-图9a是透视图，图9b是正视图，图9c是左视图，图9d是中心剖视图；
图10a-10d包括根据本发明的另一示例性实施例的座的另一实施例的视图，座包括主体和突起，-图10a是透视图，图10b是正视图，图10c是俯视图，图10d是中心剖视图；
图11a-11e包括图9a-9d和图10a-10d的活塞和座的中心剖视图，在图4a-4f的热/冷水电子阀(其包括图9a-9d和图10a-10d的活塞和座)的操作的各个阶段过程中，-图11a示出了完全关闭位置，图11b示出了裂开位置，图11c示出了打开位置，其中流动开始增加，图11d示出了半打开位置，并且图11e示出了完全打开位置；
图12a和12b包括图4a-4f的用于热/冷水电子阀(其包括图6a-6e和7a-7e的活塞和座)的流量数据-图12a为示出流量数据的图，图12b为示出流量数据的表；并且
图13a和13b包括用于图4a-4f的热/冷水电子阀(其包括图9a-9d和10a-10d的活塞和座)的流量数据-图13a为示出流量数据的图，图13b为示出流量数据的表。
具体实施方式
本发明提供了一种电子卫生洁具配件。在示例性实施例中，电子卫生洁具配件是电子水龙头。然而，本领域的普通技术人员将理解，电子卫生洁具配件可以是电子喷淋系统、电子淋浴头、电子手持淋浴器、电子身体喷雾、电子侧面喷雾或任何其他电子卫生洁具配件。
电子卫生洁具配件10(例如电子水龙头12)的示例性实施例，在图1中示出。电子水龙头12的示例性实施例在图2中示出。
在所示实施例中，如图2中最佳所示，水龙头12包括套节14、落水管16、柔性软管18、棒部20和手柄22。套节14的上游端连接到安装表面(如柜台或水槽)。落水管16的上游端连接到套节14的下游端。落水管16可操作以相对于套节14转动。柔性软管18延伸通过套节14和落水管16，并且可操作以在套节14和落水管16内移动。棒部20的上游端安装在落水管16的下游端，并连接到柔性软管18的下游端。棒部20的下游端包括排出口24，水通过该排出口24从水龙头12输送出来。棒部20可操作以被拉离落水管16。手柄22覆盖套节14中的侧开口，并且可操作以相对于套节14移动。虽然水龙头12已被描述为具有可转动的落水管16、拉出或下拉的棒部20以及安装在套节14上的手柄22，本领域的普通技术人员将理解，落水管16可以相对于套节14固定，水龙头12可以不包括棒部20，手柄22可安装在水龙头12上的或远离水龙头12的其它位置，水龙头12可包括多于一个手柄22，手柄22可是任何机械致动装置或用户界面，和/或水龙头12可以不包括手柄22。
另外，在所示实施例中，如图1中最佳所示，该配件10包括热水管线26、冷水管线28、混合水管线30和电子混合阀32。电子混合阀32包括热水电子阀34和冷水电子阀36。热水管线26的上游端连接到热水供给部38，冷水管线28的上游端连接到冷水供给部40。热水管线26的下游端连接到电子混合阀32，更具体地，热水管线26的下游端连接到热水电子阀34。冷水管线28的下游端连接至电子混合阀32，更具体地，冷水管线28的下游端连接到冷水电子阀36。混合水管线30的上游端连接到电子混合阀32。混合水管线30的下游端连接到排出口24。在所示实施例中，混合水管线30的至少一部分是柔性软管18。如上所述，柔性软管18的下游端连接到棒部20的上游端。虽然水龙头12已经描述为包括热水电子阀34和冷水电子阀36，本领域的普通技术人员将理解，水龙头12可包括一个或多个电子阀和/或水龙头12可包括与一个或多个电子阀串联或并联的一个或多个机械阀。
在一个示例性实施例中，热水电子阀34和冷水电子阀36是比例阀，更具体地是步进电机驱动阀。然而，本领域的普通技术人员将会理解，在一些实施例中，电子阀可以是任何类型的电子阀。
此外，在所示实施例中，如图1和图2中最佳所示，配件10包括激活传感器42，如水龙头12的切换传感器44和存在传感器46。
在一个示例性实施例中，切换传感器44是近程式传感器，特别是红外传感器。切换传感器44也被称为闭锁传感器和持续流量传感器。在所示实施例中，切换传感器44安装在落水管16的顶点。切换传感器44限定了切换区域。在一个示例性实施例中，切换传感器44可操作以在目标进入切换区域时激活热水电子阀34和冷水电子阀36，并在目标退出并重新进入切换区域时，停用热水电子阀34和冷水电子阀36。如本文中所使用的，“目标”可以是用户的身体的任何部分或由用户使用以触发切换传感器44的任何物件。在一个示例性实施例中，切换区域从切换传感器44大致向上延伸。另外，在一个示例性实施例中，切换区域具有大致锥状的形状。
在一个示例性实施例中，存在传感器46是近程式传感器，特别是红外传感器。存在传感器46也称为快速触发(quick strike)传感器。在所示实施例中，存在传感器46安装在落水管16的上游端。存在传感器46限定了存在区域。在一个示例性实施例中，存在传感器46可操作以在目标进入存在区域时激活热水电子阀34和冷水电子阀36，并在目标退出存在区域时停用热水电子阀34和冷水电子阀36。再次，如本文所使用的，“目标”可以是用户的身体的任何部分或由用户使用以触发存在传感器46的任何物件。在一个示例性实施例中，存在区域从存在传感器46大致水平延伸。此外，在一个示例性实施例中，存在区域具有大致圆锥状的形状。
如上所述，切换传感器44和存在传感器46是近程式传感器尤其是红外传感器。近程式传感器是在无物理接触的情况下检测物体的存在的传感器。然而，本领域的普通技术人员将理解，切换传感器44和存在传感器46可以是可被触发的任何类型的电子传感器，其包括但不限于其它近程式传感器、接触传感器和图像传感器。示例性电子传感器包括但不限于电磁辐射传感器(例如光学传感器和雷达传感器)、电容传感器、电感传感器、压电传感器和多像素光学传感器(例如相机传感器)。而且，切换传感器44和存在传感器46可以不是相同类型的传感器。如上进一步所述，切换传感器44安装在落水管16的顶点，存在传感器46安装在喷管16的上游端。然而，本领域的普通技术人员将理解，切换传感器44和存在传感器46可以安装在水龙头12的任何位置上或远离水龙头12的位置。另外，切换传感器44和存在传感器46可以位于彼此紧密靠近或相当远离彼此的位置。
类似地，如上所述，传感器是切换传感器44和存在传感器46。然而，本领域的普通技术人员将理解，切换传感器44和存在传感器46可以是提供对决定是否激活或停用热水电子阀34和冷水电子阀36有用的信息的任何类型的传感器，包括但不限于流量传感器、压力传感器、温度传感器和位置传感器。而且，切换传感器44和存在传感器46可以是相同类型的传感器。
另外，在所示实施例中，在图1中最佳所示，该配件10包括参数传感器48。在一个示例性实施例中，参数传感器48可操纵以检测手柄22的移动并提供信息以基于该手柄22的移动设置流经热水电子阀34和冷水电子阀36的水的至少一个参数。参数传感器48可操作以直接或间接地检测手柄22的移动。在一个示例性实施例中，基于手柄22的移动，参数传感器48提供信息以设置流经热水电子阀34和冷水电子阀36的水的温度和/或体积。
在所示实施例中，手柄22像其具有标准的水龙头那样操作。换言之，手柄22可以在各种位置之间移动以指示从水龙头12排出的水所希望的温度和体积。
更具体地，对于水的温度，手柄22可围绕套节14中的侧开口的纵向轴线转动。在转动范围的一个端点，手柄22的位置表示全部热水(完全热水位置)。在转动范围的另一个端点，手柄22的位置表示全部冷水(完全冷水位置)。在转动范围的端点之间，手柄22的位置表示冷热水的混合(混合温度位置)，在位置靠近转动范围的完全热水端点时具有较热温度的水，在位置靠近转动范围的完全冷水端点时具有较冷温度的水。
对于水的体积，手柄22能朝向和远离套节14中的侧开口移动。在移动范围的一个端点处，手柄22的位置表示没有水的体积(完全关闭位置)。在移动范围的另一个端点处，手柄22的位置表示水的全部体积(完全打开位置)。在移动范围的端点之间，手柄22的位置表示水的中间体积(小于完全打开的位置)，在位置靠近转动范围的完全关闭端点时具有减少体积的水，在位置靠近转动范围的完全打开端点时具有增大体积的水。
另外，在所示实施例中，在图2中最佳所示，电子水龙头12包括流量模块50、电子模块52和电源模块54。流量模块50包括多个入口和出口以及多个流动通道。这些入口/出口和流动通道使输入供给部(即，热水供给部38和冷水供给部40)和棒部20之间的流量能够容易管理。在所示实施例中，热水电子阀34和冷水电子阀36位于流量模块50内。电子模块52包括多个电子元件。这些元件使热水电子阀34和冷水电子阀36能够激活和停用。在所示实施例中，电子模块52连接到流量模块50。电源模块54向水龙头12的电子元件提供电能。
另外，在所示实施例中，在图1中最佳所示，配件10包括电子控制器56。电子控制器56从切换传感器44和存在传感器46接收信息(如信号)，以激活和停用热水电子阀34和冷水电子阀36。此外，电子控制器56从参数传感器48接收信息(例如信号)以设置流经热水电子阀34和冷水电子阀36的水的参数(如温度和体积)。在一个示例性实施例中，电子控制器56的至少一部分位于电子模块52内。虽然配件10已经被描述为具有单独的电子控制器56，本领域的普通技术人员将认识到，电子控制器56可被包括在切换传感器44、存在传感器46和/或参数传感器48中。
在一个示例性实施例中，在图3a-3b和5a-5g最佳所示，电子混合阀32包括热水电子阀34、冷水电子阀36和外壳58。外壳58包括热水入口60、冷水入口62、热水电子阀室64、冷水电子阀室66、混合室68和出口70。热水电子阀34可操作以容纳在热水电子阀室64中，冷水电子阀36可操作以容纳在冷水电子阀室66中。
在一个示例性实施例中，热水电子阀34和冷水电子阀36是相同类型的阀，即比例阀，并且更具体地是步进电机驱动阀。电子阀的以下描述可应用于热水电子阀34和冷水电子阀36这二者。
在一个示例性实施例中，在图3a-5g最佳所示，热/冷水电子阀34/36包括步进电机72、上部外壳74、下部外壳76h/76c、活塞78、座80以及各种密封件82(如O形圈)。电机72包括轴84。
在一个示例性实施例中，在图5a-5g中最佳所示，热/冷水电子阀34/36的下部外壳76h/76c与电子混合阀32的外壳58成一体。然而，本领域的普通技术人员将理解，热/冷水电子阀34/36的下部外壳76h/76c可以与电子混合阀32的外壳58分开。
在一个示例性实施例中，在图6a-6e中最佳所示，活塞78包括主体86和鼻部88。在所示实施例中，主体86一般为圆柱形。更具体地，主体86为六角棱柱。主体86包括凹槽90，所述凹槽可操作以容纳轴84的一部分。在所示实施例中，鼻部88包括密封件槽92、第一锥形部94、圆柱部96和第二锥形部98。密封件槽92可操作以容纳密封件82(如O形圈)。虽然活塞78的鼻部88已经被描述为包括特定的部分，本领域的普通技术人员将理解，活塞78的鼻部88不需要包括这些部分中的每一个。例如，活塞78的鼻部88可以不包括第二锥形部98。
在一个示例性实施例中，在图7a-7e中最佳示出，座80包括主体100和从该主体延伸的多个凸起102。在所示实施例中，主体100一般为圆柱形。在所示实施例中，座80包括从主体100延伸的四个突起102。突起102可操作以将座80连接至下部外壳76h/76c。主体100包括穿过该主体延伸的中心开口104。在所示实施例中，主体100中的中心开口104包括入口部106、第一圆柱部108、锥形部110、第二圆柱部112以及出口部114。活塞78的鼻部88可操作以容纳在座80中的中心开口104中，并从该中心开口中移入移出。尽管座80中的中心开口104已经被描述为包括特定的部分，本领域中的普通技术人员将理解，座80中的中心开口104不需要包括这些部分中的每一个。例如，座80中的中心开口104可以不包括第一圆柱部112和出口部114。
座80的锥形部110具有角116，并且活塞78的第二锥形部98具有角118。在图7d中最佳所示，座80的锥形部110的角116为以下两者之间的角：(1)座80的中心纵向轴线，和(2)沿着座80的锥形部110延伸的线。座80的中心纵向轴线和沿座80的锥形部110延伸的线在共同平面内延伸。如在图6d中最佳所示，活塞78的第二锥形部98的角118为以下两者之间的角：(1)活塞78的中心纵向轴线，和(2)沿着活塞78的第二锥形部98延伸的线。活塞78的中心纵向轴线和沿活塞78的第二锥形部98延伸的线在共同平面内延伸。在一个示例性实施例中，座80的锥形部110的角116小于活塞78的第二锥形部98的角118。在所示实施例中，座80的锥形部110的角116大约是二十二点五度(22.5°)。在所示实施例中，活塞78的第二锥形部98的角118大约为三十度(30°)。
座80的入口部106具有角120。在图7d中最佳所示，座80的入口部106的角120为以下两者之间的角：(1)座80的中心纵向轴线，和(2)沿着座80的入口部106延伸的线。座80的中心纵向轴线和沿座80的入口部106延伸的线在共同平面内延伸。在一个示例性实施例中，座80的入口部106的角120大约为二十五度到七十五度之间(25°-75°)。在一个示例性实施例中，座80的入口部106的角120大约为三十五度到五十五度之间(35°-55°)。在一个示例性实施例中，座80的入口部106的角120大约为四十度到五十度之间(40°-50°)。在所示实施例中，座80的入口部106的角120为约四十五度(45°)。
在一个示例性实施例中，活塞78的鼻部88的几何形状大致对应于阀座80中的中心开口104的几何形状。更具体地说，在所示实施例中，如在图8a-8e中最佳所示，活塞78的第一锥形部94和圆柱部96的几何形状大致对应于座80的锥形部110和第二圆柱部112的几何形状。甚至更具体地，活塞78的第一锥形部94和圆柱部96与座80的锥形部110和第二圆柱部112的相对表面大致平行。
在包括活塞78和座80的热/冷水电子阀34/36的操作过程中，如在图8a-8e中最佳所示，热/冷水电子阀34/36从完全关闭位置移动到完全打开位置。在完全关闭位置，没有流体流过热/冷水电子阀34/36。在完全打开位置，最大量的流体流过热/冷水电子阀34/36。在完全关闭位置和完全打开位置之间，越来越大量的流体流过热/冷水电子阀34/36。
在完全关闭位置，活塞78上的密封件82与座80的入口部106密封接触。另外，活塞78的第一锥形部94和圆柱部96与座80的锥形部110和第二圆柱部112配合。由于活塞78上的密封件82和座80的入口部106之间的密封接触，没有流体流过热/冷水电子阀34/36。
当活塞78开始移出座80时，活塞78上的密封件82失去与座80的入口部106的密封接触。另外，活塞78的第一锥形部94和圆柱部96从座80的锥形部110和第二圆柱部112移开。由于活塞78上的密封件82失去与座80的入口部106的密封接触，流体开始流过热/冷水电子阀34/36。
随着活塞78进一步移出座80，活塞78上的密封件82进一步移离座80的入口部106。另外，活塞78的第一锥形部94和圆柱部96进一步移离座80的锥形部110和第二圆柱部112。结果，越来越大量的流体流过热/冷水电子阀34/36。
在完全打开位置，活塞78上的密封件82离座80的入口部106最远。另外，活塞78的第一锥形部94和圆柱部96离座80的锥形部110和第二圆柱部112最远。结果，最大量的流体流过热/冷水电子阀34/36。
在所示实施例中，如在图8a-8e中最佳所示，热/冷水电子阀34/36具有密封区SZ。密封区SZ是静态的。密封区SZ为活塞78上的密封件82与座80的入口部106配合的区域。更具体地，密封区SZ为活塞78上的密封件82与座80的入口部106接触的区域。如上所述，当活塞78上的密封件82与座80的入口部106接触时，热/冷水电子阀34/36被密封，且无流体流过热/冷水电子阀34/36。当活塞78上的密封件82不与座80的入口部106接触时，热/冷水电子阀34/36不密封，且变化量的流体流过热/冷水电子阀34/36(取决于活塞78相对于座80的位置)。
在所示实施例中，在图8a-8e中最佳所示，热/冷水电子阀34/36还具有流量控制区FCZ。流量控制区FCZ是动态的。在活塞78相对于座80的任何给定位置，流量控制区FCZ为活塞78的圆柱部96的下游端与座80配合的区域。更具体地，流量控制区FCZ为活塞78的圆柱部96的下游端在距离座80的最小距离处的区域。在完全关闭位置，活塞78的圆柱部96的下游端与座80的第二圆柱部112的下游端配合。随着热/冷水电子阀34/36打开，活塞78的圆柱部96的下游端与座80的第二圆柱部112配合，然后与座80的锥形部110配合。在完全打开位置，活塞78的圆柱部96的下游端与座80的锥形部110配合。
在一个示例性实施例中，在图8a-8e中最佳所示，密封区SZ从流量控制区FCZ分离。在一个示例性实施例中，在图8a-8e中最佳所示，密封区SZ为流量控制区的上游。更具体地，当热/冷水电子阀34/36完全关闭时，密封区SZ从流量控制区FCZ1分离并在其上游(参见图8a)；随着热/冷水电子阀34/36打开，密封区SZ从流量控制区FCZ2分离并在其上游(参见图8b)；随着热/冷水电子阀34/36进一步打开，密封区SZ从流量控制区FCZ3分离并在其上游(随着热/冷水电子阀34/36进一步打开，流量控制区FCZ3沿座80的第二圆柱部112、然后沿锥形部110向上游移动)(见图8c和8d)；当热/冷水电子阀34/36完全打开时，密封区SZ从流量控制区FCZ4分离并在其上游(见图8e)。
虽然热/冷水电子阀34/36已被描述为具有密封区SZ，在该密封区中活塞78上的密封件82与座80的入口部106配合，本领域的普通技术人员将理解，密封件82可以在座80上并与活塞78的鼻部88配合。此外，虽然热/冷水电子阀34/36已经被描述为包括密封件82(如O形圈)，在活塞78上的密封件槽92中，本领域的普通技术人员将理解，密封件82可以与活塞78(或座80，如果密封件82在座80上)一体构成。此外，本领域的普通技术人员将理解，活塞78(或座80，如果密封件82在座80上)不需要包括密封件槽92。
在一个示例性实施例中，包括活塞78和座80的热/冷水电子阀34/36具有密封区。密封区是静态的。密封区为活塞78和座80其中之一上的密封件82与活塞78和座80中的另一个配合的区域。更具体地，密封区为活塞78和座80其中之一上的密封件82与活塞78和座80中的另一个接触的区域。当活塞78和座80中的一个上的密封件82与活塞78和座80中的另一个接触时，热/冷水电子阀34/36被密封，且没有流体流过热/冷水电子阀34/36。当活塞78和座80中的一个上的密封件82不与活塞78和座80中的另一个接触时，热/冷水电子阀34/36不被密封，变化量的流体流过热/冷水电子阀34/36(取决于活塞78相对于座80的位置)。
在一个示例性实施例中，包括活塞78和座80的热/冷水电子阀34/36具有流量控制区。流量控制区是动态的。在活塞78相对于座80的任何给定位置，流量控制区为活塞78的一部分与座80的一部分配合的区域。更具体地，流量控制区为活塞78的所述部分在距离座80的所述部分最小距离处的区域。甚至更具体地，流量控制区为活塞78的所述部分和座80的所述部分之间的距离小于活塞78的任何其他部分和座80的任何其他部分之间的距离的区域。
在另一个示例性实施例中，在图9a-9d中最佳所示，活塞78′包括主体86′和鼻部88′。在所示实施例中，主体86′一般为圆柱形的形状。更具体地，主体86′是六角棱柱。主体86′包括凹槽90′，其可操作以容纳轴84的一部分。在示出的实施例中，鼻部88′包括密封件槽92′和圆顶形部122。密封件槽92′可操作以容纳密封件82(如O形圈)。
在另一个示例性实施例中，在图10a-10d最佳所示，座80′包括主体100′和从该主体延伸的多个突出部102′。在所示实施例中，主体100′一般为圆柱形。在所示实施例中，座80′包括从主体100′延伸的四个突起102′。突起102′可操作以将座80′连接到下部外壳76h/76c。主体100′包括延伸穿过该主体的中心开口104′。在所示实施例中，主体100′中的中心开口104′包括入口部106′、圆形部124以及出口部114′。活塞78′的鼻部88′可操作以被容纳在座80′中的中心开口104′中并从所述中心开口移入移出。虽然座80′中的中心开口104′已经被描述为包括特定的部分，本领域的普通技术人员将理解，座80′中的中心开口104′不需要包括这些部分中的每一个。例如，座80′中的中心开口104′可以不包括出口部114′。
在包括活塞78′和座80′的热/冷水电子阀34/36的操作过程中，如在图11a-11e中最佳所示，热/冷水电子阀34/36从完全关闭位置移动到完全打开位置。在完全关闭位置，没有流体流过热/冷水电子阀34/36。在完全打开位置，最大量的流体流过热/冷水电子阀34/36。在完全关闭位置和完全打开位置之间，越来越大量的流体流过热/冷水电子阀34/36。
在完全关闭位置，活塞78′上的密封件82与座80′的入口部106′密封接触。另外，活塞78′的圆顶形部122与座80′的圆形部124配合。由于活塞78′上的密封件82和座80′的入口部106′之间的密封接触，没有流体流过热/冷水电子阀34/36。
当活塞78′开始移出座80′时，活塞78′上的密封件82失去与座80′的入口部106′的密封接触。另外，活塞78′的圆顶形部122沿着座80′的圆形部124移动。由于活塞78′上的密封件82失去与座80′的入口部106′的密封接触，流体开始流过热/冷水电子阀34/36。
随着活塞78′进一步移出座80′，活塞78′上的密封件82进一步移离座80′的入口部106′。另外，活塞78′的圆顶形部122进一步移离座80′的圆形部124。结果，越来越大量的流体流过热/冷水电子阀34/36。
在完全打开位置，活塞78′上的密封件82离座80′的入口部106′最远。另外，活塞78′的圆顶形部122离座80′的圆形部124最远。结果，最大量的流体流过热/冷水电子阀34/36。
在所示实施例中，在图11a-11e中最佳所示，热/冷水电子阀34/36具有密封区SZ。密封区SZ是静态的。密封区SZ为活塞78′上的密封件82与座80′的入口部106′配合的区域。更具体地，密封区SZ为活塞78′上的密封件82与座80′的入口部106′接触的区域。如上所述，当活塞78′上的密封件82与座80′的入口部106′接触时，热/冷水电子阀34/36被密封，且无流体流过热/冷水电子阀34/36。当活塞78′上的密封件82不与座80′的入口部106′接触时，热/冷水电子阀34/36不密封，且变化量的流体流过热/冷水电子阀34/36(取决于活塞78′相对于座80′的位置)。
在所示实施例中，如在图11a-11e中最佳所示，热/冷水电子阀34/36还具有流量控制区FCZ。流量控制区FCZ是动态的。在活塞78′相对于座80′的任何给定位置，流量控制区FCZ为活塞78′的穹顶状部分122与座80′配合的区域。更具体地，流量控制区FCZ为活塞78′的穹顶状部分122在距离座80′的最小距离处的区域。在完全关闭位置，活塞78′的穹顶状部分122与座80′的圆形部124配合。随着热/冷水电子阀34/36打开，活塞78′的穹顶状部分122沿着座80′的圆形部124移动。在完全打开位置，活塞78′穹顶状部分122离座80′的圆形部124最远。
在一个示例性实施例中，如在图11a-11e中最佳所示，密封区SZ从流量控制区FCZ分离。在一个示例性实施例中，在图11a-11e中最佳所示，密封区SZ为流量控制区FCZ的上游。更具体地，当热/冷水电子阀34/36完全关闭时，密封区SZ从流量控制区FCZ1分离并在其上游(参见图11a)；随着热/冷水电子阀34/36打开，密封区SZ从流量控制区FCZ2分离并在其上游(参见图11b)；随着热/冷水电子阀34/36进一步打开，密封区SZ从流量控制区FCZ3分离并在其上游(随着热/冷水电子阀34/36进一步打开，流量控制区FCZ3沿座80′的圆形部124向上游移动)(见图11c和11d)；当热/冷水电子阀34/36完全打开时，密封区SZ从流量控制区FCZ4分离并在其上游(见图11e)。
虽然热/冷水电子阀34/36已被描述为具有密封区SZ，在所述密封区SZ中，活塞78′上的密封件82与座80′的入口部106′配合，本领域的普通技术人员将理解，密封件82可以在座80′上，并与活塞78′的鼻部88′配合。此外，虽然热/冷水电子阀34/36已经被描述为包括密封件82(如O形圈)，在活塞78′上的密封件槽92′中，本领域的普通技术人员将理解，密封件82可以与活塞78′(或座80′，如果密封件82在座80′上)一体构成。此外，本领域的普通技术人员将理解，活塞78′(或座80′，如果密封件82在座80′上)不需要包括密封件槽92′。
在一个示例性实施例中，包括活塞78′和座80′的热/冷水电子阀34/36具有密封区。密封区是静态的。密封区为活塞78′和座80′其中之一上的密封件82与活塞78′和座80′中的另一个配合的区域。更具体地，密封区为活塞78′和座80′其中之一上的密封件82与活塞78′和座80′中的另一个接触的区域。当活塞78′和座80′中的一个上的密封件82与活塞78′和座80′中的另一个接触时，热/冷水电子阀34/36被密封，且没有流体流过热/冷水电子阀34/36。当活塞78′和座80′中的一个上的密封件82不与活塞78′和座80′中的另一个接触时，热/冷水电子阀34/36不被密封，且变化量的流体流过热/冷水电子阀34/36(取决于活塞78′相对于座80′的位置)。
在一个示例性实施例中，包括活塞78′和座80′的热/冷水电子阀34/36具有流量控制区。流量控制区是动态的。在活塞78′相对于座80′的任何给定位置，流量控制区为活塞78′的一部分与座80′的一部分配合的区域。更具体地，流量控制区为活塞78′的所述部分在距离座80′的所述部分最小距离处的区域。甚至更具体地，流量控制区为活塞78′的所述部分和座80′的所述部分之间的距离小于活塞78′的任何其他部分和座80′的任何其他部分之间的距离的区域。
虽然电子卫生洁具配件10已经被描述为包括电子混合阀32，并且电子混合阀32已经被描述为包括热水电子阀34和冷水电子阀36，本领域的普通技术人员将理解，除了混合阀或代替混合阀，电子阀可以用作截止阀。此外，当电子阀被用作截止阀时，座80/80′可以集成到阀外壳中。
在包括活塞78和座80的热/冷水电子阀34/36的操作过程中，如图12a和12b中最佳所示，通过热/冷水电子阀34/36的流量随着电机72的每一步逐渐增大。在本实施例中，由电机72提供的最大步数是八十(80)步。结果，由电机72提供的最大步数的第一个百分之二十五(25％)是第一个二十(20)步。在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，在最大步数处流过热/冷水电子阀34/36的最大流量为约每分钟一点五加仑(1.5gpm)。结果，由热/冷水电子阀34/36提供的最大流量的百分之二十五(25％)为大约千分之三百七十五加仑每分钟(0.375gpm)，由热/冷水电子阀34/36提供的最大流量的百分之二十(20％)为大约十分之三加仑每分钟(0.3gpm)，而由热/冷水电子阀34/36提供的最大流量的百分之十五(15％)为大约千分之二百二十五加仑每分钟(0.225gpm)。
在包括活塞78和座80的热/冷水电子阀34/36的操作过程中，在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电机72提供的最大步数的第一个百分之二十五(25％)，流过热/冷水电子阀34/36的流量不超过由热/冷水电子阀34/36提供的最大流量的大约百分之二十五(25％)。在另一个实施例中，在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电机72提供的最大步数的第一个百分之二十五(25％)，流过热/冷水电子阀34/36的流量不超过由热/冷水电子阀34/36提供的最大流量的大约百分之二十(20％)。在另一个实施例中，在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电机72提供的最大步数的第一个百分之二十五(25％)，流过热/冷水电子阀34/36的流量不超过由热/冷水电子阀34/36提供的最大流量的大约百分之十五(15％)。
在包括活塞78和座80的热/冷水电子阀34/36的操作过程中，在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电机72提供的最大步数的第一个百分之二十五(25％)，流过热/冷水电子阀34/36的流量不超过大约十分之六加仑每分钟(0.6gpm)。在另一个实施例中，在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电机72提供的最大步数的第一个百分之二十五(25％)，流过热/冷水电子阀34/36的流量不超过大约十分之五加仑每分钟(0.5gpm)。在另一个实施例中，在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电机72提供的最大步数的第一个百分之二十五(25％)，流过热/冷水电子阀34/36的流量不超过大约十分之四加仑每分钟(0.4gpm)。在另一个实施例中，在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电机72提供的最大步数的第一个百分之二十五(25％)，流过热/冷水电子阀34/36的流量不超过大约十分之三加仑每分钟(0.3gpm)。在另一个实施例中，在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电机72提供的最大步数的第一个百分之二十五(25％)，流过热/冷水电子阀34/36的流量不超过大约十分之二加仑每分钟(0.2gpm)。
在包括活塞78′和座80′的热/冷水电子阀34/36的操作过程中，如图13a和13b中最佳所示，通过热/冷水电子阀34/36的流量随着电机72的每一步逐渐增大。在本实施例中，由电机72提供的最大步数是二百五十(250)步。结果，由电机72提供的最大步数的中间百分之七十(70％)是中间一百七十五(175)步(从38步到210步，为了任何流量计算的目的，其将大约为40步到215步)。在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，在最大步数处流过热/冷水电子阀34/36的最大流量为大约每分钟九点五加仑(9.5gpm)。
在包括活塞78′和座80′的热/冷水电子阀34/36的操作过程中，在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电机72提供的最大步数的中间百分之七十(70％)，流过热/冷水电子阀34/36的流量变化的平均值在大约千分之十加仑每分钟每步(0.010gpm/step)到百分之十六每分钟每步(0.16gpm/step)的范围内。在另一个实施例中，在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电机72提供的最大步数的中间百分之七十(70％)，流过热/冷水电子阀34/36的流量变化的平均值在大约千分之二十加仑每分钟每步(0.020gpm/step)到千分之八十加仑每分钟每步(0.080gpm/step)的范围内。在所示实施例中，在大约四十五磅每平方英寸(45psi)的供水管线压力并且对阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电机72提供的最大步数的中间百分之七十(70％)，流过热/冷水电子阀34/36的流量变化的平均值为大约千分之四十二加仑每分钟每步(0.042gpm/step)。
本领域的普通技术人员现在将理解，本发明提供一种电子卫生洁具配件，具有包括活塞和座的电子阀，例如具有包括活塞和座的电子阀的电子水龙头。虽然本发明已经参考具体实施例示出并描述，本领域技术人员在阅读和理解本说明书后能想到等效的改变和修改。本发明包括所有这种等同替换和修改，并且根据其等同物替换的完整范围，仅由所附的权利要求的范围限制。

Claims (20)

1.一种电子卫生洁具配件，包括：
排出口，排出口可操作以输送水，和
电子阀，电子阀可操作以在电子阀被激活时允许水流通过排出口而在电子阀被停用时不允许水流通过排出口，电子阀包括活塞和座；
活塞包括主体和鼻部；
座包括主体，座的主体包括穿过座的主体延伸的中心开口；
电子阀具有密封区，密封区为活塞和座其中之一上的密封件与活塞和座中的另一个密封接触的区域，所述密封区为静态的；
电子阀具有流量控制区，在活塞相对于座的任何给定位置，流量控制区为活塞的一部分与座的一部分配合的区域，并且在该区域，所述活塞的所述部分与所述座的所述部分之间的距离小于所述活塞的任何其他部分和所述座的任何其他部分之间的距离，所述流量控制区为动态的；
其中，流量控制区中的所述活塞的所述部分是静态的，并且流量控制区中的所述座的所述部分是动态的；
其中，当电子阀处于完全关闭位置中时，密封区被加压，但是流量控制区不被加压；并且
其中，当电子阀从一位置移动通过完全打开位置时，所述密封区与所述流量控制区分离，在所述电子阀的该一位置处，所述活塞和座之一上的密封件已经失去与所述活塞和所述座中的另一个的密封接触，并且所述活塞和所述座之一上的密封件与所述活塞和所述座中的另一个之间的距离大于流量控制区中的所述活塞的所述部分和流量控制区中的所述座的所述部分之间的距离。
2.如权利要求1所述的电子卫生洁具配件，其中密封区处于流量控制区的上游。
3.一种电子卫生洁具配件，包括：
排出口，排出口可操作以输送水，和
电子阀，电子阀可操作以在电子阀被激活时允许水流通过排出口而在电子阀被停用时不允许水流通过排出口，电子阀包括活塞和座；
活塞包括主体和鼻部，所述主体位于所述鼻部的上游，活塞的鼻部包括锥形部和圆柱部，所述鼻部的锥形部位于所述鼻部的圆柱部的上游；
座包括主体，座的主体包括穿过座的主体延伸的中心开口，中心开口包括入口部、第一圆柱部、锥形部和第二圆柱部，所述座中的中心开口的所述第一圆柱部位于所述座的中心开口中的锥形部的上游，所述座中的中心开口的锥形部位于所述座中的中心开口的第二圆柱部的上游；
其中活塞的鼻部可操作以容纳在座中的中心开口中并移入以及移出所述中心开口；并且
其中，在完全关闭位置，所述活塞的鼻部的锥形部被接纳在所述座中的中心开口的锥形部中，并且所述活塞的鼻部的圆柱部被接纳在所述座中的中心开口的第二圆柱部中。
4.如权利要求3所述的电子卫生洁具配件，其中活塞的鼻部的几何形状对应于座中的中心开口的几何形状。
5.如权利要求3所述的电子卫生洁具配件，其中活塞的鼻部的锥形部和圆柱部的几何形状对应于座中的中心开口的锥形部和第二圆柱部的几何形状。
6.如权利要求3所述的电子卫生洁具配件，其中活塞的鼻部的锥形部和圆柱部与座中的中心开口的锥形部和第二圆柱部的相对表面平行。
7.如权利要求3所述的电子卫生洁具配件，其中：
座中的中心开口的锥形部具有形成在所述座的中心纵向轴线和沿所述中心开口的锥形部延伸的线之间的角；
活塞的鼻部的锥形部具有形成在所述活塞的中心纵向轴线和沿着所述活塞的鼻部的锥形部延伸的线之间的角；并且
座中的中心开口的锥形部的角小于活塞的鼻部的锥形部的角。
8.如权利要求3所述的电子卫生洁具配件，其中：
座中的中心开口的入口部具有角；并且
座中的中心开口的入口部的角在25°到75°之间。
9.如权利要求3所述的电子卫生洁具配件，其中，在四十五磅每平方英寸的供水管压力并且对电子阀的下游的流量没有限制的情况下，对于由电子阀的电机提供的最大步数的第一个百分之二十五，流过电子阀的流量不超过十分之六加仑每分钟。
10.如权利要求3所述的电子卫生洁具配件，其中：
电子阀具有密封区，密封区为活塞和座其中之一上的密封件与活塞和座中的另一个配合的区域；
电子阀具有流量控制区，在活塞相对于座的任何给定位置，流量控制区为活塞的鼻部的圆柱部的下游端与座配合的区域；并且
密封区与流量控制区分离。
11.如权利要求10所述的电子卫生洁具配件，其中密封区处于流量控制区的上游。
12.一种电子卫生洁具配件，包括：
排出口，排出口可操作以输送水；和
电子阀，电子阀可操作以在电子阀被激活时允许水流通过排出口而在电子阀被停用时不允许水流通过排出口，电子阀包括活塞和座；
活塞包括主体和鼻部，活塞的鼻部包括锥形部和圆柱部，所述鼻部的锥形部位于所述鼻部的圆柱部的上游；
座包括主体，座的主体包括穿过座的主体延伸的中心开口，中心开口包括入口部、锥形部和圆柱部，所述座中的中心开口的锥形部位于所述座中的中心开口的圆柱部的上游；
电子阀具有密封区，密封区为活塞和座其中之一上的密封件与活塞和座中的另一个密封接触的区域，所述密封区为静态的；
电子阀具有流量控制区，在活塞相对于座的任何给定位置，流量控制区为活塞的一部分与座的一部分配合的区域，并且在该区域，所述活塞的所述部分与所述座的所述部分之间的距离小于所述活塞的任何其他部分和所述座的任何其他部分之间的距离，所述流量控制区为动态的；
其中，所述活塞的所述鼻部可操作以接纳在所述座的中心开口中并移入以及移出所述中心开口；
其中，当电子阀处于完全关闭位置中时，密封区被加压，但是流量控制区不被加压；并且
其中，当电子阀从一位置移动通过完全打开位置时，所述密封区与所述流量控制区分离，并且所述流量控制区是所述活塞的鼻部的圆柱部与所述座配合的区域，在所述电子阀的该一位置处，所述活塞和座之一上的密封件已经失去与所述活塞和所述座中的另一个的密封接触，并且所述活塞和所述座之一上的密封件和所述活塞和所述座中的另一个之间的距离大于流量控制区中的所述活塞的所述部分和流量控制区中的所述座的所述部分之间的距离。
13.如权利要求12所述的电子卫生洁具配件，其中密封区处于流量控制区的上游。
14.如权利要求12所述的电子卫生洁具配件，其中，所述流量控制区是所述活塞的鼻部的圆柱部与所述座配合的区域。
15.如权利要求12所述的电子卫生洁具配件，其中，所述流量控制区是所述活塞的鼻部的圆柱部与所述座中的中心开口的圆柱部配合的区域。
16.如权利要求12所述的电子卫生洁具配件，其中，所述流量控制区是所述活塞的鼻部的圆柱部与所述座中的中心开口的锥形部配合的区域。
17.一种电子卫生洁具配件，包括：
排出口，排出口可操作以输送水；和
电子阀，电子阀可操作以在电子阀被激活时允许水流通过排出口而在电子阀被停用时不允许水流通过排出口，电子阀包括活塞和座；
活塞包括主体和鼻部，活塞的鼻部包括锥形部和圆柱部，所述鼻部的锥形部位于所述鼻部的圆柱部的上游，所述鼻部的圆柱部包括上游端和下游端；
座包括主体，座的主体包括穿过座的主体延伸的中心开口，中心开口包括入口部、锥形部和圆柱部，所述座中的中心开口的锥形部位于所述座中的中心开口的圆柱部的上游；
电子阀具有密封区，密封区为活塞和座其中之一上的密封件与活塞和座中的另一个密封接触的区域，所述密封区为静态的；
电子阀具有流量控制区，在活塞相对于座的任何给定位置，流量控制区为活塞的一部分与座的一部分配合的区域，并且在该区域，所述活塞的所述部分与所述座的所述部分之间的距离小于所述活塞的任何其他部分和所述座的任何其他部分之间的距离，所述流量控制区为动态的；
其中，所述活塞的所述鼻部可操作以接纳在所述座的中心开口中并移入以及移出所述中心开口；
其中，当电子阀处于完全关闭位置中时，密封区被加压，但是流量控制区不被加压；并且
其中，当电子阀从一位置移动通过完全打开位置时，所述流量控制区是所述活塞的鼻部的圆柱部的上游端被接纳在所述座中并且所述活塞的鼻部的圆柱部的下游端与所述座配合的区域，在所述电子阀的该一位置处，(a)所述活塞和座之一上的密封件已经失去与所述活塞和所述座中的另一个的密封接触，并且(b)所述活塞和所述座之一上的密封件与所述活塞和所述座中的另一个之间的距离大于流量控制区中的所述活塞的所述部分和流量控制区中的所述座的所述部分之间的距离。
18.如权利要求17所述的电子卫生洁具配件，其中，所述密封区位于所述流量控制区的上游。
19.如权利要求17所述的电子卫生洁具配件，其中，所述流量控制区是所述活塞的鼻部的圆柱部的下游端与所述座中的中心开口的圆柱部配合的区域。
20.如权利要求17所述的电子卫生洁具配件，其中，所述流量控制区是所述活塞的鼻部的圆柱部的下游端与所述座中的中心开口的锥形部配合的区域。
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