CN106135048A - 动物给水设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动的动物给水设备，其包括具有自动给水阀设置于其中的盆。当阀首先闭合时，在盆中的水位处于最高位，且液压源压力仅作用在阀座（其由所述阀闭合）的较小的横截面面积上，因此只需要第一较小的浮力作用在阀致动浮标上以维持阀闭合。然后，在作用在阀上的液压力克服在致动浮标上的第一较小的浮力且再打开阀之前，该水位能够从最高水位下降到最低位。然后当阀打开时，液压源压力对阀的较大的横截面面积起作用，因此需要作用在浮标上的浮力上升至第二较高的浮力以再闭合阀。通过安装支架的使用，可以将该自动给水装置安装在外部结构上，并且可移除的安装销可以连接盆、安装支架和盆的盖板。

Description

动物给水设备

技术领域

本公开涉及用于动物，例如家畜或狗的自动给水设备。更确切地，本公开涉及用于此类给水设备的浮阀，以及涉及用于此类给水设备的安装组件。

背景技术

过去典型的自动动物给水设备利用非常简单的浮阀，当动物从该给水设备中饮水时，该浮阀趋向于频繁地上下循环。一些动物，尤其例如马或牛的家畜，趋向于会受到这些机械装置操作的惊吓，且因此期望具有一种给水设备，该给水设备在该浮阀循环以再填充该设备之前，允许动物来饮用水盆中相对大部分的水。

此外，典型地，现有技术自动给水设备已经安装到围栏桩或其它外部结构，其是通过直接将水盆螺栓连接到该结构或通过将水盆由非常简单的支架附接到该结构，这两者中任意一种都需要手动工具以附接至该外部结构或从其移除该给水设备。对于允许无需使用手动工具来附接和移除水盆的此类给水设备而言，具有安装系统将是有利的。

因此，对于动物的自动给水设备的改进存在持续的需求，包括解决上面所讨论问题的改进。

发明内容

在一个方面中，本公开描述了包括盆的自动动物给水装置。在盆中接纳有阀，且阀包括具有入口管道的阀体。入口管道具有通过其中的入口通道。阀体的出口管道通向盆的内部。阀体包括限定在入口通道内端上的阀座，且该阀座具有座直径和座横截面面积。在阀体内限定有阀室，且该阀室包括邻近阀座的圆柱状第一室部分和在从阀座的第一室部分的相对侧上的圆柱状第二室部分。第一室部分具有大于座直径的第一直径，并且第二室部分具有大于第一直径的第二直径。阀还包括可滑动地接纳在阀室中的阶梯式阀活塞。活塞包括接纳在第一室部分中的较小直径活塞部分和接纳在第二室部分中的较大直径活塞部分。在该较小直径活塞部分的端部上限定有阀末端，并且该阀末端布置来选择性接合阀座以打开或闭合阀。浮标臂可枢转地附接至阀体且布置来接合较大直径活塞部分的端部。浮标附接至浮标臂。

在本发明的另一方面中，自动动物给水设备包括具有底部、大致直的安装端部壁、从该安装端部壁向外延伸的两个侧壁和连接侧壁的远侧端部壁的盆。该设备包括可移除地附接至盆的分隔器和盖构件。分隔器和盖构件包括分隔器壁以将盆分隔为邻近安装端部壁的第一部分和邻近远侧端部壁的第二部分。分隔器壁包括穿过其中的多个水流开口。分隔器和盖构件还包括覆盖盆的第一部分的盖板。设备还包括接纳在盆的第一部分中的浮标致动阀（float actuated valve），且还包括延伸通过盆的多个壁中之一的入口管道，该阀采用附接至入口管道的紧固件以在盆内固定就位。

当结合随附的附图以及在阅读以下公开时，本发明的许多目的、特征和优点对那些本领域技术人员而言将会容易地是显而易见的。

附图说明

图1是自动给水设备的横截面正视图，其包括浮标致动阀，显示阀在完全闭合位置。

图2是与图1相似的视图，其中浮标和浮标臂处于中间位置，且阀在部分开启位置，并且给水设备开始以部分流量再填充。

图3是与图1相似的视图，其中浮标、浮标臂和阀在它们的完全开启位置，其中给水设备现在正以全部流量再填充。

图4是图1的设备的阀和浮标臂结构的平面图。

图5是图1的阀和浮标设备的分解的透视图。

图6是包括分隔器和盖构件以及安装通道（mounting channel）的水盆的分解的透视图。

图7是图6的水盆的另一个透视图。

图8是示出装配有分隔器和盖构件以及安装通道的水盆的横截面正视图。

图9是图6和图8的安装通道的放大透视图。

图10是图1的设备的分隔器和盖构件的透视图。

图11是与图1相似的横截面视图，显示阀在水盆中就位。

具体实施方式

现在参照图11，示出了自动的动物给水设备，且其通常由附图标记10指示。设备10包括盆12和阀14。

盆12如最佳在图6-8中所见。盆12包括底部16、大致直的安装端部壁18、从安装端部壁18向外延伸的大致直的两个侧壁20和22以及连接侧壁20和22的弯曲的远侧端部壁24。

在第一侧壁20与安装端部壁18的相交处，第一侧壁20包括大致垂直的在其中具有阀安装开口28的内置安装表面26。

在第二侧壁22与安装端部壁18的相交处，第二侧壁22包括在其中具有排水开口32的大致垂直的第二内置安装表面30。排水开口32可以由如图11中所见的排水塞168闭合。盆12的底部16也可以包括邻近排水开口32的凹陷部分17以帮助盆12的完全排水。

盆12还包括大致水平的安装凸缘34，其从安装端部壁18的顶部横向向外延伸。如最佳在图8的横截面视图中所见的，水平的安装凸缘34在36处向上转，然后在38处向下转以形成安装凹槽40和从安装凹槽40向下延伸的唇部42。

盆14还包括第一和第二垂直延伸的支撑腹板44和46，其从水平的安装凸缘34向下延伸和从安装端部壁18向后延伸。

如最佳在图6和图8中所见，设备10还包括可移除地附接至盆12的分隔器和盖构件48。分隔器和盖构件48包括接纳在凹槽52中的大致垂直的分隔器壁50，凹槽52限定在从盆12的底板和壁向内延伸的肋54和56之间。分隔器壁50将盆12分隔成邻近安装端部壁18的第一部分58和邻近弯曲的远侧端部壁24的第二部分60。分隔器壁50优选地包括如最佳在图10中所见的多个水流开口62。

分隔器和盖构件48还包括如最佳在图8中所见的覆盖盆12的第一部分58的大致水平的盖板64。

由此，具有其多个穿孔或穿过其中的水流开口62的分隔器壁50在盆12的第一部分58和第二部分60之间用作筛板。在动物从盆中饮水时，这将保护位于第一部分58中的阀14免于可在盆12的第二部分60中聚集的碎屑。

如最佳在图8中所见，盆12可以采用安装通道68安装在外部结构66上（例如围栏、畜棚壁或类似物）。安装通道68的透视图在图9中示出。

如最佳在图8和图9中所见，安装通道68包括垂直腹板70，该垂直腹板70配置来附接至外部结构66，例如通过延伸穿过垂直腹板70中的附接开口74的安装螺钉72，并且进入如图8中所示的外部结构66中。

安装通道68还包括完整的向上突出的安装唇部76，其由通道68形成且其具有如最佳在图8中所见的接纳在安装凹槽40中的上部边缘78。

如图8中所示，安装通道68包括接合盆12的安装端部壁18的水平延伸的下部腹板80，也如图8所示的，带有盆12的垂直延伸的支撑腹板44和46支撑在安装通道68的下部腹板80的顶部上。

安装通道68还包括邻近垂直腹板70的第一和第二端部的大致水平的第一和第二接片82和84。接片82和84从垂直腹板70朝向盆12的安装端部壁18延伸。

接片82和84各自具有限定在其中的接片销孔86和88。盆12的水平的安装凸缘34具有限定在其中的安装凸缘销孔90和92。盖板64具有限定在其中的盖板销孔94和96。

如最佳在图8中所见，当盆12、分隔器和盖构件48以及安装通道68被装配在一起时，接片销孔88与安装凸缘销孔92和盖板销孔96对齐，且安装销98向下延伸穿过对齐的销孔。类似地，另一个安装销100（见图6）向下延伸穿过对齐的销孔94、90和86。在由定位器（例如102）的插入后，可以使销98和100保持就位。

因此，当接纳在组装好的盆12中时，安装销98和100、分隔器和盖构件48以及安装通道68允许盆12容易地安装在安装通道68上，或从安装通道68上无需使用任意工具而容易地移除盆12。

阀结构

现在参照图1-5和图11，将描述阀14的构造细节。

阀14包括阀体104。如图11的横截面视图中所见，阀体104包括外部带螺纹的入口管道106，其延伸通过侧壁20且特别地通过侧壁20的内置安装表面26。入口管道106具有限定通过其中的入口通道108。

阀体104还包括具有开放端112的出口管道110，该开放端112通向盆12的内部，且特别地通向盆12的内部的第一盆部分58。一组垂直通道113a、113b和113c使阀室118与出口管道110的开放端112连通。每个通道113a、113b和113c在水平的横截面上可以大体上是圆形的。当活塞128从图1的闭合位置向图3的开启位置移动时，通道113a和113b提供增大的流动区域。通道113c防止活塞128的液压阻塞。

如最佳在图3中所见的，圆形的阀座114限定在入口通道108的内端上。阀座114具有座直径116，由此限定了阀座114的横截面面积等于座直径116的平方，乘以π，除以4。

阀体104具有限定在其中的阀室118，其包括邻近阀座114的圆柱状第一室部分120和在从阀座114的第一室部分120的相对侧上的圆柱状第二室部分122。第一室部分具有的第一直径124大于座直径116，并且第二室部分122的第二直径126大于第一直径124。

阀14包括可滑动地接纳在阀室118中的阶梯式阀活塞128。活塞128包括接纳在第一室部分120中的较小直径活塞部分130和接纳在第二室部分122中的较大直径活塞部分132。

阀末端134限定在较小直径活塞部分130的端部上且布置来选择性地接合阀座114以打开或闭合阀14。

浮标臂136通过枢轴销138可枢转地附接到阀体104。枢轴销138可以由螺母139固定到位。浮标臂136包括具有弯曲邻接表面142的横向突出部140，该邻接表面142接合阀活塞128的较大直径活塞部分132的端部。如最佳在图4中所见，突出部140接纳在狭槽141中，该狭槽141限定在阀体104的端部中。

浮标144通过可调整的枢轴连接146附接至浮标臂136。可调整的枢轴连接146可以包括能够使用来将浮标144的安装接片152紧固地连接到浮标臂136的螺栓148和螺母150。

例如，如在图2中所见，阀末端134可包括配置来密封地接合阀座114的成圆锥形地渐缩的末端端部154。优选地，阀末端134包括附接至较小直径活塞部分的端部的可分离的阀末端134，且阀末端134优选地由弹性材料（例如橡胶）形成。通过将同样的放置在穿过限定在浮标臂136中的储存孔158的紧密摩擦配合接合中，备用阀末端156可以储存在浮标臂136上。

O型密封圈160优选地围绕较大直径活塞部分132接纳在凹槽162中。然后，O型密封圈160紧密地接纳在阀室118的圆柱状第二室部分122中用于在阀活塞128与第二室部分122之间的密封。

如在图11中所见，阀体104的入口管道106是带螺纹的管道，且带螺纹的螺母164从侧壁20的外部接纳在其上，且将阀14紧固地保持就位在盆12的侧壁20上。优选地由弹性密封材料制成的阀垫圈166可以接纳在入口管道116周围，并且对内置安装表面26的内表面密封以防止水通过开口28从盆12中泄漏。

因此，阀14将通过开口28安装在第一侧壁20的内置安装表面26中，并且塞168将提供在盆12的相对侧壁22上的排水孔32中。

出口管道110具有附接至且覆盖出口端112的出口筛板170。出口筛板170通过带螺纹的固位圈172保持就位。

出口筛板170和通过分隔器壁50的多个穿孔62在盆12的第二部分60和阀14的阀室118之间提供双筛系统，由此保护阀14的内部的工件免于会累积在盆12的第二部分中的碎屑。

图1图示了阀14在完全闭合的位置，其中阀活塞118在其闭合位置带有阀末端134的末端端部154接合阀座114。在此闭合位置中，来自连接到入口通道108的可获得的水源压力的液压力作用在由阀座直径116限定的阀座区域上。

当水盆12刚好完成再填充且浮标144已经将阀活塞118移回至图1中图示的闭合位置时，以水填充盆12至如在图1和图11中示意性图示的最高位。阀14和阀浮144的设计如此使得当水从盆12中由于动物在饮用其而被抽取时，在作用在由阀座直径116限定的小的阀座区域上的液压力克服作用在浮标144上的浮力以便开始将阀活塞128、浮标臂136和浮标144移动至右边使得阀末端134移出不与阀座114接合之前，如示意性图示的，该水位将从最高位174下降到最低位176。

一旦阀末端134移出不与阀座114接合，阀浮144和浮标臂136将大致立即从图1的完全闭合位置经过图2的部分开启位置下降至图3的完全开启位置。这是因为，一旦阀末端134移出不与阀座114接合，则在入口通道108中的液压压力就作用在由第一室部分120的大得多的直径124限定的第一室部分120的大得多的横截面面积上。因此，一旦阀14开始打开，推动阀活塞128的液压力就突然增大，由此引起阀活塞128立即从左边移动到右边，如图1至图3中所见的，由此使浮标臂136迅速地以顺时针方向绕枢轴转动且使浮标144下降至其如图3中所示的完全开启位置。

在阀14移动至图3的完全开启位置后，其中水位最初在最低位176，该水位将开始上升。当水位充分上升使得作用在浮标144上的浮力克服作用在较小直径活塞部分130上的液压力以及任何惯性力和摩擦力时，浮标144将开始上升并且来推动活塞128向它的闭合位置返回。一旦浮标144开始上升，其非常迅速地移动返回到图1的完全闭合位置。将会理解到的是，当阀14在其图3的完全开启位置时，对较小直径活塞部分130起作用的实际液压压力将不完全等于提供给入口通道108的液压源压力，因为部分压力通过出口112释放了。刚好在阀闭合前，活塞128向后越接近阀座114，有效压力将越大以及液压力将越大，直到液压力接近直径124平方后乘以π再除以4的值。因此，来再闭合阀14必须克服的液压力相当于可获得的水源压力乘以第一圆柱状室部分120的横截面面积，虽然其可能不精确等于那个值。

因此，阀14可以被描述为，基于阀座114和第一圆柱状室部分120的两个不同的横截面面积。一旦阀闭合，浮标144上的相对小的浮力将保持阀闭合，且在浮标144将下降以及阀14打开之前，在盆中的水位必定明显地下降至最低位176。然后，该浮力足够大来再闭合阀14之前，水位必定上升至最高位174。

盆12内的最高位174和最低位176之间的垂直距离178优选地在大约-0.5至大约1.5英寸的范围内，并且更优选地约为1.0英寸。此范围也能够描述为至少约0.5英寸。

如在图1和图4中能够见到的，阀浮144具有垂直高度180、宽度182和可变的长度184。如在图1中所见，长度184因为浮标144的外端部壁186从浮标144的底部188向的顶部190向外倾斜而变化。

因此，阀浮144能够被描述为具有的垂直高度180大于浮标144的横截面尺寸182和184中至少一个。浮标144能够被描述为具有的最小横截面面积等于其宽度182和邻近浮标144的底部188的可变长度184的乘积。浮标144能够被描述为具有的最大横截面面积邻近浮标144的顶部190。浮标144的横截面面积能够被描述为至少在浮标144的下部部分上方从浮标144的底部188向上连续地增大。

此构造的阀浮144是相对高的，其具有的高度180大于横截面尺寸182和184中至少一个，这样有助于阀14的所期望的性能，有助于在阀14打开以开始再填充之前，实现所期望的水位相对大的下降178。

因此，应该看见的是，本发明的设备容易实现所提及的以及那些其中固有的目标和优势。虽然为了本公开的目的，本发明的某些优选实施例已经被图示和描述，但那些本领域技术人员可以对部件的布置和构造的做出许多变化，如随附权利要求书所限定的，这些变化包含在本发明的范围和精神内。

Claims (23)

1.一种自动的动物给水设备，其包括：

盆；以及

阀，其接纳在所述盆中，所述阀包括：

　阀体，所述阀体包括：

　　入口管道，其具有通过其中的入口通道；

　　出口管道，其通向所述盆的内部中；

　　阀座，其限定在所述入口通道的内端上且具有座直径和座横截面面积；

　　阀室，其限定在所述阀体中，且所述阀室包括邻近所述阀座的圆柱状第一室部分和圆柱状第二室部分，所述圆柱状第二室部分在从所述阀座的所述第一室部分的相对侧上，所述第一室部分具有大于所述座直径的第一直径，所述第二室部分具有大于所述第一直径的第二直径；

　阶梯式阀活塞，其能够滑动地接纳在所述阀室中，所述活塞包括接纳在所述第一室部分中的较小直径活塞部分，且所述活塞包括接纳在所述第二室部分中的较大直径活塞部分；

　阀末端，其限定在所述较小直径活塞部分的端部上，且所述阀末端布置来选择性地接合所述阀座以打开和闭合所述阀；

　浮标臂，其能够枢转地附接到所述阀体且布置来接合所述较大直径活塞部分的端部；以及

　浮标，其附接至所述浮标臂。

2.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述阀活塞具有闭合位置，其中所述阀末端接合所述阀座，且其中可用来再打开所述阀的第一液压力相当于可获得的水源压力乘以所述座横截面面积。

3.根据权利要求2所述的设备，其中：

所述阀活塞具有开启位置，其中所述阀末端不与所述阀座接合，且必须要克服第二液压力来再闭合所述阀，所述第二液压力大于所述第一液压力。

4.根据权利要求3所述的设备，其中：

当所述水盆刚好完成再填充且所述浮标已经将所述阀活塞移回到所述闭合位置时，所述盆填充水至最高位；

当所述盆中的水位下降至最低位时，所述阀打开且开始再填充；以及

所述最高位和所述最低位之间的垂直距离至少是0.5英寸。

5.根据权利要求3所述的设备，其中：

所述阀浮具有的垂直高度大于所述浮标的至少一个横截面尺寸，并且所述浮标邻近所述浮标的底部具有最小的横截面面积以及邻近所述浮标的顶部具有最大的横截面面积，并且所述浮标的横截面面积在至少所述浮标的下部部分上从所述浮标的所述底部向上连续增大。

6.根据权利要求3所述的设备，其中：

来再闭合所述阀必须克服的所述第二液压力相当于可获得的水源压力乘以所述圆柱状第一室部分的横截面面积。

7.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述阀末端包括配置来密封地接合所述阀座的成圆锥形地渐缩的末端端部。

8.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述阀末端包括附接到所述较小直径活塞部分的端部的可分离的阀末端，并且所述阀末端由弹性材料形成。

9.根据权利要求1所述的设备，还包括：

储存在所述浮标臂上的备用阀末端。

10.根据权利要求1所述的设备，还包括：

具有L形横截面的分隔器和盖构件，其包括将所述盆分隔为第一和第二盆部分的大致垂直的分隔器壁，以及覆盖所述第一盆部分的大致水平的盖板，所述阀位于所述第一盆部分中；以及

所述垂直的分隔器壁包括多个穿孔以便允许水流动穿过所述分隔器壁，并且以便为所述第一盆部分中的所述阀筛掉所述第二盆部分中的碎屑。

11.根据权利要求10所述的设备，还包括：

附接到并且覆盖所述出口管道的出口端的出口筛板，从而在所述阀室和所述第二盆部分之间提供双筛系统。

12.根据权利要求1所述的设备，还包括：

接纳在所述阀活塞的所述较大直径活塞部分周围的O型密封圈，所述O型密封圈紧密地接纳在所述阀室的所述圆柱状第二室部分中用于在所述阀活塞和所述圆柱状第二室部分之间的密封。

13.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述盆包括盆侧壁；以及

所述阀体的所述入口管道延伸穿过所述盆的所述侧壁。

14.一种自动的动物给水设备，其包括：

盆，其包括底部、大致直的安装端部壁、从所述安装端部壁向外延伸的两个侧壁和连接所述侧壁的远侧端部壁；

可移除地附接至所述盆的分隔器和盖构件，且其包括：

　分隔器壁，其将所述盆分隔为邻近所述安装端部壁的第一部分和邻近所述远侧端部壁的第二部分，所述分隔器壁包括穿过其中的多个水流开口；以及

　盖板，其覆盖所述盆的所述第一部分；以及

　浮标致动阀，其接纳在所述盆的所述第一部分中，并且包括延伸通过所述盆的壁中之一的入口管道，所述阀通过附接至所述入口管道的紧固件来在所述盆内保持固定到位。

15.根据权利要求14所述的设备，其中：

在所述侧壁中之一与所述安装端部壁的相交处，所述侧壁中之一包括具有开口在其中的大致垂直的内置安装表面；以及

所述阀的所述入口管道延伸通过所述内置安装表面中的所述开口。

16.根据权利要求15所述的设备，其中：

所述大致垂直的内置安装表面中的一个存在于每个所述侧壁和所述安装端部壁的相交处，并且每个所述内置安装表面具有在其中的开口。

17.根据权利要求16所述的设备，还包括：

在从所述阀的所述盆的相对侧上闭合所述内置安装表面的所述开口的塞。

18.根据权利要求14所述的设备，其中：

所述盆还包括：

　从所述安装端部壁的顶部横向向外延伸的大致水平的安装凸缘，然后向上转和向下转以形成安装凹槽和从所述安装凹槽向下延伸的唇部；以及

　从所述安装凸缘向下延伸和从所述安装端部壁向外延伸的第一和第二垂直延伸的支撑腹板。

19.根据权利要求18所述的设备，还包括：

通向所述盆的所述安装端部壁的安装通道，所述安装通道包括：

　配置成用于附接至外部结构的垂直腹板；

　从所述垂直腹板向上延伸且接纳在所述安装凹槽中的向上延伸的安装边缘；以及

　水平延伸的下部腹板，其具有接合所述盆的所述安装端部壁的边缘，带有所述盆的所述垂直延伸的支撑腹板被支撑在所述安装通道的所述下部腹板的顶部上。

20.根据权利要求19所述的设备，其中：

所述安装通道还包括邻近所述垂直腹板的第一和第二端部的第一和第二大致水平的接片，所述接片从所述垂直腹板向所述盆的所述安装端部壁延伸；

所述接片、所述盆的所述水平的安装凸缘和所述盖板均已经限定其中的对齐的销孔；以及

所述设备还包括向下延伸分别穿过所述盖板、所述盆的所述水平的安装凸缘，以及然后穿过所述第一和第二接片的对齐的销孔的第一和第二安装销，使得所述安装销保持所述盆和所述盖板附接至所述安装通道。

21.根据权利要求14所述的设备，还包括：

安装支架，其配置成被附接到外部结构；以及

第一和第二可移除安装销向下延伸穿过首先通过所述盖板，然后所述盆，其次所述安装支架的第一组和第二组对齐的销孔，以将所述盆和所述盖板可释放地连接到所述安装支架上。

22.根据权利要求14所述的设备，其中：

所述分隔器壁大致垂直取向；以及

所述盖板大致水平取向。

23.根据权利要求14所述的设备，其中：

所述入口管道是外部带螺纹的入口管道；以及

所述紧固件包括带螺纹的螺母，所述螺母附接到在所述盆外部的所述带螺纹的入口管道。