CN113007428A - 具有一体式恒温阀的商用非接触式传感器沐浴龙头 - Google Patents

Abstract

本发明的恒温一体式龙头包括阀组件，阀组件具有上阀体和下阀体，在上阀体和下阀体中限定一混合室，混合室配置成通过热水入口接收热水并且通过冷水入口接收冷水。恒温一体式龙头还包括：隔膜组件，隔膜组件流体联接至混合室；传感器，传感器操作性地联接至隔膜组件；恒温单元，恒温单元设置在阀组件的混合室内；以及凸轮轴，凸轮轴联接至恒温单元。恒温单元配置成控制阀组件内的水温，并且凸轮轴配置成控制阀组件内的水温的范围。在各种实施方式中，恒温单元包括蜡致动器和混合梭，蜡致动器配置成与凸轮轴接合，混合梭联接至蜡致动器。

Description

具有一体式恒温阀的商用非接触式传感器沐浴龙头

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月20日提交的美国专利申请No.62/951,931的权益和优先权，该项美国申请的全部内容在此通过参引并入本文。

背景技术

本申请总体上涉及商用非接触式龙头，该商用非接触式龙头包括设置在龙头本体内的恒温(thermostatic)阀或防烫装置。

现有的非接触式龙头包括阀，用以对从龙头输送的热水和冷水的混合进行控制。一些龙头还包括恒温阀，该恒温阀构造成限制进入阀的热水的最高温度；然而，现有设计不允许对阀内的恒温元件进行控制以定制所分配的水的温度范围。此外，现有设计并不以恒温元件在水混合机构内一体化的阀构型为特色。

提供一种改进的非接触式龙头是有利的，该非接触式龙头包括设置在龙头本体内的一体式的且可控的恒温阀或防烫装置。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种恒温一体式龙头，该恒温一体式龙头包括阀组件，阀组件具有上阀体和下阀体，在上阀体和下阀体中限定一混合室，混合室配置成，分别经过热水入口和冷水入口接收热水和冷水。恒温一体式龙头还包括：隔膜组件，该隔膜组件流体联接至混合室；传感器，该传感器操作性地联接至隔膜组件；恒温单元，该恒温单元设置在阀组件的混合室内；以及凸轮轴，该凸轮轴联接至恒温单元，凸轮轴配置成控制阀组件内的水温的范围。隔膜组件配置成响应于由传感器接收的输入来控制经过阀组件的水流，并且恒温单元配置成控制阀组件内的水温。

在各种实施方式中，恒温单元包括蜡致动器和混合梭，该蜡致动器配置成与凸轮轴接合，并且该混合梭联接至蜡致动器。在各种实施方式中，混合梭包括一个或多个翅片，所述一个或多个翅片配置成促进水在混合室内的混合。在一些实施方式中，蜡致动器通过弹簧朝向凸轮轴偏置。在一些实施方式中，弹簧配置成与混合室的上表面和蜡致动器的唇部对接。在其他实施方式中，恒温单元配置成，通过基于混合室内的水的温度而遮挡热水入口来控制混合室内的水温。在各种实施方式中，传感器设置为邻近龙头出口。在一些实施方式中，隔膜组件配置成响应于由传感器接收的输入而由螺线管组件激活。在各种实施方式中，凸轮轴联接至把手，该把手配置成使凸轮轴旋转，其中，使凸轮轴的旋转对阀组合件内的水温的范围进行调节。

本发明的另一方面涉及一种恒温一体式龙头，该恒温一体式龙头包括阀组件，阀组件具有限定混合室的上阀体和下阀体，混合室配置成经过热水入口接收热水并且经过冷水入口接收冷水。恒温一体式龙头还包括：蜡致动器，该蜡致动器设置在混合室内；混合梭，该混合梭在混合室内联接至蜡致动器；以及凸轮轴，该凸轮轴联接至恒温单元。蜡致动器配置成调节混合梭的位置以控制混合室内的水温，并且凸轮轴配置成使得凸轮轴的旋转确定水温的范围。

在各种实施方式中，该恒温一体式龙头还包括流体联接至混合室的隔膜组件和操作性地联接至隔膜组件的传感器，其中，隔膜组件配置成响应于由传感器接收的输入来控制经过阀组件的水流。在一些实施方式中，蜡致动器配置成响应于混合室内的水的温度升高而膨胀。在一些实施方式中，混合梭配置成响应于蜡致动器的膨胀而遮挡流体联接至所述混合室的热水入口。在各种实施方式中，蜡致动器在脊状分界面处联接至混合梭。在其他实施方式中，蜡致动器包括配置成与凸轮轴接合的销部分。在各种实施方式中，凸轮轴在旋钮部分处联接至把手，其中，旋钮部分包括配置成与把手接合的一个或多个花键。在一些实施方式中，蜡致动器经由弹簧朝向凸轮轴偏置。在各种实施方式中，弹簧在混合室内设置成使得弹簧与混合室的上表面和蜡致动器的唇部对接。

本发明的又一方面涉及一种用于对龙头内的水的温度进行控制的方法，其中，该方法包括由龙头内的传感器感测指示使用者接近度的第一信号。该方法还包括由传感器响应于所感测到的第一信号而向螺线管组件发送第二信号，其中，螺线管组件联接至隔膜组件。该方法还包括由螺线管组件控制隔膜组件以打开与阀组件流体连通的水通路。阀组件包括：上阀体和下阀体，上阀体和下阀体限定混合室，该混合室配置成接收热水和冷水；恒温单元，该恒温单元设置在混合室内并且配置成控制阀组件内的水温；以及凸轮轴，该凸轮轴联接至恒温单元并且配置成控制阀组件内的水温的范围。

在各种实施方式中，恒温单元包括可膨胀蜡致动器，该可膨胀蜡致动器联接至混合梭并且配置成与凸轮轴接合，其中，随着可膨胀蜡致动器在与热水反应时膨胀，所述可膨胀蜡致动器使混合梭移位，并且其中，可膨胀蜡致动器的膨胀量基于凸轮轴的旋转来确定。

附图说明

图1是根据示例性实施方式的恒温一体式龙头的立体图。

图2是根据示例性实施方式的包括图1的恒温一体式龙头的恒温一体式龙头组件的侧视截面图。

图3是根据示例性实施方式的图1的恒温一体式龙头的恒温一体式阀沿着图1的线10-10截取的截面图。

图4是根据示例性实施方式的图3的恒温一体式阀沿着图1的线15-15截取的截面图。

图5是根据示例性实施方式的图3的恒温一体式阀沿着图1的线20-20截取的截面图。

图6是图5的在蜡致动器和凸轮轴附近的再现。

图7是根据示例性实施方式的由图1的恒温一体式龙头执行的对流体温度进行调节的方法的流程图。

图8是根据示例性实施方式的图1的恒温一体式龙头的恒温本体底部沿着图1的线10-10截取的侧视截面图。

图9是根据示例性实施方式的图8的恒温本体底部沿着图1的线20-20截取的截面图。

图10是根据示例性实施方式的图8的恒温本体底部的立体图。

图11是根据示例性实施方式的图8的恒温本体底部的立体图。

图12是根据示例性实施方式的图1的恒温一体式龙头的恒温凸轮轴的立体图。

图13是根据示例性实施方式的图12的恒温凸轮轴沿着图1的线20-20截取的侧视截面图。

图14是根据示例性实施方式的图12的恒温凸轮轴的正视图。

图15是根据示例性实施方式的恒温凸轮把手的立体图。

图16是根据示例性实施方式的图15的恒温凸轮把手的侧视截面图。

图17是根据示例性实施方式的图1的恒温一体式龙头的恒温蜡致动器的立体图。

图18是根据示例性实施方式的图1的恒温一体式龙头的恒温混合梭的立体图。

图19是根据示例性实施方式的图18的恒温混合梭的局部截面图。

图20是根据示例性实施方式的图1的恒温一体式龙头的恒温本体顶部的立体图。

图21是根据示例性实施方式的图20的恒温本体顶部沿着图20的线25-25截取的截面图。

图22是根据示例性实施方式的图20的恒温本体顶部沿着图1的线15-15截取的截面图。

图23是根据示例性实施方式的图20的恒温本体顶部沿着图1的线30-30截取的截面图。

图24是根据示例性实施方式的图2的恒温龙头组件的龙头喷嘴本体的侧视截面图。

图25是根据示例性实施方式的图1的恒温一体式龙头的传感器组件的立体图。

图26是根据示例性实施方式的图1的恒温一体式龙头的龙头出口曝气器的立体图。

图27是根据示例性实施方式的图1的恒温一体式龙头的快速连接件的立体图。

图28是根据示例性实施方式的图1的恒温一体式龙头的螺线管组件的立体图。

图29是根据示例性实施方式的图1的恒温一体式龙头的隔膜组件的立体图。

图30是根据另一示例性实施方式的恒温一体式龙头的侧视图。

图31是根据另一示例性实施方式的图30的恒温一体式龙头的侧视图。

图32是根据另一示例性实施方式的包含图30的恒温一体式龙头的恒温一体式龙头组件的侧视图。

具体实施方式

一个实施方式涉及一种龙头，该龙头包括热水流动通道和冷水流动通道，热水流动通道和冷水流动通道各自流体连接至混合室。从热流通道和冷流通道中的每一者进入混合室的水的量基于一体式混合梭的位置来控制。混合梭固定联接至恒温阀或元件，该恒温阀或元件包含材料(例如蜡)，该材料对流过元件的水的温度起反应，以调节元件和梭的位置。恒温阀(和混合梭)在混合室内的位置决定了从热流通道和冷流通道引入混合室的热水和冷水的量。恒温阀的位置可以由与恒温阀的底部相接触的凸轮轴进行调节。具体地，凸轮轴的旋转(通过使位于凸轮轴的外端部上的把手旋转)又通过凸轮轴的凸轮与恒温阀的底部之间的接触来改变恒温阀的竖向位置。与旋转凸轮轴联接的恒温阀(和混合梭)的构型有助于增加对流出龙头的水的温度控制，这是因为使用者可以调节水的最大允许温度以适应使用者的偏好。

另一实施方式涉及通过弹簧朝向凸轮轴偏置的恒温阀。恒温阀的位置设定了离开阀的(热)水的最高温度，以试图防止烫伤。进入室的热水与恒温阀内的蜡元件反应。如果水高于预定阈值，则蜡元件膨胀，从而将恒温阀和混合梭向上推向热水通路的入口的关闭位置，以减少输送至混合室的热水的量。除了使得能够基于使用者选择的最大温度设置来控制热水和冷水流入比，将恒温阀一体化到混合室中还减小了龙头的总占地面积(例如，龙头的基部处所需的外径)。用于龙头的传感器(例如，非接触式流量控制传感器)设置在龙头的喷嘴内而非基部中，以进一步减小龙头的总占地面积。

根据示例性实施方式，龙头包括一体式恒温阀元件，该一体式恒温阀元件联接至旋转凸轮轴，以用于调节和设定流动经过龙头的水温，以既满足使用者偏好又防止烫伤。另外，一体式恒温阀元件与龙头喷嘴本体基部的主轴线竖向对准，这与其中恒温阀水平地且垂直于基部布置的龙头相比可以实现减小的龙头尺寸。而且，这种构型所需的零部件数量减少，简化组装过程，并且提供甲板上方的改善的可维修性。

根据示例性实施方式，龙头还包括独特的温度调节方法，由此使用者可以通过使压靠于恒温阀元件活塞的独特的水平凸轮轴转动来调节出口水温。这些及其他有利特征对于阅读本公开的那些人而言将是明显的。

总体上参照附图，恒温一体式龙头系统包括：平台阀；混合室，该混合室设置在阀的本体内，该混合室包括热水入口和冷水入口；以及可控隔膜，该可控隔膜联接至使混合水能够流动经过龙头喷嘴管道的阀。混合室包含恒温蜡致动器，该恒温蜡致动器与混合梭联接，并且该恒温蜡致动器随着温度增加或当阈值达到时膨胀。恒温蜡致动器还联接至从致动器的端部延伸至阀体的外部的凸轮轴。恒温蜡致动器构造成使得凸轮轴的旋转对致动器位置进行调节，这导致混合梭在混合室内的位置变化。混合梭的位置对进入混合室的热水的流量进行计量，并且因此确定混合室内的热水与冷水的比率。混合梭的位置以及对应的热水与冷水的比率可以由使用者通过凸轮轴的旋转来设定，以防止烫伤。在热水和冷水在混合室内混合之后，阀可以促进水经过龙头喷嘴管道流出。

在各种示例性实施方式中，系统构造成使得隔膜组件联接至螺线管组件。联接的螺线管组件可以响应于输入而使隔膜组件内的隔膜打开，从而允许水流动经过隔膜和阀组件。

在各种示例性实施方式中，该系统包括在出口曝气器附近联接至龙头喷嘴管道的传感器。传感器可以配置成控制隔膜组件，使得传感器响应于信号(例如，接近度、运动、红外)而使隔膜组件允许水流动经过平台阀。

在各种示例性实施方式中，系统配置成使得凸轮轴设定系统操作的相对温度范围，比如“冷”设置或“热”设置。例如，当凸轮轴调节成对应于“冷”设置时，混合梭可以对应地定位成关闭或限制进入混合室的热水入口。替代性地，当凸轮轴调节成对应于“热”设置时，混合梭可以对应地定位成允许进入混合室的增加的热水流量。在各种示例性实施方式中，系统包括可旋转把手，该可旋转把手联接至凸轮轴的外端部，以允许凸轮轴的受控调节，并且因此允许混合梭的受控调节。该系统构造成使得热水和冷水输入的比率可以被调节，以在有助于防止烫伤的可接受的温度范围内输出混合水。对流入的热水和冷水的比率的调节可以通过限制混合水温和/或通过显著减少出水流量来降低烫伤的风险。

在各种示例性实施方式中，该系统构造成可适用于各种现有的龙头系统。在其他各种示例性实施方式中，系统构造成使得能够容易地组装和维护。例如，凸轮轴可以构造成包括有助于该凸轮轴的安装和维修的特征，比如突出部。替代性地或另外地，凸轮轴可以具有倾斜端部，该倾斜端部允许凸轮轴插入系统中以及从系统中移除，而无需移除附加部件。在一些实施方案中，蜡致动器在阀组件内的定向足以使得组件能够安装在各种现有的龙头设置中。这些及其他有利特征对于阅读本公开和附图的那些人而言将变得明显。

现在转到附图，具体参照图1，示出了根据示例性实施方式的恒温一体式龙头系统100的立体图。系统100可以是安装成对来自现有供水系统的水流进行控制的甲板上方(即，功能系统部分在安装表面内或上方是可触及的)一体式龙头系统。在图1中，系统100分别通过热水导管或软管125和冷水导管或软管130接收来自现有供应源的水。水软管125和水软管130将水引导至下阀体120和上阀体115，下阀体120和上阀体115经由紧固件160相互联接。紧固件160可以是螺钉、销、铆钉或任何其他足以结合阀体115和阀体120的紧固件类型。

混合的热水和冷水(通过软管125和软管130接收)的比率以及因此通过阀体120和阀体115运送的水的温度由把手135控制，把手135相对于下阀体120旋转。上阀体115联接至隔膜组件170，隔膜组件170控制从上阀体115和下阀体120流出到龙头喷嘴导管或管道110中的混合水流。隔膜组件170响应于经由电线140在螺线管组件150处从传感器壳体145内的传感器接收的输入而由联接的螺线管组件150操作。在螺线管组件150处从传感器壳体145内的传感器(经由电线140)接收输入时，隔膜组件170允许混合水流入管道110中，管道110经由联接器或管道夹具165联接至上阀体115。混合水随后从龙头喷嘴管道110流动经过龙头出口105，龙头出口105经由快速连接件175联接至管道110，以经由曝气器155离开系统100。如所描述的，通过把手135的旋转来控制离开系统100的混合水的温度。

在各种示例性实施方式中，传感器壳体145内的传感器可以直接或间接地联接至管道110。在其他示例性实施方式中，壳体145内的传感器可以安装成相对于阀体115和阀体120基本上更靠近曝气器155。在各种实施方式中，传感器壳体145内的传感器可以靠近阀体115和阀体120设置。在各种实施方案中，传感器壳体145可以含有被配置成对接近度、运动、红外辐射等中的至少一者进行检测的传感器。

图2示出了根据示例性实施方式的包含一体式恒温龙头系统100的一体式恒温龙头组件200的侧视截面图。组件200经由阀甲板夹具203附着至安装表面或“甲板”(例如，工作台面)。组件200包括容纳系统100的龙头喷嘴本体210。龙头喷嘴本体210的基部是大致中空的，从而使得阀体115和阀体120能够设置在龙头喷嘴本体210的基部中。位于龙头喷嘴本体210的内表面上的附接装置177和179分别促进传感器在壳体145和曝气器155内的联接。附接装置177可以是突起、支架或另一位于本体210的内表面上的合适特征，传感器壳体145可以(例如，经由一个或多个紧固件)附接至附接装置177。附接装置179位于本体210的内表面上的末端端部附近。附接装置179可以是突起、支架或本体210内的其他成形特征，其使得能够精确地安置和安装联接至龙头出口105的曝气器155。

在操作期间，传感器壳体145内的传感器响应于检测(例如使用者的存在、手的接近度等)经由一个或多个电线140向螺线管组件150发送信号。因此，螺线管组件150使隔膜组件170打开其中的水通路，从而允许来自混合室205的混合的热水和冷水沿方向225流入龙头喷嘴管道110中。龙头喷嘴管道内的混合水随后经过出口105和联接的曝气器155离开组件200。

组件200接收从现有供应源经由软管125和软管130到系统100的下阀体120的水。通过软管125接收到的热水经由热水入口215进入混合室205。通过软管130接收到的冷水经由冷水入口220进入混合室205。混合室205设置在上阀体115和下阀体120内，上阀体115和下阀体120经由紧固件160相互联接。O型环180位于阀体115和阀体120的对接表面之间，以流体地密封混合室205并防止混合水过早地离开系统100。

进入混合室205的热水和冷水的比率由混合梭190(设置在混合室205内)相对于热水入口215的位置来计量，更具体地，由混合梭190的本体打开的入口215的遮挡量或程度来计量。混合梭190的位置由蜡致动器185和联接的凸轮轴195确定。在混合室205内混合的水与恒温蜡致动器185反应，这导致恒温蜡致动器185膨胀，从而导致对联接的混合梭190的位置的调节，使得混合梭状件190逐渐地密封热水入口215，从而阻止热水流进入混合室205中。组件200内的恒温蜡阀185的构型使得能够经由凸轮轴195的旋转来控制和设定通过系统100的最高水温。因此，恒温致动器185和混合梭190在阀组件247内形成恒温单元，用以控制进入混合室205的水流以及因此控制离开一体式恒温龙头系统100的水温。

图3至图5示出了根据示例性实施方式的包括恒温单元的阀组件247的侧视截面图。图3示出了阀组件247的沿着图1的线10-10截取的、在基本上由软管125和软管130以及基本上由竖向轴线240限定的平面中的截面图。在图3中，水软管125和水软管130示出为分别与热水入口215和冷水入口220流体联接。图3示出了其中混合梭190部分地遮挡热水入口215的开口并且因此限制热水流进入混合室205的实施方式。图3还示出了恒温单元，该恒温单元包括与恒温蜡致动器185联接的混合梭190，恒温蜡致动器185与凸轮轴195接合，其中，凸轮轴195和恒温蜡致动器185控制混合梭190在混合室205内的位置。在各种实施方式中，凸轮轴195可以具有渐缩表面，用以使蜡致动器185随着凸轮轴195的旋转而改变位置。在混合之后，来自混合室205的混合水可以流动经过隔膜组件170。隔膜组件170在其已经被螺线管组件150激活时允许水流，并且隔膜227因此被重新定位以打开水通路。

图4示出了阀组件247沿着图1的线15-15截取的、在由水软管125、结构特征133和大致竖向轴线240限定的平面中的侧视截面图。图4中示出的突出显示的横截面基本上平行于图3中示出的横截面。图4突出显示了离开隔膜组件170的水通路。当隔膜组件170内的隔膜227响应于来自螺线管组件150的信号而被激活时，水可以经过隔膜组件170并经由出口通路237离开隔膜组件170。出口通路237是关闭的，直到隔膜227被激活为止。当打开时，出口通路237流体地联接至上阀体115的出口233。混合水因此经由上阀体出口233离开阀组件247进入龙头出口水道(比如龙头喷嘴管道110)。

图5示出了阀组件247沿着图1的线20-20截取的、在由水软管130，结构特征133(例如，紧固件、支架、柱等)和大致竖向轴线240限定的平面内的侧视截面图。图5示出了凸轮轴195与组件247的容纳在混合室205内的部件的连接。如图5所示，凸轮轴195可以经由把手230(类似于或等同于把手135)相对于下阀体120旋转。凸轮轴195的旋转进而调节恒温蜡致动器185的位置，并且因此调节与凸轮轴195接合或对接的混合梭190的位置。因此，流入混合室205(经由入口215和入口220)的热水和冷水的相对比率——如由混合梭190的位置所确定的——可以随后经由混合室出口235离开混合室205。从混合室出口235流出的水流被引导经过隔膜组件170，以随后(经由上阀体出口233)离开阀组件247。如从图3至图5中的每个图所理解的那样，在混合室205内发生水混合以及发生进入阀组件247的水的恒温控制，正如凸轮轴195的旋转所引起。

图6示出了在阀组件247内的在混合室205附近的恒温单元(沿着线20-20截取)的侧视截面图，所述截面在由水软管130、结构特征133和大致竖向轴线240(如图5所示)所限定的平面中。在图6中，更详细地示出了阀组件247的在混合室205内的部件之间的联接分界面。如先前所示出和描述的那样，恒温蜡致动器185容纳在上阀体115内的混合室205部分内。蜡致动器185联接至弹簧251或者与弹簧251接合，弹簧251与混合室205的上表面248和蜡致动器185上的唇部特征249接合。弹簧251将蜡致动器185朝向凸轮轴195偏置，因此将混合梭190偏置到允许热水流经过热水入口215进入混合室的位置。蜡致动器185经由突出特征253联接至混合梭190，突出特征253沿着脊状分界面252与蜡致动器185接合。

蜡致动器185还通过从蜡致动器185延伸的销部分245在分界面250处与凸轮轴195接合。在各种实施方式中，销部分245可以与凸轮轴195的表面或凹陷区域接合。如示出的，凸轮轴195配装在下阀体120的内部通道242内。凸轮轴195经由O型环密封件246相对于下阀体120流体地密封。凸轮轴195还延伸经过下阀体120，并且具有经由紧固件241联接至把手230的外部部分243。把手230相对于下阀体120的旋转进一步使凸轮轴195旋转，这重新定位蜡致动器185和联接的混合梭190，以调节经过入口215的热水流量。因此，把手230的调节允许对应地调节离开系统100的最高水温。

图7示出了根据示例性实施方式的概述了一体式恒温龙头系统100(在组件200内)的操作的方法254。在操作255中，传感器(容纳在传感器壳体145内)对手在传感器下方的放置(例如，经由接近度、运动、红外等)进行检测，并且向通信地联接的螺线管组件(螺线管组件150)发送信号。根据各种示例性实施方式，可以经由有线通信(例如，经由电线140)或无线通信来促进从壳体145内的传感器到螺线管组件150的信号传输。

在操作256中，联接的螺线管组件150随后激活联接的隔膜组件170内的隔膜227，以允许水流动经过和流出阀组件247(分别由上阀体115和下阀体120围封)通向龙头出口105(和连接的曝气器155)。

当隔膜组件170内的隔膜227允许水流动经过和流出阀组件247时，热水和冷水分别经由入口215和入口220进入混合室205。在操作257中，水以由混合梭190的位置确定的相对流入比在混合室205内混合，该相对流入比由凸轮轴195旋转设置所确定。

在操作258中，恒温致动器185与混合水205相互作用，并且恒温致动器185响应于混合水的温度升高(或当达到阈值时)而膨胀。膨胀的恒温致动器185因此调节混合梭190(经由销部分245)，使得混合梭190相对于热水入口215重新定位。因此，重新定位的混合梭190对进入混合室205的热水流量进行计量，从而防止离开阀组件247进入一体式龙头系统100的其余部分中的混合水的温度进一步升高。

在系统100操作的替代示例中，凸轮轴195可以在操作255之前旋转(使用把手230旋转)，以抢先降低通过龙头出口105排出的水的允许温度。因此，凸轮轴195的旋转导致蜡致动器185和混合梭190重新定位，使得热水流入减少，并且由于蜡致动器185在混合室205内的缩短的可膨胀范围，因此最大允许温度也降低。

图8至图9示出了根据示例性实施方式的下阀体120的侧视截面图。图8示出了下阀体120在由软管特征271和软管特征272以及大致竖向轴线240限定的平面中(即，沿着图1的线10-10截取)的侧视截面图。下阀体120内的软管特征271构造成接纳热水软管125，热水软管125将热水从现有水源引导到阀组件247中。来自特征271处的联接软管125的热水经由入口215进入混合室205的设置在下阀体120内的下部部分。

下阀体120内的软管特征272构造成接纳冷水软管130，该冷水软管130将冷水从现有供应源引导到阀组件247中。来自特征272处的联接软管130的冷水经由入口220进入混合室205的设置在下阀体120内的下部部分。

图8另外示出了混合室205的下部部分内的特征259和特征242，特征259和特征242构造成与混合梭190和凸轮轴195对接。如图所示，特征259和特征242可以包括一个或多个凹部或脊状部，所述一个或多个凹部或脊状部可以实现混合梭190和凸轮轴195在其中的容纳和接合。特征242内的外部安置部分270(例如，凹部、孔口、孔等)促进凸轮轴195插入阀组件247中。

图9示出了下阀体120在平行于凸轮轴195的长度的平面中(即，沿着图1的线20-20截取)的侧视截面图。图9进一步示出了特征259和特征242在混合室205内的相对位置，特征259和特征242分别与混合梭190和凸轮轴195对接。另外，图9示出了在下阀体120的外表面上的引导特征260，该引导特征260有助于电线140在组件200内的定位和安置。另外，图9示出了外部安置部分270，该外部安置部分270构造成接纳凸轮轴195并且与凸轮轴195的外部部分243对接。

图10至图11示出了根据示例性实施方式的下阀体120的立体图。图10进一步示出了外部安置部分270，该外部安置部分270在操作期间与凸轮轴195的外部部分243对接。外部部分270内的特征275和特征280构造成在插入之后促进凸轮轴195的旋转锁定。在各种实施方式中，特征275和/或特征280可以是设置在外部安置部分270内或附近的一个或多个凹陷部分。用以防止旋转运动的锁定凸轮轴195使得系统100内的水温能够被预设。

图11示出了根据示例性实施方式的下阀体120的与图10示出的视图相对的立体图。图10进一步示出了位于下阀体120的外部上的引导特征260的位置和构型。如图所示，引导特征260可以是这样的凹部，即，该凹部设置在下阀体120内并且具有一个或多个脊状部、壁架和/或唇部，用以促进电线140在该凹部中的定位和安置(或者接纳和保持电线140)。

图12示出了根据示例性实施方式的凸轮轴195的立体图。凸轮轴195构造成包括端部部分305，该端部部分305经由外部安置部分270插入阀组件247中并且与下阀体120中的凹部或特征242对接。端部部分305构造成包括倾斜特征315，该倾斜特征315有助于容易地插入系统100内的阀组件247中以及从系统100内的阀组件247中移除。凸轮轴195还构造成包括轴区段285，轴区段285构造成与蜡致动器185的销部分245联接或对接。凸轮轴195包括特征286，在特征286之间可以安置O型环密封件246以促进凸轮轴195相对于下阀体120的流体密封。在各种实施方式中，特征286可以包括一个或多个脊状部、唇部、壁架、突起，所述一个或多个脊状部、唇部、壁架、突起可以从凸轮轴195的中心轴线径向地延伸。凸轮轴195的外部部分243可以构造成保持在下阀体120的外部上，从而与外部安置部分270对接。凸轮轴195的外部部分243可以包括突出部295和突出部290，突出部295和突出部290可以分别与下阀体120的特征275和/或特征280对接，以促进凸轮轴195的旋转锁定。凸轮轴195的旋钮部分310可以构造成包括一个或多个脊状部或花键，以便于与把手230对接和接合。

图13示出了根据示例性实施方式的凸轮轴195(沿着图1的线20-20截取)的侧视截面图。图13进一步示出了端部部分305，该端部部分305插入阀组件247中并且包括倾斜特征315以便于插入。凸轮轴195的特征285和特征286与下阀体120内的特征242对接。特征285附加地与蜡致动器185对接，并且特征286促进O型环安置，以将凸轮轴195相对于下阀体120流体地密封。如所描述的，外部部分243包括旋钮310以便于使凸轮轴195转动。在各种实施方式中，特征285可以具有渐缩表面，用以使蜡致动器185随着凸轮轴195的旋转而改变位置。

图14示出了根据示例性实施方式的凸轮轴195的端视图。图14进一步示出了在凸轮轴195的外部部分243上的旋钮310以及突出部295和突出部290的构型。附加地，图14突出显示了存在于外部部分243上的特征311，该特征311可以促进系统100内的可再现水温设置。特征311可以是凹痕、突起、标记或任何其他已经实现凸轮轴195相对于下阀体120的特定旋转的合适的指示。

图15示出了根据示例性实施方式的把手230的立体图。把手230包括延伸特征325，该延伸特征325有助于把手230和联接的凸轮轴195易于旋转。把手230上的特征327(例如，凹部、孔口等)构造成接纳紧固件241，该紧固件241有助于将把手230联接至凸轮轴195(例如，联接到旋钮部分310中)。突出(例如，挤出)特征320可以构造成限制把手230的旋转，并且因此限制凸轮轴195的旋转，以实现由阀组件247和系统100内的恒温单元进行的水温限制设置。延伸特征325上的指示器326可以促进系统100内的恒温单元的可再现水温设置。指示器326可以是凹痕、突起、标记、字母或数字标记或者任何其他已经实现把手230的特定旋转的合适的指示。在各种示例性实施方式中，可以在建立期望的水温设置之后移除把手230。在另外的示例性实施方式中，帽或盖可以代替把手230联接至组件200(和系统100)，以防止和/或限制凸轮轴195的不期望的旋转。把手230的移除或替换可以增加组件200(和系统100)对破坏的抵抗力，并且防止系统100内的温度设置的不期望的、未授权的或无意的操纵。

图16示出了根据示例性实施方式的把手230的侧视截面图。图16进一步示出了便于水温限制设置的突出特征320。把手230包括内表面330，内表面330可以包括一个或多个脊状部或花键，所述一个或多个脊状部或花键构造成与凸轮轴195的旋钮310上的脊状部或花键对接或接合。

图17示出了根据示例性实施方式的恒温蜡致动器185的立体图。蜡致动器185构造成具有销部分245，销部分245与混合室205内的凸轮轴部分285对接。蜡致动器185还包括沿着脊状分界面252的突出特征253，该突出特征253与混合梭190对接和接合。蜡致动器185还包括唇部特征249，唇部特征249构造成当容纳在混合室205内时与弹簧251对接，以使得蜡致动器185能够朝向凸轮轴195偏置。蜡致动器185上的蜡部分340随着温度升高而膨胀(例如，长度增加)并且构造成定位在弹簧251的线圈内。当蜡部分340膨胀时，销245被推入凸轮轴190中，并且对应地，调节混合梭190以计量流入混合室205中的热水。在各种示例性实施方式中，蜡部分340构造成靠近销245定位，使得部件之间的距离最小，从而使得能够减少系统100对水温变化的响应时间。在各种实施方式中，蜡部分340构造成维持与销245的恒定接触。

图18至图19分别示出了根据示例性实施方式的混合梭190的立体图和局部截面图。混合梭190包括表面355，该表面355构造成与蜡致动器185联接或接合，以实现进入混合室205的热水和冷水的恒温混合。混合梭190的内表面365构造成与蜡致动器185上的分界面252邻接并接合。翅片360和/或其他包括在混合梭190内的类似特征构造成促进进入混合室205的热水和冷水的充分混合。图19进一步示出了位于混合梭190内的内表面365附近的翅片360。

图20示出了根据示例性实施方式的上阀体115的立体图。上阀体115包括上室370，上室370构造成容纳隔膜组件170。上阀体115还构造成当联接至下阀体120时形成混合室205。离开混合室205的混合水经过隔膜组件170(容纳在上室370内)以经由出口233离开上阀体115。

图21至图23示出了根据示例性实施方式的上阀体115的侧视截面图。图21示出了上阀体115沿着图20的线25-25截取的截面图，其进一步示出了设置在上阀体115内的上室370。上室370经由混合室出口235从混合室205接收混合水。在混合水经过容纳在上室370内的隔膜组件170之后，混合水沿流动方向225经由出口233朝向龙头喷嘴导管或管道110离开上阀体。在各种示例性实施方式中，出口233可以联接至柔性管软管以将水朝向龙头出口105运送。

图22示出了上阀体115沿着图1的线15-15截取的截面图，其进一步示出了从上阀体115内的上室370出来的水流通路，其突出显示了出口通路237。混合水沿流动方向225朝向龙头喷嘴管道110流动通过出口通路237。示出了上阀体115沿着图20的线30-30截取的截面图的图23其示出了混合室205相对于上阀体115内的上室370的相对位置。

图24示出了根据示例性实施方式的龙头喷嘴本体210的侧视截面图。图24描绘了可以与一体式龙头系统100联接的示例性龙头喷嘴本体210。本体210包括具有内部尺寸380的中空内表面，以使得系统100能够容纳在该中空内表面中。本体210包括附接装置177和179，附接装置177和179构造成分别促进传感器壳体145和曝气器155的联接和安置。附接装置177可以是突起、支架或另一位于本体210的内表面上的合适的特征，传感器壳体145可以(例如，经由一个或多个紧固件)附接至附接装置177。附接装置179位于本体210的内表面上的末端端部附近。附接装置179可以是突起、支架或本体210内的其他成形特征，其有利于与龙头出口105联接的曝气器155的安置和安装。本体210内的特征395构造成接纳传感器壳体145以促进对螺线管组件150的控制。凹陷特征405构造成接纳容纳在本体210内的曝气器155的外表面并与该曝气器155的外表面对接。本体210内的孔385构造成接纳联接的凸轮轴195和把手230，而联接的凸轮轴195和把手230又构造成便于控制系统100内的水温。龙头喷嘴本体210还包括特征390(例如，孔口、孔、凹部等)，特征390构造成接纳联接的紧固件，比如固定螺钉。

图25示出了根据示例性实施方式的传感器壳体145的立体图。图25描绘了可以包括在一体式龙头系统100内的示例性传感器壳体构型。传感器壳体145包括构造成容纳传感器的内腔415。容纳在传感器壳体145内的传感器可以是接近传感器、红外传感器、移动传感器，或任何其他足以检测手或其他物体在所述传感器下方的放置的合适的传感器。传感器壳体145包括特征410，特征410构造成便于将传感器壳体145联接至系统100和/或龙头喷嘴本体210。传感器壳体145可以经由附接装置177(例如，经由一个或多个紧固件)联接至本体210。

图26示出了根据示例性实施方式的龙头出口105的立体图。图26描绘了可包括在一体式龙头系统100内的示例性龙头出口。出口105包括喷嘴入口420，喷嘴入口420构造成经由快速连接件175联接至龙头喷嘴管道110。喷嘴入口420的构型可以使系统100内的部件易于定位，比如龙头喷嘴本体210和传感器壳体145的相对构型。出口105还包括特征425，特征425构造成联接至曝气器155。

图27示出了根据示例性实施方式的快速连接件175的立体图。图27描绘了可以包括在一体式龙头系统100内的示例性快速连接件。快速连接件100构造成具有两个端部430和435，这两个端部430和435使得龙头出口105能够联接至龙头喷嘴管道110。在各种实施方式中，端部430可以接纳龙头出口105，并且端部435可以接纳龙头喷嘴管道110。

图28示出了根据示例性实施方式的螺线管组件150的立体图。图28描绘了可以包括在一体式龙头系统100内的示例性螺线管组件。螺线管组件150构造成经由特征440联接至隔膜组件170。螺线管组件150还包括特征445，该特征445有助于经由电线140接收来自传感器壳体145内的传感器的信号。

图29示出了根据示例性实施方式的隔膜组件170的立体图。图29描绘了可以包括在一体式龙头系统100内的示例性隔膜组件。隔膜组件170构造成容纳在上阀体115的上室370内。隔膜组件170构造成经由紧固件465联接至上阀体115，并且经由特征460联接至螺线管组件。隔膜组件170包括隔膜227，该隔膜227配置成控制通过系统100的水流。

图30和图31示出了根据示例性实施方式的系统内的阀组件247的可替换的立体图。图30和图31示出了阀组件部件的构型。如图所示，热水软管125和冷水软管130分别以由把手230确定的相对比率向下阀体120和上阀体115提供水流，从而控制系统100内的水的温度。联接至上阀体115的螺线管组件150和隔膜组件170可以使得水能够经由出口233流出阀体115和阀体120。

图32示出了根据示例性实施方式的一体式龙头组件200的侧视图。图32示出了水软管125和水软管130，水软管125和水软管130向容纳在龙头喷嘴本体210内的系统100供水。在一体式恒温龙头系统100内混合的、具有由把手230(即，经由阀组件247内的恒温单元)控制的温度的水随后可以经由暴露的曝气器155离开系统100(在组件200内)。

在各种实施方式中，恒温一体式系统100能够联接至控制器，以控制恒温一体式系统100的一个或多个操作(例如，方法254)，其中，控制器可以是非暂时性计算机可读介质或其上存储有计算机可读指令的处理器，当执行所述指令时，使得控制器执行由所述指令要求的操作(例如，方法254的操作255至操作258)。在各种实施方式中，控制器可以是计算装置。控制器可以包括电源、存储器、通信接口和/或处理器并且/或者能够联接至电源、存储器、通信接口和/或处理器。在其他实施方式中，控制器可以包括附加的、更少的和/或不同的部件。

如本文所使用的，术语“大约”、“约”、“大致”以及类似术语旨在具有广泛的含义，所述广泛的含义与由本公开的主题所属领域的普通技术人员常用且接受的用意相一致。阅读本公开的本领域技术人员应当理解的是，这些术语旨在允许所描述和所要求保护的一定特征的描述不使这些特征的范围限于所提供的精确量化范围内。因此，这些术语应当被解释为，表示所描述和要求保护的主题的非实质性或不重要的修改或改变被认为在所附权利要求所述的本发明的范围内。

应当指出的是，本文中用于描述各种实施方式的术语“示例性”旨在指示这样的实施方式是可能的实施方式的可能的示例、表示和/或说明(并且这样的术语并非旨在意味着这样的实施方式必然是特殊或最高级的示例)。

本文中所使用的术语“联接”、“连接”等意味着两个构件彼此直接或间接地连结。这种连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这种连结可以通过使两个构件或使两个构件与任意附加的中间构件彼此一体地形成为单个整体本体而实现，或者通过使两个构件或使两个构件与任意附加的中间构件彼此附接而实现。

本文中对元件的位置的引用(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)仅用于描述附图中各种元件的取向。应当指出的是，根据其他示例性实施方式，各种元件的取向可以不同，并且这些变型旨在被本公开所涵盖。

应当指出的是，如各种示例性实施方式中所示的设备和控制系统的构造和布置仅是说明性的。尽管本公开中仅详细描述了一些实施方式，但是阅读本公开的本领域技术人员将容易理解的是，在不实质上背离本文中所描述的主题的新颖的教示和优点的情况下，可以进行许多修改(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)。例如，示出为一体地形成的元件可以由多个部件或元件构成，元件的位置可以被颠倒或以其他方式被改变，并且可以更改或改变分立元件或位置的性质或数量。根据替代性实施方式，任何过程或方法步骤的顺序或次序可以改变或重新排序。

在不背离本公开的范围的情况下，还可以在各种示例性实施方式的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。例如，在一个实施方式中公开的任何元件可以与本文中公开的任何其他实施方式结合或一起使用。

Claims (20)

1.一种恒温一体式龙头，包括：

阀组件，所述阀组件具有上阀体和下阀体，在所述上阀体和所述下阀体中限定一混合室，所述混合室配置成，分别经过热水入口和冷水入口接收热水和冷水；

隔膜组件，所述隔膜组件流体联接至所述混合室；

传感器，所述传感器操作性地联接至所述隔膜组件，其中，所述隔膜组件配置成，响应于由所述传感器接收的输入来控制经过所述阀组件的水流；

恒温单元，所述恒温单元设置在所述阀组件的所述混合室内，其中，所述恒温单元配置成控制所述阀组件内的水温；以及

凸轮轴，所述凸轮轴联接至所述恒温单元，所述凸轮轴配置成控制所述阀组件内的水温的范围。

2.根据权利要求1所述的恒温一体式龙头，其中，所述恒温单元包括：

蜡致动器，所述蜡致动器配置成与所述凸轮轴接合；以及

混合梭，所述混合梭联接至所述蜡致动器。

3.根据权利要求2所述的恒温一体式龙头，其中，所述混合梭包括一个或多个翅片，所述一个或多个翅片配置成促进所述混合室内的水的混合。

4.根据权利要求2所述的恒温一体式龙头，其中，所述蜡致动器通过弹簧朝向所述凸轮轴偏置。

5.根据权利要求4所述的恒温一体式龙头，其中，所述弹簧配置成与所述混合室的上表面和所述蜡致动器的唇部对接。

6.根据权利要求1所述的恒温一体式龙头，其中，所述恒温单元配置成，通过基于所述混合室内的水的温度而遮挡所述热水入口来控制所述混合室内的水温。

7.根据权利要求1所述的恒温一体式龙头，其中，所述传感器设置为邻近龙头出口。

8.根据权利要求1所述的恒温一体式龙头，其中，所述隔膜组件配置成响应于由所述传感器接收的所述输入而由螺线管组件激活。

9.根据权利要求1所述的恒温一体式龙头，其中，所述凸轮轴联接至把手，所述把手配置成使所述凸轮轴旋转，其中，使所述凸轮轴的旋转对所述阀组件内的水温的范围进行调节。

10.一种恒温一体式龙头，包括：

阀组件，所述阀组件具有限定混合室的上阀体和下阀体，所述混合室配置成经过热水入口接收热水并且经过冷水入口接收冷水；

蜡致动器，所述蜡致动器设置在所述混合室内；

混合梭，所述混合梭在所述混合室内联接至所述蜡致动器，其中，所述蜡致动器配置成调节所述混合梭的位置，以控制所述混合室内的水温；以及

凸轮轴，所述凸轮轴联接至所述恒温单元，其中，所述凸轮轴配置成使得所述凸轮轴的旋转确定水温的范围。

11.根据权利要求10所述的恒温一体式龙头，还包括：

隔膜组件，所述隔膜组件流体联接至所述混合室；以及

传感器，所述传感器操作性地联接至所述隔膜组件，其中，所述隔膜组件配置成响应于由所述传感器接收的输入来控制经过所述阀组件的水流。

12.根据权利要求10所述的恒温一体式龙头，其中，所述蜡致动器配置成响应于所述混合室内的水的温度升高而膨胀。

13.根据权利要求12所述的恒温一体式龙头，其中，所述混合梭配置成响应于所述蜡致动器的膨胀而遮挡流体联接至所述混合室的热水入口。

14.根据权利要求10所述的恒温一体式龙头，其中，所述蜡致动器在脊状分界面处联接至所述混合梭。

15.根据权利要求10所述的恒温一体式龙头，其中，所述蜡致动器包括配置成与所述凸轮轴接合的销部分。

16.根据权利要求10所述的恒温一体式龙头，其中，所述凸轮轴在旋钮部分处联接至把手，其中，所述旋钮部分包括配置成与所述把手接合的一个或多个花键。

17.根据权利要求10所述的恒温一体式龙头，其中，所述蜡致动器经由弹簧朝向所述凸轮轴偏置。

18.根据权利要求17所述的恒温一体式龙头，其中，所述弹簧在所述混合室内设置成使得所述弹簧与所述混合室的上表面和所述蜡致动器的唇部对接。

19.一种用于对龙头内的水的温度进行控制的方法，所述方法包括：

由所述龙头内的传感器感测指示使用者接近度的第一信号；

由所述传感器响应于所感测到的第一信号而向螺线管组件发送第二信号，其中，所述螺线管组件联接至隔膜组件；以及

由所述螺线管组件控制所述隔膜组件以打开与阀组件流体连通的水通路；

其中，所述阀组件包括：

上阀体和下阀体，所述上阀体和所述下阀体限定混合室，所述混合室配置成接收热水和冷水；

恒温单元，所述恒温单元设置在所述混合室内并且配置成控制所述阀组件内的水温；以及

凸轮轴，所述凸轮轴联接至所述恒温单元并且配置成控制所述阀组件内的水温的范围。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述恒温单元包括可膨胀蜡致动器，所述可膨胀蜡致动器联接至混合梭并且配置成与所述凸轮轴接合，其中，随着所述可膨胀蜡致动器在与所述热水反应时膨胀，所述可膨胀蜡致动器使所述混合梭移位，并且其中，所述可膨胀蜡致动器的膨胀量基于所述凸轮轴的旋转来确定。

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