CN115667638A - 非接触式水龙头 - Google Patents

Abstract

提供了一种非接触式水龙头，包括具有第一隔间(40)和第二隔间(42)的水龙头主体，其中所述第二隔间具有用于混合流体的混合室(142)和流道。所述水龙头还包括：耦合到所述水龙头主体并配置为接收来自所述流道的流体的曝气机(46)；设置在所述第一隔间中的控制板；设置在所述第二隔间中并连通地耦合到所述控制板的螺线管(44)；以及设置在所述第一隔间(40)中用于感测用户的存在的红外传感器(84)。

Description

非接触式水龙头

相关申请

本申请要求2020年5月19日提交的美国临时申请63/026,989的权益，其以引用方式并入本文。

技术领域

总的来说，本发明涉及一种水龙头，尤其涉及一种卫生间用的非接触式水龙头。

背景技术

水是飞机必备的载物之一。在商业航空中，最好是使用最少的量，同时又有足够的水可用来满足乘客和机组人员的需求。可以提供一种机械装置，其在预定时间段之后自动关闭向水龙头供水的管道中的阀门。

发明内容

本申请提供了一种非接触式水龙头，其具有水龙头主体，所述水龙头主体具有第一隔间或电隔间和第二隔间或流体隔间。所述水龙头包括：设置在所述第一隔间中的至少一个控制板，设置在所述第一隔间中并连通地耦合到所述至少一个控制板的红外传感器，以及设置在所述第二隔间中并连通地耦合到所述至少一个控制板的螺线管。

根据一方面，提供了一种非接触式水龙头，包括：水龙头主体，其具有第一隔间和第二隔间，设置在所述第一隔间中的至少一个控制板，设置在所述第一隔间中并连通地耦合到所述至少一个控制板的红外传感器，以及设置在所述第二隔间中并连通地耦合到所述至少一个控制板的螺线管，所述螺线管具有用于接收来自形成于所述第二隔间中的混合室的流体的入口以及用于将所述流体从所述混合室输送到曝气机的出口，其中，所述红外传感器被配置为感测用户的存在，所述用户的存在被传达给所述至少一个控制板，并且所述至少一个控制板被配置为将所述存在传达给所述螺线管以打开所述螺线管，以允许流体通过所述第二隔间流向所述曝气机。

根据另一方面，提供了一种非接触式水龙头，包括：具有第一隔间和第二隔间的水龙头主体，所述第二隔间具有用于混合流体的混合室和流道；耦合到所述水龙头主体并被配置为接收来自所述流道的流体的曝气机；设置在所述第一隔间中的控制板；设置在所述第二隔间中并连通地耦合到所述控制板的螺线管，所述螺线管具有用于接收来自所述混合室的流体的入口以及用于将所述流体从所述混合室输送到所述流道的出口；以及设置在所述第一隔间中，用于感测用户的存在的红外传感器。

根据再一方面，提供了一种用于运行水龙头的方法，该方法包括：经由设置在所述水龙头的水龙头主体中的电子隔间中的红外传感器感测用户的存在，将所述用户的存在传达给所述电子隔间中的控制板，经由来自所述控制板的命令打开设置在所述水龙头主体中的流体隔间中的螺线管，将流体从所述流体隔间内的混合室输送到所述打开的螺线管中，将流体从所述螺线管输送到所述流体隔间中的流道，以及将流体从所述流道输送到耦合到所述水龙头主体的曝气机。

下面参照附图描述本申请的前述和其他特征。

附图说明

图1是示例性水龙头和附件结构的透视图；

图2是水龙头的透视图；

图3是水龙头的侧视图；

图4是水龙头的后透视分解图；

图5是水龙头控制的示意图；

图6是沿图7中线6-6的水龙头的横截面图；

图7是水龙头的后视图。

图8是沿图7中线8-8的横截面图；

图9是另一个示例性水龙头的分解图。

具体实施方式

本申请的原理涉及一种水龙头，例如飞机洗手间中使用的非接触式水龙头，因此将在下文中描述。应当理解，本申请的原理可以适用于其他适当位置的水龙头和水传送装置，例如公共卫生间、建筑物大堂等。

现在转到图1-4，总体上以附图标记10示出了水龙头。所述水龙头10是被配置为附接在结构12上的非接触式水龙头，例如飞机卫生间的面板或墙壁。所述结构12包括或被附接在一对附接在导管上的连接器14上，以连接所述水龙头10到流体源，如冷热水源，以及一个或多个开口16，电缆18通过所述开口延伸，以将所述水龙头附接在电源上。应当理解，所述水龙头也可以被设计成安装在甲板上。

所述水龙头10包括水龙头主体20，附接在所述水龙头主体20的底部的底盖22和附接在所述水龙头主体20的后部的后盖24。所述底盖22和后盖24可以以适当的方式附接在所述水龙头主体上，例如通过分别容纳在各自开口中的紧固件26和28。所述底盖22可以以适当的方式密封在所述水龙头主体20上，例如通过衬垫30，并且所述后盖24可以以适当的方式密封在所述结构12上，例如通过衬垫32。所述后盖24容纳在所述水龙头主体20的后部的凹陷区34中，使得所述后盖24基本上与所述水龙头主体20的后部齐平。所述凹陷区34提供通向下面讨论的各种端口的通道，并且所述后盖24用于将各种部件保持在端口内。扣环36可以容纳在所述后盖24的开口中以及围绕所述电缆18的衬垫32中。所述水龙头主体20、底盖22和后盖24可以由合适的材料制成，例如为所述水龙头提供耐腐蚀性和减轻重量的合适的塑料，例如适合用于饮用水的聚醚酰亚胺树脂，并且所述部件可以以合适的方式制造，例如通过注塑成型。

所述水龙头主体20可以包括用于容纳适当控制件的第一隔间40或电隔间，以及限定流动区域的第二隔间42(图6)或流体隔间，所述流动区域容纳螺线管44，所述螺线管44被激活以运送水，例如在均匀温度下将水输送到曝气机46。所述曝气机46附接在所述水龙头主体20的下侧，并以适当的方式密封，例如通过O形环48。所述第一隔间40和第二隔间42允许所述电子设备、螺线管和混合室位于所述水龙头主体20内，而不是一个或多个部件位于所述水龙头主体之外。

所述水龙头主体20还包括：在所述水龙头主体的后部，用于容纳排气阀52的端口50；用于容纳所述电力电缆18的端口54；用于容纳所述螺线管44并形成所述第二隔间42的一部分的端口56；以及用于通过所述连接器14连接所述热水和冷水管路的第一水端口58和第二水端口60。所述端口54与所述第一隔间40连通，允许所述电力电缆18通过所述端口54延伸到第一隔间40，为系统提供电力。所述第一水端口58和第二水端口60与所述后盖24和衬垫32中相应的开口62和64对齐，所述连接器14通过所述开口62和64延伸到所述凹陷区34以及端口58和60。所述水龙头主体20还包括在所述水龙头主体20的后方底部的一对开口66，所述一对开口与用于容纳紧固件70的在所述后盖24的底部的相应开口68对齐，例如固定螺钉，所述螺钉容纳在所述各自连接器14的凹槽72中，以把所述水龙头10附接在所述结构12上。

另外参照图5，将详细描述所述第一隔间40。所述第一隔间40容纳至少一个控制板。所述至少一个控制板可以包括尺寸适合安装在所述第一隔间内的单块控制板或以任何合适的方式耦合在一起的多块控制板，例如通过电线、印刷电路板材料等耦合。出于讨论的目的，所述第一隔间将被描述为包括诸如水龙头印刷电路板组件(printed circuit boardassembly，PCBA)80的控制板和诸如光学PCBA 82的控制板。所述第一隔间40还包括一个或多个传感器84，例如附接在所述光学PCBA 82上的红外传感器，以及覆盖所述红外传感器84的光学挡板86。所述第一隔间40是所述水龙头主体20底部的凹陷区，所述凹陷区使所有电气部件容纳在所述水龙头10内。所述水龙头PCBA 80通过合适的导线连接在光学PCBA 82上，所述合适的导线可以以任何适当的方式连接在PCBA上。附接在所述水龙头PCBA 80上的还有连接器(未示出)，该连接器容纳对应的连接器88，例如皮卡插座(picobladereceptacle)，该连接器88连接在导线上，导线连接在所述螺线管44上，从而允许所述螺线管44与所述水龙头PCBA 80连通。所述水龙头PCBA 80还附接在连接器(未示出)上，该连接器容纳附连接在所述电缆18上的相应的连接器90，例如微扣外壳(microclasp housing)。所述电力电缆18可以在其相对端具有用于连接在所述电源上的连接器92，该电源可以是用于飞机的电连接件和/或用于向所述水龙头10提供电力的一个或多个电池。

所述水龙头PCBA 80位于所述曝气机46后部的所述第一隔间40中，所述光学PCBA82位于所述曝气机46前方的所述第一隔间40中。所述水龙头PCBA 80包括开口100，所述第一隔间40中的投影102通过所述开口100延伸；以及用于容纳合适紧固件的开口104。所述投影102被配置为容纳将所述底盖22固定到所述水龙头主体20上的紧固件26之一。所述水龙头PCBA 80可以以适当的方式固定在所述第一隔间40中，例如通过容纳在所述开口104中的由垫圈108包围的紧固件106。同样，所述光学PCBA 82和所述光学挡板86可以以适当的方式固定在所述第一隔间40中，例如通过分别容纳在光学所述PCBA 82和所述光学挡板86中的对应开口112和114中的紧固件110。

所述第一隔间40由所述底盖22关闭，所述底盖22由所述紧固件26固定。所述底盖22包括容纳红外透镜116的开口，和一个使曝气机46通过其延伸的开口118。所述红外透镜116设置为过滤可见光，只允许红外光。

另外参照图6，将详细描述所述第二隔间42及其组件。所述第二隔间42包括容纳所述螺线管44的所述端口56，容纳所述曝气机46的端口130，以及在所述端口56和所述端口130之间的流道132。所述第二隔间42使所有的流体组件容纳在所述水龙头10内。所述螺线管44容纳在所述端口56中，并通过适当的密封件进行密封，如通过容纳在各自的密封槽中的O形环134和136，所述曝气机通过密封件48密封在端口130上。所述螺线管44的前肩138与所述端口56的壁140形成混合室142，该混合室142位于密封件134和136之间，用于接收热水和冷水，并在水流入所述螺线管44之前将水混合到均匀的温度。所述热水和冷水通过连接到所述连接器14的水管输送，所述连接器14通过端口58和60并通过通道144进入所述混合室142，其中一个通道如图6所示。

所述螺线管44包括一个或多个入口146，如图所示，两个入口146，其在打开时接收所述混合水，水流经所述螺线管44并且当所述螺线管打开时，在出口148处离开所述螺线管44。所述出口148在所述混合室的下游。通过出口148离开所述螺线管44的水通过所述通道132流到所述端口130，在那里水通过所述曝气机46离开所述水龙头10。如图所示，所述通道132基本上在水平方向上延伸以从所述出口148接收流体，并且所述端口130基本上在垂直方向上从通道132接收流体。

另外参照图7和图8，将详细描述所述排气阀52。所述排气阀52允许所述水龙头10自排气。所述排气阀52包括阀体160，其具有入口162；与所述入口162连通的内腔164；与所述内腔164连通的出口166；以及设置在所述内腔164中的球168，当飞机被加压以密封所述出口166时，所述球靠在适当的密封件170(例如O形环)上。所述排气阀52容纳在所述端口50中，并由适当的密封件(例如容纳在各自密封槽中的O形环172和174)密封，以允许流体在所述端口50的壁和所述排气阀52(排气阀52在所述密封件172和174之间)的阀体160的外表面之间流动。

所述排气阀52与所述供水系统和所述第二隔间42连通。例如，所述水龙头主体20包括位于所述水端口58和所述排气阀52的端口50之间的通道176，以允许水管之间的连通，所述水管之间通过所述第二隔间42和所述排气阀52的所述入口进行连接；以及所述水龙头主体20包括所述第二隔间42和所述端口50之间的通道178，以允许所述曝气机46和所述排气阀的所述出口166之间的连通。

当所述水龙头10安装好并打开所述水管时，通过所述通道176进入所述端口50的压力将使所述球168向所述密封件170移动，封闭所述出口166。当系统压力下降时，例如当飞机着地和系统排水时，压力不再作用在所述球168上，所述球168从密封件170上脱离。然后，空气可以从所述曝气机46通过所述通道178流入所述排气阀52，推动所述供应线中的水回到所述供应线。

现在转到水龙头10的操作，所述红外传感器84用作所述水龙头10的主要激活方法。当用户将他们的手放在所述水龙头10下时，所述红外传感器84检测到所述用户的手的存在，并且所述光学PCBA 82将对所述用户的手的检测传送给所述水龙头PCBA 80。然后，所述水龙头PCBA 80将对所述用户的手的检测传送给所述螺线管44，从而使所述螺线管44打开。然后所述混合室142中的水通过所述入口146进入所述螺线管44，流经所述螺线管44的主体，然后通过所述出口148离开所述螺线管44。然后，水沿着所述流道132流向充当流道的所述端口130，在那里，水通过所述曝气机46离开所述水龙头10。

所述水龙头10还可以包括二次激活方法，该二次激活方法可以在所述红外传感器84发生故障的情况下使用或替代所述红外传感器84使用。例如，所述水龙头10可以包括附接在所述水龙头主体20前部的面板180，该面板180是电容传感器，或者连接在电容传感器上，该电容传感器通过合适的导线连接在所述水龙头PCBA 80上。所述面板180可以包括合适的图标182，例如其下方带有传输符号的水滴。所述用户可以通过触摸所述图标182来激活所述水龙头10以启动水流，该图标182可以在触摸时点亮以指示操作，和/或如果已经点亮，则可以改变颜色，以指示操作。在一个实施例中，当被所述电容传感器180激活时，所述水龙头10可以被设计成具有可调节的定时参数，该参数使水龙头在预定时间之后停用。

在另一个实施例中，例如，当所述水龙头10通过所述用户按下所述图标182而激活时，但当所述红外传感器84处于工作状态时，按下所述图标182将激活所述水龙头10以启动水的流动。然后，当所述红外传感器84感知到所述用户手的存在时，计时功能将传递给所述红外传感器84。然后，所述红外传感器将主要确定水流的定时，例如，通过在所述用户把手拿开时关闭水龙头。

现在转到图9，所述水龙头的示例性实施例如210所示。所述水龙头210基本上与上面提到的水龙头10相同，因此使用相同的参考数字，但以200为索引，来表示对应于所述水龙头中类似结构的结构。此外，除下列情况外，上述对所述水龙头10的描述同样适用于所述水龙头210。

所述水龙头210包括水龙头主体220，附接在所述水龙头主体220的底部的底盖222和附接在所述水龙头主体20的后部的后盖224。所述底盖222和后盖224可以以适当的方式附接在所述水龙头主体上，例如通过分别容纳在各自开口中的紧固件226和228。所述底盖222可以以适当的方式密封在所述水龙头主体220上，例如用衬垫230，所述后盖224可以以适当的方式密封在所述结构上，例如用衬垫232。护圈236可以容纳在所述后盖224和环绕电缆218的衬垫232的开口中。

所述水龙头主体220容纳螺线管244，该螺线管被激活以输送水，例如以均匀的温度输送到曝气机246和排气阀252。所述曝气机246附接在所述水龙头主体220的下方，并以适当的方式密封，例如通过O形环248。

所述水龙头主体包括第一隔间240，所述第一隔间240包括控制板如PCBA 280和控制板如光学PCBA 282。所述第一隔间240还包括一个或多个传感器284，例如附接在所述光学PCBA 282的红外传感器；以及覆盖所述红外传感器284的光学挡板286。所述水龙头PCBA280附接在一个连接器上(未显示)，该连接器容纳相应的连接器290，如连接在所述电缆218上的微扣外壳。述电力电缆218可以在其相对端的引脚292处终止，允许最终用户选择所需的连接器连接在电源上，并允许在结构上使用较小的开口。

前面提到的系统、组件(例如，水龙头、传感器等)等已经针对几个组件和/或元件之间的相互作用进行了描述。应当认识到，这些装置和元件可以包括其中指定的元件或子元件、某些指定元件或子元件和/或附加元件。此外，一个或多个元件和/或子元件可以组合成单个组件，以提供聚合功能。这些元件还可以与一个或多个此处未具体描述的其他元件交互。

在说明书和权利要求书中，将提及具有下列含义的一些术语。单数形式“一”，“一个”和“所述”包含复数指称，除非上下文明确另有规定。在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言，可以用于修饰可允许变化的数量表示，而不会导致相关的基本功能发生变化。因此，由诸如“约”这样的术语修饰的值不应局限于指定的精确值。在某些情况下，近似语言可对应于测量该值的仪器的精度。此外，除非另有明确说明，使用“第一”、“第二”等术语并不表示顺序或重要性，而是使用“第一”、“第二”等术语来区分一个元件和另一个元件。

尽管已经示出和描述了某些实施例，但是应当理解，当阅读和理解本说明书时，本领域技术人员将想到落入所附权利要求范围内的等效物和修改。

Claims (20)

1.一种非接触式水龙头，包括：

水龙头主体，具有第一隔间和第二隔间；

至少一个控制板，设置在所述第一隔间中；

红外传感器，设置在所述第一隔间中并连通地耦合到所述至少一个控制板；以及

螺线管，设置在所述第二隔间中并连通地耦合到所述至少一个控制板，所述螺线管具有用于接收来自形成于所述第二隔间中的混合室的流体的入口以及用于将所述流体从所述混合室输送到曝气机的出口，

其中，所述红外传感器被配置为感测用户的存在，所述用户的存在被传达给所述至少一个控制板，并且所述至少一个控制板被配置为将所述存在传达给所述螺线管以打开所述螺线管，以允许流体通过所述第二隔间流向所述曝气机。

2.根据权利要求1所述的非接触式水龙头，还包括耦合到所述水龙头主体的前端并连通地耦合到所述至少一个控制板的电容传感器，其中所述水龙头被配置为被所述红外传感器或所述电容传感器激活。

3.根据权利要求1或2所述的非接触式水龙头，还包括底盖，其耦合到所述水龙头主体的底部以关闭所述第一隔间；以及后盖，其耦合到所述水龙头主体的后部以将所述螺线管固定在所述第二隔间中的位置。

4.根据权利要求3所述的非接触式水龙头，其中所述后盖容纳在所述水龙头主体的后部的凹陷区中，并且基本上与所述水龙头主体的后部齐平。

5.根据前述权利要求中任一项所述的非接触式水龙头，其中，所述水龙头主体包括第一端口，其在所述水龙头主体的后部并用于容纳排气阀；第二端口，其在所述水龙头主体的后部并用于接收所述螺线管；以及第三和第四端口，其在所述水龙头主体的后部并用于连接到流体管路。

6.根据权利要求5所述的非接触式水龙头，其中所述第二端口与所述第三和第四端口流体连通，以接收所述混合室中的流体。

7.根据权利要求5或6所述的非接触式水龙头，还包括第五端口，其在所述水龙头主体的后部并用于容纳电力电缆，其中所述电力电缆被配置成通过所述第五部分延伸到所述第一隔间中以连接到所述至少一个控制板。

8.根据权利要求5-7任一项所述的非接触式水龙头，还包括位于所述第一端口中的所述排气阀，所述排气阀包括具有入口的阀体、与所述入口连通的内腔、与所述内腔连通的出口、以及设置在所述内腔中以在加压时关闭所述出口的球。

9.根据权利要求8所述的非接触式水龙头，其中所述水龙头主体包括第一排气通道，其连接所述第一端口与所述第三和第四端口中的至少一个；以及第二排气通道，其连接所述第一端口与流道，所述流道在所述第二隔间中并与所述曝气机流体连通。

10.根据权利要求1所述的非接触式水龙头，还包括后盖，所述后盖容纳在所述水龙头主体后部的凹陷区中，并且耦合到所述水龙头主体的后部以将所述螺线管固定在所述第二隔间中的位置。

11.根据权利要求10所述的非接触式水龙头，其中所述水龙头主体包括在所述凹陷区并用于容纳排气阀的第一端口，在所述凹陷区并用于容纳所述螺线管的第二端口，以及在所述凹陷区并用于连接到流体管路的第三和第四端口。

12.根据前述权利要求中任一项所述的非接触式水龙头，其中所述至少一个控制板包括第一控制板和第二控制板，其中所述螺线管连通地耦合到所述第一控制板，并且所述红外传感器连通地耦合到所述第二控制板。

13.根据权利要求12所述的非接触式水龙头，其中所述第一控制板位于所述曝气机后方的所述第一隔间中，并且所述第二控制板位于所述曝气机前方的所述第一隔间中。

14.一种非接触式水龙头，包括：

水龙头主体，具有第一隔间和第二隔间，所述第二隔间具有用于混合流体的混合室和流道；

曝气机，耦合到所述水龙头主体并被配置为接收来自所述流道的流体；

控制板，设置在所述第一隔间中；

螺线管，设置在所述第二隔间中并连通地耦合到所述控制板，所述螺线管具有用于接收来自所述混合室的流体的入口以及用于将所述流体从所述混合室输送到所述流道的出口；以及

红外传感器，设置在所述第一隔间中，用于感测用户的存在。

15.根据权利要求14所述的非接触式水龙头，还包括电容传感器，其耦合到所述水龙头主体的前端并连通地耦合到所述控制板，其中所述水龙头包括第一激活模式，其中所述水龙头由感测所述用户的存在的所述红外传感器来激活；和第二激活模式，其中所述水龙头由感测所述用户的接触的所述电容传感器来激活。

16.根据权利要求14或15所述的非接触式水龙头，还包括第二控制板，其中所述第二控制板连通地耦合到所述控制板，并且其中所述红外传感器连通地耦合到所述第二控制板。

17.根据权利要求15或16所述的非接触式水龙头，其中，在所述第一激活模式期间，所述水龙头运行到直到检测不到所述用户的存在，并且在所述第二激活模式中，所述水龙头运行预定时间量。

18.一种用于运行水龙头的方法，所述方法包括：

经由设置在所述水龙头的水龙头主体中的电子隔间中的红外传感器感测用户的存在；

将所述用户的存在传达给所述电子隔间中的控制板；

经由来自所述控制板的命令打开设置在所述水龙头主体中的流体隔间中的螺线管；

将流体从所述流体隔间内的混合室输送到打开的螺线管中；

将流体从所述螺线管输送到所述流体隔间内的流道；以及

将流体从所述流道输送到耦合至所述水龙头主体的曝气机。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括使用第二激活模式运行所述水龙头，所述第二激活模式包括：

经由耦合到所述水龙头主体的前端的电容传感器感测所述使用者的接触；

将所述接触传达给所述控制板；

经由来自所述控制板的命令打开所述螺线管；

将流体从所述混合室输送到打开的螺线管；

将流体从所述螺线管输送到所述流道；以及

将流体从所述流道输送到所述曝气机。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，在所述第二激活模式期间，在所述电容传感器被所述用户接触之后，所述螺线管打开预定时间量。

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