专利名称：遥控水流和排水系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供水方法，尤其涉及向装置可控供水和从装置可控排水的方法，以及实施该方法的遥控水流和排水系统。
背景技术：
为了不同的目的，已经研制了各种供水系统。例如，如1990年5月20日向Kidouchi等人颁发的美国专利US4909435中所述，水温和流速控制器用于热水供应系统，尤其是浴缸。Kidouchi等人描述了一种带有远程水流控制器的热水供应系统。热水供应系统包括水管，其一端连接到能够可控混合热水和冷水的装置，以便通过水管以各种温度和各种速度供水，水管另一端连接到用户。热水供应系统也包含排水功能，在水重力下通过浴缸排水管实现排水。排水旋阀确认开关用于从远程水流控制器中接收信号，以便打开和关闭浴缸排水旋阀。
另一类型供水和排水系统是众所周知的，它与地板清洗设备一起使用来循环清洗液。在这种系统中称为连续水流循环，向要清洗的表面喷洒液体清洗溶液，同时真空源建立高速气流，在地毯的情况下，其将雾化液体移向表面，沿着表面移动或进入材料中，然后向上远离表面。这个程序从地板表面沿着清洗溶液吸收污垢、碎片和其它外来物质。1978年4月11日向Knight等人颁发的美国专利US4083077中描述了这些系统的一个实例。Knight等人描述了一种手工工具，构造这种工具用来可分离地连接到流体清洗机，例如蒸汽清洗设备。手工工具的中空头具有前部区域和后部区域，分别形成吸入室和喷洒室。流体溶液管由软吸管包围和保护，软吸管可释放地耦合到手动工具的颈部。流量控制器使流体溶液管和喷嘴相互连接。Knight等人的流体清洗机也包括分配罐，其容纳用于清洗纺织品、地毯等的特殊流体溶液，所述溶液由水和各种清洗剂、除臭剂等构成。回收罐最后收集用过的流体溶液和残留污垢、碎片等。蒸汽清洗机的一侧装备有开关和控制面板，当电源线耦合到电气出口时，可以启动它们。软流体溶液管和被环绕的软真空管将手动工具连接到蒸汽清洗机。
通常设计在先技术的这些供水系统用于特殊目的，一般来说，不能应用在不同设备中。例如，Kidouchi等人的供水系统不能从罐中排出用过的水，所述罐没有自己的排水口和排水管。Knight等人的供水和排水系统分别不适于供应所需量水以填充容器和然后从所述容器排出所需量水。因此，需要一种供水和排水系统，以便克服在先技术的供水和排水系统的缺点。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种以所需量供水和排水的方法和系统。
总体上来说，本发明提供一种供水和排水方法，包含以下步骤通过单根水管向装置供应所需量的水和从装置排出所需量的水。以所需程序控制通过单根水管的供水和排水。
优选地，在相对于装置的水管远端，在第一水流通模式和第二水流通模式之间切换水管的水流通模式，在第一水流通模式中，水管与水源进行流体流通，在第二水流通模式中，水管与排水位置进行流体流通。优选地，以响应于从位于装置附近的控制器中发送的信号或从与装置相关的传感器中发送的信号，在第一和第二水流通模式之间切换水管的水流通模式。
同样优选地，通过使用位于水管远端的设备供水或排水，所述设备用于在装置的水管端部和水管远端之间的水管内产生流体压差。优选地，在第一流体压力模式和第二流体压力模式之间，响应于从位于装置附近的控制器中发送的信号或响应于从与装置相关的传感器中发送的信号，交替产生水管内的流体压差，其中第一流体压力模式用于给装置供水，第二流体压力模式用于从装置排水。
根据本发明的一方面，水流和排水系统用于供水和排水。在所述系统中提供水通道，所述水通道第一端适于和装置一起使用，向所述装置供水和从它排水。设备例如与可逆电机耦合的泵，与水通道第二端相连，用于在水通道的第一端和第二端之间，产生水通道内的流体压差。同样提供设备，用于在水通道和水源或排水位置之间建立水流通，以便在不同时间间隔期间，通过水通道给装置供水或从装置排水。建立水流通的设备优选为阀和管旁路系统，与例如带有可逆电机的泵连接在一起。
在本发明的一个实施例中，系统包括主控制器，其与例如带有可逆电机的泵及阀和管子系统相关联，以便控制供水和排水操作。提供遥控器和与装置关联的传感器，以便主控制器响应于从遥控器和传感器中发送的信号，控制供水和排水操作。所述的系统包括至少一部分水通道，该水通道是软水管。水管第一端限定水通道第一端，其适于与装置一起使用。
根据本发明另一个实施例所述的系统进一步包括连接在一起的多个水管部分，它们形成配水网。配水网包括一个限定水通道第二端的开口和多个其它开口，所述第二端例如连接到带有可逆电机的泵，所述其它开口有选择地连接到软水管，以便当配水网的剩余开口关闭时，所述一个开口和所选开口之间的配水网分支与软水管一起限定水通道，所述一个开口连接到泵，所选开口与软水管连接在一起。因此，当每次将这些多个装置之一有选择地连接到配水网的各个开口时，可以给多个装置之一供水并从其排水。这些装置可以位于各种位置，每个可以连接到配水网的最近一个开口。
在申请人的未决美国专利申请NO.09/945620中描述了类似的供水和排水系统，本文将参考引用。不过，在美国专利申请NO.09/945620中描述的供水和排水系统局限于和植物盆一起使用，用于给植物盆浇水，然而，它只是根据本发明所述的水流和排水系统的可能应用之一。
根据本发明的另一方面，提供一种供水和排水装置，用于向装置供水或从其排水。该装置包含容器，该容器包括用于容纳水源的第一室和用于收集用过水的第二室，通常水源为淡水。在所选的与第一和第二室之一的流体通道中设置泵，所述泵与可逆电机耦合。所述装置配备有包含第一端和第二端的管，第一端连接到泵，第二端适于与装置一起使用。提供设备，用于控制泵与第一和第二室之一有选择地流体流通，并且用于在操作中控制电机，由此电机在所需的任一方向上驱动泵，以便从第一室将水源水供应给装置，或从装置排出用过的水并将用过的水输入第二室。根据本发明一个实施例所述的装置制造成便携式的，而且所述容器包含触点安全阀，以容许空气流经该安全阀，而当容器翻倒在其一侧时防止水溢出。
本发明提供一种新颖的供水和排水方法，以及实施该方法的水流和排水系统，所述方法可以用于各种应用中。参考下文描述的本发明的优选实施例，本发明的优点和特征将得到更好理解。
基本上已经描述了本发明的特性，现在将参考附图，通过图解图示本发明的优选实施例，其中图1是图解根据本发明所述的供水和抽水方法的简图；图2是图解本发明一种应用的简要示意图，其中本发明所述的方法用于更换鱼缸水；图3是图解本发明另一个应用的简要示意图，其中根据本发明一个实施例本发明所述的方法用于给盆栽植物浇水；图3a是简要示意图的顶视图，图示了根据本发明另一个实施例用于给盆栽植物浇水的本发明所述的方法；图3b是简要示意图的剖面图，图示了用于从图3a中图解的盆中抽取过剩水的本发明所述的方法；图4是在本发明一个实施例中使用的遥控器的透视图；图5是根据本发明又一实施例所述的中央水流和排水系统的示意图；图6是图解水电连接器的示意图，它的指示器盖附着在其上；图7是图解图6所示水电连接器的简要示意图，它的指示器盖被拆除并且处于连接状态；图8是图解根据本发明又一实施例所述的可连接水流和排水系统的简要示意图；图9是图解根据本发明再一实施例所述的便携式水流和排水系统的简要示意图；图10是图9所示便携式水流和排水系统的透视图；图10a是安装在图9所示便携式水流和排水系统中的触点安全阀的剖视图；
图10b是图10a所示触点安全阀的剖视图，图示了其垂直位置。
具体实施例方式
参考这些附图，尤其是图1，从原理上图解的并且通常用数字20表示的、用于供水和抽水的水流和排水系统包括单根水管22。水管22的一端24适合于与用户装置26一起使用，用于给其供水或从其抽水。相对于用户装置26的水管22的远端28连接到水电系统30，水电系统30也包括水源和用于排水的地方。水电系统30也电连接到主控制器32，以便在不同时期期间通过单根水管可以将所需量的水提供给用户装置26和从用户装置26中抽回。在运行期间，主控制器32给水电系统30发送信号，以便在远端28处在第一水流通模式和第二水流通模式之间切换水管22的水流通模式。在第一水流通模式中，水管22与水源进行流体流通，在第二水流通模式中，水管22与用于排水的地方进行流体流通。主控制器32也给水电系统30发送信号，以便例如依靠与可逆电机结合的泵，在两端24和28之间的水管22内产生流体压差，使得水从任一方向流入水管22。通过反转受主控制器32控制的电机，可以在供水和抽水之间选择水压模式。通过在水电系统30中装配两个泵可以代替与可逆电机结合的泵，其中一个泵通过水管22将水抽入用户装置26，而另一个泵通过水管22将水抽出用户装置26并将水输送进用于排水的地方。这两个泵也由主控制器32控制。
可以手动操作主控制器32给水电系统30发送信号，以便在同一时间从水源给用户装置26供应所需量的水，以及给水电系统30发送信号，以便在另一时间从用户装置26抽出所需量的水并将所需量的水输送到用于排水的地方。然而，也可以由主控制器32响应于从遥控器34中发送的信号自动执行这种操作，遥控器34位于用户装置26附近。要么如虚线36所示无线地、要么如虚线38所示通过电缆把遥控器34电连接到主控制器32。主控制器32也可以通过如虚线40所示的、连接到用户装置26的导线从与用户装置26结合的传感器(未图示)中接收信号。电缆38和导线40可以彼此直接连接而不需要通过遥控器34。在这种布置中，在遥控器34上手动启动供水和排水过程，根据保存在主控制器32或遥控器34中的预定程序，响应于从用户装置26的传感器中发送的信号逐步自动地实施这些过程，直到过程结束。
为了理解根据本发明所述供水和排水方法所需条件的复杂性，并为了图解本发明的各种设备，下面描述不同类型的用户装置。要说明的是，根据本发明所述的各种应用和实施例，在附图的不同图中同样的附图标记用来表示本发明的类似部件和特征。因此，将不重复描述类似部件和特征。
图2图解的用户装置26A是鱼缸42，使用连接到水流和排水系统20的管22上的吸管44对其进行清洗。当第一次用水流和排水系统20对鱼缸42进行服务时，必须对系统20进行编程。
参考图1和4，使用图4中详细图解的遥控器34可以实施编程。为了编写鱼缸42的清洗程序，按遥控器34的键盘45上的“program(编程)”键46，然后重复按“user(用户)”键48，直到“aquarium(鱼缸)”显示在遥控器34的显示屏50上。如果系统20对一个以上鱼缸进行服务时，则遥控器34将显示用户装置名称和标志符，例如“鱼缸2”。主控制器32用名称“aquarium(鱼缸)”创建文件。然后将吸管44插入鱼缸42水中，按遥控器34的键盘45上的键52，开始从鱼缸42中抽水。当主控制器32响应于按下“drain(排水)”键52而从遥控器34发送的抽水信号而启动水电系统30时，水电系统30在管22中产生真空，通过吸管44的端部从鱼缸42中抽水。使用按遥控器34的键盘45上的“up(向上)”键54和“down(向下)”56可以调节抽水速度。适当选择的抽水速度将鱼缸42底部上的砂砾58中的沉积物与所抽的水一起升起，但基本上上将不打乱砂砾58。
当已经从鱼缸42中抽出所需量的水，按遥控器34的键盘45上的键60，终止排水时间。作为选择，可以简单地将吸管44从鱼缸42中的水中移开，使得抽水时间段结束。水电系统中的水流量计不再检测水，并给主控制器32发送信号，几秒钟后，主控制器32将切断水管22中的真空。
从鱼缸42中已经抽出的水量和抽水速度保存在主控制器32中的为这个具体鱼缸42所创建的文件中。
为了在清洗鱼缸42之后开始给鱼缸42再充水，按下“water(充水)”键62启动水电系统30，以所选温度给鱼缸42供应需求量的淡水，通过按遥控器34的键盘45上的“temperature(温度)”键64可以调节所述温度，而且根据目前保存在文件中的数据，将水流设定到最大。当想要改变水流速时，可以按“up(向上)”键54和“down(向下)”56调节水流速。当与从鱼缸42中抽出的水量相同的水量已经供应给鱼缸42时，供水时间完成并终止。将调节的流速数据保存在该鱼缸文件中。
在结束这个第一操作之前，遥控器34将通过它的显示屏50请求警报输入数据，然后为了设定所述警报，可以输入用于下一次清洗操作的预定日期。每日监控保存在主控制器32中的所有用户装置文件。当任何用户装置具有到期的服务期时，系统20的主控制器32将以蜂鸣器或指示灯的形式产生警报。
一旦具体用户装置的文件已经保存在系统20的主控制器32中，在这个应用中用户装置是鱼缸42，水流和排水系统20可以被自动用在鱼缸42的未来清洗操作中。为了启动自动操作，通过按遥控器34的键盘45上的“user(用户)”键48，选择鱼缸42作为用户装置，然后按下“drain(排水)”键52。将吸管44插入鱼缸42，将水连同砂砾58上的沉积物一起抽出鱼缸42。以预先编程的排水速度从鱼缸42中抽出水和沉积物，当从鱼缸42中抽出的水量达到根据保存在该鱼缸文件中的数据的量时，将自动切断排水时间段。预定的短时间间隔之后，将以保存在文件中的温度和速度自动供应淡水。当实施编程时，例如通过按遥控器34的键盘45上的功能键66，可以调节排水时间和供水时间之间的预定短时间间隔。当根据保存在主控制器32文件中的数据补充了所需量的水时，主控制器32将自动关闭水流和排水系统20。
要说明的是，遥控器34在其背面设有一对固定件68，固定件便于允许遥控器34在沿软水管22长度的任何位置上可分离地连接到其上。
参考图1和3，下面描述水流和排水系统20的另一种应用。在这种应用中，与水流和排水系统20一起使用的用户装置26B是植物盆70，为了延长浇水间的时间，准备使用储存水的蓄水池88进行自动浇水。这个应用产生于给有根植物浇水的方法，所述根位于无排水孔的盆中的土壤中，在申请人的美国专利申请NO.09/945620中描述了这种方法。在该美国专利申请中描述的方法包括以下步骤通过由不渗水材料形成的水通道，在压力下将水引入盆底，从盆底向上延伸并伸出盆，直到水淹没盆中土壤顶部；然后通过相同通道，从盆中排除未被土壤吸收的部分水。优选地在盆底和土壤底部之间提供空间，该空间适合于收集从土壤中排出的水并与通道进行流体流通。
植物盆70包括开口顶部72、封闭底部74和侧壁76，侧壁在顶部72和底部74之间延伸成截锥形。穿孔挡板78将植物盆70分割成上部分和下部分。上部分用于容纳土壤80，植物根掩埋在土壤中。下部分形成为蓄水池82，用于容纳植物盆70中的水。穿孔挡板78容许水向下或向上自由地穿过它，而禁止土壤颗粒落入蓄水池82。管84从蓄水池82延伸接近植物盆70的底部74，穿过穿孔挡板78并沿侧壁76向上延伸。管84的上端伸出植物盆70的开口顶部72，并利用水流和排水系统20的水电连接器86和植物盆70的水电插座100连接到水流和排水系统20的水管22上。
开关88和90分别位于蓄水池82的顶部和底部，它们中的每个由浮动件92启动。水位检测器94位于植物盆70中的土壤80顶部，通过接触水来启动它。通过电缆102、水电连接器86和电缆96，开关88、90和检测器94连接到遥控器34，该检测器94作用为水位传感器。
水电连接器86连接到软水管22和信号导线38，根据与装置26一起使用的传感器类型，信号导线38可以是光纤。然而，在本发明的这个实施例中，导线38是电线。优选地电线38组合在软水管22的壁中，以便电线38得到保护并可以与软水管22一起被方便地移动。水电插座100连接到管84和电线102的外端，电线102与各个传感器88、90和94电连接。遥控器34和水电连接器86之间的电缆96是可选择的，因为遥控器34无线连接到主控制器32，主控制器32通过电线38依次连接到水电连接器86。当水电连接器86和水电插座100连接在一起时，电缆102利用金属触点(未指示)连接到各自的电缆96和电线38，而且连接管84与管22流体相通。
水电插座100包括存储器芯片104。遥控器34直接或通过主控制器32可以读取存储器芯片104的数据，但是遥控器34不能改变该数据。对存储器芯片104进行编程以用于具体植物盆70，存储器芯片104包含标识号以及代码，优选地标识号任意选择为高数字，代码包括自动浇水所需的所有其它数据。
当水电连接器86和水电插座100第一次连接在一起时，遥控器34读取保存在存储器芯片104中的标识号并将其发送到主控制器32，或者主控制器32直接读取标识号。主控制器32将该数字与保存在系统20中的其它标识号进行比较，并因为读取的标识号不能与已经保存在系统20中的任一标识号相匹配，则继续为读取的用户装置26B的标识号创建新文件。主控制器32为植物盆70确定默认数字，例如“花盆8”，以便显示在遥控器34的显示屏50上(参见图4)。如果需要，可以对所显示的植物盆70的默认数字进行修改。然后建议将标签或标记(未图示)粘贴到表示该数字的植物盆70，字符和/或名称分配给该具体植物盆70。现在将存储器芯片104中的其它数据保存在用植物盆70的具体标识号创建的文件中。
水流和排水系统20与植物盆70连接之后，可以手动或自动启动供水和排水过程，因为主控制器32提供利用从存储器芯片104中读取的参数预先编写的程序。启动供水和排水过程之后，主控制器32通过软水管22以预置速度打开水流，以便使用淹没和排水浇水方法对盆栽植物进行浇水。通过管84将水输入植物盆70的蓄水池82中。当蓄水池82中的水上升浮动件92而启动蓄水池82顶部上的开关90时，降低水流速。然后通过管84以降低的速度连续将水供给植物盆70，以便用水淹没土壤80。当水位检测器94检测到水并发送信号给水流和排水系统20时，切断给植物盆70供水。
切断给植物盆70供水之后几秒钟，水流和排水系统20通过软水管22和管84开始从植物盆70中抽水。当植物盆70中的水位降低到蓄水池82顶部之下时，使得浮动件92关闭开关90，水流和排水系统20停止从植物盆70中抽水。因此，植物盆70的蓄水池82包含水，以利用多个吸液芯部件106继续给植物盆70的土壤80提供一段时间的湿气，吸液芯部件106从蓄水池82向上延伸，越过穿孔挡板78，进入土壤80的下部，土壤80包含在植物盆70的上部中。
在起始过程期间，观察供水和排水过程，如果需要，可以立即或在任何时刻进行调节。然后将调节值替换这个具体装置26B文件中的预定参数，在这个应用中具体装置是植物盆70。也测量从蓄水池82顶层到植物盆70开口端72处的水位的水量，这个数据记录在主控制器32的文件中，开关90位于蓄水池82顶层，水位检测器94位于植物盆70开口端。在水位检测器94发生故障的情况下，水量这个参数就随后用作预防备份数据，以便当启动开关90之后已经供应了预置水量时，虽然水位检测器94没有发送相应信号，水流和排水系统20也将自动关闭供水。由此消除水溢出植物盆70的可能。可以使用遥控器34将下一个计划服务日期输入水流和排水系统20。然后当到达计划服务日期时，主控制器32将检测警报。
在下一个供水和排水服务中，当水电连接器86和插座100连接在一起而且保留在蓄水池82中的水维持浮动件90漂浮在蓄水池82底部上的开关88之上时，主控制器32将识别开关88的无效状态。这表示在蓄水池82中还存在剩下的水，将重写保存在主控制器32中的植物盆70的文件，使其在供水和排水服务过程之间具有更长时间间隔。
现在参考图1和3a、3b。水流和排水系统20也可以用来手动给盆栽植物浇水。在手动操作中，水流和排水系统20可以用来给植物浇水，其生长在类似于植物盆70的植物盆中，专门设计这种植物盆来使用自底向上浇水的方法，但是如图3a和3b所示也可以用来给生长在目前市场上可用的植物盆中的植物浇水。与水流和排水系统20一起使用的装置26C包括植物盆106，其具有开口顶部108、封闭底部110和侧壁112，侧壁在顶部108和底部110之间延伸成截锥形。盘116位于植物盆106底部110之下，用于收集通过一个或多个排水孔114从土壤80中排出的黑水，排水孔114位于植物盆106的封闭底部110中。
取代图3的水电连接器86，具有扁平出口的适配器118连接到水流和排水系统20的软水管22。在手动操作中，使用水流和排水系统20的遥控器34手动开始供水时间。适配器118位于植物盆106开口顶部108之上，以便将由水流和排水系统20提供的水流通过适配器118输送给土壤80顶部。从植物盆106开口顶部108输入植物盆106的水蔓延，并被土壤80吸收，同时通过排水孔114顺流而下进入盘116。一旦在盘116中观察到黑水，立即手动终止水流和排水系统20的供水时间段。盘116需要较短时间收集从植物盆106的土壤80中排出的所有黑水，然后为了开始排水时间段，将适配器118的扁平出口放入盘116中的黑水中，也可以使用水流和排水系统20的遥控器34手动启动排水时间段。当在盘116中没有留下黑水时，可以使用遥控器34手动终止排水时间段。作为选择，当检测到软水管22中的无水状态时，水流和排水系统20可以自动关闭。
如果供水时间段期间的水流速相对高，并且盘116中收集的黑水快速增长到接近盘116的顶部边缘的水位，为了防止水溢出盘116，供水时间段终止之后，排水时间段可能必须立即开始。
参考图2、3、3a、3b描述的应用只是使用本发明方法和系统的实例，参考图1对本发明进行描述。能够与本发明一起使用的更多应用可以得到进一步认可。例如图1的水流和排水系统20可以与专门设计的地板清洁设备一起使用，该设备在压力下将水喷洒在地板表面上进行清洗，在不同的时段期间，用真空吸尘器打扫地板表面中的黑水。专门设计的地板清洁设备不是本发明的部分，因此将不进一步描述它。
图5图解了中央水流和排水系统，一般用数字130表示。图解的中央水流和排水系统130用来与多个植物盆一起使用，这些植物盆与参考图3所述的植物盆70的类型相同。应该理解，在上述各种应用中各种装置可以与中央水流和排水系统130一起使用。
中央水流和排水系统130包括总管系统132，例如，优选地其布置在配备有水流和排水系统130的房子地下室中。总管系统132通过电磁阀134连接到水源，进行流体流通。水源是低压水罐136，其通过电磁阀138和140分别连接到冷水补给线和热水补给线。总管系统132通过电磁阀142和144也分别直接和利用辅助收集器148间接连接到排水入口146。辅助收集器148是可选择的。总管系统132还连接到泵150，其耦合到可逆电机151并适合由可逆电机151驱动。优选地，低压水罐136放置在地下室中，而辅助收集器148可以放置在室外。
优选地，在地下室中也提供主控制器单元152和电源单元154，它们连接到地下室中的电气系统中。主控制器单元152电连接到电磁阀134、138、140、142和144。主控制器单元152也电连接到电机151，以及安装在低压水罐136上的压力传感器156和温度传感器158，分别用于测量罐136的内压和水温。
水流和排水系统130配备有配水网160，配水网160包含连接在一起的水管路部分。配水网160在它的一个开口处连接到泵150，而在另一个开口处利用水电连接器162选择连接到软水管22，下文中将参考图6和7详细描述水电连接器162。用于连接软水管22的这些配水网160的开口可以连接到室内浇水出口164，这些出口164固定在房子各个位置上的墙内和不同地板上。配水网160在房子外面可以进一步包括一个或多个开口，所述开口由手控阀166控制用来有选择地连接房子外面的软水管22。水流量计168包含在靠近泵150的配水网160中，以便当水流经配水网160时，将测量水量，而不管连接软水管22的出口164的选择情况。
主控制器单元152电连接到水流量计168，以便接收表示测量水流量的电信号。还提供电线，以将主控制器单元152与房子各个位置上和不同地板上的室内浇水出口164连接，用于双向传输电信号，下文中将进一步对此进行详细描述。
在图6中室内浇水出口164由盖170保护。室内浇水出口164适合于固定在内墙172中，具有许多电触点174和一个开口176，电触点174通过电线连接到图5所示的主控制器单元152，开口176与配水网160的一个管路部分进行流体流通。为了防止盖170被意外地出口164移开，盖170包括机械联锁件178，以便与出口164的相应部分进行联锁。当盖170与出口164联锁时，为了防止漏水，插头180与盖170装备在一起来密封封闭开口176，插头180容纳在开口176中。盖170也包括短路173和指示器灯175，当盖170固定到出口164时，指示器灯175与出口164的相应触点电接触，以便当这个出口被盖上时，图5的主控制器单元152识别出口164没有使用。指示器灯175可以包括用于“system in use(系统使用中)”的指示器和用于“alarm(警报)”的指示器，当图5的水流和排水系统130通过另一个出口164运行时，用于“system in use(系统使用中)”的指示器变亮，当浇水操作的预定日期到达时，用于“警报”的指示器变亮。也可以在盖170中安装任意蜂鸣器(未图示)，以便当“alarm(警报)”指示器变亮时，产生声音警报。
通过挤压并将盖170拉出可以移开它。一旦将盖170已经从出口164移开，如图7所示，通过水电连接器162可以将软水管22连接到出口164。为了与出口164的相应部件进行联锁，以便连接器162能够可释放地固定到出口164，类似于盖170的机械联锁件178，水电连接器162具有机械联锁件182。水电连接器162连接到软水管22的一端，该端未连接到水电连接器86(参见图5)，当水电系统连接器162固定到出口164时，它提供软水管22和配水网160的一个管路部分的防水连接。当水电连接器162连接到出口164时，与软水管22组合在一起的电线38连接到提供与出口164的触点174电连接的水电连接器162的触点(未指示)，以使从图5所示的植物盆70中发送的信号通过这种连接传输给图5所示的主控制器单元152。作为盖170内的短路172的替代方案，在水电连接器162中提供电阻器184，它适合于与触点174接触，这些触点174包含在出口164内，并被设计成与盖170的短路172接触。因此，当水电连接器162连接到这个具体出口164时，主控制器单元152(图5)可以识别出其中一个出口164在操作中被使用。只有当图5的主控制器单元152检测到其中一个盖170被移开并且软水管22连接到这个具体出口164时，对图5的水流和排水系统130进行编程，允许浇水操作。因而，减少了误操作的可能性，由此水溢出风险得到最小化。
再次参考图5，中央水流和排水系统130可以与室外出口165一起使用，室外出口165包括用于连接的螺纹插口。带有常规连接器的软管可以连接到室外出口165的常规螺纹插口。为了运行室外操作，必须按图4所示遥控器34的键盘45上的“user(用户)”键48，选择室外操作。一旦选择了室外操作，当所有室内出口164被盖住时，可以只启动供水和排水操作。室外操作开始时必须手动打开阀166，而室外操作结束之后，必须手动关闭阀166。也可以手动运行室外操作的供水和排水时间段。
在本发明的这个实施例中，通过瞬间接通电磁阀134，中央水流和排水系统130使用低压水罐136给泵150自动注水，因为大部分泵如果干时操作，将不能适当运行或遭到破坏。压力传感器156测量低压水罐136的内压，温度传感器158测量低压水罐136内的水温。主控制器单元152操作电磁阀134、138、140和142，以根据主控制器单元152内的文件确保水温正确和罐压位于所要求的范围内。例如，如果水温太低，主控制器单元152给电磁阀140发送信号打开它，允许热水流入低压水罐136。如果低压水罐136已将满了，温度还是太低，主控制器单元152给电磁阀140发送信号关闭它，然后为了从低压水罐136中排出所需量水，给电磁阀134和142发送信号打开它们，然后主控制器单元152给电磁阀134和142发送信号关闭它们，为了供应更多热水，给电磁阀140发送信号重新将其打开。
当使用遥控器34启动供水时间段时，遥控器34在接近植物盆70的端部按照在软水管22上，给电磁阀134发送信号启动它，电极151开始驱动泵150，将水从低压水罐136抽到植物盆70。泵150和与软水管22连接的所选室内出口164之间的配水网160分支与软水管22一起形成单个水通道，用于给植物盆70供水和从植物盆70中排水。由水流量计168测量供水时间段中的水流量，并将该信息传送给主控制器152，然后为了确保所需流速，主控制器152给电机151发送信号调节它的速度。
响应于在主控制器单元152中接收的停止信号，断开电机151、泵150、电磁阀134、138和140。当在主控制器单元152中接收到排水信号时，根据编写程序或信号，从遥控器34中手动发出所述信号，主控制器单元152接通电磁阀142，并在某一方向上启动电机151驱动泵150，以通过单个水通道从植物盆70中抽水，所述单个水通道用来给同一植物盆70供水。水流量计168测量排水流速，并将该值显示在遥控器34的显示面板上。水流量计168可以检测无水状态，并且当不再有水从植物盆70中被抽出时，在遥控器34的显示面板上显示“no-water(无水)”信息。然后，主控制器单元152切断电机151和泵150，并因此关闭电磁阀142。
现在参考图4和5，通过按遥控器34键盘45上的键48，可以选择辅助收集器148收集排出水，遥控器34的显示屏50将显示“fromuser toauxiliary tank(从用户 到辅助罐)”。一旦选择了辅助收集器148，在排水时间期间将给电磁阀142发送信号关闭它，给电磁阀144发送信号打开它，以便将排出水引入和收集在辅助收集器148中。当辅助收集器148满了时，辅助收集器148中的排出水将自动流入排水口146。在其它应用中也可以使用辅助收集器148中收集的排出水。例如，通过连接到室外出口165的软管，从浴缸中排出并被收集在辅助收集器148中的水可以用于清洗车辆，或者从渔缸中排出并被收集在辅助收集器148中的水可以用于给盆栽植物70浇水。在这种情况下，必须选择辅助收集器148作为水源，通过按遥控器34键盘45上的“user(用户)”键48直到遥控器34的显示屏50显示“fromauxiliary tank touser(从辅助罐 到用户)”来进行选择。当选择辅助收集器148作为水源时，主控制器单元152将接通电磁阀144，并且当启动供水时间段时断开其它阀。因而，电机151在某一方向上驱动泵150，以便通过所选配水网160的分支和软水管22将水从辅助收集器148中抽到植物盆70中。
优选地，将形成配水网160的管路部分建立在类似于中央真空系统的外壳结构内。因此通过使用房子内靠近植物盆70的任何一个室内出口164，将软水管22连接到室内植物盆70，可以方便地使用中央水流和排水系统130。这个植物盆70的供水和排水过程完成之后，将软水管22与这个植物盆70断开，然后可以将它连接到要浇水的下一个植物盆(未图示)。如果下一个植物盆足够靠近同一室内出口164，软水管22可以与同一室内出口164保持连接，用于给下一个植物盆浇水，或者如果需要，可以将软水管22与该室内出口164断开，并连接到另一个室内出口164，该另一个室内出口164更靠近要浇水的下一个植物盆。对于不能应用中央水流和排水系统的家庭或办公室，因为不容易进行安装或不能选择，例如在出租公寓里，已经开发了类似系统，它可以连接到厨房或卫生间的水龙头和水槽中。
图8图解了可连接的水流和排水系统183，它包括带有电源单元154的主控制器单元152，电源单元154控制可逆电机151，可逆电机151耦合到泵150并适于驱动泵150。通过水流量计168，泵150在软水管22的一端连接到其上。软水管22在其另一端连接到水电连接器86上，通过它的水电插座100连接到例如植物盆70。如参考图4所述的遥控器34靠近植物盆70安装在软水管22上。泵150在它的另一端连接到比例电磁阀185和电磁阀186上，用于有选择地建立与供水软管188或排水软管190的流体通道。供水软管188适于连接到常规水龙头192上，而排水软管190适于放置在常规水槽194中。为了将电源单元154连接到常规电源出口，将电源线196连接到其上。主控制器单元152电连接到比例电磁阀185、电磁阀186、电机151和水流量计168上。主控制器单元152以无线方式也电连接到遥控器34上。
为了操作可连接水流和排水系统183，操作可以开始之前，必须手动打开水龙头192以达到可接受的水温程度。在供水时间段期间，当使用遥控器34选择了所需流速时，给比例电磁阀185发送信号以部分打开，然后为了通过软水管22从水龙头192向植物盆70供水，电机151驱动泵150。在这个阶段，给电磁阀186发送信号以保持关闭。通过控制比例电磁阀185的打开程度可以调节水流速。由水流量计168测量水流量，所测值显示在遥控器34上。安装温度传感器198，测量通过软水管22从水龙头192流向植物盆70的水温。所测水温也显示在遥控器34上来提供信息，用于手动调节水龙头192上的水温。当水温超出预定范围时，通过给比例电磁阀185发送信号以将其断开，并给电机151发送信号以将其停止，主控制器单元152将自动停止供水，直到在水龙头192上手动调节了水温，在遥控器34上手动重新开始供水时间。预定水温范围信息包括在图3的水电插座100的存储器芯片104中，或者保存在主控制器152的文件中。
在排水时间中，给比例电磁阀185发送信号以将其关闭，给电磁阀186发送信号以将其打开。同时给电机151发送信号以在某一方向上将其运行，驱动泵150以通过软水管22和排水软管190从植物盆70向水槽194中排水。流量计168监控排水流速，主控制器单元152控制电机151的速度，由此调节流速。
作为选择，可以用普通电磁阀代替比例电磁阀185，在这种情况下，通过调节用于驱动泵150的电机151的速度来控制供水时间中的流速调节。然而，在这种情况下，必须这样设计泵150，以便泵150在满水龙头压力下可以从水龙头192接收水并且完全堵住水流。
图9和10图解了便携式水流和排水系统，通常用数字200表示，当用于给分布在大面积上的植物盆浇水时，该系统特别有益。然而，作为便携式供水和排水设备，在家庭、办公室或商务大厦中，或在用于各种应用的室外区域中，也便于使用便携式水流和排水系统200，例如与渔缸或地板清洗设备一起使用。
便携式水流和排水系统200包括带有把手204、206和轮子208的容器202，由此可以被转向和携带，便于运输。
容器202包括淡水室210和黑水室212。软隔膜214将这两个室210和212分开。与淡水室210相比，黑水室212位于容器202内相对低的位置。在注水时间段期间，优选用橡胶制作的软隔膜214允许整个容器202完全充满淡水，黑水室212的容量减少到零。已经将部分淡水抽出容器202之后，然后才能使用黑水室212。黑水室212的最大尺寸只包含整个容器202大小的约25％。
除了带有防水盖218的开口216之外，封闭容器202的顶部。在容器202内电磁阀220布置在开口216上，用于自动关闭开口216。装备供水软管222用于连接容器202的开口216和例如水龙头(未图示)。供水软管222在一端装备有螺纹接头(未指示)用于螺纹连接到螺纹水龙头，在另一端装备有接头(未图示)，该接头具有类似于防水盖218的结构，以便在注水时间期间段，从开口216移开防水盖218之后，供水软管222可以连接到开口216上。
在容器202的顶部是触点安全阀224。在图10a和10b中图解了触点安全阀224的技术细节，如图10a所示，触点安全阀224包括截锥形阀体226，其安装在位于容器202顶部的阀座230的环形外表面228上。为了在截锥形阀体226和阀座230之间提供完全匹配，环形外表面228的角度与截锥形阀体226相对应。截锥形阀体226用重金属制造，例如用塑料覆盖的铅，以便如图10所示，当容器202直立时，截锥形阀体226在它的自重下稳定地放在阀座230上。
截锥形阀体226中提供的孔232延伸穿过阀体226，并与阀座230的中心孔234进行流体流通，当从容器202中抽水时，孔232容许空气进入容器202，当将水抽入容器202时也容许空气排出。小链236将橡胶覆盖的金属球238连接到阀体226的底部。如图10a所示，在竖直位置中，链236悬挂球238，球238远离阀座230的中心孔234，由此容许空气穿过中心孔234。如图10b所示，如果容器202翻倒至它的侧面上，重截锥形阀体226滑出其位置，由它拉着球238紧靠阀座230的环形内表面240，由此阻塞中心孔234，而防止水溢出。
再次参考图9，通过管和阀系统242将室210、212连接到泵150，泵150与可逆电机151耦合并由可逆电机151驱动泵150。管和阀系统242包括电磁阀244，当电磁阀244打开时，在黑水室212和泵150之间建立流体通道，管和阀系统242进一步包括电磁阀246，当电磁阀246打开时，在淡水室210和泵150之间建立流体通道。
在泵150的另一侧，管路部分248和250顺序连接泵150、水流量计168和软水管22的一端。连接到软水管22另一端的水电连接器86适于和用户装置例如植物盆70的水电插座100连接。靠近植物盆70附着在软水管22的遥控器34与主控制器单元152进行无线通讯。主控制器单元152电连接到电磁阀220、244、246、电机151和水流量计168。主控制器单元152也电子连接到水位传感器252，水位传感器252位于容器202的顶部和内面。除了电源单元154之外，便携式水流和排水系统200进一步包括可充电电池254，电源单元154具有适于连接到电源出口(未图示)的电源线196。
参考图9和10，除了淡水室210和黑水室212并且与它们分开之外，容器202具有底室256，以便覆盖管和阀系统242、泵150、电机151、水流量计168以及管路部分248、250。优选地底室256包含带有所需支撑结构的开口底部，以便确保那些部件位于其中。主控制器单元152、电源单元154和可充电电池254也被支撑在底室256内。
使用之前便携式水流和排水系统200必须注水。能够以两种不同方式给容器202的淡水室210注水。当使用从水龙头(未图示)供应的水填充淡水室210时，供水软管的一端连接到水龙头，而从开口216移开防水盖118之后，它的另一端连接到容器202的开口216。电磁阀246关闭，而电磁阀220打开。然后手动打开水龙头，调节温度便于使用。如果需要，依利用于淡水室210内的温度传感器(未图示)可以测量淡水室210中的水温，这个测量值可以显示在遥控器34上。当淡水室210满时，水位传感器252给主控制器单元152发送信号。响应于水满信号，主控制器单元152自动给电磁阀220发送信号以将其关闭。淡水室210满之后，手动将供水软管222与容器202的开口216断开，然后将防水盖218紧紧啮合在开口216中。如果注水时间段期间，电源线192连接到电源出口，也手动从电源出口中断开电源线192。然后为了执行供水和排水操作，准备移动便携式水流和排水系统200，以便靠近植物盆70的位置。用于给植物浇水的供水和排水操作类似于参考图1、3、4、5和8所述的操作，因此这里不再重复描述。
当用桶、浴缸或其它类型容器中的水填充淡水室210时，可以使用软水管22将水从这种容器中抽出，并将水输入淡水室210。在这个注水操作中，主控制器单元152给电机151发送信号，在某一方向上驱动泵150，以便通过软水管22将水从作为水源的这种容器中抽出，同时给电磁阀246发送信号以将其打开，给电磁阀244发送信号以将其关闭，以便将抽出水输入淡水室210，而不是黑水室212。后者是系统200的普通供水和排水操作的排水时间中的普通情况。同样要说明的是，在这种类型的注水时间段期间，建议与水电连接器86连接的软水管22的端部不要直接放入水中，因为水电连接器86中的金属触点可能受到水破坏。建议应该使用附加管路部分作为软水管22的延长部分，所述管路部分可以适当连接到与水电连接器86连接的软水管22的端部，将所述管路部分放入水源容器的水中而不害怕损坏。
一旦淡水室210注满水，可以携带和转动便携式水流和排水系统200。通常便携式水流和排水系统200的运转类似于如图5所图解的中央水流和排水系统130。供水和排水操作的排水时间段之后，当黑水室212注满时，不像图5中所示的系统230，其中收集在辅助收集器148中的过量排出水自动排出，如图9中所示的系统200的主控制器单元152给电磁阀244发送信号以将其打开，并且控制电机151在某一方向上驱动泵150，以便通过软水管22将水抽出黑水室212，软水管22的端部放置在排水入口。
对于本领域技术人员来说，对本发明上述实施例的修改和改进可能变得显而易见。前述说明旨在示范而不是限定。因此本发明的范围旨在由附属权利要求的范围单独限定。
权利要求
1.一种供水和排水方法，包括以下步骤通过单根水管(22)向装置(26)供应所需量的水；其特征在于通过同一单根水管(22)从装置(26)排出所需量水；以所需程序控制通过该单根水管(22)的供水和排水。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在相对于装置(26)的水管(22)远端(28)，在第一水流通模式和第二水流通模式之间切换水管(22)的水流通模式，在第一水流通模式中，水管(22)与水源进行流体流通，在第二水流通模式中，水管(22)与用于排水的位置进行流体流通。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括通过使用位于水管(22)远端(28)的设备(30)供水或排水，所述设备用于在水管(22)端部(24)和水管(22)远端(28)之间的水管(22)内产生流体压差，水管(22)端部(24)适于与装置(26)一起使用。
4.如权利要求2所述的方法，进一步包括响应于从位于装置附近的控制器(34)中发送的信号，在第一和第二水流通模式之间切换水管(22)的水流通模式。
5.如权利要求2所述的方法，进一步包括响应于从与装置(26)相关的传感器(88、90、94)中发送的信号，在第一和第二水流通模式之间切换水管(22)的水流通模式。
6.如权利要求3所述的方法，进一步包括响应于从位于装置(26)附近的控制器(34)中发送的信号，在第一流体压力模式和第二流体压力模式之间交替地在水管(22)内产生流体压差，第一流体压力模式用于给装置(26)供水，第二流体压力模式用于从装置(26)排水。
7.如权利要求3所述的方法，进一步包括响应于从与装置(26)相关的传感器(88、90、94)中发送的信号，在第一流体压力模式和第二流体压力模式之间交替地在水管(22)内产生流体压差，第一流体压力模式用于给装置(26)供水，第二流体压力模式用于从装置(26)排水。
8.一种供水和排水系统(130)，包括带有第一端的水通道(22)，该第一端适于和装置(70)一起使用；与水通道(22)的第二端相连的设备(150)，用于在水通道(22)的第一端和第二端之间的水通道(22)内以两种模式产生流体压差，其特征在于设备(134、142)用于在水通道(22)、和水源(136)或排水位置(146)之间有选择地建立水流通，在不同时间期间，为了通过水通道(22)给装置(70)供水或从装置(70)排水，用于建立水流通的设备(134、142)与用于产生流体压差的设备(150)连接在一起。
9.如权利要求8所述的系统(130)，进一步包括主控制器(152)，该主控制器(152)与用于产生流体压差的设备(150)和用于有选择地建立水流通的设备(134、142)相关联，主控制器(152)控制供水和排水操作。
10.如权利要求9所述的系统(130)，进一步包括遥控器(34)，该遥控器(34)用于给主控制器(152)发送控制信号。
11.如权利要求9所述的系统(130)，进一步包括信号导线(38)，每根信号导线(38)适于在其第一端接收与装置(26)相关的传感器(88、90、94)中的信号，在其第二端连接到主控制器(152)以便向其传输信号。
12.如权利要求11所述的系统(130)，其中信号导线(38)包括组合在管壁中的导线(38)，所述管壁限定至少一部分水通道(22)。
13.如权利要求12所述的系统(130)，其中至少一部分水通道(22)包括软水管(22)、限定水通道第一端的水管(22)的第一端。
14.如权利要求13所述的系统(130)，进一步包括连接器，该连接器第一部分(162)连接到软水管(22)，而第二部分(164)连接到部分水通道(160)，选择器用于将软水管(22)可释放地连接到流体通道中的部分水通道(160)。
15.如权利要求14所述的系统(130)，其中连接器在其各个部分(162、164)上包括金属触点(174)，用于将组合在管壁中的导线(38)与连接到主控制器(152)的导线可分开地连接。
16.如权利要求13所述的系统(130)，进一步包括连接在一起的多个水管部分，它们形成配水网(160)，配水网(160)包括一个限定水通道(22)的第二端的开口和多个其它开口，所述其它开口被有选择地连接到软水管(22)，以便当配水网(160)的剩余开口关闭时，所述一个开口和所选开口之间的配水网(160)的分支与软水管(22)一起限定水通道(22)，所述一个开口限定水通道(22)的第二端，所选开口与软水管(22)连接在一起。
17.如权利要求16所述的系统(130)，进一步包括多个盖部件(170)，用于封闭配水网的各个剩余开口。
18.如权利要求17所述的系统(130)，其中每个盖部件(170)包括系统运行状态的指示器(175)。
19.如权利要求13所述的系统(130)，进一步包括设备(86、100)，用于在流体通道中将水管(22)第一端可释放地连接到装置(70)。
20.如权利要求19所述的系统(130)，其中连接设备(86、100)包括连接到水管(22)第一端的第一部分(86)；适于连接到装置(70)的第二部分(100)；存储器芯片(104)，该存储器芯片(104)固定到第二部分(100)，用于保存关于装置(70)的操作数据；多个金属触点，所述多个金属触点固定到各自的第一和第二部分(86、100)，用于通过组合在管壁中的导线(38)，将信号从装置(70)和存储器芯片(104)传输到主控制器(152)。
21.一种供水和排水装置(200)包括容器(202)，该容器(202)包括用于容纳水源的第一室(210)和用于收集排水的第二室(212)；可逆泵(150)，该可逆泵(150)适于与第一和第二室(210、212)之一进行有选择地流体流通；与泵(150)耦合的可逆电机(151)；具有第一端和第二端的管(22)，该第一端连接到泵(150)，该第二端适于与装置(70)一起使用，向装置(70)供水或从装置(70)排水；设备(152)，该设备(152)用于控制泵(150)、与第一和第二室(210、212)之一有选择地流体流通，以及用于在操作中控制电机(151)，由此电机(151)在所需的任一方向上驱动泵(150)，以便从第一室(210)将水源水供应给装置(70)，或从装置(70)排水并将排出的水输入第二室(212)。
22.如权利要求21所述的装置(200)，进一步包括阀和管系统(242)，其中第一电磁阀(246)连接到泵(150)和第一室(210)之间，第二电磁阀(244)连接到泵(150)和第二室(212)之间，这两个电磁阀(244、246)都由控制设备(152)控制，用于有选择地将泵(150)连接到第一和第二室(210、212)中的任何一个。
23.如权利要求21所述的装置(200)，其中第一和第二室(210、212)被软隔膜(214)分开。
24.如权利要求21所述的装置(200)，其中装置(200)制造成便携式的，容器(202)包括容许空气流经于此的触点安全阀(224)，而当容器(202)翻倒在一侧时防止水溢出。
25.如权利要求21所述的装置(200)，其中管(22)包括连接到其第二端的阀(86)，以便当管(22)第二端与装置(70)断开时防止水溢出。
全文摘要
一种遥控水流和排水系统(130)，用于在不同时间期间，通过单根水管(22)给用户装置(70)供水或从用户装置(70)排水，它包括带有两个端部的水通道(22)，一个用于与用户装置(70)例如植物盆(70)一起使用，而另一个连接到可逆泵(150)。系统(130)由主控制器(152)控制，优选地，与遥控器(34)进行组合。系统(130)可以连接到水源(136)和用于排水的位置(146)，有选择地与水源(136)进行流通，在一个时期水源(136)通过水通道(22)给用户装置(70)供水，而在与排水位置(146)进行流通的另一个时期，从用户装置(70)排水，并将排出的水输送到排水位置(146)。
文档编号A01K63/04GK1638621SQ02818407
公开日2005年7月13日 申请日期2002年3月15日 优先权日2001年9月5日
发明者弗兰克·盖尔盖克 申请人:弗兰克·盖尔盖克