自动操作的把手型冲水阀的制作方法

专利名称：自动操作的把手型冲水阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冲水阀，这种冲水阀通常被用于对马桶和便池进行操作，更具体来讲，本发明涉及一种致动器，其可按照人工操作模式或自动操作模式来动作阀的把手。其中的冲水阀可以是膜片型阀，其例如是由伊利诺斯州的富兰克林帕克(Franklin Park)地方的SloanValve公司出品的、商标名为ROYAL的膜片阀，这种冲水阀在第6216730号美国专利中得到公开；或者，所述冲水阀也可以是SloanValve公司以商标名GEM和CROWN销售的滑阀型冲水阀，第5881993号美国专利中例如就公开了这样的冲水阀。
背景技术：
现有技术中已出现了采用了自动致动器的冲水阀。某些这种类型的装置需要去掉常规的冲水阀手动把手，用某些类型的电动机或液压马达取而代之。此类装置不便于安装，且安装费用高昂，尤其是在将这些装置应用于对普通冲水阀进行更新改造、以使其实现自动工作的情况下。其它的自动致动器允许保留冲水阀的手动把手，但致动器的安装非常复杂，原因在于其需要用到多个部件和构件，而这些部件和构件至少在部分上必须要被拆解开，以便于将它们连接到冲水阀上。某些自动致动器只具有自动工作的功能，这就意味着如果自动系统工作失效，则整个冲水阀就无法工作了—除非进行修理。其它那些既允许自动操作又能实现人工操作的其它致动器被设计成使得某一类型的操作会对与另一类型操作相关的部件造成干扰。现有技术中的自动致动器会涉及到其它一些问题，这些问题包括电池寿命、传感器校准、结构整体性等。

发明内容
本发明涉及卫生间的冲水阀，更具体来讲，本发明涉及一种致动器，其能实现对冲水阀的人工操作或自动操作。
更特定而言，本发明涉及一种用在由把手操作的冲水阀上的自动/人工组合型致动器，该致动器的安装无需替换、去除或拆解冲水阀或致动器的部件。所有上述类型的冲水阀都具有一把手，其被安装在冲水阀的阀体上，以便于能绕把手轴线摆转。本发明的致动器具有一个壳体，其包括一把手组件，该组件靠近冲水阀的把手。一传感器和一驱动电机被安装在把手组件中。如果激活了传感器的操作，则传感器就将一电池组与驱动电机连接起来，从而，驱动电机使把手组件中的推杆产生运动。这样，利用冲水阀把手绕其正常轴线或常规轴线的运动，就能实现冲水阀的自动工作。把手组件可独立于推杆地进行枢转移动，因而，在自动系统临时性出现工作失效时、或者如果使用者希望能在由传感器触发之外由人工启动冲水操作的情况下，把手组件能被用来对把手执行人工操作。
本发明一个特别有利的优点在于致动器将冲水阀从只能手动操作的类型转变为既能实现自动操作、又能完成人工操作的类型。另外，还可通过在现有的冲水阀上另外安装一个单元而实现上述转变。这一安装并不需要去掉或更换冲水阀的任何部件或者断开冲水阀的供水。而且，该单元自身也无需为了进行安装而进行任何形式的打开、拆解或更换。只需要将该单元直接滑套在冲水阀把手上并固定到阀体上就能简单地完成安装。
本发明的一个主要目的是提供一种上述的冲水阀致动器，该致动器的安装无需去除、拆解或更换冲水阀任何部件或致动器的任何部件，且无需切断冲水阀的供水。
本发明的另一个目的是提供上述类型的致动器，其可被安装在冲水阀阀体上，并具有一个手动的把手组件，在该组件中安装有一由电动机驱动的推杆，在受一自动传感器触发时，该推杆的移动可对冲水阀把手进行操作。
本发明的再一个目的是提供一种上述的致动器，其包括一手动代用装置，其可独立于由电动机驱动的推杆执行枢转运动。
本发明的又一个目的是提供一种上述的致动器，在该致动器中，由电动机驱动的推杆被安装成与手动代用装置一起运动。
本发明的另一个目的是提供一种上述的致动器，在该致动器中，在由电动机驱动的推杆执行动作的过程中，手动代用装置处于静止状态。
本发明还有一个目的是提供一种致动器，其适于右型把手的操作或左型把手的操作。
本发明的另一个目的是提供一种上述的致动器，在该致动器中，当处于停止状态时，由电动机驱动的推杆在阀把手与驱动电机之间具有一定的间隙量，从而能减小电动机在启动时的电流，由此能显著延长电池的寿命。
又一个目的在于提供一种上述的致动器，在该致动器中，把手组件包括一把手接合部，当所述单元处于停息状态时，该接合部与冲水阀的把手相接触，从而，在把手组件执行手动操作的过程中，由电动机驱动的推杆未被加载。
再一个目的是提供一种致动器，其具有一壳体，该壳体可将所述单元上的任何机械载荷都转移到冲水阀阀体上，而不会对电动机驱动系、把手组件或紧固件施加载荷，其中的紧固件将致动器与冲水阀保持在一起。
另一个目的在于提供一种上述的致动器，该致动器的传感器被安装成尽可能近地靠近冲水阀的垂直中线，以便于感测是否存在使用者。
还有一个目的在于提供一种上述的致动器，其可应用在具有任何型式把手的冲水阀上，而不论其中的把手是长把手、短把手或其它的型式。
从下文的详述、附图、以及权利要求书可清楚地看出本发明的其它目的。本发明的上述内容以及其它的预期目的和优点—包括这些特征的组合都将在下文的描述中变得显见而易于领会。但是，应当指出的是即使某一装置未能具备所希望获得的所有优点，其仍然属于本发明所要求保护的范围，其中，上述的所有优点也包括那些可从下文描述归纳出的优点。所附带的权利要求书并非是这些希望获得的优点，其限定了本发明的技术主题。


图1中的正面图表示了一种冲水阀，根据本发明的致动器被安装在该冲水阀上；图2是安装在冲水阀上的致动器的右侧视图；图3是沿图2中的3-3线所作的剖视图；图4是致动器的后视图，图中电池仓盖被去掉，以便于表示出后盖的内部构造；图5是沿图4中的5-5线所作的剖视图；图6是安装夹箍的轴测图；图7是安装夹箍的侧视图；图8是沿图4中的8-8线对后盖所作的剖视图；图9是沿一水平面对前盖所作的剖视图，其中的水平面类似于图4中的5-5线；图10是前盖的后视图，该后视图是从前盖的内部进行观察而获得的；图11是把手套环的轴测图；图12是把手套环的右侧视图；图13是把手套环的后视图；图14是沿图13中的14-14线所作的剖视图；图15是沿图12中的15-15线所作的剖视图；图16是致动器组件的右视图，图中的一些部分被示意性地表示为剖面结构，以表示出壳体部件的配接情况；图17是致动器组件的左视图，图中为表示出壳体部件的配接情况而将某些部分示意性地表示为剖面结构，在该视图中，其中一个下部鱼雷发射管式部件被表示为从其实际位置处转出，以便于表示出后盖支柱与鱼雷管式部件之间的套筒连接关系；图18是把手组件内部构造的轴测图，图中，电子封装套件和驱动系已被去掉，以便于只对外壳及其内部壁板进行表示；图19是把手组件内部结构的轴测图，图中电子封装套件被去掉，以便于对驱动系进行表示；图20是沿电机轴的中心线对把手组件和冲水阀所作的水平剖视图，图中示意性地表示了电子封装套件；以及图21是对把手组件所作的放大的左视图，图中为突出显示凸轮和推杆而对将它们表示为示意性的剖面结构。
具体实施例方式
本发明涉及一种致动器，其可被连接到卫生间的冲水阀上，以使得冲水阀或者可利用一传感器实现自动工作，或者利用一把手组件实现人工操作。该冲水阀可以是膜片型阀或滑阀型阀。第5967182号美国专利中公开了一种膜片型冲水阀，这种冲水阀由作为本申请受让人的Sloan Valve公司以Royal的商标进行销售，上述专利所公开的内容被结合到本申请中作为背景技术。滑阀型冲水阀可以是第5881993号美国专利中公开的类型，该专利所公开的内容也被结合到本申请中作为参考资料，Sloan Valve公司以GEM或CROWN的商标销售这种冲水阀。
致动器采用了一个传感器，该传感器可以是红外感测型的，且该传感器优选地是由电池供电。传感器可以是第6161814中美国专利中所公开的类型，该专利的专利权人也是Sloan Valve公司，其所公开的内容也被结合到本申请中作为参考资料。在本领域内，’261号专利及其它专利都公开了这种由传感器控制的、电池供电的冲水阀。本发明采用了’261号专利中公开的技术或类似的技术，以便于对冲水阀执行红外控制，其中的冲水阀可以是上述各个专利参考文件中公开的类型。本文所公开的具体示例描述的是ROYAL型冲水阀。
参见图1-4，冲水阀在总体上由标号10指代，本发明的致动器12被安装到该冲水阀上。冲水阀具有一阀体14，其包括一进水管16、一出水管20以及一位于出水管下方的真空断水器18。一位于出水管中的把手开孔22(见图3)被向侧旁延伸的、环形的凸台24环绕着，凸台24的外部制有螺纹。在阀体14的内部，设置了一个可动的膜片或滑阀(图中未示出)，其按照常规的方式对进水管16与出水管18之间的水流进行控制。膜片或滑阀将其自身与普通的泄放阀连接起来，泄放阀的受控阀杆(图中未示出)延伸到与把手开孔22相对的位置点上。
利用一把手安装构件将一阀把手26安装到凸台24上。在此情况下，把手安装构件包括一把手套座28。把手套座28具有一大体为圆筒状的帽体30以及一端面，其中的端面由一凸缘32形成。帽体30另一相对端上的唇边被一联结螺母34夹压住。联结螺母34旋拧到凸台24上。当阀把手26被用来对冲水阀执行操作时，其可绕一个三维铰支点进行枢转。位于把手套座28中的杆柄35套接着阀把手26的内侧端。一柱塞36与杆柄35相接合，并延伸到阀体中，在此位置处，柱塞可作用于泄放阀的阀杆上。阀把手26的倾翘将会造成杆柄35与柱塞36的运动，这反过来将开启泄放阀，从而开始执行冲洗循环。上文描述的部件和工作过程都是常识。
本发明致动器12的主要部件包括一壳体和一把手组件。壳体在图中被总体地标注为38，其优选为三件式结构，该结构包括一前盖40、一后盖42以及一把手套环44。螺栓将前盖与后盖紧固到一起，而把手套环被布置在它们之间。壳体为阀把手26形成了一个容腔，且把手套环具有一与把手套座28相配合的抵接部。把手组件在总体上由标号46指代。把手组件可摆转地安装在壳体38中所形成的支承部上。把手组件的内侧部分位于壳体中，而外侧部分则穿过前盖上一个开口而延伸到壳体的外侧。本发明的一个方面在于如下文详细描述的那样用于对冲水阀执行自动操作的电动机和驱动系被安装在把手组件46中。这样的结构布局有助于提高致动器的结构紧凑性。本发明的另一方面在于致动器能按照简单而有效的形式连接到冲水阀上。无论是冲水阀还是致动器都无需为了将致动器安装到冲水阀上而作任何形式的拆解或改动。致动器可被简单地滑套在冲水阀上，并与冲水阀保持工作连接。可利用壳体容腔和一安装夹箍48来实现上述的连接。
图5-7表示出了该安装夹箍48的详细结构。夹箍包括一弓形的主体部分50，其一端的边界处具有一铰接套管52，另一端具有一弯折的背部凸片54。凸片上具有一个孔眼55，该孔眼中接纳着一个制有内螺纹的夹紧螺母56(见图5)。夹紧螺母的一端被装配到孔眼55中，且被压边接合到凸片上。铰接套管52具有一横贯的销孔。铰接套管52被装配在前盖40上的一对耳环之间。耳环上也具有销孔，这些销孔与套管52上的销孔对正。一铰接销58(见图5)穿过销孔，将夹箍与前盖枢转地连接起来。从图1和图3可看出，主体部分50卷包着阀体的出水管20。在后盖上，夹紧螺母56与一安装螺栓60旋接着。安装螺栓可转动地固定在后盖上。螺栓的头部62从后盖中突伸出，在此处，可利用螺丝刀来旋紧或拧松螺栓。优选地是，螺栓头与十字形(Phillips)或一字形螺丝刀相适配。一保持环64将安装螺栓卡在后盖上，以防止其从后盖上掉落出去，该保持环可以是简单的橡胶O型圈。
下面介绍该致动器的安装过程。在安装夹箍48的主体转离致动器中线的情况下，壳体38沿与把手轴线平行的方向横向移动而越过阀把手26的自由端。这一运动持续进行，直到使套环安装护圈134环绕着把手套座且把手套环44抵接着把手套座28的端面32为止。然后，使夹箍48的主体50包绕冲水阀的出水管20枢转。将夹紧螺母56与安装螺栓60的端部对正，从而可将螺栓旋拧到螺母中。转动螺栓而将夹箍紧束在出水管20上。这样，致动器就被夹紧在冲水阀的阀体上。只需要一个工具就能完成安装。安装人员不必处理任何松脱的、悬垂的或单独的部件。且致动器和冲水阀都不需要去掉或拆解任何部件。安装过程非常迅速，且如此简单易行，任何技术水平的人员都能完成安装。
下面对壳体38进行讨论，图2-5和图8中表示出了后盖42。后盖42具有一外壳板66，其包括基本上水平的顶壁66A和底壁66B、一弯曲的远端壁66C以及近端壁66D。这些壁板的内侧边缘围成一个大的电池容纳仓66E(见图4)。一电池仓盖68(见图5)的端部上具有凸片，这些凸片与各个端壁相接合而实现嵌接。远端壁66C的内侧边缘具有一延伸部70，其外表面上具有一中空的凹陷72。该凹陷形成了一块壁板73(见图16)，该壁板上制有一个洞穿的孔口，该孔口接纳着安装螺栓60。位于延伸部内侧的保持环64可与该延伸部中的壁板相配合或者与托架82中的连接腹板86相配合，以便于将安装螺栓夹紧在后盖中。安装螺栓的另一端延伸到近端壁66D上的一个成型部分74处。在远端壁66C与顶壁、底壁66A和66B相遇的拐角处，设置了上下两安装桩柱76，它们位于壳板的内侧，并与壳板外侧所形成的凹陷78相对应。如下文将要更为全面地描述的那样，一些自攻螺栓80将后盖紧固到前盖40上，这些螺栓80的头部处于凹陷78中，而杆体则延伸穿入安装桩柱76中的孔洞中。
壳板66的内部容纳着一个托架82。该托架是由两个U形的槽体84构成的，两槽体由一中央腹板86连接起来。腹板86具有一狭缝88，其允许安装螺栓60穿入。两槽体都具有一切去部分90，这些部分靠近于近端壁66D，用于容纳把手套环44的一部分。槽体84上相反的一端处安装有一电池接触弹簧92，而另一端则安装着电池接触片94。槽体的尺寸被设计成适于支撑两节串列的C号电池。在槽体的凸面一侧，设置有上下两安装支柱96。如下文将要介绍的那样，这些安装支柱96将与把手套环44上的鱼雷管式结构相接合。从图8可看出，支柱96是中空的，且其端壁具有穿通的孔口。图4和图17表示出了已被装配到支柱96孔口中的安装螺栓97，其用于将前盖与后盖接合到一起，并将把手套环夹置在它们之间。下文将介绍有关此种连接结构的详细情况。
图1、2、5、9-10以及图16详细地表示了前盖40的细节结构。前盖具有一壳板98，其形状稍微类似于壳板66的形状，其具有顶壁98A和底壁98B、一远端壁98C以及一近端壁98D。这些壁板的内侧边缘围成了一个大的把手组件开口98E。近端壁98D上制有一对耳环100。如上所述那样，耳环100与安装夹箍的套管52相配合而形成一个铰链，该铰链将安装夹箍48接合到前盖40上。在远端壁98C与顶壁98A和底壁98B相接的拐角处，壳板98的内侧设置有上下安装桩柱102。这些桩柱具有用于接纳螺栓80的孔洞，以此将前盖的远端与后盖的远端紧固到一起。桩柱102中的孔洞并未穿通到壳板的前方。在近端壁98D的附近，设置了上下两安装支柱104。如下文将要描述的那样，这些支柱与把手套环的鱼雷管式结构相接合。支柱104是中空的，但其中的孔腔并未穿通到壳板98的前面上。上下鞍形板106的自由边上具有半圆形的切口。这些鞍形板与把手套环上的类似结构相配合而形成支承体，把手组件可在该支承体上枢转。
下面参照附图11-15对把手套环44的详细结构进行描述。套环具有一圆筒形的套筒108，其远端边界是一径向延伸的凸缘110，近端边界则是一直径扩大的圆环112。套筒108具有一对中间孔洞114，如下文将要介绍的那样，孔洞中接纳着护圈上的凸片。上下鱼雷管式结构116被布置在靠近圆环112与套筒108之间接合部的位置处。从图14可看出，鱼雷管式结构都具有一贯通的孔腔。每一孔腔都包括一前部118A、一锥形的中间部分118B以及一圆筒形的后部118C。前部和中间部分被一隔板120分隔开，隔板120上具有一孔洞。三个凸起122在径向上延伸到孔腔中，并沿轴向从隔板部分地延伸到后部118C处。管体116的附近设置有上下鞍形板124。每一鞍形板124的前边缘上都具有一半圆形的切口。鞍形板124与位于前盖上的鞍形板106相配合，为把手组件形成了支承件。利用角撑板126对鞍形板进行增强。圆环112还具有一沟渠状的引导构件128，其一个表面上具有U形的切口，用于接纳安装螺栓60。圆环112上的另一个特征是一对凹陷130(见图12)，它们被装配到后盖托架82上的切口90中。圆环的轴向延伸量使其能装配到这些切口部分中。凹陷保持着槽体84的凹面轮廓，从而使电池能与槽体平齐。
图5表示了把手套环的另一个部件。一套环安装护圈132被装配到套环44的套筒108中。护圈包括一凸缘134和一带有凸楞的裙边136。裙边具有定位凸起138，其突伸到套筒108上的孔洞114中。凸缘134靠近套环的凸缘110。该护圈是由橡胶或橡胶封口胶等柔顺性材料制成的。
图16和17表示了壳体的各个部件是如何组装到一起并被牢固地保持为一体的。从图16可看出，上、下安装桩柱76抵接着前盖安装桩柱102的对置端。螺栓80的头部被装配到凹陷78中。螺栓的螺纹与桩柱102中孔腔的内表面相接合。图17表示了后盖支柱96、前盖支柱104、以及鱼雷管式结构116之间的伸缩套筒式接合关系。具体而言，后盖支柱96套接在鱼雷管式结构116后腔118C中的一定深度处，此深度是由孔腔内的凸起122限定的。图中，下鱼雷管式结构中的一个凸起被表示为虚线122A，该凸起从其真正的位置转动了一定的角度，以表示出凸起的端部是如何限制后支柱96在管体116中的穿入深度的。在管体的前侧，支柱104套接在前腔部分118A中，并达到由隔板120限定的深度处。安装螺栓97装配到后支柱104的孔腔中，且螺栓头与支柱的端壁相接触。螺栓的杆体穿过中央孔腔部分118B和隔板120，而不与它们相接合。螺栓上的螺纹与前盖支柱104的内壁面相接合。前后盖40、42以及套环44之间的套接式接合关系将这三个部件自动地对正了。这样还能将作用在壳体盖板上的机械载荷转移到套环44上，套环反过来再将该载荷转移到阀体上。作用到壳体上的任何破坏性载荷最终都直接作用于套环上。另外，很重要的是由结构部件—即支柱和鱼雷管式结构承担了这些载荷，而并非由安装螺栓80、97及其相关的螺纹承载。这样就使得致动器的安装更为牢固。
下面开始对把手组件46进行讨论，该部件与前盖和后盖非常相像，基本上是一个五面形的罩壳或箱壳140。从图1和图2可看到该箱壳的外部特征。箱壳包括一顶壁140A、底壁140B、远端壁140C以及一近端壁140D。该壳体还具有一前壁140E。把手组件的其余特征将在下文中结合图18-21进行描述。顶壁140A和底壁140B都具有一纵向延伸的边棱142。边棱142可沿着大开 98E与前盖的内边缘相接合。这样的接合形式可防止把手组件从壳体中完全脱出。在壳体140的近端处，边棱142上安装着上下两短轴144。短轴被保持在前盖的鞍形板106与把手套环的鞍形板124之间，由此将箱壳140安装成可绕一垂直轴线转动。该转动轴线靠近阀把手26的转动轴线A(见图3)。
箱壳的内部被一双层壁隔板146分隔开。该隔板在箱壳140中形成了一个电子设备隔间148和一驱动系隔间150。电子设备隔间中为印刷电路板设置了合适的安装位置，其中的印刷电路板在图20中被示意性地表示为物体152。该电路板上将具有一传感器154和相关的电子设备，用于检测是否有使用者靠近冲水阀。电路板与电池的接线端92、94保持电连接。前壁140E具有一窗孔部分140F(见图20)，其对于传感器的感测信号而言是透明的。可以理解该窗孔对可见光而言可以是不透明的，但却允许其它形式的电磁能量—例如红外线自由地透过。
驱动系隔间150中容纳了用于安装驱动系部件的几个构件。这些构件包括一对电机安装件156，其具有半圆形的切口部分。第一、第二板件158和160在它们之间围成了一个凸轮腔。第一板件158具有一弧形的切口162，其用于接纳凸轮驱动齿轮。在隔板146中形成一引导槽164。
图19-21对驱动系本身进行了表示。驱动系包括一安装管166。其基本上是一圆筒形的管体，其开口端附近为一膨大部分166A。管体支承在电机安装件156的切口中。位于管体166上的支架166B使管体能利用螺栓固定到电机安装件上制出的支柱上。管体的外部还具有一接触体或衬垫166C，其尺寸和位置被设计成当驱动系处于非工作状态时能与阀把手处于接合状态。管体的膨大部分166A中容纳着电动机168。当然，电动机与印刷电路板152保持电路连接，以便于由电路板上的电子设备实施控制。电动机的输出轴与一行星齿轮系相连接。在图示的实施方式中，齿轮系是一种三级行星驱动机构，但可以理解，也可采用不同级数的驱动机构。事实上，也可用其它类型的齿轮系来取代行星驱动机构，只要其能提供必需的减速速比和扭矩即可。图示的行星驱动机构包括一固定的齿圈170，其位于安装管体166的封闭端。齿圈的内表面上具有内轮齿。这些轮齿与安装在行星架174上的多个行星齿轮172以及位于电机轴中线上的常规太阳轮176相啮合。行星齿轮系的输出轴上制有外花键，其与一凸轮驱动齿轮178的内花键相接合。该齿轮178被固定到一凸轮180上。齿轮178被第一板件180中的弧形切口162支撑着。在与齿轮178相反的一侧，凸轮180上连接着一凸轮轴(图中未示出)，其被安装成在第二板件160上转动。该实施方式中的凸轮包括两个凸角，每个凸角都具有一曲面形式的驱动表面180A和一中性面180B。也可采用不同数目的凸角。凸轮与一推杆保持工作接合，推杆在图中总体上由标号182指代。优选地是，推杆包括一凸轮随动件184、一弧形滑瓦186以及一引导板188。推杆被安装成可在水平面内执行线性运动。引导板188可滑动地安装在引导槽164中，其约束了推杆的线性运动。滑瓦186与阀把手26相接合，在电动机168被传感器154启动时，滑瓦186可向把手施加一个摆转运动。
很重要的一点是在电动机与阀把手之间，驱动系具有一定的间隙余量。可通过使推杆的滑瓦186与阀把手在电动机处于停机状态时略微分开而实现上述的设计。或者也可以通过将凸轮的驱动表面180A设计成在电动机停机时与随动件184略微分开来达到相同的效果。或者也可以将这两方面的设计组合起来。在驱动系中留有一定的间隙将会显著延长电池的寿命，原因在于这样能使驱动系在开始动作时不受到阀把手的阻力作用。这样的空载启动运动只持续很短的一段时间，但这已足以使整个驱动系在遇到阀把手的阻力之前运动起来。驱动系在停息时具有间隙的设计的另一个益处在于当把手组件46执行手动操作时，驱动系完全不会受到任何的载荷作用。这只会顺便地涉及到箱壳140。采用分开的独立结构来执行自动操作和手动操作能延长驱动系中部件的工作寿命。
下面介绍该致动器的使用、工作过程以及功能。上文介绍了致动器的安装过程。一旦安装完成之后，致动器单元就能自动或人工地触发冲水阀10。当传感器154探测到需要执行冲水过程的条件时，启动自动操作。传感器开启电动机168。电机轴转动第一太阳轮176，使得各个驱动级的行星齿轮172和行星架174开始转动，最终导致输出轴和凸轮驱动齿轮178发生转动。如图21所示，凸轮驱动齿轮转动凸轮180，使得驱动表面180A与凸轮随动件184的端部相接合。在图21中，凸轮在顺时针方向上转动。凸轮表面180A将推杆182推向左侧—即推向阀把手26。在驱动系中的间隙量消失之后，推杆使阀把手26绕其轴线A转动。这样就按照通常的方式启动了冲水阀10的冲水循环。当凸轮表面180A滑过随动件184之后，中性表面180B与随动件平行地滑动。一反馈开关(图中未示出)关断电动机。冲水阀内作用在阀把手上的复位弹簧使阀把手恢复到其停息位置，这也将推杆182移回到其停息位置上。一旦冲水阀完成冲水循环之后，电子设备复位，冲水阀准备执行下一次操作。
如果由于某一原因(例如电池电力耗净)而使自动系统停止工作，或者如果使用者希望独立于由电子设备编程控制的正常工作流程、对固定附着物执行一次冲洗，则可按照如下的过程手动地操作冲水阀。使用者将把手组件46的前壁140E按压向单元的后方，这就使得整个箱壳140绕短轴144发生转动。由于安装管体的衬垫166C已与阀把手26接合着，所以立即就会导致阀把手的转动。足够的转动量将会使冲水阀开启，此时，使用者撤消作用在把手组件上的压力。阀把手复位弹簧使阀把手和箱壳140恢复到它们的非工作常态。如常规情况下那样，即使使用者未释放箱壳，柱塞36也能与泄放阀脱离，由此使冲水阀正常地执行工作循环。
本发明的一个优点在于箱壳140内隔间的布局。应当指出的是电子设备隔间比驱动系隔间更靠近近端。这样就使传感器154更为靠近阀体的中线，反过来这将导致用户更容易处于传感器的探测范围内。在如上述情况布置电子设备的情况下，不需要为传感器设置光学器件或对传感器执行瞄准。
在本发明中，一个特别重要的事实在于无需拆除、松开或改动任何冲水阀部件或致动器部件，就可将致动器组件安装到冲水阀上。也不必切断供水。一旦电池被安装好之后，可将致动器简单地套装在把手的端部上—直至使护圈132和把手套环44的凸缘134、110与把手套座28的端面相接触。然后，将安装夹箍包绕着阀体的出水管20，并将安装螺栓旋入到夹紧螺母56中。这就将致动器夹压到了把手安装构件的端面上。可以理解词语“把手安装构件”是指环绕着阀把手的任何结构，而不论该构件是套座28、联结螺母34或其它可选的部件，这些构件为套环提供了一个稳固的安装位置点。其它备选的阀体结构可能会使阀体自身的部件最为适于与致动器实现夹压接合。所有这些可行的方案都位于本发明的范围内。
尽管上文对本发明的优点的描述是参照对手动操作冲水阀进行更新改造或将手动阀改变为自动/手动操作型的情况进行的，但可以理解本发明的致动器并非仅限于对现有的冲水阀进行改造。本发明的致动器同样也适于制造标准构造的新冲水阀。
尽管上文已对本发明的优选实施方式进行了描述和表示，但应当认识到可对这些实施方式作出多种形式的改动、替换和取代。举例来讲，尽管为了使单元成为自立的而优选地采用了电池，但也可将单元与外部电源连接起来。
权利要求
1.在用于卫生间的冲水阀中，所述冲水阀用于冲水马桶和便池上，其包括一阀体，其具有一进水管和一出水管；位于阀体内的阀件，其用于控制进水管与出水管之间的水流；以及一阀把手，其可枢转地安装在阀体上，用于产生运动而对阀件进行操作，改进之处在于包括一致动器，所述致动器用于促使阀把手产生运动，其包括一壳体，其可被安装到阀体上；一把手组件，其可枢转地安装到壳体上；一推杆，推杆如此安装，与把手组件一起移动且相对于把手组件移动，其被布置成与阀把手相接合；一驱动电机，其被安装到把手组件上，且与推杆相连，用于促使其运动；一电源，其用于向驱动电机提供能量；以及一传感器，其与所述致动器相关，且与电源相连，以便于向驱动电机供电。
2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于把手组件与阀把手相接合，用于独立于推杆地促使把手转动。
3.根据权利要求2所述的致动器，其特征在于把手组件包括一把手接合部，在驱动电机停止工作时，该接合部与阀把手相接合。
4.根据权利要求3所述的致动器，其特征在于在驱动电机未被启动时，推杆在阀把手与驱动电机之间具有一定的间隙量。
5.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于在驱动电机未被启动时，推杆在阀把手与驱动电机之间具有一定的间隙量。
6.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于壳体包括一前盖、一后盖以及一把手套环，把手套环可与阀体相接合，且前盖和后盖被固定到把手套环上。
7.根据权利要求6所述的致动器，其特征在于把手套环包括至少一个鱼雷管式结构，前盖和后盖中的之一具有至少一个支柱，其与鱼雷管式结构保持伸缩形式的接合。
8.根据权利要求7所述的致动器，其特征在于前/后盖中的另一者包括至少一个支柱，其与鱼雷管式结构保持伸缩套筒形式的接合。
9.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于冲水阀还包括一把手安装构件，其环绕着阀把手，并具有一端面，该端面所在的平面基本上垂直于阀把手，且壳体还包括一把手套环，其可与把手安装构件的端面相接合，一安装夹箍可释放地连接到壳体上，并与阀体相接合，以便于将壳体夹压到把手安装构件的端面上。
10.根据权利要求9所述的致动器，其特征在于所述把手安装构件是一把手座。
11.根据权利要求10所述的致动器，其特征在于把手座包括一帽体，所述端面是位于帽体一端上的凸缘，把手套环还包括一套筒，其套在帽体上，套环具有一凸缘，其与套座上的凸缘相接合。
12.根据权利要求11所述的致动器，其特征在于把手套环还包括一柔性护圈。
13.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于把手组件包括一箱壳，其具有一驱动系隔间和一电子设备隔间。
14.根据权利要求13所述的致动器，其特征在于电子设备隔间中容纳着所述传感器，其被布置成当致动器被安装到冲水阀上时，电子设备隔间比驱动系隔间更靠近阀体。
15.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于传感器被安装在把手组件上。
16.一种用于对冲水阀的阀把手执行手动或自动操作的致动器，该致动器包括一壳体，其可被安装到阀体上；一个可手动操作的把手组件，其可枢转地安装在壳体上，且与阀把手相接合，用于在向把手组件施加手动驱动时能使阀把手枢转；一由电机驱动的推杆，其被安装在把手组件上，且被布置成与阀把手接触，并能转动阀把手；一驱动电机，其与推杆相连接，用于促使推杆产生运动；一电源，其用于向驱动电机提供能量；以及一传感器，其与电源保持电路相连，以便于在探测到需要冲水阀工作的条件时向驱动电机供电，以促使阀把手运动。
17.根据权利要求16所述的致动器，其特征在于把手组件包括一把手接合部，在驱动电机停止工作时，该接合部与阀把手相接合。
18.根据权利要求17所述的致动器，其特征在于在驱动电机未被启动时，推杆在阀把手与驱动电机之间具有一定的间隙量。
19.根据权利要求16所述的致动器，其特征在于在驱动电机未被启动时，推杆在阀把手与驱动电机之间具有一定的间隙量。
20.根据权利要求16所述的致动器，其特征在于壳体包括一前盖、一后盖、以及一把手套环，把手套环可与阀体相接合，且前盖和后盖被固定到把手套环上。
21.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于把手套环包括至少一个鱼雷管式结构，前/后盖中的之一具有至少一个支柱，其与鱼雷管式结构保持伸缩套筒形式的接合。
22.根据权利要求21所述的致动器，其特征在于前/后盖中的另一者包括至少一个支柱，其与鱼雷管式结构保持伸缩套筒形式的接合。
23.根据权利要求16所述的致动器，其特征在于冲水阀还包括一把手安装构件，其环绕着阀把手，并具有一端面，该端面所在的平面基本上垂直于阀把手，且壳体还包括一把手套环，其可与把手安装构件的端面相接合，一安装夹箍可释放地连接到壳体上，并与阀体相接合，以便于将壳体夹压到把手安装构件的端面上。
24.根据权利要求23所述的致动器，其特征在于所述把手安装构件是一把手套座。
25.根据权利要求24所述的致动器，其特征在于把手套座包括一帽体，所述端面是位于帽体一端上的凸缘，把手套环还包括一套筒，其套在帽体上，套环具有一凸缘，其与套座上的凸缘相接合。
26.根据权利要求25所述的致动器，其特征在于把手套环还包括一柔性护圈。
27.根据权利要求16所述的致动器，其特征在于把手组件包括一箱壳，其具有一驱动系隔间和一电子设备隔间。
28.根据权利要求27所述的致动器，其特征在于电子设备隔间中容纳着传感器，其被布置成当致动器被安装到冲水阀上时，电子设备隔间比驱动系隔间更靠近阀体。
29.根据权利要求16所述的致动器，其特征在于传感器被安装在把手组件上。
30.一种用于某种类型冲水阀的致动器，其中的冲水阀具有一用于操作该冲水阀的阀把手，所述致动器包括一壳体，其可被安装到阀体上；一个可手动操作的把手组件，其可枢转地安装在壳体上，并具有一可与阀把手相接合的接合部，该接合部用于对阀把手执行手动操作；一驱动电机，其被安装到壳体和把手组件的其中之一上；一推杆，其与驱动电机相连接，且被布置成在驱动电机未被启动时，其在阀把手与驱动电机之间具有一定间隙量；当驱动电机工作时，其与阀把手相接合，以便于促使阀把手产生运动；一电源，其用于向驱动电机提供能量；以及一传感器，其与所述致动器相关，且与电源相连，以便于向驱动电机供电。
31.根据权利要求30所述的致动器，其特征在于当驱动电机未被启动时，接合部与阀把手保持接合。
32.一种用于某种类型冲水阀的致动器，其中的冲水阀具有一用于操作该冲水阀的阀把手，所述致动器包括一壳体，其可被安装到阀体上；一把手组件，其可枢转地安装到壳体上，并具有一可与阀把手相接合的接合部；一驱动电机，其被安装到壳体和把手组件的其中之一上；一推杆，其与驱动电机相连接，接合部被布置成在驱动电机未被启动时，其接触着阀把手，由使用者对把手组件执行的手动运动使得接合部和阀把手产生运动；一电源，其用于向驱动电机提供能量；以及一传感器，其与所述致动器相关，且与电源相连，以便于向驱动电机供电。
33.根据权利要求32所述的致动器，其特征在于当驱动电机未被启动时，推杆在阀把手与驱动电机之间具有一定的间隙量。
34.一种用于某种类型冲水阀的致动器，其中的冲水阀具有一阀体以及一用于操作该冲水阀的阀把手，所述致动器包括一壳体，其可被安装到阀体上；一把手组件，其可枢转地安装到壳体上，在由使用者对把手组件执行手动运动的过程中，把手组件可与阀把手相接合；一由电动机驱动的驱动系，其被安装在把手组件上，且与阀把手相接合；以及一传感器，其与所述致动器相关，并能有选择地操作驱动系，在对把手组件执行手动运动的过程中，驱动系与阀把手脱离开。
35.根据权利要求34所述的致动器，其特征在于把手组件包括一接合部，当驱动系未被启动时，接合部与阀把手保持接触，驱动系包括一推杆，当驱动系未被启动时，推杆在阀把手与驱动电机之间具有一定的间隙量。
36.在用于卫生间的冲水阀中，所述冲水阀用于冲水马桶和便池上，其包括一阀体，其具有一进水管和一出水管；位于阀体内的阀件，其用于控制进水管与出水管之间的水流；以及一阀把手，其可枢转地安装在阀体上，用于产生运动而对阀件进行操作，改进之处在于包括一致动器，所述致动器用于促使阀把手产生运动，其包括一壳体，其可被安装到阀体上；一驱动系和传感器，它们被连接到壳体上，且可与阀把手接合，以便于在检测到需要冲水阀工作的条件时、促使阀把手产生运动，壳体包括一前盖、一后盖、以及一把手套环，把手套环可与阀体相接合，且前盖和后盖具有接合着把手套环的支柱。
37.根据权利要求36所述的致动器，其特征在于把手套环包括至少一个鱼雷管式结构，前/后盖中的之一具有至少一个支柱，其与鱼雷管式结构保持伸缩套筒形式的接合。
38.根据权利要求36所述的致动器，其特征在于把手套环包括至少一个鱼雷管式结构，其位于前盖和后盖的支柱之间，并与前/后盖的支柱相接合。
39.根据权利要求38所述的致动器，其特征在于所述支柱与鱼雷管式结构保持伸缩套筒形式的接合。
40.根据权利要求36所述的致动器，其特征在于冲水阀还包括一把手安装构件，其环绕着阀把手，并具有一端面，该端面所在的平面基本上垂直于阀把手，且把手套环可与把手安装构件的端面相接合，致动器还包括一安装夹箍，其可释放地连接到壳体上，并可与阀体相接合，以便于将壳体夹压到把手安装构件的端面上。
41.根据权利要求40所述的致动器，其特征在于所述把手安装构件是一把手套座。
42.根据权利要求41所述的致动器，其特征在于把手套座包括一帽体，所述端面是位于帽体一端上的凸缘，把手套环还包括一套筒，其套在帽体上，套环具有一凸缘，其与套座上的凸缘相接合。
43.根据权利要求42所述的致动器，其特征在于把手套环还包括一柔性护圈。
44.在用于某种冲水阀中，所述冲水阀具有一阀体，一阀把手从阀体延伸出，阀把手通过一把手安装构件连接到阀体上，把手安装构件具有一端面，该端面所在的平面基本上垂直于阀把手，所述致动器被安装在阀体上，用于驱动冲水阀的把手，改进之处在于包括一致动器，所述致动器包括一壳体，其具有一套环，其上制有一抵接部，用于与把手安装构件的端面相接合，套环具有一用于接纳阀把手的通道；以及一安装夹箍，其可释放地连接到壳体上，并可与阀体相接合，以便于将抵接部夹压到把手安装构件的端面上。
45.在某种冲水阀中，所述冲水阀具有一阀体，一阀把手从阀体延伸出，阀把手通过一把手安装构件连接到阀体上，把手安装构件具有一端面，该端面所在的平面基本上垂直于阀把手，改进之处包括将一致动器壳体安装到冲水阀阀体上，所述方法包括步骤沿与阀把手的轴线平行的方向，将致动器壳体滑套在阀把手上，直至使壳体抵接住把手安装构件的端面为止；将一安装夹箍环包在阀体上；以及将安装夹箍可释放地连接到壳体上，以便于将壳体抵着把手安装构件的端面夹紧在阀体上。
46.根据权利要求45所述的方法，所述环包步骤的特征还在于使安装夹箍绕一铰链转动，该铰链连接着夹箍的一个端部和壳体。
47.根据权利要求45所述的方法，所述连接步骤的特征还在于对一螺栓与一螺母执行螺纹旋接，其中的螺栓位于壳体和安装夹箍的之一上，螺母位于壳体和安装夹箍的另一者上。
48.在用于冲水马桶和便池上的冲水阀中，这种冲水阀具有一阀体，其带有一进水管和一出水管；位于阀体内的阀件，其用于控制进水管与出水管之间的水流；一阀把手，其可枢转地安装在阀体上，用于对阀件进行操作；以及所述致动器，其被安装在阀体上，用于使传感器触发阀把手的运动，改进之处在于包括一致动器，所述致动器包括一壳体，其可被安装到阀体上；一驱动系，其包括一驱动电机，并具有一个部分，其位置被设置成与阀把手相接触，且驱动阀把手；一电池，其用于带动所述驱动电机；一传感器，其被安装在阀体上，并与驱动电机和电池相连，以便于向驱动电机供送电池的电力；一把手组件，其可枢转地安装到壳体上，并具有一箱壳，其具有一容纳驱动系的隔间和一容纳传感器的电子设备隔间。
49.根据权利要求48所述的致动器，其特征在于电子设备隔间被布置成当致动器被安装到冲水阀上时，电子设备隔间比驱动系隔间更靠近冲水阀的出水管。
全文摘要
本发明公开了一种卫生间冲水阀，其具有一阀把手和一致动器，致动器被安装在阀体上，以便于由传感器触发阀把手的自动操作，或者由使用者启动对阀把手的人工操作。致动器包括一把手组件，其可枢转地安装在壳体中。把手组件具有一个接合部，其在常态下与阀把手接合着。一由电机驱动的推杆被安装在把手组件上，其可与把手相接合。一驱动电机被安装到把手组件上，且与推杆相连，以促使其产生运动。用于向驱动电机供电的电池与一个安装在把手组件上的传感器相连，该传感器能将电池电源与驱动电机连接起来。致动器的壳体被设计成无需拆解冲水阀或致动器就能滑套在阀把手上、且夹压到阀体上。
文档编号E03D3/02GK1616778SQ20041009251
公开日2005年5月18日 申请日期2004年11月10日 优先权日2003年11月10日
发明者约翰·R·威尔逊 申请人:斯洛文阀门公司