专利名称：自身带有过滤器的多出水口水龙头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有水过滤器的整体结构水龙头。虽然本发明是结合市场上出售的那种供厨房用的水龙头进行说明的，而且该水龙头具有多个排水口，但是它的用途是十分广泛的。该水龙头可以具有一根细长的送水管，该送水管带有一个排水口和一个过滤水排放口。本发明同样可以用于一种水龙头杆，该水龙头可以从其底座进行移动，指向水槽的任何位置。该水龙头包括一个过滤器，它用来产生过滤水，以便排出经过过滤的水。该过滤器可以由碳粒组成，将其放置在水龙头的外壳内，并构成从输入管连接部至所述的多个排水口的水流通路的一部分。
该水龙头包括一个结构简单而性能可靠的阀元件，它根据可以从水龙头外部进行的人工控制而产生移动。所谓可移动的人工控制是将弹簧偏压向某一位置，在该位置上过滤水的通路通常是关闭的。通过人工操作还可以将阀元件移动到一个位置上，在该位置上可以将过滤水的通路打开并将未过滤水的通路关闭。借助于水的压力该阀元件将保持在该位置处，直到将水流关闭为止，此时通过弹簧使阀元件返回其正常位置。
该水龙头包括一个可以用肉眼看到的读取器，它指示出过滤器所处的状态，而且仅仅在水流通过过滤水排放口时才进行操作。该显示器包括两个颜色不同的发光二极管。每一个发光二极管都可以受到作为该水龙头的一部分的电路的控制，这两个发光二极管也可以同时被控制，这样，该显示器就可以提供三种不同颜色的显示，以表明过滤器状态及是否需要更换过滤器。
本发明是1998，7月27日申请的系列号为No.08/761,351的专利申请的部分继续申请，该申请又是1996，12月6日申请的No.08/761,351号的继续申请。
本发明涉及一种在厨房中使用的水龙头，尤其是涉及一种同时具备过滤水出口和未过滤水出口的水龙头。
本发明的第一个目的是提供一种上述的水龙头，它具有一个与之成一体的水过滤器和一个用来指明过滤器状态的显示器。
本发明的第二个目的是提供一种上述的水龙头，其中的显示器包括一对发光二极管，两者的颜色不同而且与一些电路元件相关连，从而可以使发光二极管显示任何一种颜色或同时显示两种颜色，以提供过滤器状态的三种不同显示。
本发明的第三个目的是提供一种上述的水龙头，它包括一个性能可靠、结构简单的控制阀，它可以将直接进入的水以过滤水或未过滤水的方式排出。
本发明的第四个目的是提供一种上述的水龙头，其中的控制阀包括一个阀元件，它将根据人工控制按钮而关闭未过滤水的通路，并维持这种关闭位置直至将水关闭为止。
本发明的第五个目的是提供一种上述的水龙头，它具有一个过滤水排放口和一个未过滤水排放口，还有一个整体的水过滤器，其未过滤水的通路是在该过滤器的外部，而过滤水的通路则在该水过滤器的内部。
本发明的第六个目的是提供一种上述的水龙头，根据设计，如果不将一个过滤器正确的安装进去，它将不进行工作。
本发明的第七个目的是提供一种上述的水龙头，它包括一个栓塞，通常状态下它关闭一部分来过滤水通路。
本发明的其他目的将体现在说明书，附图及权利要求书中。
附图中概述了本发明，其中
图1是输水管组件的一个侧视图，其局部被剖开；图2是该输水管头部组件的放大垂直剖面图；图3是头部阀门的放大剖面图；图4是主阀体的端视图；图5是沿图4中5-5平面所作的主阀体剖面图；图6是阀塞的一剖面图，它表明了过滤水的出水口；图7是显示器电路的示意图。
下面将结合一种厨房水龙头以及一个从水槽的水池上方穿过的细长输水管对本发明进行说明。本发明的原理同样可以用于一种拉杆，这种拉杆在当今的厨房水龙头中是很普通的。
在图1中，该水龙头具有一个外壳体10，该壳体可以由多个壳体段组成，其中的一些壳体可以通过声学的方式焊接或称声焊成一个整体。该壳体10具有一个固定插口12，该固定插口将被安装在水槽的台面上，它具有一个腔室14，在该空腔内将安装一个控制阀，以便将热水和冷水送往送水管的过滤水控制阀中。一个手柄将安装在固定插口12的顶部，用来控制腔室14内的阀门元件。来自于腔室14的水将通过一个进口孔18进入壳体10的长形管部16内。
一个水过滤器20位于壳体10的管部16内，它可以按照传统方式装有碳粒或其他适合的过滤介质，这些介质可以有效的将一些杂质从水中去除，以便为过滤水出口输送经适当过滤的饮用水。壳体10包括一个头部22，它具有一个排水口24，排水口的方向朝下对着水槽，还有一个过滤水出口26，其方向也朝下对着水槽。在本发明的一个优选实施例中，其头部22可以相对于管部16被人工拆除，以便在需要更新过滤器20时可以方便的进行更换。
如图1和2所清楚描述的那样，通过进口孔18而进入管部16的水将流入过滤器20的周围。一部分水将通过过滤器20流入一个过滤水通道28，然后通过通道30而进入一个过滤器出口端盖32。该端盖32是过滤器整体的一部分，如同图1中的进口端盖34一样，借助于进口端盖和出口端盖使过滤器部件36形成一个整体的、可更换的过滤器。
图2，3，4，5和6描述了水龙头头部22及其阀机构的细节，该阀机构用来控制经过滤的水及未过滤的水的流动，使其分别流向相应的出水口26和24。在头部22内装有一个阀体40，它具有一个管形的通道42，通过一个密封的过滤器突出部31与端盖32的过滤水出口30相连通。通道42具有一个出口44，它与一个限流器46相连通，该限流器将限制过滤水穿过水龙头的流动。出口44与限流器46并非轴向对齐，通过这样一种偏心的位置关系可以使水静静的流过水龙头。一个水流保持器48将限流器保持在一定位置上，它具有一个开口50，该开口与限流器及位于阀体前方51内的腔室52相连通。一个可以作往复运动的阀元件54位于腔室52内。这样，来自于过滤水通道28的过滤水便穿过所述的通道而进入腔室52，并进入阀元件54的一个内腔56。该内腔56具有多个开口58，在图2中，这些开口被阻断，使过滤水无法进入过滤水通道60，该通道是与过滤水排放口26相连通的。阀元件54具有一个头部62，通过一个搭锁式连接器63将其连接到一个按钮64上，从而形成一种人工控制器，以便对来自于水龙头的过滤水的排放进行控制。一个螺旋弹簧66偏压在按钮64上，使阀元件54朝向不工作位置或释放位置，如图2所示。
阀元件54的头部环绕着一个密封件68，它抵靠着阀体前部51的一个部件70而实现密封。头部62具有一个锥形部分72，在图2中，它正好横置在通道60的上方，在阀元件54的锥形部分72与其较大端的结合部处有一个密封环74。在图2中，密封环74可以防止过滤后的水进入腔室56，穿过开口58而进入过滤水排放通道60。该阀元件54可以具有许多密封件76，它可以是方形的密封件，这些环绕着其周边延伸的密封件与阀体前部51的一些部位密封接触，以防止过滤后的水泄漏到阀元件54的外部。
图3所描述的是为了将过滤水排出而将按钮64压下时阀的位置。应当注意，阀元件54已被向内推进并压下弹簧66，从而使密封件74从阀体部70的一个表面78上移开，使开口58与阀体部70内的腔室80及阀元件54的外部相连通。这样，过滤水便能穿过开口58而从腔室56进入腔室80，然后向下穿过过滤水通道60抵达过滤水排放口26。如同下面将谈到的那样，一旦阀元件被移动到图3所述的位置，该水龙头将维持在其过滤水排放状态，直到将水关闭为止。
未过滤水的通道是从过滤器的外部起始的，它是一个环形的通道，它位于过滤器的外部，同时又在该水龙头壳体的管部16之内。水将经过通道82而进入阀体40的环形通道84内。水从通道84流入位于阀体前部51外面的一个腔室86内。水从腔室86再流入一个圆形的凹槽96内，并穿过一个圆周开口98而进入通道100，该通道位于出气口102的正上方，该出口构成了未过滤水的排放口24。
图2描述的是不操作按钮64而将过滤水排出时水龙头的正常位置。此时水穿过所述的通道、腔室、凹槽以及空腔，一直抵达出口102。
当按钮64被压下时，阀元件54从图2中的位置移至图3中的位置，一个带有密封环106的接触面104产生移动，使该密封件与位于阀体前部51的一个部位上的一个锥形表面108相接触，从而关闭水自通道98向开口102的流动。
当阀移动到该位置之后，环形腔室86内的未过滤水将向接触面104及密封件106施加压力，将阀元件保持在图3所示的位置。水所施加的压力足以克服弹簧66的回复力。这样，水龙头将保持在其过滤水的位置，直至水龙头的关闭为止，关闭时，返回弹簧66将使阀元件移回图2中所示的未过滤水排放的位置，因为此时不存在任何压力促使阀元件进入图3所示的状态，或过滤水的位置。
过滤器端盖32具有一圆柱形的突台或栓塞95，其形状及尺寸适合于放置在阀体40的通道90内。通道90与阀体前部51内的一通道92连通，通过通道100使通道92与开口102相连通。如果一个过滤器位于该水龙头内，未过滤水就不会从过滤器外侧的环形通道82流至通道90中，也就不会流入未过滤水排放口24。栓塞95及其密封件97可以防止这种流动。然而，如果不存在过滤器，未过滤水将沿这一通路流动，而且如果操作按钮64，未过滤水将同时从排水口24和过滤水排放口26流出。当按钮64被释放时，将不会有过滤水流动，但未过滤水将继续排出。由于这并非水龙头的常规操作状态，它将提醒操作者水龙头内不存在过滤器。
一印刷线路板112安装在阀体前部51之外的突出部114上，该印刷线路板带有图7所示的线路元件。电池盒116内装有电池118，它通过一接触器120与印刷线路板112相连。该电池还有一个第二接触器未示出。开关122安装在按钮64的一个延伸臂124上，当按钮从图2中的位置移至图3中的水过滤位置时，该开关与接触器126相接。开关124在接触器126上的闭合将使电池的电力与印刷线路板相连通，使受该电池驱动的发光二极管发光。一个光管128与一对发光二极管130对齐。根据过滤器的剩余寿命，在某些特定的情况下，该二极管将会发光。
图7中的线路包括一个微处理器132，其输出端与一个红色发光二极管134及一个绿色发光二极管136相连。当瞬时机械开关122闭合时，该微处理器接收来自于电池118的电能。该微处理器与电池电源的连接是由MOSFET开关138维持的，该开关与开关122相平行，一旦机械开关122向微处理器供应电力，该开关便被接通。采用平行连接的方式将MOSFET开关与机械开关连接在一起可以有效的延长电池的寿命。只要机械开关122闭合，MOSFET开关138便会闭合，而且微处理器132将确定MOSFET开关何时被打开。这样，电力的供应时间将取决于微处理器而并非机械开关的使用。与微处理器132相连的还有一个测试点140及一个非易失(non-volatile)存储器142。除了控制电路操作之外，微处理器132还提供与水龙头过滤器的使用有关的数据存储。该数据可以包括目前正在使用的过滤器的有效寿命、提供过滤水排出的开关启动的数量、以及在该特定的水龙头内所使用过的过滤器的情况。
图7中的线路可以选择性的启动红色和绿色发光二极管134和136，以指示过滤器的状态。该微处理器将控制发光二极管的发光，而且只有在机械开关122受按钮64的动作而开始闭合时，它才进行工作。这样，只有在过滤水被水龙头排放时显示器才会发光。如上所述，该线路无论何时被驱动，过滤器的使用时间以及过滤器的剩余寿命都取决于对微处理器被驱动时间的测量。该微处理器累积其被驱动的总时间，这一时间的累积将指明过滤器的剩余寿命。
作为一个操作方法的实例，假定其过滤器的能力为200加仑，该能力用400分钟的过滤寿命代替，当过滤器被放入水龙头内时，按钮64被操作，红色和绿色的发光二极管134和136都被驱动，从光管128中将发出黄色的显示信号，持续5分钟的时间。这将是一种交替显示，因为当两种发光二极管都被驱动时，它将在一种纯绿色显示与一种纯黄色显示之间产生脉冲。在第一个5分钟过去之后，将只有来自于发光二极管136的绿色显示脉冲，因为此时微处理器仅仅对这一个发光二极管供电。无论该过滤器何时被操作，这种情况都是占优势的，直到该过滤器的剩余寿命为32分钟。在该时间以及过滤器使用的下一个16分钟的时间段内，当显示器操作时，红色发光二极管134和绿色发光二极管136都将发出脉冲。当过滤器的剩余寿命为16分钟而且显示器被驱动时，只有红色发光二极管134发出脉冲。这种状态将持续下去，直到过滤器的剩余寿命为0分钟，其后，对该过滤器的任何驱动都将造成更迅速的红色显示脉冲。
以上仅仅是该过滤器可行的显示顺序的一个实例。重要的一点是只有在过滤水排放时该过滤器才被操作，从而减少了电池的消耗，而且该过滤器为使用者准确的提供了过滤器剩余寿命的指示。
虽然以上对本发明的优选形式作了图示和说明，但应当明白，对此还可以有许多改进、替换及变化。
权利要求
1.一种带有多个出水口的水龙头，它包括一个外壳体，一个与所述壳体相连的进水连接件，安装在所述壳体上的未过滤水排放装置，安装在所述壳体上的过滤水排放装置，安装在所述壳体内的水过滤器，安装在所述壳体内、并与所述的每一个排水口相连的阀装置，一个未过滤水通路从所述的入水口连接件通向所述的阀装置，一个过滤水通路从所述的入水口连接件通过过滤器而通向所述的阀装置，过滤水人工控制装置可以在壳体的外部进行控制，以操作所述的阀装置使过滤水通向所述的过滤水排放装置，并防止未过滤水流向所述的未过滤水排放装置，以及一个安装在所述壳体内的电路，壳体内的过滤水显示装置与该电路相连，该电路包括一个装置，它可以对所述的人工控制装置的操作作出反应，以便在过滤水的排放过程中，所述的电路对显示装置进行操作。
2.如权利要求1所述的水龙头，其特征在于，所述的阀装置包括一个阀元件，它可以被所述的人工控制装置移动，并位于所述的未过滤水通路和过滤水通路内。
3.如权利要求2所述的水龙头，其特征在于，所述的阀元件具有一个位于所述未过滤水通路内的部分，当所述的阀元件被人工控制装置移动时，它关闭所述的未过滤水通路。
4.如权利要求3所述的水龙头，其特征在于，所述的阀元件部分具有一个压力表面，它受到所述未过滤水通路内的水流的压力，该压力表面可以将所述的阀元件保持在某一位置上，以便根据人工控制装置的启动以及随后的释放而关闭所述的未过滤水通路。
5.如权利要求4所述的水龙头，其特征在于，它包括弹簧装置，该弹簧将所述的阀元件压向某一位置，在该位置上它通常将所述的过滤水通路关闭。
6.如权利要求5所述的水龙头，其特征在于，所述的弹簧装置环绕着所述的阀元件延伸。
7.如权利要求4所述的水龙头，其特征在于，所述的过滤水通路在所述的阀元件内延伸，而所述的未过滤水通路则环绕着所述的阀元件延伸。
8.如权利要求7所述的水龙头，其特征在于，所述的阀元件包括一个腔室，该腔室位于所述的过滤水通路内。
9.如权利要求8所述的水龙头，其特征在于，它还包括一个位于所述过滤水通路内的水流限制器。
10.如权利要求9所述的水龙头，其特征在于，所述的水流限制器带有一个开口，该开口与所述的过滤水通路的轴心线相偏离。
11.如权利要求1所述的水龙头，其特征在于，所述的电路包括一个开关和一电池，关闭开关使电池及显示器相连接形成闭路，操作所述的人工控制装置将所述的开关关闭。
12.如权利要求1所述的水龙头，其特征在于，所述的显示器装置包括一对发光二极管，每个二极管的颜色不同。
13.如权利要求12所述的水龙头，其特征在于，所述的电路包括将电池的电力分别供应给每一个或同时供应给两个发光二极管的装置，使显示器装置产生三种不同的颜色。
14.如权利要求1所述的水龙头，其特征在于，所述的未过滤水通路环绕着所述水过滤器的外部延伸，所述的过滤水通路通过所述的水过滤器。
15.如权利要求14所述的水龙头，其特征在于，所述的阀装置包括两个未过滤水通路，它们从所述的水过滤器的外部通往所述的未过滤水排放装置，所述的过滤器包括一个栓塞，通常它关闭所述未过滤水通路中的一个。
16.一种水龙头，它包括一个外壳体，一个安装在所述壳体内的水过滤器，一个与所述壳体相连的进水连接件，一个安装在所述壳体上的过滤水排放口，一个安装在所述壳体上的未过滤水排放口，一个未过滤水通路从所述的进水连接件通向所述的未过滤水排放口，一个过滤水通路从所述的进水连接件通向所述的过滤水排放口，位于所述壳体内及所述的每一个水流通路内的阀装置，可以从壳体的外部操作水的人工控制装置，以便对所述的阀装置进行控制，使水流向所述的过滤水排放口或未过滤水排放口中的一个，所述的阀装置包括一个阀元件，它可以被所述的人工控制装置移动，并位于所述的未过滤水通路和过滤水通路内，所述的阀元件具有一个位于所述未过滤水通路内的部分，当所述的阀元件被人工控制装置移动时，它关闭所述的未过滤水通路。
17.如权利要求16所述的水龙头，其特征在于，所述的阀元件部分具有一个压力表面，它受到所述未过滤水通路内的水流的压力，该压力表面可以将所述的阀元件保持在某一位置上，以便根据人工控制装置的启动以及随后的释放而关闭所述的未过滤水通路。
18.如权利要求17所述的水龙头，其特征在于，它包括弹簧装置，该弹簧装置将所述的阀元件压向某一位置，在该位置上它通常将所述的过滤水通路关闭。
19.如权利要求18所述的水龙头，其特征在于，所述的弹簧装置是一个环绕着所述的阀元件延伸的螺旋弹簧。
20.如权利要求19所述的水龙头，其特征在于，所述的过滤水通路在所述的阀元件内延伸，而所述的未过滤水通路则环绕着所述的阀元件延伸。
21.如权利要求20所述的水龙头，其特征在于，所述的阀元件包括一个腔室，该腔室位于所述的过滤水通路内，在阀元件内的水流通道将所述的腔室及所述的过滤水排放装置连接在一起。
22.如权利要求21所述的水龙头，其特征在于，它还包括一个位于所述过滤水通路内的水流限制器。
23.如权利要求16所述的水龙头，其特征在于，所述的未过滤水通路则环绕着所述的过滤器的周边延伸，而过滤水通路则在所述的过滤器内延伸。
24.如权利要求23所述的水龙头，其特征在于，所述的阀装置包括两个未过滤水通路，它们从所述的水过滤器的外部通往所述的未过滤水排放装置，所述的过滤器包括一个栓塞，通常它关闭所述未过滤水通路中的一个。
25.一种在水龙头内使用的水过滤器，该水龙头具有一个过滤水排放口和一个未过滤水排放口，该过滤器包括一个输入端盖和一个输出端盖，一些过滤材料放置在所述的两个端盖之间，在所述的过滤材料体中存在一个供过滤水通过的内部通道，所述输出端盖的延伸部与该内部通道的轴心线相对齐以便使过滤水从过滤器中穿过，而且一个密封栓塞从所述的延伸部附近的输出端盖向外延伸，该密封栓塞的作用是关闭水龙头中的一个未过滤水通道。
26.如权利要求25所述的水龙头，其特征在于，所述的通道与所述的过滤材料体是同轴的。
全文摘要
一种带有多个出水口的水龙头,它包括一个壳体,一个与该壳体相连的进水连接件,一个未过滤水排放口和一个过滤水排放口。在所述壳体内安装有一个水过滤器和一个阀门,该阀门与第一个排水口相连通。一个未过滤水通路从所述的入水口连接件通向所述的阀元件,一个过滤水通路从所述的入水口连接件通过过滤器而通向所述的阀门。一个电路安装在所述壳体内。以便仅仅在过滤水排放时该电路才操作显示器。
文档编号F16K11/02GK1266961SQ9912478
公开日2000年9月20日 申请日期1999年12月9日 优先权日1998年12月9日
发明者雷蒙德·伯瓦尔德, 詹姆斯·J·斯伯斯特, W·兰道尔·塔克, 格里戈里·亨特, 凯文·M·约翰森, 道格拉斯·W·克伦克, 斯图尔特·D·佩里 申请人:莫恩股份有限公司