专利名称：用压力致动的喷头机构的制作方法
本申请为1997年12月29日提交的正在审查的美国专利申请NO.08/999,326的部分继续申请。
本发明涉及一种喷头的设计结构。更具体一些，本发明涉及这样一种喷头，它允许接通和切断经过喷头的水流，同时允许通过简单地旋转花盘而调节喷水。
在本技术领域中已经知道有多种标准的喷头组件，它们有一个调节环，该调节环可以被转动，以改变从喷头流出的水流的方式与水量。调节环可以改变流经喷头的水的体积，并可在不同的喷射模式之间转换喷头，例如来自一单个的中心大直径孔或来自一排周向的小直径孔或喷嘴的集中水流。
在本技术领域中已经知道有许多其它的喷头组件，它们可以被调节成排出连续的水花或脉动的水花。这种喷头的代表是在美国专利NO.3,801,019、4,068,801和4,254,914中所公开的那些种。例如，美国专利NO.3,801,019中公开了一种能喷出连续水花和脉冲水花并且采用了三组水流通路的喷嘴。控制脉冲的频率或经过水流通路的水花的配额是通过相对于直流板调节闸板而达到的。
除了调节经过喷头的水流的速率外，还可以在许多喷头中调节喷路的粗度。不过，在许多已知的喷头中，水流速率和水花是通过不同的阀门机构单独地调节的，这些阀门机构要求单独调节水流和水花。
本发明的一个目的是提供一种带有一不易形成水垢的扳扭阀门机构的喷头。
本发明的另一目的是提供一种不像过去的机构那样复杂并需要较少的移动部件的扳扭阀门机构。
本发明的再一目的是提供一种简单的阀门机构，它允许操纵喷头，以改变经过出水小孔的水流。
本发明的又一目的是提供一种扳扭阀门和根据喷头中存在的水压操作的变流量机构。
本发明的又一目的是提供一种扳扭阀门，它允许水流能被切断或改变，并能由喷头中的水压保持在其所要求的地方而不需要任何其它的固定机构。
本发明的又一目的是提供一种通过喷头的花盘而控制以调节流动速率和水花的简单阀门机构。
按照本发明的上述目的，提供了一种具有一入口通道的喷头。该入口通道与水源相连，以向喷头体提供水流。喷头体用一条液体通道间隔成上半部和下半部，该液体通道将喷头体的上半部与喷头体的下半部连接起来。喷头的下半部具有多个在其底面上形成的用于从喷头中喷出水的液体喷嘴。液体通道包括一个扳扭阀门机构，它协助调节从喷头体的上半部流至喷头体的下半部的水量。喷头体的下半部可以被转动并与用压力致动的阀门机构连通，以致喷头体的下半部的旋转能改变流过该机构的水量。扳扭阀门机构由压力致动，以致一旦它被设定在应有的位置上，从而使所要求的水流经过喷头，则来自水源的水压就将该扳转阀门机构保持在该位置上，由此防止进一步的移动。
在一个优选实施例中，扳扭阀门机构包括一个具有一顶部和一杆部的转键。转键的杆部穿过液体通道并与喷头体的下半部接触。转键的顶部有一与流体通道中的脊部接触并可在其上滑动的下侧。所述脊部有一对在其表面上形成并用于与转键匹配地接合的相对的凹槽或棘瓜。当转键与凹槽处于非匹配接合的关系时，阀门机构被打开，并允许水从喷头体的上半部经过流体通道流至喷头体的下半部。当转键与凹槽处于匹配接合的关系时，阀门机构被关闭，以防止水从喷头体的上半部流至喷头体的下半部。
本发明还便于通过调节可旋转的花盘而简单地控制从喷头流出的水花。花盘与扳扭阀门机构相连，由此将花盘的旋转传递到阀门上，以使转键沿脊部移动，从而打开和关闭阀门。一设置在花盘与扳扭阀门之间的转向构件沿在外壳上形成的弧形槽径向向外地引导液体流。转向器与扳扭阀门一起沿轴向移动，以在细水花与粗水花之间改变水花。外壳上的弧形槽与花盘上的开口直接连通，以将液体流引出喷头。
虽然例示并公开了本发明的一个实施例，但是此实施例不应被认为是限制了权利要求。可以预期，可以在不脱离本发明的范围的前提下作出各种改进和其它等同设计。
当结合附图阅读本说明书时，通过参考下面的对本发明的优选实施例的详细描述将更加全面地了解本发明，在附图中，同样的参考标号在所有视图中代表同样的部件，图中
图1是按照本发明的喷头组件的透视图；图2是按照本发明的一个优选实施例的喷头组件的剖视图；图3是表示按照本发明的扳扭阀门机构的局部剖开的侧视图；图4是按照本发明的一个优选实施例的喷头的仰视图；图5是按照本发明的一个优选的扳扭阀门机构的一部分的侧视图；图6是按照本发明另一优选实施例的喷头组件的剖视图；图7是图6所示扳扭阀门机构的俯视图；图8是喷头的另一实施例的透视图；图9是喷头的正面图；图10沿图11的10-10线剖开的横剖视图；图11是喷头在阀门机构处于第一位置时的剖视图；图12是喷头在阀门机构处于第二位置时的剖视图；以及图13是喷头在阀门机构处于第三位置时的剖视图。
图1至5示出了按照本发明的一个优选实施例的喷头。喷头10由一根进水管线12与水源(未示出)相连，并且该喷头10用本技术领域中公知的那种连接器14与进水管线12相连。连接器14允许喷头10被经过很多种位置地操纵。应当理解，喷头10可以被永久性地装在浴室壁上或者可以是能从浴室壁上取下的那种手持式的。另外，也可以在进水管线12与喷头10之间采用其它类型的连接装置。喷头10最好用塑料制造，但是该喷头也可以用其它已知的材料制成。
喷头10具有一顶面16、一底面18、一通常为圆柱形的颈部20、一通常为钟形的底部22和一端部与底面18相连的圆形旋转部分24。方向性的术语如“上”、“下”、“顶”和“底”在此处出于取向目的而仅仅是相对于图面而言，并不意欲涉及在使用中被定向时或装在浴室中时的喷头。
如图2所示，连接器14具有多条将连接器14固定在通常为圆柱形的颈部20上的螺纹26。在优选的实施例中，螺纹同时位于颈部20和连接器14上。将连接器14固定在通常是圆柱形的颈部20上允许来自进水管线12的水经过喷头球或开口28流入流体通路30。连接器14不仅使喷头体10与进水管线12形成液体连通，而且还提供一无泄漏的连接，以防止水在喷头10与进水管12连在一起的接头处泄漏。
喷头体10具有一在其中形成的液体通路30，它在水经过位于喷头体10的顶面16中的喷头球28之后接纳水。液体通路30由顶面16和脊或肩部32限定。脊部32有至少一个在其中形成的凹槽或棘瓜34。脊部32最好是平直的或相对于喷头体10的顶面16平行，但是也可以按其它方案是倾斜的或凸出的。
在液体通路30中最好设置一阀门机构36。该阀门机构36包括一顶部38和一杆部40。阀门机构36的顶部38的形状通常为矩形，但是也可以按其它方案具有其它形状，包括圆形或三角形。但是，顶部38必须配合在液体通路30中，并且其尺寸与形状允许来自液体通路30的水能由此通过流入内通路42中。
阀门机构36的顶部38有一下侧，在其上形成至少一个突起44。在优选的实施例中，有两个突起44，而且它们在顶部38的每一侧上形成。突起44被设计成与是一个螺旋面的表面34接触，从而当突起44与螺旋线的最下部分接触时，可防止水流从液体通路30流至内通路42中。凹槽34最好有相对的侧面46。相对的侧面46通常从凹槽34的底部扩展，以使突起44可容易地与凹槽34接合和脱开。
阀门机构36的杆部40向下地延伸经过内通路42并固定在圆形旋转部分24的底面18上。圆形旋转部分24并不固定在喷头体10的其余部分上，并且有一底面18、一圆形周边48和一顶部50。圆形旋转部分24在其中限定出一水室60，它在水从小孔52排出以前接纳或贮藏经过内通路42的水。在顶部的下表面上放置一环形密封45(图5)，以使液体通路30与内通路42隔离。
底面18有多个围绕其周边形成的水孔或喷水嘴52。由于杆部40与圆形旋转部分24相连，因此，当圆形旋转部分24旋转时，阀门机构36的顶部38也旋转。在顶部50与在钟形体20下方延伸并包围内通路42的内法兰56之间设置有一个O形圈54。这种连接使圆形旋转部分24与喷头体10保持接触，但又允许它自由旋转。
在操作时，当圆形旋转部分24旋转(顺时针或逆时针)时，使阀门机构36沿同一方向旋转。当转动阀门机构36时，螺旋面或凸轮面34使阀门机构36从内法兰36移开，允许水流动。当阀门机构36相对于内法兰56处于最低位置时，来自进水管12的水流被切断，没有水流经内通路42，进入水室60并从喷嘴52流出。阀门机构36靠水压在凹槽34中保持就位。应当理解，切断一词并不意指100％地或完全地停止水流，这是因为，常常会希望在切断位置有一细流。
当转动阀门机构36，以使阀门机构从内法兰36移开时，允许水经过内通路32进入水室60，并流出多个喷嘴52。同样，阀门机构36由喷头体10中的水压保持就位。表面32的轮廓可以变化，从而使得阀门机构36的顶部38与内通路42之间的距离可以调节。这样便可以调节流经通路的水量。
现在翻至表示本发明的另一优选实施例的图6和7。如图6所示，喷头100与一条进水管线102相连。喷头100具有一上部104和一下部106，其上部104与进水管线102相连。上部104有一通常是平面形的底面108、一与进水管线102相连的颈部110和一半球形部分112。上部104与下部106各自最好是整体地做成一件的模制件。
上部104有一在其底面108上形成的通常是圆柱形的通路114。圆柱形通路114通过在颈部110和半球形部分112中形成的一条水通路116与进水管线102液体连通。一保持器118由凹槽、齿或其它已知的用于固定的装置装在通常是圆柱形的通路114的外表面上。下部106有一保持器118由此被装入的顶面120、一通常为圆形的周边122和一底面124，穿过该底面形成了多个喷嘴126或小孔。
在圆柱形通路114中最好设置一阀门机构130。如图7所示，阀门机构130包括一通常为圆柱形的主体部分132、多个在通常为圆柱形的主体部分132的表面上形成的肋部134、一圆拱形的底部136和一从通常为圆柱形的主体部分132伸出的挡块构件138。通常为圆柱形的主体部分132的直径小于将它放置在其中的保持器118的直径。此外，阀门机构130的从其最外部分(肋134的尖端)测得的直径也小于保持器118的内径。这样就允许阀门机构130在保持器118内自由移动。不过，肋134的直径不必小到使阀门机构130能绕一水平轴线旋转并堵塞来自进水管线102的水流的程度。
圆拱形的底部136停靠在从喷头100的下部106的底面124向上伸出的指状物140上。下部106可以旋转，以调节从多个喷嘴126中排出的水流，直至水流被完全切断。
下部106有一开口，保持器118经过该开口被装入。该开口由一向下延伸的环部142和一突出部分144形成。突出部分144朝保持器118延伸并与位于突出部分144下方的一个O形圈146接触。O形圈在其顶部受到下部106的突出部分144的限制，在其内侧受到保持器118的外表面的限制，而在其外表面则受到向下延伸的环部142的上部148的限制。
向下延伸的环部142的下部150有一对从其向外伸出的销钉152。应当理解，可以采用更多或更少的销钉152。销钉152伸至位于保持器118的底部156上的凸轮面154并与后者接触。当转动喷头100的下部106时，销钉152沿凸轮面154转动并调节指状物140的高度，从而调节阀门机构130在保持器118中的高度。当销钉152处于凸轮面154的最低点时，阀门机构130位于保持器118中，以切断来自供水管线102的水流。
当处于关闭或切断位置时，阀门机构130的底面158与伸入开口中的保持器118的底部156接触。通过旋转下部106，使阀门机构130由指状物140向上升起，并允许水从圆柱形通路114流入喷头100的下部106。下部106包括一水室160，水在从多个喷嘴126排出之前就盛装在该水室中。阀门机构130的向上移动受到通常从其向上延伸的挡块构件138的限制。
虽然阀门机构并不永久地固定在任何零件上，但是它被圆柱形通路114中的水压保持在切断位置上。这样，阀门机构130不会从肩部156上移开并允许水流入喷头体100的下部106。此外，可以在凸轮面154上形成多个凹槽(未示出)，以实现水流的切断。
图8至图13公开了包含用于控制经过喷头200的水流的阀门机构236的喷头200的另一实施例。喷头200通常包含一钟形外壳210、一可有选择地转动的花盘212和一可摆动的颈部214，该颈部用于将喷头固定在淋浴(未示出)的一个臂上，同时又允许调节位置。经过颈部214的入口通路216进入喷头200的水流出花盘212上的小孔218。
现在参看图10至13，在这些图中示出了喷头200的剖视图，在外壳210中设置有一水流室220，它将来自入口216的液体流引导至小孔218。水流室220最好用螺纹连接到外壳210上并包括一圆顶形室222。水流室220中的中心孔224接纳阀门机构236，以控制液体流。圆顶形室222的内表面包括多个凹槽226。如同此处所描述的那样，可以操纵阀门机构236，以控制经过小孔224和圆顶形室222的水流。
花盘212可操作地与转向构件228相连，该构件228与阀门机构相连，从而使得花盘212的旋转可以根据本发明的上述实施例被传递给阀门机构236。转向构件228有一用于接纳阀门236和一沿径向延伸的周边法兰232的轴向座230。转向构件228可被往复地安置在花盘212的轴向空腔234中。流经小孔224的水被转向器228径向向外地导出，沿凹槽226流动，并按照喷头的操作流出花盘212的小孔218。
从喷头220排出的水花的结构或粗度是通过操纵花盘212以调节经过阀门机构236和转向器228的水流而得到调节的，这将在下面接着描述。可以沿多个独立的位置可转动地调节花盘212，它本身又在打开位置与关闭位置之间转动阀门机构236。同时，相对于小孔224沿轴向调节转向器228的位置，以在细水花与粗水花之间改变水花结构。可沿各个独立的位置调节花盘212，以保证花盘的小孔218与凹槽226的适当的区域对齐，从而防止来自喷头的水流中断。图11示出了处于切断位置的喷头200，其阀门机构236关闭，以防止水流经小孔224。花盘212沿第一方向的旋转将使阀门机构236离开小孔224上升(图12)，在水经过转向器228并沿凹槽226流动然后从小孔218流出时产生粗的水花。继续旋转花盘212将使转向器228更靠近小孔(图13)，产生越来越细的水花结构。
这样，本发明的喷头200提供了一种简单而方便的机构，它不仅用于控制或调节水流，而且也可通过操纵喷头200上的花盘212来控制或调节水花的结构。因此，除了在其源头处控制水流之外，最好用一安装在壁板上的阀门机构通过喷头200使使用者能在喷头200处完全控制淋浴水花。花盘212的独立的位置保证水花在其从喷头流出时不中断。
虽然例示并描述了本发明的几个实施例，但是并不企图使这一公开内容例示并描述本发明的所有可能的形式。所企图的是，由下面的权利要求书覆盖落入本发明的精神和范围内的所有改进和其它设计方案以及所有的等同替换结构。
权利要求
1．一种喷头，包括一具有一主体、一可旋转的部分、一包括多个喷嘴的淋浴面盘和一水室的外壳；一向上述喷头提供水源的进水管线；一在上述喷头中形成的液体通路，它允许水从上述进水管线流向上述水室；一位于上述外壳中的阀门机构；上述可旋转的部分与上述阀门机构连通，以调节经过上述液体通路的水流。
2．如权利要求1所述的喷头，其特征为，上述阀门机构固定在上述喷头的上述可旋转的部分上，以致上述阀门机构与上述可旋转的部分一起旋转。
3．如权利要求2所述的喷头，其特征为，上述阀门机构包括一顶部，该顶部沿一凸轮面旋转，以调节进入上述水室的水流。
4．如权利要求3所述的喷头，其特征为，上述顶部进一步包括至少一个在其下侧形成的突起，用以跟随凸轮面，切断经过上述液体通路并进入上述水室的水流。
5．如权利要求4所述的喷头，其特征为，上述凸轮面有一凹谷和一对倾斜的侧面，以允许上述至少一个突起滑入并滑出，与其连通或脱离。
6．如权利要求1所述的喷头，其特征为，上述阀门机构与上述可旋转的外壳靠来自上述进水管线的水压保持就位。
7．如权利要求1所述的喷头，其特征为，上述可旋转的部分包括一从其伸出的指状物，该指状物用于在转动上述可旋转的部分时升起或降下上述的阀门机构。
8．如权利要求7所述的喷头，其特征为，上述喷头进一步包括一保持器，它使上述喷头体与上述可旋转部分相连。
9．如权利要求8所述的喷头，其特征为，上述保持器包括一凸轮表面，该表面与至少一个装在上述可旋转的部分上的销钉接触，用以当转动上述可旋转的部分时升起和降下上述指状物。
10．如权利要求7所述的喷头，其特征为，上述阀门机构靠喷头中的水压保持在切断位置上。
11．如权利要求2所述的喷头，其特征为，上述淋浴面盘在上述可旋转的部分上形成，上述可旋转的部分可旋转地沿多个独立的位置定位。
12．如权利要求11所述的喷头，其特征为，上述水室包括多个凹槽，这些凹槽引导来自上述液体通路的水流经过上述淋浴面盘，上述可旋转部分的上述独立的位置使上述喷嘴与上述多个凹槽对齐。
13．如权利要求12所述的喷头，它进一步包括一转向构件，该构件可操作地与上述阀门机构和上述可旋转部分相连，从而可在旋转上述可旋转构件时沿纵向调节上述转向构件，以改变来自上述液体通路的水流。
14．一种喷头，包括一具有一主体、一水室和一包括多个液体开口的可旋转的面盘部分的壳体；一向上述喷头提供水源的进水管线；一在上述喷头中形成的液体通路，它允许水从上述进水管线流向上述水室；一位于上述液体通路中的阀门机构和一可操作地与上述阀门机构和上述可旋转的面盘部分相连的转向构件，由此，上述面盘部分的旋转沿纵向调节上述阀门机构和转向构件，以调节经过上述喷头的水流。
15．如权利要求14所述的喷头，其特征为，可以沿多个独立的位置可旋转地调节上述面盘部分。
16．如权利要求15所述的喷头，其特征为，上述水室包括多个凹槽，这些凹槽引导来自上述液体通路的水流经过上述淋浴面盘，上述可旋转的面盘部分的上述独立的位置使上述液体开口与上述多个凹槽对齐。
17．如权利要求16所述的喷头，其特征为，上述水室有一半球形的构形，上述的在室壁上形成的凹槽将上述液体流引导向上述液体开口。
18．如权利要求16所述的喷头，其特征为，上述转向构件包括至少一个径向法兰，它可有选择地与上述液体通路配合，以调节经过上述面盘部分的水流。
19．一种喷头，包括一具有一主体、一水室和一包括多个液体开口的可旋转的面盘部分的壳体；一向上述喷头提供水源的进水管线；一在上述喷头中形成的液体通路，它允许水从上述进水管线流向上述水室；用于控制经过上述液体通路的水流的装置；以及一与上述可旋转的面盘部分可操作地相连的转向构件，由此上述面盘部分的旋转调节上述转向构件，以调节经过上述喷头的水流。
20．如权利要求19所述的喷头，其特征为，上述转向构件包括至少一个径向法兰，该法兰可有选择地与上述液体通路配合，以调节经过上述面盘部分的水流，上述转向构件在旋转上述面盘部分时可沿纵向被调节，由此调节水流。
21．如权利要求20所述的喷头，其特征为，可沿多个独立的位置可旋转地调节上述面盘部分。
22．如权利要求21所述的喷头，其特征为，上述水室包括多个凹槽，它们引导来自上述液体通路的水流经过上述淋浴面盘，上述可旋转的面盘部分的上述独立的位置使上述液体开口与上述多个凹槽对齐。
全文摘要
一种喷头,它具有进水通路或向喷头和多个用于将水排出喷头的喷嘴提供水流。从进水管线流至喷嘴的水流由用压力致动的扳转阀门机构控制。该阀门机构与用于控制水流和淋浴水花的结构的可旋转的花盘连通。花盘可在多个独立的位置上被可旋转地调节,以在粗的水花和细的淋浴水花之间改变水花。
文档编号B05B1/18GK1236675SQ98123419
公开日1999年12月1日 申请日期1998年10月22日 优先权日1998年5月22日
发明者阿莫斯·希尔, 本·阿米 申请人:铜制品制造公司