淋浴系统的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月9日提交的美国临时申请号62/716,740的权益和优先权，该美国临时申请的全部公开通过引用并入本文。

本公开通常涉及淋浴管道系统的领域。更具体地，本公开涉及一种用于淋浴管道系统中的降噪的整体阀阻尼器组件。

背景技术：

通过打开或关闭住宅淋浴系统中的阀门而产生的水压变化可以通过系统中的水传递到系统的各个部件。管道和相关的管道装置可以放大这些压力变化，产生令人烦恼的背景噪音。在一些高流速系统中，例如洗衣机和洗碗机，压力变化可能严重到足以损坏管道或导致管道坍塌(通常称为“水锤”)。

另外，如果允许管道相对于墙壁中的其它材料(例如钢螺柱)振动，则该压力变化可能导致损坏。有各种附加解决方案可解决高流量系统中的严重水锤问题。然而，这些附加解决方案往往过于庞大且过度设计，无法用于低流量系统，例如住宅淋浴系统。此外，此类解决方案的使用可能受到将它们定位在检修面板或打开位置附近以便获得对它们的访问以进行维修的需要的限制。

技术实现要素：

本公开的至少一个实施方式涉及一种淋浴系统。淋浴系统包括淋浴水路和流体控制阀。淋浴水路配置成连接到淋浴设备。流体控制阀连接到淋浴水路并包括阀体和活塞。阀体包括腔室和储液器。活塞可滑动地连接到阀体，并使腔室与储液器流体分离。腔室包括可压缩气体。活塞配置成在阀体内可滑动地平移，以响应淋浴水路中的水压变化而压缩可压缩气体。

另一个实施方式涉及一种淋浴系统。淋浴系统包括流体控制阀，该流体控制阀配置成连接到淋浴水路。流体控制阀包括阀体和活塞。阀体包括腔室和储液器。活塞可滑动地连接到阀体，并使腔室与储液器流体分离。腔室包括可压缩气体。活塞配置成在阀体内可滑动地平移，以响应于淋浴系统中的水压变化而压缩可压缩气体。

另一个实施方式涉及一种用于淋浴系统的流体控制阀。流体控制阀包括阀体和活塞。阀体包括腔室和储液器。活塞可滑动地连接到阀体，并使腔室与储液器流体分离。腔室包括可压缩气体。活塞配置成在阀体内可滑动地平移，以响应于淋浴系统中的水压变化而压缩可压缩气体。

另一个实施方式涉及一种阀阻尼器组件，该阀阻尼器组件是用于淋浴系统的流体控制阀的阀体的一部分。阀体包括内腔，该内腔通过阻尼器(例如可滑动活塞)分离成在下端的贮存器和在上端的容纳可压缩气体的腔室。阀阻尼器组件配置成使得当阀打开/关闭并且产生压力变化时，至少一部分水流可以转移到储液器中，使得阻尼器有效地吸收由阀致动引起的压力变化。以这种方式，由于作用在活塞上的压力超过从容纳在腔室内的可压缩气体施加在活塞上的相反压力，腔室的容积可以减小。阀体还可包括可调节的通气孔，用于调节腔室中可压缩气体的量，以便调节活塞的相对位置。

附图说明

图1是根据示例性实施方式的阀阻尼器组件的示意图。

图2是当活塞处于第一位置时第一时间的图1的阀阻尼器组件的示意图。

图3是当活塞处于第二位置时第二时间的图1的阀阻尼器组件的示意图。

图4是当活塞处于第三位置时第三时间的图1的阀阻尼器组件的示意图。

具体实施方式

在转向详细说明一个或多个示例性实施方式的附图之前，应当理解，本公开不限于说明书中阐述的或附图中示出的细节或方法。还应该理解，本文使用的术语仅用于描述的目的，不应视为限制。

通常而言，“水锤制动器”通常用于高流速管道系统，例如洗衣机和洗碗机(例如流速大于10gpm等)，以帮助减少水锤(即水阀突然关闭可能导致噪音和振动，导致压力变化通过管道系统传递)。在这种管道系统中，当阀门打开/关闭时，系统内的水的瞬时速度可能引起压力峰值，该压力峰值可能产生穿过系统的冲击波，导致重击声或管道振动。为了吸收这种冲击波，可以在阀门的上游(即在系统中的阀门之前)安装水锤制动器，使得当阀门突然关闭时，压力峰值可以被转移到制动器以吸收压力变化，而不是通过管道系统传输。然而，水锤制动器的尺寸通常很大以足够吸收通常与这些高流速系统相关的压力变化。此外，这些装置的庞大尺寸可能导致水锤制动器可安装在系统内的应用非常有限。另外，这些水锤制动器通常被设计成处理可能由通常仅与高流速系统相关联的压力峰值引起的显著力。因此，需要一种较小规模的装置，其能够减少或消除与低流速系统(例如住宅淋浴系统)中经历的压力变化相关的噪声。

总体上参考附图，本文公开了一种用于住宅淋浴系统的整体阀阻尼器组件。所公开的阀阻尼器组件被设计成集成到流体控制阀的阀体中，该阀体控制通过淋浴系统的水流，从而提供更紧凑的设计并且与传统的水锤制动器相比允许容易接近/维护。阀阻尼器组件具有结构配置，该结构配置有利地设计成解决通常在低流速系统(例如淋浴系统，其以约2-5gpm的流速操作)中经历的压力变化。此外，根据特定系统所经受的压力变化程度，可以有利地选择性地调节阀阻尼器组件以使组件适应特定应用。

参见图1，示出了根据示例性实施方式的管道系统1(例如淋浴系统等)的示意图。管道系统1显示为包括单个控制阀芯100(例如流体控制阀，淋浴混合阀等)，淋浴水路10和阀体20。单个控制阀芯100显示为通过保持螺母102连接到管道系统1，并且配置成分别从冷水源和热水源选择性地将冷水供给104和热水供给106流体地连接到管道系统1。单个控制阀芯100可以配置成接收输入以在打开位置，关闭位置或其间的任何位置(即部分打开或受限制)之间选择性地改变。在打开位置，单个控制阀芯100允许冷水供给104和热水供给106中的每一个的至少一部分流过单个控制阀芯100，并进入管道系统1的其余部分。在关闭位置，单个控制阀芯100防止冷水供给104和热水供给106进入管道系统1的其余部分。然而，一旦单个控制阀芯100从一个控制阀芯100从关闭位置返回到打开位置，冷水供给104和热水供给106中的每一个的至少一部分将再次能够流过单个控制阀芯100，并进入管道系统1的其余部分。

淋浴水路10显示为包括进水口110，第一出水口120，第二出水口122，第一横向水路130和在其间流体连接的第二横向水路140。淋浴水路10通常可以是圆柱形管，其可以从水源延伸到例如淋浴装置，例如淋浴喷头或手持式喷雾器。淋浴水路10配置成流体地接收和容纳水流2，水流2从冷水供给104和/或热水供给106通过单个控制阀芯100流到水入口110，然后到达第一出水口120和第二出水口122中的至少一个。根据一个示例性实施方式，水流2的流速在约2gpm至约5gpm的范围内，这对于住宅淋浴系统是典型的。单个控制阀芯100显示为连接到进水口110，使得水流2从单个控制阀芯100流到进水口110。第一横向水通道130的第一端131流体地连接进水口110的下端111。第一横向水路130的第二端132与连接器150的第一侧151处的连接器150流体连通并连接。连接器150与连接器150的第一侧151的下端154处的第二横向水路140的第一端141流体地连接，并且与连接器150的顶侧153处的开口152流体地连接。第二横向水路140的第二端142流体地连接到出水口120。以这种方式，在通过出水口120离开淋浴水路10之前，水流2可以从进水口110流过第一横向水路130，连接器150和第二横向水路140。

管道系统1显示为包括阀体20，阀体20至少部分地容纳在连接器150的顶侧153处的开口152内。应该注意的是，为了便于参考，在附图中仅示出了阀体20，但是应当理解，阀体20形成用于淋浴器的传统流体控制阀的一部分，该淋浴器包括传统流体的附加内部部件。用于淋浴的控制阀将包括(例如密封件，内部阀门等)。包括阀体20的流体控制阀可以控制通过系统的水流(例如流速等)。如图1所示，阀体20可以具有大致圆柱形的形状，并且显示为以垂直方向定向。然而，应该理解的是，阀体20除了圆柱形之外还可以具有其它形状，并且可以以任何其它合适的取向定位。阀体20的外周边可以连接到并邻接连接器150的开口152的内周边。阀体20还包括凸缘210，凸缘210从阀体20的外周边径向向外延伸。凸缘210的表面连接到并邻接连接器150的开口152的顶侧153，使得凸缘210配置成帮助将阀体20定位在连接器150内。

仍然参考图1，阀体20具有内腔200，内腔200具有大致圆柱形的形状。阀体20的内腔200显示为包括位于上端的腔室230和位于下端的储液器240，其由活塞220分开。活塞220可包括一个或多个密封件(例如o环密封件等)用于使腔室230与储液器240流体分离，但也允许活塞220在内腔200内的可滑动运动。腔室230可填充有可压缩气体3(例如空气等)。贮存器240与淋浴水路10流体连通，使得水可以从淋浴水路10流到贮存器240以接合活塞220。活塞220配置成响应淋浴水路10中的水压变化，沿着通常由箭头“a”指示的方向在内腔200内可滑动地平移，其细节在下面的段落中讨论。

阀体20还包括通气口250和设置在阀体20顶侧的通气螺杆260。通气口250配置成选择性地将腔室230流体地连接到外部环境。换句话说，通气口250可以允许阀体20的腔室230内的可压缩气体3选择性地离开腔室230以调节腔室230内的压力。通气螺钉260联接到通气口250并且配置成允许用户选择性地调节(例如松开或拧紧等)通气螺杆260，作为控制腔室230内的可压缩气体3的量的装置。实际上，腔室230内的可压缩气体3的量直接涉及活塞220在阀体20内的定位。例如，如果用户调节通气螺钉260以允许通气口250打开，则可允许可压缩气体3离开腔室230，导致腔室230内的可压缩气体3降低。当力施加到活塞220的下侧时(例如由于系统内的水压变化)，活塞220可以在内腔200内向上平移，导致储液器240的容积增加并且腔室230的容积减小。腔室230内的可压缩气体3的量至少部分地决定了活塞220能够向上移动多远(即腔室230的容积可以减少多少以及容器240的容积可以增加多少)。以这种方式，如果用户选择性地调节通气螺钉260，则用户可以根据特定应用调节活塞220的定位和响应性。

在操作中，管道系统1可能经历突然的流动中断(例如在出水口120处快速打开或关闭)，这可能产生水压变化(通常显示为沿着路径2流动的正弦线段)。压力变化将通过阀门和相关的管道传递，并可能产生噪音和潜在的系统损坏。作为用于系统的流体控制阀的一部分的阀阻尼器(例如具有带有活塞220的内腔200、具有可压缩气体3的腔室230和储存器240的阀体20)位于阀门处的压力中断源附近，可以有效地抑制该位置的压力变化。换句话说，活塞220可以用作减震器，并且当水流2被中断时(例如由于阀体20限定的流体控制阀的操作)，水流2可以被转移到储液器240使得活塞220可以通过向上平移以压缩腔室230内的可压缩气体3来吸收水流2的压力变化。活塞220的这种减震可以导致噪声的减少或消除和/或由流动中断引起的振动。另外，通气螺钉260允许可能重置或调节活塞220。

现在参考图2，示出了当活塞220处于第一位置时第一时间的管道系统1的示意图。当单个控制阀芯100关闭时，将防止水流2流过单个控制阀芯100到管道系统1的其余部分。相反，已经在管道系统1中的水流2将从进水口110流过第一横向水路130朝向连接器150。水将流过连接器150，通过第二横向水路140，最后通过出水口120离开管道系统1。在此期间活塞220可以保持在第一静止位置，其中从腔室230内的可压缩气体3施加在活塞上的向下力等于施加在活塞220上的向上力。换句话说，腔室230和储存器240两者都可以处于大气压力下，使得大气压力施加在活塞220的两侧，导致活塞220保持在第一静止位置。

现在参考图3，单个控制阀芯100可处于打开位置，使得水从冷水供给104和热水供给106流出，在单个控制阀芯100内混合，并进入管道系统1的其余部分。当至少一部分水流2被转移到阀体20的储液器240中时，来自水流2的压力峰值针对活塞220可以使活塞220压缩腔室230内的可压缩气体3。换句话说，由可压缩气体3施加在活塞220上的向下力可小于由水流2在活塞220上的向上力，从而使活塞220向上平移，从而当储存器240累积至少一部分水流2时，腔室230的容积减小和储存器240的容积增加。当活塞220向上平移时，活塞可处于第二压缩位置。

现在参考图4，在单个控制阀芯100切换到关闭位置之后(即使得水不流过单个控制阀芯100并进入管道系统1的其余部分)，水流2所产生的压力变化可能立即导致活塞220超过第一静止位置(即使得活塞220将移动到第三位置，其中储液器240的容积暂时小于第一位置处的储液器240的容积，而腔室230的容积暂时大于腔室230在第一位置的容积)。一旦压力变化被有效地吸收(即水流2至少部分地转移到储液器240中，迫使活塞220向上平移到第二压缩位置并向下平移到第三位置)，活塞220可以再次返回到第一位置。换句话说，在单个控制阀芯100关闭之后，水流2可以立即进入储存器240并向上推动活塞220，但一旦腔室230内的可压缩气体3做出反应迫使活塞220向下至第三位置，则水流2能够移动，并且活塞220上的来自水流2的向上力可以使活塞朝向第一静止位置平移，从而再次减小储液器240内的容积并增加腔室230内的容积。另外，通气螺钉260配置成由用户紧固或松开，以允许用户选择性地调节活塞220在阀体20内的位置。例如，用户可以调节通气螺钉260(反过来调节腔室230和外部环境之间的通气口250的开口)，以将活塞的静止位置重置到第三位置。如图4所示，当调节通气螺钉260以使活塞220平移到低于初始位置的位置时(即平移到储液器240的容积小于调节通气螺钉260之前储液器260的容积的位置)，由可压缩气体3施加在活塞220上的向下力可以通过储液器240内的水流2超过活塞220上的向上力，使活塞220具有新的静止位置，其中腔室230内的容积增加并且容器240内的容积减小。

本公开的阀阻尼器组件旨在降低低流量系统(例如淋浴管道系统)中的噪音。本公开的阀阻尼器组件可以有利地比其它可能的解决方案更紧凑，并且可以直接集成到淋浴阀主体中。将阀门阻尼器组件集成到阀体中可以有利地允许容易接近和维护阀门阻尼器组件。

根据其它示例性实施方式，可以使用气囊或隔膜代替活塞220作为阻尼器。然而，应该理解的是，阀阻尼器组件可以以基本相同的方式操作。例如，活塞220可以用弹性隔膜代替。隔膜可以配置成弹性变形以吸收系统内的压力变化。可选地，在一些实施方式中，可以使用气囊代替活塞220或隔膜。气囊可位于阀体20中，其中定位有具有可压缩气体3和活塞220的腔室230。气囊可以是可弹性变形的构件，其可以包含液体、气体或其它可压缩的装置。气囊可以配置成变形或压缩以吸收系统内的压力变化。

如本文所使用的，术语“大约”，“约”，“基本上”和类似术语旨在具有广泛的含义，其与本公开的主题所涉及的本领域普通技术人员的共同和可接受的用法相一致。本领域技术人员应当理解，本发明人认为这些术语旨在允许描述和要求保护的某些特征而不将这些特征的范围限制于所提供的精确数值范围。因此，这些术语应被解释为表明所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为是在所附权利要求中所述的本公开的范围内。

应当注意，如本文中用于描述各种实施例的术语“示例性”及其变型旨在指示这些实施方式是可能实施方式的可能示例、表示和/或说明(并且这些术语是并不意味着这些实施方式必然是非凡的或最高级的示例)。

如本文所用，术语“连接”是指两个构件直接或间接地彼此接合。这种接合可以是固定的(例如永久的或固定的)或可移动的(例如可移动的或可释放的)。这种接合可以实现为两个构件彼此连接，两个构件与单独的中间构件和彼此连接的任何另外的中间构件连接，或者两个构件与一体形成为具有两个构件中的一个的单个整体的中间构件连接在一起。这些构件可以机械地、电气地和/或流体地联接。

如本文所使用的术语“或”以其包含性意义使用(并且不以其独有意义)，因此当用于连接元素列表时，术语“或”表示列表中的一个、一些或全部元素。除非另外特别说明，否则诸如短语“x，y和z中的至少一个”的联合性语言应理解为表示元素可以是x，y，z；x和y；x和z；y和z；或x，y和z(即x，y和z的任何组合)。因此，除非另有说明，否则这种联合性语言通常不旨在暗示某些实施方式需要x中的至少一个，y中的至少一个和z中的至少一个存在。

本文对元件位置的引用(例如“顶部”，“底部”，“上方”，“下方”等)仅用于描述附图中各种元件的方向。应当注意，根据其它示例性实施方式，各种元件的取向可以不同，并且这些变型旨在被本公开所涵盖。

重要的是要注意，如各种示例性实施方式中所示的阀阻尼器组件的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了几个实施方式，但是阅读本公开的本领域技术人员将容易理解，可以进行许多修改(例如各种元件的尺寸，尺寸，结构，形状和比例，参数值，安装布置，材料使用，颜色，取向等的变化)，而不实质上脱离本文所述主题的新颖教导和优点。例如，元件的位置可以颠倒或以其它方式变化，并且可以改变或变化离散元件或位置的性质或数量。在一个实施方式中公开的任何元件可以与本文公开的任何其它实施方式结合或使用。尽管上面已经描述了可以在另一个实施方式中结合或使用的元件的一个示例，但是应当理解，各种实施方式的其它元件可以与本文公开的任何其它实施方式结合或一起使用。

在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例性实施方式的设计，操作条件和布置中进行其它替换，修改，改变和省略。例如，在一个实施方式中公开的任何元件可以与本文公开的任何其它实施方式结合或一起使用。而且，例如，根据替代实施方式，可以改变或重新排序任何过程或方法步骤的顺序或顺序。任何装置加功能条款旨在覆盖这里描述的执行所述功能的结构，并且不仅包括结构等同物而且包括等同结构。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以在优选和其它示例性实施方式的设计，操作配置和布置中进行其它替换，修改，改变和省略。