用于加强节水的具有自动返回功能的多功能淋浴喷头的制作方法

专利名称：用于加强节水的具有自动返回功能的多功能淋浴喷头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多功能淋浴喷头组件，该组件适合至少两种水流 模式，以获得最理想的节水效果。更具体地，本发明涉及一种双流淋 浴喷头，该淋浴喷头包含以放射状模式输送不连续水滴的叶轮，从而 使内模式以第一预定流速输送集中的喷射，外模式以更高的第二预定 流速输送放射的喷射。两种喷射模式都可以被采用，从而使淋浴喷头 输送的组合流速不超过第二预定流速，由此获得触觉上想要的水流， 而无过多的水消耗。
背景技术：
-lc期以來，人们已经汄i;m^摩用丁'治疗众多的身体和心理疾病
的治疗益处，并且按摩也用于获得普通保健。形式多样的按摩是被人 们广泛接受的方式，用来减小压力并帮助放松、缓解肌肉的紧张和僵 硬、增强运动效能、减轻压抑和焦虑、减少加剧的呼吸和肺部速度、 降低血压、减轻肌肉与骨骼的疼痛、增加血液循环和淋巴液流动、改
善运动范围、增进皮肤的健康和营养以及增加多肽(来源美国按摩治
疗协会，www.amtamassage.org)。由于全世界的人都忙碌于日益紧张的 时间安排，从在家里和工作场所发现的可容易得到的资源中得到满足 和治疗的需求和渴望逐渐增加。
卫生设备制造商日益认识到消费者希望在日常活动中，诸如在沐 浴和淋浴期间，获得按摩的好处。水流到皮肤本身就是令人舒适的并 且提供了增加满足的可能性，而不仅仅是在浴室中的清洁。这些制造 商已经开发了许多卫生产品，诸如淋浴喷头和手持喷射器，这些产品 产生各种按摩效果(即指压、针压、深入组织等)并与多种输水选项(即 硬和软脉冲喷射、广泛分散的喷射、集中的喷射等)一起提供这些效果。例如参见Gore等("Gore")的美国专利No.3，485,451 ，该专利公 开了一种以两种不同的模式同时出水的淋浴喷头。外喷射流在脉动的 线性方向上出水以呈现空心圆锥形状，内水流以旋转的螺旋状被排出。 Gore通过采用可旋转的转子实现了这种双流输送，该转子由水通过淋 浴喷头的流体压力驱动。
Trenary等("Trenary")的美国专利No.3，801，019和3,958,756公
开了一种淋浴喷头，该淋浴喷头根据使用者的选择输送三种类型的喷 射。在第一工作模式中，所公开的淋浴喷头提供了全连续的喷射，其 中，来自淋浴喷头的所有水以连续不间断流排出。在第二工作模式中， 淋浴喷头输送全脉动的喷射，其中，以脉动的或循环中断流排出所有 的水。在第三工作模式中，使用者能够选择组合喷射，其中， 一部分 水以连续流输送，而其余部分则以脉动喷射排出。釆用旋转的叶轮来 实现在第二和第三工作模式中的脉动输水，其中，如使用者所期望的， 可以改变叶轮的旋转速度以获得相应的脉动波动。
Kwan( "Kwan")的美国专利No.4,079，891公开了一种用于淋浴喷 头的喷嘴，其中，旋转涡轮与提供连续喷射的结构一起提供脉动喷射。 该喷嘴由使用者控制，以输送连续喷射、脉动喷射或两种喷射类型的 可变组合中的一种。
Benedict等("Benedict")的美国专利No.5，294,054公开了一种可 调节的淋浴喷头组件，该组件能够以推拉方式工作，以获得几种喷射 特性中的一种。第一工作模式提供旋转按摩动作，其中，流体排出喷 嘴被旋转的外部壳体可旋转地承载，在第二工作模式中，外部壳体保 持固定以提供常规的淋浴喷射模式。设置在外部壳体中的叶轮经由通 过淋浴喷头组件水的输送而实现其旋转。涡轮元件能采取几种实施方 式中的一种，这些实施方式包括但不局限于叶片或涡轮叶轮、弓形管 和模制的流体输送通道。该淋浴喷头组件可以被修改为结合压力调整器，当经受水压增大时，该压力调整器限制但不终止水流。因此，所 述淋浴喷头组件实现了两种工作模式，同时节约了水资源。
尽管上面提到的装置成功地为使用者提供了期望的按摩效果，但 所公开的装置都没有满足增加的节水需求。过量的消耗饮用水对于水 代理商、商用建筑的所有人、住宅业主、居民、招待行业的从业人员 和卫生洁具制造商而言仍是个难题。日益增加的全球人口已经不良地 影响着适用水的数量和质量。供水系统中的污水和日益增加的空气污 染物已经彻底改变了新鲜的供水。以前肥沃地带的干旱倾向已经增加 了全球对合理的水消耗的关注。然而，最佳节水战略的追求通常通过 制定并执行管道设备编码并安装与之相符的卫生管道固定设备而让位 于维持健康人口的基本需求。
为努力执行节水战略，许多卫生洁具制造商已经引进了各种低水 配件，诸如淋浴喷头、水龙头、淋浴进水口等(统称为"卫生设备配件")。 容易理解，浴室淋浴喷头阀将过量的水输送到淋浴喷头，该过量的水 必须在淋浴喷头的输出处被限制或被控制。在普通家庭中，全部室内 用水的三分之二用于洗浴和马桶冲水，安装节水装置包括涉及用水效 率的重要步骤。节水淋浴喷头特别被期望，这是由于这种淋浴喷头在
80PSI下典型地应用2.5加仑每分钟(GPM)或更少(与一般沐浴期间消耗 50至80加仑相比)(参见ANSI标准A112.18.1-2003，其制定了淋浴喷头 的最大流速)。特别考虑了当代的节水努力，许多这种设计仍然使用过 量的水。
已经作出许多努力来提供充足的沐浴用水输送，未危及节水目标。 例如，Feinhold等("Feinhold")的美国专利No.4,190,207公开了一种 用于淋浴喷头的脉动喷嘴，该喷嘴釆用了强制涡流涡轮。该涡轮具有 多个通过水在叶片上冲击而被驱动的叶片，从而使旋转速度取决于水 流速度。通过操作与闸板联系的控制环而使喷嘴以连续的、脉动的及 组合的喷射模式工作，该闸板相应于控制环的启动选择性地阻碍流体流动。设置调节器，当水压的增加超过选定的水平时，该调节器将水
流速度限制到预定的最大值(所公开的为大约1.8GPM)。
Elkins等("Elkins")的美国专利No.4，303，201公开了一种以连续 的、脉动的或组合的喷射模式输送水流的淋浴系统。控制板允许使用 者选择期望的喷射模式、脉动速度(即快慢)和脉冲感觉程度(即硬和软), 以实现期望的按摩效果。在优选的实施例中，Elkin的淋浴系统在硬脉 冲模式中以大约3.7GPM输送，在软脉冲模式中以2.0GPM输送(尽管 Elkins未提出是否单独的喷射流能够被限制到最大流速以便将淋浴喷 头的总流速限制到预定的最大值)。
Harmony等("Harmony")的美国专利No,4,346，844公开了一种充 气的脉动淋浴喷头，其中，水流被分为两路，并且可选择地改变每一 路中成比例的水流。第一水路以锥形喷射的方式被排出，第二水路被 输送到一腔中，该腔中设有用于脉动输水的转子。在水路分离的上游 位置，空气的引入减少了水的流量，使用者不会明显感觉到水流减小。
Trenary等("Trenary")的美国专利No.4，5S8，130公开了一种淋浴 喷头，该淋浴喷头具有多种工作模式以选择性地输送连续的、脉动的 和组合的喷射。可选择以快和慢模式提供脉冲，从而在快模式中，淋 浴喷头以大约1.9GPM输送。
Jurisch( "Jurish")的美国专利No.5，215,258公开了一种淋浴喷头， 该淋浴喷头具有通过采用涡轮元件而实现的可选工作模式。当旋转喷 射选择转盘以便以不超过2.5GPM的淋浴喷头输送速度在使用者的身 体上分配水时，喷射模式头盘旋在淋浴喷头内的中央位置。
Heitzman的美国专利No.5，577，664、 5,938,123和6,126,091公开了
一种淋浴喷头，该淋浴喷头具有可供使用者选择的可变流速、脉动和 喷射模式。'664专利公开了一种具有选择性的自动循环部件的淋浴喷头，其中，流速在高流速和低流速之间循环，以与现有的淋浴喷头相
比实现节水达25%，同时向使用者提供不同的喷射感觉。与水脉动功
能和/或集中的和广泛的喷射模式一起使用循环流速，所述水脉动功能 在高脉动速度和低脉动速度之间波动(尽管可以选择无循环的全脉动)。 设置一对旋转阀元件，每一个旋转阀元件具有被流经淋浴喷头的水流
驱动的涡轮叶轮。在循环期间，所公开的淋浴喷头能够在诸如2.25GPM 的低流速和诸如3.0GPM的高流速之间循环。
Heitzman的'123专利公开了一种淋浴喷头，该淋浴喷头具有连续 的或循环的流速，所述流速或者是单独的或者与快脉动或慢脉动和/或 可变的喷射模式结合。如在'664专利中所公开的，设置脉动涡轮，从而 控制环的旋转以期望的脉动速度和流速实现期望的喷射效果。在低脉 动速度下，水循环产生介于大约3.5GPM和1.5GPM之间的流速，使循 环期间的期望平均流速为2.5GPM。
Heitzman的'091专利公开了一种具有可变的脉动速度和流速的淋 浴喷头，该淋浴喷头含有'664专利中的涡轮元件。所述淋浴喷头包括具 有延伸通过的轴向和径向端口的阀体和壳体。离心地设置阀元件，以 便当壳体端口和阀体端口对准时，水流速度介于诸如3.5GPM的高流速 和诸如1.5GPM的低流速之间(在水流速度最低期间，流速将在例如 2.5GPM和l.OGPM之间改变，以提供1.75GPM的平均流速)。当使用 者希望绕开可变的流速功能时，可以选择2.5GPM的连续流速。可变的 流速提供了具有不同强度的不同淋浴感受，而不超过通常接受的循环 期间2.5GPM的输水限制。
上面引用的装置及其常规对应物实现了它们的节水目标，而不牺 牲组合淋浴喷头功能的选项(即以可变的流速和排列选择连续的、脉动 的以及组合的喷射)。然而，这些节水淋浴喷头需要沐浴者在集中的喷 射模式(希望对准身体上的特定区域)以及放射的或"标准"的喷射模 式(典型地希望全身覆盖)之间作出选择，而不管想要的流速。通过对所有的喷射模式进行平均而获得所公开的这些装置的流速，因此继续了 不希望有的过量消耗饮用水。
此外，这些装置都不包含自动返回功能，在该功能中，淋浴事件 结束时，淋浴喷头自动返回到节水模式。在该模式中，淋浴喷头分配 最低的水流量以实现最佳节水优势。当随后的淋浴事件开始时，自动 返回该模式的淋浴喷头立即在节水模式中工作。淋浴喷头能够适合在 每次淋浴事件开始时在该模式中工作，同时在该模式中提供期望的水 按摩效果。
因此，希望提供一种淋浴喷头，该淋浴喷头真正地减少对饮用水 的消耗，而不损害淋浴喷头的性能。还希望提供一种淋浴喷头，该淋 浴喷头自动返回到节水模式，并在该模式中仍能产生令人愉快的按摩 效果。所述淋浴喷头使用最少的水量获得多种有效的喷射模式，因此 保持最佳的功能性。

发明内容
本发明的一个优势在于提供一种实现最佳节水效果的淋浴喷头组件。
本发明的另一优势在于提供这样一种具有多个喷射模式的淋浴喷 头组件，未牺牲淋浴喷头组件的有利的节水特征。
本发明的另一优势在于提供一种淋浴喷头组件，该组件通过结合 多个喷水模式而实现双水流性能。
本发明的还一优势在于提供一种淋浴喷头组件，当淋浴喷头工作 开始时，该组件自动采取节水模式。
为实现这些和其它的优势，本发明提供了一种淋浴喷头，其中，转盘、操作杆、按钮或其它的启动元件允许沐浴者在至少三个不同的
输水功能之间进行切换。第一功能包括由涡轮以不超过1.5GPM的第一
预定较低水流速度单独输送集中的颤振喷射。第二功能包括输送组合 喷射模式，其中，颤振喷射和放射状散布的精确喷射以组合水流不超
过2.5GPM的第二预定水流速度被同时输送到沐浴者。第三功能包括由 相应的喷射孔以不超过2.5GPM的第三预定水流速度输送放射状散布 的精确喷射。实现了组合喷射模式，未危及输水的期望按摩和清洁效 果或内在的节水优势。
此外，本发明的淋浴喷头提供了自动返回装置，其中，当淋浴事 件结束时，淋浴喷头立即返回到其第一最佳节水模式。本发明的淋浴 喷头最初被设定到第一节水模式，以便为使用者提供期望的按摩喷射。 在三个喷射模式中进行选择时，使用者接收到触觉反馈，确保了正确 选择期望的模式，并从而禁止不希望的用水。使用者还通过启动元件 和相应于至少一个喷射模式的至少一个标记的对准而接收到视觉确 认。当输送到淋浴喷头的水不连续时，或者可选地，当水压下降到低 于预定阈值下限时，淋浴喷头自动返回到其处于节水模式的初始位置， 以消除在连续的淋浴事件期间饮用水的浪费。实现的这种节约措施不 损害在三个喷射模式的每一个中所提供的令人愉快的感受。
本发明的淋浴喷头能够采取常规淋浴喷头的美观外形和尺寸，以 便使本发明能够很容易安装在现有的商业和住宅浴室、旅馆、招待所、 衣帽间等中。因此，本发明也能够和常规淋浴喷头共存，或完全替代 这些常规淋浴喷头，而不改变淋浴喷头的数量或者与淋浴喷头流体连 通的输水系统的结构完整性。
通过下面的详细描述，本发明的各种其它优势和特征将变得很明显。


图1示出了根据本发明的多功能淋浴喷头的透视图； 图2和图3分别示出了图1中的多功能淋浴喷头的剖面图和前剖
面图4示出了图1中的多功能淋浴喷头的分解半剖视图； 图5示出了用于本发明的多功能淋浴喷头的筒壳和回动环组件的 透视图6示出了用于本发明的多功能淋浴喷头的筒组件和筒盘的放大 示意图7示出了用于本发明的多功能淋浴喷头的离合销和制动部件的 局部放大剖面图8示出了用于本发明的多功能淋浴喷头的具有制动凹槽的筒盘 的顶视图。
具体实施例方式
现在参照附图，其中，相同的附图标记代表相同的部件，图1示 出本发明的淋浴喷头10，该淋浴喷头具有可旋转地固定到球窝接头14 的壳体12。壳体12包括外壳螺母16，该外壳螺母可以和中间主外壳 部18和外面板20中的一个或两个一体形成，或者该外壳螺母可拆卸 地固定到中间主外壳部18和外面板20中的一个或两个上，所有的这 些部件协作以容纳淋浴喷头10的工作元件。尽管壳体12被显示成通 常的截头圆锥体形状，但应当理解壳体12或其任意部分能够采取便于 成功地操作本发明的任何几何形状或美学效果。
形成部分淋浴喷头壳体的外面板20被设置在主外壳18的远端区 域18a，并且具有在主外壳18的远端区域18a附近可工作的可旋转启 动元件22。启动元件22被设置成可自由旋转的配准外面板20并包括 至少一个抓握部24，该抓握部适合将一个或多个手指置于其上并实现 启动元件相对于外面板的旋转。启动元件22还可以包括至少一个可选 的指示器26，指示器26提供淋浴模式选择的视觉确认。指示器26可 以和设置在外面板20上的相应标记28、28a和28b结合设置(参见图1，式，标记28a代表喷射/脉冲组合模式， 标记28b代表第三仅喷射模式，如下面进一步描述的)。这些标记不限 于图1中示出的数纛和外形，并可采用颜色、图像、触觉元素等的任 意组合，以确保将至少一个指示器26和选定的标记对准(从而确保相应 的选择期望的喷射模式)。如下面进一步描述的，通过操作启动元件22 实现为淋浴喷头IO选择期望的流速。
球窝接头14包括设置在球窝接头14中的过滤器30以及限定在球 窝接头14中的喷嘴32。球窝接头14具有固定到流体输送管道(即悬臂 型臂，未示出)的近端区域14a，该流体输送管道建立了水输送源和球 窝接头14之伺的流体连通。沿图3所示的方向进入球窝接头14的水 穿过滤器30，于是，过滤器从流经过滤器的水中滤除不希望有的污水。 水从设置在球窝接头的远端区域14b的喷嘴32处离开球窝接头14，以 连贯的并且可预测的输送到淋浴喷头10，与壳体12相对于球窝接头的 方向无关。希望在球窝接头的远端区域14b附近设置千涉密封装置诸 如0型环19，以阻止当操作启动元件22时淋浴喷头旋转。
外壳螺母16具有位于球窝接头14附近的近端区域16a以及位于 主外壳18附近的相对的底部区域16b。外壳螺母的近端区域16a和外 壳螺母的远端区域16b之间具有预定高度的同延壁16c，该同延壁16c 由外周缘表面16c'和内周缘表面16c"限定。设置在外壳螺母的近端区 域16a处的环形边缘16d与球窝接头14接合，从而使球窝接头14可转 动地容纳在由内周缘表面16c"限定的容纳区16e内。通过相对于固定 的球窝接头手动转动淋浴喷头而实现对淋浴喷头10的定向(尽管如本 领域所公知的，也可以采用电子定位装置)。
如果外壳螺母16和主外壳18未被构造成一体单元，则内周缘表 面16e"还可以包括用于接合外壳螺母和主外壳的装置。如图2和3所 示，内周缘表面16c"具有与主外壳18上的相应环形延伸部18e接合的 环形肩16f(如下面进一步描述的)，采用设置在所述接合附近的密封元件诸如0型环29来阻碍水在那里流动。这种构造确保了外壳螺母16 与主外壳18之间的接合，并可以通过选择性地应用粘合剂或环氧树脂 来进一步固定。另外的接合装置被显示成沿内周缘表面16c"设置的多 个螺纹31形式，所述螺纹用于和环形延伸部18e上的对应螺纹33接合。 外壳螺母16和主外壳18的接合不局限于上面提到的和描述的固定方 法，而是可以釆用任何已知的适合成功的操作本发明的接合装置。
外壳螺母的底部区域16b被支撑在主外壳18的顶部区域18a附近， 更具体地被支撑在顶部区域18a的顶表面18a'上。主外壳的顶部区域 18a和相对的底部区域18b之间限定预定高度的通常为截头圆锥体的同 延壁18c (尽管壁18c能够采取任何已知的适合本发明的实践的几何形 状)。主外壳的壁18c具有外周缘表面18c'，外周缘表面18c'上设置 了期望美学效果(包括但不局限于抛光、蚀刻画、贴花及其任意组合)； 以及内周缘表面18c"，内周缘表面18c"限定主壳体区18d，主壳体区 18d中容纳淋浴喷头10的工作元件(如下面进一步描述的)。
环形延伸部18e —般相对于主外壳的顶表面18a'垂直突出，并具 有用于容纳流经那里的水的内腔18e'。主外壳的顶表面18a'支撑着外壳 螺母的底部区域16b，从而使外壳螺母16的容纳区16e在那里容纳环 形延伸部18e，所述容纳通过螺纹接合、咬接接合、环氧树脂或如上描 述的可选的可比装置而实现。
主外壳的顶部区域18a还包括相对的底表面18a"，悬垂延伸部18f 一般从该底表面垂直突出。悬垂延伸部18f中限定容纳孔18g，该孔用 于容纳淋浴喷头10的其它元件(如下面进一步描述的)。环形延伸部18e 和悬垂延伸部18f同中心设置，以便从球窝接头14到悬垂延伸部18f， 更具体地到悬垂延伸部18f附近的筒组件40，设置不封闭的流体流路。
筒组件40包括具有细长的圆柱形本体44的筒壳42，该圆柱形本 体终止于设置在圆柱形本体44的远端区域44b的环形法兰46。具有预定长度的通常为圆柱形的壁48从远端区域44b延伸到相对的近端区域 44a，并与圆柱形本体同延。筒本体壁48具有外周缘表面48a，沿该外 周缘表面48a同轴地设置偏压弹簧50,并且沿至少部分筒本体壁48的 长度在该外周缘表面48a中设置通常螺旋状的引导槽52(参见图5)。
筒本体壁48还具有限定工作区54的内周缘表面48b，在该工作区 内容纳筒组件40的工作元件。在工作区54中，在筒本体近端区域48a 处设置通常为环形的筒支架56，从而使筒支架56的环形壁56a相对于 环形延伸部18e和悬垂延伸部18f同轴设置(参见图2和3)。通过插入 或咬合紧密接合、螺纹接合(如图2和3中所示的带螺纹的螺钉元件60)、 粘合剂接合或通过本领域公知的用于组装淋浴喷头组件的任何固定装 置使筒支架56可拆装地固定在容纳孔18g内。因此，由筒支架56限 定的轴向内腔容纳螺钉元件60或类似的固定元件。
环形的筒支架壁56a从环形法兰56b向上悬垂，该环形法兰56b 具有与悬垂延伸部18f联系的顶表面56b'以及与邻近的筒盘62联系的 底表面56b"。如在图6中进一步示出的，可以沿筒支架的环形壁56a 的外表面限定一个或多个凹口或凹槽64，所述凹口或凹槽64用于和设 置在容纳孔18g内的至少一个相应法兰协同接合，以便进一步固定筒 组件40中的筒支架56。另外，诸如0型环的密封元件可以放置到环 形法兰56b或其底表面56b"附近，以达到进一步密封的优势。
参考图7和8，设置偏离在筒支架56内限定的轴向内腔的离合工 作区70。离合工作区70的范围由环形壁56a和法兰的顶表面56b'限定。 在离合工作区70内设置具有头部72a和悬垂尾部72b的离合销72，沿 悬垂尾部设置与所述离合销可工作的联系的弹簧73。离合销72与筒盘 62接合，并且更具体地与至少一个在筒盘62的顶表面62a内限定的凹 槽63接合。期望盘的顶表面62a包括多个凹槽63，在凹槽63中适合 放置离合销72，并且盘的顶表面62a可以选择性地包括至少一个槽69。 每一个槽69容纳盘的顶表面62a流体流，因此减轻在盘的顶表面62a不希望有的流体压力。尽管离合销的尾部72b被显示成具有与相应的
凹槽63协作的通常的圆形区域，但应当理解，尾部72b能采取用于和 筒盘凹槽协作的替代实施方式(如图7所示)。
在淋浴喷头IO工作期间，筒盘62相对于筒支架56的移动调节每 个凹槽63相对于离合销72的位置。在每个位置，淋浴喷头10的工作 改变以实现期望的且可预测的淋浴模式。当选择期望的淋浴模式时， 所包含的制动特征向沐浴者提供了听觉和触觉反馈，所述制动特征在 启动元件22工作时被触发并通过对准标记28、 28a和28b被增强。限 定有制动凹槽63的筒盘62被设计成使得离合销的尾部72b的突起将 对准相应的凹槽63。筒盘62的作用是当启动元件22旋转时旋转筒盘， 从而沿弹簧73向内推离合销72。当启动元件22到达有标记的位置时， 离合销的尾部72b被弹簧73偏压进入制动凹槽63内。这引起沐浴者 感觉并听到物理上的"咬合"动作，从而提供在感官上确认正确的选 择期望的喷射模式。
同样偏离轴向内腔的是至少一个的并且希望是两个的设置在筒支 架56内的杯状区80。每个杯状区80中都具有与弹簧83 —起设置的弹 性杯状密封元件82(参见图6)。当淋浴喷头10工作时，在筒盘62相对 于固定的筒支架56旋转时，每个杯状密封元件82交替地配准由筒盘 62限定的至少一个对应孔67。在图8详细示出的优选实施例中，在筒 盘62中设置三个孔67，从而使连续的孔被隔开最小的预定距离D。沿 杯状密封元件82设置的弹簧83消除了对于单独的止回阀的需要，并 因此消除了与所述止回阀有关的费用和保养，维护了制造商、安装者 和消费者的利益。
同样设置在工作区54内的筒90相对于筒壳42同轴设置并且可拆 卸地固定至此，从而使筒盘62的旋转保持不受阻碍。筒90具有环形 法兰92，所述环形法兰具有与筒盘62的底表面62b相连的顶表面92a 和相对的法兰底表面92b。法兰的顶表面92a具有从法兰的顶表面92a向上延伸的上环形壁94，法兰的底表面92b具有通常从法兰的底表面 92b向下延伸的下环形壁96。上环形壁94中限定了至少一个流体入口 98，以适合流体流动通过与流体入口 98对准的筒孔67。至少一个所述 的流体入口 98上选择性地设置流动调节器，该流动调节器选自可从市 场上购买的多种流动调节器之一，诸如那些以NEOPERL (NEOPERL 为瑞士的Neoperl Servisys AG公司的注册商标)为商标销售的。
下环形壁96还限定了接合区，面板100可拆卸地固定在该接合区 中。面板100具有设有环形面部102的远端区域100b。环形面部102 包括流体输送表面102a，流体输送表面102a中限定多个流体输送口 104。流体输送口 104中适合插入对应的喷嘴106，所述喷嘴可以沿环 形的喷嘴环108分散设置。喷嘴环108被设置在与环形面部102的流 体输送表面102a相对的流体冲击表面102b附近，并可通过防水的环氧 树脂或等同装置固定。通过所示的螺纹接合或者可选地通过任何已知 的适合本发明实际的固定装置可以实现将面板100与筒组件40固定 (或者更具体地，如图3所示，与筒壳12固定)。
面板IOO还包括从流体冲击表面102b悬垂的圆柱形延伸部110。 延伸部IIO具有外周缘表面112,该外周缘表面112上限定环形肩114， 用于和在下环形筒壁96的最远端区域限定的相应的环形肩116接合。 在面板的延伸肩114和环形肩116之间设置预定间隙x，以适合在淋浴 喷头10工作期间前者相对于后者抬高(参见图7)。可选的，可以沿外周 缘表面112和筒壁96的内周缘表面限定相应的螺纹，用于互相螺纹接
在面板的延伸部UO中限定的内腔120终止在具有上表面122a和 下表面122b的平台122内。平台的上表面122a上支撑压縮板126，压 缩板126朝向筒壳的远端区域44b偏压面板100的(参见图2和3)。压 缩板126中限定有轴向孔128，该轴向孔建立了与平台122中限定的至 少一个流体孔的流体连通。旋转的涡轮元件130通过铆钉131或相当的固定元件固定到平台 122，从而使流体流经平台孔(未示出)并冲击涡轮叶片132，并因而导致 涡轮元件130旋转。期望地，淋浴喷头10釆用Lu的美国专利 No.7,066,407 (下文中称为"Lu"，并且其全部内容通过参考并入本文) 所教导的涡轮。Ln显示了一种具有外部壳体的淋浴喷头组件，内部壳 体安装于所述外部壳体上。所述内部壳体包括中间部分，该中间部分 的特征在于具有多个喷射孔的隔离壁，水通过所述喷射孔。设置在所 述隔离壁的第一侧上的卡帽具有与喷射孔连通的空气腔，并且该空气 腔进一步与进水孔连通。叶轮可旋转地安装到所述隔离壁的第二侧上， 并具有多个选择性地对准喷射孔的叶片。叶轮可旋转地安装在枢轴上， 并且通过紧固件诸如止动销可拆卸地安装到枢轴上。工作时，来自水 输送源的水穿过通用的连接器通道以输送到内部壳体。水进一步横穿 进水孔、空气腔、喷射孔和叶轮，以从外部壳体向外放射状地喷出并 输送到沐浴者。当水流引起叶轮旋转时，水沿着处于不连续部分的叶 片朝外落下，以便为沐浴者提供令人愉悦的颤振效果。当用做单独的 输水机构时，以不超过2.0GPM的恒定流速获得该颤振效果(尽管当选 择第二组合喷射模式时，输水被限制到不超过1,5GPM，如下面进一步 描述的)。因此，将水流引导通过进水孔进入空气腔减小了水的流速， 以实现节水优势。另外，水从喷射孔以雾状形式喷出，以便为沐浴者 产生令人愉快的喷射触觉感受。
诸如回动环134的回动机构被沿着筒本体壁48设置，并且当淋浴 喷头10不工作时被环形法兰46支撑。回动环U4通常为具有外壁134a 和内壁134b的环形元件，内壁134b上一体限定有接合装置，如斜凹 口 135(参见图4和5)。凹口 135与相应的引导装置诸如在筒本体壁48 上限定的螺旋状引导槽52协作。在该构造中，启动可旋转的启动元件 22压缩偏压弹簧50，因此实现回动环相对于筒本体壁的线性位移(并且 随后旋转筒盘62，以实现相对于离合销72成功地对准凹槽63，并从 而获得期望的喷射模式)。淋浴喷头10的使用者可以从三种不同的流速中选择出一种来提供 期望的水按摩动作，而不危及到节水优势。参照图1，在第一颤振喷射、
"最佳节水"模式中(由标记28表示)，离合销72配准制动凹槽63，从 而使杯状密封元件82配准一个筒盘孔67。在该第一模式中，在80PSI 下不超过大约2.0GPM(5.7L/min)的速度被输送到涡轮元件130。在第二 颤振和精确喷射组合模式中(由标记28a表示)，在箭头A的方向旋转筒 盘62(参见图6)使离合销72配准第二制动凹槽63，这相应于放置两个 杯状密封元件配准两个对应的筒盘孔67。在该第二模式中，不超过大 约1.5GPM(5.7L/min)的速度输送到涡轮元件130(如在第一模式中所提 供的)，并且同时，不超过大约1.0GPM(3.8L/min)的速度被输送到喷嘴 106。在第三精确喷射模式中(由标记28b表示)，在箭头A的方向进一 步旋转筒盘62使离合销72接合第三制动凹槽63，这相应于第三"仅 喷射"模式，其中，水以不超过大约2.5GPM(9.5L/min)的速度输送到 喷嘴106。所有的这些模式在从大约20到80psi的正常压力范围内工作， 以确保在使用淋浴喷头IO期间以不超过大约2.5GPM(9.6L/min)的累积 水量不断地输送。孔67与流体入口 98在预定范围内重叠以确保受控 的泄露，并因此减轻筒盘62和筒支架56之间的压力。
工作时，淋浴喷头IO起初处于第一模式中，在该模式中，水最初 以不超过大约1.5GPM的速度被输送到涡轮元件130，以便从涡轮元件 130获得集中的颤振喷射效果。水流动产生的压力强制离合销72向下 进入第一制动凹槽63，相应于第一杯状密封元件82对准第一筒盘孔 67。为了从第一模式改变到第二模式，使用者操作启动元件22以旋转 启动元件22并相应地旋转筒壳44。因此，回动环164并且具体是回动 环164的凹口 135横穿引导槽52以压縮偏压弹簧50。回动环134相对 于筒壳壁48的抬高受到在外壳的主壳体区18d内限定的止动件140的 限制(参见图2和3)。
当筒壳44旋转时，面板100和与面板100接合的筒90也旋转。所述旋转反过来使筒盘62旋转。当弹簧50压縮时，离合销72上的压 力被减小，以适合筒盘62相对于离合销72的旋转以及随后的相应于 第二模式的第二制动凹槽63的接合。当转动启动元件22时，使用者 将在触觉上感受离合销72和连续的制动凹槽63之间的所述接合，以 便知道何时已实现成功的选择模式。如果期望进一步选择淋浴喷头模 式，使用者将再次操作启动元件22，并且当水连续流经淋浴喷头10并 在离合销72上引起压力时感觉到离合销72与第三制动凹槽63接合。 当淋浴事件结束并且中止输送水时，离合销72上不存在所述水的压力。 因此，弹簧50在第一节水模式中将离合销72偏压到其初始安置位置， 并从第二或第三制动凹槽63内的离合销72位置释放离合销72。同时， 压缩板126朝向组件的开始位置偏压筒组件40，从而缓解弹簧50的压 縮，并沿引导槽52将回动环134引导回其最初的被环形法兰46支撑 的开始位置。当水压下降到低于预定阈值下限时(如停止淋浴时)，淋浴 喷头IO因而自动返回第一工作模式，以确保在随后的所有淋浴事件期 间节水。
淋浴喷头IO或淋浴喷头10的任意部分选择性地由金属、塑料、 合成物或适合本发明实际的其任意组合制成。壳体12和筒组件40中 的一个或多个可以通过超声焊接或机械组装方式而制造成一体元件， 以简化制造和组装过程。淋浴喷头10或淋浴喷头10的任意部分上还 可以应用有一个或多个处理，以增强淋浴喷头的性能。所述处理可以 包括涂层、上釉和/或添加具有疏水的、亲水的、抗微生物的、抗细菌 的、生物杀灭的、抑制气味的、抗病毒的和除藻的性能中的一种或多 种性能的添加剂。所述涂层是业内公知的，以促进卫生设备配件和固 定设备的清洁，并阻止传播不希望有的传染病。
本发明的淋浴喷头通过允许选择多种淋浴效果但不削弱装置的节 水优势而明显改善节水效果。现有技术中的淋浴喷头均未公开对不同 的喷射功能提供不同流速从而使每种喷射功能具有预定最大水流速度 的淋浴喷头。所述的现有技术也未进一步显示用于组合喷射的总计流速，该总计流速不超过整个淋浴喷头的预定最大流速。然而，希望本 发明的淋浴喷头被设置在多种美观的实施例中，这些实施例全部都适 合处于第一节水流速的第一集中颤振喷射模式;组合第一喷射模式和 第二放射状散布的精确喷射模式的第二喷射模式，所述第二精确喷射 模式具有超过第一水流速度的第二水流速度；以及以第二水流速度输 送放射状散布的精确喷射模式的第三模式。第二模式的累积流速绝不 超过第二较高的水流速度P以这种方式，本发明为沐浴者提供了选择 期望的喷射功能，所述功能在触觉上是令人愉快的，但仍能抑制每个 淋浴事件的总耗水量。这与自动返回特征同时实现，该特征进一步消 除了对珍贵的水资源的浪费消耗。
本发明的淋浴喷头进一步消除了任何对淋浴喷头的有益特征的无 视。在常规的淋浴喷头中，流控装置能被安装人员或使用者忽视或无 效提供。然而，本发明淋浴喷头的流控装置被设置在淋浴喷头的壳体 深处，以消除对其的损害。当水压下降到低于预定阈值下限时(典型地 低于20PS1)，该特征通过成功地连通先前存在的浴室淋浴喷头控制阀 而使本发明的优势得以体现。
对前面描述和显示的结构作出的各种改变对本领域的技术人员而 言是显而易见的。因此，在前面的说明部分和附图中阐明的内容仅仅 是为进行解释说明而提供的，并非作为一种限制。相应地，在下面的 权利要求书中阐述了本发明的具体公开范围。
权利要求
1. 一种具有自动返回功能的多功能淋浴喷头，所述淋浴喷头包括可旋转的壳体，该壳体具有外壳螺母部，所述外壳螺母部具有近端区域、相对的远端区域以及位于上述两个区域之间的同延壁；主外壳部，所述主外壳部具有靠近所述外壳螺母底部区域的顶部区域、相对的底部区域以及从而限定了主壳体区域的同延壁；以及外部，所述外部设置在所述主外壳部分的远端区域并具有在其远端区域附近可操作的启动元件，所述外部具有设置在所述外部远端区域的流体输送装置；筒组件，所述筒组件具有筒壳，所述筒壳具有细长的本体，该本体具有近端区域、相对的远端区域以及位于上述两个区域之间的同延壁，所述筒本体壁具有外周缘表面，该表面上设置位移装置，并且沿该表面的至少部分限定引导装置，所述筒本体壁还具有限定工作区的内周缘表面，在该工作区中容纳所述筒组件的工作元件；筒支架，所述筒支架与所述主外壳的壳体部分和所述筒本体可拆卸地接合，所述筒支架具有接近所述主外壳的壳体部分的近端区域的近端区域、接近所述筒本体近端区域的相对的远端区域、以及相对于所述筒本体同轴设置的壁，所述筒支架具有轴向内腔，至少一个密封区和离合工作区中的每一个从该内腔偏移，其中，离合装置被可工作的设置在所述离合工作区内，并且密封装置被可工作的设置在每一个所述至少一个杯状区内；筒，所述筒相对于所述筒壳和所述筒支架同轴设置，所述筒中具有至少一个流体入口，以适合流体流动通过与该流体入口对准的筒孔；以及可旋转的筒盘，所述筒盘具有接近所述筒支架的远端区域的上表面和接近所述筒的近端区域的下表面，所述筒盘相对于所述筒壳、所述筒支架和所述筒同轴设置，其中，在所述筒盘的所述上表面上限定制动装置，用于选择性地被所述离合装置接合，所述制动装置与所述可启动元件可操作的联系，以便当启动所述启动元件时提供听觉和触觉反馈，通过所述筒盘还限定有至少一个孔；其中，与所述可启动元件可操作的联系的位移装置实现所述筒盘的旋转，用于由所述离合装置接合所述制动装置，以由此获得期望的喷射模式；其中，所述期望喷射模式包括第一颤振喷射工作模式、第二颤振喷射和精确喷射组合的工作模式和第三精确喷射工作模式中的至少一个，所述第一模式用于将水输送到颤振喷射输送装置，所述第二组合模式用于将水输送到所述颤振喷射输送装置和所述流体输送装置，所述第三模式用于仅将水输送到所述流体输送装置；并且所述淋浴喷头还包括自动返回装置，该自动返回装置用于当所述淋浴喷头的水压下降到低于预定阈值下限时使所述淋浴喷头返回到所述第一工作模式。
2. 根据权利要求l所述的多功能淋浴喷头，其中，在所述第一工 作模式中，所述淋浴喷头以不超过大约2.0GPM(7.57L/min)的流速将水 输送到所述颤振喷射输送装置；在所述第二工作模式中，所述淋浴喷 头以不超过大约1.5GPM(5.7L/min)的流速将水输送到所述颤振喷射输 送装置，并且同时以不超过大约1.0GPM(3.8L/min)的流速将水输送到 所述流体输送装置；以及在所述第三工作模式中，所述淋浴喷头以不 超过大约2.5GPM(9.5L/min)的总流速将水输送到所述流体输送装置。
3. 根据权利要求2所述的多功能淋浴喷头，其中，在所述第一工 作模式中，所述淋浴喷头以不超过1.5GPM(5.7LPM)的流速将水输送到所述颤振喷射输送装置。
4. 根据权利要求l所述的多功能淋浴喷头，其中，所述颤振喷射 输送装置包括具有多个叶片的叶轮，所述叶轮通过水冲击所述叶片而 被驱动，并从所述叶片输送不连续的水量。
5. 根据权利要求l所述的多功能淋浴喷头，其中，所述自动返回 装置还包括回动机构，所述回动机构具有外壁、内壁和沿所述内壁相 应于所述筒壳引导装置而限定的引导装置，所述回动机构被设置成靠 近所述筒壳壁的所述外周缘表面。
6. 根据权利要求5所述的多功能淋浴喷头，其中，所述筒壳引导装置和所述回动机构引导装置中的一个包括凹槽，并且所述筒壳引导 装置和所述回动机构引导装置中的另一个包括与所述凹槽相应的接合 装置，从而当操作所述启动元件时，所述回动机构引导装置和所述筒 壳引导装置进行接合。
7. 根据权利要求6所述的多功能淋浴喷头，其中，所述凹槽为螺 旋状凹槽。
8. 根据权利要求6所述的多功能淋浴喷头，其中，所述接合装置 包括与所述凹槽相应的凹口 。
9. 根据权利要求5所述的多功能淋浴喷头，其中，所述位移装置 包括相对于所述筒壳壁同轴设置的偏压装置，并且所述偏压装置与所 述回动机构可操作的联系。
10. 根据权利要求9所述的多功能淋浴喷头，其中，所述自动返 回装置还包括压缩板，该压縮板偏压所述筒组件并缓解所述偏压装置， 以便当所述淋浴喷头的水压下降到低于所述的预定阈值下限时，沿所 述筒壳引导装置引导所述回动机构。
11. 根据权利要求IO所述的多功能淋浴喷头，其中，所述的预定 阈值下限不超过20PSI。
12. 根据权利要求1所述的多功能淋浴喷头，其中，所述离合装置包括可往复的离合销，所述离合销具有头部，细长的本体从所述头 部悬垂，适合沿着至少部分所述细长的本体放置销偏压装置，其中， 所述细长的本体具有在所述筒盘旋转期间选择性地接合所述制动装置 的接合区域。
13. 根据权利要求1所述的多功能淋浴喷头，其中，所述制动装 置包括至少一个制动凹槽，所述至少一个制动凹槽相应于至少一个所 述期望的喷射模式，从而当所述筒盘旋转时由所述离合装置选择性地 接合所述至少一个凹槽，提供所述对应的期望的喷射模式的选择的听 觉和触觉指示。
14. 根据权利要求13所述的多功能淋浴喷头，其中，所述筒盘还 包括沿所述筒盘的表面限定的至少一个水流槽。
15. 根据权利要求1所述的多功能淋浴喷头，其中，所述密封装 置包括设置在每一个所述至少一个密封区内的弹性杯状密封元件，密 封偏压装置与所述弹性杯状密封元件可操作的相联系。
16. 根据权利要求15所述的多功能淋浴喷头，其中，当所述筒盘 相对于所述筒支架旋转时，每一个所述杯状密封元件交替配准限定在 所述筒盘中的至少一个孔。
17. 根据权利要求1所述的多功能淋浴喷头，还包括可拆卸地固 定到所述筒的面板，所述面板具有远端区域，所述流体输送装置设置 在该远端区域。
18. 根据权利要求17所述的多功能淋浴喷头，其中，所述流体输 送装置包括通过所述面板的远端区域限定的多个流体输送口。
19. 根据权利要求18所述的多功能淋浴喷头，其中，所述流体输送装置还包括多个喷嘴，所述多个喷嘴对应并被插入所述多个流体输 送口。
20. 根据权利要求19所述的多功能淋浴喷头，其中，所述多个喷 嘴沿设置在所述面板的远端区域附近的环形喷嘴环散布。
21. 根据权利要求17所述的多功能淋浴喷头，其中，所述面板包 括与所述筒接合的延伸部，以便限定间隙，该间隙适合在操作所述淋 浴喷头期间相对于所述筒抬高所述面板的延伸部。
22. 根据权利要求1所述的多功能淋浴喷头，其中，所述启动元 件可旋转的配准所述壳体外部。
23. 根据权利要求22所述的多功能淋浴喷头，其中，所述启动元 件包括至少一个抓握部，适合在该抓握部上放置一个或多个手指并实 现所述启动元件相对于所述壳体外部的旋转。
24. 根据权利要求1所述的多功能淋浴喷头，其中，所述壳体外 部上包括至少一个指示器，所述指示器相应于至少一个所述期望的喷 射模式。
25. 根据权利要求24所述的多功能淋浴喷头，其中，所述至少一 个指示器选自视觉、听觉和触觉指示器及其组合中的一个或多个。
26. 根据权利要求1所述的多功能淋浴喷头，其中，在所述筒中 的所述至少一个流体入口具有设置在那里的流动调节器。
27. 根据权利要求1所述的多功能淋浴喷头，其中，所述淋浴喷 头或所述淋浴喷头的任意部分选择性地由金属、塑料、合成物、其任 意组合或其任意等同物制造。
28. 根据权利要求1所述的多功能淋浴喷头，其中，至少部分所 述淋浴喷头上应用有至少一个处理，所述处理选自包括但不局限于涂 层、上釉和添加具有疏水的、亲水的、抗微生物的、抗细菌的、生物 杀灭的、抑制气味的、抗病毒的和除藻的性能及其任意组合中的一种 或多种性能的添加剂的处理组。
29. —种多功能淋浴喷头系统，该系统选择性地在三个期望的喷 射模式中的一个模式中工作，所述期望的喷射模式包括第一颤振喷射模式，该第一颤振喷射模式以不大于2.0GPM(7.57L/min)的流速将水 输送到颤振喷射输送装置；第二颤振喷射和精确喷射组合的模式，该 第二颤振喷射和精确喷射组合的模式以不大于1.5GPM(5.7L/min)的流速将水输送到所述颤振喷射输送装置，并且同时以不大于 1.0GPM(3.8Umin)的流速将水输送到流体输送装置；以及第三精确喷射 模式，该第三精确喷射模式以不大于2.5GPM(9.5Umin)的流速将水输 送到所述流体输送装置；其中，在所述第一喷射模式中，离合装置配准在可旋转筒盘上限 定的第一制动凹槽，从而使杯状密封元件配准筒盘孔；在所述第二喷 射模式中，旋转所述筒盘使所述离合装置配准第二制动凹槽，这相应 于设置两个杯状密封元件配准两个相应的筒盘孔；以及在所述第三喷 射模式中，进一步旋转所述筒盘使所述离合装置配准第三制动凹槽，其中，所述淋浴喷头采取在所述第一工作模式中的初始安置位置， 并且当所述淋浴喷头的水压下降到低于预定阈值下限时，在所述淋浴 喷头中的自动返回装置确保返回到所述初始安置位置。
30. 根据权利要求29所述的多功能淋浴喷头系统，其中，所述淋 浴喷头被可旋转地固定到固定装置，该固定装置中限定有至少一个流 体喷射装置。
31. 根据权利要求30所述的多功能淋浴喷头，其中，所述固定装置包括在该固定装置中设置的过滤器装置。
32. 根据权利要求29所述的多功能淋浴喷头，其中，所述预定阈 值下限不超过20PSI。
33. 根据权利要求29所述的多功能淋浴喷头，其中，所述颤振喷 射输送装置包括具有多个叶片的叶轮，所述叶轮通过水冲击所述叶片 而被驱动并从所述叶片输送不连续的水量。
全文摘要
本发明提供了一种淋浴喷头，该淋浴喷头允许沐浴者在至少三个不同的输水功能之间进行切换。在第一功能中，所述淋浴喷头以不超过7.57L/min(2.0GPM)的流速输送集中的颤振喷射。在第二功能中，所述淋浴喷头以组合的喷射模式输送水，其中，颤振喷射和放射状分散的精确喷射以组合水流不超过9.46L/min(2.5GPM)的速度同时被输送到沐浴者。在第三功能中，所述淋浴喷头在精确喷射模式中以不超过9.46L/min(2.5GPM)的流速输送水。在不危及到输送水流的期望按摩和清洁效果或内在的节水优势的前提下，实现组合喷射模式。此外，本发明的淋浴喷头提供了自动返回装置，该部件用于当淋浴喷头的水压下降到低于预定阈值下限时，使淋浴喷头自动返回到第一功能。
文档编号B05B1/18GK101421047SQ200780013135
公开日2009年4月29日 申请日期2007年3月19日 优先权日2006年4月13日
发明者大卫·迈斯纳, 沃尔特·皮奇, 陆东贤 申请人:As知识产权控股有限公司