電子水龍頭、用于電子水龍頭的閥組合件及水龍頭系統(tǒng)的制作方法

本申請是申請日為2014年3月17日，申請?zhí)枮?01410098206.2，發(fā)明名稱為“電子水龍頭、用于電子水龍頭的閥組合件及水龍頭系統(tǒng)”的專利申請的分案申請

本發(fā)明基本上涉及一種流體傳送設(shè)備。更具體地說，本發(fā)明涉及一種電子水龍頭、用于電子水龍頭的閥組合件及水龍頭系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電子水龍頭通常包含電磁閥，所述電磁閥由電子控制器控制以控制流體流動。一些電子水龍頭包含鄰近傳感器，例如，主動紅外(“ir”)鄰近檢測器或電容式鄰近傳感器，以控制電磁閥的操作。此類鄰近傳感器用于檢測放置在水龍頭附近的使用者的手，并且響應(yīng)于使用者的手的檢測使流體自動開始通過水龍頭流動。其他電子水龍頭使用觸控傳感器控制水龍頭。

電子控制器通常位于遠離電磁閥處，并且電線在電磁閥與用于控制電磁閥的電子控制器之間導引。取決于水龍頭系統(tǒng)的配置，通常在電磁閥與電子控制器之間制成額外的導線終端。所述布線和相關(guān)聯(lián)的導線連接增加了電子水龍頭的成本，并且額外的電路組件易受損害或故障的影響。

一些電子水龍頭包含放置在電磁閥殼體內(nèi)的溫度傳感器，以檢測殼體中的水的溫度。所述溫度傳感器通常封裝在環(huán)氧樹脂填充的殼體中，并且所述殼體是密封的并且放置在閥殼體的水路中。導線從殼體中的溫度傳感器導引到電磁閥殼體外部的控制器。傳感器殼體和布線接口通常易受損害和/或滲漏的影響，從而損害溫度傳感器和布線。另外，封裝的傳感器、導引布線和相關(guān)聯(lián)導線連接增加了電子水龍頭的成本和復雜度。

在具有多個電子水龍頭和/或其他分配裝置的盥洗室和廚房中，每個分配裝置包含一個控制器用于控制對應(yīng)的裝置。由于需要用于控制每個分配裝置的多個處理器和其他電子控制器，因此這種系統(tǒng)是昂貴的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個示意性實施例，提供一種電子水龍頭，其包含噴嘴、由所述噴嘴支撐的流體供應(yīng)管道，以及閥組合件。所述閥組合件包含放置為控制通過流體供應(yīng)管道的流體流動的電磁閥。所述電磁閥包含電磁線圈以及可操作地耦接到所述電磁線圈的可移動的閥部件。所述水龍頭進一步包含控制器，所述控制器可被操作以控制電磁閥。所述控制器包含耦接到閥組合件的電路板以及安裝到電路板上以控制電磁閥的處理器。所述電磁線圈是安裝到電路板的。

根據(jù)本發(fā)明的另一示意性實施例，提供了用于電子水龍頭的可電操作的閥組合件。所述閥組合件包含具有用于容納流體的內(nèi)部區(qū)域的閥殼體。所述閥組合件進一步包含電磁閥、放置在所述內(nèi)部區(qū)域外部的溫度傳感器，以及熱傳遞裝置。所述熱傳遞裝置在溫度傳感器與內(nèi)部區(qū)域之間延伸，以將內(nèi)部區(qū)域中的流體的熱量傳遞給溫度傳感器。所述閥組合件進一步包含與溫度傳感器連通的控制器。所述控制器可被操作以控制電磁閥。

根據(jù)本發(fā)明的又一示意性實施例，提供了電子水龍頭。所述水龍頭包含噴嘴、由所述噴嘴支撐的流體供應(yīng)管道，以及閥組合件，所述閥組合件包含放置調(diào)節(jié)通過所述流體供應(yīng)管道的流體流動的可電操作的閥。所述水龍頭包含耦接到閥組合件的控制器。所述控制器包含處理器，所述處理器可被操作以控制可電操作的閥，從而控制通過所述流體供應(yīng)管道的流體流動。所述控制器包含與處理器連通的端口。所述端口可釋放地耦接到輔助分配裝置的電子元件。所述控制器可被操作以經(jīng)由端口進行輔助分配裝置的電子元件的控制和/或為其供電。

根據(jù)本發(fā)明的又一示意性實施例，提供了水龍頭組合件。所述水龍頭組合件包含電子水龍頭和輔助分配裝置。所述電子水龍頭包含噴嘴、由所述噴嘴支撐的流體供應(yīng)管道，以及閥組合件，所述閥組合件包含放置可電操作的閥成調(diào)節(jié)通過所述流體供應(yīng)管道的流體流動。所述電子水龍頭進一步包含控制器，所述控制器可被操作以控制可電操作的閥，從而控制通過所述流體供應(yīng)管道的流體流動。所述控制器包含端口。所述控制器和所述端口安裝到所述閥組合件。所述輔助分配裝置包含噴嘴、由所述噴嘴支撐的流體供應(yīng)管道，以及可操作地耦接到所述電子水龍頭的控制器的端口的電子元件。所述電子水龍頭的控制器可被操作以經(jīng)由端口進行輔助分配裝置的電子元件的控制和/或為其供電，從而控制通過所述輔助分配裝置的流體供應(yīng)管道的流體流動。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過仔細考慮下述對說明性實施例的詳細說明來清楚地了解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，其中所述說明性實施例舉例說明了目前公認的實施本發(fā)明的最佳方式。

附圖說明

圖式的詳細描述具體地參照附圖，其中：

圖1是說明包含電磁閥的示例性電子水龍頭的框圖；

圖2是說明圖1的電子水龍頭的示例性控制器的框圖；

圖3是圖1的電子水龍頭的示例性電磁閥組合件的透視圖，該電子水龍頭包含外殼；

圖4圖3的電磁閥組合件的透視圖，該電磁閥是外殼移除的；

圖5是圖3的電磁閥組合件的局部分解透視圖，該局部分解透視圖說明電磁線圈、控制器和溫度傳感器；

圖6是圖3的電磁閥組合件的局部分解背面透視圖，該局部分解背面透視圖說明電磁線圈、控制器和溫度傳感器；

圖7是圖3的電磁閥組合件的截面圖，該截面圖沿圖3的線7-7截取的；

圖8是圖7的截面圖的特寫，該電磁線圈的電樞處于閉合位置的；

圖9是圖7的截面圖的特寫，該電磁線圈的電樞處于開啟位置的；以及

圖10是說明穿過電磁閥組合件的流動路徑的電磁閥組合件的截面圖，該截面圖沿圖3的線10-10截取。

具體實施方式

為了提升對本發(fā)明的原理的理解，現(xiàn)參考附圖中圖示的實施例，所述實施例在本文中描述。本文所揭示的實施例并非旨在詳盡的或?qū)⒈景l(fā)明限于所揭示的精確形式。相反，所述實施例經(jīng)選擇和描述以使得所屬領(lǐng)域的其他技術(shù)人員可使用它們的教示。因此，并不意圖限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明包含對所說明的裝置和所描述的方法的任何更改和進一步修改，并且本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員針對本發(fā)明的原理的進一步公知應(yīng)用。

參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例說明了電子水龍頭10的框圖。電子水龍頭10包含噴嘴12，所述噴嘴支撐通道或流體管道，用于傳送例如水等流體。在所說明的實施例中，噴嘴12的通道包含熱水來源16和冷水來源18與噴嘴12的輸出之間的流體通道。參見，例如，圖1的通道28a、28b、28c、28d。電子水龍頭10包含與熱水來源16和冷水來源18處于流體連通的電磁閥22。電磁閥22由控制器24電子地控制。在說明性實施例中，控制器24經(jīng)配置以開啟和關(guān)閉電磁閥22，從而開啟和關(guān)閉到噴嘴12的流體流動。在另一實施例中，控制器24進一步經(jīng)配置以按比例控制電磁閥22，從而調(diào)節(jié)流過噴嘴12的流體的流速。在本文所述的一個示意性實施例中，電磁閥22包含先導型電磁閥(pilotoperatedsolenoidvalve)，然而也可以提供其他合適的可電操作的或致動器驅(qū)動的閥。

在所說明的實施例中，控制器24基于來自至少一個傳感器(例如，鄰近傳感器和/或觸控傳感器)的輸出以控制電磁閥22，例如，以開啟和關(guān)閉通過噴嘴12的流體流動。在所說明的實施例中，電容式傳感器26與控制器24連通，用于將指示噴嘴12上或附近的檢測到物體(例如，使用者的手)的信號提供給控制器24。可以提供其他合適的傳感器用于檢測水龍頭10附近的物體。如所說明，電容式傳感器26的電極25耦接至噴嘴12，以檢測接觸噴嘴12的物體。電極25可以放置在水龍頭10的其他合適的區(qū)域中以檢測使用者的手的存在。在所述示意性實施例中，電容式傳感器26和電極25用于觸控模式和免觸控的操作模式中的至少一個。在免觸控的操作模式中，電容式傳感器26和控制器24檢測噴嘴12附近的檢測區(qū)域或帶內(nèi)的使用者的手或其他物體。在一個實施例中，所述檢測區(qū)域包含水流以及水槽式水盆(sinkbasin)中緊緊圍繞水流的區(qū)域。取決于電容式傳感器26的位置和靈敏度所述檢測區(qū)域可以擴展到其他區(qū)域。在觸控操作模式中，電容式傳感器26和控制器24在使用者的手或其他物體與噴嘴12的表面接觸之后檢測使用者的手或其他物體。為了在任一模式下開啟水龍頭組合件10，在檢測到物體(例如，使用者的手)之后電磁閥22由控制器24激活以切換水流的開啟和關(guān)閉。

在一些實施例中，通過用電容式傳感器26感測電容變化，控制器24經(jīng)配置以做出邏輯決策，從而控制水龍頭10的不同操作模式，例如，在手動操作模式和免觸控的操作模式之間改變，如美國專利第7,537,023號；美國申請案第11/641,574號；美國專利第7，150,293號；美國申請案第11/325,128號；以及pct國際申請案第pct/us2008/01288號和第pct/us2008/013598號中所描述的，這些專利和申請案所揭示的內(nèi)容全部明確地以引用的方式并入本文中。

在一個實施例中，水溫和流速的手動調(diào)節(jié)可以在通過操縱手動閥手柄14打開電磁閥22之后提供。具體而言，手動閥手柄14可用于操縱放置在噴嘴12的通道中的閥體組合件20，以調(diào)節(jié)從熱水來源16和冷水來源18到電磁閥22的流體的溫度和/或流動。可以為每一個熱水來源16和冷水來源18提供單獨的手動閥手柄14?；蛘撸娮铀堫^10是一種無需任何手動控制的完全自動的水龍頭。

在一個替代性實施例中，控制器24可以進一步電子地控制閥體組合件20。具體而言，閥體組合件20可以包含電子比例閥或混合閥，所述閥由控制器24調(diào)節(jié)以控制熱水和冷水的混合以及因此控制流過噴嘴12的水的溫度。示例性電子控制的混合閥描述于美國專利第7,458,520號以及pct國際申請案第pct/us2007/060512號中，這些專利和申請案所揭示的內(nèi)容以引用的方式明確并入本文中?？梢曰谝粋€或多個使用者輸入由控制器24對從熱水來源16和冷水來源18中流出的流體量進行控制，所述使用者輸入，例如，預期的流體溫度、預期的流體流動比例、預期的流量、各種基于輸入的任務(wù)、各種識別出的呈現(xiàn)，和/或其組合。舉例來說，水龍頭10可以包含與比例閥的輸出處于流體連通的溫度傳感器(例如，本文所述的溫度傳感器54)以將反饋提供給控制器24，從而用于控制水溫。在一個實施例中，控制器24經(jīng)由本文所述的輔助端口56(圖2)控制比例閥。

在一個實施例中，水龍頭10包含由控制器24控制的一個或多個指示器29，以提供電子水龍頭10的操作模式(例如，免觸控模式和/或觸控模式)和/或水溫的視覺的或聲音的指示。一種示例性指示器29包含放置在水龍頭10附近的發(fā)光二極管(led)或其他光源或可聽見的裝置。其他示例性指示器29包含液晶顯示器(lcd)和磁性自鎖機械指示器。在一個實施例中，基于不同顏色的led或單個的多色led的選擇性照度，指示器29可被操作以指示流過水龍頭10的水的操作模式和/或溫度。

在所說明的實施例中，控制器24可被操作以控制除電子水龍頭10之外的其他遠程分配裝置，說明性地為輔助分配裝置30。示例性輔助分配裝置30包含肥皂分配器、其他水龍頭噴嘴、飲料分配器或其他合適的分配裝置。輔助分配裝置30可以與噴嘴12一樣鄰近相同的水槽式水盆放置?；蛘?，分配裝置30可以放置為分配到不同的水槽式水盆中，舉例來說，例如盥洗室或廚房中或其他房間中的其他水槽式水盆。如本文中詳細描述的，控制器24包含輔助端口56(參見圖2和圖3)用于經(jīng)由電纜57(圖2)遠程控制輔助分配裝置30并且為輔助分配裝置30供電。

參考圖2，說明了圖1的示例性控制器24的框圖。控制器24包含印刷電路板40以及安裝到印刷電路板40的多個電路組件。說明性地，處理器42、流動傳感器52、溫度傳感器54、輔助端口56以及光學連接器58耦接到電路板40。連接頭部46耦接到電路板40用于耦接來自外部電源21的電力線。在一個實施例中，電源21是電池電源或其他直流(dc)電源。處理器42的內(nèi)部或外部存儲器44包含軟件和/或固件，所述軟件和/或固件含有由處理器42執(zhí)行的指令以控制電磁閥22、水龍頭10的其他組件，以及其他分配裝置(例如，輔助分配裝置30)。處理器42基于來自電容式傳感器26、流動傳感器52，和/或溫度傳感器54的輸出控制電磁閥22。

光學連接器58經(jīng)配置以將電流導引到光學裝置59，舉例來說，例如led，以使光學裝置59照明。在一個實施例中，光學裝置59是不同顏色的，并且處理器42選擇性地控制光學裝置59，以基于水龍頭10的操作模式和/或流過水龍頭10的水的溫度照射不同的顏色。示例性光學連接器58包含音頻插孔連接器。在一個實施例中，圖1的指示器29包含圖2的光學裝置59。在示例性實施例中，控制器24還包含電源連接器48用于將控制器24耦接到壁式插座或?qū)⑵渌ㄖ镫娫瘩罱拥诫娫纯刂破?4。電源連接器48包含整流器以將交流(ac)電源轉(zhuǎn)換為適用于控制器24的直流電源。

參考圖3和圖4，說明了示例性電磁閥組合件50。流體經(jīng)由流體管道28c進入電磁閥組合件50的閥殼體70(圖4)并且經(jīng)由流體管道28d離開閥殼體70進入到噴嘴12(圖1)。流體管道28c包含為噴嘴12的流體管道的匹配組件提供密封連接的密封件31(圖3)。電磁閥組合件50包含外殼60用于封閉和保護放置在外殼60內(nèi)的控制器24和電磁閥22。外殼60經(jīng)配置以在閥殼體70(圖4)的頂部上方滑動并且安裝到組合件50的底座61。底座61的相對端上的夾子72經(jīng)配置以嚙合外殼60，然而其他合適的緊固件也可以用于將外殼60耦接到底座61。外殼60包含用于容納流體管道28d的開口62。外殼60進一步包含能夠接入輔助端口56的開口64、能夠接入直流電源連接器48的開口66以及能夠接入光學連接器58的開口68。如圖4中所說明，控制器24安裝到組合件50的閥殼體70。電源線74從電源21將電力導引到控制器24，用于為控制器24的電子組件供電。電源線74包含在經(jīng)配置以耦接到控制器24的頭部46(圖5)的連接器端76與經(jīng)配置以耦接到電源21的相對的連接器端78之間導引的電線。提供額外的電纜線75以將傳感器信號(例如，從電容式傳感器26的傳感器信號)導引到控制器24。

參考圖5和圖6的局部分解視圖，處理器42、頭部46、溫度傳感器54、端口56、直流連接器48以及光學連接器58說明性地安裝到印刷電路板40。端口56、直流連接器48以及光學連接器58說明性地安裝在電路板40的邊緣處，以與外殼60的開口64、66、68對齊(圖3)。電路板40包含用于控制電磁閥22的其他合適的電子元件。頭部46包含電氣插銷，其經(jīng)配置以容納電源線74的連接器端76。

輔助端口56經(jīng)配置以容納導引到輔助或第二分配裝置30(圖2)的連接器電纜57(圖2)，所述裝置由控制器24控制和供電。連接器電纜57包含可釋放地耦接到輔助端口56的連接器。因此，即插即用配置配備有輔助端口56，所述端口有助于可由水龍頭10的控制器24來控制的輔助裝置(例如，裝置30)的快速耦接和去耦接。在一個實施例中，一個以上輔助分配裝置30耦接到輔助端口56并且由控制器24來控制。

再次參考圖2，控制器24的控制和電力管理軟件/固件以及控制開關(guān)是用于控制輔助分配裝置30的操作的。輔助分配裝置30可以包含肥皂分配器、其他水龍頭、飲料分配器、過濾水分配器、熱水分配器，或其他合適的分配裝置。如圖2中所說明，輔助分配裝置30包含支撐流體供應(yīng)管道的噴嘴38。分配裝置30包含由控制器24來控制的電子元件32，所述控制器包含可電操作的閥34，例如，具有電磁線圈的電磁閥34，所述閥放置在流體供應(yīng)管道中用于控制通過噴嘴38的流體流動。電子元件32經(jīng)由在水龍頭10與裝置30之間快速耦接的連接器電纜57可釋放地耦接到輔助端口56。在一個實施例中，通過輔助分配裝置30的流體流動是基于經(jīng)由端口56從裝置30((例如，來自傳感器36))接收的電容信號由處理器42控制的，類似于水龍頭10的基于電容的控制。處理器42可被操作以對來自輔助分配裝置30(和/或來自額外的裝置30)的電容輸入信號進行采樣，以減少電子水龍頭10與輔助分配裝置30的控制之間的串擾的可能性。

控制器24經(jīng)由端口56將從電源21(圖2)或直流連接器48接收的電力導引到輔助分配裝置30的電子元件32以為裝置30供電。因此，在一個實施例中，水龍頭10和輔助分配裝置30都由同樣由控制器24管理的電源來操作?？刂破?4可被操作以接收來自輔助分配裝置30的輸入、處理所述輸入，并且基于所接收的輸入來輸出用于控制分配裝置30的電子元件32(例如，螺線管、電動機、燈等)的電信號。在一個實施例中，輔助分配裝置30包含至少一個鄰近傳感器36，例如，電容式傳感器或紅外傳感器，所述傳感器可被操作以檢測使用者的手在裝置30上或附近，如同本文中對于電子水龍頭10的電容式傳感器26類似的描述。或者，裝置30可以包含開關(guān)裝置，其經(jīng)配置以指令控制器24，以在使用者將開關(guān)裝置致動之后啟動裝置30?？刂破?4基于從鄰近傳感器36或開關(guān)裝置接收到的信號來控制通過分配裝置30的流體流動((例如，水、肥皂、飲料等)?？刂破?4也可被操作為輔助分配裝置30上的顯示燈(例如，led)供電,以對應(yīng)于裝置30的各種操作模式或狀態(tài)。

因此，輔助分配裝置30可以包含具有有限的或非主動的控制的被動的或啞的電氣接口，其中所述接口的電子元件32是經(jīng)由輔助端口56由水龍頭10的控制器24遠程控制的。在一個實施例中，輔助分配裝置30的電路包含用于將裝置30連接到控制器24的必需電路、用于檢測激活請求并且將所述激活請求發(fā)送到控制器24的必需電路，以及用于基于控制器24的控制來啟動流體閥的必需電路。

在一個實例中，輔助端口56包含多插銷(例如，6插銷)注冊插孔(rj)插座，然而任何合適的電氣連接器可以用于端口56。在一個實施例中，輔助端口56的多插銷連接包含：連接到電池電壓的開關(guān)電源(例如，電源21)，用于為輔助分配裝置30的電子元件供電；用作連接到處理器42的輸入或輸出(i/o線)中的任一個的傳感器線、接地線、連接到處理器42的鄰近(例如，電容式)感測輸入，以及用于裝置30的顯示燈(例如，led)的兩條電力線。在一個實施例中，led電力線和電力供應(yīng)線是在處理器42處開啟和關(guān)閉的。

參考圖5，溫度傳感器54直接安裝(例如，焊接)到電路板40上。因此，傳感器54放置在閥殼體70外部(同樣參見圖7)。在一個實施例中，溫度傳感器54包含焊接到電路板40的表面安裝型n熱敏電阻，然而也可以使用其他合適的溫度傳感器。熱傳遞裝置110從溫度傳感器54延伸到閥殼體70的內(nèi)部區(qū)域或水路130(圖7)的內(nèi)部。熱傳遞裝置110可被操作以從閥殼體70的內(nèi)部區(qū)域130內(nèi)的流體中將熱量傳遞到溫度傳感器54，如本文所描述。

熱傳遞裝置110包含鉚釘112以及放置在鉚釘112與傳感器54之間的墊片114。在一個實施例中，鉚釘112是由銅或其他合適的金屬制成的，并且墊片114是由熱導且電絕緣泡沫制成的，然而也可以使用其他合適的熱導材料。在組合件中，鉚釘112、墊片114以及傳感器54是彼此接觸的(參見圖7)從而有助于熱傳遞。在一個實施例中，泡沫墊片114提供了鉚釘112與傳感器54之間的軟組件，以減少由于與熱傳遞裝置110接觸而對溫度傳感器54造成的損壞的可能性。另外，墊片114是電絕緣的，因此溫度傳感器54的電氣觸點不會發(fā)生短路。在一個實施例中，泡沫墊片114耦接到鉚釘112并且由粘合劑或其他合適的耦合器耦接到溫度傳感器54上方的電路板40。

參考圖5至圖7，鉚釘112包含中空的軸桿部分120以及直徑較大的頭部部分122。如圖7中所說明，軸桿部分120延伸到閥殼體70的內(nèi)部區(qū)域130中。軸桿部分120說明性地為圓柱形的并且經(jīng)配置以在中空的內(nèi)部中接收來自內(nèi)部區(qū)域130的水。在一個實施例中，軸桿部分120的半空心構(gòu)造用于增大鉚釘112暴露于水的面積。頭部部分122說明性地具有近似墊片114的外徑。如在圖5至圖7中所說明，o形環(huán)密封件116由鉚釘112的軸桿部分120容納。密封件116位于開口124(圖6)中，所述開口是在閥殼體70的外壁118中模制的。因此，密封件116在熱傳遞裝置110與壁118之間提供了密封接口以減少來自閥殼體70的水穿過熱傳遞裝置110滲漏的可能性。頭部部分122鄰接閥殼體70的壁118以將密封件116保持在開口124內(nèi)，如圖7中所說明。鉚釘112將熱量從鄰近中空的軸桿部分120的流體中傳遞到頭部部分122并且傳遞到墊片114，并且墊片114將熱量傳遞到電路板40上的溫度傳感器54。溫度傳感器54輸出表示檢測到往處理器42去的熱量的信號以進行處理。在一個實施例中，鉚釘112是用粘合劑或其他合適的緊固件耦接到閥殼體70的壁118的。

處理器42可被操作以基于用溫度傳感器54測量的水溫控制水龍頭10。在一個實施例中，處理器42可被操作以選擇性地控制光學裝置59(圖2)，從而使不同顏色的裝置59照明，以向使用者指示水溫。舉例來說，藍色指示冷水、紅色指示熱水，并且紅色與藍色之間的色度指示熱與冷之間的溫度。或者，處理器42在數(shù)字或模擬顯示器(例如，指示器29的lcd顯示屏)上數(shù)字地顯示水溫。在一個實施例中，控制器24經(jīng)編程以自動地在檢測到的水溫超過閾值溫度時關(guān)閉水流，即，關(guān)閉電磁閥22。示例性的閾值溫度大約是120華氏度，然而也可以設(shè)置其他合適的閾值。在一個實施例中，控制器42使用來自傳感器54的溫度信息以控制與電磁閥22串聯(lián)的可電操作的混合閥(例如，閥20)。所述混合閥經(jīng)控制以按比例對來自熱水來源16和冷水來源18的水進行混合，從而獲得預期的溫度。所述預期的溫度可以由使用者進行選擇或者可以是在處理器42的存儲器中預定和編程的。因此，通過水龍頭10的水的閉合環(huán)路溫度控制可以配備有溫度傳感器54。也可以基于水溫實施其他合適的控制。

如圖5和圖6中所說明，電磁閥22的電磁線圈80包含圍繞線軸84纏繞的線圈導線82。線軸84包含圓柱形內(nèi)部開口86，所述開口的尺寸經(jīng)設(shè)置以容納閥殼體70的圓柱形部分94。在所說明的實施例中，電磁線圈80是直接安裝到電路板40的(參見圖4和圖7至圖9)。具體而言，線軸84包含多個金屬插銷88，所述金屬插銷是通過電路板40的對應(yīng)的開口89容納的。在一個實施例中，導電插銷88是焊接到電路板40的。線圈導線82的端部是在插銷88處終止的(例如，圍繞插銷88纏繞)，因此控制器24可被操作以經(jīng)由插銷88選擇性地給予線圈80能量和去除能量。

在一個實施例中，線軸84是由塑料或其他合適的非導電材料制成的。如圖7中所說明，線軸84的端部96經(jīng)配置以鄰接電路板40。電路板40是說明性地平行于延伸穿過電磁線圈80的開口86的。在一個實施例中，通過將電磁線圈80直接安裝到電路板40，使得具有最少布線的緊湊型閥組合件50配備位于外殼60內(nèi)部的控制器24。

仍然參考圖5和圖6，線軸84在閥殼體70的圓柱形部分94上方滑動以將電磁線圈80耦接到閥殼體70。在所說明的實施例中，圓柱形部分94的圓周唇緣或凸緣97(圖8)嚙合在線軸84的頂部表面中形成的對應(yīng)的凹槽以將線軸84緊固到圓柱形部分94。包含圓柱形部分94的閥殼體70是由塑料或其他合適的電和磁絕緣材料制成的。u形金屬支架90的尺寸經(jīng)設(shè)置以配適在電磁線圈80上方。金屬支架90包含具有開口92的底部凸緣98，所述開口的尺寸經(jīng)設(shè)置以容納圓柱形部分94。因此，凸緣98放置在電磁線圈80與閥殼體70的頂壁102之間。支架90的頂部凸緣100在電磁線圈80的頂部上方滑動。因此，金屬支架90沿著電磁線圈80的三個側(cè)面延伸。如本文所描述，金屬支架90充當極片，用于對電磁線圈80生成的磁通量進行導引。具體而言，當電磁線圈80由控制器24給予能量時，支架90提供用于生成磁通量的流動路徑。

參考圖7至圖9，電磁閥22進一步包含永磁體140、可移動的閥部件或電樞142、固定部件或極片144、電樞密封件146、隔膜殼體156，以及柔性隔膜158。電樞142和極片144是潤濕的并且密封在圓柱形部分94的中空的內(nèi)部中。電樞密封件146耦接到電樞142的端部并且經(jīng)配置以對形成在隔膜殼體156中的導向孔150(圖8和圖9)進行密封。在一個實施例中，電樞密封件146是由橡膠制成的，并且電樞142和極片144是由金屬或其他合適的導磁材料制成的。

電樞142可操作地耦接到電磁線圈80。具體而言，由線圈80生成的磁場經(jīng)配置以在閉合位置與開啟位置之間移動電樞142。也稱作柱塞或可移動核心的電樞142經(jīng)配置以在同導向孔支座152(圖8和圖9)接觸的閉合位置與同極片144接觸的開啟位置之間在圓柱形部分94內(nèi)滑動。當電樞142處于閉合位置時，電樞密封件146嚙合導向孔支座152以閉合導向孔150，并且在電樞142與極片144之間形成了間隙。當電樞142處于開啟位置時，電樞142與極片144之間的間隙是閉合的并且水流過開啟的導向孔150，并且流過在閥殼體70中形成的出口154(圖8和圖9)。圓柱形部分94內(nèi)的彈簧148使電樞142偏離極片144并且偏向?qū)蚩字ё?52。在所說明的實施例中，電樞142在圓柱形部分94內(nèi)沿著平行于電路板40的軸線移動。o形環(huán)密封件138(圖8)放置在隔膜殼體156與閥殼體70的壁102之間，從而形成圍繞電樞密封件146與導向孔150之間的接口的密封表面。

永久磁體140放置在形成于圓柱形部分94的頂部中的支座95中。磁體140充當自鎖磁體以抵靠著極片144將電樞142b固定在開啟位置上。具體而言，永磁體140的尺寸經(jīng)設(shè)置且相對于電樞142和極片144間隔開，使得當電樞142處于閉合位置時，磁體140在極片144內(nèi)誘發(fā)的磁場不足以克服由于電樞142與極片144之間的間隙引起的彈簧148所提供的相反的偏置力。在給予線圈80能量以將電樞142移動到抵靠著極片144的開啟位置之后，磁體140在極片144中誘發(fā)的磁場可被操作以克服彈簧148的相反的偏置力，從而在去除線圈80的能量之后將電樞142鎖在或保持在開啟位置。

如在圖7中所說明，流體管道28c經(jīng)由帶螺紋的接口160耦接到閥殼體70并且形成閥殼體70的一部分以界定內(nèi)部區(qū)域130。o形環(huán)密封件162放置在閥殼體70與流體管道28c之間，以有助于接口160處的閥殼體70內(nèi)的水的密封。流體管道28c提供了與閥殼體70的內(nèi)部區(qū)域130處于流體連通的通道164。柔性隔膜158放置在隔膜殼體156內(nèi)。在一個實施例中，隔膜158由柔性橡膠制成。上部隔膜腔室166形成在隔膜殼體156與隔膜158的背側(cè)之間。當隔膜腔室166被淹沒時，隔膜腔室166中的水壓迫使隔膜158進入閉合位置，使得隔膜158鄰接并且密封管道28c的圓周唇緣或珠子128(圖8)。因此，防止了來自通道164的水在隔膜158處于閉合位置時超過圓周唇緣128進入閥殼體70的內(nèi)部區(qū)域130。此外，當閉合時，隔膜158圍繞隔膜殼體156的中心柱170(圖8)提供了圓周密封，以閉合形成在柱子170的凹口中的入口168。

電磁閥22說明性地是先導型電磁閥。在電磁閥組合件50的初次使用之前，隔膜腔室166是不含水的。當最初經(jīng)由管道28c朝向隔膜158的前側(cè)對水進行導引時，隔膜158的中心部分(柱子170附近)坍塌或向上彎曲(從圖7到圖10的透視圖中可見)，并且水穿過形成在柱子170中的開啟的入口168進入隔膜腔室166。當線圈80的能量被去除且電樞142處于閉合位置時，水淹沒隔膜腔室166。一些水還在唇緣128與隔膜158之間流動到閥殼體70的周圍內(nèi)部區(qū)域130中。與通道164在唇緣128內(nèi)的隔膜158的前側(cè)上占據(jù)的面積相比，隔膜腔室166說明性地占據(jù)隔膜158的背側(cè)上的較大的面積。當由于更大面積的隔膜腔室166使得隔膜158的背側(cè)處(腔室166側(cè))的水壓變得大于隔膜158的前側(cè)(通道164側(cè))的水壓時，隔膜158被迫使回到閉合位置中以密閉入口168并且密閉圓周唇緣128。因此，在給予電磁線圈80能量之前，隔膜158是處于閉合位置的并且隔膜腔室166注入水。

在操作中，控制器24在經(jīng)由電容式傳感器26(圖1)檢測到使用者的手之后給予電磁線圈80能量以開啟水龍頭10。以電流給予電磁線圈80能量可被操作以起始電磁閥22的導向控制從而開啟電磁閥22。具體而言，當給予線圈80能量時，所生成的磁通量使電樞142和極片144磁化，從而使得電樞142和極片144被彼此吸引。磁場將電樞142移動到與極片144在開啟位置中接觸，從而閉合電樞142與極片144之間的間隙并且開啟導向孔150。在所說明的實施例中，控制器24在預定的持續(xù)時間之后去除線圈80的能量，并且永磁體140在極片144中誘發(fā)的磁場將電樞142固定在抵靠著極片144的開啟位置，如本文所描述?；蛘?，可以在水龍頭10開啟時仍然給予電磁線圈80能量，以將電樞142固定在開啟位置。

當電樞142處于開啟位置時(參見圖9)，上部隔膜腔室166中的水穿過閥殼體70中的通道180移動并且穿過開啟的導向孔150離開。穿過導向孔150的水穿過出口154離開，所述出口154開啟至閥殼體70的內(nèi)部腔室130(圖7)。當腔室166中的隔膜158的背側(cè)上的水壓降低時，隔膜158坍塌并且開啟電磁閥22，使得來自通道164的水在隔膜158與唇緣128之間流動到閥殼體70的周圍內(nèi)部區(qū)域130中。內(nèi)部區(qū)域130中的水移動穿過形成在流體管道28d中的通道172(圖10)并且離開水龍頭10的噴嘴12(圖1)。

當控制器24不再經(jīng)由電容式傳感器26檢測使用者的手時(和/或在適當?shù)难舆t之后)，控制器24用反向電流給予電磁線圈80能量，以干擾將電樞142固定在開啟位置的磁體140的磁場。具體而言，通電的線圈80在電樞142和極片144中誘發(fā)了極性與由永磁體140誘發(fā)的磁場相反的磁場，從而消除了極片144與電樞142之間的吸引力。因此，相反極性的磁場以及彈簧148的偏置力迫使電樞142回到抵靠著支座152的閉合位置以閉合導向孔150。當導向孔150閉合時，隔膜腔室166被再次淹沒，以迫使隔膜158進入抵靠著唇緣128的閉合位置。因此，電磁閥22閉合并且通過噴嘴12的水流停止。

在一個實施例中，由于導向孔150相對于隔膜158與唇緣128之間的閥開口的較小的尺寸，需要使隔膜158坍塌以開啟電磁閥22的力是較小的。在一個實施例中，當閉合電磁閥的22時形成在隔膜殼體156的柱子170的凹口中的入口168用于緩慢地將水滲出到隔膜腔室166中，從而提供水龍頭10的軟關(guān)閉。在一個實施例中，入口168還用作過濾器以阻止通道164中的顆粒進入隔膜腔室166，從而改進了隔膜腔室166內(nèi)的區(qū)域的清潔度。

在一個實施例中，控制器24可被操作以進一步基于圖2的流動傳感器52的輸出控制電磁閥22。舉例來說，在一個實施例中控制器24控制電磁閥22以在水龍頭10自動關(guān)閉之前分配預定體積的水。在另一實例中，控制器24可以控制通過噴嘴12的水的流動為使用者指定的或制造商設(shè)置的所期望的流速。在另一實例中，控制器24基于通過噴嘴12的非正常的流速檢測水龍頭10的故障?？梢曰诹鲃觽鞲衅?2實施其他合適的控制。流動傳感器52可以包含：放置在流動路徑中(例如，在流體管道28d中)的葉輪；以及耦接到電路板40的霍爾效應(yīng)傳感器，所述傳感器檢測葉輪的位置以追蹤通過流體管道28d的流量?？梢蕴峁┢渌线m的流動傳感器52。

在一個實施例中，輔助端口56經(jīng)配置以將輸入裝置連接到控制器24。所述輸入裝置可以將控制和/或反饋信號導引到用于控制水龍頭10的控制器24。示例性的輸入裝置包含腳踏開關(guān)或話筒。在一個實施例中，控制器24經(jīng)由輔助端口56接收來自腳踏開關(guān)的輸入并且基于腳踏開關(guān)輸入控制水龍頭10。舉例來說，腳踏開關(guān)可以放置在水槽式水盆下方。在使用者進行致動之后，腳踏開關(guān)經(jīng)由輔助端口56將信號發(fā)送給控制器24，以指揮控制器24開啟或關(guān)閉水龍頭10或調(diào)節(jié)流體的流速或溫度。在另一實施例中，控制器24經(jīng)由輔助端口56對圍繞水槽式水盆放置的多個光學裝置(例如，led)供電并且對其進行控制。在另一實施例中，話筒可操作地連接到控制器24的輔助端口56以提供水龍頭10的語音激活。舉例來說，控制器24通過話筒檢測聽覺信號(例如，使用者的語音)并且基于所述聽覺信號控制水龍頭10。示例性的語音激活控制包含開/關(guān)、流速和水溫。

遞交于2009年11月11日的美國專利申請案第12/525，324號；遞交于2009年11月18號的美國專利申請案第12/600,769號；遞交于2010年4月20號的美國專利申請案第12/763，690號；以及遞交于2011年9月2號的美國專利申請案第13/224，982號以引用的方式明確并入本文中。

盡管已參考某些優(yōu)選實施例詳細描述了本發(fā)明，但在所附權(quán)利要求書中描述和界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)存在變化和修改。