带有单钮模式选择器的拉拔式喷淋头 【技术领域】
本发明涉及一种水龙头，且特别是一种具有连接到一柔性供水管的拉拔式喷淋头或杆的水龙头。该喷淋头能够被安装在一固定基座部件上或从该基座部件上分离并从中拔出以便让使用者直接将水导向任何需要的场所。
背景技术
人们常需要有一种多于一个水流输送模式的喷淋头。多种输送模式包括有喷淋模式和涌流模式。在喷淋模式中水流以一种包括大量的单独的小水流的相对宽阔地喷淋图案输出。在涌流模式中水流以一种相对窄小的单一集中的水流形式输出。这种类型的多种模式对于厨房用水龙头来讲很有用，虽然它们的用途并不仅局限于厨房。厕所、淋浴或任何其它的水龙头，包括花园用软管，都会从这种特性中受益。
多种水流输送模式一般借由一喷嘴设置在固定的水龙头中，该喷嘴具有在喷淋和涌流模式之间转换的推拉特性。已知的拉拔式喷淋头要求使用者将按钮保持在下压状态以便转换模式。参看美国专利6,370,713。其它喷淋头要求有单独的转换模式用的推压按钮和/或杆。以美国专利6,220,297、5,858,215和6,290,147为例。还有其它的设计使用一种需要推压摇杆相对的两端来转换模式的摇杆开关。不用拉拔的水龙头有时通过滑动或扭转一杆件或通过相反的作用于一个滑块上的动作来实现模式的转换。已知的淋浴喷头产生了不同的喷淋图案，通过在不同的方向扭转一种转盘式装置或杆来实现喷淋模式的转换。典型的花园用软管喷嘴设计也具有一种转盘装置来实现喷淋模式转换。
在拉拔式喷淋头的使用中会偶尔在需要即刻关水或改变温度方面产生困难。如果使用者用一只手抓着喷淋头且另一只手手中有其它物品，例如锅或盘子，则不便于操作水流控制器。唯一的选择就是放下锅或是喷淋头，将喷淋头放回到基座上，或是尽量在仍然拿着物品的状况下用手的一部分去操作控制器。例如，一使用者尽量用手掌去操作控制器而用手指保持着喷淋头。可能一个有热情的使用者会尝试用肘部致动水流控制器。但显然没有一种情况是方便的。所以需要一种接合在喷淋头中的水流控制器。本发明就提供了这样一种暂停按钮形式的控制器。
【发明内容】
本发明涉及一种拉拔式喷淋头，其提供了多种水流输出喷射图案或模式，并且可以用一暂停按钮实现水流的即刻关闭。其通过在单一致动点的单一动作来选择不同模式。当使用不同的模式时使用者无需将致动装置保持在适当的位置。只是通过在相同方向按压相同的按钮即可实现模式的简单转换，每次对按钮连续的致动即可改变输出模式。喷淋头将保持所选择的模式直到按钮的另一次的致动或直到水流被关掉，此时喷淋头回复到其原始位置或模式。
本发明的喷淋头还包括一暂停按钮，其在被压下的时候可即刻中断水流。该按钮必须被保持在下压位置以保持流水的中断状态。放开该暂停按钮会重新激活水流的流通。致动该暂停按钮所必需的作用力是不受水压影响的，在正常的家用操作压力极限范围内(从10psi至125psi)。因为主要的开/关控制阀与喷淋头之间常有一不方便的距离，所以当该喷淋头被拔出时该暂停按钮特别有用。该暂停特征对于热/冷率重置也不太方便的双柄水龙头也很有用。所述暂停特征也可以应用于所有的水龙头的排水模式。
【附图说明】
附图1是带有本发明中拉拔式喷淋头的单柄、高弧度下拉式水龙头的透视图。
附图2是附图1的水龙头的示意剖面图。
附图3是拉拔式喷淋头的分解透视图。
附图4是杆体的俯视图。
附图5是杆体的侧视图。
附图6是杆体的端视图。
附图7是杆体的仰视图。
附图8是沿附图6中的8-8线的剖视图。
附图9是沿附图6中的9-9线的剖视图。
附图10是沿附图6中的10-10线的剖视图。
附图11是触发器弹簧的放大比例的俯视图。
附图12是沿附图11中的12-12线的剖视图。
附图13是肘节楔状件的放大比例的前视图。
附图14是肘节楔状件的端视图。
附图15是沿附图13中的15-15线的剖视图。
附图16是肘节楔状件的仰视图。
附图17是穿过喷淋头组件的示意竖直剖面图，表示了触发器、分流器和杆体之间的相互作用。
附图18是穿过喷淋头组件的剖视图，表示了在喷淋模式位置的分流器。
附图19是穿过喷淋头组件的剖视图，表示了在涌流模式位置的分流器。
附图20是穿过喷淋头组件的剖视图，表示了在涌流模式位置的分流器，并且暂停按钮被致动。
附图21是穿过喷淋头的暂停按钮部分的放大剖视图。
附图22是喷淋头一变型实施例的分解透视图。
附图23是穿过附图22中的喷淋头的水平剖视图。
附图24是穿过附图22中的喷淋头的竖直剖视图。
【具体实施方式】
附图1和2中的标记10表明了一水龙头，其接合了本发明中的拉拔式喷淋头或杆。该水龙头10包括一鹅颈管口12和一单柄混合阀14，它们都被安装在标记16所示的罩板上方。该拉拔式喷淋头18所示的停放位置是位于管口12的远端。在罩板下方是热、冷水供应管20、22，一混合水输出管24，一输送管26，和一混合水输入管28。一快捷连接件30被连接于该输入管。一柔性软管32被连接在快捷连接件30上并且延伸过管口的中空内部以便与喷淋头18相联接。该软管上具有一平衡重34以助在停放过程中将软管向后拉入该管口。
附图3表示了本发明中的拉拔式喷淋头18。其外部组件包括一主罩36、一触发器罩38、一位于喷淋头近端的环40和一在其远端的顶件42。这里所使用的“近端”指的是一个朝向与软管连接点最近的喷淋头部分的位置或方向。“远端”指的是一个朝向与排水点最近的喷淋头的部分的位置或方向。该外部件具有适当的装饰涂层。环40的尺寸允许其为了能将喷淋头放入管口而可释放地连接到管口12的端部。主罩36具有一用于接收触发器罩38的槽口44。该触发器罩是由柔性材料制成，并且具有一个触发器圆顶46和一暂停圆顶48。
该外部组件包围着一个杆体50。附图4-10表示了该杆体的细节。该杆体具有一个拱形的底壁52，其连接有两个直立的、平面侧壁53、54。该侧壁具有突出翼片55，其与触发器罩38中的保持槽相接合以便将罩体保持在适当的位置。一底板56在两侧壁的底边之间延伸。这样，该底板56便构成了一个越过拱形底壁52的弦，最好参看附图10。该底壁和底板一起确定了一个主水流路径58。侧壁端部被前后横壁60、62所连接。后横壁62具有一个正好成型在底板上方的凹穴63。该前壁具有一个由套管66限定的贯穿孔64。该套管朝前的或远端部限定了一第一分流器座68。前壁60的远端面上还有两个侧向延伸的、中空凸件69(附图9)。这些凸件中具有与孔64流体相联的支路通道71。该支路通道在本体侧面具有开口，附图5中的标记70就表明了其中之一。该开口70与带螺纹环形出口壁76外部上的螺纹74中切削的V形槽口72相联通。该出口壁与前横壁60和拱形底壁52合并在一起，大概位于一O形密封环78的位置处。
在杆体的近端有一个带螺纹环形输入壁80限定了一个入口82。软管能够被连接到该入口壁。该入口壁被一用于连接杆体环40的螺纹外套管83所包围。该入口壁80最好可以容纳一止回阀84和一筛网垫圈(screen washer)86(附图3)。该入口壁80与底壁52、侧壁53、54、和直立内壁88合并为一体(附图8)。这些壁，和后横壁62的近端面确定了一个暂停腔90。该暂停腔具有总体垂直于杆体50轴线的轴线。该暂停腔容纳着一个暂停按钮，如下文所述。一圆环形阀座92成型在形成暂停腔的壁中。该内壁88具有一端口94，穿过它可提供从入口82至暂停腔90的流体连通。将说明的是该暂停腔也与水流路径58相联并且成为了主水流路径的一部分。
再次参看附图3和喷淋头18的远端，出口壁76的内表面具有一底切槽95，其中安装有一提升阀座96。这个环形件具有一中心开口97。该V形开口97提供一本体的第二出口，第一出口就是侧开口70。一第二分流器座98成型在提升阀座98的内表面上。一个O形环100放置在座98的外围，靠在出口壁的底切部分的内表面上进行密封。
一个喷淋成形器102被连接在出口壁76上。该喷淋成形器具有一带有与螺纹74相接合的内螺纹的外环形裙部104。附图18中将表明该裙部与杆体顶件42内部的一唇部相接合以便保持该顶件靠在杆体主罩36上。裙部104和该杆体的接合部被一O形环78密封。一径向端面106从外裙部104延伸至一连接至该端面以便与裙部同心的内圆环108。在内圆环108和外裙部104之间有一间隙，其穿过端面106与许多小的单独输出口110相联。这些开口制造出了喷淋头18的喷淋模式。
该内圆环的内部安装有一充气装置112。一表面密封件114被放置在充气装置112和提升阀座96的远端径向表面之间。该密封件防止了从提升阀座中开口97至在喷淋成形器内环108与外裙部104之间的间隙处的泄漏。这样，当该喷淋头处于涌流模式时，水便不会流向喷淋模式开口110。一个锥形弹簧116环绕着该充气装置且具有大端面的底部靠在喷淋成形器的端面106上。该锥形弹簧穿过在提升阀座96中的开口97延伸，以便与分流器阀柱相接合，如下文所述。
杆体50包括一由侧壁53、54、底板56和横壁62、64确定的一腔体。该腔体与水流路径完全隔离。如附图18-20所示，该腔体内设置有触发器罩、弹簧和分流器组件。该分流器组件包括一阀柱118，其可滑动地安装在套管66和凹穴63中。该阀柱承载着一四方杯形密封件(quad cup seal)120和一表面密封件(face seal)122。该表面密封件可以与第一分流器座68和第二分流器座98相接合。阀柱的另一端具有一横向穿过阀柱延伸的销钉124。该销钉可枢转地将一肘节126安装至阀柱。在本实施例中该肘节是一楔状件。
附图13-15表示了肘节楔状件126的细节。该楔状件具有由中心部分130隔开的两组凸轮面128、129。在凸轮面的下面的两环圈131具有能使环圈完全环绕销钉124的孔。在凸轮面下侧具有其中能部分地容纳销钉的凹槽133。在楔状件的端视图中，凸轮面128、129呈现三角形，在远端转角132和近端转角134处具有相对尖锐的下转角。
一触发器弹簧136也被安装在杆体腔内。如附图11和12所示，该弹簧具有两个细长的腿部138，其一端通过一直立的提环140相互连接，同时另一端通过一U形的角状部分142相互连接。当角状部分装配在阀柱118上时该提环140跨在凹穴63上。该腿部138具有槽口144，其将延伸部145(附图4和8)接合在侧壁53、54的内表面上以便将触发器弹簧的纵向位置固定在杆体腔内。该底板56具有一邻近延伸部145的楔形的突出部147(附图4和8)。该突出部147与靠近槽口144的腿部下侧相接合并且起到杠杆支点作用。当触发器位于通常位置，其远离该杠杆支点在角状部分142上下压，其结果是，杠杆支点的近端的腿部部分(大约从槽口144至提环140)被间隔放置在底板上方，且实际上是从杠杆支点呈悬臂状伸出。这些最好参看附图17。该腿部也具有凹陷或凹沟146，其一般被设置在接近肘节楔状件126处。该楔状件的尺寸设计为使其能与一个楔状件转角相对齐。此时一对凸轮转角将与腿部相接合，而另一对凸轮角部将被从弹簧腿部138脱离。这将引起肘节楔状件来回翻转，如下文将进一步叙述。
标记148表示触发器。其借助延伸进侧壁54中的狭槽中的短轴150，可枢转地安装在杆体上。标记152表明了其中一个狭槽。该触发器包括一个设置在触发器罩38中的触发器圆顶46下方的按钮154。在该按钮的下方有两个间隔的指部156。每个指部可以与凸轮面128、129之一相接合。该触发器本体依靠在触发器弹簧的角状部分142上，并且被该角状部分向上加偏压。相反地，该角状部分被向下压，结果是如刚才所述使腿部成为悬臂。
现在来看暂停按钮，其结构最好参看附图3和21中的标记158。该暂停按钮包括一个暂停阀柱160。该阀柱具有一系列凸缘，构成了上、中、下凹口162、164、166。该上、下凹口容纳一四方杯形密封件168，而中凹口容纳一表面密封件170。该阀柱160的底部具有一孔172，其中装配有一弹簧174。弹簧底部是在通过开口175(附图7)与大气相通的底壁上。类似地，该阀柱腔的顶部也被通气，以致当阀柱上下移动的时候在它的任意一侧都没有形成任何气压。一暂停阀柱导向件176靠在暂停腔90上端中并且被一O形环178密封。一在阀柱导向件上的凸缘180与上凹口162的顶部凸缘相接合以致能限制该暂停阀柱160向上的运动。该暂停阀柱导向件176被一U形的止挡夹182保持，该止挡夹穿过暂停腔壁中的狭槽183(附图8)滑动。一柔性的顶罩184设置在阀柱160顶部和触发器罩38的暂停圆顶48的下侧。
上下凹口162、166的凸缘外侧直径基本上是一样的。这对于保持暂停阀柱160液压作用力的均匀平衡很重要。该阀柱上唯一的不平衡力就是由弹簧174和使用者施加的作用力。同时表面密封件170需要比四方杯形密封件尺寸更大以便使得其能够与座92相接合。当需要将带有较大的中心密封件的暂停阀柱插入到一个其尺寸设计为要与在较大密封件的两侧的两个较小的四方杯形密封件接合的腔室中时便会产生组装问题。该暂停阀柱导向件解决了这个问题。该暂停腔的上部被加大以便允许表面密封件170通过。则暂停阀柱导向件填充了额外的空间以便使上下四方杯形密封件为相同的尺寸。如果阀柱导向件与阀柱成为一整体，则上密封件将比下密封件具有更大的区域，且施加在该阀柱上的液压力将不均衡。该单独的暂停阀柱导向件解决了这一问题，同时也解决了组装问题。
下文将叙述上述实施例的使用、操作和功能。先来看暂停按钮。附图21表示了暂停按钮158的正常工况。弹簧174促使阀柱160向上以使得表面密封件170与阀座92相隔离。水可以从入口82经端口94进入暂停腔90，越过阀座92进入主水流路径58。在阀柱的中心部分上呈现出水压。由于密封件168具有相等的，或几乎相等的压力区，所以在阀柱上的液压力是平衡的。这便允许无论水压为何种状况，复位弹簧174都推动阀柱至打开位置。当一使用者希望即刻关掉水流，他可按下暂停圆顶48，使得阀柱160向下移动且使表面密封件170与阀座92相接合。这些情况已表示在附图20中。水流可以进入暂停腔的上部但是其不能流经阀座92。只要使用者按住暂停按钮158水流就会关闭。当使用者放开暂停按钮，弹簧174会重新提升可从阀座92处移开表面密封件的阀柱160，并且允许水重新流入主水流路径58。
现在来参看分流器组件的操作，依暂停按钮的正常、开启位置进行描述。该分流器控制两种水流输送模式之间的转换。虽然也可以有其它模式，但在本例中为涌流和喷淋两种模式。如附图19所示该分流器从其原始位置开始工作。这里该阀柱118缩回，从而使该表面密封件122与第一分流器座68相接合。这样便切断了进入套管66的水流，所以进入支路通道开口70的水流被阻止了。所有水流经过提升阀座开口97被导引出来，进入而后又流出充气装置112。这就是涌流模式。同时肘节楔状件向前倾斜，也就是说，朝向喷淋头的远端。这是因为弹簧腿部138与近端楔状件转角134相接触，而远端楔状件转角位于凹沟146中并且因此很大程度上没有支撑。在此情况下的弹簧腿部138逆时针推动该楔状件，如附图17所示。触发器148的指部156靠在凸轮面128、129的近端表面上。
当使用者通过按下触发器圆顶46而致动触发器时，该触发器绕着短轴150顺时针转动(参看附图17)。指部156在凸轮面上的向下运动导致了楔状件和阀柱118向前滑动。当阀柱承载着肘节楔状件随其一起移动时，触发器弹簧136在纵向上保持静止。当楔状件向前移动时，随着远端楔状件转角132抬高到凹沟146外面和腿部138上面该弹簧腿部向下弯曲。同时近端楔状件转角134向外移出与腿部的接合并且与凹沟对齐。这样当触发器被释放时，该腿部就促使该远端楔状件转角绕肘节楔状件126顺时针旋转。现在楔状件的顶部朝着喷淋头的后方倾斜并且凸轮面的远端表面与触发器指部相对齐。
随着楔状件发生移动，该阀柱118承载着表面密封件122进入与在提升阀座96上的第二分流器座98接合，如附图18所示。这就是喷淋模式。穿过阀座96的水流被表面密封件122和第二分流器座98的接合所阻挡。然而，阀柱向前的移动从第一分流器座68上移开了表面密封件以使得水能够流入套管66和凸件69中的支路通道71中且从那里的开口70流出。水会继续从那里经V形槽口72流到喷淋成型器的外裙部104和内环108之间的间隙处。在喷淋模式中水流最终从许多的输出口110处流出。
接下来致动触发器会使阀柱118向后移动。表面密封件122则将会与第二分流器座98脱离并且重新与第一分流器座68相接合。同时该阀柱将驱动近端楔状件转角134从弹簧凹沟146中脱出到腿部138的上部。同时远端楔状件转角132会与该凹沟相对齐。当此时的远端楔状件转角没有被支撑时，该腿部将会使凹沟逆时针翻转，以使楔状件的顶部又一次向前倾斜，使阀柱准备依照触发器的下一个致动变换到相反的模式。这样讲弹簧腿138和凹沟146可以被认为是一种上位中心弹簧。移动该楔状件转角使其与凹沟对齐或从中出来，实际上是在弹簧的中心位置之上移动它们并且使得肘节的状态发生改变。
在附图18、19中可看到，无论被触发器放置什么状态，主水流路径中的水压将保持阀柱。然而当水压被消除，无论是通过致动暂停按钮还是关掉混合阀14，该锥形弹簧116都将使阀柱118缩回。选择锥形弹簧使得其并不足以克服水压，但在没有水压时，其可驱使阀柱至其原始位置上。
附图22-24中的标记186表明了一喷淋头的变型实施例。该实施例使用了一些与前述功能相同的组件，但其在形状上有些不同。它们包括一具有腔体190、腔体下方的主水流路径192和第一分流器座194的杆体188。一第二分流器座196成型在喷淋成型器202中。一杆体罩197包围着杆体188。一用于涌流模式的第一水流通道穿过一充气装置198延伸。附图23中的标记200表明了用于涌流模式的一第二支路水流通道。还设置有一带有O形环204的喷淋成型器202。该喷淋头具有一两件式的触发器机构，包括一触发器按钮206和一触发器杆208。一阀柱驱动器210具有第一和第二凸轮面212和214。该阀柱驱动器210被一形成在腔体190的底板中的通道216中导向。该模式通过肘形动作实现，触发器按钮206被压下并将触发器杆208推到阀柱驱动器凸轮面212、214之一上面。该阀柱驱动器以一种可旋转的方式被连接到阀柱218的端部。如附图3中所示的实施例，该阀柱218具有一弹性的表面密封件220，其交替地与第一和第二分流器座194、196之一相接合。该表面密封件220当与第二分流器座196接合时关闭了经过充气装置198的一个水流路径，且当与第一分流器座194接合时便关闭了另一个水流路径200。如上文提到的，阀柱驱动器210具有两个凸轮表面212、214，一个促使触发器动作以便移动该阀柱驱动器并使阀柱进入一喷淋位置，另一个促使触发器动作以便移动阀柱驱动器并使阀柱进入一涌流模式位置。一次只有一个凸轮表面与触发器机构对准。这种对准是通过成形通道216完成的，后者将该阀柱驱动器凸轮面适当地导向并定位，当处于喷淋模式时其用于使机构回到涌流模式，且当处于涌流模式时用于使机构返回到喷淋模式。为了适当地对凸轮面进行定位，必须使触发器杆可自由地从一侧至另一侧旋转，以使得当阀柱驱动器穿过成形通道移动时其可与凸轮面保持接触。
在本实施例中，当触发器杆208已经将阀柱驱动器推至一新模式位置并且该触发器按钮206已经被释放之后，其必须将其中心定位在预备位置上。一个实现方法就是在该触发器杆的两侧设置能够将其推回至没有其它力作用其上的中心位置的悬臂或板簧。另一个可设定该触发器杆中心的方法是将其底部枢转部分成型使触发器件被约束在触发器按钮当中。以这种方式，当触发器按钮被释放且触发器杆向回转时，其可被强制进行中心定位。
尽管上文已经对本发明最优实施例进行了描述，但应该了解其可以有许多修改、替换和变型。例如，其能够具有多于两个的水流输出模式。最好是，指明一种默认模式，无论何时只要水流被切断该分流器就采取这种模式。这使得使用者可以预料水流重新接通后的水流模式。或者是，该喷淋头并没有默认模式，以致无论水流被切断时处于什么模式，当水流重新接通时还仍然是该模式。在本最优实施例当中具有一默认模式为涌流模式。