余德正

目前高端的頂噴花灑都具有多種功能出水可供消費(fèi)者選擇，比如有花灑水、按摩水、氣泡水及混合水等等，各功能水的選擇和切換是通過(guò)切換裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，傳統(tǒng)頂噴花灑的按鈕都是設(shè)計(jì)在頂噴上，而且需要手動(dòng)操作按鈕，或者旋轉(zhuǎn)頂灑上的操作把手才能進(jìn)行功能水切換。常見(jiàn)淋浴花灑上有兩種出水方式，但切換操作都在頂灑上，頂灑安裝高度較高，必須仰頭伸手，身材較高的人才能進(jìn)行功能切換，身高較低及小孩過(guò)不著就沒(méi)辦法進(jìn)行花灑功能切換（圖1）。因此切換操作受限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自由操作，給使用者帶來(lái)不便。

圖1

現(xiàn)有淋浴龍頭切換不方便的原因

目前衛(wèi)浴產(chǎn)品常用的切換方式有機(jī)械切換方式和電子控制切換方式兩種。

1.機(jī)械切換方式

通過(guò)在水路中設(shè)置一個(gè)切換閥，切換閥后端多條水路并聯(lián)分別連通各個(gè)出水功能腔。如果把切換閥設(shè)置在淋浴龍頭較低位置，如龍頭的調(diào)溫把手周圍。這樣就需要設(shè)置多條水路通往頂灑，會(huì)造成通往頂灑的管路復(fù)雜，生產(chǎn)加工、裝配復(fù)雜，導(dǎo)致成本較高。因此現(xiàn)有產(chǎn)品都把切換按鈕或者切換把手直接設(shè)置在頂灑上，從而使頂灑結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)、裝配容易，但是帶來(lái)的問(wèn)題就是切換不方便。

2.電子控制切換方式

通過(guò)在淋浴龍頭較低位置，如龍頭的調(diào)溫把手周圍設(shè)置一塊電子操控面板，在頂灑上設(shè)置有多個(gè)電磁閥，電路主板根據(jù)電子操控面板輸入的信號(hào)控制電磁閥，從而實(shí)現(xiàn)頂灑功能切換。但是電子操控面板和頂灑中的電路主板通常都設(shè)置有電源線和信號(hào)線。淋浴龍頭上要設(shè)置穿電源線、信號(hào)線的線槽也會(huì)使淋浴龍頭結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，生產(chǎn)加工、裝配復(fù)雜，導(dǎo)致成本較高。即使電子操控面板和頂灑中的電路主板采用無(wú)線通信。電子操控面板、電路主板的供電問(wèn)題也是相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致成本較高。所以這種切換方式也很少用到淋浴龍頭產(chǎn)品上。

工作原理

1.壓力改變裝置

通過(guò)按壓按切換鈕，壓縮復(fù)位彈簧向左推動(dòng)閥芯，閥芯上的密封面堵住進(jìn)水孔，使得壓力改變裝置后端暫時(shí)水壓變小，放開(kāi)按鈕后，在復(fù)位彈簧的作用下，閥芯向右移動(dòng)，閥芯上的密封面會(huì)打開(kāi)進(jìn)水孔，使得壓力改變裝置后端水壓恢復(fù) （見(jiàn)圖2）。壓力改變裝置的出水口只需采用單一水路，無(wú)需多條水路并聯(lián)分別連通各個(gè)出水功能腔。所以壓力改變裝置可以直接串聯(lián)在淋浴龍頭切換閥后端。壓力改變裝置的閥芯結(jié)構(gòu)采用了壓力平衡設(shè)計(jì)。

圖2 壓力改變裝置

放開(kāi)壓力改變裝置的切換按鈕時(shí)，閥芯向右邊移動(dòng)，左密封件、右密封件受水壓作用，因受力面積相當(dāng)，所以左密封件和右密封件受水壓的作用力大小相等，方向相反，相互抵消（圖3）。

圖3 放開(kāi)切換按鈕狀態(tài)

按壓壓力改變裝置的切換按鈕時(shí)，閥芯向左移動(dòng)，左密封件、中密封件受水壓作用，因受力面積相當(dāng)，所以左密封件和右密封件受水壓力的作用力大小相等，方向相反，相互抵消（見(jiàn)圖4）。按鈕鍵操作力大小不隨水壓發(fā)生變化，使用者操作起來(lái)更舒適。

圖4 按壓切換按鈕狀態(tài)

2.壓力反應(yīng)執(zhí)行裝置

按壓切換按鈕時(shí)，壓力改變裝置中的過(guò)水面積會(huì)變小，使得壓力改變裝置后端管路中的水壓變小。水壓變小時(shí)，彈簧會(huì)向上方向推動(dòng)轉(zhuǎn)盤。

放開(kāi)切換按鈕時(shí)，壓力改變裝置中的過(guò)水面積會(huì)變大，壓力改變裝置后端管路中的水壓會(huì)變大。水壓變大時(shí)，活塞上表面受水壓作用，壓縮彈簧向下推動(dòng)轉(zhuǎn)盤（見(jiàn)圖5）。

圖5 壓力反應(yīng)執(zhí)行裝置

3.切換裝置

轉(zhuǎn)盤上表面設(shè)有上導(dǎo)軌，下表面設(shè)有下導(dǎo)軌，面上還設(shè)有過(guò)水孔（見(jiàn)圖6）。

圖6 轉(zhuǎn)盤

按壓切換按鈕時(shí)，壓力改變裝置后端管路壓力變小，彈簧推動(dòng)轉(zhuǎn)盤向上移動(dòng)，轉(zhuǎn)盤的上導(dǎo)軌與本體導(dǎo)軌配合。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)一定角度（見(jiàn)圖7、8）。

圖7

圖8

放開(kāi)切換按鈕時(shí)，壓力改變裝置后端管路壓力變大，活塞壓力彈簧推動(dòng)轉(zhuǎn)盤向下移動(dòng)，轉(zhuǎn)盤的下導(dǎo)軌與面板導(dǎo)軌配合，轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)一定角度（見(jiàn)圖9、10）。轉(zhuǎn)盤一上一下來(lái)回運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤的上導(dǎo)軌、下導(dǎo)軌與本體導(dǎo)軌、面板導(dǎo)軌配合，轉(zhuǎn)盤沿固定方向轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，轉(zhuǎn)盤上的過(guò)水孔與功能水腔的進(jìn)水孔連通發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)頂灑出水狀態(tài)發(fā)現(xiàn)切換。

圖9

圖10

水路遠(yuǎn)端控制切換機(jī)構(gòu)的應(yīng)用

水路遠(yuǎn)端控制切換機(jī)構(gòu)，其包括裝配在供水管路上的壓力改變裝置、壓力反應(yīng)執(zhí)行裝置和功能切換裝置、多個(gè)功能水腔。把壓力改變裝置設(shè)置在調(diào)溫把手的上端，壓力反應(yīng)執(zhí)行裝置、切換裝置、多個(gè)功能水腔設(shè)置在頂灑中（見(jiàn)圖11）。

圖11 水嘴遠(yuǎn)端控制切換淋浴龍頭

壓力改變裝置包括按鈕（11）、閥芯（12）、復(fù)位彈簧（13）、本體(14）及封蓋(15）；該本體橫向形成一閥腔，閥腔的側(cè)壁上形成有錯(cuò)位的進(jìn)水口(141）與出水口(142），進(jìn)水口(141）與出水口(142)之間形成密封面143；該閥芯配合于閥腔中，其近中部形成閥栓活動(dòng)封扣密封面(120)（見(jiàn)圖 12、13）。

圖12 壓力改變裝置爆炸圖

圖13 壓力改變裝置剖面圖

壓力反應(yīng)執(zhí)行裝置與功能切換裝置是設(shè)在頂噴花灑中，其中壓力反應(yīng)執(zhí)行裝置包括一活塞(21)、一彈簧(22)及一固定座(23)；該活塞(21)中心形成配合孔，上方形成承壓面，下部形成縮頸以穿入固定座(23)，固定座(23)為一罩殼罩置功能切換裝置的轉(zhuǎn)盤(31)與功能切換裝置的出水體配合在一起，其中心設(shè)有供活塞穿設(shè)的穿孔；而功能切換裝置包括一轉(zhuǎn)盤(31)、一出水體(32)及一外殼（33）；該轉(zhuǎn)盤 (31)為一盤體，其上設(shè)有至少一個(gè)過(guò)水孔（313、314），而轉(zhuǎn)盤的中部上方形成上導(dǎo)軌(311)，下方形成下導(dǎo)軌(312)，該出水體(32)上設(shè)有至少兩個(gè)過(guò)水孔(322、323)分別對(duì)應(yīng)各自的功能水腔，該外殼（33）為一罩置活塞、彈簧、固定座及轉(zhuǎn)盤的殼體，其上端形成有過(guò)水孔（331），并與頂噴花灑外殼（4）配合，外殼下部中心形成配合栓與螺栓配合以此與將頂噴花灑的出水裝置與頂噴外殼連接在一起，同時(shí)外殼下部形成與轉(zhuǎn)盤上導(dǎo)軌配合的導(dǎo)軌（332）(見(jiàn)圖 14)。

圖14 頂噴花灑爆炸圖

功能切換裝置為設(shè)有若干個(gè)過(guò)水通道的轉(zhuǎn)盤（31）與不同功能水腔的進(jìn)水口轉(zhuǎn)動(dòng)配合，實(shí)現(xiàn)功能切換。

轉(zhuǎn)盤（31）上導(dǎo)軌（311）為鋸齒狀導(dǎo)軌，而下導(dǎo)軌（312）為若干個(gè)端面形成斜面的齒牙，相鄰齒牙之間的寬度恰與齒牙的寬度相當(dāng)；在出水體的中心設(shè)有對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)盤下導(dǎo)軌的導(dǎo)軌（321），此導(dǎo)軌亦為若干個(gè)端面形成斜面的齒牙，相鄰齒牙之間的寬度恰與齒牙的寬度相當(dāng)；配合栓的近上部的外緣上設(shè)有與轉(zhuǎn)盤上導(dǎo)軌配合的齒牙導(dǎo)軌（332）（見(jiàn)圖15、16）。

圖15 外殼33仰視圖

圖16 轉(zhuǎn)盤

遠(yuǎn)端控制功能切換，按下壓力改變裝置切換按鈕，壓力改變裝置后端會(huì)失去壓力，壓力反應(yīng)執(zhí)行裝置的活塞會(huì)在彈簧力的作用下向第一方向移動(dòng)，移動(dòng)會(huì)帶動(dòng)切換裝置動(dòng)作，放開(kāi)切換按鈕后，壓力改變裝置后端會(huì)恢復(fù)壓力，活塞在水壓的作用下，會(huì)壓縮彈簧從而向第一方向的反方向動(dòng)力，活塞移動(dòng)也會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤動(dòng)作。轉(zhuǎn)盤上下兩面都設(shè)有齒，齒與相應(yīng)的軌道配合，把移動(dòng)轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤的進(jìn)水孔與花灑不同功能水腔轉(zhuǎn)動(dòng)配合，以控制花灑的不同功能水腔進(jìn)水口進(jìn)水，達(dá)到頂灑功能水切換?；钊@一往一返動(dòng)作帶花灑功能切換。

結(jié)論

采用上述方案后，通過(guò)在供水管上設(shè)置低位的壓力改變裝置實(shí)現(xiàn)頂噴花灑水路的開(kāi)與關(guān)或水流的變小與恢復(fù)，引起花灑水路中的壓力變小與恢復(fù)，再通過(guò)在頂噴花灑上設(shè)置壓力反應(yīng)執(zhí)行裝置與功能切換裝置，利用水壓實(shí)現(xiàn)頂噴花灑不同功能水的水路切換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端控制頂噴花灑的出水狀態(tài)，因此，有效實(shí)現(xiàn)了無(wú)線、無(wú)電、單一水路即可實(shí)現(xiàn)對(duì)頂噴花灑出水功能進(jìn)行切換的的功能，且具有使用方便、操作便利等特效（見(jiàn)圖11）。