节水自动阀 【发明领域】
本发明涉及一种节水自动阀，尤其涉及一种新颖的节水自动阀，这种自动阀可以显著的减小耗电量，并且可以依靠一电池长时间的工作。
【发明背景】
通常，在水龙头或便池等处设有节水自动阀以自动地供给或关闭水源，该节水自动阀包括打开与闭合水管线路的一电磁线圈装置以及一传感器。因此，当使用者将他/她的手接近水龙头或使用者站在便池之前时，传感器可以检测到而电磁线圈装置自动工作。因此，当供给了预定量的水之后，稍后供水会被切断。电磁线圈装置在自动阀的外壳内与一隔膜相连，并关闭水管线路，而水管线路可以通过电磁线圈带动隔膜前后移动而打开与闭合。
另外，由于自动阀常使用110伏或220伏的电压，所以就存在触电的隐患，以及由于断电而不能使用的问题。因此，需要一种自动阀，即使发生断电的情况，这种自动阀也可以依靠电池而使电磁线圈装置工作。然而，由于加在设有自动阀的水管上的水压是恒定不变地，隔膜必须以一弹簧加压，从而使它不会由于水压的作用而移开。因此，在拉动隔膜而打开水管线路的情况下，由于必须在电磁线圈上施加恒定的电流，使得水管线路打开时可抵抗弹簧的弹力而将隔膜保持在它的位置中，这里存在这样一个问题，即，由于所带电池的电压有限，此类自动阀不能长时间工作。
以及，在这种自动阀中，传感器可为一光学传感器，而这种光学传感器利用电能从它的发光器中发射出光线，如果发射出的光线被使用者反射回，光学传感器可通过它的受光器接收到此光线，从而探测是否有物体存在。然而如上所述，由于这种光学传感器必须施加以恒定的电力，以使它的发光器与受光器可以连续工作，为上所述，这样就会存在这样一个问题，即，由于电池的电力有限，此类的自动阀不能长时间工作。
【发明内容】
本发明旨在于解决上述问题，所以本发明的目的是提供一种节水自动阀，它可以著显地减少耗电量，而依靠一电池长时间的工作。
根据本发明的一个方面，一种可设置在水管上用来供给或阻断水的节水自动阀，该节水自动阀包括一外壳4，该外壳4内部具有一水管线路2并且与水管相连；一电动机，它设置在外壳4处；一电池20，该电池与电动机14相连，并提供电能；螺杆轴8、10，它们与电动机相连并随着转动而往复运动；一隔膜6，该隔膜在外壳4的水管线路2的中部与螺杆轴8、10相连，并且可根据螺杆轴8、10的往复运动打开或闭合水管线路；一传感器50，该传感器50与电池20相连，并且它具有一发光器50a以及受光器50b，它可以通过检测使用者的接近而控制电动机14的操作，其中，传感器50以特定的脉冲段工作，由于发光器50a具有一与电池20相连且可输出脉冲的脉冲发生器51，以及一与脉冲发生器51相连并将与脉冲同步的偏差电压输送到受光器50b的偏压控制器54，以及其中电动机根据传感器50的信号工作，水管线路2随着螺杆轴8、10的前后移动而被打开与闭合。
附图的简要说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的节水自动阀的闭合状态。
图2示出了图1的节水自动阀的打开状态。
图3示出了本发明的框图。
发明的详细描述
将参照附图详细描述本发明的较佳实施例。
图1和图2示出了本发明的节水自动阀，尤其示出了设置在水龙头1上的自动阀的一实施例。如这些附图所示，自动阀包括：一外壳4，该外壳内部包括一水管线路2并与水管相连；一电动机14，该电动机设置在外壳4处并与一电池20连接操作；螺杆轴8，10，它们设置在外壳4处且可前后移动；以及一轮子12，该轮子12与螺杆轴8、10相结合的并可通过电动机14转动；一隔膜6，它设置在水管线路2的中部并与螺杆轴8、10的端部相连以打开与闭合水管线路2；以及一传感器，该传感器与电动机14相连。
另外如图3所示，传感器50为一光线传感器，它具有一发光器50a以及一受光器50b，而发光器50a具有一脉冲发生器51，以及一偏压控制器54，该脉冲发生器与电池20相连以输出一脉冲，该偏压控制器与脉冲发生器51相连并向受光器50b输出与脉冲同步的偏差电压。另外，发光器50a以及受光器50b仅在特定的脉冲段中工作。
外壳4形成有一从水管线路突出的突部22，而隔膜6的前侧与突部22的前端接触，结果使得水管线路2闭合。该突部22在其前后表面具有弧形表面24，由于通过管线2流动的水改变方向而产生漩涡，结果使得残屑杂质不会积累在水管线路2中。
电动机14与带有皮带34的轮子12相连，并且可以前后两个方向转动轮子2。电池20设置在外壳4的一侧处的电池壳体38内，而该电池易于更换。这里，轮子12也可与带有齿轮的电动机相连，从而替代了皮带34。
螺杆轴8、10包括第一轴8与第二轴10，而一弹簧26配合在两轴8、10之间。结果，两轴8、10可以展开和缩回。第二轴10设置在外壳4的滑动引导件28处，并且可来回移动，而第一轴8设置在第二轴10的前端的同一共轴线上，而隔膜6与第二轴10的前端连接成一体。另外，在第一轴8的外围表面上形成有螺纹部分30，而轮子12通过螺纹部分30与第一轴8相结合。轮子12可转动地设置在外壳4内的支架32上，这样当轮子12转动，螺杆轴8、10可前后移动。
传感器50为一光学传感器，该光学传感器被设置为一发光器50a与一受光器50b；发光器50a具有：一脉冲发生器51，该发生器51可接收来自电池20的电能而输出脉冲；一发光驱动器，该驱动器与脉冲发生器51相连并且使得发光元件53仅以高电平脉冲驱动；发光元件53，该元件依靠发光驱动器52发射出光波；以及一偏压控制器54，该控制器54与脉冲发生器51相连并可输出与脉冲发生器51的脉冲同步的偏差电压。而受光器50b包括：一光线接收元件55，该元件55接收由使用者反射回的光线并将光线转化成相应的电流；一电流电压转换器56，该转换器将从光线接收元件55输出的电流转化为相应的电压，并将其放大；一过滤器57，该过滤器可从电流电压转换器56输出的信号中将自然光信号过滤掉；以及一比较器58，该比较器将从电流电压转换器56中产生的电压同参考电压相比较，从而判定是否有物体存在。
这里，脉冲发生器51从供电器20接收到一个直流电能，并输出占空比是较低的脉冲。较佳的占空比为1/50000。为了发射光线，发光驱动器52仅以从脉冲发生器51中输出的高电平脉冲工作。偏压控制器54产生一个与脉冲发生器51的脉冲信号同步的一偏压，并将此偏压传输给比较器58。比较器58将过滤器57输出的电压与预定的电压相比，而产生物体检测信号。标号59b所示的为一反相器，它使从比较器58中输出的电压反相。标号59a所示的为一延时电路，该电路去除了由于光线接收元件55的延时而产生的反相器59b的信号。标号59所示为一信号变换器，该变换器接收从比较器58以及延时电路59a输出的信号，并根据是否有物体存在而输出一连续的信号。
在外壳4内设置了依靠第一螺杆轴8与第二螺杆轴10往复运动而工作的一对限位开关61、63。这些限位开关61、63与电动机驱动器15a、15b相连，并通过检测阀是否完全打开或闭合而控制电动机14的操作。因此，当阀被完全打开或闭合时，电动机14被控制而不再工作。
因此，如果使用者将他的手接近外壳4的排出口36时，传感器50检测到这种情况，电动机驱动器15a、15b根据传感器50的信号转动电动机14，并移动螺杆轴8、10，由于隔膜6从引导部分22上分离开而打开的出水口2，这样，水就可以被排出了。
另外，当使用者将手离开外壳4的排出口36时，电动机驱动器15a、15b根据传感器50的信号转使电动机14转动，并推动螺杆轴8、10，而由于隔膜6与突部22的顶部紧密接触而并闭了水管线路2，这样水就被阻断了。这里，当螺杆轴8、10向前移动而隔膜6与突部22的端部接触时，由于第一螺杆轴8与第二螺杆轴10之间的弹簧可吸收冲击力，这样便可防止隔膜6过度地压在突部22上而被损坏。以及，由于螺杆轴8、10可以与轮子12自锁，如果轮子12不转动，螺杆轴8、10不会往复运动，这样防止了隔膜6被推开。
标号40示出了一个手动开关，使用者可以用此开关手动供给或阻断水，而标号42示出了一个用于提示电池20用尽的信号灯。
虽然螺杆轴8、10设置在滑动引导件28处，并随着轮子12的转动前后移动，但是根据本发明的实施例，螺杆轴8、10也可以结合在外壳4内，将电动机14与螺杆轴8、10相连，而这些螺杆轴8、10在电动机14的驱动下转动和前后移动。
如上所述，由于本发明的节水自动阀是通过电池20而使水路打开与闭合的，其优点在于不会有触电的隐患，并且即使在断电的情况下也可使用。本发明还具有的优点是，当水管线路2完全打开或闭合时，限位开关61、63检测到该情况，并通过停止电动机14而保持水管线路2的打开与闭合，这样仅在螺杆轴8、10前后移动时会消耗电能。另外，本发明的节水自动阀具有的优点是，由于传感器50仅以高电平脉冲段工作并检测使用者的接近，这样可以减少电能的消耗。总之，本发明的节水自动阀具有的优点是，由于阀的电能消耗量小，这样这种阀就能够依靠一个小小的电池20而长时间进行工作。
本发明的实施例说明了一个设置在水龙头上的自动阀，但是这种自动阀可以应用于各种依靠传感器50而自动供给或阻断水的所有类型的阀，例如将自动阀安装在便池处。
需理解的是，尽管本发明是根据相应的较佳的特定的实施例而描述的，但是本发明并不仅限于那些实施例，本技术领域的普通技术人员可参照此处的说明或附图、在本发明的精神内进行各种变换或变化，但这些变换或变化将落入本发明的范围中，而本发明的范围将仅以所附权利要求书加以限定。