具有由不同金属材料制成的组件的耐腐蚀龙头 相关申请的交叉参考 本申请要求基于 2009 年 5 月 8 日提交的美国临时申请 61/176,516 的优先权。 联邦资助的研究或开发的声明 不适用。技术领域 本发明涉及具有主外壳和至少一个相邻组件的龙头， 所述主外壳具有由一种金属 成分制成的表面， 所述相邻组件具有由另一种金属成分制成的表面。 更具体地， 其涉及可以 避免电化学腐蚀的结构， 否则如果龙头组装后这两个表面彼此接触， 就会发生这种电化学 腐蚀。
背景技术 通常的龙头包括由铜制成的外壳以及许多内部铜部件。由于其外观、 耐用性、 强 度、 机械加工性和支持各种抛光的能力起见， 铜是优选的材料。 然而， 铜的材料成本较高， 因 此希望为至少一些较大的龙头部件找到可替换的材料。
因此， 一些较低成本的龙头将主要由锌制成的表面材料用于其外壳体。 然而， 这种 基于锌的表面在它们长期接触内部铜组件的情况下易受腐蚀。在这点上， 当基于锌的表面 与铜接触时， 尤其是在湿润或潮湿环境下， 在金属之间电气性质的不同会引起电化学腐蚀 (galvanic corrosion)。
这会逐渐损坏外壳的结构完整性或者改变其装饰性外观。 尽管可以用塑料或者甚 至锌来构成全部内部组件， 但这会引起诸如长期可靠性和 / 或强度之类的其他顾虑。
因此， 需要可以解决这个问题的改进的龙头。
发明内容 在一个方面， 本发明提供了一种龙头， 具有 ：
(a) 外壳， 具有由第一材料构成的表面， 所述外壳具有下入口、 上出口和侧腔 ；
(b) 供应管线构件， 可从所述下入口延伸进入或邻近所述侧腔 ；
(c) 阀芯， 位于所述侧腔内， 其适于在为所述供应管线供水的情况下， 控制从所述 供应管线构件到所述上出口的流量 ；
(d) 绝缘套筒， 至少部分位于所述外壳的壁与所述阀芯之间的所述侧腔内 ； 及
(e) 轴环， 具有由与所述第一材料不同的第二材料制成的表面， 及至少部分地嵌套 入所述阀芯外的所述绝缘套筒内 ；
(f) 其中， 所述绝缘套筒由有助于将所述外壳与所述轴环电绝缘的材料制成。
在优选实施例中， 所述第一和第二材料是这样的 ： 如果它们彼此接触， 所述外壳与 所述轴环的接触表面可以导致其中至少一个的电化学腐蚀。在一个实施例中， 所述外壳主 要由锌制成， 所述轴环主要由铜制成， 及所述绝缘套筒大体为圆柱形并由塑料制成。
进一步的细化包括 ：
(a) 所述供应管线构件限定一在其外表面上的脊部 ；
(b) 所述绝缘套筒限定一在内表面上的凸台， 并具有弹性夹片 ；
(c) 可以在所述凸台和所述弹性夹片之间捕获所述脊部， 用以选择性地将所述供 应管线构件连结到所述轴环 ；
(d) 所述供应管线构件包括外螺纹 ；
(e) 所述轴环包括内螺纹， 其与所述外螺纹接合， 用以将所述轴环连结到供应部 件；
(f) 具有在所述绝缘套筒的外表面中形成的凹槽 ；
(g) 具有安装在所述凹槽中的 O 形圈 ； 及
(h) 所述 O 形圈能够抑制所述绝缘套筒在所述外壳内的运动。
在其他形式中 ：
(a) 所述绝缘套筒限定第一锁部 ；
(b) 所述侧腔限定第二锁部， 其与所述第一锁部相配合， 由此限制所述绝缘套筒在 所述外壳中的旋转 ；
(c) 具有端盖， 所述端盖接近所述侧腔的一端相接合， 以及阀杆， 所述阀杆从所述 阀芯通过所述端盖延伸 ； 及
(e) 手柄， 其连结至所述阀杆， 从而所述手柄控制所述阀芯的操作。
在再其他的形式中， 所述绝缘套筒限定一凸缘， 其接近于所述侧腔的第一端， 及所 述轴环限定一端面， 其接近于所述侧腔的第一端。当将所述轴环连结到所述供应管线构件 时， 在所述凸缘与所述端面之间形成间隙， 以使得所述轴环推进所述阀芯与所述供应部件 接合。
应意识到， 本发明允许将相对廉价的外部装饰材料用于龙头主外壳 ( 例如锌 )， 同 时允许继续将优选的铜用于套住阀芯的套筒。以相对低的额外成本提供了绝缘构件， 其避 免了电化学腐蚀， 否则如果铜套筒长期与外壳接触， 通常就会发生腐蚀现象。
绝缘套筒还起到多个额外的有价值的效果， 诸如旋转和轴向对准， 及辅助密封功 能。
依据详细说明和附图， 这些及其他方面会是显而易见的。以下是对优选的实施例 的说明。然而， 应参照权利要求书来确定本发明的完整范围。 附图说明
图 1 是已经安装在常规水槽上的本发明的龙头的立体图 ；
图 2 是沿图 1 中的线 2-2 截取的局部截面图 ； 及
图 3 是图 1 中的龙头的部分的放大局部分解图。 具体实施方式
图 1 示出安装在常规厨房水槽 12 上的示例龙头 10。应意识到， 本专利中在最广 泛的含义上使用术语 “龙头” ， 以覆盖宽泛的管道配件， 其中， 水量和 / 或温度由邻近喷管的 配件控制。 因此， 应将其解释为覆盖了厨房或浴室龙头， 以及具有相关控制阀门的浴盆注水器、 具有相关控制阀门的淋浴头等。
龙头 10 是厨房拉拔喷射型龙头， 具有从主外壳 16 向上延伸的喷管 14。在龙头的 侧面有控制手柄 18， 用以控制从外壳 16 引出， 通过喷管 14 到达相关拉拔喷射头 13 的水的 流量和温度。
外壳 16 优选地由锌制成， 或者含 50％或以上的锌的锌合金。可替换地， 它可以是 电镀了此类基于锌的配方的基体材料。 在任何情况下， 外壳 16 具有下入口 17、 上出口 19 和 侧腔 20。侧腔包括内端 22 和接近手柄 18 的外端 24。
绝缘套筒 26 嵌套在侧腔 20 中。它具有在外表面 30 上形成的凹槽 28， 在其中安装 了 O 形圈 32。在外壳 16 中形成匹配凹槽 34( 即， 在侧腔 20 内 )， 以便在绝缘套筒 26 嵌套 在侧腔 20 中时， 可以将 O 形圈 32 安装在绝缘套筒 26 中的凹槽 28 和外壳 16 中的凹槽 34 中。这有助于将绝缘套筒 26 固定就位。
这个绝缘套筒 26 通常优选地是圆柱形， 并且由非金属材料制成， 诸如塑料 ( 例如， NORYL 牌塑料 )。得益于本公开文件， 本领域技术人员会意识到可以使用各种其它材料， 只 要它们抑制电化学传递， 并由此减少各个组件的电化学腐蚀。
绝缘套筒 26 还可以锁定到侧腔 20 上， 以使得侧腔 20 中的绝缘套筒 26 的方向也 旋转受限。 在这点上， 绝缘套筒 26 限定了一对凹槽 36， 所述凹槽锁定在侧腔 20 中形成的一 对突出部 38 上 ( 如图 3 所示 )。 此外， 绝缘套筒 26 可进一步限定在内表面 42 上的凸台 40。供应管线构件 44( 例 如， 入水口管线和 “盘 (puck)” 面 ) 通常具有位于侧腔 20 的内端 22 附近的部分， 并包括外 表面 48 上的脊部 46( 仅在图 2 中示出 )， 当组装到侧腔 20 中时， 所述脊部与绝缘套筒 26 的 凸台 40 相接合。
与绝缘套筒 26 一体地形成弹性夹片 50， 并在弹性夹片 50 与凸台 40 之间可释放地 捕获供应部件 44 的脊部 46。并且， 一系列对准鳍板 52 与供应管线构件 44 上的相配的对准 凹槽 ( 未示出 ) 接合， 用以在绝缘套筒 26 中定向供应管线构件 44( 以及由此定向侧腔 20)。
借助于其末端通常位于侧腔 20 内或与之相邻的供应管线构件 44， 将铜轴环 54 至 少部分地嵌套在绝缘套筒 26 中， 用以捕获常规阀芯 56， 以使得阀芯的向内端与供应管线构 件 44 的末端相邻接。
注意在供应管线构件 44 上还可以有外螺纹 58， 铜轴环 54 包括相配的内螺纹 60， 其与外螺纹 58 接合， 用以将轴环 54 连结到供应管线构件 44， 它也可以是铜的 ( 从而捕获阀 芯 56)。具体地， 接近侧腔 20 的外端 24 的轴环 54 的颈部 62 邻接由阀芯 56 的阀体 66 限定 的肩部 64。
在阀芯 56 与供应管线构件 44 之间的紧密接合 ( 尤其是其盘部 ) 是需要的。为 此， 示例性实施例中， 绝缘套筒 26 限定了接近于侧腔 20 的第一内端 22 的凸缘 68， 轴环 54 限定端面 70( 也接近于侧腔 20 的内端 22)， 以便当轴环 54 连结到供应管线构件 44 时， 在凸 缘 68 与端面 70 之间形成间隙 72。
因此， 可以将轴环 54 紧固到足以迫使阀芯 56 与供应管线构件 44 接合。O 形圈 74 安装在供应管线构件 44 中形成的环形凹槽 76 中， 所述 O 形圈进一步有助于在供应管线构 件 44 与轴环 54 之间形成密封部。
如所述的， 外壳 16 具有主要由锌形成的内表面， 轴环 54 具有主要由铜形成的相邻
外表面。如果所述内表面与相邻外表面彼此接触， 在龙头的使用寿命期间有可能会发生电 化学腐蚀， 尤其是在湿润或潮湿环境中。
然而， 提供了塑料或其它电绝缘的套筒以确保这些部件保持分离， 以及可靠且准 确对齐的装配的布置。因此， 抑制了电化学腐蚀， 外壳可以由低成本材料构成， 而不会有担 心被侵蚀的顾虑。
在示例性实施例中， 阀芯 56 的阀体 66 优选地由塑料制成。借助于连结至供应管 线构件 44 的轴环 54( 例如通过使用工具接合轴环 54 的颈部 62 上的平坦面 (land)78 并旋 转轴环 54)， 端盖 80 接近于侧腔 20 的外端 24 接合。阀杆 82 从阀芯 56 延伸并通过端盖 80 的开口 81。
在示例性实施例中， 手柄 18 由电镀锌或涂锌来制成 ( 类似于外壳 16)， 手柄 18 包 括用于容纳阀杆 82 的腔体 84， 并通过与阀杆 82 横向定向的定位螺钉 86 固定于所述阀杆 82。因此， 把手 18 的运动控制阀芯 56 的操作以及由此的来自龙头 10 的水流。
为了帮助将端盖 80 固定到外壳 16 附近， 端盖 80 限定一内凹槽 88， 在其中安装了 O 形圈 90， 并且轴环 54 包括匹配凹槽 92， 其在端盖 80 接合至侧腔 20 时与 0 形圈 90 接合。 为了使端盖 80 能够相对平齐地安装到外壳 16， 在绝缘套筒 26 的端面 94( 靠近侧腔 20 的外 端 24) 与端盖 80 的端面 96( 靠近侧腔 20 的第二外端 24) 之间形成间隙 98。在示例性实施 例中， 端盖 80 优选地由塑料 ( 例如， 丙烯腈 (“ABS” )) 制成， 并且是电镀的， 以提供稳固且 美观的外观。 已经相当详细地说明了优选示例性实施例， 包括说明了最优选的材料。 然而， 优选 实施例的优选材料及其他方面并非旨在举例说明权利要求的全部范围。
得益于本公开文件， 本领域技术人员会意识到能够使用的各种其它材料以及变化 的结构来实现这些原理。这样， 优选示例性实施例的许多修改和变化对于本领域普通技术 人员会是显而易见的。因此， 本发明不应局限于所述的示例性实施例。
工业实用性
本发明提供了具有绝缘结构的龙头， 其抑制了在由不同金属制成的两个相邻龙头 部件之间的电化学腐蚀。