專利名稱：浮子臂連接機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水箱(美國稱為沖水箱)，特別涉及用于驅(qū)動水箱進口閥的浮子臂機構(gòu)。
水箱進口閥供水給水箱，其上裝有浮子和使水箱內(nèi)的水位能控制進口閥的浮力臂。當裝有這種水箱的廁所水箱沖洗排空時，浮子臂下降，打開進口閥；反之，當水箱內(nèi)的水位升高時，浮子和浮子臂隨之升高，最后關(guān)閉進口閥。在這種普通的結(jié)構(gòu)中，浮子的向上的浮力或者由浮子重量產(chǎn)生的向下的力被放大若干倍，其值等于樞軸和浮子之間的浮子臂的長度與樞軸和進口閥致動器之間浮子臂的長度之比值。
在沖水容積為9至11升的普通水箱中，水箱左-右尺寸足夠應(yīng)用所需長度的浮子臂，但近來趨向使用最多沖水6升的水箱，而這種水箱左-右尺寸較短，因而必須縮短浮子臂的長度。
此外，正如水箱內(nèi)的容積減小一樣，水箱內(nèi)部零件的復(fù)雜性也增加了，特別是與雙水箱等有關(guān)的復(fù)雜性增加了，最終結(jié)果是水箱內(nèi)的空間變得越來越有限，因此，需要盡可能地縮短浮子臂，還要求浮子本身能沿進口閥桿移動，以便進口閥、浮子臂和浮子一起組成一個比較緊湊的、能夠裝在水箱內(nèi)靠近水箱一側(cè)的裝置。
早些時候，申請人已知道美國標準公司(American StandardIne)的新西蘭157548號專利(對應(yīng)于美國專利號3,533,437)，該專利公開了一種普通的長浮子臂，但在浮子臂的樞軸上，使用了兩個正齒輪，因為浮子臂提供了足夠的扭矩，所以齒輪傳動比被設(shè)計成1∶1左右。此外，齒輪機構(gòu)將旋轉(zhuǎn)軸的運動轉(zhuǎn)換成等量的轉(zhuǎn)動，使最終的機械作用與普通的浮子臂等效。
鑒于上文所述，本發(fā)明的目的是提供一種水箱進口閥浮子臂機構(gòu)，其中可使浮子臂的長度減小并短于普通浮子臂的長度，且將浮子臂的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成進口閥的直線運動。
按照本發(fā)明的第一個方面，公開了一種水箱進口閥的浮子臂機構(gòu)，所述的浮子臂機構(gòu)包括一個其一端以樞軸裝在所述進口閥上的浮子臂，裝在浮子臂另一端上的浮子，和一個借助所述浮子臂轉(zhuǎn)動可在閥的啟、閉位置之間移動的進口閥致動器，其中所述致動器和浮子臂通過變轉(zhuǎn)動為直線運動的齒輪機構(gòu)連系在一起，該齒輪機構(gòu)最好是齒條和小齒輪裝置。
按照本發(fā)明的第二個方面，公開了一種驅(qū)動具有致動器的水箱進口閥的方法，所述方法包括用放在致動器和浮子臂之間的變轉(zhuǎn)動為直線運動的齒輪機構(gòu)以放大由浮子施加到浮子臂上的浮力或重力的步驟。
下面將參照附圖描述本發(fā)明的一個實施例

圖1是已知的水箱進口閥和浮子臂側(cè)視示意圖；圖2表示本發(fā)明最佳實施例與圖1相似的視圖；圖3與圖2類似，表示圖2進口閥細部垂直剖視放大圖；圖4是分解透視圖，表示閥致動器、齒條和小齒輪之間的相互連接關(guān)系。
如圖1所示，已知的裝置1由進口閥2、浮子臂3和浮子4組成。浮子臂3繞樞軸5轉(zhuǎn)動并包括一個長度為X并控制進口閥2啟閉的伸出部分6。
根據(jù)簡單的力學(xué)，由浮子4施加到浮子臂3上的重力或者浮力可被放大的數(shù)值為浮子臂3的長與距離X之比值。在普通大小的水箱中，一般放大倍數(shù)為30∶1-50∶1。然而，正如浮子臂3的長度變短那樣，這一放大倍數(shù)也隨之降低，可直至達到那樣一點，在該點浮子臂3施加給進口閥致動器的力不夠了。對于普通的閥，在水壓高的地區(qū)，這可能是關(guān)閉閥門的突出問題。對于某些類型的液壓閥，開啟閥所需的力大于關(guān)閉閥所需的力。此外，在這種情況下，浮子臂3的長度可能不再提供所需的力。另外，在普通的杠桿式浮子臂結(jié)構(gòu)中，當要求高的機械優(yōu)點(特別是當浮子臂比普通的短)時，作用點必須緊靠轉(zhuǎn)動點。這樣，當浮子臂的長度變短時，則轉(zhuǎn)動點和給閥的施力點之間的距離減小，因此，整個結(jié)構(gòu)布置變得很雜亂，且由于施力機構(gòu)與浮子臂轉(zhuǎn)動點相干擾而難于實現(xiàn)。
圖2至圖4所示的本發(fā)明最佳實施例的浮子臂裝置10采用申請人的澳大利亞同族專利申請72899/94號詳細描述的類型的進口閥12(以前申請?zhí)枮镻M1316)(代理人證明281002號)，其內(nèi)容本文將參照結(jié)合到本說明書中。明顯縮短的浮子臂13通過連桿15與浮子14相連，這可使浮子14能上下滑動于進口閥12的柄16上。
如圖4所示，閥12的蓋18上設(shè)有一對軸座19，其中每個軸座安裝一個相應(yīng)的浮子臂13上的短軸20，通過柔性塑料制造的軸座19及導(dǎo)引開口21，短軸20可與軸座19咬合。
蓋18上還設(shè)有立柱23，其上有腹板24，立柱23和腹板24被安裝在滑塊26的T形槽25中，滑塊26滑動地安裝在立柱23和腹板24上，滑塊26攜帶一根齒條27，其與位于短軸20之間的一個部分小齒輪28相嚙合。
齒輪最好使用20°漸開線直齒，在部分小齒輪28上僅有5個齒。如圖3所示，進口閥12設(shè)有進口31、出口32和閥腔33，閥腔33能用支承在閥驅(qū)動桿35下端上的卵形閥體34鎖閉。閥驅(qū)動桿35穿過滑塊26底座上的孔36并通過與桿35端頭39下部的縮頸部分38相咬合的U形夾37與滑塊26保持接合。
從圖2至4明顯可見，當浮子14升降時，浮子臂13靠裝在軸座19內(nèi)的短軸20的轉(zhuǎn)動裝置而轉(zhuǎn)動，當浮子臂13沿圖3逆時針方向轉(zhuǎn)動時，部分小齒輪28和齒條27相互嚙合則使滑塊26升高，反之亦然。
顯然，當滑塊26升降時，由于桿35的端頭39被夾子37卡住，所以也帶動閥驅(qū)動桿35移動。
這樣，進口閥12以上文引證的專利申請中的描術(shù)方式工作。
上述機構(gòu)可使力放大近似20∶1倍，實際是已知機構(gòu)的一半。這是因為普通進口閥需要較大的浮子。對于優(yōu)選的進口閥5而言，小的力足夠了，而且最重要的是能夠非常實際的縮短了浮子臂13的長度。
此外，如果未連接連桿15(圖2)，那么浮子臂13就會完全繞圖2至圖4的順時針方向轉(zhuǎn)動，浮子臂13上設(shè)置的突出部29靠其與蓋18相接合來限制浮子臂最大的順時針移動量。浮子臂13在這一位置，部分小齒輪28上的齒能夠與齒條27的齒脫開，這樣，滑塊26能夠滑到立柱23上面或從中取下，以實現(xiàn)圖3所示的裝配狀態(tài)或分解該裝置。
上述裝置有許多優(yōu)點，第一，普通的杠桿機構(gòu)將一種大圓弧運動轉(zhuǎn)換成另一種小圓弧運動。因為最終輸出的是他的一個弧線，那就必然存在水平和豎直運動分量，任何水平運動必然導(dǎo)致增大摩擦或機構(gòu)的“不正?！?。
此外，閥驅(qū)動桿35理想地以精確地直線運動。齒條和小齒輪機構(gòu)的優(yōu)點是它能通過齒輪傳動66的恒定節(jié)距的圓形直徑將弧形轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成精確的直線運動，另外，從浮子臂13的轉(zhuǎn)動點到桿35與浮子臂相連之點的距離非常小，對于齒條和小齒輪機構(gòu)而言，這可以通過短軸20的直徑和桿35的縱軸線及齒條27之間的距離加以調(diào)節(jié)。
上面僅描述了本發(fā)明的一個實施例，但對熟知這種技術(shù)的人可以作出明顯的改型，但不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種水箱進口閥浮子臂機構(gòu)，所述浮子臂機構(gòu)包括一個其一端用樞軸裝在所述進口閥(12)上的浮子臂(13)，一裝在浮子臂(13)另一端上的浮子(14)，和一個借助所述浮子臂轉(zhuǎn)動可在閥的啟、閉位置之間移動的進口閥致動器(35)，其特征在于所述致動器和浮子臂通過變轉(zhuǎn)動為直線運動的齒輪機構(gòu)(26-28)連接在一起。
2.按照權(quán)利要求1所述的浮子臂機構(gòu)，其中所述齒輪機構(gòu)包括一個齒條(27)和小齒輪裝置(28)。
3.按照權(quán)利要求2所述的浮子臂機構(gòu)，其中進口閥致動器(35)與齒條(27)連接，浮子臂(13)與小齒輪(28)連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的浮子臂機構(gòu)，其中小齒輪是一個部分小齒輪(28)。
5.按照權(quán)利要求1所述的浮子臂機構(gòu)，其中齒輪機構(gòu)的傳動比近似20∶1。
6.一種驅(qū)動具有致動器的水箱進口閥的方法，所述方法包括用放在致動器和浮子臂之間的變轉(zhuǎn)動為直線運動的齒輪機構(gòu)以放大由浮子(14)施加到浮子臂(13)上浮力或重力的步驟。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其中所述齒輪機構(gòu)是可拆卸的，以便能分解所述齒輪機構(gòu)。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，包括使用所述齒輪機構(gòu)變所述浮子臂的弧形運動為所述致動器的直線運動的步驟。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，包括連接所述致動器與齒條和小齒輪齒嚙合機構(gòu)的齒條和連接所述浮子臂與所述齒條和小齒輪機構(gòu)的小齒輪的步驟。
全文摘要
一種驅(qū)動水箱或沖水箱的進口閥(12)的方法和裝置，該水箱有一個用齒輪機構(gòu)與閥致動器(35)相連接的浮子臂(13)，齒輪機構(gòu)最好采用齒條(27)和小齒輪(28)的形式，在將浮子臂(13)的弧形運動變成致動器(35)的直線運動的同時顯著地提高了有效傳動比和力放大比。
文檔編號F16K31/44GK1130707SQ95117138
公開日1996年9月11日 申請日期1995年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月7日
發(fā)明者T·迪皮爾里 申請人:卡羅馬工業(yè)有限公司