ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ШЛАНГА Российский патент 2009 года по МПК G05B7/00 B65H75/48 

Область изобретения

Изобретение относится к шланговым системам, в частности к управлению потоком жидкости и операциям с катушкой для наматывания шланга. Изобретение также относится к аспектам энергосбережения для того же самого.

Уровень техники

Шланги обычно используют вместе с клапанами включения/выключения, расположенными на дальнем или ближнем конце шланга. Например, садовые шланги подсоединяют к водопроводному крану с внешней стороны дома или другого здания с традиционным вентилем или клапаном для регулирования потока воды из положения включено или выключено, расположенным у водопроводного крана. Так как шланг предназначен для того, чтобы растягивать его на много метров от водопроводного крана, часто удобно иметь средства для регулирования включения или отключения потока на дальнем конце шланга или на конце с распыляющим соплом. Причем большинство ручных устройств, таких как распылительный пистолет, предназначены для подсоединения к концу шланга с распылительным соплом так, что поток может быть включен или отключен без повторного поворачивания водопроводного крана.

Несмотря на доступность средств для регулирования потока на конце шланга с соплом вообще нежелательно оставлять водный поток, подключенным к источнику, когда шланг больше не используется. Непрерывное давление воды по всей длине шланга нежелательно из-за ряда причин. Давление стремится создавать протечки при соединении между несколькими шлангами, при соединении между соплом и насадкой для сопла (такой как распылительный пистолет) и между водопроводным краном и шлангом. Более того, непрерывное давление может также создавать протечки по всей длине самого шланга. Постоянные протечки в этих точках приводят к затоплению или грязи на садовых участках, особенно рядом с краном, где пользователь должен включать или выключать воду. Более того, трудно управлять шлангом, передвигать его с места на место или свертывать шланг для хранения с постоянным давлением внутри шланга. Это приводит к тому, что пользователь включает или отключает водный поток у источника, например, путем поворота ручного вентиля на внешнем водопроводном кране. Однако не стоит часто трогать кран. При частом использовании кран засоряется или трудно поворачивается и область вокруг крана со временем загрязняется из-за протечек воды.

Эти проблемы в некоторой степени были решены обеспечением дистанционно управляемого электрического клапана или регулятора потока, клапан устанавливали для того, чтобы выборочно открывать и перекрывать канал прохождения потока жидкости через шланг с помощью дистанционного управления. Однако это привело к энергетическим затратам, которые ограничили использование дистанционно управляемого устройства. Система дистанционного управления обычно включает дистанционный передатчик (трансмиттер), запитанный от батареи или маломощного источника энергии, и узел контроля. Узел контроля присоединен к ресиверу, который обычно запитан от постоянного источника тока, а не от батареи. Причем в то время как дистанционный передатчик обычно потребляет энергию от батареи и действительно является «беспроводным», ресивер обычно присоединен к большому или постоянному источнику энергии через провод. Причиной того что передатчик может работать от батареи или маломощного источника тока, является то, что передатчику необходимо потреблять энергию только во время передачи беспроводного сигнала на ресивер; таким образом, передатчику не нужно потреблять энергию все время. С другой стороны, ресивер не может работать таким образом, потому что неизвестно, когда к нему поступит команда. Другими словами, в традиционных решениях ресивер должен непрерывно отслеживать входящие сигналы и, таким образом, быть все время включенным. Энергия, необходимая для непрерывного отслеживания входящих сигналов, может обычно опустошить батарею за несколько дней. Это делает полностью беспроводное или дистанционно управляемое устройство, работающее на батарейках, непрактичным.

Катушка с электроприводом для наматывания шланга также существует. Такие катушки могут иметь механическое и электрическое управление прямо на самой катушке.

Краткое описание изобретения

Соответствующим образом, существует необходимость для улучшения управления потоком жидкости через шланговую систему, а также управления катушки с электроприводом. Также существует необходимость снизить энергопотребление, необходимое для работы этих и других типов систем дистанционного управления для дополнительного регулятора потоком жидкости и/или катушек с электроприводом. Для удовлетворения этих нужд настоящая заявка обеспечивает различные варианты осуществления изобретения, которые позволяют осуществить дистанционное управление для дополнительных регуляторов потока и катушки с электроприводом для шланговых систем.

В одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает систему управления шлангом, включающую регулятор потока, устройство для наматывания шланга на катушку, электронные компоненты и устройство дистанционного управления. Регулятор потока включает входное отверстие, выходное отверстие и канал для прохождения потока жидкости между входным и выходным отверстием, и клапан, который открывается и закрывается под действием электричества, расположенный таким образом, чтобы по выбору перекрывать канал прохождения жидкости. Устройство для наматывания шланга на катушку, которое сообщается с выходным отверстием регулятора потока, включает способную вращаться катушку, на которую шланг может быть намотан, и электродвигатель (электропривод), подсоединенный для того, чтобы вращать катушку. Электронные компоненты сообщаются с и предназначены для передачи электроэнергии клапану и двигателю. Электронные компоненты включают беспроводный ресивер, предназначенный для получения беспроводных сигналов для управления клапаном и двигателем. Устройство дистанционного управления включает ручные регуляторы и беспроводный передатчик. Беспроводный передатчик предназначен для передачи командных сигналов беспроводному ресиверу для управления клапаном и двигателем. Ручные регуляторы подсоединены к беспроводному передатчику для осуществления управления беспроводным передатчиком.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает шланговую систему, включающую регулятор потока, способную вращаться катушку, на которую шланг может быть намотан, электрически управляемый двигатель, подсоединенный для вращения катушки, электронные компоненты и устройство дистанционного управления. Регулятор потока включает входное отверстие, выходное отверстие и канал для прохождения потока жидкости между входным и выходным отверстием, и клапан, который открывается и закрывается под действием электричества, расположенный так, чтобы по выбору перекрывать канал прохождения жидкости. Электронные компоненты сообщаются с и предназначены для передачи электроэнергии клапану и двигателю. Устройство дистанционного управления предназначено для передачи беспроводных сигналов электронным компонентам для управления клапаном и двигателем.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает шланговую систему, включающую регулятор потока, способную вращаться катушку, на которую шланг может быть намотан, двигатель, подсоединенный для вращения катушки, ресивер и устройство дистанционного управления. Регулятор потока включает входное отверстие, выходное отверстие и канал для прохождения потока жидкости между входным и выходным отверстием, и клапан, расположенный так, чтобы по выбору перекрывать канал прохождения жидкости. Входное отверстие имеет форму, которая приспособлена для соединения с водопроводным краном у дома, здания, и выходное отверстие приспособлено для соединения со шлангом для воды. Ресивер предназначен для получения беспроводных командных сигналов для управления клапаном и двигателем. Устройство дистанционного управления предназначено для передачи беспроводных сигналов ресиверу для управления клапаном и двигателем.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает энергосберегающую систему, включающую беспроводный ресивер и узел контроля энергопотребления. Беспроводный ресивер предназначен для получения беспроводных сигналов для управления, по крайней мере, одним из электрического двигателя, осуществляющего вращение катушки, на которую может быть намотан шланг, и клапана, который открывается и закрывается под действием электричества, для управления потоком жидкости через шланговую систему. Беспроводный ресивер способен получать беспроводные сигналы, только когда беспроводный ресивер находится во включенном состоянии. Узел контроля энергопотребления предназначен для неоднократного переключения беспроводного ресивера между включенным и отключенным состоянием в цикле. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения узел контроля энергопотребления предназначен для того, чтобы сохранить беспроводный ресивер в его отключенном состоянии на время не более чем установленный временной период в течение каждого цикла. В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения система также включает устройство дистанционного управления, предназначенное для передачи беспроводных командных сигналов для управления, по крайней мере, одним из двигателя и клапана; устройство дистанционного управления настроено таким образом, что каждый сигнал передается до наступления установленного временного периода.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает энергосберегающую систему, включающую беспроводный ресивер и узел контроля энергопотребления. Беспроводный ресивер предназначен для получения беспроводных сигналов для управления, по крайней мере, одним из электрического двигателя, осуществляющего вращение катушки, на которую может быть намотан шланг, и клапаном, который открывается и закрывается под действием электричества, для управления потоком жидкости через шланговую систему. Беспроводный ресивер способен получать беспроводные сигналы, только когда беспроводный ресивер находится во включенном состоянии. Узел контроля энергопотребления предназначен для сокращения энергопотребления путем применения начального напряжения для начала движения механического устройства и затем снижения напряжения, применяемого к этому механическому устройству, после того, как механическое устройство начинает движение, и перед тем, как механическое устройство собирается остановиться. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения механическое устройство - это клапан. В другом варианте механическое устройство - это двигатель.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает следующий способ: Беспроводный сигнал для управления клапаном получают для клапана, который открывается и закрывается под действием электричества, клапан размещают так, чтобы по выбору перекрывать канал для прохождения жидкости шланговой системы. Клапан открывается или закрывается в ответ на беспроводный командный сигнал для клапана. Беспроводный командный сигнал для катушки получают для управления электрическим двигателем, соединенным с катушкой для ее вращения, на которую шланг может быть намотан.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает следующий способ: беспроводный сигнал для управления клапаном передают от устройства дистанционного управления к беспроводному ресиверу. Поток жидкости через шланговую систему управляется в соответствии с командным сигналом для клапана. Беспроводный командный сигнал для катушки передается от устройства дистанционного управления к беспроводному ресиверу. Электрическим двигателем управляют в соответствии с беспроводным сигналом управления катушкой, двигатель присоединен для того, чтобы вращать катушку, на которую шланг может быть намотан.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ снижения энергопотребления путем определения беспроводного сигнала от дистанционного передатчика. В соответствии с этим способом беспроводный ресивер неоднократно переключается между положениями включено и выключено в цикле. Беспроводный ресивер предназначен для получения беспроводных сигналов для управления, по крайней мере, одним из электрического двигателя, осуществляющего вращение катушки, на которую может быть намотан шланг, и клапаном, который открывается и закрывается под действием электричества, для управления потоком жидкости через шланговую систему. Беспроводный ресивер способен получать беспроводные сигналы, только когда он находится во включенном состоянии. Если беспроводный ресивер получает сигналы, пока он находится во включенном состоянии, переход в выключенное состояние не происходит.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает регулятор энергосберегающего клапана, включающий регулятор потока и электронные компоненты, сообщающиеся с регулятором потока. Регулятор потока включает входное отверстие, выходное отверстие и канал для прохождения потока жидкости между входным и выходным отверстием, и клапан, который открывается и закрывается под действием электричества, расположенный так, чтобы по выбору перекрывать канал прохождения жидкости. Электронные компоненты включают беспроводный ресивер, предназначенный для получения беспроводных сигналов для управления клапаном, и узел энергосбережения, предназначенный для неоднократного переключения беспроводного ресивера, между положениями включено и выключено в цикле.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает регулятор энергосберегающего клапана, включающий регулятор потока и электронные компоненты, сообщающиеся с регулятором потока. Регулятор потока включает входное отверстие, выходное отверстие и канал для прохождения потока жидкости между входным и выходным отверстием, и клапан, который открывается и закрывается под действием электричества расположенный так, чтобы по выбору перекрывать канал прохождения жидкости. Электронные компоненты включают беспроводный ресивер и узел энергосбережения. Ресивер предназначен для получения сигналов для управления клапаном. Узел контроля энергопотребления предназначен для сокращения энергопотребления путем применения начального напряжения для начала движения механического устройства и затем снижения напряжения, применяемого к этому механическому устройству, после того, как механическое устройство начинает движение, и перед тем, как механическое устройство собирается остановиться.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ снижения энергопотребления регулятором потока. В соответствии с этим способом ресивер неоднократно переключается между положениями включено и выключено, ресивер предназначен для получения сигналов управления клапаном регулятора потока, который открывается и закрывается под действием электричества. Если ресивер получает беспроводный сигнал, ресивер остается включенным, чтобы передать сигнал управления клапану, который открывается и закрывается под действием электричества.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ снижения энергопотребления регулятором потока. В соответствии с этим способом электронное логическое устройство остается в положении выключено, в то время как устройство обнаружения определяет беспроводный сигнал; электронное логическое устройство предназначено для получения сигнала от устройства обнаружения сигнала и обрабатывает сигнал для управления клапаном в регуляторе потока. Электронное логическое устройство включено, когда устройство обнаружения определяет беспроводный сигнал.

В еще другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ снижения энергопотребления системой для управления, по крайней мере, одного из потока жидкости, и осуществляемого двигателем вращения катушки, на которую может быть намотан шланг системы. В соответствии со способом начальное напряжение применяется для начала движения механического устройства. Начальное напряжение уменьшают после того, как механическое устройство начинает движение, но перед тем, как механическое устройство собирается остановиться.

Выше были кратко описаны некоторые объекты изобретения и его положительные эффекты для понимания этого изобретения и его положительных эффектов по сравнению с уровнем техники. Конечно не обязательно все такие объекты и эффекты могут быть получены в соответствии с любым конкретным вариантом осуществления изобретения. Например, специалисты в этой области техники определят, что изобретение может быть осуществлено или выполнено способом, который привнесет или улучшит один положительный эффект или группу эффектов в том виде, как это раскрыто, без обязательного осуществления других объектов или эффектов, как они раскрыты или предложены здесь.

Все из этих предпочтительных вариантов осуществления изобретения предназначены для определения объема притязаний изобретения в том виде, как оно раскрыто. Эти и другие предпочтительные варианты осуществления изобретения станут более понятными для специалистов в этой области из следующего далее детального описания изобретения с прилагаемыми чертежами, при этом изобретение не ограничивается любым конкретным вариантом предпочтительного осуществления.

Краткое описание чертежей

Фигура 1А - это схематическая иллюстрация дистанционно управляемого клапана в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения.

Фигура 1В - это схематическое поперечное сечение регулятора потока, сконструированного в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения.

Фигура 2 - это схематическая иллюстрация дистанционно управляемого клапана, расположенного между двумя отрезками шланга, в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Фигура 3А схематически иллюстрирует устройство дистанционного управления в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Фигура 3В схематически иллюстрирует устройство дистанционного управления в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Фигура 4 схематически иллюстрирует систему для дистанционного управления потоком жидкости и действий с катушкой в соответствии с другим предпочтительньм вариантом осуществления изобретения.

Фигура 5 - схематическое представление электронных компонентов одного предпочтительного варианта осуществления изобретения.

Фигура 6 - вариант выполнения узла контроля энергопотребления.

Фигура 7А - это график напряжения на выходной линии 1 в электрической схеме Фигуры 6.

Фигура 7В - это напряжение не инвертирующей входной линии 3 Фигуры 6.

Фигура 7С - это напряжение инвертирующей входной линии 4 Фигуры 6.

Фигура 8 - другой вариант выполнения узла контроля энергопотребления.

Фигура 9 - другой вариант выполнения узла контроля энергопотребления.

Фигура 10А - это график, который иллюстрирует напряжения для точки р2 Фигуры 9.

Фигура 10В - это график напряжения на выходе 1 Фигуры 9.

Фигура 10С - это график напряжения на выходе 2 Фигуры 9.

Фигура 10D - это график, показывающий, что напряжение между выходами 1 и 2 Фигуры 9 равно нулю, когда напряжение в точке р2 уменьшается ниже 1.4 вольт.

Детальное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Хотя все проиллюстрировано на примере садовых шлангов для полива или мытья, специалист легко оценит, что принципы и эффекты предпочтительных вариантов осуществления изобретения применимы к другим типам шлангов. Например, дополнительно к вышеуказанному применению, поток, пропускаемый через шланг, может представлять сжатый воздух или шланг может использоваться для вакуумного отсоса.

Фигура 1А иллюстрирует один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения. Источник жидкости изображен в виде водопроводного крана 10, выступающего из стены здания 12. Кран 10 включает клапан или вентиль с ручным управлением 14. Шланг 16 соединен с краном 10 и простирается от ближнего конца 18 до дальнего конца 20, заканчивающегося соплом 22. Сопло 22 обычно приспособлено для присоединения насадки. Предпочтительно сопло имеет вручную управляемую насадку (не показано), такую как распылительный пистолет. Регулятор потока 30 расположен в некоторой точке между дальним концом 20 линии шланга 16 и водопроводным краном 10.

Регулятор потока 30 показан более детально на Фигуре 1В, определяет канал потока жидкости 32 от входного отверстия 34 до выходного отверстия 36. Желательно, чтобы входное отверстие 34 было снабжено внутренней резьбой для соединения с внешней резьбой обычного водопроводного крана. Подобным образом выходное отверстие регулятора потока 36 определяет внешнюю резьбу стандартного диаметра и шага резьбы для получения внутренней резьбы обычного соединения садового шланга. Клапан 38, открывающийся и закрывающийся под действием электричества, такой как электромагнитный клапан, по выбору позволяет или запрещает потоку течь по каналу 32. Такие клапаны, функционирующие под действием электрического тока с входными и выходными отверстиями, известны в коммерчески доступных разбрызгивателях, дождевальных системах по времени. Если термин «дополнительный» используется для описания регулятора потока 30, регулятор потока может быть единственным регулятором в системе. Другими словами термин «дополнительный» не обязательно означает, что в системе должны быть другие средства управления потоком; скорее термин используется как средство для отличия этого регулятора потока от других изделий, таких как вентиль ручного управления 14.

В иллюстрированных предпочтительных вариантах осуществления изобретения (Фигуры 1А, 1В, 2, 4 и 5) регулятор потока 30 включает электронные компоненты 40, предназначенные для получения и сообщения сигналов или командных сигналов от удаленного источника, такого как передатчик или устройство дистанционного управления 50 (Фигура 1А, 2, 3А, 3В, 4 и 5). Причем электроника 40 дополнена антенной 42 и включает беспроводный ресивер, предназначенный для получения электромагнитных сигналов от удаленного источника и перевода этих сигналов в сигналы, которые могут открывать или закрывать клапан, функционирующий под действием электричества. Дополнительно, как показано на Фигуре 4, регулятор потока 30 может быть связан, через один или более проводов 118, с двигателем 114, который приводит в движение катушку 116. Причем регулятор потока 30 может отправлять сигналы для управления двигателем 114 катушки, сигналы управления для двигателя передаются двигателю через провод 118. Соединение проводом может также передавать электроэнергию одному или обоим регулятору потока 30 и двигателю 114. На иллюстрированном предпочтительном варианте осуществления изобретения двигатель 114 получает электричество через вилку 120, подключенную к источнику энергии, соединение проводом 118 передает электроэнергию регулятору потока 30. Примеры способов связи включают связь в инфракрасном (ИК) диапазоне и радиочастотном (РЧ) диапазоне.

Как проиллюстрировано на Фигуре 5, беспроводный ресивер 41 включает некоторый вид устройства обнаружения 44, такой как РЧ ресивер интегральная схема, предназначенная для определения входящих беспроводных сигналов. Дополнительно ресивер 41 может включать логическое устройство или схему, которая предназначена для анализа и расшифровки входящих беспроводных сигналов, определяемых узлом обнаружения 44 и определения, какой, если вообще какой-нибудь необходим, ответ должен быть создан. Ресивер 41 предпочтительно предназначен для электрической связи с устройствами, приводимыми в действие при помощи электричества для того, чтобы электрические сигналы могли быть преобразованы в физическое изменение, такое как действие клапана, например. Необходимость размещать устройство обнаружения 44 и логическое устройство 43 в одном корпусе или ресивере 41 отсутствует.

Отметим, что иллюстрируемая в качестве внешней компоненты, антенна 42 может быть альтернативно вмонтирована в корпус регулятора потока 30. Также на Фигуре 1В проиллюстрирован изолированный источник постоянного тока в форме батарей 47. Понятно, что регулятор потока 30 может альтернативно быть подсоединен к источнику переменного тока от электрического выхода здания 12 или гальванического элемента или подобного.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения логическое устройство будет внешним к ресиверу. Это логическое устройство может представлять собой Специализированную Интегральную Схему (СИС) или стандартную интегральную схему дешифратор. Логическое устройство может предпочтительно быть отключено от сети питания, когда в нем нет необходимости. Дополнительно, как показано на Фигуре 5, электроника 40 может включать «узел контроля энергопотребления», который снижает энергопотребление ресивера 41. Узел контроля энергопотребления 45 может быть особенно ценен, когда ресивер 41 питается от батарей 47. Как объяснено выше в разделе уровень техники, обычный беспроводный ресивер потребляет много электроэнергии, потому что ресивер должен постоянно контролировать поступление беспроводных команд. Если ресивер питается от батарей, энергия батарей может быть израсходована за очень короткий промежуток времени, например неделю или меньше. Узел контроля энергопотребления преодолевает это ограничение. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения узел контроля энергопотребления 45, ресивер 41 могут функционировать свыше 6 месяцев. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения узел контроля энергопотребления может позволить ресиверу функционировать до двенадцати раз дольше, чем ресивер без узла контроля энергопотребления.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения узел контроля энергопотребления 45 обычно действует путем отключения питания устройства обнаружения 44 ресивера 41 и всех других электронных компонентов в течение «разумного времени ответа». «Разумное время ответа» означает временной период, в течение которого пользователь не сообщал бы или не намеревался бы задействовать дистанционно управляемый передатчик 50. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения «разумное время ответа» определяется как более короткий промежуток времени, чем период, в течение которого длится сигнал от дистанционно управляемого передатчика 50. Например, когда действие передатчика 50 приводит к сигналу, который длится 3 секунды, то время отключения узла обнаружения предпочтительно меньше, чем 3 секунды. В альтернативном варианте осуществления изобретения время отключения узла обнаружения 44 дольше, чем продолжительность сигнала от передатчика 50. В этих предпочтительных вариантах осуществления изобретения сигнал от передатчика не может быть определен узлом обнаружения 44, что может повлечь за собой долгое ожидание. В альтернативном варианте осуществления изобретения разумное время ответа основывается на том, что для некоторых вариантов изобретения, например устройство управления водным шлангом, пользователь может подождать несколько секунд перед тем, как что-нибудь произойдет в местоположении пользователя. В альтернативном варианте осуществления изобретения время разумного ответа - это временной период, определяемый необходимым временем службы батареи и мощностью батареи в текущий момент времени. Например, если батарея или батареи должны проработать в течение нескольких лет при их постоянном использовании в ресивере 41, а они имеют только 1 недельный запас электроэнергии для непрерывной работы устройства обнаружения 44, то узел контроля энергопотребления 45 будет активировать устройство обнаружения приблизительно на 1 секунду через каждые 52 секунды. 51 секундный цикл выключения мог бы привести к очень большой задержке между возникновением сигнала передатчика 50 до появления воды в шланге 16, но это только пример того, какие временные периоды могут быть установлены. Однако для устройства обнаружения 44 необходима только доля секунды, для того чтобы определить, был ли сигнал получен. Например, устройство обнаружения 44 может быть включенным на 1/50 секунды или 20 миллисекунд в течение каждой секунды. Этого времени было бы достаточно, для того чтобы определить был ли сигнал получен, и это помогло бы сэкономить значительное количество энергии.

Узел контроля энергопотребления 45 включает устройство обнаружения 44, и устройство обнаружения ищет сигнал. Этот процесс неоднократного выключения и включения устройства обнаружения 44, также другого оборудования, потребляющего ток, ограничивает количество энергии, необходимой для непрерывного наблюдения за входящими беспроводными сигналами. Если устройство обнаружения 44 не определяет сигнал в течение заданного промежутка времени, узел контроля энергопотребления предпочтительно выключает питание от устройства обнаружения на другой период времени, таким образом повторяя цикл.

В альтернативном варианте осуществления изобретения узел контроля энергопотребления также отключает логическое устройство 43. Логическому устройству 43 не нужно автоматическое повторное включение после некоторого периода времени. Вместо этого включение логического устройства 43 требуется только тогда, когда беспроводный сигнал определяется устройством обнаружения 44. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения этот сигнал - это эффективный сигнал управления от дистанционного передатчика 50, для того чтобы открывать или закрывать клапан 38 или активировать двигатель 114.

В одном из этих энергосберегающих вариантах осуществления изобретения устройство может быть приспособлено к его возвращению к энергосберегающему режиму, после того как беспроводный сигнал определен и сигнал прекратился. Пока сигнал определяется, узел контроля энергосбережения позволяет устройству использовать больше энергии, прекращение сигнала может также позволить узлу контроля энергосбережения вернуть электронные компоненты в их состояние с низким потреблением энергии. В некоторых вариантах осуществления изобретения иногда желательно приостанавливать процесс вслед за прекращением сигнала на тот случай, если последует другой сигнал. Например, это может быть применимо в следующем случае, после сигнала закрыть клапан 38 - остановка работы, оставить электронные компоненты 40 включенными, поскольку может последовать сигнал смотать шланг.

По другому аспекту узел контроля энергосбережения 45 использует операционный усилитель, для того чтобы неоднократно переключать устройство обнаружения 44 между положениями включено и выключено, для того чтобы сэкономить время эксплуатации батареи.

Предпочтительный вариант осуществления узла контроля энергосбережения можно увидеть на Фигуре 6. Узел контроля энергосбережения предпочтительно включает потребляемый мало энергии бистабильный (с двумя устойчивыми состояниями) генератор. Генератор включает операционный усилитель U1A, множество резисторов R1, R2, R3, R4 и R5, конденсатор С1 и диод D1. Операционный усилитель U1A имеет не инвертирующую входную линию 3, инвертирующую входную линию 4, и выходную линию 1, среди прочих. Резисторы R1, R2, R3 образуют делитель напряжения, который обеспечивает одно из двух напряжений на не инвертирующей входной линии 3 операционного усилителя U1A. Резистор R3 обеспечивает гистерезис, для того чтобы стабилизировать операционный усилитель. В то время как ресивер представляет собой РЧ ресивер в этом предпочтительном варианте осуществления изобретения другие способы передачи могли быть также использованы вместо РЧ связи. Фигуры 7А, 7В и 7С иллюстрируют напряжение на входных линиях операционного усилителя. Фигура 7А - это напряжение на выходной линии 1 операционного усилителя. Фигура 7В - это напряжение на не инвертируемой входной линии 3 и фигура 7С - это напряжение на инвертируемой входной линии 4.

Когда напряжение на выходной линии 1 высокое из-за влияния эффектов делителя напряжения, напряжение на не инвертируемой линии 3 еще более высокое. Конденсатор С1 заряжается при постепенном увеличении напряжения на инвертируемой линии 4, до тех пор пока напряжение не станет одинаковым с напряжением на не инвертируемой линии 3. Затем операционный усилитель U1A изменяет выходное напряжение на линии 1 до его низкого значения V_o1. Поскольку конденсаторы, соединенные с не инвертируемой линией 3, отсутствуют, то и задержка по времени не происходит, низкий уровень выходного сигнала на линии 1 незамедлительно снижает напряжение на линии 3. Низкое выходное напряжение также является причиной прохождения электрического тока через резисторы R4 и R5 и снижает напряжение через конденсатор С1. Напряжение через конденсатор не может изменяться сразу, поэтому напряжение на инвертируемой входной линии 4 постепенно уменьшается. Когда напряжение на линии 4 уменьшится до напряжения на не инвертируемой линии 3, напряжение на выходной линии 1 операционного усилителя U1A возрастет до высокого напряжения операционного усилителя V_oh. Высокое выходное напряжение на линии 1 является причиной прохождения электрического тока через резистор R4 и увеличивает напряжение через конденсатор С1. При загрузке конденсатора напряжение на инвертируемой входной линии 4 возрастает. Когда напряжение на инвертируемой входной линии 4 равно напряжению на не инвертируемой входной линии 3, выходная линия 1 переключается на V_o1, причем это повторяется в непрерывном цикле. Период не инвертирования (Т_р) пропорционален постоянной времени, которая определяется произведением сопротивления резистора R4 на емкость конденсатора С1. Период инвертирования (T_n) пропорционален постоянной времени общего сопротивления R3 и R4, соединенных параллельно, умноженных на емкость конденсатора С1. Эта постоянная времени определяется как ((R4·R3)/(R4+R3))·C1.

Когда напряжение на выходной линии 1 операционного усилителя U1A высокое, транзистор Q1 не имеет базового тока и не проводит. Это отключает питание РЧ ресивера U2. Когда напряжение на выходной линии 1 операционного усилителя U1A низкое, транзистор Q1 имеет базовый ток, проходящий через резистор R6, и включает его так, что напряжение на коллекторе транзистора Q1 близко к напряжению Батареи +. Это включает питание РЧ ресивера U2. Как описано выше, T_n, время за которое РЧ ресивер U2 получает питание, пропорционально константе времени. В предпочтительном варианте осуществления изобретения T_n равно 1/20 общего времени цикла, T_n+T_p. Предпочтительно РЧ ресивер включен между 2% и 20% общего времени каждого цикла, более предпочтительно между 3% и 10%. Период включения и выключения может быть далее модифицирован использованием неодинаковых резисторов R1 и R2 для того, чтобы создать дополнительный делитель напряжения.

РЧ ресивер U2 выводит сигнал на линию 10, если РЧ командный сигнал был получен. Когда напряжение на линии 10 высокое, ток проходит через диод D2, заряжая конденсатор С2. Когда напряжение через конденсатор выше 0.6 Вольт, ток проходит через резистор R8 и переход база-эмиттер транзистора Q2. Когда ток проходит через переход база-эмиттер транзистора Q2, транзистор включается и напряжение на коллекторе близко к напряжению земли. Это является причиной прохождения тока через резистор R7 и переход база-эмиттер транзистора Q1, таким образом поддерживая транзистор Q1 во включенном состоянии, передавая электроэнергию к РЧ ресиверу U2. Это осуществляет функцию передачи энергии к РЧ ресиверу U2, пока команду расшифровывают и выполняют. В этом варианте осуществления изобретения РЧ ресивер U2 получает РЧ сигнал и также расшифровывает его. Когда РЧ ресивер больше не получает сигнал, показатели на линии 10 становятся низкими и управление питанием РЧ ресивера U2 возвращается на бистабильный генератор.

Когда РЧ ресивер U2 расшифровывает команду, он выводит результаты на информационную (data) линию D0, линию 2 РЧ ресивера U2, и/или информационную (data) линию D1, линию 3 РЧ ресивера U2. Если функция 1 включена, то РЧ ресивер U2 выводит высокое напряжение на информационную линию D0 (линия 2). Если функция 1 включена, ресивер выводит высокое напряжение на информационную линию D1 (линию 3). Высокое напряжение на информационной линии D0 (линия 2) будет являться причиной прохождения электрического тока через диод D4 и переключает вход функции 1 включения на высокое напряжение. Высокое напряжение на информационной линии D1 (линия 3) будет являться причиной прохождения электрического тока через диод D3 и переключает вход функции 0 включения на высокое напряжение. В другом варианте осуществления изобретения узел контроля энергосбережения, показанный на Фигуре 8, предпочтительно включает операционный усилитель U1A, множество резисторов R1, R2, R3, R4 и R5, конденсатор С1 для того, чтобы составить маломощный бистабильный генератор подобный тому, что изложено в варианте выше. Когда напряжение на выходной линии 1 операционного усилителя U1A высокое, транзистор Q1 не имеет базового тока и не проводит. Это отключает питание РЧ ресивера U2. В этом варианте РЧ ресивер U2 служит только ресивером. РЧ ресивер U2 передает данные на СИС U3 для расшифровывания, как показано на Фигуре 8. Когда напряжение на выходной линии 1 операционного усилителя U1A низкое, транзистор Q1 имеет базовый ток, проходящий через резистор R6, и включает его так, что напряжение на коллекторе транзистора Q1 близко к напряжению Батареи +. Высокое напряжение коллектора включает питание РЧ ресивера U2.

Выведение РЧ ресивера U2 на информационную линию 8 используется для поддержания питания РЧ ресивера U2, пока команда передается. РЧ ресивер U2 выводит сигнал на информационную линию 8, если РЧ команда была получена. Когда напряжение на линии 8 высокое, ток проходит через диод D2, заряжая конденсатор С2. Когда напряжение через конденсатор выше 0.6 Вольт, ток проходит через резистор R8 и переход база-эмиттер транзистора Q2. Когда ток проходит через переход база-эмиттер транзистора Q2, транзистор включается и напряжение на коллекторе близко к напряжению земли. Это является причиной прохождения тока через резистор R7 и переход база-эмиттер транзистора Q1, таким образом поддерживая транзистор Q1 во включенном состоянии, передавая электроэнергию РЧ ресиверу U2. Это осуществляет функцию передачи энергии к РЧ ресиверу U2, пока команда расшифровывается и выполняется.

Выведение РЧ ресивера U2 на информационную линию 8 также используется для поддержания питания СИС U3, пока команда расшифровывается. Когда напряжение через конденсатор выше 0.6 В, ток проходит через резистор R11 и переход база-эмиттер транзистора Q3. Транзистор Q3 включается и напряжение на коллекторе близко к напряжению земли. Это является причиной прохождения тока через резистор R12 и переход база-эмиттер транзистора Q3, таким образом поддерживая транзистор Q4 во включенном состоянии, передавая электроэнергию к СИС U2. Когда СИС U2 расшифровало какую-то команду и определяет, что это действительная команда, то происходит вывод высокого напряжения на функцию выхода включения, которая включает питание электронных компонентов, для того чтобы реализовывать соответствующие функции. Информационная линия 8 РЧ ресивера U2 отключается, и цикл возвращается к управлению бистабильным генератором.

В другом варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на Фигуре 9, узел контроля энергосбережения изменяет напряжение, которое применяют к устройству функционирования клапаном в течение периода времени, требуемого для того, чтобы открывать или закрывать клапан. В одном варианте осуществления изобретения узел контроля энергосбережения применяет постоянное напряжение к клапану в течение периода времени, достаточного для того, чтобы преодолеть начальное трение клапана для того, чтобы клапан начал движение. Затем узел контроля энергосбережения снижает напряжение в течение следующего периода времени, пока клапан движется. Этот процесс снижает общее количество энергии, необходимое для открытия и закрытия клапана. Когда пользователь нажимает на переключатель S1, анод диода D1 подсоединяется к Батареи +. Диод D1 будет проводить и напряжение на катоде диода D1 возрастет до «включенного» напряжения диода (например, 0.6 В). Подобным образом, когда напряжение в функции включения 0 становится высоким, диод D2 будет проводить, и напряжение на катоде диода D2 будет возрастать до 0.6 В. Когда напряжение на катоде одного из двух диодов D1 или D2 высокое, напряжение через конденсатор С1 изменяется. Напряжение через конденсатор С1 не может изменяться мгновенно, поэтому ток протекает через резистор R4 и переход эмиттер-база транзистора Q1. Транзистор Q1 включается и насыщает переход коллектор-эмиттер напряжением. Ток течет через резистор R5 и переход эмиттер-база транзистора Q2. Дополнительно ток течет через резистор R6 и переход эмиттер-база транзистора Q3. Этого тока первоначально достаточно, чтобы насытить Q2 и Q3, таким образом эффективно подсоединяя Выход 1 и Выход 2 к Батарее + и Батарее - соответственно.

Когда конденсатор С1 заряжается, напряжение через резистор R4 уменьшается. Когда транзистор Q1 больше ненасыщен, ток через резисторы R5 и R6 падает, что является причиной того, что транзисторы Q2 и Q3 не будут больше насыщенными. Напряжение на выходе 1 будет медленно снижаться от Батареи +, и напряжение на выходе 2 будет медленно возрастать от Батареи -. Это эффективное уменьшение напряжения между выходом 1 и выходом 2 является напряжением, проходящим через водный клапан. Поскольку напряжение через клапан уменьшается, электроэнергия, которая потребляется клапаном, уменьшается.

Фигуры 10А, 10В, 10С, 10D иллюстрируют процесс медленного уменьшения напряжения через водный клапан. Значения на этих графиках только рекомендуемые и будут изменяться в зависимости от значений параметров элементов схемы. На Фигуре 10А график иллюстрирует напряжение в точке р2, которая является местом соединения резисторов R3 и R4, конденсатора С1. Отметим, что когда напряжение в р2 уменьшатся ниже 1.4 В, напряжения для насыщения транзисторов Q2 и Q3 недостаточно, и напряжение на выходе 1 и 2 одинаковое. Как проиллюстрировано на Фигуре 10D, напряжение через выход 1 и 2 приближается к нулю, когда напряжение в точке р2 уменьшается ниже 1.4 В. В процессе изменения напряжения применяется полное напряжение через клапан для того, чтобы нарушить трение и начать движение клапана, и затем уменьшить напряжение в течение периода, пока клапан движется, для того чтобы минимизировать потребление энергии.

Подобные схемы могут быть использованы в устройстве, для того чтобы ограничить потребление энергии для других функций. В предпочтительном варианте осуществления изобретения существует схема для каждой установленной функции включения.

В одном варианте осуществления изобретения несколько вышеупомянутых устройств потребления электроэнергии используются вместе. Любая комбинация может быть использована, и комбинация всех трех устройств потребления энергии рассматривается. В одном варианте осуществления изобретения схема, формирующая напряжение, используется с одним из узлов контроля энергопотребления. В то время как узлы контроля энергопотребления были описаны в отношении их воздействия на регулятор потока для шланга, в частности для регулирования клапана, специалист в данной области техники оценит, что эти узлы контроля энергопотребления могут быть полезными в любой ситуации, когда минимизация энергопотребления желательна. Это истинно безотносительно к ресиверу, подпитываемому батареями, или к регулятору потока.

Вновь возвращаясь к Фигуре 1А, аппарат также включает устройство дистанционного управления 50, которое способно сообщаться без проводов с электронными компонентами 40 регулятора потока 30, как описано выше.

Соответствующим образом, устройство дистанционного управления 50 включает беспроводный передатчик и источник энергии (предпочтительно батарею 47). В одном варианте осуществления изобретения система работает на радиочастоте. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения используют частоты в области от 433 МГц до 900 МГц. Однако в других предпочтительных вариантах осуществления изобретения инфракрасная или другие области электромагнитного излучения могут быть использованы. Предпочтительно передатчик работает от источника постоянного тока на минимальном расстояния 100 футов, более предпочтительно на расстоянии 200 футов. В представленном на чертеже варианте осуществления изобретения устройство дистанционного управления 50 может быть установлено на шланге 16, в частности близко к соплу 22. Устройство дистанционного управления 50 может быть установлено на шланге 16 любым подходящим способом, включая стандартное крепление лентой 52, как показано.

Ссылаясь на Фигуру 2, система для управления потоком проиллюстрирована в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения. В этом варианте осуществления изобретения регулятор потока 30 вновь помещен между водопроводным краном 10 и насадкой 22, которая помещена на дальнем конце шланга 20. Однако регулятор потока 30 помещают посередине линии шланга, а не на ближнем конце шланга 18. А именно, регулятор потока 30 размещают между первым отрезком линии шланга или секции 16а и вторым отрезком линии шланга или секции 16b. Дополнительно устройство дистанционного управления 50 может свободно держать рука пользователя, как показано, а не закреплять его на шланге. Как показано на Фигуре, устройство дистанционного управления 50 может быть очень маленьким, таким как иногда устройство дистанционного управления на цепочке для ключей или в виде автомобильного ключа для дистанционного управления сигнализацией.

Фигура 3А иллюстрирует один простой вариант для «цепочки для ключей» устройства дистанционного управления 50. В этом простом варианте устройство дистанционного управления 50 просто переключает электрически действующий клапан 38 (Фигура 1В) между состояниями открыто и закрыто. Устройство дистанционного управления 50 включает ручное управление для пользователя. На иллюстрированном варианте кнопка «ВКЛ» 58 представляет открытое положение клапана 38, работающего под действием электричества, в то время как кнопка «ВЫКЛ» 59 представляет закрытое положение клапана 38, работающего под действием электричества. Понятно, что в других вариантах осуществления изобретения единственная кнопка может служить одновременно для открытия и закрытия под действием электричества клапана 38, в зависимости от текущего состояния клапана, когда сигнал направлен. В более сложном варианте или одна из, или обе кнопки «ВКЛ» и «ВЫКЛ» могут служить для того, чтобы частично открыть или частично закрыть клапан через сплошную среду от полностью открытого состояния до полностью закрытого состояния. Единственный переключатель может подобным образом предназначаться для управления скоростью потока путем регулирования степенью открытия клапан 38, открываемого под действием электричества.

Ссылаясь на Фигуру 3В, устройство дистанционного управления 50 с более сложным управлением проиллюстрировано. Как будет лучше понятно из Фигуры 4 и соответствующего текста ниже, это устройство дистанционного управления приводит в действие регулятор потока 30 также и механизм катушки для наматывания и/или сматывания шланга на/с катушки. Например, устройство дистанционного управления 50 может приводить в действие двигатель 114 варианта осуществления изобретения Фигуры 4 (описанной ниже). В этом варианте одна кнопка управления клапаном 62 проиллюстрирована, так что при нажатии на кнопку 62 направляется сигнал к электронным компонентам 40 (Фигура 1В) регулятора потока 30, для того чтобы переключить под действием электричества клапан 38 между состоянием открыто и закрыто. Понятно, что кнопка управления клапаном 62 может быть заменена двумя кнопками, как на Фигуре 3А, или может быть заменена любым из вариантов, упомянутых в предыдущем абзаце.

Устройство дистанционного управления 50 Фигуры 3В также включает одну или более кнопок для управления процессом наматывания шланга. Как показано на чертеже, устройство дистанционного управления 50 включает кнопку «стоп» 64 для остановки двигателя устройства наматывания шланга, кнопку «вперед» 66 для разматывания шланга и кнопку «обратно» 68 для сматывания шланга на катушку. Отметим, что используют символы на этих кнопках для имитации стандартных символов на магнитофонах, проигрывателях для компакт-дисков и видеомагнитофонах. В других вариантах понятно, что кнопку «вперед» 66 можно не включать, когда разматывание шланга осуществляется вручную, просто потянув шланг. Дополнительно в таких вариантах осуществления изобретения единственная кнопка может быть обеспечена (вместо стоп и обратно) для того, чтобы переключать двигатель по наматыванию шланга между положениями обратно и остановкой. Связанные электронные компоненты и устройство наматывания шланга могут быть также предназначены для короткой перемотки быстрым легким нажатием на кнопку и для полного сматывания шланга, когда кнопка удерживается нажатой в течение долгого промежутка времени. Специалист в этой области может легко оценить многочисленные модификации, которые могут быть выполнены с электронными компонентами, для того чтобы приводить в движение регулятор потока и устройство наматывания шланга.

На Фигуре 4 показан аппарат управления шлангом, включающий устройство наматывания шланга, регулятор потока 30 и устройство дистанционного управления 50. Первый отрезок шланга 16а проводит жидкость от источника жидкости или водопроводного крана к регулятору потока 30. В представленном на чертеже варианте осуществления изобретения устройство наматывания шланга 110 включает регулятор потока 30 внутри корпуса для катушки для шланга, хотя другие варианты осуществления регулятора потока могут быть связаны внешним образом с корпусом катушки для наматывания шланга. Как показано, устройство наматывания шланга 110 также включает двигатель 114 для вращения катушки шланга 116. Второй отрезок шланга 16b обернут вокруг катушки 116 и заканчивается на дальнем конце шланга 20 соплом 22 или устройством для закрепления, таким как распылительный пистолет или удлиняющий стержень (не показано). Как показано, устройство дистанционного управления 50 прикреплено на дальнем конце шланга 20, только в верхней части сопла, путем прикрепления лентой 52 или другими подходящими средствами.

Предпочтительно, регулятор потока 30 присоединен, напрямую или ненапрямую, к верхней части катушки для наматывания шланга. Таким образом, когда регулятор потока 30 перекрывает воду, второй отрезок шланга 16b может быть легко намотан на катушку 116 без трудностей, связанных с давлением воды во втором отрезке шланга 16b, несмотря на то, что вентиль 14 открыт и существует давление воды в первом отрезке шланга 16а. Соединение между регулятором потока 30 и вторым отрезком шланга 16b может быть прямым, но предпочтительно его осуществляют через третий отрезок шланга 16с, который ведет к интегрированной трубе и затем соединяется на катушку 116 между интегрированной трубой и вторым отрезком шланга 16b. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения единственная команда от устройства дистанционного управления 50 выключает поток воды от регулятора потока 30 и устройство наматывания шланга 110 начинает перемотку. Один из положительных эффектов описанных предпочтительных вариантов изобретения состоит в том, что комбинация дистанционно управляемого клапана и дистанционно управляемой катушки позволяет полностью задействовать положительные эффекты других устройств. Например, как описано выше, регулятор потока 30 позволяет катушке с большой эффективностью разматывать и наматывать шланг. Аналогично положительный эффект дистанционного управления катушкой позволяет пользователю наслаждаться дистанционным управлением регулятора потока 30, поскольку при отсутствии последнего, если пользователю необходимо передвинуть шланг назад, то ему пришлось бы возвращаться к исходному местоположению шланга.

Регулятор потока 30 также присоединен через провод 118 к двигателю 114 катушки шланга, который в свою очередь подсоединен к источнику энергии, такому как аккумуляторы (не показано), способные работать в режиме с относительно большой нагрузкой, или электрическим шнуром 120, ведущим к источнику электричества или розетке здания 12. Отметим, что провод 118 может передавать как сигналы от электронных компонентов (Фигура 1В), так и электроэнергию от источника, питающего устройство наматывания шланга 110, к регулятору потока 30, таким образом мы избегаем отдельного источника питания для регулятора потока 30. Соединение 118 может включать один или несколько проводов. Понятно, что через показанный провод 118 регулятор потока 30 расшифровывает и передает сигналы от устройства дистанционного управления 50 для управления катушкой шланга, как обсуждалось выше в отношении Фигуры 3В. Для специалиста в данной области техники понятно, что в некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения электронные компоненты необязательно должны располагаться в корпусе регулятора потока 30. Например, электронные компоненты 40, включая беспроводный ресивер 41, могут находиться где-нибудь в устройстве наматывания шланга 110, или в корпусе катушки шланга 112, или даже за пределами или наверху устройства наматывания шланга. Более того, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения электронные компоненты могут располагаться практически везде, откуда они могут передать сигнал, а регулятор потока 30 получить его. Важные рекомендации по решению вопроса размещения электронных компонентов 40 включают правила, указанные в настоящей заявке и реализуемые специалистом в области техники. Например, размещение, указанное на Фигуре 4, имеет преимущество в расположении возможного источника электричества, электрического шнура 120 на значительном расстоянии от входящего отверстия регулятора потока 30. Это является положительным эффектом, потому что когда клапан 38, работающий под действием электричества, закрыт, входной отрезок регулятора потока 30 будет все еще под действием давления среды в шланге. Этот входной отрезок закрытого регулятора потока 30 подвержен большей протечке, чем отрезок шланга, расположенный рядом с соплом. Если среда представляет опасность в комбинации с электричеством (вода или некоторые взрывоопасные газы, например) будет выгодно для таких устройств обеспечить настолько большее расстояние между первичным источником электрического тока и возможными источниками протечек жидкости, насколько это возможно.

В то время как во многих предпочтительных вариантах осуществления изобретения электронные компоненты 40 содержатся внутри регулятора потока 30, в некоторых вариантах может иметь положительный эффект размещение электронных компонентов в других местах. Например, может иметь положительный эффект размещение беспроводного ресивера за пределами любого корпуса катушки шланга 112, для того чтобы позволить некоторым дистанционно управляемым устройствам сообщаться с ресивером более легко. Альтернативно, может быть желательно ограничить количество электронных компонентов в регуляторе потока 30, поскольку электронные компоненты могут быть размещены где-то в другом месте и соединяться с клапаном 38, работающим под действием электричества, через провод, который несет сигнал открытия или закрытия клапана. В одном варианте осуществления изобретения электронные компоненты 40 первоначально находятся в устройстве наматывания шланга 110. В другом варианте осуществления изобретения электронные компоненты 40 первоначально находятся в или на корпусе катушки шланга 112. В предпочтительном варианте осуществления изобретения электронные компоненты 40 находятся в регуляторе потока 30.

Хотя не показано, понятно, что устройство наматывания шланга предпочтительно включает механизм распределения шланга по поверхности катушки 116, когда он наматывается, во избежание перегибов и максимальной нагрузки. Самым предпочтительным устройство наматывания шланга 110 использует механизм, подобный тому, что описан в патенте США 6,422,500, Mead, Jr. 23 июля 2002, право на который передано патентообладателю по настоящей заявке, описание которого приводится здесь для ссылки. В частности, патент иллюстрирует на Фигурах 8А и 8В и в соответствующем сопроводительном тексте способ распределения шланга по поверхности катушки путем относительного вращения между корпусом с отверстием для шланга и катушкой, помещенной в этот корпус. Механизмы сцепления вращения катушки вдоль горизонтальной оси и вращения окружающего корпуса могут включать винтовую канавку, как показано в патенте, или могут включать любое число других систем соединения.

В действии устройство наматывания шланга 110 и регулятор потока 30 может быть присоединен к крану 10 и помещен в любой подходящей позиции. Когда не используется второй отрезок шланга 16b наматывается на катушку шланга 116 и только сопло 22 высовывается наружу из корпуса катушки шланга 112. Регулятор потока 30 предпочтительно находится в выключенном состоянии, если не используется, так что давление во втором отрезке шланга 16b меньше, чем при его использовании, хотя вентиль на водопроводном кране может оставаться открытым.

Таким образом, риск протечки минимален, по крайней мере, верхний конец регулятора потока 30, и отрезок шланга 16b легко наматывается на катушку и может быть легко сжат в зависимости от природы шланга. В другом варианте осуществления изобретения пока существует небольшое давление на отрезке 16b шланга, и шланг не используется, для облегчения разматывания шланга давление в отрезке 16b может быть увеличено путем накачивания шланга воздухом и способствуя его разматыванию. Этому может способствовать открытие электрического клапана, по крайней мере, частично. Как может оценить специалист в данной области техники, в варианте, описанном на Фигуре 4, это предварительное накачивание шланга воздухом может привести к тому, что вода покинет шланг до того, как она понадобится пользователю. Однако второй регулятор потока может быть также помещен на нижнем канале рядом с соплом 22, или ручное управление может быть вместо сопла также.

В одном варианте осуществления изобретения многочисленные регуляторы потока могут быть использованы вдоль всей длины шланга, по многим причинам, основные две, наличие многочисленных выходных отверстий или потому что определенные характеристики шланга могут быть необходимы на отдельных отрезках шланга.

Когда желательно работать со шлангом, пользователь может вытащить насадку 22 и свободно размотать шланг с катушки 116. В других вариантах осуществления изобретения двигатель 114 может быть задействован (например, с помощью устройства дистанционного управления 50) для того, чтобы автоматически растянуть и размотать шланг. Когда пользователь растянул шланг достаточно и достиг позиции, где он хотел бы применить жидкость, пользователь применяет устройство дистанционного управления 50 для того, чтобы открыть клапан управления потоком 38 регулятора потока 30. Когда вентиль 14 уже открыт, нет необходимости идти к водопроводному крану, до которого может быть трудно добраться, или где подобным образом может быть грязно из-за капающей воды, для того чтобы включить шланг. Даже в ситуации, когда используется не управляемая вручную насадка к соплу, вода не вытекает свободно в промежутке между временем включения крана и возвращением к насадке. Предпочтительно пользователь уже держит насадку, когда вода начинает течь. Более того, пользователю ненужно возвращаться к водопроводному крану 10, для того чтобы закрыть воду, лучше просто использовать устройство дистанционного управления 50, для того чтобы перекрыть водный поток на регуляторе потока 30.

Как оценит специалист в данной области техники, в некоторых вариантах осуществления изобретения определенная схема, описанная выше, является результатом ситуаций, в которых шанс жидкости протечь через шланг, вступая в контакт с электрическим током, заметно сокращается.

Однако это может быть еще выгодно для того, чтобы изолировать многие компоненты, использующие электричество, для того чтобы сократить риск.

Как оценит любой специалист в данной области техники, что различные упущения, добавления и модификации могут быть выполнены в соответствии со способами и устройствами, описанными выше, без отступления от объема притязаний данного изобретения. Все такие модификации и изменения предназначены для включения в объем притязаний изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к области автоматического управления. Система управления шлангом включает ресивер (40, 42) и передающее устройство (50), с помощью которых возможно осуществление дистанционного управления как потока воды через шланг (16), так и наматывание и сматывание шланга с катушки. Техническим результатом является снижение электроэнергии, потребляемой электронными устройствами (40) системы. Ресивер может быть использован с различными внешними характеристиками, как и все из системы управления шлангом. 3 н. и 35 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Система управления шлангом, содержащая:
регулятор расхода с входом и выходом, каналом для прохода потока текучей среды между входом и выходом и клапаном с электрическим приводом, установленным для избирательного перекрытия канала для прохода потока текучей среды;
устройство катушки для шланга, содержащее вращающуюся катушку для шланга, на которую может наматываться шланг;
двигатель с электрическим управлением, подключенный для вращения катушки;
шланг, гидравлически сообщенный с выходом регулятора расхода, при этом шланг, по меньшей мере, частично намотан на упомянутую катушку для шланга;
электронные компоненты, сообщенные с упомянутым клапаном и упомянутым двигателем, при этом электронные компоненты содержат беспроводной приемник, настроенный на прием беспроводных командных сигналов для управления клапаном и двигателем, причем электронные компоненты настроены на передачу электрической энергии для привода клапана и двигателя; и
беспроводное средство дистанционного управления, содержащее средства ручного управления и беспроводный преобразователь, при этом беспроводной преобразователь настроен на передачу беспроводных командных сигналов беспроводному приемнику для управления клапаном и двигателем, причем средства ручного управления подсоединены к беспроводному преобразователю для обеспечения управления беспроводным преобразователем, а средство беспроводного дистанционного управления установлено рядом с удаленным концом шланга.

2. Система управления шлангом по п.1, в которой беспроводной приемник объединен с регулятором расхода.

3. Система управления шлангом по п.1, в которой электронные компоненты включают чипы с интегральными схемами (1C).

4. Система управления шлангом по п.1, в которой беспроводный приемник представляет собой радиочастотный (RF) приемник.

5. Система управления шлангом по п.1, в которой электронные компоненты дополнительно включают электронный логический блок, настроенный на прием беспроводных командных сигналов от беспроводного приемника и обработку упомянутых командных сигналов для управления клапаном и двигателем.

6. Система управления шлангом по п.5, в которой логический блок содержит блок декодера интегральной схемы.

7. Система управления шлангом по п.1, в которой электронные компоненты настроены на установку клапана в любое из множества положений, от полностью закрытого положения, в котором канал для прохода потока текучей среды полностью перекрыт, до полностью открытого положения, в котором канал для прохода потока текучей среды полностью открыт.

8. Система управления шлангом по п.1, в которой вход регулятора выполнен с обеспечением сопряжения с выходом водопроводного крана, а выход выполнен с обеспечением сопряжения со шлангом.

9. Система управления шлангом по п.1, в которой вход и выход регулятора расхода выполнены с обеспечением сопряжения с концами участков шланга.

10. Система управления шлангом по п.1, в которой устройство катушки для шланга и регулятор расхода установлены в общем корпусе.

11. Система управления шлангом по п.1, в которой средства ручного управления беспроводным средством дистанционного управления содержат одно или более средств управления двигателем для передачи командных сигналов беспроводному приемнику для управления двигателем и одно или более средств управления клапаном для передачи командных сигналов беспроводному приемнику для управления клапаном.

12. Система управления шлангом по п.1, в которой вход выполнен с обеспечением сопряжения с краном для сточных бытовых вод, а выход выполнен с обеспечением сопряжения со шлангом для воды.

13. Система управления шлангом по п.1, в которой беспроводной приемник способен принимать беспроводные командные сигналы, только когда беспроводной приемник находится во включенном состоянии, при этом система управления шлангом дополнительно содержит блок управления энергией, настроенный на неоднократное переключение беспроводного приемника из включенного в выключенное состояние на протяжении цикла.

14. Система управления шлангом по п.13, в которой блок управления энергией обеспечивает включенное состояние беспроводного ресивера в диапазоне 2-20% от времени цикла.

15. Система управления шлангом по п.14, в которой блок управления энергией обеспечивает включенное состояние беспроводного ресивера в диапазоне 3-10% от времени цикла.

16. Система управления шлангом по п.13, в которой беспроводной приемник содержит блок обнаружения, настроенный на обнаружение и прием беспроводных командных сигналов, и электронный логический блок, настроенный на прием командных сигналов от блока обнаружения, при этом логический блок дополнительно настроен на обработку командных сигналов для управления, по меньшей мере, одним из двигателя и клапана, причем блок управления энергией настроен на обеспечение выключенного состояния логического блока, пока беспроводный приемник не получит беспроводной сигнал.

17. Система управления шлангом по п.13, в которой блок управления энергией содержит операционный усилитель.

18. Система управления шлангом по п.13, в которой беспроводной приемник содержит радиочастотный (RF) усилитель.

19. Система управления шлангом по п.13, в которой блок управления энергией настроен на обеспечение выключенного состояния беспроводного приемника в течение времени, не превышающего заданный период, на протяжении каждого цикла, при этом беспроводное средство дистанционного управления настроено на передачу беспроводных командных сигналов таким образом, что каждый сигнал передается в течение периода времени, продолжительность которого, по меньшей мере, совпадает с продолжительностью упомянутого заданного периода.

20. Система управления шлангом по п.1, в которой упомянутый беспроводной приемник настроен на прием беспроводных командных сигналов от беспроводного средства дистанционного управления, только когда беспроводной приемник включен, при этом упомянутые электронные компоненты дополнительно содержат блок управления энергией, настроенный на снижение потребления энергии путем подачи первоначального напряжения для инициирования перемещения механического устройства, а затем - снижения напряжения, подаваемого к механическому устройству, после того как механическое устройство начнет перемещение, и перед тем как планируется остановка механического устройства.

21. Система управления шлангом по п.20, в которой механическое устройство представляет собой клапан.

22. Система управления шлангом по п.20, в которой механическое устройство представляет собой двигатель.

23. Система управления шлангом по п.1, в которой беспроводной приемник настроен на прием беспроводных командных сигналов для управления клапаном, при этом упомянутые электронные компоненты дополнительно содержат блок управления энергией, настроенный на неоднократное переключение беспроводного приемника из включенного в выключенное состояние на протяжении цикла.

24. Система управления шлангом по п.23, дополнительно содержащая электронный логический блок, настроенный на обработку упомянутых сигналов, при этом блок управления энергией настроен на обеспечение выключенного состояния электронного логического блока, пока беспроводной приемник не получит беспроводной командный сигнал, причем блок управления энергией настроен на переключение электронного логического блока во включенное состояние после получения приемником беспроводного командного сигнала.

25. Система управления шлангом по п.24, в которой шланг гидравлически сообщен с упомянутым каналом для прохода потока текучей среды регулятора расхода.

26. Способ управления шлангом, включающий:
получение беспроводного командного сигнала клапана для управления клапаном с электрическим приводом, при этом клапан устанавливают в положение, обеспечивающее избирательное перекрытие канала для прохода потока текучей среды через шланг;
установку клапана в соответствии с беспроводным командным сигналом клапана;
получение беспроводного командного сигнала катушки для управления электрическим двигателем, подключенным для вращения катушки, на которую можно намотать шланг шланговой системы, при этом упомянутый беспроводной командный сигнал клапана создается в беспроводном средстве дистанционного управления, установленном рядом с удаленным концом шланга; и
активацию двигателя в соответствии с беспроводным командным сигналом катушки.

27. Способ по п.26, дополнительно включающий:
неоднократное переключение беспроводного приемника из включенного в выключенное состояние на протяжении цикла, при этом беспроводной приемник способен получать беспроводные командные сигналы клапана и командные сигналы катушки только когда беспроводной приемник находится во включенном состоянии; и
реагирование на получение беспроводным приемником беспроводного сигнала во включенном состоянии путем прекращения переключения беспроводного приемника в выключенное состояние.

28. Способ по п.27, дополнительно включающий обеспечение включенного состояния беспроводного приемника в течение периода времени, составляющего примерно 2-20% от продолжительности цикла.

29. Способ по п.28, дополнительно включающий обеспечение включенного состояния беспроводного приемника в течение периода времени, составляющего примерно 3-10% от продолжительности цикла.

30. Способ по п.27, дополнительно включающий:
обеспечение невключенного состояния электронного логического блока, при этом электронный логический блок настроен на получение командных сигналов от беспроводного приемника и обработку упомянутых сигналов для управления, по меньшей мере, одним из двигателя и клапана;
реагирование на получение беспроводным приемником беспроводного сигнала путем переключения логического блока во включенное состояние.

31. Способ по п.27, в котором каждая из команд - беспроводная команда клапана и команда катушки - передается в течение периода времени продолжительностью, по меньшей мере, соответствующей продолжительности заданного периода, при этом способ дополнительно включает:
обеспечение невключенного состояния беспроводного приемника в течение периода времени продолжительностью, не превышающей продолжительность упомянутого заданного периода, на протяжении каждого цикла.

32. Способ по п.26, дополнительно содержащий:
неоднократное включение и выключение приемника, настроенного на получение беспроводных командных сигналов клапана для управления клапаном или двигателем; и
реагирование на получение приемником беспроводного командного сигнала путем обеспечения включенного состояния приемника для возможности передачи им командного сигнала клапану или двигателю.

33. Способ по п.26, дополнительно включающий:
обеспечение невключенного состояния электронного логического блока, пока блок обнаружения не обнаружит беспроводной командный сигнал клапана или беспроводной командный сигнал катушки, при этом электронный логический блок настроен на получение сигнала от блока обнаружения и обработку упомянутого сигнала для управления клапаном или двигателем; и
включение электронного логического блока при обнаружении блоком обнаружения одного из беспроводных сигналов.

34. Способ по п.26, дополнительно содержащий:
когда получен один из беспроводных командных сигналов, подачу первоначального напряжения для инициирования перемещения механического устройства; и
снижение упомянутого первоначального напряжения после того, как механическое устройство начинает перемещаться, но до того, как планируется остановка механического устройства.

35. Способ по п.34, в котором механическое устройство представляет собой клапан, установленный для селективного перекрытия канала для прохода потока текучей среды через систему шланга.

36. Способ по п.34, в котором механическое устройство представляет собой двигатель, приводящий во вращение катушку.

37. Способ управления шлангом, включающий:
передачу беспроводного командного сигнала клапана от беспроводного средства дистанционного управления к беспроводному приемнику;
неоднократное переключение беспроводного приемника из включенного в невключенное состояние на протяжении цикла, при этом беспроводной приемник способен получить беспроводной командный сигнал клапана и беспроводной командный сигнал катушки только когда беспроводной приемник находится во включенном состоянии; и
реагирование на получение беспроводным приемником беспроводного командного сигнала клапана в его включенном состоянии путем прекращения переключения беспроводного приемника в его выключенное состояние;
управление потоком текучей среды по шлангу в соответствии с беспроводным командным сигналом клапана путем установки клапана с электрическим приводом в ответ на беспроводной командный сигнал клапана;
передачу беспроводного командного сигнала катушки от беспроводного средства дистанционного управления к беспроводному приемнику и
управление электрическим двигателем в соответствии с беспроводным командным сигналом катушки, при этом двигатель подключен для вращения поворотной катушки, на которую можно наматывать шланг, причем упомянутое беспроводное средство дистанционного управления установлено рядом с удаленным концом шланга.

38. Система управления шлангом по п.1, в которой катушка содержит цилиндрический барабан.