專利名稱：抽水馬桶的體積控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于加壓抽水馬桶沖洗系統(tǒng)的體積控制插入件，它減少了抽水馬桶沖洗時的用水量，與此同時還保持流出物的運輸效率最大。
本文所披露的用于加壓抽水馬桶的體積控制設(shè)備是對披露于1980年11月18日公開的專利4233698和于1999年10月26日公開的專利5970527中的系統(tǒng)所作的改進。
已知的加壓抽水馬桶系統(tǒng)一般由一個水容器、一個沖洗閥和一個沖洗閥致動器構(gòu)成。這些部件被設(shè)置在常見抽水馬桶的內(nèi)部。加壓的抽水馬桶是由常見清水供應(yīng)系統(tǒng)的水壓供能的。
在操作中，當(dāng)沖洗后關(guān)閉的水容器中的水位上升時，水容器內(nèi)的空氣被壓縮。當(dāng)容器中的水壓與供水管線的壓力相等時或引起壓力調(diào)節(jié)器閥關(guān)閉時，如果供水管線的壓力大于調(diào)節(jié)器所容許的壓力值，那么水停止流入水容器中，并且系統(tǒng)處于可操作狀態(tài)。當(dāng)沖洗閥致動器受致動時，沖洗閥打開，于是水容器中的壓縮空氣迫使儲存在其中的水以相當(dāng)高的排放壓力和速度進入抽水馬桶，并以最小的耗水量沖走污物。
已知的加壓抽水馬桶沖洗系統(tǒng)已在市場上獲得成功，但一般還可對其一個或多個操作性能進行改進。如果某些地區(qū)的清水供給系統(tǒng)具有足夠讓加壓抽水馬桶容易從抽水馬桶抽出污物的壓力，那么與可有效地將污物抽走的水量相比，指定的每次沖洗1.6加侖的水量便多了。并未采取什么措施來容易地改變每次沖洗循環(huán)中使用的水量，以及對水容器或沖洗控制機構(gòu)作出復(fù)雜且成本昂貴的改進。
這樣設(shè)計體積控制設(shè)備，即不用更換水容器就能容易地使之安裝在上述的加壓抽水馬桶中。另外，本發(fā)明的體積控制設(shè)備可壓配合到現(xiàn)有水容器底部的凸緣上，并不需要安裝緊固件或其它金屬構(gòu)件。
本發(fā)明的又一目的在于使體積是可變的，從而根據(jù)特定抽水馬桶的液壓特性使任何馬桶可轉(zhuǎn)換為任何沖洗體積。
本發(fā)明的上述特征根據(jù)特定系統(tǒng)的液壓裝置，能有效地抽出并排出污物，同時還使用水量達到最小。每次沖洗循環(huán)中包含在容器中的一部分水被“退回”，從而減少了整體的用水量而不損害沖洗系統(tǒng)的完整性。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明環(huán)境中改進的加壓抽水馬桶沖洗系統(tǒng)的立視圖；圖2是沿圖1的箭頭“2”方向所示的頂視圖；圖3是沿圖2的線3-3所示的、完全充水的沖洗系統(tǒng)的視圖；圖4是示出圖3的圓環(huán)“4”內(nèi)部的視圖；圖5是與圖3相似的、在啟動沖洗操作時的視圖；圖6是與圖3相似的視圖，其中安裝了本發(fā)明的體積控制設(shè)備；圖7是本發(fā)明體積控制設(shè)備的立視圖；圖8是沿圖7的線8-8所示的視圖；圖9是本發(fā)明一替換實施例的立視圖；圖10是沿圖9的線10-10所示的本發(fā)明的視圖；圖11是本發(fā)明一替換實施例的局部視圖。
本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細說明如圖1、2和3所示，一個加壓抽水馬桶沖洗系統(tǒng)10與一個常見抽水馬桶水箱12一起操作，其中該加壓抽水馬桶沖洗系統(tǒng)10說明了本發(fā)明的環(huán)境并在美國專利5970527中得到充分公開。該系統(tǒng)10的主要部件是一個水容器14、一個內(nèi)部沖洗閥組件16和一個總管道18，其中該總管道18包括一個整體式?jīng)_洗閥致動器22、一個水壓調(diào)節(jié)器24和一個進氣調(diào)節(jié)器25。
水從一個加壓源(未示出)被輸送到系統(tǒng)10，并通過一個入口導(dǎo)管27和真空破壞器28不受限制地向上流動，從而從側(cè)向上流到總管道18。水在系統(tǒng)的壓力下通過導(dǎo)管27自由地流到總管道18，經(jīng)調(diào)節(jié)后又流到?jīng)_洗閥組件16和水容器14，這將在下面進行描述。
水容器14包括一對垂直疊放的半?yún)^(qū)段32和34。水容器14的上區(qū)段32具有一對向下延伸的隔板35和36，只要水位位于該水容器14的區(qū)段32和34之間的焊接點上方(這是兩次沖水之間的典型情況)，那么該隔板35和36便分別建立起相隔離的腔37和38，這將在下面進行描述。因此，因為腔37和38內(nèi)用于啟動系統(tǒng)10的壓縮空氣是隔離的，所以沖洗閥組件16上部的泄漏將不會在系統(tǒng)10內(nèi)引起積水。
總管道18包括水壓調(diào)節(jié)器24、進氣調(diào)節(jié)器25和沖洗閥致動器22，它安裝在水容器14的上區(qū)段32上。
從圖4可最好地看出，總管道18上的整體式進氣系統(tǒng)25包括一個承受蓋帽44的外螺紋安裝接頭42。該蓋帽44在其中具有一個孔46，其圓周作為球閥48的閥座。該閥48通常由總管道18內(nèi)的水壓偏壓在閉合位置。不過，當(dāng)水容器14中的內(nèi)壓在沖洗循環(huán)的排放階段中減少到預(yù)定的最小值(例如為2 PSI)時，進入水容器14的合成水流便產(chǎn)生了穿過閥48的空氣壓差，從而實現(xiàn)閥的打開和水流中補充空氣的引入，以自動調(diào)節(jié)的方式補充水容器14中的空氣。
一個管狀套50向下延伸到總管道18中通向水容器14的孔52中，從而將空氣引入流到水容器14的水流中。進氣系統(tǒng)也起到真空破壞器的功能，從而在有壓力損失時防止水從系統(tǒng)10回流到供水系統(tǒng)。
總管道18上的水壓調(diào)節(jié)器24為管狀結(jié)構(gòu)，并且在其上具有一個端蓋64。十字形截面的球閥扣環(huán)66被設(shè)置在該端蓋64的內(nèi)部，用來支承球閥68。當(dāng)水容器14的內(nèi)壓較低時，該閥68通過系統(tǒng)水壓被偏壓在一個壓力調(diào)節(jié)活塞71的管狀部70上的環(huán)形座69。同樣地，第二球閥72支承在一個十字形截面的第二扣環(huán)74中。當(dāng)水容器14的內(nèi)壓降到預(yù)定壓力之下時，活塞71便在調(diào)節(jié)彈簧76的偏壓下遠離端蓋64，從而允許水流過球閥68，且從那里流過球閥72，從而分布到?jīng)_洗閥16和水容器14，這將在下面進行描述。
如果在供水中有壓力損失，球閥68和72便移動到附圖的左邊，分別靠在端蓋64和活塞71上的環(huán)形座78和79上，從而防止水從水容器14回流到系統(tǒng)。
總管道18還包括沖洗閥致動器22，該沖洗閥致動器22包括一個圓柱狀殼體80，它帶有一個設(shè)置在其內(nèi)部的手動操作的滑閥軸(spool)82，該滑閥軸82以軸套84為軸滑動。該滑閥軸82支承一個通常安置在閥座86上的閥85。一個針形閥87被支承在滑閥軸82的一端上，以便延伸到殼體80的孔88中，從而限定一個環(huán)形水入口孔的區(qū)域，其中該環(huán)形水入口孔控制沖洗閥16的水流量。
沖洗閥致動器22的滑閥軸82克服彈簧92偏壓的運動使閥85從其座86移開，從而通過孔94使沖洗閥16的上部腔“C”與壓力釋放管96之間連通，從而開始沖洗，這將在下面描述。管96與抽水馬桶(未示出)中的環(huán)境壓力相通。
從圖3可最好地看出，沖洗閥組件16包括一個垂直定向的沖洗閥滾筒100，該沖洗閥滾筒100具有一個與總管道18鄰接的上端部102。該滾筒100的下端部106終止于在水容器14的下殼體34中的排水通道109的錐形閥支持面108，但尚未達到該錐形閥支持面108的位置。水通過該通道109從水容器14的流動是受一個O形閥110控制的，該O形閥110由一個沖洗閥活塞116的桿114支承著。
活塞116的上端部118為杯狀結(jié)構(gòu)，并向上延伸到接近沖洗閥滾筒100的上端102預(yù)定的附近地方，例如0.4英寸，從而活塞116的向上運動被限制在0.4英寸。
沖洗閥活塞116在其上面具有一個彈性活塞環(huán)130，該彈性活塞環(huán)130起密封滾筒100的作用，從而將滾筒100分成上部腔132和水容器14的主腔134。該活塞116在其中心設(shè)置有一個閥136，該閥136通常密封其中的一個孔138。在上部腔132中出現(xiàn)過壓情況時，閥136克服彈簧139的作用而打開，從而讓該上部腔132通氣。例如在45 PSI壓力下的上部腔132的輕微通氣使得在上部腔132和水容器14的主腔134之間產(chǎn)生壓差。因此，沖洗閥活塞116開始上升，這便使水容器14的主腔134中的壓力減小。起初，當(dāng)反復(fù)產(chǎn)生壓差時出現(xiàn)振動，最終壓差在兩個腔中達到平衡，因而防止了水容器14的主腔134中的壓力超過預(yù)定的壓力值，例如80 PSI。
在操作中，如圖3所示，水容器14在例如22psi壓力下完全充滿了空氣和水，并且系統(tǒng)10準備好進行沖洗。具體地說，區(qū)域A、B、C和E處于22psi的壓力下。區(qū)域D、F和G處于大氣壓力下。
圖5示出了沖洗操作開始時的情況。當(dāng)壓下沖洗閥致動器22的致動器滑閥軸82時開始沖洗，使得區(qū)域“C”中加壓的水通過該致動器22被排放到區(qū)域“D”中，進而排放到區(qū)域“F”中。在區(qū)域“E”和“C”之間產(chǎn)生的壓差迫使沖洗閥組件16的活塞116上升，從而形成放水通道，使區(qū)域“E”中的水通過排放孔109排到區(qū)域“F”處的抽水馬桶中。應(yīng)該注意，沖洗閥組件16的活塞116上升例如0.40英寸，僅從區(qū)域“C”排放相應(yīng)的水量。這一水量被確定為能通過沖洗閥致動器22在1/4秒內(nèi)排放的水量。因此，每次沖洗完后需要對區(qū)域“C”填充相同量的水，并使得沖洗閥110密封，而無論沖洗閥致動器22的軸82被壓下的時間是否超過了1/4秒。
隨著沖洗的進行，區(qū)域“E”內(nèi)的壓力開始降低，從而使調(diào)節(jié)器24開始打開，并且水開始通過區(qū)域“A”流到區(qū)域“B”和“C”，當(dāng)容器“E”內(nèi)的壓力為零時，流過區(qū)域“A”和“B”的水流量達到最大。
當(dāng)抽水馬桶的充水完成時，沖洗閥110關(guān)閉，并且水容器14的填充和加壓開始。當(dāng)獲得這一條件時，所有流過區(qū)域“A”的水流便通過區(qū)域“B”轉(zhuǎn)移到水容器14的區(qū)域“E”中。應(yīng)該注意，當(dāng)沖洗閥組件16的活塞116處于閉合位置上并且區(qū)域“C”充滿水時，空氣導(dǎo)流器25因為區(qū)域“A”、“B”、“C”和“E”中的壓力增大而關(guān)閉。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選結(jié)構(gòu)實施例中，圖6示出了一個體積控制設(shè)備140，它與本文中披露的加壓抽水馬桶沖洗系統(tǒng)10一起操作。在圖6、7和8中可最好地看出，該體積控制設(shè)備140包括一個環(huán)形凸緣142，該凸緣142懸在環(huán)形閥座108上，并具有許多向上延伸的周向上相互間隔的懸垂片144。該體積控制設(shè)備140還包括一個直立的圓柱插入件150，該圓柱插入件150的頂端和底端均是打開的，并具有一個帶有許多環(huán)向間隔的槽154的底緣152，其中這些槽154與環(huán)形閥座108上凸出的懸垂片144相嚙合。
在圖9和10所示的本發(fā)明的一替換實施例中，環(huán)形閥座108具有一個從它懸伸出的環(huán)形凸緣142，該凸緣142具有一個圍繞其圓周設(shè)置的槽口160。另外，插入件底緣152的圓周在尺寸上與所述環(huán)形凸緣142的槽口160相嚙合。在本發(fā)明的任一實施例中，插入件150與環(huán)形凸緣142相互壓配合，從而提供一個設(shè)置在沖洗閥桿114周圍的通常為圓柱形的密閉墻(dam)。沒有必要使壓配合的插入件150與環(huán)形凸緣142形成不透水密封，只要在再充填水的階段中該凸緣和插入件150之間漏水的速度小于流入水箱12中的水流速度就行了。
在操作中，當(dāng)抽水馬桶10進行沖洗時，本發(fā)明嚴格地限制水箱12下部中的插入件150的上邊緣下方的水流過通道109，從而減少加壓沖洗中消耗的水量。本發(fā)明適用于現(xiàn)有抽水馬桶的應(yīng)用場合中，包括不加壓的抽水馬桶，最大程度地減少了安裝工作和經(jīng)費。在一個示范性的應(yīng)用場合中，插入件150體積的大小被設(shè)計成退回大約0.6加侖的水，從而將每次沖洗1.6加侖水的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成每次沖洗1加侖水的系統(tǒng)，在本發(fā)明使用壽命的基礎(chǔ)上節(jié)約了驚人的水量。
在圖11所示的本發(fā)明又一替換實施例中，通常為圓柱狀的插入件150具有一個中心部170，該中心部170包括一個可膨脹的圓周波紋管172，該波紋管172使得插入件150的高度以及沖洗循環(huán)中退回的水量能容易地基于系統(tǒng)的要求而改變。在本發(fā)明的這一實施例中，插入件150優(yōu)選由柔性的塑料制成，當(dāng)波紋管172膨脹或收縮時它能保持原位。
具有優(yōu)良的供水壓力的系統(tǒng)可容易地從抽水馬桶運輸污物，與此同時，與低效的系統(tǒng)相比耗費的水要少一些。在這些系統(tǒng)中，波紋管172可膨脹，使插入件具有較高的高度，從而退回較大量的水。相反，在供水壓力處于標(biāo)準之下的情況下，插入件150的中心波紋管部172可被壓縮至退回最小的水量，從而使系統(tǒng)去除污物的能力達到最大。因此，系統(tǒng)10可精確地與不同抽水馬桶的結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，從而使節(jié)約的水量達到最大、工作性能達到最佳。抽水馬桶的再填充體積也可通過改變插入件150的高度而改變。
雖然已披露了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但應(yīng)理解，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，容易對本發(fā)明作出改進而不脫離隨后權(quán)利要求要求保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于加壓抽水馬桶的可拆卸的體積控制設(shè)備，所述加壓抽水馬桶具有一個水容器和一個位于其下部的環(huán)形閥座，在所述容器中限定了一個出水口，其特征在于，所述體積控制設(shè)備包括環(huán)形凸緣，它懸伸在所述環(huán)形閥座上，并具有許多垂直取向的沿周向間隔的懸垂片；和直立的圓柱狀插入件，它具有一個底緣，所述底緣中帶有許多沿周向相互間隔的槽，其中，所述槽被所述環(huán)形凸緣的懸垂片所嚙合。
2.一種用于加壓抽水馬桶的可拆卸的體積控制設(shè)備，所述加壓抽水馬桶具有一個水容器和一個位于其下部的環(huán)形閥座，在所述容器中限定了一個出水口，其特征在于，所述體積控制設(shè)備包括環(huán)形凸緣，它懸伸在所述環(huán)形閥座上，具有位于其周圍的槽口；和直立的圓柱狀插入件，它具有一個與所述環(huán)形凸緣的槽口相嚙合的底緣。
3.如權(quán)利要求1所述的體積控制設(shè)備，其特征在于，所述圓柱狀插入件還包括一個中心部分，所述中心部分具有一個用來改變所述插入件高度的可膨脹的圓柱狀波紋管。
4.如權(quán)利要求2所述的體積控制設(shè)備，其特征在于，所述圓柱狀插入件還包括一個中心部分，所述中心部分具有一個用來改變所述插入件高度的可膨脹的圓柱狀波紋管。
全文摘要
一種用于壓力抽水馬桶10的可拆卸的體積控制設(shè)備140,包括在兩端開口的通常直立的圓柱形插入件150,在其底緣152中具有多個槽154。從抽水馬桶10的環(huán)形閥座108懸伸出的凸緣142帶有多個由它懸伸出的懸垂片144。該懸垂片144與插入件150的槽154嚙合,使得插入件150位于抽水馬桶的沖洗閥110的周圍,從而防止系統(tǒng)中的一部分水流入馬桶。
文檔編號E03D3/12GK1357673SQ01139688
公開日2002年7月10日 申請日期2001年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月6日
發(fā)明者托馬斯·P·畢 申請人:W/C科技公司