專(zhuān)利名稱(chēng)：用于真空馬桶的閥組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種馬桶，更為具體地是涉及真空馬桶系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有根據(jù)權(quán)利要求1、9和16的前序部分所述的整體式閥組。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中已知的真空馬桶系統(tǒng)通常是用于車(chē)輛中和固定設(shè)備中。典型的真空馬桶系統(tǒng)包括一個(gè)馬桶槽，該馬桶槽用于容納垃圾并具有一個(gè)與一個(gè)真空下水管道相連的出口。一個(gè)排出閥位于該馬桶槽出口和真空下水管道之間，以選擇性地建立它們之間的流體連通。該真空下水管道與一個(gè)集污艙相連，該集污艙處于一個(gè)真空源、例如一個(gè)吸入式輸運(yùn)器的部分真空壓力下。當(dāng)排出閥打開(kāi)時(shí)，馬桶槽中的物質(zhì)便由于在馬桶槽的內(nèi)部和下水管道的內(nèi)部之間的壓力差而被運(yùn)輸?shù)较滤苤?。傳統(tǒng)的真空馬桶系統(tǒng)還包括一個(gè)沖洗流體源和一個(gè)用于控制向馬桶槽中引入沖洗流體的沖洗流體閥。
傳統(tǒng)真空馬桶系統(tǒng)的構(gòu)件通常是獨(dú)立設(shè)置的，并且極難組裝。排出閥通常安裝在一個(gè)第一位置，而沖洗閥則安裝在一個(gè)第二獨(dú)立位置。一個(gè)噴涌控制單元(FCU)安裝在遠(yuǎn)離這兩個(gè)閥的位置，并向排出閥和沖洗閥致動(dòng)器提供控制信號(hào)。相應(yīng)地，需要各種安裝支架、管件和導(dǎo)線來(lái)相互連接各種構(gòu)件，使得組裝極為復(fù)雜和費(fèi)時(shí)。
此外，用于傳統(tǒng)真空馬桶系統(tǒng)中的構(gòu)件的修理和維護(hù)是極為費(fèi)時(shí)并要使用大量勞動(dòng)力。維護(hù)問(wèn)題在飛行器應(yīng)用中是特別重要的，其中要有大量的子系統(tǒng)安裝在板上。根據(jù)航空工業(yè)的通常實(shí)踐，每個(gè)子系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件，這些構(gòu)件一旦失效就必需被替換，這些替換構(gòu)件被通稱(chēng)為航線可替換單元(LRUs)。目前，整體馬桶組件被定義為用于真空馬桶系統(tǒng)的LRU。因此，一條航線必需儲(chǔ)備一個(gè)或多個(gè)替換用馬桶，以備馬桶失效之需，從而該替換用馬桶可以替換有故障的馬桶。然后在該有故障的馬桶上進(jìn)行一種“試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)”，以確定該馬桶中哪些構(gòu)件已經(jīng)失效。然后修理或替換這些有故障的構(gòu)件(這可能包括對(duì)馬桶的很大程度的拆卸和重新組裝)，以使該馬桶可以重新用在另一個(gè)飛行器上。
在馬桶修理過(guò)程中進(jìn)行的每一個(gè)步驟都是極為困難和費(fèi)時(shí)的。為了從一個(gè)飛行器上拆下整個(gè)馬桶需要拆卸至少四個(gè)自鎖安裝的緊固件、一個(gè)電連接件、一個(gè)接地母線、一個(gè)飲用水管線連接件和一個(gè)垃圾排出管連接件。每一個(gè)連接件都可能是難于接近的，并可能需要一種特別的工具以便使之松開(kāi)和斷開(kāi)連接。然后相同的連接件必需重新連接到替換用馬桶上。
即使有可能只拆下和替換一個(gè)單一馬桶構(gòu)件是可能的，但這樣做是極為困難和費(fèi)時(shí)的。構(gòu)件的拆卸需要斷開(kāi)數(shù)個(gè)導(dǎo)線和管件的連接，而且這些構(gòu)件通常是位于難于接近的位置。另外，判斷一個(gè)構(gòu)件或數(shù)個(gè)構(gòu)件是否已失效也是很難的。存在同時(shí)有多個(gè)構(gòu)件失效的多種組合情況，這就可能導(dǎo)致故障判斷錯(cuò)誤和對(duì)沒(méi)有故障的構(gòu)件進(jìn)行替換或修理。
另外，傳統(tǒng)真空馬桶不能提供關(guān)于閥位置的適當(dāng)反饋。傳統(tǒng)的排出閥通常由一個(gè)電機(jī)致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，該電機(jī)致動(dòng)器具有機(jī)械限位開(kāi)關(guān)和信號(hào)開(kāi)關(guān)，以控制閥位置。這樣的開(kāi)關(guān)在使用和維護(hù)方面是極為復(fù)雜的。這些開(kāi)關(guān)必需精確的設(shè)置，以在合適的時(shí)間觸發(fā)，并且經(jīng)常需要特殊的工具來(lái)設(shè)置開(kāi)關(guān)。此外，由于將開(kāi)關(guān)放置在致動(dòng)器中，而使它們易受機(jī)械磨損和接觸腐蝕，這可能改變開(kāi)關(guān)的設(shè)置，從而需要重新設(shè)置。另外，潤(rùn)滑劑或其它物質(zhì)可能進(jìn)入開(kāi)關(guān)中，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)失效。最重要的是，這些傳統(tǒng)的裝置是不可靠的，因?yàn)殚y位置是根據(jù)致動(dòng)器位置推斷的。因此，傳統(tǒng)方法并不對(duì)致動(dòng)器可能工作而閥卻不工作的各種失效情況作出響應(yīng)，例如在連接致動(dòng)器和閥的連接被斷開(kāi)或有故障時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的某些方面，提供了一種根據(jù)權(quán)利要求1的用于一種真空馬桶系統(tǒng)中的整體式閥組，該真空馬桶系統(tǒng)包括一個(gè)限定一個(gè)出口的垃圾容器，該垃圾容器具有一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的沖洗流體分配器、一個(gè)沖洗流體源和一個(gè)可處于部分真空下的下水管道。該整體式閥組包括一個(gè)排出閥，該排出閥具有一個(gè)與垃圾容器出口流體連通的入口、一個(gè)與下水管道流體連通的出口和一個(gè)適用于在該排出閥入口和排出閥出口之間選擇性地建立流體連通的可運(yùn)動(dòng)的排出閥元件。一個(gè)沖洗流體閥，其具有一個(gè)與沖洗流體源流體連通的入口、一個(gè)與沖洗流體分配器流體連通的出口和一個(gè)適用于在該沖洗流體閥入口和沖洗流體閥出口之間選擇性地建立流體連通的沖洗流體閥元件，該沖洗流體閥元件被連接以與排出閥元件一起旋轉(zhuǎn)。該沖洗流體閥元件被連接以與排出閥元件一起運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的附加方面，提供了一種根據(jù)權(quán)利要求9的用于一種真空馬桶系統(tǒng)中的整體式閥組，該真空馬桶系統(tǒng)具有一個(gè)限定一個(gè)出口的垃圾容器和一個(gè)可處于部分真空下的下水管道。該整體式閥組包括一個(gè)排出閥，該排出閥具有一個(gè)殼體，該殼體帶有一個(gè)與垃圾容器出口流體連通的入口和一個(gè)與下水管道流體連通的出口，一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的排出閥元件位于殼體中并適用于在該排出閥殼體入口和排出閥殼體出口之間選擇性地建立流體連通。一個(gè)沖洗控制單元與排出閥可操作地相連，并具有一個(gè)被安裝到排出閥殼體上的殼體，該沖洗控制單元包括一個(gè)用于檢測(cè)排出閥元件的位置的位置傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，提供了一種根據(jù)權(quán)利要求16的用于一種真空馬桶系統(tǒng)中的整體式閥組，該真空馬桶系統(tǒng)具有一個(gè)限定一個(gè)出口的垃圾容器，該垃圾容器具有一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的沖洗流體分配器、一個(gè)沖洗流體源和一個(gè)可處于部分真空下的下水管道。該整體式閥組包括一個(gè)排出閥，該排出閥具有一個(gè)與垃圾容器出口流體連通的入口、一個(gè)與下水管道流體連通的出口和一個(gè)適用于選擇性地建立在該排出閥入口和排出閥出口之間選擇性地建立流體連通的可運(yùn)動(dòng)的排出閥元件。一個(gè)整體安裝的沖洗流體閥，其具有一個(gè)與沖洗流體源流體連通的入口、一個(gè)與沖洗流體分配器流體連通的出口和一個(gè)適用于在該沖洗流體閥入口和沖洗流體閥出口之間選擇性地建立流體連通的沖洗流體閥元件。
從下文僅以示例方式進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明及其所附簡(jiǎn)圖，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將清楚所要求保護(hù)的和公開(kāi)的本裝置中固有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1A和1B是根據(jù)本發(fā)明的一種裝入有一個(gè)閥組的真空馬桶的透視圖。
圖2是圖1的真空馬桶的原理圖。
圖3是裝入圖1的真空馬桶中的閥組的放大透視圖。
圖4A和4B是裝入該閥組中的一個(gè)排出閥和致動(dòng)器的透視圖。
圖5是裝入該閥組中的一個(gè)沖洗閥組件的橫截面?zhèn)纫晥D。
圖6A-D是該沖洗閥組件的橫截面?zhèn)纫晥D，示出了沖洗循環(huán)的各不同階段。
具體實(shí)施例方式
在圖1A、1B和2中示出了一種適于用在車(chē)輛中的真空馬桶10，其具有根據(jù)本發(fā)明的閥組8。該車(chē)輛設(shè)置有一個(gè)下水管道11、一個(gè)與該下水管道11相連的真空罐13和一個(gè)用于使真空罐13處于部分真空壓力下的真空源(未示出)。該車(chē)輛還包括一個(gè)沖洗流體源15，其與一個(gè)沖洗流體供給管線19相連。
真空馬桶10包括一個(gè)馬桶槽36，其用于容納垃圾并與閥組8相連。在該優(yōu)選實(shí)施例中，馬桶槽36由一個(gè)框架20支撐，以形成一個(gè)可替換的馬桶槽組件，如在共同擁有的和共同懸而未決的、系列號(hào)為No.09/713,861、主題為“馬桶槽組件”的US專(zhuān)利申請(qǐng)中詳細(xì)說(shuō)明的那樣，該申請(qǐng)?jiān)诖俗鳛楸疚牡膮⒖??？蚣?0優(yōu)選包括一個(gè)適用于支撐閥組8的支架27。閥組8可以通過(guò)使用緊固件安裝在支架27上，這些緊固件可以是手工操作的，例如滾花螺釘37。至少一個(gè)沖洗流體分配器、例如噴嘴46設(shè)置在馬桶槽36的內(nèi)側(cè)，以便將沖洗流引導(dǎo)到馬桶槽的整個(gè)表面上。一個(gè)第一沖洗流體管35a連接噴嘴46和一個(gè)真空斷路閥33。一個(gè)第二沖洗流體管35b從真空斷路閥33延伸到閥組8。設(shè)置快速斷開(kāi)連接件108a、108b用于分別使第一沖洗流體管35a和第二沖洗流體管35b與真空斷路閥33連接。
如圖3所示，閥組8包括四個(gè)子構(gòu)件一個(gè)排出閥70、一個(gè)沖洗閥72、一個(gè)噴涌控制單元(FCU)74和一個(gè)致動(dòng)器76。排出閥70包括一個(gè)排出閥殼體78，該殼體被分成兩個(gè)半殼體78a、78b。如圖4A和4B清楚所示，殼體78包括一對(duì)入口79、80，它們形成在半殼體78a中，并對(duì)準(zhǔn)形成在半殼體78b中的一對(duì)出口81、82。
殼體78還限定一個(gè)腔室，該腔室用于容納一個(gè)排出閥元件，例如閥盤(pán)83。一個(gè)軸84安裝在閥盤(pán)80上，并具有兩個(gè)端部84a、84b。在半殼體78a、78b中形成孔，它們的尺寸分別可容納軸端部84a、84b，從而支撐盤(pán)83圍繞軸84轉(zhuǎn)動(dòng)。盤(pán)83的圓周形成有齒輪齒85，一對(duì)孔86、87形成穿過(guò)盤(pán)83?？?6、87相互間隔開(kāi)，從而當(dāng)盤(pán)83轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)這兩個(gè)孔同步調(diào)準(zhǔn)相關(guān)的入口/出口對(duì)79/81、80/82。在所示實(shí)施例中，孔85、86和相關(guān)的入口/出口對(duì)79/81、80/82相互間隔180度。
根據(jù)所示實(shí)施例，入口79與輸送管44的一端相連，輸送管44的另一端安裝在馬桶槽36的出口42上。在該優(yōu)選實(shí)施例中，輸送管44包括一個(gè)適用于與馬桶槽出口42摩擦和密封接合的配件47(圖1A)，從而輸送管44可以快速且容易地安裝到馬桶槽出口42上，并也可快速且容易地從其上拆下來(lái)。一個(gè)進(jìn)氣止回閥45安裝在另一個(gè)入口80上，并取向成允許流體流入入口80，但卻防止流體排出止回閥45(圖1A和2)。一個(gè)U形出口管12(圖1B)具有一個(gè)連接到出口81上的第一端部和一個(gè)出口82上的第二端部。出口管12還具有一個(gè)通向排出管21的支管17。在該優(yōu)選實(shí)施例中，支管17包括一對(duì)間隔開(kāi)的銷(xiāo)，排出管21包括一對(duì)就位成接合上述銷(xiāo)的J形槽口，從而排出管21可拆卸地安裝在支管17上。另外，當(dāng)上述銷(xiāo)和J形槽口間隔180度時(shí)，排出管21在安裝前可簡(jiǎn)單地通過(guò)旋轉(zhuǎn)該排出管而就位成或者是右手排出的或者是左手排出的，而不需要改變其它的馬桶構(gòu)件。排出管21的自由端適用于可釋放的連接下水管道11，例如用一個(gè)蛤殼式連接件(未示出)來(lái)連接。
在工作中，當(dāng)盤(pán)孔86、87對(duì)準(zhǔn)入口/出口對(duì)79/81、80/82時(shí)，排出閥70不僅將垃圾從排水管44輸送到下水管道11中，而且還將附加的空氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣止回閥45推入下水管道11中。該附加的進(jìn)氣減小了通常在噴涌過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲。
致動(dòng)器76設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)閥盤(pán)83。如圖4A清楚所示，致動(dòng)器76包括一個(gè)正齒輪90，該正齒輪與圍繞盤(pán)83的圓周形成的齒輪齒85相嚙合。正齒輪90安裝在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的軸92上，一個(gè)驅(qū)動(dòng)件設(shè)置用于使軸92旋轉(zhuǎn)。FCU 74與致動(dòng)器76可操作地連接，以控制該致動(dòng)器的操作。根據(jù)所示實(shí)施例，盤(pán)83可以沿一個(gè)單一的方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)90度的增量，以打開(kāi)和關(guān)閉排出閥70。作為選擇方案，盤(pán)83也可以前后往復(fù)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)90度的弧度，以打開(kāi)和關(guān)閉排出閥70，或者也可以根據(jù)其它的閥盤(pán)設(shè)計(jì)和布置形式以其它方式控制盤(pán)83。
沖洗閥72設(shè)置用于控制沖洗流體向馬桶槽36的流動(dòng)。如圖5清楚所示，沖洗閥72包括一個(gè)殼體塊100，該殼體塊形成有一個(gè)限定一個(gè)入口102的入口孔101和一個(gè)出口孔103。出口孔103適用于通過(guò)一個(gè)快速斷開(kāi)連接件(未示出)來(lái)連接沖洗流體管線19。一個(gè)插入件104位于入口孔101的下游部分中，并限定一個(gè)出口105。插入件104的出口端形成有倒鉤，以將沖洗流體管35b的一端固定在其上，而該第二沖洗流體管35b的另一端則具有快速斷開(kāi)連接件108b(圖1A和1B)。一個(gè)提升閥孔106也形成在殼體塊100中，并與入口孔101流體連通。一個(gè)環(huán)形凹槽107與提升閥孔106同中心地形成在殼體塊100中，以建立提升閥孔106和出口孔103之間的流體連通。
沖洗閥72包括一個(gè)沖洗閥元件，例如一個(gè)球閥110，該沖洗閥元件位于出口孔103中，以選擇性地建立出口孔103和出口105之間的流體連通。球閥110包括一個(gè)軸111和一個(gè)閥元件112，該閥元件具有一個(gè)延伸穿過(guò)其中的流道113。一個(gè)密封件114設(shè)置在閥元件112的下游，用于防止在閥元件112和出口孔103的下游部分之間的泄漏。如圖5所示，流道113垂直于出口孔103，從而防止流體流動(dòng)。然而，球閥110是可轉(zhuǎn)動(dòng)的，以使流道113對(duì)準(zhǔn)出口孔103，從而建立出口孔103和出口105的下游部分之間的流體連接。
根據(jù)本發(fā)明的某些方面，軸111的頂部適用于機(jī)械地接合軸端部84a，如圖4B和圖5清楚所示，從而閥盤(pán)83的轉(zhuǎn)動(dòng)也帶動(dòng)球閥110的旋轉(zhuǎn)。在所示實(shí)施例中，球閥110形成有一個(gè)鍵115，而軸端部84a具有一個(gè)尺寸適于容納鍵115的槽口。因此，不再需要一個(gè)單獨(dú)的致動(dòng)器來(lái)致動(dòng)球閥110，從而減小了馬桶所需的費(fèi)用和空間需要。
沖洗閥72還包括一個(gè)熔斷閥120，該熔斷閥用于計(jì)量當(dāng)球閥110打開(kāi)時(shí)流經(jīng)該沖洗閥的沖洗流體。如同本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“熔斷閥”表示一個(gè)當(dāng)設(shè)定值的流量已經(jīng)從中經(jīng)過(guò)后才致動(dòng)的閥。如圖5清楚所示，一個(gè)閥帽121安裝在殼體塊100上，用于隔離提升閥孔106和凹槽107。一個(gè)彈性橫隔膜122安裝在殼體塊100和閥帽121之間，以限定一個(gè)位于橫隔膜122之上的導(dǎo)向室117和一個(gè)位于橫隔膜122之下的流動(dòng)室118。如圖5所示，橫隔膜122處在一個(gè)關(guān)閉位置，在該位置中橫隔膜122與一個(gè)在提升閥孔106和凹槽107之間延伸的環(huán)形中間壁123相接合，從而隔離提升閥孔106和凹槽107之間的流體連通。一個(gè)提升閥124位于提升閥孔106的內(nèi)側(cè)，并安裝到橫隔膜122上，從而提升閥124和橫隔膜122一起運(yùn)動(dòng)。提升閥124的頂部形成有一個(gè)導(dǎo)向口125，流動(dòng)口126穿過(guò)提升閥124的側(cè)壁徑向延伸。一個(gè)彈簧127位于該提升閥孔中，用于使橫隔膜122偏離中間壁123朝向一個(gè)打開(kāi)位置，在該位置建立了在提升閥孔106和凹槽107之間的流動(dòng)連通。
熔斷閥120限定了在球閥110打開(kāi)時(shí)所允許流經(jīng)沖洗閥72的沖洗流體的量。在工作中，球閥110通常處于一個(gè)關(guān)閉位置，以防止沖洗流體通過(guò)沖洗閥72流動(dòng)。該沖洗流體既流經(jīng)導(dǎo)向口125以在導(dǎo)向室117處調(diào)準(zhǔn)，又流經(jīng)流動(dòng)口126以在流動(dòng)室118處調(diào)準(zhǔn)。因?yàn)榇颂帥](méi)有沖洗流體流動(dòng)，所以沖洗流體壓力在導(dǎo)向室117和流動(dòng)室118這二者中都是相同的，從而彈簧127推動(dòng)橫隔膜122和提升閥124進(jìn)入打開(kāi)位置，如圖6A所示。
響應(yīng)于一個(gè)噴涌命令，球閥110旋轉(zhuǎn)到一個(gè)打開(kāi)位置，從而球閥流道113連通出口孔103和出口105，從而產(chǎn)生經(jīng)過(guò)閥72的流體流動(dòng)(圖6B)。在流體流動(dòng)期間，當(dāng)沖洗流體流經(jīng)流動(dòng)口126時(shí)經(jīng)歷一個(gè)壓力降，它所以減小了流動(dòng)室118中的流體壓力，而導(dǎo)向室117中的壓力仍保持大體相同。所導(dǎo)致的橫跨橫隔膜122的壓力差最終克服彈簧127的力，從而橫隔膜122和提升閥124進(jìn)入關(guān)閉位置，如圖6C所示。當(dāng)橫隔膜處于關(guān)閉位置時(shí)，流經(jīng)沖洗閥72的流體再次被關(guān)斷，這次是由橫隔膜122與中間壁123的接合而關(guān)斷的。由于熔斷閥120，流經(jīng)打開(kāi)的球閥110的沖洗流體的體積在每次噴涌時(shí)大體都是恒定的，與施加在沖洗閥72上的沖洗流體壓力無(wú)關(guān)。還應(yīng)該指出的是，熔斷閥120提供了一種冗余關(guān)斷，從而在出現(xiàn)其它故障時(shí)球閥110或熔斷閥120可以用于停止沖洗流體的流動(dòng)。
沖洗閥72還包括一個(gè)座閥130，該座閥用于在球閥110隨后關(guān)閉之后使橫隔膜122回到打開(kāi)位置。參見(jiàn)圖5，一個(gè)旁通孔131形成在殼體塊100中，以連接入口孔101和一個(gè)輔助孔132。一個(gè)復(fù)位孔134相交于旁通孔131，并連通形成在殼體塊100中的一個(gè)球閥孔135。一個(gè)復(fù)位插入件136插入在復(fù)位孔134中，并具有一個(gè)適用于接合球閥110的底部的頂表面。球閥110形成有延伸到球閥110中的橫向通道138中的復(fù)位通道137，其中該橫向通道整體延伸穿過(guò)球閥110。復(fù)位通道137如此位于球閥110上，從而它們只有在球閥110處于關(guān)閉位置時(shí)才對(duì)準(zhǔn)復(fù)位插入件136。密封件114防止沖洗流體從橫向通道138向出口105泄漏。在球閥110的上游沒(méi)有設(shè)置密封件，從而當(dāng)復(fù)位通道137中的一個(gè)通道對(duì)準(zhǔn)復(fù)位插入件136時(shí)，便建立了從入口孔101、經(jīng)過(guò)旁通孔131和復(fù)位孔134以及復(fù)位通道137中的一個(gè)、到流動(dòng)室118的流體連通。
根據(jù)所示實(shí)施例，沖洗閥72還包括一個(gè)排水閥133，該排水閥位于輔助孔132中，以提供冰凍防護(hù)，如現(xiàn)有技術(shù)中已眾所周知的那樣。
在工作中，橫隔膜122運(yùn)動(dòng)到關(guān)閉位置，而球閥110打開(kāi)，從而停止流體經(jīng)過(guò)沖洗閥72的流動(dòng)(圖6C)。由于球閥110處于打開(kāi)位置，所以復(fù)位通道137都不對(duì)準(zhǔn)復(fù)位插入件136。球閥110隨后關(guān)閉，從而使復(fù)位通道137中的一個(gè)對(duì)準(zhǔn)插入件136，并建立從入口孔101到流動(dòng)室118的流體連通(圖6D)。所獲得的沖洗流體壓力在流動(dòng)室118處調(diào)準(zhǔn)，從而流動(dòng)室達(dá)到與導(dǎo)向室117相同的壓力。由于消除了橫跨橫隔膜122的壓力差，所以再次允許彈簧127推動(dòng)橫隔膜122進(jìn)入打開(kāi)位置，從而使熔斷閥120復(fù)位到圖6A中所示的位置。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)位置傳感器用于提供關(guān)于提升閥位置反饋的反饋。在所示實(shí)施例中，一個(gè)磁鐵140安裝在提升閥124上，一個(gè)霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)141位于閥帽121的外側(cè)，并位于安裝在閥帽121上的開(kāi)關(guān)蓋142中(圖5)?；魻栃?yīng)開(kāi)關(guān)141提供一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)根據(jù)磁鐵140的位置而改變，以指示出提升閥124的位置。該提升閥位置信號(hào)可以通過(guò)比較該位置信號(hào)和閥盤(pán)83或球閥110的位置而用于分析目的，例如故障檢測(cè)。
FCU 74包括一個(gè)殼體150，該殼體安裝在排出閥半殼體78b上，并且位置與沖洗閥72相對(duì)(圖3)。殼體150包封住一個(gè)或多個(gè)用于通過(guò)致動(dòng)器76來(lái)控制排出閥70的工作的電路板155(未示出)。因?yàn)镕CU74位于鄰近致動(dòng)器76的位置，所以在FCU 74和致動(dòng)器76之間所需的導(dǎo)線的數(shù)目減小了。除了典型的輸入和輸出之外，F(xiàn)CU 74還接收來(lái)自提升閥位置傳感器141的反饋。
FCU殼體150還容納有一個(gè)用于確定閥盤(pán)83的位置的位置傳感器。如圖4A清楚所示，磁鐵152安裝在閥盤(pán)83的軸端部84b上。軸端部84b延伸到FCU殼體150中，從而磁鐵152位于鄰近控制板的位置。霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)154直接設(shè)置在電路板上用于傳感檢測(cè)磁鐵152，并由此確定閥盤(pán)83的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。在所示實(shí)施例中，一對(duì)磁鐵152安裝在軸端部84b上，一對(duì)霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)154安裝在電路板上。開(kāi)關(guān)154根據(jù)磁鐵的接近程度在開(kāi)和關(guān)位置之間致動(dòng)，從而指示出閥盤(pán)83的位置。因此，可以直接傳感檢測(cè)到閥盤(pán)83的位置，而不是基于致動(dòng)器的位置來(lái)推斷閥盤(pán)位置。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)154直接設(shè)置在電路板上，所以不再需要從FCU 74到開(kāi)關(guān)的連線。另外，位于FCU殼體150內(nèi)側(cè)的霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)154的使用防止了機(jī)械磨損、接觸腐蝕和由于潤(rùn)滑或其它與排出閥70相關(guān)的物質(zhì)造成的污染。
從上文可知，應(yīng)該指出的是，本發(fā)明的閥組8降低了修復(fù)一個(gè)故障馬桶所需要的停用時(shí)間。沖洗閥72、FCU 74和致動(dòng)器76都安裝在排出閥70上，從而在一個(gè)閥失效或控制失效的情況下，可以作為一個(gè)單一的模塊進(jìn)行拆卸和替換。為了拆卸閥組8，排出閥21與下水管道11斷開(kāi)連接，沖洗閥入口102與沖洗流體供給管線19斷開(kāi)連接，第二沖洗流體管35b的快速斷開(kāi)連接件108b與真空斷路閥33斷開(kāi)連接。然后從支架27上拆下滾花螺釘37，降低閥組8和安裝在其上的輸送管44，從而該輸送管與馬桶槽出口42脫開(kāi)接合。因此將閥組8與輸送管44、出口管12、排出管21和第二沖洗流體管35b一起拆下。然后，一個(gè)新的閥組8，其也具有一個(gè)新的輸送管44、出口管12、排出管21和第二沖洗流體管35b，可以被安裝在支架27上，并與之重新連接。因此，閥組8拆卸起來(lái)要比整體馬桶10(如傳統(tǒng)馬桶所要求的那樣)容易得多。另外，閥組8是較小的，所以運(yùn)輸起來(lái)更為方便，從而減小了處理過(guò)程中的損壞。
上述詳細(xì)的說(shuō)明只是為了清楚和便于理解而給出的，應(yīng)該將其理解為不必要的限定，因?yàn)樾薷膶?duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種用于一種真空馬桶系統(tǒng)中的整體式閥組，該真空馬桶系統(tǒng)具有一個(gè)限定一個(gè)出口(42)的垃圾容器(36)，該垃圾容器具有一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的沖洗流體分配器(46)、一個(gè)沖洗流體源(15)和一個(gè)可處于部分真空下的下水管道(11)，其特征在于，該整體式閥組(8)包括一個(gè)排出閥(70)，其具有一個(gè)與垃圾容器出口(42)流體連通的入口(79、80)、一個(gè)與下水管道(11)流體連通的出口(81、82)和一個(gè)適用于在該排出閥入口和排出閥出口之間選擇性地建立流體連通的可運(yùn)動(dòng)的排出閥元件(83)；和一個(gè)沖洗流體閥(72)，其具有一個(gè)與沖洗流體源(15)流體連通的入口(102)、一個(gè)與沖洗流體分配器(46)流體連通的出口(105)和一個(gè)適用于在該沖洗流體閥入口和沖洗流體閥出口之間選擇性地建立流體連通的沖洗流體閥元件(110)；其中，沖洗流體閥元件(110)被連接以與排出閥元件(83)一起運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的整體式閥組，其特征在于，排出閥元件(83)包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的盤(pán)，并且其中沖洗流體閥元件(110)包括一個(gè)球閥。
3.如權(quán)利要求2所述的整體式閥組，其特征在于，盤(pán)(83)包括一個(gè)軸(84)，球閥(110)包括一個(gè)軸桿(111)，并且該軸與該軸桿機(jī)械相連接。
4.如權(quán)利要求2所述的整體式閥組，其特征在于，其還包括一個(gè)與排出閥(70)和沖洗流體閥(72)可操作地相連的噴涌控制單元(74)。
5.如權(quán)利要求4所述的整體式閥組，其特征在于，其還包括一個(gè)適用于與被操作地連接地噴涌控制單元(74)的排出閥元件(83)接合的致動(dòng)器(76)，其中致動(dòng)器(76)的旋轉(zhuǎn)使排出閥元件(83)和沖洗流體閥元件(110)旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的整體式閥組，其特征在于，一系列齒輪齒(85)圍繞盤(pán)(83)的圓周形成，并且其中致動(dòng)器(76)包括一個(gè)就位成與該盤(pán)的圓周相嚙合的可旋轉(zhuǎn)的正齒輪(90)。
7.如權(quán)利要求1所述的整體式閥組，其特征在于，其還包括一個(gè)用于檢測(cè)排出閥元件(83)的位置的位置傳感器(154)。
8.如權(quán)利要求7所述的整體式閥組，其特征在于，排出閥元件(83)包括一個(gè)磁鐵(152)，并且其中位置傳感器(154)包括一個(gè)響應(yīng)于該磁鐵的霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)。
9.一種用于一種真空馬桶系統(tǒng)中的整體式閥組，該真空馬桶系統(tǒng)具有一個(gè)限定一個(gè)出口(42)的垃圾容器(36)和一個(gè)可處于部分真空下的下水管道(11)，其特征在于，該整體式閥組(8)包括一個(gè)排出閥(70)，其具有一個(gè)殼體(78)，該殼體帶有與垃圾容器出口(42)流體連通的入口(79、80)和一個(gè)與下水管道(11)流體連通的出口(81、82)，一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的排出閥元件(83)位于殼體(78)中并適用于在該排出閥殼體入口和排出閥殼體出口之間選擇性地建立流體連通；和一個(gè)沖洗控制單元(74)，其與排出閥(70)可操作地相連，并具有一個(gè)安裝到排出閥殼體(78)上的殼體(150)，沖洗控制單元(74)包括一個(gè)用于檢測(cè)排出閥元件(83)的位置的位置傳感器(154)。
10.如權(quán)利要求9所述的整體式閥組，其特征在于，一個(gè)磁鐵(152)安裝在排出閥元件(83)上，并且其中位置傳感器(154)包括一個(gè)響應(yīng)于該磁鐵的位置的霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)。
11.如權(quán)利要求9所述的整體式閥組，其特征在于，排出閥元件(83)包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的盤(pán)，該盤(pán)具有一個(gè)軸(84)，該軸的一個(gè)端部(84b)位于沖洗控制單元?dú)んw(150)內(nèi)，并且其中位置傳感器(154)檢測(cè)軸(84)的旋轉(zhuǎn)取向。
12.如權(quán)利要求11所述的整體式閥組，其特征在于，磁鐵(152)安裝在軸端部(84b)上，并且其中位置傳感器(154)包括一個(gè)響應(yīng)該磁鐵的位置的霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)。
13.如權(quán)利要求9所述的整體式閥組，其特征在于，其還包括一個(gè)適用于排出閥元件(83)接合并使之運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)器(76)。
14.如權(quán)利要求9所述的整體式閥組，其特征在于，該真空馬桶系統(tǒng)還包括一個(gè)沖洗流體源(15)，垃圾容器(36)具有一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的沖洗流體分配器(46)，并且其中整體式閥組(8)還包括一個(gè)沖洗流體閥(72)，該沖洗流體閥具有一個(gè)與沖洗流體源(15)流體連通的入口(102)、一個(gè)與沖洗流體分配器(46)流體連通的出口(105)和一個(gè)沖洗流體閥元件(110)。
15.如權(quán)利要求14所述的整體式閥組，其特征在于，沖洗流體閥元件(110)與排出閥元件(83)機(jī)械相連接。
16.一種用于一種真空馬桶系統(tǒng)中的整體式閥組，該真空馬桶系統(tǒng)具有一個(gè)限定一個(gè)出口(42)的垃圾容器(36)，該垃圾容器具有一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的沖洗流體分配器(46)、一個(gè)沖洗流體源(15)和一個(gè)可處于部分真空下的下水管道(11)，其特征在于，該整體式閥組(8)包括一個(gè)排出閥(70)，其具有一個(gè)與垃圾容器出口(42)流體連通的入口(79、80)、一個(gè)與下水管道(11)流體連通的出口(81、82)和一個(gè)適用于在該排出閥入口(79、80)和排出閥出口(81、82)之間選擇性地建立流體連通的可運(yùn)動(dòng)的排出閥元件(83)；和一個(gè)被整體安裝的沖洗流體閥(72)，其具有一個(gè)與沖洗流體源(15)流體連通的入口(102)、一個(gè)與沖洗流體分配器(46)流體連通的出口(105)和一個(gè)適用于在該沖洗流體閥入口和沖洗流體閥出口之間選擇性地建立流體連通的沖洗流體閥元件(110)。
17.如權(quán)利要求16所述的整體式閥組，其特征在于，可釋放的連接件被設(shè)置在排出閥入口(79、80)和垃圾容器出口(42)之間、在排出閥出口(42)和下水管道(11)之間、在沖洗流體閥入口(102)和沖洗流體源(15)之間以及和在沖洗流體閥出口(105)和沖洗流體分配器(46)之間。
18.如權(quán)利要求16所述的整體式閥組，其特征在于，其還包括一個(gè)適用于旋轉(zhuǎn)排出閥元件(83)的被整體安裝的致動(dòng)器(76)。
19.如權(quán)利要求18所述的整體式閥組，其特征在于，沖洗流體閥元件(110)被連接以與排出閥元件(83)一起運(yùn)動(dòng)。
20.如權(quán)利要求19所述的整體式閥組，其特征在于，排出閥元件(83)包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的盤(pán)，該盤(pán)具有一系列圍繞盤(pán)(83)的圓周形成的齒輪齒(85)，并且其中致動(dòng)器(76)包括一個(gè)就位成與該盤(pán)的圓周相嚙合的可旋轉(zhuǎn)的正齒輪(90)。
21.如權(quán)利要求19所述的整體式閥組，其特征在于，其還包括一個(gè)整體安裝的噴涌控制單元(74)，該噴涌控制單元具有一個(gè)與致動(dòng)器(76)可操作相連地、以選擇性地驅(qū)動(dòng)該致動(dòng)器的電路板(155)。
22.如權(quán)利要求21所述的整體式閥組，其特征在于，噴涌控制單元(74)還包括一個(gè)用于檢測(cè)排出閥元件(83)的位置的位置傳感器(154)。
23.如權(quán)利要求22所述的整體式閥組，其特征在于，磁鐵(152)安裝在排出閥元件(83)上，并且其中位置傳感器(154)包括一個(gè)響應(yīng)于該磁鐵的位置的霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)。
24.如權(quán)利要求23所述的整體式閥組，其特征在于，排出閥元件(83)包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的盤(pán)，該盤(pán)具有一個(gè)軸(84)，該軸的一個(gè)端部(84b)位于噴涌控制單元(74)內(nèi)側(cè)，靠近電路板(155)，磁鐵(152)安裝在軸端部(84b)上，并且其中霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)(154)設(shè)置在電路板(155)上。
全文摘要
一種用于一種真空馬桶系統(tǒng)中的整體式閥組。該真空馬桶系統(tǒng)包括一個(gè)限定一個(gè)出口的垃圾容器(36)，該垃圾容器具有一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的沖洗流體噴嘴、一個(gè)沖洗流體源(15)和一個(gè)可處于部分真空下的下水管道(11)。該整體式閥組包括一個(gè)排出閥(70)，其具有一個(gè)與垃圾容器出口流體連通的入口、一個(gè)與下水管道(11)流體連通的出口和一個(gè)適用于在該排出閥入口和排出閥出口之間選擇性地建立流體連通的可運(yùn)動(dòng)的排出閥元件。一個(gè)被整體安裝的沖洗流體閥(72)具有一個(gè)與加壓沖洗流體源(15)流體連通的入口、一個(gè)與沖洗流體噴嘴流體連通的出口和一個(gè)適用于在該沖洗流體閥入口和沖洗流體閥出口之間選擇性地建立流體連通的沖洗流體閥元件(110)。一個(gè)被整體安裝的致動(dòng)器(76)適用于旋轉(zhuǎn)排出閥元件和沖洗流體閥元件(110)。一個(gè)被整體安裝的噴涌控制單元(74)具有一個(gè)與致動(dòng)器可操作相連的、以選擇性地驅(qū)動(dòng)該致動(dòng)器的電路板。
文檔編號(hào)E03F1/00GK1474903SQ01819017
公開(kāi)日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2001年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月16日
發(fā)明者M·龐德利克, J·D·斯特拉丁格, W·B·安德森, D·M·華萊士, M·B·漢庫(kù)克, A·J·小麥克戈萬(wàn), I·廷克勒, M 龐德利克, 華萊士, 安德森, 小麥克戈萬(wàn), 斯特拉丁格, 死, 漢庫(kù)克 申請(qǐng)人:埃瓦克國(guó)際有限公司