專利名稱：抽水馬桶組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一用于人類(lèi)排便和其它廢物的抽水馬桶。本發(fā)明還涉及這樣的一抽水馬桶，其能防止堵塞、提高沖刷能力，并供應(yīng)帶有較大能量的沖洗水量。
背景技術(shù)：
抽水馬桶用來(lái)去除廢物是眾所周知的。通常，抽水馬桶包括三個(gè)系統(tǒng)，它們一起工作來(lái)實(shí)施沖洗作用。這些系統(tǒng)是(1)便盆虹吸， (2)沖水機(jī)構(gòu)，以及(3)回流水機(jī)構(gòu)。這三個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)地工作來(lái)實(shí)現(xiàn)抽水馬桶的沖洗功能。
虹吸作用用來(lái)將流體和廢物從較高高度的便盆運(yùn)輸?shù)捷^低高度的污水管。抽水馬桶組件的流道設(shè)計(jì)成當(dāng)便盆內(nèi)的水上升到一定的高度時(shí)即開(kāi)始虹吸作用。虹吸管本身是一顛倒的U形管，它將水從便盆抽吸到污水管。當(dāng)抽水馬桶沖水時(shí)，水從便盆中抽出進(jìn)入到虹吸管內(nèi)。由于沖水機(jī)構(gòu)和回流水機(jī)構(gòu)的作用，沖洗動(dòng)作因水進(jìn)入便盆而起動(dòng)。當(dāng)沖水時(shí)，便盆很快地填充來(lái)自高位水箱的水，其致使虹吸管填滿水，在管內(nèi)形成一壓力梯度。在虹吸管的開(kāi)始部分填灌水的便盆產(chǎn)生較高的壓力，致使水和廢物通過(guò)管道被推入污水管內(nèi)。
通常，位于便盆后背上方的水箱內(nèi)含有水，其用來(lái)起動(dòng)從便盆到污水管線虹吸作用，以及用清水回流到便盆內(nèi)。當(dāng)一使用者欲沖洗馬桶時(shí)，他向下推動(dòng)水箱外面的沖水柄，該沖水柄在水箱內(nèi)連接到一可移動(dòng)鏈或杠桿。當(dāng)沖水柄按下時(shí)，它移動(dòng)水箱內(nèi)的一鏈或杠桿，其用來(lái)提升和打開(kāi)沖水閥，致使水從水箱流入便盆內(nèi)，因此，起動(dòng)馬桶的沖洗。
在許多抽水馬桶的設(shè)計(jì)中，水既直接地流入便盆內(nèi)又分配到馬桶便盆的邊緣。邊緣通常具有若干個(gè)小孔以允許水流入便盆內(nèi)。水相當(dāng)快地釋放到便盆內(nèi)，從水箱流入到便盆內(nèi)的水流通常持續(xù)約2至4秒鐘。水從邊緣向下流過(guò)便盆側(cè)邊內(nèi)的槽進(jìn)入到馬桶底部處的大孔內(nèi)，通常稱之為虹吸流。虹吸流釋放絕大部分的水進(jìn)入到虹吸管內(nèi)，以起動(dòng)虹吸作用。虹吸作用從便盆中抽出所有水和廢物進(jìn)入到虹吸管內(nèi)。廢物和水繼續(xù)通過(guò)U形虹吸管的另一端，通過(guò)稱之為存水彎的一區(qū)域，然后釋放到連接在馬桶底部的污水管線內(nèi)。
在沖水過(guò)程中，一旦水箱放空其內(nèi)容水(清水)，沖水閥即關(guān)閉，一浮球機(jī)構(gòu)現(xiàn)在水箱內(nèi)下落到一定的殘余量，其起動(dòng)放水閥的打開(kāi)。放水閥既提供清水到水箱又通過(guò)單獨(dú)的水流提供到便盆。最后，水箱的水灌滿到足夠的高度以致使浮球升起，由此關(guān)閉放水閥。此時(shí)，沖水循環(huán)完成。
然而，政府部門(mén)已不斷地要求城市自來(lái)水用戶減少用水量。近幾年來(lái)，很大的注意力已集中到減少抽水馬桶沖水操作所需要的用水量上。為了說(shuō)明這一點(diǎn)，根據(jù)政府部門(mén)的要求，馬桶每次沖水所使用的水量已從7介侖/次(1950年前)減小到5.5介侖/次(1960年底)，再減小到3.5介侖/次(1980年)。
過(guò)去，抽水馬桶設(shè)計(jì)已采取各種方法努力符合這種降低水量的要求，但要達(dá)到超級(jí)的沖水性能一直很困難。因此，一直要求提供能滿足強(qiáng)制的減水要求的、有助于沖水操作的抽水馬桶，同時(shí)，提供提高的和超級(jí)的沖水操作。
在生產(chǎn)一更加可靠、更加有效和更加強(qiáng)力的1.6介侖(6升)的重力沖水馬桶的眾多的行業(yè)中，一種從馬桶便盆中更有效地移去廢物的方法是，在沖水操作過(guò)程中，增加可供的水力能。然而，采用現(xiàn)有馬桶中通常使用的邊緣沖洗方法不能提高可供的水力能，當(dāng)水的路徑沿兩個(gè)相對(duì)方向流過(guò)馬桶的邊緣時(shí)，由此，減小了可供的水力能。因此，要求提供一能增加邊緣沖水的水力能的馬桶。
目前政府部門(mén)的要求還強(qiáng)制沖水閥組件的沖水手柄具有1秒的最小“按下”時(shí)間，不超過(guò)上述1.6介侖或6升水的每次沖水的總的用水或排水。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，如果水可以小于1秒(較佳地是0.5-0.6秒)的泄放時(shí)間從水箱中排空，則可顯著地提高馬桶的水力性能的特征。因此，還發(fā)現(xiàn)要求提供一種抽水馬桶，它釋放沖水手柄的動(dòng)作，在強(qiáng)制沖水手柄的最小“按下”時(shí)間(1秒)，不超過(guò)1.6介侖(6升)水的每次沖水強(qiáng)制的總的用水結(jié)束之前，使得閥的打開(kāi)可以關(guān)閉。
在本申請(qǐng)發(fā)明的形成過(guò)程中，審查和試驗(yàn)了若干種抽水馬桶。并作了測(cè)試來(lái)查看沖水的能力。為了確定這些馬桶的堵塞和不堵塞的特性，沖洗各種物體通過(guò)馬桶，包括乒乓球、厚的月經(jīng)紙、浮動(dòng)的聚丙烯球、泡沫海綿，以及浮動(dòng)的橡膠管。這些物體用來(lái)模擬各種廢物的尺寸和形狀。
所有試驗(yàn)的馬桶設(shè)計(jì)都具有某些共同的問(wèn)題，但程度不盡相同。首先，若干個(gè)模型具有堵塞問(wèn)題。在大部分的這些馬桶中，該問(wèn)題可歸結(jié)到尺寸不夠的存水彎中。第二，當(dāng)便盆中有相當(dāng)量的廢物時(shí)，有些馬桶的設(shè)計(jì)在單一的沖洗中則不能洗凈便盆。第三，有些馬桶使用一對(duì)稱的沖洗流動(dòng)路徑來(lái)對(duì)邊緣提供流量，它們可能降低了馬桶的效率。第四，某些馬桶中的沖水閥不能從水箱中提供既快又高水量的供水。最后，許多馬桶在沖水過(guò)程中產(chǎn)生相當(dāng)?shù)脑肼暋＿@些試驗(yàn)確認(rèn)需要提供這樣一馬桶組件，其達(dá)到最大的存水彎但又不減弱虹吸作用。
因此，要求提供一馬桶，其允許較靜音的沖水和減少堵塞的可能，增加沖水能力，以及通過(guò)一非對(duì)稱的噴射流的邊緣流動(dòng)形成一渦流的沖水作用。該抽水馬桶包括一沖水閥，它將水力的損失減到最小并允許水流從沖水閥順利地過(guò)渡到噴射流和邊緣通道的供水。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供一避免現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)的抽水馬桶。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)是提供一防止堵塞的抽水馬桶。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是提供一具有能夠在單一沖水中清洗便盆的沖水機(jī)構(gòu)的抽水馬桶。
本發(fā)明的還有一優(yōu)點(diǎn)是形成一能自凈的抽水馬桶。
本發(fā)明的還有另一優(yōu)點(diǎn)是提供一具有相當(dāng)靜音的沖水機(jī)構(gòu)的抽水馬桶。
本發(fā)明的還有另一優(yōu)點(diǎn)是提供一具有大的存水彎直徑的抽水馬桶。
本發(fā)明的還有另一優(yōu)點(diǎn)是提供一具有高的排水率到污水管線內(nèi)的抽水馬桶。
本發(fā)明的還有另一優(yōu)點(diǎn)是提供一抽水馬桶，它具有一沖洗的流動(dòng)路徑，以較大的能量供應(yīng)沖水量到邊緣和噴射流部分內(nèi)。
本發(fā)明的還有另一優(yōu)點(diǎn)是提供一抽水馬桶，它具有水力上調(diào)節(jié)的直噴射路徑，以便達(dá)到較大的性能。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是提供一減小水力損失的抽水馬桶。
本發(fā)明的還有另一優(yōu)點(diǎn)是提供一抽水馬桶，它具有一非對(duì)稱的邊緣路徑流動(dòng)，以形成一強(qiáng)力的渦流作用。
根據(jù)本發(fā)明提供一新穎的和改進(jìn)的抽水馬桶，它包括一抽水馬桶便盆組件，其具有一馬桶便盆和一從馬桶便盆的底部延伸到一污水管的存水彎。馬桶便盆具有一沿著上周緣部分的邊緣部分，其適應(yīng)沖水的非對(duì)稱流動(dòng)。一定位在馬桶便盆組件上方的水箱容納清水，其用來(lái)起動(dòng)從馬桶便盆到污水管線的虹吸作用，并在每次沖水操作之后用清水回流到馬桶便盆。
該馬桶包括從直接噴射流和非對(duì)稱邊緣流供應(yīng)到便盆的水源。水從水箱通過(guò)邊緣沿一個(gè)方向流動(dòng)，并通過(guò)圍繞邊緣通道的半途(便盆的前面)和在邊緣路徑的端部處的另一槽(便盆的后背)進(jìn)行分配。水還流過(guò)沿邊緣的周緣均勻地分布的若干個(gè)其它的較小孔。從兩個(gè)大的邊緣槽排出的水分成兩個(gè)強(qiáng)力水流，因此，形成一強(qiáng)力的渦流來(lái)起動(dòng)沖水的動(dòng)作。該排水構(gòu)造形成一高能?chē)娚淞?。從圍繞便盆周緣的較小孔進(jìn)行的分配，起到濕潤(rùn)和干凈便盆的作用。
該馬桶包括一橫截面面積沒(méi)有減小的存水彎。該特征可防止堵塞，因?yàn)橥ㄟ^(guò)存水彎的任何的加載繼續(xù)地通到污水管線。該存水彎還大于現(xiàn)有的存水彎，它能提高馬桶防堵塞的能力。該增加的存水彎尺寸還在系統(tǒng)端部進(jìn)入污水管線處增加排水率。
本發(fā)明的各種其它的優(yōu)點(diǎn)和特征將從隨后的詳細(xì)描述中變得容易明了，且新穎特征將在附后的權(quán)利要求書(shū)中特別地予以指出。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明結(jié)合附圖將會(huì)最好地理解借助于實(shí)例給出的以下的詳細(xì)描述，在諸附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的抽水馬桶的一優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖2是圖1的抽水馬桶的正視圖。
圖3是一俯視圖，示出沖洗水流入圖1的抽水馬桶的馬桶便盆內(nèi)。
圖4是包括在圖1的抽水馬桶內(nèi)的沖水閥組件的一優(yōu)選實(shí)施例的正視立體圖。
圖5是圖4的沖水閥組件的正視立體圖，其中，閥開(kāi)口處于其打開(kāi)的位置。
圖6是圖4-5的沖水閥組件的正視分解圖。
圖7是圖4的沖水閥組件的正視平面圖。
圖8是圖4的沖水閥組件的正視截面圖，其中，閥開(kāi)口處于其關(guān)閉的位置。
圖9是圖5的沖水閥組件的正視截面圖，其中，閥開(kāi)口處于其打開(kāi)的位置。
圖10是圖4-5的沖水閥組件的解扣釋放機(jī)構(gòu)的正視立體圖。
圖11是圖1的抽水馬桶的水箱和馬桶便盆之間的水閥入口的正視圖。
圖12是圖11的水閥入口的側(cè)視圖。
圖13是從圖1的抽水馬桶的水箱引入到馬桶便盆的水流道或管道的側(cè)視圖。
圖14是圖1的抽水馬桶的便盆邊緣的側(cè)視圖，圖中特別地示出設(shè)置在沖水流過(guò)其中的便盆邊緣內(nèi)的水槽。
圖15是圖1的抽水馬桶的便盆邊緣的側(cè)視圖，圖中特別地示出設(shè)置在沖水流過(guò)其中的便盆邊緣內(nèi)的邊緣孔。
圖16是一俯視圖，示出沖洗水流過(guò)根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的一抽水馬桶的邊緣路徑。
圖17是沿圖16的線17-17截取的圖16的抽水馬桶的便盆邊緣的側(cè)視圖。
圖18是一俯視圖，示出沖洗水流過(guò)根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的一抽水馬桶的邊緣路徑。
圖19是沿圖18的線19-19截取的圖18的抽水馬桶的便盆邊緣的側(cè)視圖。
圖20是填充水的圖1的抽水馬桶的馬桶便盆的側(cè)視圖。
圖21是圖1的抽水馬桶的虹吸和存水彎管道的側(cè)視圖。
圖22是根據(jù)本發(fā)明的抽水馬桶的另一優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖23是圖22的抽水馬桶的正視圖。
圖24是一俯視圖，示出沖洗水流入圖22的抽水馬桶的馬桶便盆內(nèi)。
圖25是塑料插入件的另一優(yōu)選實(shí)施例的俯視圖，其是結(jié)合圖1和18的抽水馬桶使用的直接噴射流的槽。
圖26是塑料插入件的另一優(yōu)選實(shí)施例的俯視圖，其是結(jié)合本發(fā)明的抽水馬桶組件使用的直接噴射流的槽。
圖27是一側(cè)視圖，特別地示出水流通過(guò)圖26的塑料插入件。
圖28是一側(cè)視圖，特別地示出受阻的水流通過(guò)一直接噴射流的通道。
圖29是表示圖1的抽水馬桶的沖水率的圖表，繪出毫升/秒對(duì)流逝的時(shí)間的圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照?qǐng)D1-3，圖中示出一根據(jù)本發(fā)明的抽水馬桶的水箱。如在下文中將詳細(xì)描述的，該馬桶的沖水出水量具有較大的能量，由此，提供較大的能量從馬桶便盆中去除廢物。此外，該抽水馬桶使得馬桶滿足政府部門(mén)的強(qiáng)制每次沖水最大為1.6介侖(6升)用水的要求。此外，該抽水馬桶改進(jìn)了流水的流動(dòng)特性和流動(dòng)能力，這不僅提供一更為有效的沖水，而且還提高清洗性能和防阻塞的虹吸，以有助于廢物的排除。此外，該抽水馬桶提供一更加靜音和快速的沖水操作。
如圖1-3所示，抽水馬桶10包括一水箱12，它包括一沖水閥組件14。定位在馬桶便盆20后背上方的水箱12盛放清水，其用來(lái)起動(dòng)從便盆到污水管線的虹吸作用，以及用清水回流到便盆。當(dāng)一使用者欲沖洗馬桶時(shí)，使用者向下推壓一位于水箱外面的沖水手柄18，該手柄通過(guò)一可移動(dòng)的鏈條或杠桿19連接到?jīng)_水閥組件14。當(dāng)按下沖水手柄18時(shí)，鏈條或杠桿19動(dòng)作而提升打開(kāi)沖水閥的開(kāi)口(在下文中描述)，致使水從水箱12流入到馬桶便盆20內(nèi)，由此，起動(dòng)馬桶的沖水。
在此抽水馬桶中，沖洗水從水箱12通過(guò)一過(guò)渡路徑22(將在下文中詳細(xì)描述)流入到馬桶便盆20，該過(guò)渡路徑22可構(gòu)造成一由塑料制造的集管。該過(guò)渡路徑22引導(dǎo)沖洗水進(jìn)入到設(shè)置在馬桶便盆20的頂上的邊緣通道24內(nèi)或進(jìn)入到一直接噴射流通道29內(nèi)。如將在下文中詳細(xì)地描述的，沖洗水在一非對(duì)稱的和單向的流道(見(jiàn)圖3的箭頭A)中流過(guò)馬桶的邊緣通道24。該邊緣通道24包括諸如26a、b、c和d的多個(gè)邊緣開(kāi)口，它們沿邊緣通道24的周緣均勻地分布，這樣，邊緣通道24內(nèi)的一部分的沖洗水流過(guò)其間并沿著馬桶便盆的側(cè)邊預(yù)先濕潤(rùn)馬桶便盆的全部周緣并提供一側(cè)壁的清潔操作。
為了提高沖洗效率和馬桶的性能，一對(duì)排水槽28a和28b設(shè)置在邊緣通道24內(nèi)，以使通過(guò)邊緣通道24在非對(duì)稱流道內(nèi)通過(guò)的沖洗水，可從邊緣通道24通過(guò)諸如26a、b、c和d的多個(gè)邊緣開(kāi)口之一或通過(guò)成對(duì)的排水槽28a和28b之一分配到馬桶便盆內(nèi)。這些排水槽28a和28b以兩個(gè)水流(見(jiàn)圖3中的箭頭B和C)將沖洗水直接地排放到馬桶便盆20內(nèi)，兩個(gè)水流形成一強(qiáng)力的渦流作用，對(duì)移去廢物提供較大的虹吸能量(將在下文中詳細(xì)地描述)。如圖3所示，成對(duì)的排水槽之一28a設(shè)置在圍繞邊緣通道24的大約半途中，而第二個(gè)排水槽28b設(shè)置在馬桶便盆20的后背部分29。
在如上所述的沖水操作過(guò)程中，水從邊緣開(kāi)口26a、b、c和d向下流過(guò)便盆的側(cè)邊，或通過(guò)排水槽28a和28b直接流入馬桶便盆20內(nèi)，朝向設(shè)置在馬桶便盆20的底部處的大的排出孔30，其稱之為虹吸流。沖洗水還借助于直接噴射流通道29直接地供應(yīng)到虹吸流中。虹吸流釋放大部分的水到存水彎40內(nèi)以起動(dòng)一虹吸作用。虹吸作用從馬桶便盆中抽取所有的水和廢物進(jìn)入到存水彎40內(nèi)，然后，釋放到連接在馬桶10的底部31處的污水管線內(nèi)。
在沖水過(guò)程中，一旦水箱放空其預(yù)定的體積，則起動(dòng)放水閥(未示出)打開(kāi)。放水閥既提供清水到水箱12又通過(guò)單獨(dú)的水流提供到馬桶便盆20。最后，水箱12的水灌滿到一水位致使沖水閥組件14的浮球升起，由此關(guān)閉放水閥。現(xiàn)時(shí)沖水循環(huán)完成。
下面較詳細(xì)地描述本發(fā)明的抽水馬桶10的諸部件。
如圖4至6所示，本發(fā)明的沖水閥組件14包括一閥體32、一預(yù)定長(zhǎng)度的沖水覆蓋件34，以及一“行程釋放”或“失運(yùn)動(dòng)”機(jī)構(gòu)36。沖水閥組件14允許其所安裝的水箱保持一預(yù)定量的水，并用作一管道來(lái)供應(yīng)水，通過(guò)馬桶內(nèi)的通道供應(yīng)到馬桶的存水彎。閥體32包括一底套筒部分38，其通過(guò)一沿底部支承部分41的外周緣表面40設(shè)置的螺紋件39，固定到水箱或抽水馬桶。
閥體32還包括一從底部套筒部分38垂直延伸的第一圓柱形管件46。為了合適地密封通向水箱的閥體32，一密封件或墊圈42配裝在螺紋件39上，以便鄰接抵靠在底套筒部分38的環(huán)形突緣表面43上。一密封支承44旋入在螺紋件39上，以便可靠地將密封件42定位在環(huán)形突緣表面43和密封支承件44之間。
沖水閥覆蓋或關(guān)閉部件34相對(duì)于閥體32同軸地和可滑動(dòng)地安裝，這樣，當(dāng)從閥體32移開(kāi)沖水閥覆蓋34時(shí)，閥開(kāi)口50形成在閥體32和沖水閥覆蓋34之間。沖水閥覆蓋34可滑動(dòng)地在一第一靜止位置和一第二位置之間移動(dòng)，在第一靜止位置處，其中，沖水閥覆蓋34坐落在閥體32的底套筒部分38的環(huán)形閥座52上，以使水不能通過(guò)閥開(kāi)口50(見(jiàn)圖4和8)，而在第二位置處，其中，沖水閥覆蓋34從閥體32的底套筒部分38的環(huán)形閥座52移開(kāi)，以使水能通過(guò)閥開(kāi)口50(見(jiàn)圖5和9)。閥開(kāi)口50的關(guān)閉位置防止沖洗水流入閥開(kāi)口，直到借助于沖水手柄使閥被致動(dòng)為止。閥開(kāi)口50的打開(kāi)位置允許沖洗水流進(jìn)入閥開(kāi)口，并前進(jìn)到水箱與之附連的抽水馬桶內(nèi)的通道內(nèi)。
如下文中闡述的，本發(fā)明的沖水閥組件14達(dá)到?jīng)_洗水量的較大的能量，它又提供較大的能量從馬桶便盆中移去廢物。為了獲得這樣優(yōu)點(diǎn)的結(jié)果，透氣管的底套筒部分38包括一輻射狀的入口58，其具有的直徑a近似為4.5英寸，帶有結(jié)合在入口的前導(dǎo)邊緣58a上的圓弧半徑b為3/4”(見(jiàn)圖7)。
其結(jié)果，底套筒部分38的輻射狀入口58形成一0.95的閥開(kāi)口排放系數(shù)。排放系數(shù)是開(kāi)口區(qū)域的實(shí)際流動(dòng)面積和靜態(tài)開(kāi)口面積之間的比值。在實(shí)踐中，開(kāi)口的排放系數(shù)越高，則通過(guò)開(kāi)口的水的水力能也越高。不是如本發(fā)明那樣以導(dǎo)入角在閥開(kāi)口處提供一輻射狀的入口，則典型的現(xiàn)有技術(shù)的閥開(kāi)口的排放系數(shù)近似為0.6。因此，通過(guò)本發(fā)明抽水馬桶的沖水閥組件14的閥開(kāi)口的沖洗水的放出能量，大于通過(guò)上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)有閥組件的沖洗水放出的能量。由于上述閥體32的底套筒部分38的輻射狀入口58的緣故，容納在本發(fā)明抽水馬桶內(nèi)的沖水閥組件的沖洗水的流動(dòng)特性和流動(dòng)能力得到提高。因此，在通過(guò)該沖水閥組件的沖洗水中產(chǎn)生較大的能量，以便移去馬桶便盆內(nèi)的廢物。
為了適應(yīng)無(wú)限制的溢流進(jìn)入到水箱內(nèi)，沖水閥覆蓋34在沖水入口孔60處包括一漏斗形的入口59。該漏斗形入口相對(duì)于沖水閥覆蓋的水平軸線具有一預(yù)定的導(dǎo)入角β(見(jiàn)圖7)。
如圖所示，尤其是圖4，沖水閥覆蓋34可包括一上部34’、一下部34”，以及一位于其間的部分34，它可以是一臺(tái)階形或一傾斜形的部分。上部34’的直徑可小于下部34”的直徑。此外，沿著沖水閥覆蓋34的底表面設(shè)置的環(huán)形密封件64具有的直徑可大于下部34”的直徑。
傾斜部分34和環(huán)形密封件64的直徑可這樣設(shè)計(jì)和/或選擇在充水過(guò)程中，使一力作用在沖水閥覆蓋34上，其足以拉動(dòng)沖水閥覆蓋34向下，并致使形成一合適的密封。這樣的力可以是拉動(dòng)沖水閥覆蓋34向下和提供合適密封所需要的最小的力。此外，選擇下部34”的直徑，使其為沖水閥覆蓋34提供要求的浮力。這樣的浮力可影響沖水閥覆蓋34保持打開(kāi)的時(shí)間周期。
因此，沖水閥覆蓋34可提供理想的浮力，并能施加最小的拉力，而當(dāng)沖水閥覆蓋移動(dòng)到其第一靜止位置時(shí)，提供一合適的密封條件。此外，當(dāng)沖水閥覆蓋34從其第二上位置移動(dòng)到其第一靜止位置時(shí)，通過(guò)減小關(guān)閉和合適密封閥開(kāi)口50所需要的拉力，還可提高本發(fā)明的沖洗水的流動(dòng)特性和沖水閥組件14的流動(dòng)能力。
據(jù)此，在容納在本發(fā)明的抽水馬桶內(nèi)的沖水閥組件14中，環(huán)形閥密封52設(shè)置在輻射狀入口58的下游的沖水排放開(kāi)口61內(nèi)。如圖6和7所示，環(huán)形密封件64沿著沖水閥覆蓋34的外圓周表面63設(shè)置，當(dāng)沖水閥覆蓋34位于其第一靜止位置時(shí)，沖水閥覆蓋34坐落在凹進(jìn)的環(huán)形閥座52內(nèi)。
當(dāng)沖水閥覆蓋34在第一靜止位置和第二上位置之間移動(dòng)時(shí)，為了相對(duì)于閥體32合適地導(dǎo)向和對(duì)齊沖水閥覆蓋34，沖水閥覆蓋34包括一第二內(nèi)圓柱形管件68，借助于在內(nèi)壁件70和第二圓柱形管件68之間橋接的多個(gè)徑向設(shè)置的腹板件(未示出)，所述第二內(nèi)圓柱形管件固定到?jīng)_水閥覆蓋34的內(nèi)部向下垂下的垂直壁件70的內(nèi)周緣表面上。第二內(nèi)圓柱形管件68配裝在閥體32的第一圓柱形管件46上，這樣，當(dāng)沖水閥覆蓋34在其第一靜止位置和第二上位置之間移動(dòng)時(shí)，沖水閥覆蓋34被合適地導(dǎo)向并準(zhǔn)確地與閥體32對(duì)齊。
當(dāng)沖水閥覆蓋34返回到其第一靜止位置時(shí)，分別由第一和第二圓柱形管件46和68組成的該導(dǎo)向組件還幫助合適地密封閥開(kāi)口50。該導(dǎo)向組件確保配裝在沖水閥覆蓋34上的環(huán)形密封件64在沖水閥覆蓋34的第一靜止位置中合適地坐落在閥體32的環(huán)形閥座52上。
為了減小水力損失和進(jìn)一步提高沖水閥組件34的流動(dòng)特性，閥體32包括最大程度地減小流阻的結(jié)構(gòu)。該流阻減小部件包括多個(gè)錐形腹板件72a、72b、72c，它們沿徑向設(shè)置在第一圓柱形管件46和閥體32的底套筒部分38的內(nèi)周緣部分73之間。如圖7所示，各個(gè)錐形的腹板件72a、72b、72c組成如下一低的高度部分75a，其在朝向第一圓柱形管件46的端部處，它通過(guò)一錐度部分75b提升高度直到到達(dá)延伸的高度部分75c，其在朝向底套筒部分38的內(nèi)周緣部分73的端部處。采用這樣的設(shè)計(jì)，通過(guò)閥排出開(kāi)口61的沖洗水的湍流可減到最小。
如果沖洗水不以層流方式流動(dòng)，則還可造成水力損失。層流會(huì)因水在沖水閥組件14內(nèi)回流而遭破壞。為了在沖水操作過(guò)程中減小沖洗水的回流，必須提供沖水閥覆蓋34的足夠浮力，以使沖洗水可合適地排走。
當(dāng)沖水閥覆蓋34從其第一靜止位置移動(dòng)到其第二上位置以實(shí)現(xiàn)合適的沖洗水排放時(shí)，為了提供沖水閥覆蓋34的浮力，一浮選內(nèi)腔76分別形成在沖水閥覆蓋34的向下垂下的內(nèi)和外壁件70和78之間。
在典型的沖水閥組件中，沖水閥覆蓋34最初借助于沖水手柄18從閥開(kāi)口50關(guān)閉的第一靜止位置移動(dòng)到閥開(kāi)口50打開(kāi)的第二位置。使用者在第一靜止位置和第二位置之間移動(dòng)該沖水手柄18，以便操作沖水閥覆蓋34使其在第一靜止位置和第二上位置之間移動(dòng)。目前政府部門(mén)的要求強(qiáng)制沖水手柄的最小“按下”時(shí)間為1秒。然而，水從水箱中放空之前閥開(kāi)口保持打開(kāi)的時(shí)間越長(zhǎng)，則沖水循環(huán)過(guò)程中耗散的能量越大。
本發(fā)明的沖水閥組件能實(shí)現(xiàn)不到1秒鐘的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉閥開(kāi)口50，較佳地是0.5-0.6秒內(nèi)，以提高沖洗水的可供水力能，由此，確保相當(dāng)快地供應(yīng)預(yù)定量的沖洗水而不超過(guò)政府部門(mén)的要求。據(jù)此，沖水閥組件14包括一“行程釋放”或“失運(yùn)動(dòng)”的機(jī)構(gòu)36，如下文中所述，當(dāng)沖水閥覆蓋34到達(dá)其第二位置以使沖水閥覆蓋在沖水手柄18返回到其第一靜止位置之前返回到其第一靜止位置時(shí)，該機(jī)構(gòu)36釋放沖水手柄18對(duì)沖水閥覆蓋34的作用。
如圖中所示，行程釋放機(jī)構(gòu)36包括一凸輪桿80、一拉桿82，拉桿82的端部82a可操作地連接到?jīng)_水手柄，并相對(duì)于凸輪桿80可滑動(dòng)地安裝，這樣，拉桿82和凸輪桿80響應(yīng)于沖水手柄的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)。一脫扣鉤組件90也包括在行程釋放機(jī)構(gòu)36內(nèi)，當(dāng)拉桿82和凸輪桿80在第一靜止位置和第二預(yù)定位置時(shí)間移動(dòng)時(shí)，該機(jī)構(gòu)能接合沖水閥覆蓋34，當(dāng)拉桿82移動(dòng)超過(guò)其第二預(yù)定位置時(shí)，該機(jī)構(gòu)能脫開(kāi)沖水閥覆蓋34。
如圖6、7和10所示，拉桿82包括多個(gè)諸如77a和77b的延伸件，它包括一狹窄寬度部分79a，其逐漸地增加寬度到達(dá)一加寬的寬度部分79b。該加寬的寬度部分79b向外延伸到一定的程度，以使它們可被接納在一由環(huán)形傾斜擋板100的內(nèi)周緣表面形成的接納開(kāi)口100a內(nèi)(將在下文中解釋)。各個(gè)加寬的寬度部分79b在其下端包括一接合孔79c。
脫扣鉤組件90的接合件和脫開(kāi)件包括翼形的保持件92a、92b，它們支承在延伸件77a和77b的加寬的寬度部分79b的接合孔79c內(nèi)。如圖8所示，當(dāng)凸輪桿80和拉桿82一起在第一位置和第二預(yù)定位置之間移動(dòng)，以使沖水閥覆蓋34在第一靜止位置和第二位置之間移動(dòng)時(shí)，翼形保持件92a、92b向外延伸而接合沖水閥覆蓋34。凸輪桿80的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)被限制通過(guò)該第二預(yù)定位置(將在下文中詳細(xì)描述)。由于凸輪桿80的運(yùn)動(dòng)受到如此約束，圖9示出，當(dāng)拉桿80移動(dòng)通過(guò)第二預(yù)定位置時(shí)，翼形保持件92a、92b縮回，這樣，翼形保持件92a、92b從沖水閥覆蓋34脫開(kāi)，這又使得沖水閥覆蓋34返回到其第一靜止位置。
具體來(lái)說(shuō)，如圖6和8所示，在凸輪桿80和拉桿82的第一靜止位置中，各個(gè)翼形保持件92a、92b的第一擒縱件93鄰接抵靠凸輪桿80的中心凹陷凸輪部分94的前導(dǎo)傾斜表面94a。翼形保持件92a、92b的第二擒縱件95的前導(dǎo)邊緣95a鄰接抵靠凸輪桿80的中心凹陷凸輪部分94的直徑減小部分80a。
各個(gè)翼形保持件92a、92b還包括一接合部分97，當(dāng)凸輪桿80和拉桿82返回到其第一靜止位置時(shí)，該接合部分97樞轉(zhuǎn)而向外延伸，由此重新定位。當(dāng)沖水手柄最初將凸輪桿80和拉桿82移離其原始的靜止位置時(shí)，翼形保持件的第一和第二擒縱件93和95被保持在凸輪桿80的中心凹陷凸輪部分94內(nèi)。由于沖水手柄18的繼續(xù)按下，凸輪桿80和拉桿82進(jìn)一步復(fù)合地運(yùn)動(dòng)，各翼形保持件92a、92b的接合部分97與環(huán)形傾斜擋板件100接合(見(jiàn)圖7)，所述擋板件100從沖水閥覆蓋34的內(nèi)周緣表面102延伸，以便將沖水閥覆蓋34從沖水開(kāi)口50關(guān)閉的第一靜止位置提升到?jīng)_水開(kāi)口50打開(kāi)的一第二上位置。當(dāng)凸輪桿80和拉桿82在沖水手柄18按下之后移動(dòng)到第二預(yù)定高度位置時(shí)，一設(shè)置在凸輪桿80的底部80c上的延伸的環(huán)形底部突緣80b鄰接抵靠設(shè)置在閥體32的第一圓柱形管件46的頂端46b處的一向內(nèi)延伸的突緣46a(見(jiàn)圖9)。當(dāng)沖水手柄18繼續(xù)按下時(shí)，這限制凸輪桿80和拉桿82的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)拉桿82因沖水手柄18繼續(xù)按下而移動(dòng)通過(guò)該第二預(yù)定位置時(shí)，拉桿82經(jīng)受通過(guò)彈簧件104施加的附加的偏置力，該彈簧配裝在凸輪桿80的一上部上，并加載在拉桿82的中心芯件106(見(jiàn)圖7和10)和設(shè)置在凸輪桿80的上端處的一彈簧鈕108(見(jiàn)圖10)之間。由于凸輪桿80被阻止進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)，所以，當(dāng)拉桿82移動(dòng)通過(guò)第二預(yù)定高度位置且偏置力開(kāi)始施加時(shí)，第一和第二擒縱件93和95跨出凸輪桿80的中心凹陷凸輪部分94。這又致使翼形保持件92a、92b樞轉(zhuǎn)(見(jiàn)圖9)，以使翼形保持件92a、92b的接合部分97朝向拉桿80縮回，并與沖水閥覆蓋34的環(huán)形傾斜擋板件100脫開(kāi)。其結(jié)果，由于沖水手柄18連接到拉桿82，所以，沖水閥覆蓋34不再處于沖水手柄18的作用之下。由于沖水閥覆蓋34未受約束，所以，沖水閥覆蓋34能返回到其第一靜止位置。拉桿82繼續(xù)其向上的運(yùn)動(dòng)通過(guò)第二預(yù)定位置，直到中心芯件106鄰接抵靠彈簧鈕108。此時(shí)，拉桿82的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)受到限制。
沖水操作造成在約0.5-0.6秒時(shí)間內(nèi)關(guān)閉閥開(kāi)口，這提供一相當(dāng)快的沖水操作，在沖水操作過(guò)程中該操作造成沖洗水的能耗減小。即使沖水閥覆蓋34返回到其第一靜止位置而關(guān)閉閥開(kāi)口50，拉桿82也繼續(xù)向上移動(dòng)，直到?jīng)_水手柄18符合其強(qiáng)制的1秒“按下”時(shí)間。
此外，沖水閥覆蓋34的第二圓柱形管件68在其上端包括一環(huán)形延伸的突緣111(見(jiàn)圖7)。當(dāng)凸輪桿80和拉桿82在相繼的沖水操作中返回到其第一靜止位置且沖水手柄的作用已釋放時(shí)，縮回的翼形保持件92a、92b的凸輪表面109鄰接抵靠第二圓柱形管件68的環(huán)形延伸突緣111。當(dāng)凸輪表面跨越時(shí)，翼形保持件92a、92b凸輪地傳動(dòng)到一延伸的接合位置，以使翼形保持件92a、92b的第一擒縱件93鄰接抵靠凸輪桿80的中心凹陷凸輪部分94的前導(dǎo)傾斜表面，而翼形保持件92a、92b樞轉(zhuǎn)到一位置，由此，接合件97能在其后的沖水操作中接合沖水閥覆蓋34的環(huán)形傾斜擋板件100。
結(jié)合以上闡述的其它特征而包括“行程釋放”或“失運(yùn)動(dòng)”的機(jī)構(gòu)36，可提高沖洗水的流動(dòng)特性和沖水閥組件的流動(dòng)能力，同時(shí)，達(dá)到與強(qiáng)制的政府部門(mén)的要求相符合。
圖11示出一沖洗入口，其在水箱12和過(guò)渡通道22之間提供一過(guò)渡，以使通入過(guò)渡通道22內(nèi)的沖洗水的能量最大，這又形成較大的可供能量以從馬桶便盆中移去廢物。如圖11所示，沖洗入口110在其一端具有一輻射狀端口112，其具有一傾斜的前導(dǎo)邊緣112a，類(lèi)似于圖4-9的沖水閥組件的底套筒部分38的輻射狀入口58。輻射狀端口112具有的直徑較佳地近似為4英寸，其側(cè)壁114a和b之間逐漸縮小到3英寸的窄直徑。前導(dǎo)邊緣112a與水箱12的水平軸線傾斜成一導(dǎo)入角α。
由于該閥入口的設(shè)計(jì)，沖水閥的排放系數(shù)增加到約0.95。通過(guò)增加排放系數(shù)，通過(guò)沖水閥的水的水力能得到提高。其結(jié)果，從水箱到邊緣和噴射流供應(yīng)通道的沖洗水的水力損失減小，以在沖洗水中形成較大的能量來(lái)移去馬桶便盆內(nèi)的廢物。
圖12是具有改進(jìn)的水力動(dòng)力學(xué)特性的沖水閥的另一結(jié)構(gòu)。該沖水閥實(shí)施例也包括一具有輻射狀端口116的閥入口115，但不要求如圖11的閥入口110那樣的用于水箱的平臺(tái)的高度。由于缺乏水箱的平臺(tái)的高度，所以為了提供足夠的密封，閥入口115由模制橡膠制成。
成對(duì)的圖11和12在此進(jìn)行闡述是為了說(shuō)明的目的。這些設(shè)計(jì)提供約7.5升/秒的供應(yīng)率到過(guò)渡通道22內(nèi)。正如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員容易知曉的，諸如圖4-9的沖水閥組件之類(lèi)的沖水閥覆蓋可以結(jié)合這些閥入口110和115中的任何一個(gè)使用?；蛘?，也可采納其它已知沖水閥組件與這些概念結(jié)合使用。
圖13示出過(guò)渡通道或沖洗彎頭22，它們從水箱12的沖水閥組件導(dǎo)向邊緣通道24和直接水通道29。如圖13所示，沖洗彎頭22的半徑R至少為3英寸，即，半徑R必須至少等于輻射狀入口的變窄的直徑。在過(guò)渡通道22的入口端116處，諸如14的沖水閥組件將與輻射狀號(hào)角物(未示出)配裝。過(guò)渡通道22較佳地由陶瓷器制成，由此，對(duì)從沖水閥12到邊緣通道24和直接水噴射流通道29的沖洗水提供光滑的流動(dòng)過(guò)渡。因此，結(jié)合上述的帶有輻射狀入口的沖水閥組件，形成一“清洗”流道對(duì)邊緣通道24和直接水噴射流通道29供應(yīng)能量增加的沖洗水量。
如上所述，由過(guò)渡通道22供應(yīng)的沖洗水通入到邊緣通道24內(nèi)或設(shè)置在馬桶便盆后背部分處的直接水噴射流通道29內(nèi)。如圖1和3所示，直接水噴射流通道29較佳地相對(duì)大(15/8”直徑)，這樣，一集中的沖洗水流引導(dǎo)到馬桶便盆底部處的虹吸流30中(見(jiàn)圖3中的箭頭C)。由于該抽水馬桶具有單側(cè)噴射流的供應(yīng)，所以，與具有馬桶便盆的兩側(cè)上的噴射流的抽水馬桶設(shè)計(jì)比較，減小了沖洗水的水力損失，由此，導(dǎo)致沖洗性能提高。在通常的沖洗過(guò)程中，2.6升水通過(guò)直接水噴射流通道29。
圖1和3示出沖洗水在一非對(duì)稱的和單向的無(wú)約束的供應(yīng)流道中流過(guò)螺旋的邊緣通道24。為了在邊緣通道24和直接水噴射流通道29之間形成沖洗水的平衡流，在每次沖水操作過(guò)程中，大約1.7升水通過(guò)邊緣通道24。在優(yōu)選的實(shí)施例中，邊緣的橫截面近似為11/4”×11/2”。
如上所述，邊緣通道24具有兩個(gè)排水槽28a和b(諸如圖14所示的排水槽)。如圖1和3所示，其中一個(gè)排水槽28a設(shè)置在邊緣通道24的前部117處，并具有一近似為3”×5/8”的較佳的尺寸，而第二排水槽28b設(shè)置在邊緣通道24的后端部118處，并具有一近似為4”×1”的較佳的尺寸。沖洗水以兩個(gè)強(qiáng)力的水流排放通過(guò)第一和第二排水槽28a和28b，以在污水坑中產(chǎn)生一強(qiáng)力的渦流作用。該渦流作用組合來(lái)自噴射流通道29供應(yīng)的水噴射流和虹吸真空的作用，導(dǎo)致從馬桶便盆中較快和較完全地移去廢物，還提供一有效的便盆清洗操作。
如圖3和15所示，邊緣通道24還包括諸如26a、b、c和d的多個(gè)邊緣開(kāi)口。在優(yōu)選的實(shí)施例中，25個(gè)邊緣開(kāi)口均勻地分布在邊緣通道24的全部周緣上。各個(gè)邊緣開(kāi)口26a、b、c和d具有近似為7/32”的直徑和近似為11/2”的間距。通過(guò)邊緣開(kāi)口26a、b、c和d的沖洗水預(yù)濕潤(rùn)馬桶便盆12的全部周緣。盡管能量在通過(guò)邊緣開(kāi)口26a、b、c和d的沖洗水中耗散，但該水仍貢獻(xiàn)附加的能量，在馬桶便盆的水坑中形成強(qiáng)力的渦流，從而有效地和快速地移去廢物。
在如上所述的清洗過(guò)程中，由于沖洗水通過(guò)邊緣開(kāi)口26a、b、c和d，便盆的周邊得到預(yù)濕潤(rùn)。此外，由通過(guò)虹吸噴射流29和排水槽28a和b的水形成的強(qiáng)力渦流作用有效地清洗馬桶便盆的側(cè)壁。
圖16較詳細(xì)地示出流過(guò)邊緣通道24的沖水流，具體來(lái)說(shuō)，如箭頭D所示，即從過(guò)渡通道22’到邊緣通道24的水流的側(cè)向進(jìn)入。圖16還示出，如果用如箭頭E和F所示的水流那樣的集中水流從邊緣通道24排放沖洗水到馬桶便盆20內(nèi)，則可實(shí)現(xiàn)一強(qiáng)力的渦流作用。這兩個(gè)水流E和F彼此補(bǔ)償并在馬桶便盆內(nèi)形成一強(qiáng)力的但尚未湍流的渦流作用。這兩個(gè)水流E和F由通過(guò)設(shè)置在邊緣通道24內(nèi)的成對(duì)的排水槽28a和28b排出的沖洗水形成。圖16示出其中一個(gè)排水槽28a設(shè)置在馬桶便盆前面處的邊緣通道的中間，而另一個(gè)排水槽28b形成在邊緣通道24的螺旋形終端處。通過(guò)在邊緣通道24的端部處提供第二的和最后的排水槽，水以足夠的量可靠地流過(guò)多個(gè)諸如26a、b、c和d的邊緣開(kāi)口，這樣，馬桶便盆的全部周緣得到清洗。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，提供諸如水流E和F那樣的兩股集中水流可提高沖洗的效率和減小能量損失。
此外，在該種抽水馬桶的設(shè)計(jì)中，申請(qǐng)者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在沖洗水從邊緣通道24中排出之后，獲得無(wú)約束的連續(xù)的水流是有利的。該目的可通過(guò)形成光滑的坡度的端壁得以實(shí)現(xiàn)，例如，在最后排水槽28b的后背端140處(見(jiàn)圖17)。如果壁40是垂直的代替坡度的，則水平水流顯著地受到阻礙而失去動(dòng)能。
圖18和19示出用于本發(fā)明的抽水馬桶組件的邊緣通道150的結(jié)構(gòu)的另一優(yōu)選的實(shí)施例。在此實(shí)施例中，沖洗水在側(cè)壁從過(guò)渡通道22”進(jìn)入邊緣通道150。沖洗水沿圖18中箭頭G的方向圍繞邊緣通道150在一非對(duì)稱和單向的通道內(nèi)流動(dòng)。沿著該通道，第一組邊緣開(kāi)口152a、b和c(較佳地為三個(gè)數(shù)量)設(shè)置在馬桶前面處的邊緣通道路徑的中間，而第二組邊緣開(kāi)口154a、b和c設(shè)置在螺旋形邊緣通道的端部處。一排水槽156還形成在第二組邊緣開(kāi)口154c的最后開(kāi)口后面的邊緣通道150內(nèi)。
在此實(shí)施例中(圖18)，邊緣開(kāi)口152a、b和c和154a、b和c相對(duì)大并彼此靠近地定位。諸邊緣孔之間的狹窄壁(見(jiàn)158a、158b)沿垂直方向提供剛度，并減小水流的變形?？偟膩?lái)說(shuō)，邊緣開(kāi)口152a、b和c和154a、b和c的組合面積應(yīng)近似地等于圖3的實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)的排水槽28a和b。通過(guò)提供如圖18所示的兩組邊緣開(kāi)口，獲得沖洗水的強(qiáng)力的渦流作用，使得均勻的水位沿周緣分布。
在圖18的邊緣通道150中，通過(guò)形成邊緣通道150的垂直壁160內(nèi)的排水槽156，在沖洗水已經(jīng)完成邊緣通道150的全部邊緣流道之后，可實(shí)現(xiàn)無(wú)約束的連續(xù)的水流。其結(jié)果，通過(guò)排水槽156排放的沖洗水繼續(xù)沿水平方向流動(dòng)，因此，不失去動(dòng)能，如果全部流通過(guò)邊緣通道150之后沖洗水撞擊到垂直壁上，則會(huì)造成這樣的后果。
圖20示出馬桶便盆20的結(jié)構(gòu)。圖20示出馬桶便盆20具有足夠的深度和足夠的寬度，從而具有足夠大的水坑，這樣，不會(huì)收集太多的水。
在完成沖洗的過(guò)程中，沖洗水和廢物材料通過(guò)虹吸噴射流30進(jìn)入通向污水管線的存水彎40。如圖1所示，存水彎40具有第一堰塘區(qū)域162，它連接到第一向上傾斜的存水彎部分164。第一存水彎部分164的長(zhǎng)度做得最小，以使水坑、第一堰塘區(qū)域162和第一存水彎部分164內(nèi)的常停留水近似為0.475升(見(jiàn)圖21)。第一存水彎部分164通向一向下傾斜的第二存水彎部分166，如圖21所示，它具有一朝向便盆約為30°角的斜坡。一第二堰塘區(qū)域168設(shè)置在第二存水彎部分166的排出端169處。存水彎40接下來(lái)向上爬坡到一第三存水彎部分170，它連接到一大致垂直定向和向下下垂的第四存水彎部分172，該第四存水彎部分172連接到污水管線31。在優(yōu)選的實(shí)施例中，馬桶便盆20和存水彎40儲(chǔ)存大約1.9升水。
根據(jù)本發(fā)明的諸多優(yōu)點(diǎn)之一，存水彎40在其全部的長(zhǎng)度上沒(méi)有截面的減小。在一優(yōu)選的實(shí)施例中，存水彎40的各個(gè)部分在其全部長(zhǎng)度上具有的直徑達(dá)近似為2.5英寸。其結(jié)果，直徑小于21/2”的廢物可通過(guò)而不會(huì)堵塞存水彎。因此，如果任何廢物材料進(jìn)入存水彎40，則它可通過(guò)其間，因?yàn)榇嫠畯?0沒(méi)有截面的減小。如果在本發(fā)明的抽水馬桶10內(nèi)發(fā)生任何的堵塞，則堵塞將發(fā)生在坑內(nèi)，可以容易地清除而不需纜索或水管工人的幫助。此外，由于存水彎的直徑?jīng)]有減小，所以清除堵塞的纜索可容易地通過(guò)其間。因此，本文中存水彎的設(shè)計(jì)提供了卓越的清除廢物的能力。此外，該存水彎設(shè)計(jì)提供了4.2升/秒的通入污水管線的排放率。
因此，該抽水馬桶的每次循環(huán)的總用水量為5.7升，其中，4.5升進(jìn)入沖洗水，1.2升進(jìn)入到回流水。沖水操作之后留在坑中的殘余清水量為0.7升。
圖22-24示出根據(jù)本發(fā)明的抽水馬桶的另一實(shí)施例，它達(dá)到類(lèi)似于圖1-3的沖水操作。在該實(shí)施例中，在沖洗水從過(guò)渡通道22a排放出之后，沖洗水流過(guò)邊緣通道24a(用箭頭H表示)，而沖洗水以相反的方向流過(guò)噴射流通道29a(用箭頭I表示)。盡管沖洗水流道以該方式指向，但發(fā)現(xiàn)水力損失是最小的。
圖25示出根據(jù)本發(fā)明的抽水馬桶的另一水流通道，其中，水流以相同的方向(見(jiàn)箭頭J和K)朝向邊緣通道24b和直接噴射流通道29b。在此實(shí)施例中，過(guò)渡通道22b的一部分176由塑料插入件形成。
圖26和27示出，過(guò)渡通道和直接噴射流通道至少部分地由塑料插入件180形成。一第一孔182設(shè)置在塑料插入件180內(nèi)，以使沖洗水被引導(dǎo)到邊緣通道24內(nèi)。一第二孔184設(shè)置在插入件180的端部處，以使沖洗水可被引導(dǎo)到便盆的底部。如圖28的水流路徑所示，通過(guò)提供一光滑的通道(塑料插入件180)將噴射流水從閥入口110傳輸?shù)絿@便盆的噴射流通道29的入口184，可減小水力損失。與圖28的水流途徑內(nèi)所經(jīng)歷的較大的湍流的水流相比，通過(guò)使用塑料、橡膠或某些其它材料插入件，可提高該光滑的非湍流的流動(dòng)。通過(guò)將插入件配裝在成品的陶瓷抽水馬桶內(nèi)，導(dǎo)致制造的方便以及更有效和成本低廉的組裝。
因此，由于上述的這些原因，與現(xiàn)有抽水馬桶相比，所設(shè)計(jì)的抽水馬桶已經(jīng)達(dá)到較大的能量輸出，由此，提供更大的沖洗水能量從馬桶便盆中移去廢物。此外，抽水馬桶滿足政府部門(mén)的要求，即，強(qiáng)制沖水手柄的最小“按下”時(shí)間為1秒，最大用水量為1.6介侖(6升)/次。此外，本發(fā)明的抽水馬桶提高了沖洗水的流動(dòng)特性和流動(dòng)能力，并提供一在大約2.5秒時(shí)間內(nèi)完成的沖水操作(見(jiàn)圖29)。此外，抽水馬桶的存水彎的設(shè)計(jì)減少了堵塞的機(jī)會(huì)。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照某些優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行特別的圖示和描述，但本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)容易地認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以作出各種變化和修改。附后的權(quán)利要求書(shū)應(yīng)看作包括上述的內(nèi)容以及各種其它的這樣的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一抽水馬桶，它包括一抽水馬桶便盆組件，其具有一馬桶便盆和一從馬桶便盆的底部延伸到一污水管的存水彎，馬桶便盆具有一沿著其上周緣部分的邊緣通道；一定位在馬桶便盆組件上方的水箱，其容納清水，其用來(lái)起動(dòng)從馬桶便盆到污水管線的虹吸作用，并在每次沖水操作之后用清水回流到馬桶便盆；以及其中，沖洗水沿一非對(duì)稱的和單向的流動(dòng)路徑流過(guò)馬桶便盆組件的邊緣通道。
2.如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其特征在于，所述邊緣部分具有沿著邊緣通道的周緣均勻地分布的多個(gè)邊緣開(kāi)口。
3.如權(quán)利要求2所述的抽水馬桶，其特征在于，各個(gè)所述邊緣開(kāi)口具有約為7/32”的直徑。
4.如權(quán)利要求2所述的抽水馬桶，其特征在于，流過(guò)所述多個(gè)邊緣開(kāi)口的沖洗水預(yù)濕潤(rùn)馬桶便盆的全部周緣。
5.如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其特征在于，所述存水彎在其全部的長(zhǎng)度上具有的直徑達(dá)到約2.5”。
6.如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其特征在于，沖洗水在約2.5秒內(nèi)從馬桶便盆內(nèi)排空。
7.如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其特征在于，還包括一水流道連接器，用來(lái)將沖洗水從所述水箱引導(dǎo)到所述馬桶便盆內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的抽水馬桶，其特征在于，所述水流道連接器包括一介于所述水箱和所述馬桶便盆之間的橋接水流的排水端口。
9.如權(quán)利要求8所述的抽水馬桶，其特征在于，所述水箱具有一沖水閥，其由具有一輻射式端口的閥入口形成。
10.如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其特征在于，所述邊緣通道包括一對(duì)排水槽，其以兩個(gè)水流將沖洗水直接地排放到所述馬桶便盆內(nèi)，以形成一強(qiáng)力的渦流作用。
11.如權(quán)利要求10所述的抽水馬桶，其特征在于，所述成對(duì)排水槽的第一部分設(shè)置在圍繞邊緣通道大約半途的地方，而所述成對(duì)排水槽的第二部分設(shè)置在馬桶便盆的后背部分的所述邊緣通道的終端部分處。
12.如權(quán)利要求11所述的抽水馬桶，其特征在于，所述第一排水槽具有的尺寸約為3”×5/8”，而所述第二排水槽具有的尺寸約為4”×1”。
13.如權(quán)利要求11所述的抽水馬桶，其特征在于，一光順的坡度的壁側(cè)面設(shè)置在所述邊緣通道的終端處的所述成對(duì)的排水槽的所述第二部分處，當(dāng)水從所述邊緣通道內(nèi)排出時(shí)，實(shí)現(xiàn)水流保持不受約束。
14.如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其特征在于，所述邊緣通道包括第一和第二組的排水開(kāi)口，它們以形成一強(qiáng)力渦流作用的集中水流將沖洗水直接地排放到馬桶便盆內(nèi)。
15.如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其特征在于，所述第一組的排水開(kāi)口設(shè)置在圍繞邊緣通道的大約半途地方，而所述第二組的排水開(kāi)口設(shè)置在馬桶便盆的后背部分的所述邊緣通道的終端部分處的地方。
16.如權(quán)利要求15所述的抽水馬桶，其特征在于，三個(gè)排水開(kāi)口設(shè)置在各個(gè)所述第一和第二組的排水開(kāi)口內(nèi)。
17.如權(quán)利要求15所述的抽水馬桶，其特征在于，一排水槽設(shè)置在所述第二組排水開(kāi)口的最后一個(gè)排水開(kāi)口后面的所述邊緣通道的終端部分內(nèi)，所述槽形成在所述邊緣通道的一垂直端壁內(nèi)，以當(dāng)水從所述邊緣通道內(nèi)排出時(shí)，實(shí)現(xiàn)水流保持不受約束。
18.如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其特征在于，所述馬桶便盆和所述存水彎儲(chǔ)存大約1.9升水。
19.如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其特征在于，還包括一直接的噴射流通道，用來(lái)將沖洗水直接地供應(yīng)到馬桶便盆的虹吸噴射流開(kāi)口部分內(nèi)。
20.如權(quán)利要求19所述的抽水馬桶，其特征在于，所述直接噴射流通道形成在一塑料插入件的至少一部分內(nèi)。
21.一抽水馬桶，它包括一抽水馬桶便盆組件，其具有一馬桶便盆和一從馬桶便盆的底部延伸到一污水管的存水彎；一定位在馬桶便盆組件上方的水箱，其容納清水，其用來(lái)起動(dòng)從馬桶便盆到污水管線的虹吸作用，并在每次沖水操作之后用清水回流到馬桶便盆；以及一水流道組件，其包括一過(guò)渡的流道，直接的水噴射流通道，其饋送沖洗水直接地進(jìn)入所述馬桶便盆的底部，和一邊緣通道，其具有一對(duì)排水槽，其以集中的水流將沖洗水直接地排放到所述馬桶便盆內(nèi)，以在馬桶便盆內(nèi)形成一強(qiáng)力的渦流作用，其中，所述過(guò)渡流道將水從所述水箱饋送到所述邊緣通道和所述直接的水噴射流通道內(nèi)。
22.如權(quán)利要求21所述的抽水馬桶，其特征在于，所述成對(duì)排水槽的第一部分設(shè)置在所述邊緣通道的前部，而所述成對(duì)排水槽的第二部分設(shè)置在所述邊緣通道的后端部。
23.如權(quán)利要求22所述的抽水馬桶，其特征在于，所述排水槽的第一部分具有的尺寸約為3”×5/8”，而所述排水槽的第二部分具有的尺寸約為4”×1”。
24.如權(quán)利要求21所述的抽水馬桶，其特征在于，所述邊緣通道沿著所述馬桶便盆的上周緣部分設(shè)置，其中，沖洗水沿著一路徑流過(guò)馬桶便盆組件的邊緣通道，所述路徑在其全部的周緣上是非對(duì)稱的和單向的。
25.如權(quán)利要求24所述的抽水馬桶，其特征在于，所述邊緣通道具有沿著邊緣通道的周緣均勻地分布的多個(gè)邊緣開(kāi)口。
26.如權(quán)利要求25所述的抽水馬桶，其特征在于，流過(guò)所述多個(gè)邊緣開(kāi)口的沖洗水預(yù)濕潤(rùn)馬桶便盆的全部周緣。
27.如權(quán)利要求24所述的抽水馬桶，其特征在于，沖洗水在約2.5秒內(nèi)從馬桶便盆內(nèi)排空。
28.如權(quán)利要求21所述的抽水馬桶，其特征在于，所述過(guò)渡的通道形成在一塑料插入件的至少一部分內(nèi)。
29.如權(quán)利要求21所述的抽水馬桶，其特征在于，所述直接水噴射流通道形成在一塑料插入件的至少一部分內(nèi)。
30.如權(quán)利要求21所述的抽水馬桶，其特征在于，所述直接水噴射流通道形成在一橡膠插入件的至少一部分內(nèi)。
31.如權(quán)利要求21所述的抽水馬桶，其特征在于，所述過(guò)渡流道對(duì)進(jìn)入所述邊緣通道和所述直接水噴射流通道內(nèi)的沖洗水提供一側(cè)向入口。
32.一抽水馬桶，它包括一抽水馬桶便盆組件，其具有一馬桶便盆和一從馬桶便盆的底部延伸到一污水管的存水彎，馬桶便盆具有一沿著其上周緣部分的邊緣通道，所述邊緣通道具有沿著邊緣通道的周緣均勻地分布的多個(gè)邊緣開(kāi)口，以及一對(duì)排水槽，它們以兩個(gè)水流引導(dǎo)水直接地進(jìn)入所述馬桶便盆內(nèi)；一定位在馬桶便盆組件上方的水箱，其容納清水，其用來(lái)起動(dòng)從馬桶便盆到污水管線的虹吸作用，并在每次沖水操作之后用清水回流到馬桶便盆，所述水箱具有一沖水閥，其呈具有一輻射式入口的閥入口的形式；一水流道組件，其包括一過(guò)渡的流道，一直接的水噴射流通道，其饋送沖洗水直接地進(jìn)入所述馬桶便盆的底部，和一邊緣通道，其具有一對(duì)排水槽，其以集中的水流將沖洗水直接地排放到所述馬桶便盆內(nèi)，以在馬桶便盆內(nèi)形成一強(qiáng)力的渦流作用，其中，所述過(guò)渡流道將水從所述水箱饋送到所述邊緣通道和所述直接水噴射流通道內(nèi)；以及由此，沖洗水可在約2.5秒內(nèi)從馬桶便盆內(nèi)排空。
33.如權(quán)利要求32所述的抽水馬桶，其特征在于，各個(gè)所述邊緣開(kāi)口具有約為7/32”的直徑。
34.如權(quán)利要求32所述的抽水馬桶，其特征在于，流過(guò)所述多個(gè)邊緣開(kāi)口的沖洗水預(yù)濕潤(rùn)馬桶便盆的全部周緣。
35.如權(quán)利要求32所述的抽水馬桶，其特征在于，所述存水彎在其全部的長(zhǎng)度上具有的直徑達(dá)到約2.5”。
36.如權(quán)利要求32所述的抽水馬桶，其特征在于，所述成對(duì)排水槽的第一部分設(shè)置在圍繞邊緣通道的大約半途地方，而所述成對(duì)排水槽的第二部分設(shè)置在馬桶便盆的后背部分的地方。
37.如權(quán)利要求36所述的抽水馬桶，其特征在于，所述排水槽的第一部分具有的尺寸約為3”×5/8”，而所述排水槽的第二部分具有的尺寸約為4”×1”。
38.如權(quán)利要求37所述的抽水馬桶，其特征在于，所述馬桶便盆和所述存水彎儲(chǔ)存大約1.9升水。
39.如權(quán)利要求32所述的抽水馬桶，其特征在于，過(guò)渡流道呈一彎曲的彎頭的形式，其具有約3英寸的半徑。
全文摘要
一抽水馬桶，它包括一抽水馬桶便盆組件，其具有一馬桶便盆和一從馬桶便盆的底部延伸到一污水管的存水彎。馬桶便盆具有一沿著上周緣部分設(shè)置的邊緣通道。在該抽水馬桶中，沖洗水在一非對(duì)稱和單向的流道內(nèi)沿著全部的周緣部分流過(guò)邊緣通道。邊緣通道包括多個(gè)沿邊緣通道周緣均勻地分布的邊緣開(kāi)口。流過(guò)多個(gè)邊緣開(kāi)口的沖洗水預(yù)濕潤(rùn)馬桶便盆的全部周緣。邊緣通道還包括一對(duì)排水槽，它們以兩股強(qiáng)力的水流引導(dǎo)水直接進(jìn)入到馬桶便盆內(nèi)。允許水從水箱流到馬桶便盆組件的沖水閥呈一具有一輻射狀端口的閥入口的形式，以便產(chǎn)生較大的沖洗水的能量輸出。
文檔編號(hào)E03D1/34GK1685118SQ03823530
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2003年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者R·M·詹森, A·V·普若克棚克 申請(qǐng)人:美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際公司