CN102046893A - 具有横截面缩小的阀座的马桶冲洗阀 - Google Patents

Abstract

披露了一种罐式冲洗阀，该罐式冲洗阀具有被改进成在不影响冲洗性能的情况下提供更大的初始流动冲击的阀座。在马桶水箱的底部处有安装件，该安装件连接到水箱的出水孔并且形成阀座。通过安装件的通道以弧形的方式在阀座下方逐渐变细。在通道中，优选为在通道的中心，也有引导支撑结构。引导支撑结构也具有逐渐变细的腿。

Description

具有横截面缩小的阀座的马桶冲洗阀

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年4月10日提交的美国临时申请61/043,817的优先权。

技术领域

本发明涉及控制从马桶水箱到马桶钵体的水流的冲洗阀。更具体地，本发明涉及可安装到马桶水箱并且优选地与罐式(canister type)冲洗阀一起使用的水箱阀座。

背景技术

多种用于控制马桶水箱水流到马桶钵体的系统是已知的。这种系统具有连接到水箱的进水阀，所述进水阀通常由对水箱水位产生反应的浮子控制。压下解扣杆(trip lever)或者其它致动器移动了在水箱出口处的冲洗阀，使得水能从水箱排空到钵体。当水箱水排出时，进水阀浮子随水箱内的水位下降，从而触发进水水流以再灌充水箱。在足够的水箱水离开水箱后，冲洗阀关闭使得水箱中的水位能恢复。当在出水阀关闭后水箱重新装水时，供水阀浮子随水上升并且最终关闭供水阀以切断水的供给。

已经设计出了多种用于控制从水箱到钵体的水流的冲洗阀。最常见的一种是挡板(flapper)类冲洗阀。挡板冲洗阀具有支撑大直径挡块的枢转轭，该挡块密封水箱出口直到解扣杆被致动以开始冲洗循环。大挡块充有空气，所述空气减缓挡块的复位直到足够的水已经从水箱排出。有时，如果挡板不是恰好地落到阀座上，一些这种阀在完成关闭出口流动方面是有困难的。

另一类型的冲洗阀具有一旦被解扣了就笔直地竖直向上移动，并且然后笔直地竖直向下移动的专用浮子。举例来说参见美国专利US5,329,647、US5,896,593、US6,715,162和US6,728,976。

以这种方式工作的特别优选的冲洗阀类型是在美国专利申请公开2007/0101485中所示的罐式冲洗阀，所述美国专利申请公布以引用的方式被结合，如同在这里已完全阐述。然而，这种类型的罐式设计，当与它的所示的阀座一起使用时，呈现很多设计约束。

例如，为了获得足够的初始流量，可能不得不将到达钵体的后延伸部的直径增大到需要非标准零件和/或影响美观的程度。而且，流动特性可能会限制某些水使用效率，这必需以其它方式进行补偿。

一个复杂因素是为了确保阀体的竖直移动，引导件被设置在阀座上。因为这通常在通过阀座的流动通道的中心处，所以引导件本身能阻碍流动并且使得设计修改复杂化。尽管美国专利US5,926,861提议在阀座的周边处具有用于罐的引导件，但是它需要相对复杂的和昂贵的结构以实现那个提议。

根据上面的描述，需要改进以解决这些关注问题。

发明内容

在一个方面中，本发明提供一种用于控制通过马桶水箱的壁中的孔流出的水流的冲洗阀。所述冲洗阀具有安装件，该安装件具有适于便于将所述安装件安装成邻近所述孔的下端、阀座形式的上端、和从所述阀座向下延伸的贯通通道。还具有引导部分，该引导部分被安装在所述贯通通道中并且从其向上延伸。

还有阀体，该阀体可定位在所述阀座上方使得当处于第一位置时适于阻止水流过所述安装件并且当所述阀体处于第二位置时适于允许水流过所述安装件，当处于所述第一位置时所述阀体被设置在所述阀座上，当处于所述第二位置时所述阀体不被设置在所述阀座上。依照本发明，所述贯通通道在所述阀座下方逐渐变细。

在优选形式中，所述贯通通道在所述阀座下方从大于2.9英寸的直径弧形地变窄到小于2.3英寸，更优选为小于2.1英寸的直径，所述阀体是罐式阀体，所述引导部分具有在所述阀体下方弧形地逐渐变细的下腿结构，并且所述安装件在所述安装件的下端处附近具有外螺纹以便于通过水箱孔安装所述安装件。可选地，当一件式马桶具有连接盲孔时，替代结构的螺纹下端，能使用类似于美国专利US4,433,446中的那样的卡口式连接系统。

将会认识到，罐式阀一旦被提起至离开所述阀座，加大的阀座和相应地大罐式阀就产生进入水的大排出流率。阀座下方的通道的逐渐变细(以及引导部件的相应的逐渐变细)然后允许流动，在不阻碍所形成的流率的情况下被平滑地转变到所期望的尺寸。

在另一方面中，本发明提供一种用作这种冲洗阀的组成部分的安装件。该安装件可以具有套筒形式的本体并且具有下端，该下端适于便于将所述本体安装至邻近水箱壁的出水孔。所述安装件也具有阀座形式的上端，从所述阀座向下延伸的贯通通道，和安装在所述贯通通道中并且从其向上延伸的引导柱。所述贯通通道在所述阀座下方逐渐变细。

应当指出，为了最优地引导，能将所述引导柱沿着所述罐式阀体的中心线地居中设置。这也是获得引导的成本有效方式。然而，甚至在低冲力马桶的情况下，经过所述引导部分能产生足够的流动。

在另一方面中，本发明提供一种马桶(具有水箱和钵体)，其中，上面所述的冲洗阀控制从水箱流出并流到钵体的流动。

因此，本发明提高传统的、高性能的、罐式阀的性能，以允许不降低的水排出流率，且一旦已经开始冲洗就快速地流到马桶中。以相对低的成本，并且以不需要将钵体的后延伸部加宽以适应更大的流量的方式获得这一点。

通过详细描述和附图，本发明的这些和其它优点将是显而易见的。下文是本发明的一个或多个优选实施方式。由于优选实施方式不旨在是本发明的范围内的仅有的实施方式，因此为了确定本发明的全部范围，应当参见权利要求。

附图说明

图1是截面图，示出了本发明的冲洗阀，其安装在本发明的马桶水箱中；

图2是图1的顶视图，其中去除掉了水箱盖；

图3是图1的冲洗阀的透视图；

图4是图2的冲洗阀的分解透视图；

图5是类似于图4的视图，但是从不同的角度示出了部件；

图6是沿着图3的线6-6截取的截面图；

图7是沿着图3的线7-7截取的截面图；

图8是图6的弧8-8部分的放大的详细图；

图9是本发明的优选安装件的放大的顶部透视图；

图10是图9的安装件的底部透视图；和

图11是类似于图6的视图，但是示出了上升到离开阀座的第二位置的罐式阀体。

具体实施方式

首先参考图1和2，示出了马桶10，所述马桶10包括水箱12和钵体14(部分用虚线示出)。可以使用类似于美国专利US6,728,976的那样的支架将水箱12连接到钵体14。

水箱12包括盖16和大体上水平的底壁18，所述底壁18具有出水开口20，该出水开口20通向钵体14的上边沿(未示出)中的沟道。具有由浮子24操作的供水阀26的典型供水管22被安装在水箱的内侧，用以控制进入到水箱12中的供应水28的流动。在这点上，当浮子下降时(当水已经流出水箱时)，水被供给到水箱。一旦浮子随着水向上返回的足够远，供应水自动关掉。

依照本发明的冲洗阀组件30被安装在水箱12的内侧且在出水开口20上方以控制冲洗循环期间从水箱12流出到钵体14的水28的流动。解扣杆组件31被连接到水箱12和冲洗阀组件30的一部分并且能被触发以开始冲洗循环。

此外参考图3-5，冲洗阀组件30被竖直直立地安装在水箱12中与底壁18相邻。冲洗阀组件30主要包括安装件32和阀体34，所述阀体34包括密封件36，所述阀体34大体上沿着中心轴线38(在图2和3中示出了)相对于所述安装件32移动。安装件32和阀体34优选为由抗腐蚀性的、化学稳定的材料，例如合适的塑料构成。密封件36能由挠性材料，例如合适的弹性体，诸如乙烯树脂、EPDM橡胶或硅制成，其具有尤其良好的抗化学/腐蚀性能。然而，本领域技术人员将会认识到适于安装件32、阀体34和密封件36的多种材料。

安装件32通过保持螺母39而被连接到水箱12，保持螺母39螺接到形成为邻近安装件32的下部部分42的外螺纹40上，安装件32的下部部分42延伸通过水箱出水开口20。环形凸缘44从所述安装件32径向地延伸以将垫圈46夹在水箱12的底壁18和凸缘44之间(在图1中最佳所示)。这个垫圈46防止水从水箱12泄漏并且例如泄漏到浴室的地面上。

在一个未示出的可选的示例性的构造中，安装件32的下部部分42能具有三个延伸通过三角(trilobular)开口并且接合水箱12的爪(prong)。这种连接类似于美国专利US4,433,446中所披露的连接，所述美国专利转让给了本发明的受让人，并且其披露的内容，尤其是图2-6和相关描述，被以引用的方式结合到这里。

此外参考图6-11，安装件32限定通道48，该通道48在阀座50和阀出口52之间延伸，其中一端在阀座60处并且另一端在阀出口52处。通道48限定从阀座50朝向阀出口52向下逐渐变细的基本上弧形的表面54，如同在图6中最好地示出的那样。弧形表面54可以是光滑的以使得对水28的流动的阻止最小化。此外，弧形表面54的轮廓优选设置为近似于自然水流动，使得水28从水箱12到钵体14的流速最大化。通道48包括在阀出口52附近的直线部分56；然而，从阀座50到阀出口52通道48可以都是弧形的。

在优选的示例性的实施方式中，阀座50和阀出口52优选为相对于中心轴线38同心。阀座50是基本上圆形的并且阀座直径58大于阀出口直径60(在图9和10中示出了)。阀出口52也是基本上圆形的。

在示例性的实施方式中，阀座直径58是大约三英寸以在冲洗循环的初始流入期间和冲洗循环的剩余部分期间都允许足够量的水28流过。通道48将较大的阀座直径58减小到在阀出口52附近的大约二英寸的阀出口直径60。结果是，在冲洗循环期间，通道48将水28朝向钵体14以漏斗方式流过(funnel)或引导，提供足够的钵体14清洗和去污水28，并且允许将安装件32连接到更传统的部件和设备。

通道48可以呈现出横截面减小的多种弧形表面构造，其中各自具有在冲洗循环期间将水28从水箱12有效地转移到钵体14的目的。锥形通道48具有使得安装件32与标准钵体和其它连接部件兼容，同时允许增加的水28流量的额外益处。

安装件32包括一系列从通道48向内延伸并且在中心轴线38附近会聚的、弧形逐渐变细的腿形式的支撑件62，在会聚处它们限定开口64。所述支撑件62在所述阀座50的下面朝着阀出口52逐渐变细以使得通过通道48的水28的流量最大化。所述开口64被构造成接收柱形式的引导部分66。所述引导部分66具有形成在下端70附近的一对腿68，其选择性地锁定到开口64中以防止引导部分66的轴向移动。

引导部分66也包括向上延伸的锥形角板(gusset)72，所述角板72终止在中空上端74，所述中空上端74被构造成接收再灌充喷嘴76和停止垫圈78，其将阀体34捕获(capture)到引导部分66。在冲洗循环期间，再灌充喷嘴76经由管80从供水阀26接收水28。再灌充喷嘴76允许水在冲洗循环期间灌充阀体34和水箱12的一部分，以影响(influence)冲洗循环的持续时间并且以将钵体水恢复到初始水位。

基本上杯形的阀体34是浮子类型，其在顶部35处是朝向周围环境开口并且包括外壁85和内管86，在冲洗循环期间所述内管86大体上沿着引导部分66行进。内管86基本上是圆锥形的并且朝向管86的上边沿88逐渐变细。内管86的圆锥形构造起作用以在阀体34从上升位置下沉到下降位置时使阀体34相对于安装件32居中。如果水28使阀体34的上边沿82出现开口(breach)，水28开始灌充形成在内管86和外壁85之间的圆形容器84。水28首先通过开口73排出并且如果进入的溢流率是足够高的然后上升到内管86的上边沿88。注意也到角板72。

解扣杆组件31包括链98，该链98被钩在形成在阀体34的侧凸片102中的孔100和解扣臂104之间，结果是，解扣杆组件31的致动从下降位置(图6中示出了)朝着上升位置(在图11中示出了)移动阀体34。

尤其参考图6-8，当阀体34处于下降位置时，密封件36防止水28在安装件32的周边96附近从水箱12泄漏到的钵体14。典型的盘形密封件36被固定在形成于阀体34的下端92附近的环形凹槽90中。在优选的示例性的实施方式中，密封件36至少部分地接合脊94，所述脊94在阀座50的周边96附近从阀座50向上延伸(在图8中最好地示出)以帮助建立密封件36和阀座50之间的水密封。更进一步地，环形密封件支持(backing)凸缘106与密封件36间隔开并且增强密封件36的操作和密封。此外，一系列狭槽108被形成在密封件支持凸缘106中以在冲洗循环期间增强阀体34的操作。本领域技术人员将会认识到可用来将密封件36保持到阀体34的多种构造。

在转让给本申请的受让人的、申请号为2007/0101485的美国专利申请中讨论了放水开口73、密封件支持凸缘106、狭槽108和其它额外的结构，所述美国专利申请以引用的方式被结合，如同在这里完全阐述。

在冲洗循环之前，冲洗阀处于图1、3、6和7中所示的不活动位置，其中阀体34和密封件36位于阀座50上并且“装满的”水箱12水28是可用的。解扣杆组件31的致动将阀体34向上地拉足够的距离以使得密封件36离开阀座50。当密封件36开始离开阀座50时，通道48的张开的阀座50部分允许流入到钵体14的水28的初始涌入等于阀座50的直径一致的阀。

通过阀体34的浮力，阀体34被进一步地朝着图11中所示的上升位置移动。水箱12中的水28继续通过安装件32沿着通道48的弧形表面朝着钵体14流动，通道48的弧形表面近似于水28的自然流动。此外，逐渐变细的支撑件62使得通道48中的水48的流动阻力最小化。水28和钵体14中的废物通过存水弯(trap)(未示出)被排到通常形式的卫生废物管。与通过开口73控制的设计流出率相结合，阀体34沿着引导部分66向下行进直到密封件36靠座在阀座50中。在水箱12被水28再灌充到足够启动供水阀26之后完成冲洗循环。

应当认识到，上面已经描述了本发明的优选实施方式。然而，优选实施方式的多种修改和变化对本领域技术人员而言将是显而易见的，其将在本发明的精神和范围之内。因此，本发明不应当被限定到所描述的实施方式。为了确定本发明的全部范围，应当参考下面的权利要求。

工业应用性

本发明提供用在控制从马桶水箱流到马桶钵体的水的流动中的改进阀，以及具有这些阀的马桶。

Claims (9)

1.一种冲洗阀，用于控制通过马桶水箱的壁中的孔流出的水流，所述冲洗阀包括：

安装件，所述安装件具有适于便于将所述安装件安装成邻近所述孔的下端、阀座形式的上端、从所述阀座向下延伸的贯通通道，和安装在所述贯通通道中并且从其向上延伸的引导部分；和

阀体，所述阀体可定位在所述阀座上方，从而当处于第一位置时适于阻止水流过所述安装件，并且当所述阀体处于第二位置时适于允许水流过所述安装件，当处于所述第一位置时所述阀体被定位在所述阀座上，当处于所述第二位置时所述阀体不被定位在所述阀座上；

其中所述贯通通道在所述阀座下方逐渐变细。

2.如权利要求1所述的冲洗阀，其中所述贯通通道在所述阀座下方弧形地变窄。

3.如权利要求1所述的冲洗阀，其中所述贯通通道在所述阀座下方从大于2.9英寸的直径弧形地变窄到小于2.3英寸的直径。

4.如权利要求1所述的冲洗阀，其中所述阀体是罐式阀体。

5.如权利要求1所述的冲洗阀，其中所述引导部分具有在所述阀座下方弧形地逐渐变细的下腿结构。

6.如权利要求1所述的冲洗阀，其中所述安装件具有在所述安装件的下端附近的外螺纹，从而便于通过所述水箱的所述孔安装所述安装件。

7.一种用作冲洗阀的组成部分的安装件，所述冲洗阀用于控制通过马桶水箱的壁中的孔流出的水流，所述安装件包括：

套筒形式的本体，所述本体具有适于便于将所述本体安装成邻近所述孔的下端、阀座形式的上端、从所述阀座向下延伸的贯通通道、和安装在所述贯通通道中并且从其向上延伸的引导柱；

其中所述贯通通道在所述阀座下方逐渐变细。

8.如权利要求7所述的安装件，其中所述贯通通道在所述阀座下方弧形地变窄。

9.一种马桶，包括：

钵体；

用于存储水的水箱，所述水箱具有用于允许水从所述水箱流到所述钵体的下出水孔；和

安装到所述出水孔的如权利要求1所述的冲洗阀。

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