CN102165122B - 使用最小偏置力的分流阀 - Google Patents

Abstract

一种分流阀包括：进水端口，其耦合到注水管；第一出水端口；抽水马桶桶体注水管，其耦合到所述出水端口，其中其第二端邻近抽水马桶水箱溢流管；第二出水端口；中心流动通道，其提供所述进水端口与所述第一及第二出水端口之间的流体连通路径，所述第一出水端口的入口与所述第二出水端口的入口在所述中心流动通道中彼此直接相对；提升阀，其在所述中心流动通道中，所述提升阀具有阻挡所述第一出水端口的升高的位置及阻挡所述第二出水端口的降低的位置；致动臂、浮子部件及杆，其耦合到所述提升阀，其中所述浮子部件的移动将所述杆的向下运动转换成所述致动臂的向上运动且反之亦然。

Description

使用最小偏置力的分流阀

相关申请案交叉参考

本申请案请求对在2008年8月11日提出申请且标题为“使用最小偏置力的分流阀(Diverter Valve With Minimum Bias Forces)”的临时专利申请案第61/087,929号的优先权，所述临时专利申请案如同逐字陈述那样以引用方式并入本申请案中。

技术领域

本发明一般来说涉及抽水马桶水箱注水阀，且在一个方面中涉及一种用于双重冲洗抽水马桶的抽水马桶水箱注水阀。

背景技术

常规抽水马桶通常具有由用户手动致动的冲洗阀，当其被打开时致使预定量的水从抽水马桶水箱流动到抽水马桶桶体中，借此起始对抽水马桶桶体的冲洗。在常规抽水马桶中，冲洗的大小(即，从水箱流动到抽水马桶桶体中的水量)是恒定的。水箱包括用以给抽水马桶水箱及在冲洗之后给抽水马桶桶体注水两者的注水阀。所述注水阀通常由浮标部件(例如，浮球阀或浮子)控制。当水箱中的水位在冲洗期间下降时，浮子随着水位而降低且打开所述注水阀。所述注水阀保持打开直到水箱被填充到预设水位，在此点处浮子致使所述注水阀关闭。由所述注水阀提供的水的一部分通常被分流到溢流管中，且用以在冲洗之后给抽水马桶桶体注水。因此，在常规抽水马桶中，必须校准所述注水阀以使得抽水马桶桶体在水箱注水到预设水位的时间中注水到恰当水位。

近年来，双重冲洗抽水马桶已变得更加普遍。如本文中所使用，术语“双重冲洗抽水马桶”意指具有两个不同冲洗大小的抽水马桶，用于处置液体废物的部分冲洗及用于处置固体废物的全冲洗。所述全冲洗使用与常规抽水马桶中的冲洗约相同的水量。所述部分冲洗使用较少的水，在一些情况中使用全冲洗的约一半。然而，双重冲洗抽水马桶中的不同冲洗大小产生在冲洗之后给抽水马桶桶体注水方面的困难。由于部分冲洗使用较少的水，因此水箱中的水位不如在全冲洗中降低的多。因此，水箱在部分冲洗之后比在全冲洗之后更快的填充满。换句话说，注水阀在部分冲洗之后比在全冲洗之后打开更少的时间。然而，在部分冲洗及全冲洗两者之后抽水马桶桶体同等地空。因此产生的问题是在部分冲洗及全冲洗两者之后必须将抽水马桶桶体注水到相同水位，即使是注水阀依据刚刚发生的冲洗打开不同的持续时间。

此外，在美国普遍存在的虹吸式抽水马桶中，在冲洗之后将抽水马桶桶体注水到正确水位是重要的。如果抽水马桶桶体中的水位太低，那么可能不阻止下水道气体从下水道进入房间。如果抽水马桶桶体中的水位太高，那么浪费水。由于双重冲洗抽水马桶的主要目的是节省水，因此简单地将抽水马桶校准为在部分冲洗之后填充到正确的水位并非令人满意的解决方案，因为那时在全冲洗之后抽水马桶桶体将过填充(因为注水阀在全冲洗之后打开较长的时间)。类似地，简单地将抽水马桶校准为在全冲洗之后填充到正确的水位并非解决方案，因为那时在部分冲洗之后抽水马桶桶体将填充不足(因为注水阀在部分冲洗之后打开较少的时间)，潜在地允许下水道气体进入房间。

因此，需要一种在双重冲洗抽水马桶中在部分冲洗及全冲洗两者之后将抽水马桶桶体注水到相同水位的装置。还期望此种装置具有最少的组件且易于操作。

发明内容

本发明提供一种可可选地用于双重冲洗抽水马桶的分流阀。本分流阀具有耦合到注水管以用于接收注水的进水端口及具有入口及出口的第一出水端口。抽水马桶桶体注水管具有耦合到所述第一出水端口的所述出口的第一端及邻近抽水马桶水箱溢流管的第二端。所述抽水马桶桶体注水管提供所述第一出水端口与所述抽水马桶水箱溢流管之间的流体连通路径。所述分流阀还具有带有入口及出口的第二出水端口。中心流动通道提供所述进水端口与所述第一及第二出水端口之间的流体连通路径。所述第一出水端口的所述入口与所述第二出水端口的所述入口在所述中心流动通道中彼此直接相对。提升阀可滑动地安装于所述中心流动通道中且可在阻挡所述第一出水端口的所述入口的第一升高的位置与阻挡所述第二出水端口的所述入口的第二降低的位置之间移动。致动臂耦合到所述提升阀。所述提升阀还包括耦合到杆的浮子部件且可在升高的位置与降低的位置之间移动。枢转连杆具有耦合到所述杆的第一端及耦合到所述致动臂的第二端。所述枢转连杆将所述杆的向下运动转换成所述致动臂的向上运动且将所述杆的向上运动转换成所述致动臂的向下运动。当其中安装有所述分流阀的抽水马桶水箱中的水位降低到第一预定水位以下时，所述浮子部件处于所述降低的位置且所述提升阀处于阻挡所述第一出水端口的所述入口且防止注水通过所述第一出水端口流动到所述抽水马桶桶体注水管中的所述第一升高的位置。当所述抽水马桶水箱中的水位上升到所述第一预定水位以上时，所述浮子部件处于所述升高的位置且所述提升阀处于阻挡所述第二出水端口的所述入口且准许注水通过所述第一出水端口流动到所述抽水马桶桶体注水管中的所述第二降低的位置。

所述提升阀可可选地具有碟形头，其具有用于阻挡到所述第一出水端口的入口的凸起上部表面及用于阻挡到所述第二出水端口的入口的凸起下部表面。这些凸起上部及下部表面可为大致圆锥形。

所述进水端口及所述第一出水端口可整体地形成于形成所述中心流动通道的上部壁的上部壳体部件中。所述第二出水端口可整体地形成于形成所述中心流动通道的下部壁的下部壳体部件中。所述下部壳体部件可可选地为附接到塔式冲洗阀的托架的一部分。此托架可具有各自具有开口的两个平行间隔开的凸缘。所述枢转连杆可具有可旋转地啮合于所述间隔开的凸缘的所述开口内的相对销。

耦合到所述浮子部件的所述杆可为所述浮子部件可可滑动地安装于上面的轨道。所述轨道可具有多个间隔开的突出部且所述浮子部件可包括可与这些间隔开的突出部啮合以相对于所述轨道将所述浮子部件固定到位的滑动凸缘。

在操作中，本分流阀从水箱中的填充阀分流水，以便在双重冲洗抽水马桶中在部分冲洗及全冲洗两者之后可将抽水马桶桶体注水到相同水位。然而，应理解，本分流阀可用于除双重冲洗抽水马桶以外的应用中。

本分流阀的第一优点是其简单且紧凑，且使用最少的组件非常容易地操作。

本分流阀的第二优点是可滑动提升阀可仅以最小量的努力在其升高的位置与降低的位置之间移动。具体来说，在一个实施例中，所述提升阀的独特碟形尺寸确保仅需要最小的力来将其提升到其升高的位置或使其下降到其降低的位置。因此，本分流阀将流体从进水阀引导到两个出水口中的一者，其中仅需要最小的致动或偏置力。

举例来说，在一个优选方面中，所述提升阀的顶部圆锥形形状在水经过其上方时提供提升力。因此，当稍微升高提升阀(即：稍微远离密封到第二出水口的入口而定位)时，来自经过其上方的水流的向上力可帮助需要最小的努力来向上拉提升阀。因此仅需要小的外力来克服提升阀的重量且保持其处于其升高的位置。如果移除此小的外力，那么提升阀的重量(连同另一小的外力)将使提升阀脱离其升高的位置，且向下移动提升阀。

提升阀的优选独特几何形状(即：具有上部及下部碟形圆锥形表面)致使施加于提升阀的两侧上的水压几乎相等(当提升阀安置于其升高的位置与降低的位置之间中途时)。因此，仅需要最小的努力来沿任一方向可滑动地移动提升阀。因此，可使用水箱中小浮标重量杯的移动来致动致动杠杆。由于仅需要最小的力来致动分流阀，因此此浮标重量杯可相对小，且装配于塔式冲洗阀的框架内。

另外，提升阀的独特成形的上部及下部表面分别干净地密封第一及第二出水端口。阀室中的水背压也可帮助将提升阀保持于其降低的位置(密封第二出水端口的嘴)。

附图说明

在以下说明中进一步详细描述本发明的这些及其它特征且参照附图将更好地理解本发明的这些及其它特征，下文简明描述所述附图。

图1A是塔式冲洗阀的前立视图，其中本分流阀从其延伸。

图1B是对应于图1A的侧立视图。

图2是本分流阀的特写透视图。

图3是对应于图2的分解图。

图4是其中提升阀处于其降低的位置的分流器的剖面侧立视图。

图5是塔式冲洗阀的侧立视断面图，其显示当提升阀处于图4的其降低的位置时提升阀、致动臂及浮子部件的位置。

图6是其中提升阀处于其升高的位置的分流器的剖面侧立视图。

图7是塔式冲洗阀的侧立视断面图，其显示当提升阀处于图5的其升高的位置时提升阀、致动臂及浮子部件的位置。

具体实施方式

下文参照附图详细描述本发明的例示性实施例，其中贯穿附图用相同的编号参考相同的元件。所述图未必按比例绘制且未必显示本发明的各种实施例的每个细节或结构，而是图解说明例示性实施例及机械特征以便提供对此等实施例的能力说明。

所属领域的技术人员将显而易见本发明的各种修改及更改，而此并不背离由所附权利要求书界定的本发明的精神及范围。举例来说，应注意，以上任何方法权利要求中叙述的步骤未必需要以其被叙述的次序来执行。举例来说，在某些实施例中，可同时执行步骤。构造所附权利要求时应记住这些原则。

权利要求中的未明确陈述“用于执行指定功能的构件”或“用于执行指定功能的步骤”的任何元件不应被解释为“构件”或“步骤”条款，如35U.S.C.§112，

6中所规定。

首先参照图1A及1B，提供具有整体式分流阀100的塔式冲洗阀10。塔式冲洗阀10包含安装于抽水马桶水箱T中位于抽水马桶水箱T的排泄管开口DP上方的塔框架部件12。溢流管14安装于可在升高的位置14A与降低的位置14B之间滑动的壳体内。溢流管14包含位于其下部端处的凸缘15，当溢流管14处于其降低的位置(14B)时凸缘15密封排泄管开口DP。

在操作中，当冲洗抽水马桶时，溢流管14被升高到位置14A(点线所示)，从而将凸缘15提升到位置15A(点线所示)且准许水从水箱T流动过凸缘通过排泄管开口DP且进入抽水马桶桶体。在冲洗之后，溢流管14下降到位置14B，从而致使凸缘15重新密封排泄管开口DP。此时，水箱T开始注水。如下文将全面解释，水的一部分将通过新颖分流阀100被分流到溢流管14中。溢流管14是中空的。因此，被分流通过溢流管14的水将直接传递到抽水马桶桶体中，借此在冲洗之后给抽水马桶桶体注水。

接下来参照图2到7，如下显示分流阀100的进一步细节。分流阀100包含上部壳体110及下部壳体120。共同地，上部壳体110形成中心流动通道125的上部壁且下部壳体120形成中心流动通道125的下部壁。

上部壳体110优选地包含整体式进水端口130与第一出水端口140，其中进水端口130耦合到注水管(未显示)以用于在其中接收注水。第一出水端口140具有入口141及出口143。抽水马桶桶体注水管20的第一端151耦合到第一出水端口140的出口且第二端153邻近溢流管14。因此，抽水马桶桶体注水管20提供第一出水端口140与溢流管14之间的流体连通路径。

下部壳体120可简单地为与塔框架部件12整体地形成的托架，其中所述托架形成中心流动通道125的下部壁。下部壳体托架120可包含具有入口151及出口153的第二出水端口150。因此，中心流动通道125提供进水端口120分别与第一及第二出水端口140及150中的任一者之间的流体连通路径。可清楚地看到，第一出水端口140的入口141及第二出水端口150的入口151优选地在中心流动通道125中彼此直接相对。

还可看到(尤其在图4及6中)，提升阀160经可滑动地安装以在中心流动通道125中上下移动。在图6中看到，提升阀160具有阻挡第一出水端口140的入口141的第一升高的位置。在图4中看到，提升阀160还具有阻挡第二出水端口150的入口151的第二降低的位置。在图5及7中看到，致动臂170耦合到提升阀160。浮子部件180耦合到杆190。还可在图1中看到，浮子部件180可安装于塔壳体10内且可在升高的位置180A与降低的位置180B之间移动。还提供具有耦合到杆190的第一端201及耦合到致动臂170的第二端203的枢转连杆200。枢转连杆190将杆190的向下运动转换成致动臂170的向上运动，且还将杆190的向上运动转换成致动臂170的向下运动。

因此，浮子部件180的垂直位置控制提升阀160的垂直位置。因此，当抽水马桶水箱中的水位降低到第一预定水位以下时，浮子部件180将处于降低的位置且提升阀160将处于其升高的位置。此位置将致使提升阀160阻挡第一出水端口140的入口141，其又将防止注水通过第一出水端口140流动到抽水马桶桶体注水管20中。

相反，当抽水马桶水箱中的水位上升到所述第一预定水位以上时，浮子部件180将处于其升高的位置且提升阀160将处于其降低的位置。此位置将致使提升阀160阻挡第二出水端口150的入口151，其又将准许注水通过第一出水端口140流动到抽水马桶桶体注水管150中。

可以看到，提升阀160优选地包含碟形头，其具有用于阻挡到第一出水端口140的入口141的凸出上部表面161及用于阻挡到第二出水端口150的入口151的凸出下部表面163。凸出表面161及163优选地为圆锥形。

如所图解说明，下部壳体托架120可包含各自具有穿过其的开口123的两个平行间隔开的凸缘121。枢转连杆170可包含可旋转地与所述间隔开的凸缘的开口123啮合的相对销175及177。

杆190可简单地为浮子部件180可滑动地安装于上面的轨道，其中所述轨道包含多个间隔开的凸出部191。浮子部件180可进一步包含可与轨道190上的间隔开的凸出部191啮合以相对于轨道190将浮子部件180固定到位的滑动凸缘181。

在操作中，用户转或推杠杆或把手来冲洗抽水马桶，从而致使连接到所述杠杆或把手的缆线或连杆将溢流管14移动到升高的位置14A。此时，水则通过排泄管开口DP传递出且向下进入抽水马桶桶体。因此，水箱T中的水位下降，从而致使浮子部件180下降到其降低的位置180B。此又将致使提升阀160上升且密封出口140，借此打开从进水口110一直到出水口150的注水流，从而直接传递到水箱T中。随着水箱填充水，浮子部件180则将被提升到其升高的位置180A。此又将致使提升阀160下降到其降低的位置，借此将注水流改为从进水口110一直分流到出水口140，从而经过抽水马桶桶体注水管20且进入溢流管14。

因此，在给水箱的第二(即：上部)半部注水的时间期间基本上给抽水马桶桶体注水。因此，在半冲洗的情况下(当水箱中的水位仅部分地下降时)，提升阀160将保持定位为使得流被引导到溢流管14中。因此，同时给水箱与抽水马桶桶体注水。相反，在全冲洗的情况下(当水箱中的水位完全下降时)，提升阀160将首先被提升以使得注水传递到水箱中。当水箱已被半填充时，浮子部件180则将被提升到其升高的位置，从而致使提升阀160下降到其降低的位置，从而将注水流分流到溢流管14中以填充抽水马桶桶体。此时，给水箱的上半部分及抽水马桶桶体本身两者注水。

总之，本系统操作以使得抽水马桶桶体仅在水箱的上半部分注水时注水。因此，在半冲洗的情况下，水箱与抽水马桶桶体一起注水。相反，在全冲洗的情况下，给水箱的下半部分注水，且然后与抽水马桶桶体一起给水箱的上半部分注水。因此，抽水马桶桶体注水经预先校准以用相同的水量注水，而不管冲洗是否为全冲洗的部分(即：一半)。在优选方面中，本分流阀操作以仅在水箱已经被半注水之后将注水分流到抽水马桶桶体中。由于用以给特定抽水马桶桶体注水的确切量依据抽水马桶桶体的几何形状而变化，因此注水系统经预先配置以针对半冲洗的持续时间递送特定量的注水。因此，对于全冲洗及半冲洗两者来说，将抽水马桶桶体中的流体水位注水到相同水位。

Claims (9)

1.一种分流阀，其包含：

进水端口，其耦合到注水管以用于接收注水；

第一出水端口，其具有入口及出口；

抽水马桶桶体注水管，其具有耦合到所述第一出水端口的所述出口的第一端及邻近抽水马桶水箱溢流管的第二端，所述抽水马桶桶体注水管提供所述第一出水端口与所述抽水马桶水箱溢流管之间的流体连通路径；

第二出水端口，其具有入口及出口；

中心流动通道，其提供所述进水端口与所述第一及第二出水端口之间的流体连通路径，所述第一出水端口的所述入口与所述第二出水端口的所述入口在所述中心流动通道中彼此直接相对；

提升阀，其可滑动地安装于所述中心流动通道中，所述提升阀具有阻挡所述第一出水端口的所述入口的第一升高的位置及阻挡所述第二出水端口的所述入口的第二降低的位置；

致动臂，其耦合到所述提升阀；

浮子部件，其耦合到杆且可在升高的位置与降低的位置之间移动；及

枢转连杆，其具有耦合到所述杆的第一端及耦合到所述致动臂的第二端，所述枢转连杆将所述杆的向下运动转换成所述致动臂的向上运动且将所述杆的向上运动转换成所述致动臂的向下运动；

其中当其中安装有所述分流阀的抽水马桶水箱中的水位降低到第一预定水位以下时，所述浮子部件处于所述降低的位置且所述提升阀处于阻挡所述第一出水端口的所述入口且防止注水通过所述第一出水端口流动到所述抽水马桶桶体注水管中的所述第一升高的位置；且

其中当所述抽水马桶水箱中的水位上升到所述第一预定水位以上时，所述浮子部件处于所述升高的位置且所述提升阀处于阻挡所述第二出水端口的所述入口且准许注水通过所述第一出水端口流动到所述抽水马桶桶体注水管中的所述第二降低的位置。

2.根据权利要求1所述的分流阀，其中所述提升阀包含碟形头，所述碟形头具有用于阻挡到所述第一出水端口的所述入口的凸起上部表面及用于阻挡到所述第二出水端口的所述入口的凸起下部表面。

3.根据权利要求2所述的分流阀，其中所述提升阀的所述碟形头的所述上部及下部表面为圆锥形。

4.根据权利要求1所述的分流阀，其中所述进水端口及所述第一出水端口整体地形成于形成所述中心流动通道的上部壁的上部壳体部件中。

5.根据权利要求4所述的分流阀，其中所述第二出水端口整体地形成于形成所述中心流动通道的下部壁的下部壳体部件中。

6.根据权利要求5所述的分流阀，其中所述下部壳体为附接到塔式冲洗阀的托架的一部分。

7.根据权利要求6所述的分流阀，其中所述托架包含各自在其中具有开口的两个平行间隔开的凸缘，且其中所述枢转连杆包含可旋转地啮合于所述间隔开的凸缘的所述开口内的相对销。

8.根据权利要求1所述的分流阀，其中所述杆为所述浮子部件可滑动地安装于上面的轨道，所述轨道包含多个间隔开的突出部，所述浮子部件进一步包含可与所述间隔开的突出部啮合以相对于所述轨道将所述浮子部件固定到位的滑动凸缘。

9.一种具有整体式分流阀的塔式冲洗阀，其包含：

塔框架部件，其安装于抽水马桶水箱中位于所述抽水马桶水箱的排泄管开口上方；

溢流管，其安装于可在升高的位置与降低的位置之间滑动的壳体内，所述溢流管包含位于其下部端处的凸缘，当所述溢流管处于所述降低的位置时所述凸缘密封所述排泄管开口；

分流阀，其包含：

上部壳体，其形成中心流动通道的上部壁，所述上部壳体包含整体式进水端口与第一出水端口，所述进水端口耦合到注水管以用于接收注水，所述第一出水端口具有入口及出口；

抽水马桶桶体注水管，其具有耦合到所述第一出水端口的所述出口的第一端及邻近所述溢流管的第二端，所述抽水马桶桶体注水管提供所述第一出水端口与所述溢流管之间的流体连通路径；

托架，其与所述塔框架部件整体地形成，所述托架形成所述中心流动通道的下部壁且包含具有入口及出口的第二出水端口，所述中心流动通道提供所述进水端口与所述第一及第二出水端口之间的流体连通路径，所述第一出水端口的所述入口与所述第二出水端口的所述入口在所述中心流动通道中彼此直接相对；

提升阀，其可滑动地安装于所述中心流动通道中，所述提升阀具有阻挡所述第一出水端口的所述入口的第一升高的位置及阻挡所述第二出水端口的所述入口的第二降低的位置；

致动臂，其耦合到所述提升阀；

浮子部件，其耦合到杆，所述浮子部件安装于所述塔壳体内且可在升高的位置与降低的位置之间移动；及

枢转连杆，其具有耦合到所述杆的第一端及耦合到所述致动臂的第二端，所述枢转连杆将所述杆的向下运动转换成所述致动臂的向上运动且将所述杆的向上运动转换成所述致动臂的向下运动；

其中当所述抽水马桶水箱中的水位降低到第一预定水位以下时，所述浮子部件处于所述降低的位置且所述提升阀处于阻挡所述第一出水端口的所述入口且防止注水通过所述第一出水端口流动到所述抽水马桶桶体注水管中的所述第一升高的位置；且

其中当所述抽水马桶水箱中的水位上升到所述第一预定水位以上时，所述浮子部件处于所述升高的位置且所述提升阀处于阻挡所述第二出水端口的所述入口且准许注水通过所述第一出水端口流动到所述抽水马桶桶体注水管中的所述第二降低的位置。

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