CN102171401B - 真空排污系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种交通工具（诸如飞机）中使用的真空排污系统。所述真空排污系统包括重量轻的底座组件和安装到所述底座组件顶部的重量轻的马桶组件。所述马桶组件具有向下延伸元件，所述向下延伸元件以滑动方式与所述底座组件顶部的水平延伸元件接合，由此将所述马桶组件固定到所述底座组件。紧固件（诸如螺母及螺栓的组件）可以使用工具联接到所述马桶组件和所述底座组件，由此将所述马桶组件固定到所述底座组件。

Description

真空排污系统及其使用方法

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求申请日为2008年10月3日的美国临时专利申请No.61/102,812的权益。

技术领域

本发明主要涉及真空排污系统（vacuum waste systems）。更具体地，本发明涉及交通工具（vehicle）（诸如飞机（aircraft））中使用的真空排污系统。

背景技术

现有技术中广为人知的是，真空排污系统用在运送交通工具（诸如飞机）中。真空排污系统典型地包括由真空管道连接到污物箱的马桶。冲洗阀布置在马桶和真空管道之间。当冲洗阀打开时，由于真空管线中的空气压力低于马桶中的环境空气压力，所以马桶中的污物通过压力差被排到污物箱。冲洗阀保持马桶中的环境空气压力和管道与污物箱中的低压力之间的压力边界。在飞机中，在低于大约16,000英尺的飞行高度，管道可以由真空源置于真空压力下。在大约16,000英尺及以上的飞行高度，管道中的真空压力可以由机舱和飞机外部之间的大气压力差供给。

常规真空排污系统主要由框架结构和安装在所述框架结构中的马桶组成。这些框架结构可能是又大又重的，这样就给飞机增加了不必要的重量。例如，所述框架结构可能让典型高度的马桶连同马桶组件一起安装在所述框架结构中。支撑标准高度的马桶所需要的该附加框架结构给飞机增加了重量，这自然对燃料效率有不利的影响，这种不利的影响可能在许多航程上累积，并且对于航线来说，尤其是对于具有这样的常规真空排污系统的飞机机群来说显著地增加了年度燃料费。此外，常规排污系统可能构造成允许马桶不用工具就能被移除，因此使得常规排污系统趋于窃启。

因此需要一种更高效和有效的真空排污系统。

发明内容

本发明的一个示例性实施例提供了一种交通工具（诸如飞机）中使用的真空排污系统。所述示例性的真空排污系统包括重量轻的底座组件和安装到所述底座组件的顶部的重量轻的马桶组件。所述马桶组件可以具有向下延伸元件，所述向下延伸元件以滑动方式与所述底座组件顶部的水平延伸元件接合，由此将所述马桶组件固定到所述底座组件。紧固件（诸如螺母及螺栓的组件）可以使用工具联接到所述马桶组件和所述底座组件，由此将所述马桶组件固定到所述底座组件。

如这里更详细地描述的，根据本发明的示例性实施例的真空排污组件包括底座组件和马桶组件。所述底座组件可以能移除地安装到固定在所述交通工具中的底板。例如，所述底板可以具有凹槽以用于接收所述底座组件上的延伸部，这些延伸部用于将所述底座组件能移除地固定到所述底板。此外，所述底座组件可以包括多个卡口型安装件或任意其它合适类型的紧固件，所述卡口型安装件与所述底板中的开口接合，从而将所述底座组件能移除地锁定到所述底板，如同现有技术中理解的那样。所述底座组件包括至少一个侧壁，所述侧壁具有从该侧壁的顶表面延伸的竖直延伸壁，所述竖直延伸壁具有多个从所述竖直延伸壁延伸的水平延伸元件。所述水平延伸元件定位成使得在所述水平延伸元件之间形成相应的空间。所述马桶组件具有马桶和多个从所述马桶延伸的向下延伸元件，其中每个向下延伸元件在其中都具有缝隙。当所述马桶组件安装到所述底座组件时，相应的一个所述水平延伸元件被接收到相应的所述缝隙中，从而将所述马桶组件能移除地固定到所述底座组件。通过工具操作的紧固元件可以用于进一步将所述马桶组件固定到所述底座组件。

附图说明

本发明的这些优点以及其它优点将从这里提供的参考附图对本发明进行的描述中变得明了，附图中：

图1是根据本发明一个实施例的真空排污系统的前视透视图；

图2是图1所示的真空排污系统的后视透视图；

图3是图1所示的真空排污系统的前视图；

图4是图1所示的真空排污系统的侧视图；

图5是图1所示的真空排污系统是另一侧视图；

图6是图1所示的真空排污系统的后视图；

图7是图1所示的真空排污系统的俯视图；

图8是图1所示的真空排污系统的仰视图；

图9是图1所示的真空排污系统的详细后视透视图；

图10是图1所示的真空排污系统的另一个详细后视透视图；

图11是图1所示的真空排污系统的底座组件的详细前视透视视图；

图12是图1所示的真空排污系统的底座组件的安装结构的又一个详细视图；

图13是图1所示的真空排污系统的底座组件的安装结构的前端的详细视图；

图14是图1所示的真空排污系统的底座组件的安装结构的前端的又一个详细视图，其中所述安装结构的一部分用阴影表示；

图15是图1所示的真空排污系统的底座组件的安装结构的后端的又一个详细视图，其中所述安装结构的一部分用阴影表示；

图16是图1所示的真空排污系统的底座组件的透视图，其中马桶组件被移除；

图17是图1所示的真空排污系统的后视透视图，其中马桶组件被移除；

图18是图1所示的真空排污系统的马桶组件的后视透视图；

图19是图1所示的真空排污系统的马桶组件前视图；

图20是图1所示的真空排污系统的马桶组件的后视图；

图21是图1所示的真空排污系统的马桶组件的后部的详细透视图；

图22是图1所示的真空排污系统的马桶组件的侧视图；

图23是图1所示的真空排污系统的马桶组件的另一个侧视图；

图24是图1所示的真空排污系统的马桶组件的俯视图；

图25是图1所示的真空排污系统的马桶组件仰视图；

图26是图1所示的真空排污系统的马桶组件的详细侧视透视图；

图27是图1所示的真空排污系统的马桶组件的详细仰视透视图；

图28图1所示的真空排污系统的马桶组件的又一个详细仰视透视图；

图29是示出图1所示的真空排污系统的马桶组件安装到底座组件的方式的一个实例的详细侧视图。

图30是示出图1所示的真空排污系统的马桶组件安装到底座组件的方式的一个实例的另一个详细侧视图。

图31是示出图1所示的真空排污系统的马桶组件安装到底座组件的方式的实例的详细前视透视图。

图32是示出图1所示的真空排污系统的马桶组件安装到底座组件的方式的一个实例的详细后视透视图。

图33是根据本发明一个实施例的真空排污系统的前视透视视图；和

图34是根据图33中所示的本发明一个实施例的真空排污系统的后视图；

具体实施方式：

下面描述的本发明的实施例并非是穷举的或是用于将本发明限制于所公开的精确的结构和操作。相反地，下面详细描述的实施例是为了说明本发明的原理以及本发明的应用、操作和用途而选定和进行描述的，以便最好地使本领域其它技术人员能够遵循本发明的教导。

图1-8示出根据本发明一个实施例的示例性真空排污系统100。真空排污系统100可以安装在交通工具中，特别是飞机中。如所示出的，真空排污系统100包括底座组件102和马桶组件104，马桶组件104能移除地安装到底座组件102。底座组件102和马桶组件104可以由复合材料、塑料、金属或任意其它合适的材料制成。底座组件102和马桶组件104尽可能地紧凑、重量轻、因而对飞机总重量的影响尽可能小是所希望的，由此对飞机的燃料效率具有更小的不利影响。

如图1-8所示和图9-17中更详细地示出的，底座组件102包括框架结构106，框架结构106可以构造成网格型结构以提供充分的支撑，同时还减少了底座组件102的总重量。框架结构106可以包括侧壁108和110、后壁112和前壁114，它们可以通过例如卡扣接头或通过任意合适的紧固机构联接在一起。侧壁108和110分别包括对马桶组件104提供额外支撑的向前延伸结构116和118以及对整个底座组件102提供额外支撑的向后延伸结构120和122。图33-34所示的真空排污系统100的替代实施例中，向后延伸结构120和122可以省略。在此实施例中，侧壁108、110可以包括向前延伸结构116和118。在一个实施例中，冲洗阀组件125可以嵌入到底座组件102的后壁112位于安装区域124中，如在申请日为2008年10月3日、序列号为61/102,674、名称为“用于真空排污系统的冲洗阀和真空发生器”待审的美国专利申请中所描述的那样，该美国专利申请的全部内容通过参考结合于此。

在图12-15中更详细地示出的，真空排污系统100还包括安装元件126（例如底板），安装元件126通过螺钉、螺栓、铆钉或任意其它合适类型的紧固件固定到交通工具（诸如飞机）。安装元件126包括安装部128和130，侧壁108和110分别与安装部128和130能移除地配合以便固定底座组件102，由此整个真空排污系统100被固定到交通工具。如在该实例中描述的，侧壁108和110分别包括安装延伸部132和134。安装部128和130包括凹槽136和138，安装延伸部132和134能移除地与安装部128和130配合。

也就是说，如从图12中可以理解的，例如，为了使底座组件102与安装元件126配合，底座组件102相对于安装元件126以一定角度放置成使得安装延伸部132和134能够分别由凹槽136和138，如图15所示。然后，底座组件102能够沿图12所示的“安装”箭头的方向旋转，以使底座组件102的前端运动进入与安装元件126的配合位置。如进一步示出的，侧壁108和110包括相应的向下的突起142（附图12和14中只能看到侧壁110的向下的突起142）。每个所述向下的突起142与所述安装部128和130中的相应的凹槽144配合（在附图12和14只示出安装部130的凹槽144），以便将侧壁108和110进一步固定到安装部128和130中。

如特别地在图12和14中进一步示出的，侧壁108和110分别包括具有按钮150和152的挠性卡口型安装件146和148。如所指示的，当底座组件102朝着“安装”箭头的方向旋转并且向下的突起142被接收进相应的凹槽144中时，分别限定开口158和160的前部的边缘154和156向后推动卡口型安装件146和148。当底座组件102被进一步接收在安装元件126中时，卡口型安装件146和148的突出部162和164经过边缘154和156，在这种情况下卡口型安装件146和148的回弹性使突出部162和164分别向前弹进凹槽166和168中而位于边缘154和156下方，由此将底座组件102能移除地锁定成与安装元件126配合接合，如图所示。

如本领域技术人员可以理解，为了从安装元件126移除底座组件102，可以给按钮150和152（例如手动地）施加压力，以向后推动卡口型安装件146和148，使得突出部162和164分别变成与凹槽166和168脱离接合。然后，可以沿着与“安装”箭头相反的方向旋转底座组件102，从而使卡口型安装件146和148能够从开口158和160中移除，并且使所述向下的突起142能够从凹槽144中移除。然后，能够沿着与箭头“插入”相反的方向运动底座组件102，由此安装延伸部132和134分别从凹槽136和138中移除，结果底座组件102能够从安装元件126中移除。

在图33所示的另一个实施例中，底座组件102被放置在安装元件126中，并且代替先前实施例中的卡口型安装件，螺栓127、螺母或其它紧固件将所述框架结构的侧壁108、110固定到安装元件126中。在一个优选实施例中，所述紧固件是与自锁螺母结合使用的直角回转锁定螺钉（quarter turn locking screw）。

下面描述马桶组件104的细节。如图1-8所示，马桶组件104能移除地安装到底座组件102。马桶组件104附连到冲洗组件170，冲洗组件170在图16中更详细地示出，并且在申请日为2008年10月3日、序列号为61/102,653、名称为“用于真空排污系统的冲洗阀”的待审美国专利申请中进行了更详细地描述，该美国专利申请的全部内容通过参考结合于此。如图18-25中更详细地示出的，马桶组件104包括具有凸缘174的马桶172。开口176定位在所述马桶中以容纳冲洗组件170的冲洗出口178，如同本领域技术人员能理解的。如图21中更详细地示出的，所述马桶组件包括安装部180，冲洗组件170的冲洗阀能够安装到安装部180。

如图18-25进一步示出的，马桶组件104包括排出管182，排出管182在上面讨论的冲洗阀和真空发生器组件125的控制下使马桶172排空。特别地如例如图3和4所示，排出管182滑动进入到冲洗阀组件125的冲洗阀端口，如例如图17所示。马桶组件104还包括前板184，前板184具有槽口或开口186和188用于接收紧固件，以便将马桶组件104固定到底座组件102，如下面更详细地描述的。马桶组件104还包括安装组件190，安装组件190可以例如是与马桶172成一体的向下延伸元件。如图所示，安装组件190包括多个从马桶172的外表面向下延伸的柱192。在该实例中，柱192可以是空心的或实心的。此外，每个柱192包括缝隙194，缝隙194定位成距离柱192的底部一个预定距离。

下面将参考图29-32来描述马桶组件104能移除地安装到底座组件102的方式的一个实例。如例如图17和29-32中详细地示出的，底座组件102的框架结构106的侧壁108和110分别包括竖直延伸壁196和198。竖直延伸壁196和198各自分别包括多个竖直延伸元件200和202，竖直延伸元件200和202从竖直延伸壁196和198的外表面和内表面相对于所述竖直延伸壁196和198的内表面和外表面以90度或大约90度延伸。而且，竖直延伸壁196和198各自分别包括多个水平延伸元件204和206，水平延伸元件204和206从竖直延伸壁196和198的外表面和内表面相对于竖直延伸壁196和198内表面和外表面以90度或大约90度延伸。空间（spaces）208和210形成于水平延伸元件204和206之间，如例如图17、29、31和32中详细示出的。

如例如图29和30所示，为了将马桶组件104安装到底座组件102，马桶组件104的放置成使得柱192定位在水平延伸元件204和206之间的空间208和210中，并且使得柱192的底部搁置在侧壁108和110上并由侧壁108和110支撑。马桶组件104可以沿着如图30所示的箭头A的方向运动，从而使相应的水平延伸元件204或206被接收在相应的柱192中的相应的缝隙194（图29）中，如图31和32所示。因此，水平延伸元件204和206与柱192配合，并放置马桶组件104被沿着竖直方向提升而离开底座组件102。此外，竖直延伸壁196和198能够接触马桶组件102的安装组件190，由此防止马桶组件102从一侧运动到另一侧。

另外，如图29所示，相应的螺栓212能够穿过前板184中的每个槽口或开口186和188，并穿过框架组件106的每个侧壁108和110前部中的相应的开口214。可以是自锁螺母等的相应的螺母216然后附连到每个螺栓212，因此将马桶组件104固定到底座组件102。应该特别地指出的是，需要螺栓212和螺母216的组装需要工具来将马桶组件104固定到底座组件102，或者将马桶组件104从底座组件102中移除。也就是说，螺栓212的端部可以构造成容纳平头或尖头螺丝刀、内六角扳手或六角形扳手或者特殊构造的工具，这些工具用于将螺栓212从它的相应的螺母216上拧下。当螺栓212被拧下时还需要使用扳手来保持螺母216。因此，螺栓212和螺母216的组装防止了仅用手就能将马桶组件104从底座组件102中移除，而是需要通过使用某种类型的工具将将马桶组件104从底座组件102中移除。

为了从底座组件102中移除马桶组件104，要使用合适的工具或者工具的组合来移除螺栓212。一旦所述螺栓被移除，马桶组件104就可以沿着图30所示的箭头B的方向运动，直到柱192分别位于相应的一个空间208或210中。此时，柱192不再由水平延伸元件204和206接合，由此马桶组件104可以被提升而离开底座组件102。

这里引用的所有参考文献（包括公开文献、专利申请文献和专利文献）通过以相同范围地引用而被结合于此，就像每篇参考文献都是被独立地和特别地指成通过参考而被结合于此和整个内容被阐述一样。

在描述本发明的上下文（尤其是后面的权利要求书的上下文）中，所使用的术语“一”、“一个”、“所述”以及类似的表述被解释成是既包括单数，也包括复数，除非在此另有说明或与上下文明显矛盾。这里对数值范围的描述仅是想用作一种对落入该范围内的每个单独的数值分别进行参考的简要表述方法，除非在此另有说明，每个单独的数值被结合进说明书中，就像这里对每个单独的数值分别进行描述一样。这里描述的所有方法可以按照任意合适的顺序执行，除非在此另有说明或与上下文明显矛盾。这里提供的任何一个实例和所有的实例或示例性的语句（例如“诸如”）仅是为了更好地说明本发明，并非是对本发明的范围提供限制，除非另有声明。说明书中没有语句应该被解释成是将任何未要求保护的元素指定成是实施本发明所必须的。

这里描述了本发明的优选实例，包括发明人所知道的实施本发明的最佳方式。应当理解的是，所描述的实施例仅是示例性的，并且不应当被视作是对本发明的范围的限制。

Claims (15)

1.一种真空排污组件，包括：

底座组件，其包括至少一个侧壁，所述侧壁具有从所述侧壁的顶表面延伸的竖直延伸壁，所述竖直延伸壁具有多个从所述竖直延伸壁延伸的水平延伸元件，所述水平延伸元件定位成使得能够在所述水平延伸元件之间形成相应的空间；和

马桶组件，其具有马桶和多个从所述马桶延伸的向下延伸元件，每个所述向下延伸元件与底座组件的相应的一个水平延伸元件对应地定位，并且每个所述向下延伸元件在其中具有缝隙以接收所述相应的一个水平延伸元件并与所述相应的一个水平元件配合，

从而当马桶组件安装到底座组件时，相应的向下延伸元件进入形成于所述水平延伸元件之间的相应的空间中，并且所述相应的空间形成于其间的多个水平延伸元件中的一个水平延伸元件被接收进所述相应的向下延伸元件的所述缝隙中并与所述缝隙配合，由此将马桶组件能移除地固定到底座组件并防止马桶组件被沿着竖直方向提升而离开底座组件。

2.如权利要求1所述的真空排污组件，其中当马桶组件能移除地固定到底座组件时，每个所述向下延伸元件的相应底部接触所述侧壁的表面，使得所述侧壁支撑马桶组件。

3.如权利要求1或2所述的真空排污组件，所述真空排污组件还包括安装元件，所述安装元件用于将真空排污组件安装进交通工具中，所述安装元件包括安装部，底座组件能移除地联接到所述安装部，所述安装部具有第一凹槽(136，138)和第二凹槽(144)，

所述底座组件还包括：

水平延伸的安装延伸部，其与所述安装部中的第一凹槽(136，138)配合，和

向下的突起，其与所述安装部中的第二凹槽(144)配合。

4.如权利要求3所述的真空排污组件，其中所述底座组件还包括与所述安装部配合的卡口型安装件。

5.如权利要求4所述的真空排污组件，其中所述卡口型安装件包括突出部，所述突出部水平地借助弹性进入所述安装部的与所述卡口型安装件配合的开口中的凹槽中。

6.如权利要求5所述的真空排污组件，其中所述卡口型安装件包括按钮，当所述按钮被按压时，所述按钮使所述突出部与所述安装部的开口中的凹槽脱离接合。

7.如权利要求1或2所述的真空排污组件，其中当马桶组件安装到底座组件时，所述马桶组件相对于所述底座组件水平地滑动，使得所述相应的空间形成于其间的所述多个水平延伸元件中的一个水平延伸元件与所述相应的向下延伸元件的所述缝隙能滑动地接合，由此将马桶组件能移除地固定到底座组件。

8.如权利要求1或2所述的真空排污组件，其中所述竖直延伸壁还包括多个与所述水平延伸元件相联的竖直延伸元件，所述竖直延伸元件限制了马桶组件在所述向下延伸元件接触所述侧壁的顶表面时能够沿着所述侧壁的表面水平滑动的量。

9.如权利要求1或2所述的真空排污组件，其中底座组件(102)的框架结构(106)具有网格型结构。

10.一种真空排污组件的组装方法，包括：

将马桶组件放到底座组件上，所述马桶组件包括马桶和多个从所述马桶延伸的向下延伸元件，所述向下延伸元件在其中具有缝隙，所述底座组件包括至少一个侧壁，所述侧壁具有从所述侧壁的顶表面延伸的竖直延伸壁，所述竖直延伸壁具有多个从所述竖直延伸壁延伸的水平延伸元件，所述水平延伸元件定位成使得能够在所述水平延伸元件之间形成相应的空间；

将所述马桶组件的每个向下延伸元件与所述底座组件的相应的一个水平延伸元件对应地定位；

使所述马桶组件的相应的向下延伸元件向下进入形成于所述底座组件的水平延伸元件之间的相应的空间中；

沿着朝向所述相应的空间形成于其间的所述多个水平延伸元件中的一个水平延伸元件的第一方向水平滑动所述马桶组件的所述相应的向下延伸元件；和

将所述相应的一个水平延伸元件接收进所述相应的向下延伸元件内的缝隙中，以使所述相应的向下延伸元件与所述相应的一个水平延伸元件配合，由此将马桶组件能移除地固定到底座组件并防止马桶组件被沿着竖直方向提升而离开底座组件。

11.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括当将马桶组件能移除地固定到底座组件时，通过将每个向下延伸元件的相应的底部与所述侧壁的表面接触而将马桶组件支撑在所述侧壁上。

12.如权利要求10或11所述的方法，所述方法还包括：

通过以下过程从底座组件上拆下马桶组件：

使马桶组件的相应的向下延伸元件沿着远离所述相应的空间形成于其间的所述多个水平延伸元件中的所述相应的一个水平延伸元件的第二方向水平滑动，从而使所述相应的一个水平延伸元件与所述相应的向下延伸元件的所述缝隙能滑动地脱离接合；并且

沿着基本竖直的方向提升马桶组件使之离开底座组件。

13.如权利要求10或11所述的方法，所述方法还包括：

将底座组件安装在安装元件上，所述安装元件固定到交通工具，所述将底座组件安装在安装元件上包括：

将底座组件相对于安装元件以一定角度放置成使得底座组件的水平延伸的安装延伸部由安装元件的安装部的第一凹槽(136，138)接收；和

旋转底座组件，以便将底座组件的向下的突起运动到与安装部中的相应的第二凹槽(144)配合的配合位置中。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述将底座组件安装在安装元件上还包括：

将底座组件的卡口型安装件推入安装部中的开口中；和

使突出部从卡口型安装件借助弹性进入安装部的开口中的凹槽中，以便将底座组件能移除地锁定成与安装元件配合接合。

15.如权利要求14所述的方法，所述方法还包括从所述安装元件上移除底座组件，所述从所述安装元件上移除底座组件包括：

按压所述卡口型安装件的按钮，以使所述突出部从所述安装部的开口中的凹槽中脱离接合；

旋转底座组件，以便从所述安装部的开口中移除所述卡口型安装件，并且使得底座组件的向下的突起向上运动以便与所述安装部中的第二凹槽(144)脱离接合；

从所述第一凹槽(136，138)中移除所述水平延伸的安装延伸部；和

从所述安装元件中移除底座组件。