CN1036240A - 厕所的冲洗装置 - Google Patents

Abstract

一种厕所冲洗装置，包括一个冲洗水供给源，一 个将冲洗水供给源和一个厕所连通的冲洗水供给管 路，一个安装在冲洗水供给管路中的冲洗阀和一个连 接到冲洗阀以控制其开启或关闭的流速控制装置，由 此冲洗水根据随时间而改变流速的预定流速谱从冲 洗水供给源供给到厕所中。

Description

本发明涉及一种厕所的冲洗装置，更具体而言，本发明涉及一种能减少冲洗水量的厕所的冲洗装置。

传统的厕所冲洗装置一般包括有一个冲洗水供给源，一个连通冲洗水供给源和厕所的冲洗水供给管路和一个装在冲洗水供给管路内的冲洗阀。

冲洗阀一般分为手控冲洗阀和例如电磁操纵阀的自动冲洗阀，而且，任一类型的阀均可有选择地控制，以在使用时根据需要提供大量或小量的冲洗水。

然而在传统的厕所冲洗装置中，在提供大量的冲洗水或小量的冲洗水时，冲洗阀设在二个预定的位置的其中一个位置，并且在每一预定位置的冲洗阀的开启程度是保持恒定的。其结果，由于冲洗水供给源的位置、其贮存能力、冲洗水供给管路的布置、冲洗阀的流速特性和厕所尺寸而造成的水流流速的变化，很难以一个预定的水量进行冲洗。

厕所的冲洗效率取决于随后的冲洗水流速的变化，其冲洗水流速谱取决于厕所的尺寸和形状、冲洗水供给管路的布置特点、冲洗阀的流速特性和水压等等。当以如在传统厕所冲洗装置中的各种流速谱冲洗水时，很难以高效率冲洗每一个厕所。而且，为达到所需的冲洗能力，要以超过所需量的水量冲洗，从而不必要地浪费了冲洗水。

而且，在厕所中的冲洗水通过一个排放管排放。在传统的厕所冲洗装置中，在位于厕所的存水弯部分产生一个虹吸作用，从而增加排放量，由此改进厕所的冲洗效果。为产生虹吸作用，至少位于存水弯部分和排放管路的某一部分之间的水排放通道必须充以水或和水相通。

然后，在传统的厕所冲洗装置中，冲洗水可能经过排放管路排出，直到排放管路充满水，因此在冲洗时，必须提供远远大于排放量的冲洗水。其结果，产生大量冲洗水的问题的厕所冲洗装置

因此本发明的一个目的是提供一种能基本解决在传统厕所冲洗装置中碰到的上述和其它问题的厕所冲洗装置。

本发明的另一个目的是提供一种能有效地冲洗厕所内部的厕所冲洗装置。

本发明的再一个目的是提供一种能以减少的冲洗量有效地操作的厕所冲洗装置。

根据本发明的厕所冲洗装置特征为包括有一个冲洗水供给源，一个连通冲洗水供给源和厕所的冲洗水供给管路，一个装在冲洗水供给管路中的冲洗阀和一个连接到冲洗阀以控制其开启程度的流速控制装置，从而在一个冲洗操作中，冲洗水根据一预定的流速谱从冲洗水供给到厕所中。

根据本发明，可根据厕所的尺寸和形状，冲洗水供给管路和厕所的使用而决定一个优选的流速谱，响应这个流速谱，流速控制装置控制冲洗阀的开启程度，从而可以较小的冲洗水量有效地冲洗厕所。

在附图中：

图1是一个管路图和一个程序图的结合，显示对应本发明的厕所冲洗装置的第一实施例;

图2是一个剖视图，显示了在图1中所示的第一实施例中使用的一个截流阀，一个冲洗阀和一个真空闸;

图3是一个剖视图，显示对应本发明的一个冲洗阀和一个驱动该冲洗阀的装置;

图4是一个程序图，显示一个在对应本发明的厕所冲洗装置中的控制系统;

图5和图6是曲线图，分别显示对应本发明的冲洗水流速谱;

图7是一个程序图，显示由控制系统完成的控制流程;

图8a、8b和8c是描述对应本发明的压电致动器的操作形式的侧视图;

图9是类似于图3的视图，以剖视显示对应本发明的一个修改的冲洗阀和一个驱动该修改的冲洗阀的修改的装置;

图10是一个剖视图，显示另一个修改的冲洗阀和一个驱动该冲洗阀的修改的装置;

图11是一个侧视图和一个程序图的结合，显示对应本发明的厕所冲洗装置的第二实施例;

图12是一个侧剖视图，显示一个在图11中所示的第二实施例中使用的调节阀;

图13是一个程序图，显示在图11中所示的第二实施例的控制流程。

在图1所示的对应本发明的厕所冲洗装置的第一实施例中，一个冲洗水供给源11，例如安装在建筑物顶的贮水水箱等，通过一个冲洗水主管道12和一个冲洗水支管道13将冲洗水送到安装在每一层的厕所14。

一个截流阀15，一个流速感应器16，一个冲洗阀17和一个真空闸18以主管道12向着厕所14的方向以所述顺序安装在支管道13中。

图2显示了截流阀15、冲洗阀17和真空闸18的结构，但没有显示流速感应器16。

截流阀15包括一个阀151和一个阀推杆152，阀151通常在水压下是被推向上方，如图所示，从而一个开口153打开以允许冲洗水的流动，当希望停止冲洗水的供给时，阀推杆152的带螺纹部分154旋转，从而将阀推杆152向下推，使其再次压在开口153的阀座轮缘上，从而切断冲洗水的通道。

冲洗阀17包括一个隔膜阀和一个包括有同心连接到冲洗阀17的柱19的冲洗阀驱动装置，许多设置在柱19的圆柱形外表面周围的压电致动器20和冲洗阀17的一面连接。

图3是一个剖视图，以放大的比例详细显示冲洗阀驱动装置。具有一个前壁21a和一个后壁21b的圆柱形致动器的壳体设置在冲洗阀17的后端，柱19安装在壳体21内，并可在其轴向上垂直移动。一个L形横截面的保持件22的底部固定在位于壳体21内的支管道13一侧上。许多压电元件23a和23b同心地连接在弯向柱19的上端部22a的二个表面上。横截面为L形的圆管状弹性桥接件24a和24b的底端分别固定连接在压电元件23a和23b的端部，该端部和连接到L形横截面的保持件的压电元件23a和23b的端部相对。许多压电元件25a和25b同心设置，从而环绕同心的柱19的圆柱部分外表面。

闸瓦制动器26a和26b设置在柱19和弹性桥接件24a和24b的内表面之间。在柱19插入前壁21a的位置嵌有一个密封件27。

压电原件23a、23b、25a和25b以上述的圆柱形式设置，将电压加到这些元件的电线28分别和压电元件的端部连接。

电线28连接到一个用以控制驱动冲洗阀的装置的控制装置30（见图4）的输出接口31上，控制装置30包括一个微处理机32，微处理机32产生一个控制信号，对应于该信号电压施加到一个压电致动器20上;控制装置30还包括一个存贮有预定流速谱的存贮装置33，和一个计时器34（如果需要的话）。在厕所冲洗装置的控制面板40上的冲洗按钮开关41和控制装置30的一个输入接口35连接。

如果需要，一个座位感应器51设在厕所的抽水马桶14上以检测是否有人坐在马桶座位上。从座位感应器51来的输出信号，以及从流速感应器16来的输出信号被传送到控制装置30。

图5是一个显示预先存贮在存贮装置33中的冲洗水流速谱程序的图表。根据这一程序，在冲洗的第一阶段，在一个短时间内流出大量的冲洗水;在随后的冲洗的第二阶段，略少于第一阶段的冲洗量的大量冲洗水在一预定时间内流出;在第三或最后阶段，小量的冲洗水在一预定时间内流出。

一个优选的流速谱程序根据厕所的尺寸、冲洗水供应管道的特性、压力等等而定。程序的一个非常重要的特点在于在一次冲洗操作过程中，冲洗水的流速随着时间的推移而逐渐减小。

图6显示另一个预先存贮在存贮装置33中的冲洗水流速谱程序的图表，这个程序包括一个在使用者坐在马桶座位后立刻开始的预冲洗流程A，一个引起冲洗水以一个根据厕所的使用方式而决定的大量而流动的流程B，以及一个使冲洗水以少量流动的流程C。使冲洗水以大量流动的流程B和使冲洗水以少量流动的流程C在图6中图示，但是流速谱是这样选定的，即冲洗水随着时间推移而逐渐减少。

以下将描述厕所冲洗装置和上述结构的操作形式。

图7是一个操作程序图，显示第一实施例的控制流程。首先，当使用者坐在厕所的抽水马桶14的座位上时，就被座位感应器51感测到并且座位感应器51发出一个输出信号，该信号随后被传送到微处理机32，响应这个接受到的输出信号，微处理机32产生一个启动致动器20的指令信号，致动器然后以一个预定的时间开启冲洗阀17，从而开始预冲洗流程的冲洗。预冲洗可以持续到直到使用者从马桶座位上离开。

当预冲洗流程结束并且使用者将其粪便排到厕所抽水马桶14中后，使用者根据使用情况按下在控制面板40上的冲洗按钮开关41的大量冲洗按钮或小量冲洗按钮（未显示）。然后这个指令信号从微处理机32传送到致动器20，从而冲洗操作就根据预先存贮在存贮装置33中的流速谱（例如，如图5所示的流速谱）而得以完成。

这样的流速谱是通过控制致动器20而决定的。现参见图8a、8b和8c，本发明的第一实施例的压电致动器的操作形式将会叙述如下。

压电元件具有响应施加到其相对二面上的电压而变形的特性，当一个电压施加到其上、下端固定在保持件22的端部22a和弹性桥接件24a、24b的压电元件23a、23b上时，引起这些元件23a、23b在柱19的轴线方向上延伸。当电压中断后，元件缩回到其正常形状。当一个电压施加到固定在弹性桥接件24a、24b的内周面的压电元件25a、25b上时，引起这些元件径向向内收缩，当电压中断后，元件25a、25b径向向外伸展并回到其相应的初始状态。

在图8a中，没有电压施加到压电元件23a、23b和25a上，但有电压施加到压电元件25b上。因此，压电元件23a、23b和25a在其轴向和在其径向分别保持其初始状态，但是压电元件25b的直径是减小了。其结果，在压电元件25a一边的闸瓦制动器26a松开夹紧的柱19，但在压电元件25b一边的闸瓦制动器26b则夹紧柱19。

其后，当电压施加到压电元件23a、23b（图8b）上时，元件23a、23b在其轴向延伸，从而由闸瓦制动器26b夹紧的柱在X方向产生一个相当于压电元件23a、23b伸长量的位移。

当电压再施加到压电元件25a上，而没有电压施加到压电元件25b上时，闸瓦制动器26a夹紧柱19。然后，由压电元件25b产生的夹紧被松开。而且，当电压施加到压电元件23a、23b上时，柱19被在压电元件25a一边的闸瓦制动器26a所夹紧。在这种情况下，在压电元件25a一边的闸瓦制动器26a夹紧柱19，从而柱19在X方向产生一个相当于压电元件23a、23b收缩量的位移（图8c）。

当重复上述步骤时，柱19就可以象尺蠖那样以极高的准确性移动。因此，利用这样的步骤，由柱19的导向端和孔171的内壁表面所限定的环形空间191就可以以高度的准确性来控制，从而通过孔172而导入一个压力腔192的冲洗水的量，以及通过孔171的冲洗水排出量就可以以高度准确性调节。其结果，就能以高度准确性来控制冲洗阀17的上升桥接件24a、24b得以安装的压电元件42a、42b加电压或卸电压时，压电元件42a、42b在垂直于柱19的轴向的方向上延伸或收缩。随后，压电元件41a、41b、42a、42b的加电压、卸电压变换重复，就可引起柱19进行类似于对照8a、8b和8c详细描述的运动。

图10以剖视形式显示一个修改型的冲洗阀驱动装置。在这个例子中，一个球面型阀47用作冲洗阀并通过一个阀杆43和一个螺纹件44连接，该螺纹件44依次又插入在一个旋转位于一个壳体45内的齿轮46上形成的轴向内螺纹孔46a中并和该内螺纹孔46a啮合。齿轮46通过一个齿轮组48和一个例如步进马达49的驱动马达连接，马达49再和控制装置（图4）连接，从而步进马达49的旋转是由从微处理机32传送来的控制信号所控制的。

在上述的冲洗阀驱动装置中，响应一个从控制装置30的微外理机32传送来的预定的控制信号，可以控制步进马达49的旋转，并通过齿轮组48传送到齿轮46。因为内螺纹孔46a和外螺纹件44啮合，齿轮46的旋转就引起阀杆43在其本身轴线上前进或后退。其结果，迫使球面型阀47在阀杆43的轴线方向移动。这样冲洗阀的开启程度就可以变化，从而冲洗水量得到控制。

对于上述冲洗阀的驱动装置的致动器，可使用一个步进线性马达、液压马达或类似马达。对于冲洗阀，可使用各种阀，例如导阀、球阀、闸阀或类似阀。

图11是一个显示本发明的第二实施例系统的、剖视的侧视图和方框图的组合图，第二实施例设有一个水排放系统以改进冲洗水的排放效率。

在抽水马桶14中，贮存冲洗水W的抽水马桶的桶体部分14a是双壁结构并限定一个引导通过支管道13提供的冲洗水W进入马桶桶体部分14a的冲洗水通道14b。而且，一个适于使冲洗水从桶体部分14a的底部向上流的存水弯14c在桶体部分14a的一端形成并和一个粪便水排放（开启的程度），从而就可以准确地控制流速（图3）。

压电元件23a、23b、25a和25b的加电压或卸电压是由微处理机32响应存贮在存贮装置33中的流速谱而控制的。冲洗阀17的开启程度是受控制的，从而可得到一个所需的流速谱。

在第一实施例中，当流速感应器16插入支管道13中时，可探测在冲洗操作中的确切流速，从流速感应器16来的代表确切流速的输出信号和从存贮装置33中读出的程序流速在微处理机中比较，响应探测到的实际流速和程序流速的差异，产生纠正冲洗阀17开启程度的信号。这样就可正确地控制冲洗阀17的开启程度，从而可冲洗一个更正确的水量。

根据第一实施例，冲洗可根据一个优选流速谱而完成，该流速谱取决于厕所抽水马桶14的尺寸、冲洗水供给系统的布置和抽水马桶14的使用目的等等。可以通过更改控制装置30中的存贮装置33中存贮的程序而很简单地调整或轻微更改流速谱。

和图5所示的传统冲洗水流速相比，现冲洗水的流速可显著地减小。而且，在冲洗水量限定的情况下，可很容易地得到优选的流速谱。

冲洗后，如果需要，供给密封水以在厕所抽水马桶14中贮存水。

在第一实施例中，使用了座位感应器51和流速感应器16，但它们不是必需的部件，可根据需要有选择地使用。

图9显示压电致动器的修改型，它类似于图3中的压电致动器。在图3和图9中指定相似的部件被给予同样的标号，从而对照图3已经做过详细描述的部件就不再详细介绍了。在修改型的压电致动器40中，许多薄的环形压电元件在垂直于柱19的方向分层环绕柱19，如同上述对照图3进行描述的第一实施例，这些压电元件利用截面为L型的保持件22的端部22a和弹性桥接件24a、24b得以安装。

当利用保持件22的端部22a得以安装的压电元件41a、41b加电压或卸电压时，引起柱19在其轴向上位移。当在柱19的上、下二端由弹性管51相通。一个调节阀52设在排放管51内。如图12中所示，调节阀52的结构是这样，即一个柔性薄膜54沿着基本为桶形的管状体53的内壁表面延伸，水通过一个穿过管状体53的壁的水入口55而导入在管状体53的内壁表面和薄膜54之间形成的空间，翼54a从薄膜54的下端径向向内伸出。

一个支管56从存水弯14c部分延伸到调节阀52下游的排放管51，从而给调节阀52加分路，在支管56中设有一个支管阀，用以开启或关闭支管56。支管阀57是由一个启动器57a自动开启或关闭的，该启动器由控制装置30（图4）的微处理机32所控制。水入口55设有一个由一个启动器58a开启或关闭的入口阀58，启动器58a由控制装置30的微处理机32所控制。

一个用于探测冲洗水W水位的水位感应器61设在高于马桶桶体部分14a的位置，一个根据压力探测水位的压力感应器62设在马桶桶体部分14a的底部，水位感应器61和压力感应器62和控制装置30连接，从而它们的输出信号被传送至微处理机32。流速感应器16、水位感应器61和压力感应器62均用于探测桶体部分14a的水位，从而可根据需要任选其中一个。

以下将具体描述上述结构的本发明第二实施例的操作形式。图13是完成第二实施例操作的程序图。首先，当使用者完成一个预冲洗操作或使用者坐在抽水马桶上从而启动座位感应器时，冲洗操作就开始进行。响应控制装置的指令信号，水入口阀58就开启，引导水通过水入口55而进入管状体53中，从而薄膜54在管状体53中径向向内扩张，从而关闭排放管51（调节阀52关闭）。此时，薄膜54的翼54a互相贴紧，从而确保由调节关闭的排放管51的闭合。随后，支管阀57和冲洗阀17开启以开始供给冲洗水。其次，当水位探测器（例如，流速感应器16、水位感应器61或压力感应器62）探测到冲洗水W的水面已升到一个以预定高度高于存水弯的最高部分的水位、从而导入的水量达到一个足以充满存水弯14c的预定量C₁时，支管阀57就关闭。

在完成上述操作时，支管56开启，而排放管51关闭，从而在存水弯14c的空气被排出，但冲洗水供入，从而存水弯14c完全充以冲洗水。

随后，水入口阀58开启，在管状体53中的水就从水入口53排出。这样在调节阀52中的薄膜54就径向向外移动，使调节阀52开启。当调节阀52开启时，在桶体部分14a的冲洗水就排出，但存水弯14c仍旧充满冲洗水。其结果，开始有效的虹吸作用，从而可有效地排出冲洗水。

当冲洗水的流速达到一预定值C₂时，冲洗阀17就关闭，从而完成冲洗操作。

如上所述，根据第二实施例，在存水弯14c处的空气排出时，存水弯14c充满冲洗水，从而调节阀开启以排放废水，此时引起有效的虹吸作用，因此以较小的水量完成有效的冲洗操作。

如上所述，当实施本发明时，就可以较小的冲洗水量有效地冲洗厕所。

Claims (14)

1、一种包括一个冲洗水供给源，一个连通所说冲洗水供给源和厕所的冲洗水供给管路和一个安装在所说冲洗水供给管路中的冲洗阀的厕所冲洗装置，其特征在于：所说冲洗阀和一个控制所说冲洗阀开启或关闭的流速控制装置连接，在一个冲洗操作中，冲洗水根据随时间而改变流速的一个预定流速谱从所说冲洗水供给源输入所说厕所中。

2、如权利要求1所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：所说流速谱是随时间推移而降低流速的。

3、如权利要求1所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：所说流速谱是随时推移而逐步降低流速的。

4、如权利要求1所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：所说流速谱在第一阶段在一个短的时间间隔内流速较高，在第二阶段在一个预定时间间隔内流速比第一阶段的流速略低，在第三阶段在一个预定时间间隔内流速进一步降低。

5、如权利要求1所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：所说流速谱包括一个在使用前冲洗抽水马桶的预冲洗流程。

6、如权利要求5所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：所说厕所设有一个探测人坐在其上并开始所说预冲洗流程的座位感应装置。

7、如权利要求1所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：所说流速谱包括可根据厕所的使用形式而选定的一个以较高流速冲洗的流程和一个以较低流速冲洗的流程。

8、如权利要求1所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：所说流速控制装置包括一个冲洗阀驱动装置和一个控制所说冲洗阀驱动装置的控制装置。

9、如权利要求8所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：所说冲洗阀驱动装置设有一个使所说冲洗阀开启或关闭的致动器。

10、如权利要求9所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：所说控制装置包括一个在其内存贮预定流速谱的存贮装置和一个响应存贮的所说流速谱而产生控制信号的微处理机，所说控制信号传送到所说冲洗阀驱动装置的致动器。

11、如权利要求9所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：所说冲洗阀驱动装置的致动器包括一个连接到冲洗阀的柱和一个环绕所说柱的外圆柱表面设置并启动所说柱的压电元件致动器。

12、如权利要求9所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：所说冲洗阀驱动装置的致动器包括一个连接到所说冲洗阀的棒状外螺纹件，一个可和所说棒状外螺纹件啮合的螺母件和一个旋转所说螺母件的驱动装置。

13、一种包括一个冲洗水供源，一个连通所说冲洗水供给源和一个厕所的抽水马桶的冲洗水供给管路，一个安装在所说冲洗水供给管路中的冲洗阀和一个和所说厕所的存水弯部相连通的水排放管的厕所冲洗装置，其特征在于：它还包括一个安装在所说排放管并能调节所说排放管的开启程度的调节阀，一个探测被传送到所说厕所的冲洗水流速的流速感应装置和一个响应从所说流速感应装置的输出信号和根据预定程序而控制所说调节阀的开启或关闭的控制装置。

14、如权利要求13所限定的厕所冲洗装置，其特征在于：一个支管连通所说存水弯部和所说调节阀下游的排放阀的一个部分，以分路所说调节阀，一个支管阀安装在所说支管内并由所说控制装置控制开启或关闭。

Images