CN104854282A - 灌注虹吸式抽水马桶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种虹吸式抽水马桶系统和灌注该虹吸式抽水马桶系统的方法。该虹吸式抽水马桶系统包括马桶便池组件,该马桶便池组件包括至少一个喷射冲洗阀组件、至少一个外缘阀和便池,该便池具有外缘和界定至少一个喷射通道的喷嘴,该至少一个喷射通道具有入口端口和喷嘴出口端口,该喷嘴出口端口用于将流体排放至水坑区域,其中水坑区域与排污通道流体连通。便池具有封闭的喷射路径,该封闭的喷射路径包括喷射通道并从喷射冲洗阀出口延伸至喷射通道出口端口,以使用来自喷射冲洗阀组件的流体将喷射通道维持在灌注状态,从而有助于防止空气进入封闭的喷射路径。本发明还公开了用于本文中的马桶系统和方法的冲洗阀,该冲洗阀具有防回流机构和/或至少部分柔性的阀盖。

Description

灌注虹吸式抽水马桶
相关申请交叉引用
本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求2013年4月10日提交的题也为“Primed Siphonic Flush Toilet”的美国临时专利申请No.61/810,664,以及于2012年11月13日提交的题为“Primed Siphonic Flush Toilet”的美国临时专利申请No.61/725,832的权益,其公开内容整体以参见的方式纳入本文。
背景技术
技术领域
本发明涉及用于移走人类或其它废物的马桶的领域。本发明还涉及通过灌注水输送系统运行以提高性能的马桶领域。
相关技术的描述
用于移走诸如人类废物的废品的马桶是众所周知的。以重力作为动力的马桶通常包括两个主要部分:水箱和便池。水箱和便池可以是分开的构件,其联接在一起以形成马桶系统(通常称为分体式马桶),或者可以组合成一个整体单元(通常称为一体式马桶)。
通常位于便池后部上方的水箱容纳用于启动将废物从便池冲洗至下水管的水,以及用清水填充便池的水。当用户想要冲洗马桶时,他按下水箱外部上的冲洗把手,其在水箱内部上连接至可移动链条或杠杆。当按下冲洗把手时,其移动水箱内部上的链条或杠杆,链条或杠杆动作以提升和打开冲洗阀,致使水从水箱流入便池,由此启动马桶冲洗。
在冲洗循环中,必须满足三个基本目的。第一是将固体和其它废物移到排水管。第二是清洁便池以移走沉积或粘至便池表面的任何固体或液体废物,且第三是调换便池中的预冲洗水量,从而在两次使用之间在便池中保留相对清洁的水。第二个要求,便池的清洁,通常通过围绕马桶便池的上周区域延伸的中空外缘来实现。一些或所有的冲洗水被引导穿过该外缘通道并流过定位在其中的开口以将水散布在便池的整个表面并完成所要求的清洁。第三个要求给便池重新填充清洁的水,恢复水封深度以抵抗下水道空气回流,并准备好下一次的使用和冲洗。
以重力作为动力的马桶可被分为两大类:直冲式和虹吸式。直冲式马桶中,马桶便池内的水位在所有时候保持相对恒定。当启动冲洗循环时,水从水箱流出并溢入便池。这导致水位的快速上升且过量的水在排污通道的堰上方溢出,携带与之一起的液体和固体废物。在冲洗循环结束时,便池中的水位自然回到由堰的高度决定的均衡水平。
在虹吸式马桶中,排污通道和其它水力通道设计成使得在水添加至便池时在排污通道中启动虹吸。虹吸管本身是上下颠倒的U状管,其将水从马桶便池抽至下水管。当启动冲洗循环时,水流入便池并在排污通道中的堰上方比其离开出口到排水管更快地溢出。足够的空气最终从排污通道的下腿移走以启动虹吸,虹吸又将剩余的水抽出便池。当虹吸中断时便池中的水位因此远低于堰的水平面,且需要提供单独的机构以在虹吸式冲洗循环结束时重新填充马桶便池以重新建立原始水位和抵抗下水道空气回流的“保护性密封”。
虹吸式和直冲式马桶具有固有优点和缺点。虹吸式马桶由于要求将大部分空气从排污通道的下腿移走以启动虹吸而倾向于具有更小的排污通道,这可能导致堵塞。直冲式马桶可通过大排污通道起作用,但通常要求在便池中更小量的预冲洗水以实现大部分国家的管道规范中要求的100:1的稀释程度(即,在冲洗循环期间,便池中99%的预冲洗水量必须从便池移走并用清水替换)。该更小的预冲洗量本身表示为小“存水表面积”。该存水表面积或便池中预冲洗水的表面面积在维持马桶的清洁方面扮演重要的角色。大存水表面积增加了废物在接触马桶的陶瓷表面之前接触水的可能性。这降低了废物粘至陶瓷表面,使得对于马桶,更容易经由冲洗循环清洁其自身。因此,具有小存水表面积的直冲式马桶在使用之后,需要频繁手动清洗便池。
虹吸式马桶具有能够通过便池中更多的预冲洗水量和更大的存水表面积来起作用的优点。这是可能的,因为在冲洗循环最后,虹吸作用将大部分预冲洗水量从便池抽走。当水箱重新填充时,重新填充水的一部分被引入便池中以使预冲洗水量返回至其原始水平。以此方式,实现很多管道规范中要求的100:1稀释程度,即使相对于从水箱离开的冲洗水,便池中的启动水量显著更高。在北美市场中,虹吸式马桶已经获得了广泛的接受且现在被视作标准的、被接受的马桶形式。欧洲市场中,直冲式马桶仍更被接受和受欢迎,而两种版本在亚洲市场都是普遍的。
根据用于实现冲洗动作的水力通道的设计,以重力作为动力的虹吸式马桶可被进一步分成三个大类。这些种类是:非喷射、外缘喷射,以及直喷。
在非喷射便池中,所有的冲洗水离开水箱进入便池入口区域并流过主歧管进入外缘通道。水经由定位在外缘下方的一系列孔围绕便池的周界散布。一些孔在尺寸上设计得更大以允许更大量的水流入便池。需要相对高的流率以在排污通道的堰上方足够快速地溢出水以置换下腿中足够的空气并启动虹吸。在便池的清洁和预冲洗水的交换方面,非喷射便池通常具有足够良好的性能,但在物体移除方面性能相对差。水馈送至排污通道是无效率的且是紊流,这使得更难以足够填充排污通道的下腿和启动强虹吸。因此,非喷射马桶的排污通道通常直径更小并含有设计成阻碍水流动的弯曲和收缩。无更小尺寸、弯曲和收缩时,不能实现强虹吸。不幸的是,在大量废物移走方面,更小的尺寸、弯曲和收缩导致差的性能,并导致频繁堵塞状况,这对于终端用户是极其不令人满意的。
马桶的设计者和工程师已经通过采用“虹吸喷射”来改善虹吸式马桶的大量废物移除。边喷马桶便池中,冲洗水离开水箱,流过歧管入口区域并流过主歧管进入如上所述的边缘通道。部分水经由定位在边缘下方的一系列孔围绕便池的周界散布。剩余部分的水流过定位在边缘前部处的喷射通道。该喷射通道将边缘通道连接至定位在便池的水坑中的喷射开口。该喷射开口尺寸被设置并定位成直接在排污通道的开口处发送强力水流。当水流过喷射开口时,其用于比非喷射便池可实现的更有效和更快地填充排污通道。流到排污通道的该更有力和快速的水流使得马桶能够设计有更大的排污通道直径以及更少的弯曲和收缩,相对于非喷射便池,其又改善在大量废物移除方面的性能。虽然更少量的水流出边喷马桶的边缘,因为流过边缘通道的水被来自水箱的上游水流加压,便池清洁功能比较好。这允许水以更高的能量离开边缘孔并在清洁便池上进行更有效的工作。
虽然边喷便池通常优于非喷射的便池,水必须行进穿过边缘至喷射开口的长排污通道消散和浪费了大量的可用能量。根据这种思想改进的直喷便池在废物大量移除方面可以实现更好的性能。在直喷便池中,冲洗水离开水箱并流过便池入口和流过主歧管。在这里,水被分成两个部分:一部分流过边缘入口端口至边缘通道,其主要目的是实现所需要的便池清洁;第二部分流过喷嘴入口端口至“直喷通道”,该“直喷通道”将主歧管连接至在马桶便池的水坑中的喷射开口。直喷通道可采取不同形式,有时单向围绕马桶的一侧,或“双馈送”,其中,对称通道在连接至歧管的两侧都下行至喷射开口。与边喷便池一样,喷射开口尺寸被设置并定位成直接在排污通道的开口处发送强力水流。当水流过喷射开口时,其用于比非喷射或边喷便池可实现地更有效和更快地填充排污通道。流到排污通道的该更有力和快速的水流使得马桶能够设计有甚至更大的排污通道直径以及最少化弯曲和收缩,相对于非喷射和边喷便池,其又改善在大量废物移除方面的性能。
虽然直接馈送喷射便池目前在较大程度上代表了大量废物移除的现有技术的状态,马桶性能仍存在需要改善的主要方面。政府机构已经持续要求市政用水户减少它们使用的水量。近年来,焦点大量聚集于减少马桶冲洗运行所需要的水。为了说明此点,政府机构逐渐减少了用于马桶每次冲洗的水量,从20世纪50年代之前的7加仑/冲洗减少到20世纪60年代末期的5.5加仑/冲洗,又减少到20世纪80年代的3.5加仑/冲洗。1995年的国家能源政策法案现要求在美国销售的马桶仅可使用1.6加仑/冲洗(6升/冲洗)。加利福尼亚州最近通过的条例要求耗水量进一步下降至1.28加仑/冲洗。当推行至这些水消耗水平时,当前专利文献中描述的和在市场上可供应的1.6加仑/冲洗马桶将失去持续虹吸的能力。因此,制造商正被迫使和将继续被迫使减小排污通道直径并牺牲马桶的性能,除非开发改善的技术和马桶设计。
多个发明目标在于通过直喷概念的优化来改善虹吸式马桶的性能。例如,美国专利No.5,918,325通过改善排污通道的形状来改善虹吸式马桶的性能。美国专利No.6,715,162通过使用具有圆角入口的半径的冲洗阀和水非对称流入便池来改善性能。
美国专利No.8,316,475 B2展示了能够使用低水量确保清洗和充分虹吸的加压外缘和直接馈送喷射构造,以满足当前的环保水使用标准。
美国专利公开No.2012/0198610Al也示出了一种高性能马桶,其中主歧管中的控制件将自水箱入口进入马桶歧管的冲洗水的水流分成两部分,分别进入外缘的入口端口和直接馈送喷射的入口端口。美国专利No.2,122,834示出具有空气歧管和液压歧管的马桶,该空气歧管和液压歧管用于将空气引入马桶冲洗循环以终止虹吸动作并阻止系统回流。其它发明尝试通过将水箱分成独立的部分来解决外缘和喷射之间的性能问题。见美国专利No.1,939,118。
当冲洗量低至约6.0升时,马桶的内部通道的紊流和流动限制的最小化是极为重要的。最小化紊流和流动限制的最显著因素之一是在启动冲洗循环之前管理占据外缘和喷射通道的空气。如果空气不能够在冲洗水迎面而来的冲洗之前离开系统,它将继续占据通道空间并限制流动。美国专利No.5,918,325描述了具有喷射通道的马桶,该喷射通道包括空气排放装置和将喷射通道连接至外缘的通路,允许空气在冲洗时从喷射通道逃逸到外缘。美国专利公开No.2012/0198610 A1公开了具有下游连通端口的马桶,其同样能使空气和/或水在喷射通道和外缘通道之间流动。
本领域仍然需要进一步提高虹吸式马桶的性能,尤其是管理占据喷射通道的预冲空气。本领域还需要一种在现有马桶的上述缺陷上有所改进的马桶,该马桶可抵抗堵塞,并能够在冲洗过程中不牺牲冲洗性能而显著改善清洁。这种马桶在提供充分虹吸的同时,还应符合节水标准和政府指导方针,各种几何形状的排污通道水消耗皆较低。
发明内容
本发明公开了一种虹吸式抽水马桶组件,所述马桶组件包括至少一个喷射冲洗阀组件,所述喷射冲洗阀组件具有喷射冲洗阀入口和喷射冲洗阀出口,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体从所述喷射冲洗阀出口输送至封闭的喷射流体路径;至少一个外缘阀,所述外缘阀具有外缘阀入口和外缘阀出口,所述外缘阀配置成用于将流体从所述外缘阀的出口输送至所述外缘入口端口;以及便池,所述便池具有内表面,所述内表面界定内部便池区域,所述便池包括(a)至少一个外缘入口端口,所述外缘入口端口用于将水引入便池的上周区域;(b)喷嘴,所述喷嘴界定至少一个喷射通道,所述喷嘴具有入口端口和喷嘴出口端口,该入口端口与所述喷射冲洗阀流体连通,所述喷嘴出口端口位于所述便池的下部且配置成用于将流体排放至所述便池的水坑区域,其中所述水坑区域与通向排污通道的入口流体连通,所述排污通道具有堰,且所述封闭的喷射流体路径包括所述喷射通道;其中,所述喷射冲洗阀位于所述排污通道的堰的上方,且其中所述封闭的喷射流体路径包括从所述喷射冲洗阀出口延伸至所述喷嘴的出口的喷射通道,且一旦被灌注,所述封闭的流动路径能够保持灌注有流体,并有助于阻止空气在冲洗循环启动或完成之后进入所述封闭的喷射流体路径。
在一实施例中,所述马桶便池组件可进一步包括外缘歧管,其中所述外缘歧管具有外缘歧管入口开口和外缘歧管出口开口,所述外缘歧管入口开口用于接收来自外缘冲洗阀组件的出口的流体,所述外缘歧管出口开口用于将流体输送至所述外缘入口端口。在该实施例中,所述便池可包括至少部分地围绕所述便池的上周延伸的外缘,所述外缘界定了从所述外缘入口端口围绕所述便池的上周延伸的外缘通道,且所述外缘具有与所述便池的内部区域流体连通的至少一个外缘出口端口,且其中所述外缘入口端口与所述外缘歧管出口开口流体连通。
在该组件的另一实施例中,便池可具有外缘,所述外缘包括外缘搁板,所述外缘搁板沿着所述便池的内表面在其上周区域从所述入口端口至少部分围绕所述便池横向延伸,使得流体能够沿着所述外缘搁板行进并在偏离所述外缘入口端口的至少一个位置进入所述便池的内部空间。
所述组件还可包括配置成用于从流体源接收流体的水箱,所述水箱包括至少一个进水阀。所述水箱可包括至少一个喷射储水器和至少一个外缘储水器,所述喷射储水器包括喷射进水阀和至少一个喷射冲洗阀组件,且所述外缘储水器包括所述至少一个外缘阀。在该实施例中,所述外缘储水器可进一步包括外缘进水阀,所述外缘阀是外缘冲洗阀组件且所述外缘冲洗阀组件包括溢流管。
所述马桶便池的内壁的在所述水坑内的至少一部分还可被配置成从所述喷嘴出口端口朝向所述排污通道的入口向上倾斜。
所述马桶组件较佳地能够以不超过6.0升的冲洗量工作,更佳地所述马桶能够以不超过4.8升的冲洗量工作,且在某些实施例中所述马桶能够以不超过2.0升的冲洗量工作。
所述至少一个喷射通道还可定位成至少部分地围绕所述便池的外表面的下部延伸。
所述便池的水坑区域具有喷射阱,所述喷射阱由所述便池的内表面界定并具有入口端和出口端,其中所述喷射阱的入口端从所述喷嘴出口端口和所述便池的内部区域接收流体,所述喷射阱的出口端与通向所述排污通道的入口流体连通;其中所述喷射阱具有水封深度。所述喷嘴出口端口的上表面在所述喷射阱之内,且定位于在通向所述排污通道的所述入口的上表面下方的水封深度处,该水封深度通过所述水坑区域纵向测量。所述喷射阱水封深度可为约1cm-15cm,较佳为约2cm-12cm,进一步可为约3cm-9cm。
在该组件的一个实施例中,所述外缘阀可以是外缘冲洗阀组件,所述外缘冲洗阀组件具有从所述外缘冲洗阀入口延伸至所述外缘冲洗阀出口的外缘冲洗阀本体,以及外缘冲洗阀盖(例如挡板盖)。
所述至少一个喷射通道也可定位成至少部分地从便池下方经过。在一实施例中,所述喷射冲洗阀组件可包括冲洗阀盖和从所述喷射冲洗阀入口延伸至所述喷射冲洗阀出口的喷射冲洗阀本体,且其中所述喷射冲洗阀还包括防回流机构。
本文中的在喷射冲洗阀组件或可选的外缘冲洗阀组件上的冲洗阀盖可形成成至少部分是柔性的且打开时能够被向上剥离。
当设置了防回流机构时,其可以是压紧连杆机构、钩和挂钩机构、提升阀机构和止回阀中的一个或多个。
所述喷射冲洗阀组件还可包括冲洗阀盖和从所述喷射冲洗阀入口延伸至所述喷射冲洗阀出口的喷射冲洗阀本体。在这样的实施例中,所述冲洗阀盖可形成成至少部分是柔性的且打开时能够被向上剥离。所述喷射冲洗阀盖还可进一步包括铰接臂和/或至少一个索环,所述索环用于连接链条,所述链条上具有浮子。在具有至少部分柔性的盖的实施例中,该组件还可包括防回流机构。
本发明还公开了一种用于将虹吸式抽水马桶组件维持在灌注状态的方法,所述方法包括(a)提供马桶便池组件,所述马桶便池组件包括至少一个喷射冲洗阀组件,所述喷射冲洗阀组件具有喷射冲洗阀入口和喷射冲洗阀出口,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体从所述喷射冲洗阀出口输送至封闭的喷射流体路径;至少一个外缘阀,所述外缘阀具有外缘阀入口和外缘阀出口,所述外缘阀配置成用于将流体从所述外缘阀的出口输送至所述外缘入口端口;以及便池,所述便池具有内表面,所述内表面界定内部便池区域,所述便池包括(i)至少一个外缘入口端口,所述外缘入口端口用于将水引入便池的上周区域;(ii)喷嘴,所述喷嘴界定至少一个喷射通道,所述喷嘴具有入口端口和喷嘴出口端口,所述入口端口与所述喷射冲洗阀的出口流体连通,所述喷嘴出口端口位于所述便池的下部且配置成用于将流体排放至所述便池的水坑区域,其中所述水坑区域与通向排污通道的入口流体连通,所述排污通道具有堰,且所述封闭的喷射流体路径包括所述喷射通道;所述喷射冲洗阀位于所述排污通道的堰的上方,且所述封闭的喷射流体路径包括从所述喷射冲洗阀出口延伸至所述喷嘴的出口端口的喷射通道,一旦被灌注,所述封闭的流动路径能够保持灌注有流体,并有助于阻止空气在冲洗循环启动或完成之后进入所述封闭的喷射流体路径;(b)启动冲洗循环;(c)通过所述至少一个喷射冲洗阀组件和所述至少一个外缘阀提供流体;以及(d)在冲洗循环完成之后,将所述封闭的喷射流体路径保持在灌注状态。在较佳的实施例中,流动延续直至水坑的液位高于所述喷嘴出口端口。
在上文所述的方法中,所述马桶便池组件可进一步包括外缘歧管,其中所述外缘歧管具有外缘歧管入口开口和外缘歧管出口开口,所述外缘歧管入口开口配置成用于接收来自外缘冲洗阀的出口的流体,所述外缘歧管出口开口用于将流体输送至所述外缘入口端口;其中所述便池包括围绕所述便池的上周的外缘,且所述外缘界定了从所述外缘入口端口至少部分围绕所述便池的上周延伸的外缘通道,且所述外缘具有与所述便池的内部区域流体连通的至少一个外缘出口端口,且其中所述外缘入口端口与所述外缘歧管出口开口流体连通;且所述方法进一步包括将来自所述外缘阀出口的流体通过所述外缘歧管入口、所述外缘歧管出口、所述外缘入口端口、所述外缘通道和所述至少一个外缘通道出口端口引入所述便池的内部区域。
在该方法的实施例中,所述外缘包括外缘搁板,所述外缘搁板沿着所述便池的内表面在其上周区域从所述入口端口至少部分围绕所述便池的内表面横向延伸,所述方法可进一步包括将来自所述外缘搁板入口端口的流体引入使其沿着所述外缘搁板行进并在偏离所述外缘入口端口的至少一个位置处进入所述便池的内部空间。
所述马桶便池组件可进一步包括水箱,所述水箱配置成用于从流体源接收流体,所述水箱包括至少一个进水阀,且所述方法进一步包括使用所述至少一个进水阀填充所述水箱,并通过所述至少一个喷射冲洗阀组件和所述至少一个外缘阀将流体由水箱提供至所述便池。
所述水箱包括至少一个喷射储水器和至少一个外缘储水器,所述喷射储水器包括喷射进水阀和至少一个喷射冲洗阀组件,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体输送至所述喷嘴入口端口,所述外缘储水器包括至少一个外缘阀,且被配置成通过所述至少一个外缘阀将流体输送至所述外缘入口端口,且所述方法进一步包括在冲洗循环启动之前使用来自所述至少一个进水阀的流体填充所述至少一个喷射储水器。所述至少一个外缘储水器包括外缘进水阀,且所述方法进一步包括通过所述外缘进水阀填充所述至少一个外缘储水器。
所述方法还可进一步包括在冲洗循环完成后,通过所述水箱的所述至少一个进水阀将所述至少一个喷射储水器中的液位维持在所述喷射流体阀组件入口的上方。
在本发明的另一个实施例中,在所述喷射阱内,所述喷嘴出口端口的上表面可配置成定位于在通向所述排污通道的所述入口的上表面下方的水封深度处,该水封深度通过所述水坑区域纵向测量,且所述方法可进一步包括将水封深度保持成有利于在冲洗循环启动之前或完成之后所述封闭的喷射流体路径用来自所述喷射阀冲洗阀组件的流体灌注。
本发明还公开了一种虹吸式抽水马桶便池组件,所述虹吸式抽水马桶便池组件包括至少一个喷射冲洗阀组件和至少一个外缘阀,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体输送至直接馈送喷嘴,所述外缘阀配置成用于将流体输送至外缘;外缘歧管,其中所述外缘歧管具有外缘歧管入口开口和外缘歧管出口开口,所述外缘歧管入口开口配置成用于从所述外缘阀接收流体,所述外缘歧管出口开口用于将流体输送至外缘入口端口;便池,所述便池具有内表面,所述内表面界定内部便池区域,且所述便池具有(a)外缘,所述外缘围绕所述便池的上周区域设置且所述外缘界定外缘通道,所述外缘通道具有入口端口和至少一个外缘出口端口,所述入口端口与所述外缘歧管出口开口流体连通,所述至少一个外缘出口端口与所述便池的内部区域流体连通,(b)喷嘴,所述喷嘴界定至少一个喷射通道,所述喷嘴具有入口端口和喷嘴出口端口,该入口端口与所述喷射冲洗阀组件出口流体连通且用于从所述喷射冲洗阀组件接收流体,所述喷嘴出口端口配置成用于将流体排放至所述便池底部的水坑区域,其中所述水坑区域与排污通道的入口流体连通,以及(c)所述便池的水坑区域具有喷射阱,所述喷射阱由所述便池的内表面界定并具有入口端和出口端,其中所述喷射阱的入口端从所述喷嘴出口端口和所述便池的内部区域接收流体,所述喷射阱的出口端与通向所述排污通道的入口流体连通;且所述喷射阱具有水封深度,所述水封深度足以在冲洗循环启动之前或完成之后,用来自所述喷射阀冲洗阀组件的流体将所述喷射通道和所述喷射歧管保持灌注,从而有助于防止空气在冲洗循环启动之前或完成之后进入所述封闭的喷射流体路径。
本发明还公开了一种虹吸式抽水马桶便池组件,所述虹吸式抽水马桶便池组件包括至少一个喷射冲洗阀组件和至少一个外缘阀,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体输送至直接馈送喷嘴,所述外缘阀配置成用于将流体输送至便池的上周部分的外缘入口端口;便池,所述便池具有内表面,所述内表面界定便池内部区域,且所述便池具有(a)围绕所述便池的上周的上周部分,所述上周部分配置成从所述外缘入口端口引导流体使其至少部分围绕所述便池的上周部分并进入水坑区域,(b)喷嘴,所述喷嘴界定至少一个喷射通道,所述喷射具有入口端口和喷嘴出口端口,所述入口端口与所述喷射冲洗阀组件流体连通,所述喷嘴出口端口位于所述便池的下部且被配置成用于将流体排放至所述便池的水坑区域,其中所述水坑区域与排污通道的入口流体连通,以及(c)位于所述便池底部的水坑区域具有喷射阱,所述喷射阱由所述便池的内表面界定并具有入口端和出口端,其中所述喷射阱的入口端从所述喷嘴出口端口和所述便池的内部区域接收流体,所述喷射阱的出口端与通向所述排污通道的入口流体连通;且所述喷射阱被配置成具有水封深度,所述水封深度足以在冲洗循环启动之前或完成之后,用来自所述喷射阀冲洗阀组件的流体将所述喷射通道和所述喷射歧管保持灌注,从而有助于防止空气在冲洗循环启动之前或完成之后进入所述封闭的喷射流体路径。
本发明进一包括一种将虹吸式抽水马桶便池组件维持在灌注状态的方法,所述方法包括(a)提供马桶便池组件,所述马桶便池组件包括至少一个喷射冲洗阀组件,所述喷射冲洗阀组件具有喷射冲洗阀入口和喷射冲洗阀出口,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体从所述喷射冲洗阀出口输送至封闭的喷射流体路径;至少一个外缘阀,所述外缘阀具有阀入口和外缘阀出口,所述外缘阀配置成用于将流体从所述外缘阀的出口输送至外缘入口端口;以及便池,所述便池具有内表面,所述内表面界定内部便池区域,且其中(i)所述外缘入口端口配置成用于将水引入(A)外缘和(B)外缘搁板中的一个,所述外缘围绕所述便池的上周设置,且所述外缘界定了从所述外缘入口端口围绕所述便池的上周延伸的外缘通道,且所述外缘具有与所述便池的内部区域流体连通的至少一个外缘出口端口,所述外缘搁板沿着所述便池的内表面在其上周区域从所述外缘入口至少部分围绕所述便池横向延伸,且(ii)喷嘴界定至少一个喷射通道,所述喷嘴具有入口端口和喷嘴出口端口,所述入口端口与所述喷射冲洗阀组件的出口流体连通,所述喷嘴出口端口位于所述便池的下部且配置成用于将流体排放至所述便池的水坑区域,其中所述水坑区域与通向排污通道的入口流体连通,所述排污通道具有堰,且所述封闭的喷射流体路径包括所述喷射通道;其中所述喷射冲洗阀位于所述排污通道的堰的上方,其中所述封闭的喷射流体路径包括从所述喷射冲洗阀出口延伸至所述喷嘴的出口的喷射通道,使得一旦被灌注,所述封闭的喷射流体路径能够保持灌注有流体,从而有助于阻止空气在冲洗循环启动或完成之后进入所述封闭的喷射流体路径;(b)启动冲洗循环;(c)通过所述至少一个喷射冲洗阀组件以足以防止空气进入所述喷嘴出口端口且足以在所述排污通道中产生虹吸的流率提供流体;以及(d)持续降低通过所述喷射通道的流体的流率约1-5秒直至虹吸中断。
该灌注方法还可包括所述步骤(c)进一步包括在冲洗循环中通过所述至少一个外缘提供流体。所述方法进一步包括便池在安装时的初始灌注,这通过在所述水坑填充满流体之前提供足以防止空气进入所述喷嘴出口端口的通过所述喷射冲洗阀组件出口的流率来实现。
该方法还包括用于虹吸式抽水马桶便池组件的冲洗阀,其中所述冲洗阀具有从冲洗阀入口延伸至冲洗阀出口的冲洗阀本体和配置成在所述冲洗阀入口上延伸的挡板盖,其中所述冲洗阀进一步包括防回流机构。所述防回流机构是压紧连杆机构、钩和挂钩机构、提升阀机构和止回阀中的一个或多个。所述冲洗阀还可包括至少部分是柔性的且打开时能够被向上剥离的冲洗阀盖。所述喷射冲洗阀盖还可包括用于辅助提升盖的铰接臂和/或至少一个索环,所述索环用于连接链条,所述链条具有浮子。
本发明还公开了一种用于虹吸式抽水马桶便池组件的冲洗阀,所述冲洗阀包括从冲洗阀入口延伸至冲洗阀出口的冲洗阀本体和配置成在所述冲洗阀入口上延伸的挡板盖,其中所述冲洗阀盖至少部分是柔性的且打开时能够被向上剥离。在该实施例中,所述冲洗阀进一步包括如上文或本文其他地方所述的防回流机构。
附图简要说明
前面的概述以及本发明的优选实施例的以下详细描述,在结合附图一起阅读时,将更好地被理解。出于说明本发明的目的,在附图中示出了目前较佳的实施方式。应理解,本发明并不限于所示的精确配置和手段。在附图中:
图1是根据本发明实施例的虹吸式马桶便池组件的立体图,其示出了具有喷射冲洗阀组件和外缘冲洗阀组件的水箱的内部;
图2是图1中马桶便池组件的前视图,其示出了水箱的内部;
图3是图1-2中马桶组件沿着线3-3横剖的立体图;
图3A是图1实施例中便池的立体图,其示出了喷射通道中的围绕便池的外表面的底部弯曲的外缘喷射流体路径;
图3B是图1实施例中的便池的立体图,其示出了外缘搁板流动路径;
图3C-3G是图1实施例中在封闭喷射流体路径内被灌注的内部空间的示意图,该封闭的流动路径包括具有如图3A所示的双流动路径的双喷射通道;
图4A是图1中的马桶组件的俯视图;
图4B是马桶组件的便池部分的俯视图,其示出了喷射歧管开口和外缘歧管开口;
图5是图1中马桶组件沿图2中线5-5截取的纵向剖视图,其中冲洗阀被省略;
图6是图5中马桶组件的显著放大部分,示出喷嘴出口;
图7是图8线沿7-7截取的纵向剖视图;
图8是图1中马桶组件的俯视图,其中盖已从水箱上移除;
图9是图1中马桶组件的喷射冲洗阀的立体图;
图10是图9中马桶组件的喷射冲洗阀的侧视图;
图11是图9中马桶组件的喷射冲洗阀的正视图;
图12是图1中马桶组件的具有溢流管的外缘冲洗阀的正视图;
图13是图12中外缘冲洗阀的立体图;
图14是图12中外缘冲洗阀的侧视图;
图15是图1中马桶组件的外缘和喷射阀的冲洗致动杆的立体图;
图16是根据本发明的一个实施例的虹吸式马桶便池组件的正视立体图,该马桶便池组件具有外缘通道和至少一个外缘出口端口;
图17是图1中的虹吸式马桶便池的横剖俯视图,其示出了外缘通道入口端口以及初始外缘和喷射流动;
图18是图17中的虹吸式马桶便池组件的剖视立体图;
图19是图1中的虹吸式马桶便池组件的局部俯视图;
图20是图1中的虹吸式马桶便池组件的替代实施例的局部俯视图,该实施例具有喷射储水器和外缘储水器;
图21是图19中的虹吸式马桶便池组件沿着线21-21截取的纵向剖视图,其示出了喷射冲洗阀组件移除后流体至喷嘴的流动;
图22是图21中的水坑区域的显著放大的、部分剖切的剖视图;
图23是图21中马桶便池组件的替代实施例的纵向剖视图,其示出了喷射冲洗阀组件移除后的流体至喷嘴的流动,且其中马桶便池的在水坑区域的壁的至少一部分从喷嘴出口端口朝着排污通道入口向上倾斜;
图24是图13中的水坑区域的显着放大的、部分剖切的剖视图;
图25是本发明的虹吸式马桶便池组件的替代实施例的等距纵向剖视图,其中喷射流体流经便池的下方,且示出外缘冲洗阀组件移除后流体至外缘的流动;
图26是图25的虹吸式马桶便池组件的纵向剖视图,其示出了通过喷嘴的流体的流动;
图27是图26中的水坑区域的显着放大的、部分剖切的剖视图;
图28是本发明的虹吸式马桶便池组件的替代实施例的等距纵向剖视图,其示出了流至外缘的上周部分的流体的流动,其中外缘冲洗阀和喷射冲洗阀组件移除了;
图29是图4B中的马桶的横剖视图,用于说明图30-34所示的外缘搁板的不同纵向剖视图;
图30是沿图29中线30-30截取的放大纵剖视图,其示出了外缘搁板的深度及形成于马桶便池的上周区域内的、在外缘搁板位置处、接近外缘入口端口位置处的区域的高度;
图31是沿图29中线31-31截取的放大纵剖视图,其示出了外缘搁板的深度及形成于马桶便池的上周区域内的、在外缘搁板位置处、在便池的前、后部之间大约中间位置处的区域的高度;
图32是沿图29中线32-32截取的放大纵剖视图,其示出了外缘搁板的深度及形成于马桶便池的上周区域内的、在外缘搁板位置处、在便池的前部位置处形成的区域的高度。
图33是沿图29中的线33-33截取的放大纵剖视图,其示出了外缘搁板的深度及形成于马桶便池的上周区域内的、在外缘搁板位置处、在便池的前、后部之间大约中间位置处、在与图31中视图相反的便池侧边上形成的区域的高度;
图34是沿图29中的线34-34的放大纵剖视图,其示出了外缘搁板的深度以及形成于马桶便池的上周区域、在外缘搁板位置处、在便池的后部位置处的区域的高度。
图35是用于本发明的实施例的喷射阀的正视图,该喷射阀以打开状态示出,在该实施例中,所述喷射阀具有挡板和具有压紧连杆的防回流机构;
图36是图35中的喷射阀的右视图;
图37是图35中的喷射阀处于关闭状态时的正视图;
图38是图37中的喷射阀的右视图;
图39是用于本发明实施例中的又一喷射阀的仰视立体图,所述喷射阀以关闭状态示出,在该实施例中,所述喷射阀具有挡板和下阀芯开口;
图40是图39的喷射阀的俯视立体图;
图41是图39的喷射阀的正视图;
图42是图39的喷射阀的右视图;
图43是图39的喷射阀的纵向剖视图;
图44是图39的喷射阀处于打开状态时的仰视立体图;
图45是图44的喷射阀的俯视立体图,其示出了星形结构的内部筋结构;
图46是图44的喷射阀的正视图;
图47是图44的喷射阀的右视图;
图48是图44的喷射阀的纵剖视图;
图49是用于本发明的实施例的又一喷射阀的俯视立体图,该喷射阀以关闭的状态示出,且具有防回流机构,该防回流机构包括剥回挡板盖和具有吊钩的铰链机构;
图50是图49的喷射阀的俯视图;
图51是图49的喷射阀的正视图;
图52是图49的喷射阀的右视图;
图53是图52的阀在钩位置处的放大部分
图54是图49中的打开状态的喷射阀的俯视立体图,其示出了内部星型结构的筋;
图55是图49中的喷射阀的本体的俯视平面图,其示出内部星形结构的筋;
图56是沿图55中的线56-56截取的纵向剖视图;
图57是类似图49的又一实施例的俯视立体图,它的筋具有不同的内部星形结构;
图58是图57中的喷射阀的本体的俯视平面图,其示出内部星形结构的筋;
图59是沿图58中的线59-59截取的纵向剖视图;
图60是用于本发明实施例的又一喷射阀的俯视立体图,该喷射阀以关闭的状态示出,且具有防回流机构,该防回流机构包括剥回挡板盖和压紧连杆;
图61是图60的喷射阀的俯视平面图;
图62是图60的喷射阀的正视图;
图63是图60的喷射阀的右视图;
图64是图49的用于本发明实施例的喷射阀的变型的立体图,该喷射阀以关闭状态示出,且具有防回流机构,该防回流装置包括剥回盖,但包括可选特征:用于容纳又一个防回流装置(例如止回阀)的溢流管;
图65是图64中的喷射阀的正视图;
图66是图64中的喷射阀的俯视图;
图67是图64中的喷射阀的右视图;以及
图68是图67中的喷射阀的放大部分,其示出了吊钩机构。
具体实施方式
在附图中,诸如“内”和“外”、“上”和“下”、“向前”和“向后”、“前”和“后”、“左”和“右”、“向上”和“向下”的词语以及类似意义的词语旨在相对于所示龙头组件的定向,参考附图来辅助理解本发明的优选实施例,而不旨在限制本发明的范围或将本发明的范围局限于附图所示的优选实施例。本文中的实施例10、1010、110、310和410使用相似的附图标记用于指代本文中描述的、附图中示出的本发明的相似特征,从而对于特定的特征,在没有相反的语言描述替代构造时,本领域的技术人员基于本公开和附图将理解,某一特征的描述可应用于另一实施例中来描述相似的特征。
本发明提供了一种虹吸式抽水马桶组件,其可以通过隔离引入便池组件中的流体流动以从喷射冲洗阀和外缘阀(例如外缘冲洗阀)较佳地通过分离的封闭喷射流体路径输送不同的流量,如此工作以保持包括喷射通道的灌注的封闭喷射流体路径。这相比于标准的重力式冲洗虹吸马桶提供了更强的性能,标准的重力式冲洗虹吸马桶利用填充空气的喷射通道工作而必须排出空气以最小化紊流和流动限制。
本发明的马桶便池组件具有封闭的喷射流体路径,该封闭的喷射流体路径包括在马桶组件之内在便池外部的喷射通道(或多个喷射通道)。喷射通道可具有不同的构造和延伸区域、附加端口或侧通道等等,这取决于便池模具几何形状,喷射通道包括可选的喷射歧管,只要该封闭的喷射流体路径从喷射阀出口接收流体进入喷嘴入口端口,进入并通过喷射通道至喷嘴出口端口。封闭的喷射流体路径将喷射通道一直保持在灌注状态,且基本上隔离它,由此有助于阻止空气进入喷射通道。这通过以下方式来实现:(1)将喷射通道与外缘流动或其他与大气连通的流路隔绝,(2)在水箱中的水位降至冲洗阀的开口的高度之前关闭喷射通道冲洗阀,(3)防止空气流进入喷射通道和其他任何喷射路径、区域或可选的喷射歧管18(如果使用的话),在一个实施例中,可能包括在水坑区域的喷射阱中设立水封深度,从而有助于阻止空气进入喷射通道出口和/或(4)配置并操作该组件以确保喷射阱中的水位不会降至能够使空气向上返回并进入喷射通道的高度。
总的来说,到外缘的流体的体积与到喷嘴的流体的体积的比值也会影响马桶的性能。在典型的现有技术虹吸喷射马桶中,要求约70%的冲洗水作为喷射的动力并启动虹吸,仅剩下约30%的冲洗水用于通过外缘清洗便池。本文的灌注马桶中,启动虹吸需要的水更少,这允许更多的水被用于清洁便池。申请人已确定,超过约50%和更多的冲洗水可直接馈送至外缘用于便池清洁的显著改善。在较佳的实施例中,超过约60%、甚至多达约70%的水可直接馈送至外缘。
除了上面提到的因素,另一种保持水坑中充分的水封深度和/或阻止空气从水坑回流至喷射通道的方法是在虹吸中断后使通过和来自喷射通道的水流保持更慢的流速。例如,对于填充至堰的便池(例如,存在过量的用于虹吸的水),在直径粗略地约为54mm的排污通道中启动并保持虹吸,需要来自喷嘴的超过约950ml/s的体积流率。这相当于穿过面积约7.47cm2的喷嘴出口端口的线性流率为127cm/s。排污通道尺寸越大,将需要更高的流率以启动并保持虹吸,较小的水流需要更小的流率。当来自喷嘴的流率低于约950ml/s时,该虹吸将中断。将来自喷嘴的体积流率保持在约950ml/s以下、约175ml/s以上(即穿过面积为7.47cm2的喷嘴出口端口的线性流率为23.4cm/s),将防止空气进入封闭的喷射通道。当便池完全填充至排污通道的堰的高度时,来自喷嘴的流动可被阻止而不失去灌注,只要喷射通道的顶端位于排污通道的堰的下方即可。
可通过多种方式来控制喷射冲洗阀和外缘冲洗阀的这种冲洗阀致动。如美国专利申请公开No.2009/0313750和美国专利No.6,823,535(其相关部分以参考的方式纳入本文)所公开地,一种方法是通过使用电磁阀。该阀控制方式也可单纯通过机械方式完成,例如改进成与美国专利No.6,704,945(其相关部分也以参考的方式纳入本文)公开相似的双入口冲洗阀。或者,可使用本文示出的为了获得连续两个冲洗阀的最佳性能平衡的冲洗致动杆。
此外,如下文中更具体地讨论地,可通过提供“剥回”阀盖方便喷嘴的自灌注来增强系统的性能。该盖用于减小打开喷射挡板所需的驱动力。在本发明中,当喷射通道被灌注时,相比于传统的挡板,需要超过两倍的力。通过剥开盖,密封被破坏,当空气返回时一些水进入使得盖更容易打开。除此之外,在初始灌注期间,当阀关闭时,喷嘴充满空气,且如果立即全部打开,取决于马桶及其喷射通道的几何形状,冲洗水会过快地冲入且喷射通道中的空气可能被捕获而不会充分地被排出。此外,由于本文的实施例提供了灌注且封闭的流动路径,当马桶需要骤降,可对喷射冲洗阀设置如下文中进一步描述的可选的防回流装置。
还可通过在虹吸中断时,保持水流动至无框马桶中的外缘搁板或流经更传统马桶设计的外缘通道,来实现水坑区域中充分的后-冲洗深度和/或阻止水通过喷嘴出口端口进入封闭的喷射流体路径。本文中描述的马桶系统包括用于控制至外缘和喷嘴的流动的分离的通道和阀机构,该系统可被设计成在虹吸中断时通过外缘入口端口维持流动。至外缘入口端口的水的流动较佳地足以将水坑区域内的水位保持在喷嘴出口端口的高度之上,然而不足以保持排污通道中的虹吸。以这种方式,可提供额外的安全性以保持喷射通道里不存在空气,这减少了对水坑区域中的水封深度的依赖性。应理解,流经喷嘴和外缘的流动也可一起用于维持水坑区域中的充足的后-冲洗深度。
本发明在冲洗量低于6.0升(较佳地低于4.8升)的高效率虹吸式马桶相关领域里,在现有技术的基础上提供了改进。本文描述的本发明的马桶组件的实施例能够维持对堵塞的抵抗,这与每次冲洗不超过6.0升的现今马桶相一致(较佳地在单冲洗马桶和/或双冲洗马桶组件中每次冲洗不超过4.8升),然而本发明还能在减少水使用量的情况下提高优异的便池清洁。由于需要通过喷射通道以启动虹吸的水大大减少,本文的灌注马桶组件实施例能够获得极高效率的马桶,该马桶可在每次冲洗水量最多不超过4.8升的情况下工作,且较佳地可在每次冲洗水量为3升或低于3升,以及每次冲洗水量低至2.0升的情况下工作。
此外,本发明还在具有大尺寸排污通道的虹吸式马桶的相关领域里在现有技术基础上作出了改进。通过改变排污通道的尺寸,水量消耗和马桶性能显著受到影响。在本发明中,该马桶便池组件能够在不同排污通道尺寸和体积的虹吸马桶中保持灌注,因为封闭的喷射流体路径减少了紊流和流动的限制,在较佳的实施例中,该封闭的喷射流体路径包括灌注的喷射歧管和灌注的喷射通道,这使马桶便池组件能够保持优异的冲洗和清洁性能。
为了实现本发明马桶系统阀最大潜在性能,该封闭的流体喷射路径必须被灌注,也就是说,它应被填充满液体,包含极少的空气或完全不包含空气。当封闭的流体喷射路径和喷射通道包含显著含量的空气时,可能是马桶初始安装完成后或是在大的修理或保养之后的情况,封闭的喷射通道必须在达到系统的完全潜在性能之前被灌注。为了产生灌注,需要满足两个基本的要求:(1)水必须被允许比其离开封闭的喷射通道更快地流入封闭的流体喷射通道,以及(2)喷射通道及封闭的喷射流体路径中包含的空气必须被提供逃逸的路径(与水流同向或反向地穿过进入该封闭喷射通道的水流)。
对封闭的喷射通道进行灌注的最简单的方法(可称作“手动灌注”)是打开本文所述的喷射冲洗阀组件,而使外缘阀保持关闭,并阻止或部分阻止来自喷嘴出口端口的流动。喷射冲洗阀应保持打开直至不再看见气泡从通道逃至水箱中,在该时刻喷射冲洗阀可被关闭且喷嘴出口端口不被堵住。当再次填充水箱时,该系统则应完全被灌注且准备以完全性能潜力使用。在较佳实施例中,该系统被设计成在安装之后的最初几次冲洗(或者因为其他不可预见的原因,例如保养维修等,导致失去灌注)“自灌注”。自灌注需要满足同样的两个要求,但设置为系统的固有属性。确保自灌注系统主要依赖于喷射冲洗阀的几何形状和设计,封闭的流体喷射路径包括喷射通道和喷嘴出口端口。如下文中更具体地描述,喷射冲洗阀较佳地能够获得进入封闭的喷射通道的高流率,且可以使用倒圆角的冲洗阀来增加流速(诸如在美国专利8,266,723中描述地,其通过引用并入本文)。在大多数封闭喷射通道设计中,最后部分的残留在喷射通道的空气可能上升至紧接着喷射冲洗阀的挡板(或其他开口机构)下方的空间。因此,该阀设计也必须促进这种残留的空气的逸出。如将在下面所讨论地,阀逐渐打开例如可向后剥离的挡板,可限制到阀的一侧的水的流动,并促进流动周围的空气的逃逸。在冲洗阀的喉部的某些图案或筋也可以促进空气的逃逸。
图1-15、17-19和29-34示出了马桶便池组件的第一实施例,其在本文中通常称为组件10。组件10包括至少一个喷射冲洗阀组件70,该喷射冲洗阀组件70具有喷射冲洗阀入口71和喷射冲洗阀出口13。喷射冲洗阀本体21在入口71和出口13之间延伸并界定了内部流动路径。喷射冲洗阀组件可具有多种构型,且可以是任何合适的已知的或将要在本领域中开发的冲洗阀组件。优选地,其被构造成与共同未决申请14/038748所描述的内容相似,共同未决申请14/038748的相关部分通过引用被并入本文,在下面中描述并图35-68中示出,具有浮子的盖,以及关于喷射冲洗阀的各种实施例。如图1-2和7-11所示,喷射冲洗阀组件70具有比外缘冲洗阀组件80更矮的阀高轮廓(其中外缘阀在本文中围绕组件80来描述),用以控制通过喷射冲洗阀组件的流动。外缘冲洗阀组件80和喷射冲洗阀组件70中的每个优选地具有盖115,盖115优选地具有通过链条119或其他连接件连接于其上的浮子117。如共同未决申请14/038748中所描述地,这些特征有助于提供高级性能和浮力控制,尤其是在特定的冲洗阀设计中。然而,应该理解的是,基于本发明的原理,可以使用其他冲洗阀组件来提供改善的冲洗性能
喷射冲洗阀组件70将流体从喷射阀组件出口13输送至封闭的喷射流体路径1。该封闭的喷射流体路径1包括至少一个喷射通道。如本文所示,可以使用单一的喷射路径(例如见图3所示的箭头,仅仅突出显示了组件10的双喷射路径的一个腿)或使用多个通道。如该实施例所示,提供了这样的从一个入口开始并在一个出口处交汇的两个通道38,每个通道围绕便池在其下侧流动,如图3A中的流动路径所示。可选地可提供喷射歧管。
至少使用一个外缘阀。该外缘阀可以为各种阀,包括电磁阀、直通阀、电子阀,或者可仅由电子控制阀通过入口管提供水。如本文所示,提供如图1-2、7-8和12-14所示的外缘冲洗阀组件80。每个外缘阀组件具有外缘冲洗阀入口83、外缘冲洗阀出口81以及从入口83延伸至出口81的外缘冲洗阀本体31。外缘冲洗阀80或其他任何合适的外缘阀可以是如上所述的任何合适的冲洗阀组件或外缘阀,只要其被配置成用于流体自外缘阀出口输送至外缘入口(本文中也称作外缘入口端口28)。
在图示的实施例中,外缘32为“无框”设计,其中流体通过外缘入口端口28引入便池30,沿着形成为便池30的内表面36的轮廓或几何特征(多个)行进。也就是说,该轮廓可以是沿着便池30的上周部分33形成的一个或多个搁板27或类似特征。如图29-34最佳地示出,搁板被嵌入到便池的瓷结构中。本文中搁板也称作外缘搁板27,如图30-34最佳地示出,外缘搁板27沿着便池30的在其上周部分33的内表面39,从外缘入口端口28至少部分围绕便池,在便池30的内表面36的嵌入轮廓中大致横向地延伸。马桶便池30可具有各种形状和结构,且可具有各种马桶座盖和/或盖铰链组件。由于这些盖是可选的,它们没有在附图中示出,本领域中已知许多这样的盖和组件,因此本发明中还可使用已知的或待开发的任何合适的盖。
在图3所示的实施例中,搁板27在可围绕几乎整个内表面延伸直至终止,以产生用于清洁的涡流效应。如共同未决的美国公开No.2013/0219605 A1中所述地且如图28的替代“无框”实施例410所示地,外缘搁板设计也可包括多个外缘搁板和多个外缘入口。美国公开No.2013/0219605 A1描述无框特征的相关部分以引用的方式被纳入本文。也可使用英国专利申请GB 2431937 A所示的类似设计或这些设计的任何未来变型,其中便池形成为不具有传统的中空外缘,水直接被引导围绕便池的在上周部分的成形内表面,如图所示该上周部分在便池表面的轮廓形成了搁板或相似的几何特征,从而允许流体至少流过围绕便池的部分路径,在横向偏移外缘入口的位置(或多个位置)处进入便池的内部。也应理解,(见图16和实施例110)本文描述的实施例中也可使用具有外缘入口端口的标准外缘通道,该标准外缘通道具有馈入由传统上缘界定的外缘通道的外缘入口端口,且该外缘通道具有用于将清洗水引入便池的内部区域的一个或多个外缘出口端口。这种外缘可被加压或可不加压,且具有下文中进一步描述的关于实施例110的各种特征。实施例110的外缘特征可被并入如图1-13或图28所示的无框版本,而不脱离本发明的范围。
如上所述,在组件10中,搁板17可以是嵌入的。如图30-34所示,搁板27的轮廓具有相对一致的(并且最好是一致的)深度d和高度h,深度d从马桶便池的内表面至该轮廓横向测量,高度h从搁板27至搁板上方的上表面47纵向测量。搁板宽度s沿着来自外缘出口端口的外缘流动路径变化。该轮廓具有向内延伸部分43和在搁板27上方沿着搁板延伸的上表面47,但搁板尺寸变化以在该轮廓具有宽度s1和高度h1的区域中提供更陡峭的搁板,该高度h1略大于深度以适应自如图30所示的外缘入口端口的流体的强烈流动。当外缘流动沿着搁板朝着图32所示(见s2和s3)的便池的前部前进时,在接近便池的后部和前部之间的大约中间位置处,搁板的尺寸保持相当大,如图31所示。尽管深度相对一致,高度h朝着便池的前部开始变高(见h2和h3),而搁板宽度减小(见s2和s3)。在本文的一个实施例中,深度较佳地保持在约10mm至约30mm之间。高度从流动开始时的约35mm-50mm、便池后部和前部之间的中点位置处的35mm-50mm,变化到便池前部的约40mm-55mm。搁板宽度由s表示,其中s是从搁板的嵌入边缘处的第一曲率半径r到搁板尖端朝下的第二曲率半径R沿切线取的横向测量值。搁板与自第一半径的切线成角度a。在本实施例中,该角度a随着沿图30-34中的路径行进时改变且分别以7°、5°、22°和31°示出。随着该角度增加,半径增加,搁板宽度s在搁板终止时消失,有利于形成向下的斜坡。
如图33所示,当流体在图34中从便池的前部朝向便池的后部行进的中点处继续朝着便池的相反侧流动时,深度d保持固定,但高度进一步变高,从图33的中点位置处的45mm-60mm变化到便池后部的约50mm-60mm。随着高度变高(h4和h5),搁板27减弱成曲线并最终结束。
便池组件还包括界定至少一个喷射通道(例如喷射通道38)的喷嘴20。该喷嘴20具有入口端口18和喷嘴出口端口42,入口端口18与喷射冲洗阀70的出口13流体连通,喷嘴出口端口42位于便池30的下部或底部39。喷嘴出口端口可被配置成具有变化的横截面形状和尺寸,以将流体排至便池30的水坑区域40。只要喷射流体路径保持封闭,可提供其他可选的区域或路径,如果需要的话包括多个喷射出口或通向便池内部空间的多个其他流路或开口,只要该空间被灌注且所有的孔或出口都在水坑的水线以下,以避免对喷射水封深度的影响。较佳地,其他的喷射出口在主出口下方。如图3C至图3G最佳地示出,内部喷嘴的形状(包括由围绕通道38的便池几何形状产生的空间)比通道自身的大,且在入口18和出口13之间延伸。喷嘴形状分别在俯视图、仰视立体图、右视图、后视图和左视图(图3C-3G)中示出。该形状或公共区域可改变,只要喷嘴的内部空间在使用中保持灌注。
水坑区域与流向排污通道44的入口49流体连通,排污通道44具有堰45。封闭的喷射流体路径包括喷射通道(或多个喷射通道)38。喷射冲洗阀70较佳地位于排污通道的堰45上方的高度L处。封闭的喷射流体路径1较佳地从喷射阀组件70的出口13延伸至喷嘴20的出口端口42。一旦组件被灌注,封闭的喷射流体路径能够被水保持灌注,以防止空气在冲洗循环启动之前和完成之后进入封闭的喷射流体路径。
封闭的喷射流体路径可通过在入口和喷射路径之间插入空间或区域,并通过喷射歧管入口开口和出口(未示出)提供流体连通,来包括喷射歧管(未示出)。马桶便池组件可具有外缘歧管(未示出)。任何这样的外缘歧管也将必须具有外缘歧管入口开口,该外缘歧管入口开口与外缘冲洗阀组件80的出口81端流体连通且用于接收来自外缘冲洗阀组件80的出口81的流体。这样的外缘和喷射歧管在图16的实施例中描述。在本文的实施例10中,外缘32是无框的搁板(尽管也可使用具有外缘通道的传统外缘)。该搁板至少部分地围绕便池延伸。
该组件较佳地包括与水源(SF)流体连通的水箱60,水源(SF)可以是城市供水、水箱水、井水等,使得当组件安装好时,水箱60可接收通过水箱进入进水阀的流体的流动。水箱较佳地具有至少一个进水阀66。该进水阀可以是市售的或待开发的任何合适的进水阀,只要其提供充足的供水以保持水箱中的水量能够实现本公开中所描述的功能。水箱60可以是一个同时具有如图1-13所示的外缘阀组件和喷射冲洗阀组件的大的开放容器。水箱也可被改造成如下文(实施例1010)所述地具有至少一个喷射储水器和至少一个外缘储水器。如果提供分离的储水器,喷射储水器可包括进水阀或喷射进水阀以及所述至少一个喷射冲洗阀组件70,且外缘储水器可包括所述至少一个外缘冲洗阀组件和水箱或外缘进水阀。如果需要的话,这样的外缘储水器可进一步容纳外缘冲洗阀组件80上的溢流管91。
图1-13中的马桶便池组件与本文中的其他实施例类似,能够以不超过约6.0升的冲洗量工作,且较佳地冲洗量不超过约4.8升,甚至更佳地,不超过约2.0升。
便池的水坑区域40较佳地具有由便池30的在便池下部39处的内表面36界定的喷射阱。该喷射阱41具有入口端46和出口端50。喷射阱的入口端46从喷嘴出口端口42和便池30的下部39的内部区域37接收流体,喷射阱41的出口端50包括并流入排污通道44的入口49。该喷射阱具有下文中进一步描述的水封深度。下文中如实施例10、附图1-13和29-34所示的有关水封深度、喷射路径、以及深度x的测量的各种变型描述也易于被并入图16的实施例110且在实施例110中是易于操作的。
为了将诸如组件10的虹吸式抽水马桶组件保持在灌注状态,初始步骤是提供一种具有如上所述特征以及关于本文中的各种其他实施例(包括110、1010、210、310和410等等)的马桶便池组件,特别是其中具有喷射通道38的封闭的喷射流体路径1从喷射冲洗阀70的出口13延伸至喷嘴20的出口42,使得一旦灌注,封闭的喷射流体路径能够保持灌注有流体以避免在冲洗循环启动或完成之后空气进入封闭的喷射流体路径。冲洗循环通过任何合适的致动器(例如冲洗手柄H)启动。在一个优选的实施方案中,陶瓷外部与手柄H由提供抗微生物表面的材料形成或掺入提供抗微生物表面的材料。通过冲洗致动器(诸如手柄)启动冲洗循环后,所述手柄具有与冲洗启动杆75可操作连接(可是可拆卸的或不可拆卸的)的部分。
两阀可具有使两者同时打开(可通过冲洗手柄的标准致动杆完成)的致动器,或者可通过使用例如图15中的提供平衡机制的冲洗致动手柄基于各个冲洗阀盖的重量而具有升降时机变化和/或调节。如图15最佳地示出,手柄H与具有可转动运动连杆RL的枢转杆P可操作地连接。任何铰链、销连接、垫圈或其它旋转连接器都可以使用。冲洗致动杆75具有平衡点BP,用于通过连杆RL可移动地连接至枢转杆P。类似的可移动和可转动的连杆RL'(可以与可转动连杆RL相同)将枢转杆及其连杆RL连接到在平衡点BP处的冲洗致动杆75。通过设计将平衡点选择成与冲洗阀一起操作,从而在手柄H被压下以启动冲洗循环时,特定且机械地控制每个阀的打开的时间。当手柄H被压下,枢转杆和连杆RL在具有连杆RL的端部被向上推。这反过来将致动杆75向上拉起。可提供具有多个孔的杆75,以提供用于改变平衡点的连杆,使得只需制作一个杆但可用于重量不同的阀盖和不同的冲洗时机模式。
当冲洗模式被启动时,通过所述至少一个的喷射冲洗阀组件和至少一个的外缘阀(这里,通过外缘冲洗阀组件80)提供流体。封闭的喷射流体路径配置成这样且冲洗循环的时间控制被优化从而在冲洗循环完成之后将封闭的喷射流体路径保持在灌注状态。
在本文所述方法的一个实施例中,启动冲洗循环之后,致动杆工作,以通过所述至少一个的喷射冲洗阀组件提供流体,流体的流率足以防止空气进入喷嘴出口且足以在排污通道中产生虹吸。然后通过喷射通道的流率持续降低约1秒至5秒直至虹吸中断;且流动至少保持至喷嘴出口端口被覆盖。
在冲洗循环中,流体也优选通过所述至少一个外缘冲洗阀组件提供。第一次安装时,马桶可能需要初始灌注,提供的通过喷射冲洗阀组件出口的流率足以在水坑填充有水之前,防止空气进入喷嘴出口端口,如上所述。用于实现这些步骤的相关流率在本文的其它地方有所描述。该马桶组件能够如上所述地自灌注,且较佳地当马桶处于导致喷射通道具有空气的状态时,所有的或基本上所有的空气被排出所述喷射通道。少量空气可能会进入所述封闭的流体喷射路径而仍能提供良好的工作,这对总体性能来说是可以接受的。较佳地,在诸如本文示出的实施例(诸如实施例10)中至多包括仅100毫升(空气),但可接受的性能可包括更大的空气量,但较佳地不超过500毫升以防止性能下降。具体的数值可依据便池几何形状而改变。
马桶通常处于灌注状态,例如,如上所述,当马桶第一次被安装,尽管其他情况下,诸如管道工作或维护也可以引起这样的情况。用户当然可以在安装时手动干预以灌注马桶组件,或者在配置时,马桶可在马桶的前几个冲洗循环的一个或多个中自灌注,而不需要用户的手动干预。
如本文中的图1-13和29-34所示,实际上少至约三个冲洗循环(尽管取决于个别马桶的几何尺寸可能需要更多或更少的循环),马桶即可排出所有的空气。为了完成自灌注,须满足两个条件:(1)通过喷射冲洗阀的流体的流率需大于排出喷嘴出口端口的流体的流率,从而提供足够的能量以置换空气;(2)须提供空气从出口逃逸或通过喷射冲洗阀组件向上逃逸的路线。这可通过喷射通道和/或喷嘴出口端口的几何形状和/或截面积的改变和/或通过冲洗阀的改变来实现,以增强性能。因此,优选地使用可提供通过喷射通道进入封闭的喷射流体路径的高能量和大流速的流动的喷射冲洗阀。美国专利No.8,266,733和共同未决的美国非临时专利申请No.14/038,748中描述了合适的阀,这两篇专利中关于其对具有流线型阀体构造并具有辐射式入口和/或加重盖的阀的教导以引用的方式被纳入本文。
其它合适的冲洗阀是可商购的且在本文其它地方关于下文描述的马桶组件的其他实施例可使用相同的冲洗阀(见本文的图35-68,由剥离性能提供的更好的空气释放,如下文所述)有所描述。除了逐渐提升的盖,星形内部筋也会影响空气排出的速度,下文中将进一步讨论。
图16、20、21和22示出了本文中描述的马桶便池组件的其他实施例。图16的马桶便池组件(在本文中通常称作110)具有至少一个喷射冲洗阀组件170和至少一个外缘冲洗阀组件180,喷射冲洗阀组件170配置成用于输送流体(例如冲洗水)至喷嘴120(例如直接馈送喷嘴),外缘冲洗阀组件180配置成用于输送流体至外缘132。参考图21,该马桶便池组件110还具有喷射歧管112,该喷射歧管112具有喷射歧管入口开口114和喷射歧管出口开口116,喷射歧管入口开口114配置成用于从喷射冲洗阀组件170的出口113接收流体,喷射歧管出口开口116用于将流体输送至喷嘴入口端口118。马桶便池组件110进一步包括外缘歧管122,外缘歧管122包括外缘歧管入口开口124和外缘歧管出口开口126,外缘歧管入口开口124配置成用于从外缘冲洗阀组件180接收流体,外缘歧管出口开口126配置成用于输送流体至外缘入口端口128。
组件110进一步包括具有外缘132的便池130,外缘132围绕便池130的上周部133设置。在一个实施例中,外缘132可界定如图所示的外缘通道134。外缘入口端口128与外缘通道134流体连通,使得外缘通道134也通过外缘入口端口128与外缘歧管出口开口126流体连通,且外缘通道也与至少一个的外缘出口端口129流体连通。如本文所用,流体连通表示组件中的一个元件在结构上定位成通向来自另一元件的流动。外缘出口端口(或多个外缘出口端口)与便池130的内部区域137流体连通,其中该内部区域137由便池130的内表面136界定。该组件的其余构件与实施例10中的构件相似。
关于实施例10,马桶组件包括直接馈送喷嘴20,直接馈送喷嘴20具有至少一个如上文所述的喷射通道38(该喷射通道也可用于实施例110)并限定了其构造。该通道(或多个通道)在喷嘴入口端口18和喷嘴出口端口42之间延伸。该至少一个的喷射通道38具有与喷射冲洗阀的出口开口116流体连通的入口端口18。该喷嘴还具有喷嘴出口端口42,喷嘴出口端口42配置成用于将流体从喷射通道38排放至水坑区域40。该水坑区域与排污通道44或其他用于马桶便池130排污的马桶排出管流体连通。
当便池安装时,可使用来自直接连接至墙壁中的水管进水口的直通冲洗母型阀的流体源(诸如冲洗水),与很多工业用和商用马桶一样。该组件可选地可包括如图19和21所示的水箱60。较佳地,水箱60设置至少一个开口62和至少一个第二开口64,开口62用于接收喷射冲洗阀组件70并允许来自所述至少一个喷射冲洗阀组件70的出口13的流体进入封闭的喷射流体路径1和喷射通道(或多个通道)13,所述第二开口64用于接收外缘冲洗阀组件80并允许来自外缘冲洗阀组件30的流体进入外缘路径,该外缘路径通向出口端口28或通过外缘歧管入口开口通向任何可选的外缘歧管。
水箱60也应包括至少一个进水阀66,且可选地包括溢流管,诸如上述实施例中示出的溢流管91。水箱60可形成为单个的、开放的储水室,如图19所示,喷射冲洗阀和外缘冲洗阀在一个区域,或者水箱构造成如图20中的实施例1010所示的两个独立的储水器。溢流管应在外缘冲洗阀出来的外缘冲洗流体RF(以任何方式与现有技术中已知的或待开发的阀体连接)的流动下工作,而不应在通过喷射冲洗阀的喷射冲洗流体JF的流动下工作,从而消除空气进入封闭的喷射流体路径1的可能性。外缘路径可通过在外缘路径内连接溢流管来保持与空气连通而不影响本发明的特征。
喷射冲洗阀70和外缘冲洗阀80组件可包括任何标准的市售冲洗阀和挡板设计,包括本领域中的各种已知设计或待开发设计,例如福马502(Fluidmaster502)冲洗阀。外缘阀可以是电动的、机械的或电脑操作的。较佳地,马桶便池组件10具有至少一个喷射冲洗阀组件70和至少一个外缘冲洗阀组件80,喷射冲洗阀组件70配置成用于输送流体(例如冲洗水)至喷嘴20,外缘冲洗阀组件80独立地配置用于将流体输送至外缘出口端口。用于本发明中的冲洗阀组件可配置成将独立的流体流动输送至外缘和喷嘴的主冲洗阀,或更佳地,冲洗阀组件包括定位成输送独立的流体流动的至少一个喷射冲洗阀组件70和至少一个外缘冲洗阀组件80。冲洗阀组件可以是本领域中已知的或待开发的任何合适的冲洗阀,例如上文中关于实施例10和冲洗阀70、80所描述地。
至少一个喷射冲洗阀组件70和至少一个外缘冲洗阀组件80也可为双冲洗阀组件。本领域中已知的用于本文实施例中可能较佳的冲洗阀组件的示例可从美国专利No.8,266,733 B2中找到,其相关部分通过参考纳入本文。两个阀可以同时打开和关闭,或者在冲洗循环中的不同时间打开和关闭以进一步优化性能。为了通过更清洁的后-冲洗水使便池更清洁,需要在打开喷射冲洗阀之前打开外缘冲洗阀。在6.0升/冲洗的较佳实施例中,冲洗循环一启动外缘冲洗阀就被打开,外缘冲洗阀在循环中约0.1秒至约0.5秒时关闭,然而喷射冲洗阀在循环中约1秒至约0.5秒时打开且在约1.2至约10秒时关闭。
对于冲洗量极低的马桶,例如3升/冲洗,外缘冲洗阀在冲洗循环一开始时就打开且在循环中约1秒至3秒时关闭,然而喷射冲洗阀在循环中约0.1秒至约3秒时打开且在约1.2至约3秒时关闭。在本文的实施例中,对于直径为54mm的排污通道来说,启动虹吸需要来自完全灌注的封闭喷射通道的仅约1升体积,使得本发明可应用于以2升或更小的体积工作的抽水马桶,冲洗量取决于便池清洗期望的效果以及直接用于该功能的期望水量。
双冲洗马桶组件的另一实施例在冲洗循环一启动时就打开双冲洗阀作为外缘冲洗阀,然后在外缘双冲洗阀之后触发喷射冲洗阀(或者单冲洗或者双冲洗)打开。输送至外缘的用于清洁预虹吸的水量为约1升/冲洗至约5升/冲洗,且较佳地为约2升至约4升/冲洗,且通过喷射冲洗阀输送的用于产生虹吸的水量为约1升/冲洗至约5升/冲洗。
在诸如马桶便池组件110的实施例中,独立的歧管用于将引入便池组件110的流体从至少一个冲洗阀组件分离,并将不同的流量输送至喷嘴120和外缘132。这与传统的马桶设计有所区别,在传统的马桶设计中,流体通过一个马桶入口进入便池,流入一个打开的单独的歧管然后以不受控或重力控制的方式向下流入喷嘴120和外缘132。在这样的现有技术设计中,通向外缘或直接喷嘴的流体流动的量和性质难以控制,且由于重力和流动动量,流体通常更易于流向喷嘴。然而,通过隔离通向喷嘴120的流体流动和通向外缘132的流体流动,流体流动受到控制,且喷嘴和外缘可接收期望的流量。此外,其能够保持包括灌注喷射通道138且较佳地包括灌注喷射歧管112的封闭的喷射流体通路101。
任何可选的喷射歧管112较佳地预成型于马桶便池的陶瓷或其他制造材料中,且与外缘歧管重叠地和/或并列地布置。喷射歧管可以并列布置但不完全在相同的高度上。喷射歧管112可具有用于将流体输送至喷嘴入口端口118的喷射歧管出口开口116。外缘喷射歧管122可包括外缘歧管入口开口124,外缘歧管入口开口124配置成用于从外缘冲洗阀组件180接收不同量的流体,例如约0.1升至5.5升,较佳地从约0.5升至约4.5升。外缘喷射歧管122还具有外缘歧管出口开口126,外缘歧管出口开口126用于将流体输送至外缘入口端口128。通过喷嘴120的流体流动可沿喷射通道138直接向下行进并离开喷嘴出口端口142,然后进入水坑区域140,其进入时间与流经外缘通道134的水进入的时间不同。这些流动中的一个可在另一个之前停止,但这些流动较佳地可在冲洗循环的至少一部分同时发生。流率被选定以最大化流体排出水坑区域140之前的马桶便池130的内表面137的清洁。
在另一实施例中,外缘通道134可直接由典型的居民或商业水管线的管线压力提供动力。通向外缘的流动的打开和关闭可由机械控制阀(类似于目前使用的马桶进水阀)或电磁阀来控制。
本文中的便池诸如30、130可具有各种构造,但多数便池预成型成从便池顶端横向看是大致圆形或长卵形或椭圆形。在本文描述和示出的实施例中,便池30具有大致椭圆的形状。便池130具有围绕其上周设置的外缘132,该外缘132限定了外缘通道134。外缘通道具有入口端口128(在喷射歧管和外缘通道之间的过渡点处,在此处外缘通道截面变得更一致)和至少一个外缘出口端口129(较佳地具有多个这样的出口),入口端口128与外缘歧管出口开口126流体连通,外缘出口端口129与便池组件110的内部区域136流体连通。便池130还具有喷嘴120,喷嘴120设置成使得喷射通道(或多个喷射通道)较佳地沿着便池130的外表面135经过或者在便池的壁内经过,从而使喷嘴出口端口142位于便池130的下部139。
在本文的各个实施例中,诸如马桶10,喷嘴20界定了至少一个喷射通道38,喷射通道38具有喷嘴出口端口42,喷嘴出口端口42配置成用于将流体排放至水坑区域40,然后排放至排污通道44的入口、再排放至可连接至下水管道出口的马桶出口O。
在图16的实施例中,一些冲洗水直接通过外缘通道134并流经位于外缘132中的开口129,从而提供了通道134和便池130的内部区域之间的液体连通,能够将水分散在便池30的整个表面上,有利于在冲洗循环中清洁便池。流经外缘通道134的水在本文的一些实施例中也可在离开外缘出口端口129时被加压或者来自于如上文所述的外部流体源。取决于出口端口的尺寸、马桶几何形状和流率,加压可产生强大的加压流用于清洁便池并有助于虹吸。来自独立的喷射阀组件170的剩余冲洗水被引至喷嘴120。
本文中的喷嘴20、120和所述至少一个喷射通道38、138将能量更大、更快速的冲洗水提供至排污通道44、144,使得马桶被设计成具有甚至更大的排污通道直径,然而,应考虑最小化会影响工作的弯曲和限制,并相对于非喷和/或外缘喷射便池改善废物移除的性能。
该至少一个喷射通道38被设计成在马桶便池组件10的内部延伸,从而围绕马桶便池30的外表面经过,但也定位成至少部分在由马桶便池组件本体10所界定的空间之内,该空间大致在便池30的内部区域壁36的下方。可使用不同尺寸的多个喷射通道,例如,在便池30任一侧上的两个对称通道将“双馈送”流体流动输送至喷嘴20。
喷嘴出口端口42配置成用于将流体从喷射通道38排放至与排污通道44流体连通的水坑区域40。在本文的实施例中,喷嘴出口端口42较佳地具有高度Hjop,如图23所示,高度Hjop横跨喷射通道38的内径纵向测量为约1.0cm至约10cm,较佳地约1.0cm至约10cm,且更佳地约1cm至约4cm。无论高度Hjop如何,喷嘴出口端口的截面积应保持在约2cm2至约20cm2,更佳地约4cm2至约12cm2,且最佳地约5cm2至约8cm2。在本文的一个实施例中,喷嘴出口端口42在上表面54或最高点的高度Hjop较佳地位于如图所示的通向排污通道44的入口49的上表面56下方的水封深度x处,且该水封深度穿过水坑区域40纵向测量。水封深度x较佳地为约1cm至约15cm,更佳地约2cm至约12cm,且最佳地约3cm至约9cm,以有助于阻止空气通过出口端口42进入喷射通道38。该距离也应较佳地等于或低于水坑区域40中的最小液位,以防止喷射通道38中断并在冲洗循环启动之前或结束之后使用来自喷射冲洗阀组件70或其他冲洗阀的流体使马桶便池组件10的喷射通道38保持灌注状态。
如上文所述,保持灌注喷射通道38例如封闭的喷射流动路径1,大大减少了紊流和流动限制,改善了马桶性能,并能够使用更少的水量来启动虹吸。喷射通道38中的空气阻碍了冲洗水的流动并限制了喷嘴20的流动。此外,空气如果不被清除,会从喷嘴出口端口42排出并进入排污通道44,这将延迟阱虹吸并影响便池30流体和废物的清除。
为了改善诸如110的外缘通道中的便池清洁功能,将马桶组件设计成外缘在冲洗循环中被加压也是较佳的选择。外缘通道134的加压较佳地通过保持如下关系(I)的相对截面积来实现:
Arm>Arip>Arop<6cm2  (I)
其中Arm是外缘喷射歧管122的纵向截面积,Arip是外缘入口端口28的截面积,Arop是至少一个的外缘出口端口29的总的截面积。较佳地,喷射歧管112的截面积为约20cm2至约65cm2,外缘喷射歧管122的截面积Arm为约12cm2至约50cm2。喷射歧管12的截面积Ajm在喷射冲洗阀入口开口162的中心下游约7.5cm的距离处测量。类似地,外缘喷射歧管122的截面积Arm在外缘冲洗阀入口开口164的中心下游约7.5cm处测量。将水通道的这些参数保持较佳的几何尺寸或以其他方式避免影响性能的限制或弯曲,能够获得最大化可通过水(来自于流体源或水箱)的重力势头获得的势能的马桶便池组件110,当冲洗循环使用更小的水量时,这变得尤其重要。此外,将水通道保持这些参数的几何尺寸,并避免喷嘴或阱中的限制或过小的通路能够在直喷马桶中获得较佳的外缘和喷射通道加压,从而最大化废物移除和便池清洁的性能。由于可存在尺寸可较佳地根据所期望的设计改变的多个外缘出口端口,外缘出口端口的面积应是每个这样的出口端口的单独面积的总和。类似地,如果使用了多个喷射流动通道118或多个喷射出口/入口端口,喷射通道118或任何的多个端口142将分别是喷射通道或喷射端口的面积的和。进一步地,当运用美国专利No.8,316,475描述的加压外缘时,为实现外缘加压的优势,较佳地喷射通道不应制作地过于小或狭窄,以避免堵塞和性能不佳,美国专利No.8,316,475与加压外缘虹吸马桶设计中的外缘和喷射通道的尺寸、马桶几何尺寸有关的部分被并入本文。
实施例10中的马桶便池30的水坑区域40,从外缘、喷射通道38、冲洗水和排水中收集水。水坑区域40位于便池30的底部39中,且通过便池30的内表面36对喷嘴20界定阱41,阱41从阱入口端46纵向延伸至阱出口端50,其中入口端46具有用于从喷嘴出口端口42接收流体的开口48。阱出口端50具有开口52,开口52用于离开便池通向排污通道44的入口的流体。喷射阱41具有如图22、24和27所示的水封深度x,水封深度是通向排污通道44的入口的内表面54的最顶点和喷嘴出口端口42的上表面54的最顶点之间的距离。
较佳地测量喷射阱的水封深度x从而保持约1cm至约15cm,更佳地2cm至约12cm,最佳地3cm至约9cm的距离,以辅助维持水坑区域40内的虹吸。喷射阱水封深度x充分地大,在水坑区域40中设立流体的缓冲水位,有助于确保水路将在喷射阱41中的水位降至会破会喷射通道38密封性的深度之前中断虹吸,由此阻止空气进入喷射通道38并将喷射通道38保持在全灌注的状态。相反地,在一些实施例中,喷射阱水封深度x可等于0或小于0(当在阱上方时)且喷射通道38和路径1仍通过调节通过喷射冲洗阀组件70的流率保持灌注状态。
在水坑区域40中,内表面36的至少一部分具有倾斜的部分58,该倾斜部分58可以从喷嘴出口端口42朝向阱入口向上倾斜,从而增加喷射通道38的水封深度x并减少空气在冲洗循环之中或之后进入喷射通道38的可能性。水封深度x可通过喷射通道38进一步扩展,该喷射通道38在上升至水坑底板处的喷嘴出口端口42之前暂时低于水坑底板。水封深度x也可通过减少喷嘴出口端口42的直径来增加。较佳地,喷嘴出口端口42的高度Hjop可减少以形成圆形、卵形或长椭圆形的出口,这将有助于保持足够的截面积,且当增加喷射通道38的水封深度x时保持足够的通过喷嘴20的流量。
图20示出一替代实施例(本文中总体称作组件1010),除了水箱1060具有如下文所述的独立的储水器的特征之外,其他方面的特征是相同的,且本文中相似的附图标记表示相似的元件。水箱1060可具有至少一个喷射储水器1068和至少一个外缘储水器1072,该喷射储水器1068可具有喷射进水阀1090和至少一个喷射冲洗阀组件,这可与组件10中相同,如配置成用于将流体输送至喷射歧管入口开口1062。外缘储水器1072可具有外缘进水阀1092和至少一个外缘冲洗阀组件,这可与组件10中相同,配置成用于将流体输送至外缘喷射歧管入口开口1064。这可以是允许使用一个进水阀的水箱1060局部横向分隔,或者水箱分隔可以将水箱永久预成型铸造成多个储水器。如果喷射储水器1068和外缘储水器1072中可选地皆存在溢流管,溢流管必须是由外缘冲洗流体的流动RF'而不是由喷射冲洗流体的流动JF'来运行。
图23和24示出了本文中总体称作组件210的又一实施例。除了水坑区域倾斜壁特征如下文所述地构造成朝向排污通道244的入口向下倾斜或渐缩,所有其他方面都与实施110相同。如图23和24所示的水坑区域壁258被设计成围绕水坑区域240延伸并包围水坑区域240。喷嘴出口端口242定位成使得来自喷射通道238的流体JF"进入便池水坑区域240,从而与来自外缘通过至少一个外缘出口端口(未示出)进入马桶便池的流体合并。喷射流体流动JF"和外缘流体流动RF"在该点处合并(与废物或其他流体,如果存在的话),接着沿着便池内表面236大致向下一起流动,流过水坑壁进入水坑区域240、进入排污通道入口244以通过下水管道排出。壁258的至少一部分可向上倾斜以增加喷射通道238的水封深度x,这有助于阻止空气在冲洗循环之中或之后进入喷射通道238。当水封深度x足够大时,其在水坑区域240中形成缓冲洗位,帮助确保水路244在喷射阱241中的水位降至会破坏喷射通道238密封性的深度以下之前中断虹吸,由此防止气体进入喷射通道238并将喷射歧管212保持在全灌注状态。
图25-27示出了与图16-24中实施例不同的实施例,本文中总体称作组件310。除了如下文所述地至少一个喷射通道338在便池水坑区域340下方这一特征,所有的其他方面与实施例110相同。至少一个喷射通道338被设计成在马桶便池组件310的内部延伸,从而位于内部区域壁336和便池330后部的水坑区域壁之后,但也定位成至少部分在由马桶便池组件本体310在内部区域壁336和便池330的水坑区域壁358下方界定的空间内。至少一个喷射通道338在水坑区域340下方经过并在水坑区域壁358之内结束,从而将喷嘴出口端口342定位成与排污通道344的入口直接相对。该构造的优势是至少一个喷射通道338将更容易保持灌注并由此消除喷射通道338中的空气,因为该设计重力上可保持全喷射流体JF”'容量且喷射通道中的水位在冲洗循环预启动时或启动后都固有地低于便池中的流体或冲洗水的水位。喷射通道338在水坑底板下方的路线进一步增加了喷射通道338的水封深度x,这是诸如图25和24描述的倾斜水坑底板实施例所不能实现的,这进一步确保水路在喷射阱341中的水位降至会破会喷射通道338密封性的深度之前中断虹吸,由此阻止空气进入喷射通道338并将喷射歧管312保持在全灌注的状态。
图28示出了与图16-27中实施例不同的实施例,本文中总体称作组件410。除了如下文所述的围绕便池430的上周的上周部分433的特征,其他方面的特征是相同的。外缘432具有上周部分433,上周部分433定位成围绕便池430的内部,使得来自外缘喷射歧管的流体RF""进入便池用于将废物向下冲洗进入水坑区域440,并与从喷射通道438进入马桶便池并从喷嘴出口端口420排出的流体合并。喷射流体流动JF""和外缘流体流动RF"”(且与废水和其他流体,如果存在的话)在该点处合并,接着沿着便池内表面436一起大致向下流动,并流过水坑壁458上方,进入水坑440、进入排污通道入口444,用于通过下水管道排出。当水封深度x足够大时,其在水坑区域40中形成流体缓冲水位,帮助确保在喷射阱41中的水位降至会破坏喷射通道48密封性的深度以下之前,排污通道中断虹吸,由此防止气体进入喷射通道438并将喷射歧管保持在全灌注状态。
在另一实施例中,图28所示实施例的无框版本中,流体的流动沿上周部分433上的两个相反方向从分配器后面并围绕外缘搁板的外缘入口端口进入,并至少部分围绕便池的内表面流过,由此形成清洁动作。在优选的实施例中,上周部分433可形成成当冲洗水围绕便池430的周界流动时将冲洗水向下引导。该实施例与图1-13的组件相似但具有不同的外缘搁板设计。
在本发明的较佳方法的实施例中,例如通过制造诸如本文中描述的马桶便池组件10,在冲洗循环启动之前和启动之后,喷嘴被来自至少一个喷射冲洗阀组件70的流体JF灌注。本文的方法可实践于本文中的任何实施例,包括组件10、1010、110、210和310、410等。然而,为了方便起见,本方法的示例性实施例将结合图1-13所示的组件10来描述。如果使用其他实施例实现本发明,也可使用替代实施例中的相似部件。
在将马桶便池组件10安装在安装表面上时,通过打开喷射阀冲洗组件70的挡板或盖并允许流体(例如冲洗水)流入喷嘴入口端口18和至少一个喷射通道38,来在冲洗循环启动之前灌注喷射歧管12、喷嘴入口端口18和所述至少一个喷射通道38。冲洗循环首次激活时,灌注将自动发生。当外缘冲洗阀80和喷射冲洗阀70关闭时,水将保持在喷射通道38和喷射歧管12中,由施加在便池10中水的表面上的大气压力保持在位。如果在首次冲洗后任何小气泡保持在至少一个喷射通道38或喷射歧管12中,这些气泡将在产生全灌注系统的后续冲洗中排出。
在本文实施例的马桶便池组件的初始灌注之后,使用者将启动冲洗循环。在标准的现有技术马桶便池组中,设置了诸如本文描述的冲洗阀组件和溢流管来使用。连接至冲洗阀组件的冲洗阀盖和球泡都连接至枢轴臂。该枢轴臂附接至冲洗阀的顶端并包括用于附接至链条的连接件,连接件可用于通过任何标准的阀致动器(诸如冲洗手柄和杆等)降低和提升阀帽。使用中,冲洗阀盖的枢转臂使用标准连接件附连至溢流管,该标准件从溢流管突出且在冲洗阀组件的入口开口上方打开和关闭。
本发明中,当冲洗循环已被启动或致动,冲洗阀盖在外缘冲洗阀组件和喷射冲洗阀组件上均打开,并允许流体通过至少一个喷射冲洗阀组件70流入喷嘴和外缘。其可同时打开,或以本领域中已知的或待开发的时间延迟系统(例如使用上述的冲洗致动杆75)打开,以获得通过马桶便池组件10的最佳流速。
冲洗循环启动之后和冲洗循环完成之后,喷嘴入口端口18和至少一个喷射通道38保持灌注状态,只要:(1)在喷射冲洗阀70关闭之前馈给喷射冲洗阀的储水器中的水深不被允许降至通向喷射冲洗阀70的入口71的高度;(2)喷射通道38的密封在冲洗循环之中或之后不会被破坏。当两个条件都满足时,包括喷射通道38和喷射歧管12的封闭的喷射流动路径1将保持全灌注并为下个冲洗循环做准备。
现将结合以下非限制性的示例描述本发明:
示例
表1总结了使用不同马桶完成的20次冲洗的数据。本发明基于图1-13和29-34中的本文示出的实施例被测试。被测试的现有技术马桶需要将79-82%的冲洗水引入喷嘴以完成期望的虹吸水力性能。根据本发明制造的马桶提供了基本上同等的水力性能而仅将小于30%的冲洗水引入喷嘴,由此允许剩下的水用于马桶清洁的显著改善。
表1
本文的各个实施例10、110、1010、210、310、410等可分别得益于本文中喷射冲洗阀的变型。如上所述的喷射冲洗阀设计可提供有可选的、独特的特征用以改善各个实施例的工作。使用中,如果马桶堵塞了,或者由于其它原因,马桶出于各种管道工程原因需要骤降,解除堵塞但防止流动向上通过喷射阀返回至封闭的喷射路径(始终处于灌注状态)是十分重要的。在常规的马桶中,并不需要考虑回流,因为其与大气连通。在本灌注发明中,由于水的重量和喷射通道中的水的排出量,回流是需要被考虑的。一种用于改进本文中的喷射冲洗阀以阻止回流的方法是给喷射冲洗阀设置防回流装置。现将结合喷射冲洗阀或者本文中类似的喷射冲洗阀70来描述防回流装置。
尽管上文中讨论的冲洗阀设计对于抵抗骤降时会产生的水的回流非常有效,在一些实施例中可能需要更高级别的保护。故意破坏灌注,即让空气进入封闭的喷射通道并使其与大气连通会大大减小回流的可能性。
图33-35示出了喷射冲洗阀的实施例(本文中称作喷射冲洗阀570),该喷射冲洗阀具有挡板盖573和具有压紧连杆结构的防回流机构574。盖573可与组件10的阀70的盖15相同,盖573安装有用于附接压紧连杆的第一前连杆安装座593。防回流机构574中的连杆组件包括第一前连杆臂575,第一前连杆臂575具有用于链条C的连接点P(例如图15所示),以连接至致动机构从而能够抬升盖573。这种链条可包括如上文所述的浮子。
第一连杆壁通过铰链销(诸如销578)连接至第二连接臂576,但是也可以使用其他铰接连接件、销、活动铰链、成型销、铆钉或类似的机构。类似地,连杆臂576通过相同的铰接连接器连接至第三连接臂577,第三连接臂577也被枢转地安装到后铰链安装件579。在使用中,如果挡板被抬升,防回流压紧连杆如图所示地自由抬升并弯曲,从而当完全打开时,在第一和第二连接臂之间形成小于约180°的角。
当关闭时,防回流装置通过连接臂的定位阻止流动向后推挡板盖573,使得第一和第二连接臂在其连接区域R在更加刚性的位置更加对齐,在该更加刚性的位置,它们将不会对P点的链条C存在动作(见示出处于关闭位置的阀的图37和38)。
喷射冲洗阀的另一个实施例中的防回流装置674是可移动的浮力提升阀帽694。图39-43示出处于关闭位置的阀670,其中提升阀帽694以密封方式被压向阀670的出口613的区域。关闭的阀上的向上的冲洗水重阻止水进入阀的内部。当阀由于提升阀帽和来自如上文所述的灌注封闭流动路径内的压力被关闭时,回流不能进入喷射冲洗阀的底端。当使用实心的提升阀帽(不是浮动的)时,将需要更多的操作力,且弹簧或其他张力机构可被用于将盖连接至引导件。
如图45-48所示,当打开时,由于盖673的提升(例如通过上面结合阀70所述的链条或其他冲洗致动器),喷射冲洗阀670允许通过阀本体的全流动。当盖673被提升,冲洗水进入之前的灌注阀且连续向下的流动将提升阀帽694推出。提升阀帽694较佳地部分为弹性体或聚合物,用以在出口613处密封地配合阀。提升阀帽694在柱695上(如图45最佳地示出,截面设计可以带有筋,或者简单地为一圆柱)。
该柱具有顶端699,顶端699与其连接至提升阀帽694的部位相反且构造成具有凸缘6100。该凸缘用作抵靠阀本体内在筋结构支撑构型下方中心位置处的提升柱导向环699的止动件。如图45最佳地示出,“星”构型的筋696从中心毂697向外延伸。开口698穿过毂延伸,允许当阀处于封闭位置时,提升阀柱易于沿着向上的方向穿过(见图43)。当打开时,柱在流动压力下向下动,直至凸缘6100在完全延伸的位置接触引导环699,使得提升阀帽694不会不必要地堵塞流动。
防回流喷射冲洗阀770的另一个实施例在图49-56中示出。在本实施例中,防回流机构774是钩7101。钩7101安装在喷射冲洗阀770的盖7102的前端,盖7102与下文描述的其他实施例中的盖不同。钩7101具有延伸的钩臂7103,钩臂7103接触位于喷射阀本体的外部的挂钩7104。钩臂7103应在其与挂钩7104的正对表面7105之间具有缝隙g,但该缝隙应尽可能小以提供抵抗回流的紧密闭合,但不能小到当阀打开时钩子不能轻易的清洁和围绕挂钩7104摆动,较佳地该缝隙为约1mm至约5mm。
除了防回流机构774之外,喷射冲洗阀770的独特特征是盖7102。盖不是简单的升离挡板盖,而是“剥离”盖。这种设计使得喷射阀能够从盖的前部沿着边缘朝向盖的后部打开。该结构形成为柔性的或部分柔性的。弹性体或其他柔性聚合物(例如柔性硅橡胶或乙烯聚合氯化物),或其他可接受的适用于水管装置的其他类似材料可用于该柔性部分。通过剥离从阀盖7102的前部7106沿着边缘7105朝着后部7107向上更慢地剥盖的能力有利于在盖的上方和下方存在水时减小致动力。申请者已发现能够沿着边缘剥离的柔性或半柔性盖的使用,有利于实现喷射冲洗阀和封闭的喷射路径的良好自灌注性能。刚性挡板盖,例如具有标准盘密封的硬盖可能会对自灌注带来困难。阀770被剥离并缓慢地打开,可允许任何被捕获的空气逃逸。较佳地,在盖的前部7106中途朝盖的后部7107向后,盖7102的至少约50%是柔性的。盖的后半部无需是柔性的。
为了操作该剥离装置并解除该钩状防回流机构,当打开阀时,第一链条C1与马桶的冲洗致动装置一同将钩7101解除,且一旦解除,盖的前部7106剥离且向上抬升。当其抬起时,铰接臂7108(可使用上文中结合实施例570所述的任何合适的铰链/铰接材料和结构形成)向上弯曲。铰接臂7108使用铰链安装座7109安装至可选的盖板7110(可以是金属的、聚合的或弹性体的)以辅助盖7102的前部7106向上剥离。任何合适的冲洗致动器可被使用和/或改进用于连接至C1、C2。一旦C1已通过在端部7105剥离将盖的前部向上提起,盖的后部被提起。设置独立的第二链条C2,其上可具有上述浮子。
阀770的内部较佳地也具有使用筋796形成的结构的“星”型构造,筋796将阀的本体连接至中心毂798,开口798贯穿中心毂798延伸。流动可容易地流经筋结构,但该结构通过横跨阀的本体径向延伸而有助于支撑阀上冲洗水的重量。该挡板打开需要两倍的力,因而该支撑有助于工作,且进一步如图所示地设计成通过使用成形挡板或筋以促进空气逸出。如果筋太多或筋太大或以不方便的方式形成,筋的数量会影响流动。
图64-68示出了阀770的相同实施例,但其上具有可选的溢流管791。溢流管791包括上室769,上室769中包括各个标准阀V,标准阀V用作对通过喷射阀的且可允许空气进入和逃逸的回流的进一步抑制。该阀可被手动调至打开位置以破坏灌注并能够骤降而没有回流。灌注的破坏在其他情况下也可能是期望的,例如在保养或修理之前。本文中可包括任何合适的阀,例如球阀、圆盘阀等。阀V在图67的局部剖视图中示意性地示出。外壳769是可选的且也可使用其他的直接连接阀。然后,该阀可被用户手动复位至工作位置且该马桶可返回至灌注状态。较佳地,该阀可包括止回阀,当封闭的喷射通道中受到超出正常冲洗循环中的正压力时,止回阀自动打开并保持打开,从而允许空气进入通道并破坏灌注。止回阀接着被用户手动复位至工作位置,且马桶可被返回至灌注状态。最优选地,在约5秒至约6秒的延迟后,止回阀返回至关闭位置,而并不需要用户的人工干预。这可以通过机电或机械地完成,例如,具有液体阻尼铰链的挡板型阀。
图58、59示出了与喷射冲洗阀770相同的实施例870,实施例870与喷射冲洗阀770具有相似的附图标记,用于指代其相同的部件,除了在冲洗阀870中,支撑结构的星形构造具有8条筋而阀770中示出的是4条筋。本领域中的普通技术人员应理解,这些筋的数量的变型可被修改以提供不同的结构支撑程度而不会不必要地阻止通过所述阀的流动,并最大化和促进空气排出。
图60-63使示出了具有防回流机构974的冲洗阀970的实施例,该防回流机构974具有与阀570中防回流机构相似的压紧连杆结构,除了实施例970不具有单个的向下的第三个连接臂,而是包括向下延伸时宽度变大的桥接结构9111。桥接结构9111用作第三个连接臂,但是将向下朝铰接臂9108的阻力分解。这样的铰接臂9108连接铰链安装座9109并工作以使盖9102具有类似实施例770和870的向上“剥离”的能力。防回流机构974的前部包括与实施例570类似的第一和第二铰接连接臂975、976。第二连接臂通过标准铰接连接件连接至桥接结构9111的顶部,桥接结构9111则通过铰链结构9112连接铰接臂9108的后部。第一连接臂通过铰链座993连接至盖9102的前部9106。链条(未示出)可如实施例570所述地在P点连接以活动盖9102的前部,但是与实施例570不同的是,盖9102与实施例710中的盖7102相似且是柔性的,可被向上剥离。与实施例710一样,在索环9113或类似结构的位置处,也可使用附加的链条以提升盖9102的后半部,如实施例710中的链条C2所示。
本领域的技术人员应理解可以对上述实施例作出改变而不脱离其广泛的发明构思。应理解,因此,本发明并不限于所公开的具体实施例,而是旨在覆盖由所附权利要求书所限定本发明的精神和范围内的修改。

Claims (45)

1.一种虹吸式抽水马桶组件,其特征在于,所述马桶组件包括:
至少一个喷射冲洗阀组件,所述喷射冲洗阀组件具有喷射冲洗阀入口和喷射冲洗阀出口,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体从所述喷射冲洗阀出口输送至封闭的喷射流体路径;
至少一个外缘阀,所述外缘阀具有外缘阀入口和外缘阀出口,所述外缘阀配置成用于将流体从所述外缘阀的出口输送至所述外缘入口端口;以及
便池,所述便池具有内表面,所述内表面界定内部便池区域,所述便池包括:
(a)至少一个外缘入口端口,所述外缘入口端口用于将水引入便池的上周区域;
(b)喷嘴,所述喷嘴界定至少一个喷射通道,所述喷嘴具有入口端口和喷嘴出口端口,该入口端口与所述喷射冲洗阀的出口流体连通,所述喷嘴出口端口位于所述便池的下部且配置成用于将流体排放至所述便池的水坑区域,其中所述水坑区域与通向排污通道的入口流体连通,所述排污通道具有堰,且所述封闭的喷射流体路径包括所述喷射通道;
其中,所述喷射冲洗阀位于所述排污通道的堰的上方,其中所述封闭的喷射流体路径包括从所述喷射冲洗阀出口延伸至所述喷嘴的出口的喷射通道,且一旦被灌注,所述封闭的流动路径能够保持灌注有流体,并有助于阻止空气在冲洗循环启动或完成之后进入所述封闭的喷射流体路径。
2.如权利要求1所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,
所述马桶便池组件进一步包括外缘歧管,其中所述外缘歧管具有外缘歧管入口开口和外缘歧管出口开口,所述外缘歧管入口开口用于接收来自外缘冲洗阀组件的出口的流体,所述外缘歧管出口开口用于将流体输送至所述外缘入口端口;且
所述便池包括外缘,所述外缘至少部分地围绕所述便池的上周延伸,所述外缘界定了从所述外缘入口端口围绕所述便池的上周延伸的外缘通道,且所述外缘具有与所述便池的内部区域流体连通的至少一个外缘出口端口,且其中所述外缘入口端口与所述外缘歧管出口开口流体连通。
3.如权利要求1所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,
所述便池具有外缘,所述外缘包括外缘搁板,所述外缘搁板沿着所述便池的内表面在其上周区域从所述入口端口至少部分围绕所述便池横向延伸,使得流体能够沿着所述外缘搁板行进并在偏离所述外缘入口端口的至少一个位置进入所述便池的内部空间。
4.如权利要求1所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述系统进一步包括水箱,所述水箱配置成用于从流体源接收流体,所述水箱包括至少一个进水阀。
5.如权利要求4所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述水箱包括至少一个喷射储水器和至少一个外缘储水器,所述喷射储水器包括喷射进水阀和至少一个喷射冲洗阀组件,且所述外缘储水器包括所述至少一个外缘阀。
6.如权利要求5所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述外缘储水器进一步包括外缘进水阀,所述外缘阀是外缘冲洗阀组件且所述外缘冲洗阀组件包括溢流管。
7.如权利要求1所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述马桶便池的内壁的在所述水坑内的至少一部分从所述喷嘴出口端口朝向所述排污通道的入口向上倾斜。
8.如权利要求1所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述马桶能够以不超过6.0升的冲洗量工作。
9.如权利要求8所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述马桶能够以不超过4.8升的冲洗量工作。
10.如权利要求9所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述马桶能够以不超过2.0升的冲洗量工作。
11.如权利要求1所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述至少一个喷射通道定位成至少部分地围绕所述便池的外表面的下部延伸。
12.如权利要求1所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述便池的水坑区域具有喷射阱,所述喷射阱由所述便池的内表面界定并具有入口端和出口端,其中所述喷射阱的入口端从所述喷嘴出口端口和所述便池的内部区域接收流体,所述喷射阱的出口端与通向所述排污通道的入口流体连通;以及其中所述喷射阱具有水封深度。
13.如权利要求12所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述喷嘴出口端口的上表面在所述喷射阱之内,且定位于在通向所述排污通道的所述入口的上表面下方的水封深度处,该水封深度通过所述水坑区域纵向测量。
14.如权利要求13所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述喷射阱水封深度为约1cm-15cm。
15.如权利要求14所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述喷射阱水封深度为约2cm-12cm。
16.如权利要求15所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述喷射阱水封深度为约3cm-9cm。
17.如权利要求1所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述外缘阀是外缘冲洗阀组件,所述外缘冲洗阀组件具有外缘冲洗阀盖和从所述外缘冲洗阀入口延伸至所述外缘冲洗阀出口的外缘冲洗阀本体。
18.如权利要求12所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述至少一个喷射通道定位成至少部分地从便池下方经过。
19.如权利要求1所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述喷射冲洗阀组件包括冲洗阀盖和从所述喷射冲洗阀入口延伸至所述喷射冲洗阀出口的喷射冲洗阀本体,且其中所述喷射冲洗阀还包括防回流机构。
20.如权利要求19所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述冲洗阀盖至少部分是柔性的且打开时能够被向上剥离。
21.如权利要求19所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述防回流机构是一个或更多个压紧连杆机构、钩和挂钩机构、提升阀机构和止回阀。
22.如权利要求1所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述喷射冲洗阀包括冲洗阀盖和从所述喷射冲洗阀入口延伸至所述喷射冲洗阀出口的喷射冲洗阀本体。
23.如权利要求22所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述冲洗阀盖至少部分是柔性的且打开时能够被向上剥离。
24.如权利要求23所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述喷射冲洗阀盖进一步包括铰接臂和/或至少一个索环,所述索环用于连接链条,所述链条上具有浮子。
25.如权利要求23所述的虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,进一步包括防回流机构。
26.一种用于将虹吸式抽水马桶组件维持在灌注状态的方法,所述方法包括:
(a)提供马桶便池组件,所述马桶便池组件包括:
至少一个喷射冲洗阀组件,所述喷射冲洗阀组件具有喷射冲洗阀入口和喷射冲洗阀出口,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体从所述喷射冲洗阀出口输送至封闭的喷射流体路径;
至少一个外缘阀,所述外缘阀具有外缘阀入口和外缘阀出口,所述外缘阀配置成用于将流体从所述外缘阀的出口输送至所述外缘入口端口;以及
便池,所述便池具有内表面,所述内表面界定内部便池区域,所述便池包括:
(i)至少一个外缘入口端口,所述外缘入口端口用于将水引入便池的上周区域;(ii)喷嘴,所述喷嘴界定至少一个喷射通道,所述喷嘴具有入口端口和喷嘴出口端口,所述入口端口与所述喷射冲洗阀的出口流体连通,所述喷嘴出口端口位于所述便池的下部且配置成用于将流体排放至所述便池的水坑区域,其中所述水坑区域与通向排污通道的入口流体连通,所述排污通道具有堰,且所述封闭的喷射流体路径包括所述喷射通道;所述喷射冲洗阀位于所述排污通道的堰的上方,且所述封闭的喷射流体路径包括从所述喷射冲洗阀出口延伸至所述喷嘴的出口端口的喷射通道,一旦被灌注,所述封闭的流动路径能够保持灌注有流体,并有助于阻止空气在冲洗循环启动或完成之后进入所述封闭的喷射流体路径;
(b)启动冲洗循环;
(c)通过所述至少一个喷射冲洗阀组件和所述至少一个外缘阀提供流体;以及
(d)在冲洗循环完成之后,将所述封闭的喷射流体路径保持在灌注状态。
27.如权利要求26所述的将虹吸式抽水马桶组件维持在灌注状态的方法,其特征在于,所述马桶便池组件进一步包括外缘歧管,其中所述外缘歧管具有外缘歧管入口开口和外缘歧管出口开口,所述外缘歧管入口开口配置成用于接收来自所述外缘阀的出口的流体,所述外缘歧管出口开口用于将流体输送至所述外缘入口端口;以及其中所述便池包括围绕所述便池的上周的外缘,且所述外缘界定了从所述外缘入口端口至少部分围绕所述便池的上周延伸的外缘通道,且所述外缘具有与所述便池的内部区域流体连通的至少一个外缘出口端口,且其中所述外缘入口端口与所述外缘歧管出口开口流体连通;且所述方法进一步包括将来自所述外缘阀出口的流体通过所述外缘歧管入口、所述外缘歧管出口、所述外缘入口端口、所述外缘通道和所述至少一个外缘通道出口端口引入所述便池的内部区域。
28.如权利要求26所述的将虹吸式抽水马桶组件维持在灌注状态的方法,其特征在于,所述外缘包括外缘搁板,所述外缘搁板沿着所述便池的内表面在其上周区域从所述入口端口至少部分围绕所述便池的内表面横向延伸,其中所述方法进一步包括将来自所述外缘搁板入口端口的流体引入使其沿着所述外缘搁板行进并在偏离所述外缘入口端口的至少一个位置处进入所述便池的内部空间。
29.如权利要求26所述的虹吸式抽水马桶组件的灌注方法,其特征在于,所述马桶便池组件进一步包括水箱,所述水箱配置成用于从流体源接收流体,所述水箱包括至少一个进水阀,且所述方法进一步包括使用所述至少一个进水阀填充所述水箱,并通过所述至少一个喷射冲洗阀组件和所述至少一个外缘阀将流体由水箱提供至所述便池。
30.如权利要求29所述的虹吸式抽水马桶组件的灌注方法,其特征在于,所述水箱包括至少一个喷射储水器和至少一个外缘储水器,所述喷射储水器包括喷射进水阀和至少一个喷射冲洗阀组件,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体输送至所述喷嘴入口端口,所述外缘储水器包括至少一个外缘阀,且被配置成通过所述至少一个外缘阀将流体输送至所述外缘入口端口,所述方法进一步包括在冲洗循环启动之前使用来自所述至少一个进水阀的流体填充所述至少一个喷射储水器。
31.如权利要求30所述的虹吸式抽水马桶组件的灌注方法,其特征在于,所述至少一个外缘储水器包括外缘进水阀,且所述方法进一步包括通过所述外缘进水阀填充所述至少一个外缘储水器。
32.如权利要求30所述的虹吸式抽水马桶组件的灌注方法,其特征在于,所述方法进一步包括在冲洗循环完成后,通过所述水箱的所述至少一个进水阀将所述至少一个喷射储水器中的液位维持在所述喷射流体阀组件入口上方。
33.如权利要求26所述的虹吸式抽水马桶组件的灌注方法,其特征在于,所述喷射阱内,所述喷嘴出口端口的上表面配置成定位于在通向所述排污通道的所述入口的上表面下方的水封深度处,该水封深度通过所述水坑区域纵向测量,且所述方法进一步包括将水封深度保持成有利于在冲洗循环启动之前或完成之后所述封闭的喷射流体路径用来自所述喷射阀冲洗阀组件的流体灌注。
34.一种虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述虹吸式抽水马桶便池组件包括:
至少一个喷射冲洗阀组件和至少一个外缘阀,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体输送至直接馈送喷嘴,所述外缘阀配置成用于将流体输送至外缘;
外缘歧管,其中所述外缘歧管具有外缘歧管入口开口和外缘歧管出口开口,所述外缘歧管入口开口配置成用于从所述外缘阀接收流体,所述外缘歧管出口开口用于将流体输送至外缘入口端口;
便池,所述便池具有内表面,所述内表面界定内部便池区域,且所述便池具有:
(a)外缘,所述外缘围绕所述便池的上周区域设置且所述外缘界定外缘通道,所述外缘通道具有入口端口和至少一个外缘出口端口,所述入口端口与所述外缘歧管出口开口流体连通,所述至少一个外缘出口端口与所述便池的内部区域流体连通,
(b)喷嘴,所述喷嘴界定至少一个喷射通道,所述喷嘴具有入口端口和喷嘴出口端口,该入口端口与所述喷射冲洗阀组件出口流体连通且用于从所述喷射冲洗阀组件接收流体,所述喷嘴出口端口配置成用于将流体排放至所述便池底部的水坑区域,其中所述水坑区域与排污通道的入口流体连通,以及
(c)所述便池的水坑区域具有喷射阱,所述喷射阱由所述便池的内表面界定并具有入口端和出口端,其中所述喷射阱的入口端从所述喷嘴出口端口和所述便池的内部区域接收流体,所述喷射阱的出口端与通向所述排污通道的入口流体连通;且
所述喷射阱具有水封深度,所述水封深度足以在冲洗循环启动之前或完成之后,用来自所述喷射冲洗阀组件的流体将所述喷射通道和所述喷射歧管保持灌注,从而有助于防止空气在冲洗循环启动之前或完成之后进入所述封闭的喷射流体路径。
35.一种虹吸式抽水马桶便池组件,其特征在于,所述虹吸式抽水马桶便池组件包括:
至少一个喷射冲洗阀组件和至少一个外缘阀,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体输送至直接馈送喷嘴,所述外缘阀配置成用于将流体输送至便池的上周部分的外缘入口端口;
便池,所述便池具有内表面,所述内表面界定便池内部区域,且所述便池具有:
(a)围绕所述便池的上周的上周部分,所述上周部分配置成从所述外缘入口端口引导流体使其至少部分围绕所述便池的上周部分并进入水坑区域;
(b)喷嘴,所述喷嘴界定至少一个喷射通道,所述喷射具有入口端口和喷嘴出口端口,所述入口端口与所述喷射冲洗阀组件流体连通,所述喷嘴出口端口位于所述便池的下部且被配置成用于将流体排放至所述便池的水坑区域,其中所述水坑区域与排污通道的入口流体连通,以及
(c)位于所述便池底部的水坑区域具有喷射阱,所述喷射阱由所述便池的内表面界定并具有入口端和出口端,
其中所述喷射阱的入口端从所述喷嘴出口端口和所述便池的内部区域接收流体,所述喷射阱的出口端与通向所述排污通道的入口流体连通;且
所述喷射阱被配置成具有水封深度,所述水封深度足以在冲洗循环启动之前或完成之后,用来自所述喷射阀冲洗阀组件的流体将所述喷射通道和所述喷射歧管保持灌注,从而有助于防止空气在冲洗循环启动之前或完成之后进入所述封闭的喷射流体路径。
36.一种将虹吸式抽水马桶便池组件维持在灌注状态的方法,所述方法包括:
(a)提供马桶便池组件,所述马桶便池组件包括至少一个喷射冲洗阀组件,所述喷射冲洗阀组件具有喷射冲洗阀入口和喷射冲洗阀出口,所述喷射冲洗阀组件配置成用于将流体从所述喷射冲洗阀出口输送至封闭的喷射流体路径;至少一个外缘阀,所述外缘阀具有阀入口和外缘阀出口,所述外缘阀配置成用于将流体从所述外缘阀的出口输送至外缘入口端口;以及便池,所述便池具有内表面,所述内表面界定内部便池区域,且其中
(i)所述外缘入口端口配置成用于将水引入(A)外缘和(B)外缘搁板中的一个,所述外缘围绕所述便池的上周设置,且所述外缘界定了从所述外缘入口端口围绕所述便池的上周延伸的外缘通道,且所述外缘具有与所述便池的内部区域流体连通的至少一个外缘出口端口,所述外缘搁板沿着所述便池的内表面在其上周区域从所述外缘入口至少部分围绕所述便池横向延伸,且
(ii)喷嘴界定至少一个喷射通道,所述喷嘴具有入口端口和喷嘴出口端口,所述入口端口与所述喷射冲洗阀组件的出口流体连通,所述喷嘴出口端口位于所述便池的下部且配置成用于将流体排放至所述便池的水坑区域,其中所述水坑区域与通向排污通道的入口流体连通,所述排污通道具有堰,且所述封闭的喷射流体路径包括所述喷射通道;其中所述喷射冲洗阀位于所述排污通道的堰的上方,其中所述封闭的喷射流体路径包括从所述喷射冲洗阀出口延伸至所述喷嘴的出口的所述喷射通道,使得一旦被灌注,所述封闭的喷射流体路径能够保持灌注有流体,从而有助于阻止空气在冲洗循环启动或完成之后进入所述封闭的喷射流体路径;
(b)启动冲洗循环;
(c)通过所述至少一个喷射冲洗阀组件以足以防止空气进入喷嘴出口且足以在所述排污通道中产生虹吸的流率提供流体;以及
(d)持续降低通过所述喷射通道的流体的流率约1-5秒直至虹吸中断。
37.如权利要求36所述的虹吸式抽水马桶便池组件的灌注方法,其特征在于,所述方法还包括(e)保持流体持续流动直至所述水坑中的液位高于所述喷嘴出口端口。
38.如权利要求36所述的虹吸式抽水马桶便池组件的灌注方法,其特征在于,所述步骤(c)进一步包括在冲洗循环中通过所述至少一个外缘提供流体。
39.如权利要求36所述的将虹吸式抽水马桶组件维持在灌注状态的方法,其特征在于,所述方法进一步包括便池在安装时的初始灌注,这通过在所述水坑填充满流体之前提供足以防止空气进入所述喷嘴出口端口的通过所述喷射冲洗阀组件出口的流率来实现。
40.一种用于虹吸式抽水马桶便池组件的冲洗阀,其特征在于,所述冲洗阀具有从冲洗阀入口延伸至冲洗阀出口的冲洗阀本体和配置成在所述冲洗阀入口上方延伸的挡板盖,其中所述冲洗阀进一步包括防回流机构。
41.如权利要求40所述的用于虹吸式抽水马桶便池组件的冲洗阀,其特征在于,所述防回流机构是压紧连杆机构、钩和挂钩机构、提升阀机构和止回阀中的一个或多个。
42.如权利要求40所述的用于虹吸式抽水马桶便池组件的冲洗阀,其特征在于,所述冲洗阀包括冲洗阀盖,所述冲洗阀盖至少部分是柔性的且打开时能够被向上剥离。
43.如权利要求40所述的用于虹吸式抽水马桶便池组件的冲洗阀,其特征在于,所述喷射冲洗阀盖进一步包括用于辅助提升盖的铰接臂和/或至少一个索环,所述索环用于连接链条,所述链条具有浮子。
44.一种用于虹吸式抽水马桶便池组件的冲洗阀,其特征在于,所述冲洗阀包括从冲洗阀入口延伸至冲洗阀出口的冲洗阀本体和配置成在所述冲洗阀入口上方延伸的挡板盖,其中所述冲洗阀盖至少部分是柔性的且打开时能够被向上剥离。
45.如权利要求44所述的用于虹吸式抽水马桶便池组件的冲洗阀,其特征在于,所述冲洗阀进一步包括防回流机构。
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