CN105863015A - 冲水马桶 - Google Patents
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Abstract
一种冲水马桶包含桶、耦合到桶的槽、定位在所述槽内的冲水阀及被配置成用于启动冲水循环的冲水装置。自动马桶进一步包括具有定位在所述桶上以用于检测所述桶的溢出情况的感测部件的电子感测组合件、可操作地耦合到所述冲水装置的溢出装置,以及与所述电子感测组合件及所述溢出装置电子连通以响应于所述马桶的情况来控制所述冲水装置的控制器。
Description
本申请是分案申请,原案的申请号为201380014441.0,申请日为2013年03月13日,发明名称为“具有溢出保护的马桶”。
本申请案涉及在2012年3月13日申请的第61/610,205号美国临时专利申请案及在2012年11月2日申请的第61/722,074号美国临时专利申请案,所述美国临时专利申请案的全部揭示内容以引用的方式明确并入本文中。
背景技术和发明内容
本发明基本上涉及一种自动冲水马桶,且更确切地说,涉及具有溢出预防的免触的马桶。
常规马桶包含在槽外部的冲水杠杆以启动马桶的冲水机构。更确切地说,常规马桶可能需要用户按下或以其他方式移动冲水杠杆以便启动冲水机构。然而,一些用户可能担心细菌并且因此对触摸冲水杠杆可能会感到不舒服。
此外,在常规马桶上的手柄可允许用户接连地冲洗马桶。然而,在马桶的某些情况期间,例如溢出情况(例如,排污通道阻断),可能不应冲洗马桶。
还已知供水管线中的压力可因不同设施而异。举例来说,来自城市的水源的水压可能高于来自井水源的水压。此外,当多个水装置(例如洗衣机、淋浴器或洒水器)在相同地点同时操作时,这些水装置中的任一者可获得的水压可能减小。当水压减小时,操作某些水装置可能是困难并且耗时的。反之,如果水压大大增加,那么可能对水装置造成损伤。
根据本发明的一个说明性实施例,一种自动冲水马桶包括桶、耦合到桶的槽、定位在槽内的冲水阀及可操作地耦合到冲水阀的冲水致动器。冲水致动器包含活塞和圆桶。所述自动马桶进一步包含与冲水致动器连通的电子感测组合件、与冲水致动器连通的溢出装置,以及与电子感测组合件及溢出装置电子连通以控制冲水致动器的控制器。
根据本发明的另一说明性实施例,一种自动冲水马桶包括桶、定位在桶上方的槽和定位在槽内的冲水致动器组合件。冲水致动器组合件与供水系统成流体连通并且被配置成用于接收来自所述供水系统的水流。所述马桶还包括可操作地耦合到冲水致动器组合件的冲水阀组合件和可操作地耦合到冲水致动器组合件的溢出组合件。溢出组合件被配置成用于在桶中的水位高于预定水平时啮合冲水致动器组合件。冲水致动器组合件被配置成用于在桶中的水位低于预定水平时啮合冲水阀组合件以启动马桶的冲水循环。冲水致动器组合件在与冲水阀组合件啮合期间通过水压启动,并且启动冲水致动器组合件的压力是恒定的并且与供水系统中的水压无关。
根据本发明的另一说明性实施例,一种自动冲水马桶包括桶、耦合到桶的槽和定位在槽内的冲水致动器。所述自动马桶进一步包括与冲水致动器成流体连通的水路组合件,和至少一个与所述水路组合件成流体连通的电可操作阀组合件。此外,所述自动马桶包含可操作地耦合到所述至少一个电可操作阀组合件的冲水致动传感器,和与所述至少一个电可操作阀连通的溢出装置。
根据本发明的又另一说明性实施例,一种自动冲水马桶包括桶、耦合到桶的槽和具有定位在槽内的可枢转杠杆臂的冲水阀。所述自动马桶进一步包括具有活塞、圆桶和隔膜的冲水致动器。冲水致动器可以可操作地耦合到冲水阀。此外,所述自动马桶包括与冲水致动器成流体连通的水路组合件。所述水路组合件包含一入口和至少一个出口。本发明的自动马桶还包括与水路组合件成流体连通的电可操作阀。所述电可操作阀可经配置以控制从水路组合件的入口到冲水致动器的水流。冲水致动器可通过来自水流的压力操作。此外,自动马桶包括与电可操作阀成电子连通的电容性传感器并且经配置以用于对马桶的免触操作。并且,自动马桶可包括经配置以检测溢出情况的电子溢出传感器。
根据本发明的一个说明性实施例,一种冲水马桶包括桶、耦合到桶的槽、定位在槽内的冲水阀及经配置以启动冲水循环的冲水装置。所述马桶进一步包括具有定位在桶上以用于检测桶的溢出情况的感测部件的电子感测组合件、可操作地耦合到冲水装置的溢出装置,以及与电子感测组合件及溢出装置电子连通以响应于马桶的情况来控制冲水装置的控制器。
根据本发明的另一说明性实施例,一种自动冲水马桶包括桶、耦合到桶的槽、定位在槽内的冲水致动器及与冲水致动器成流体连通的供水系统。所述自动马桶进一步包括至少一个与供水系统成流体连通的电可操作阀组合件、用于支撐所述至少一个电可操作阀组合件的外壳,以及可操作地耦合到所述至少一个电可操作阀组合件的传感器。此外,所述自动马桶包括与所述至少一个电可操作阀组合件连通的溢出装置,其中所述至少一个电可操作阀组合件与所述外壳成一体。
根据本发明的又另一说明性实施例,一种自动冲水马桶包括桶、耦合到桶的槽和定位在槽内的冲水致动器。所述马桶进一步包括至少一个与供水系统成流体连通的电可操作阀组合件,以及与电可操作阀组合件成流体连通的无链冲水阀组合件。所述无链冲水阀组合件具有经配置用于手动地冲洗马桶的手动部件。此外,马桶包括溢出装置,其与电可操作阀组合件连通以响应于马桶的情况来控制冲水致动器。
一种自动冲水马桶,其包括桶、耦合到桶并支撐一定量的水的槽,以及定位在槽中并包含至少一个电可操作阀组合件的注入阀组合件。所述马桶进一步包括流体地耦合到注入阀组合件的冲水致动器,以及与冲水致动器成流体连通的供水系统。所述马桶还包括具有挡板的冲水阀组合件,所述挡板可操作地耦合到冲水致动器以在打开位置与闭合位置之间移动挡板。水在打开位置处从槽中流入桶中,并且水在闭合位置处保持在槽中。此外,所述马桶包括与所述至少一个电可操作阀组合件连通的溢出装置。溢出装置经配置以防止水从供水系统进入槽,并且溢出装置经配置以将挡板保持在闭合位置。
在考虑到以下示例目前公认的实现本发明的最佳模式的说明性实施例的详细描述之后,本发明的额外的特征和优点对于所属领域的技术人员将变得显而易见。
附图说明
图式的详细描述请参照特定附图,其中:
图1为本发明的说明性实施例马桶的侧向透视图;
图2为图1的马桶的侧面正视图;
图3为图1的马桶的分解透视图;
图4为图1的马桶的后视图;
图5为本发明的马桶的底座和说明性安装组合件的后视图;
图6是沿着图2的线6-6截取的耦合到排水管的底座和安装组合件的后视横截面图;
图7是沿图4的线7-7截取的马桶的桶的侧视横截面图,所述桶耦合到具有本发明的说明性安装支架的槽;
图8是马桶的槽的横截面的后视透视图,其说明定位在槽内的注入阀组合件和冲水阀组合件;
图9是本发明的注入阀组合件、冲水阀组合件和溢出组合件的透视图;
图10是沿着图9的线10-10截取的注入阀组合件和冲水阀组合件的一部分的横截面图;
图11是在闭合位置的冲水阀组合件的横截面图,其说明本发明的马桶的冲水循环的初始阶段;
图12是在初始打开位置的冲水阀组合件的横截面图,其说明在冲水阀组合件已被打开之后的冲水循环;
图13是在打开位置的冲水阀组合件的额外的横截面图,其说明冲水循环的随后阶段;
图14是在打开位置的冲水阀组合件的横截面图,其说明在冲水循环期间在完整行程处的杠杆臂;
图15是冲水阀组合件的横截面图,其说明朝下枢转以闭合冲水阀组合件的杠杆臂;
图16是在冲水循环的进一步阶段时处于闭合位置的冲水阀组合件的横截面图;
图17是在冲水循环结束时的冲水阀组合件的横截面图;
图18A是在闭合位置的电可操作阀组合件的横截面图;
图18B是在打开位置的电可操作阀组合件的横截面图;以及
图19是图1的马桶的各种操作组件的示意图,其说明与控制器有关的多个输入和输出。
图20是本发明的说明性替代性实施例马桶的前视透视图;
图21是图20的马桶的后视图;
图22是由图20的马桶的槽支撑的注入阀组合件、冲水阀组合件、溢出组合件,以及用于电组件的外壳的前视透视图;
图23是图22的注入阀组合件、冲水阀组合件和溢出组合件的透视图;
图24是图23的注入阀组合件、冲水阀组合件和溢出组合件的分解视图;
图25A是在闭合位置的图24的注入阀组合件的电可操作阀组合件的横截面图;
图25B是在打开位置的图25A的注入阀组合件的电可操作阀组合件的横截面图;
图26是图24的注入阀组合件的出口管、柱塞和槽再填充管的分解视图;
图27是沿着图26的线27-27截取的图26的出口管、柱塞和槽再填充管的横截面图;
图28是沿着图23的线28-28截取的图23的注入阀组合件和冲水致动器组合件的横截面图;
图29是图23的冲水阀组合件的横截面图;
图30是图22的用于电组件的外壳的前视透视图;
图31是图30的外壳的后视分解视图;
图32是沿着图30的线32-32截取的图30的外壳的横截面图;
图33是沿着图23的线33-33截取的在闭合位置的冲水阀组合件的横截面图,其说明本发明的马桶的冲水循环的初始阶段;
图34是在初始打开位置的图33的冲水阀组合件的横截面图,其说明在冲水阀组合件已被打开打开之后的冲水循环;
图35是在打开位置的图33的冲水阀组合件的额外的横截面图,其说明冲水循环的随后阶段;
图36是在打开位置的图33的冲水阀组合件的横截面图,其说明在冲水循环期间在完整行程处的杠杆臂;
图37是图33的冲水阀组合件的横截面图,其说明朝下枢转以闭合冲水阀组合件的杠杆臂;
图38是在冲水循环的进一步阶段时处于闭合位置的图33的冲水阀组合件的横截面图;
图39是在冲水循环结束时的图33的冲水阀组合件的横截面图;
图40是图20的马桶的各种操作组件的示意图,其说明与控制器有关的多个输入和输出;
图41是图22的溢出组合件的替代性实施例的前视透视图,所述替代性实施例包含耦合到槽并且具有阻断销组合件的手柄组合件;
图42A是图41的替代性实施例手柄组合件的前视分解视图;
图42B是图42A的手柄组合件的后视分解视图;
图42C是图42B的手柄组合件的手柄和耦合件的后视分解视图;
图43是沿着图41的线43-43截取的在溢出位置的图41的手柄组合件的横截面图;
图44是在冲水位置的图43的手柄组合件的横截面图;
图45是图41的手柄组合件的替代性实施例的前视透视图,所述替代性实施例包含阻断销组合件的替代性实施例;
图46是图45的替代性实施例手柄组合件的前视分解视图;
图47是图45的手柄组合件的后视分解视图;
图48是沿着图45的线48-48截取的在冲水位置的图45的手柄组合件的俯视横截面图;
图49是在溢出位置的图48的手柄组合件的俯视横截面图;
图50是图45的手柄组合件的替代性实施例的侧视透视图,所述替代性实施例包含离合器组合件;
图51A是图50的替代性实施例手柄组合件的前视分解视图;
图51B是图51A的替代性实施例手柄组合件的后视分解视图;
图52是沿着图50的线52-52截取的在溢出位置的图50的手柄组合件的俯视横截面图;
图53是在冲水位置的图52的手柄组合件的俯视横截面图;
图54是本发明的另一说明性替代性实施例马桶的分解视图;
图55是在槽内的图54的马桶的注入阀组合件、冲水阀组合件和溢出组合件的后视透视图;
图56是在槽内的图55的注入阀组合件、冲水阀组合件和溢出组合件的后视图;
图57是图56的注入阀组合件的分解视图;
图58是在槽内的注入阀组合件、冲水阀组合件和溢出组合件的后视横截面图;
图59是图57的注入阀组合件的后视横截面图;
图60是图57的注入阀组合件的侧视横截面图;
图61是图54的马桶的各种操作组件的示意图,其说明与控制器有关的多个输入和输出;以及
图62是穿过马桶1510的水的流动路径的示意图。
具体实施方式
本文中所描述的本发明的实施例并不打算是详尽的,或将本发明限制为所揭示的精确形式。而是,经选择用于描述的实施例经选择以使得所属领域的技术人员能够实践本发明。尽管本发明结合水进行描述,但应理解,也可以使用其他类型的流体。
参考图1到图3,示出说明性实施例马桶10,其包含水路组合件20、安装底座30、安装组合件40、桶60、槽70、冲水阀组合件80、注入阀组合件130和溢出组合件150。说明性地,马桶10为槽型重力供料马桶。或者,可以考虑马桶10的其他实施例。在操作中,来自槽70的水流入桶60中以便冲洗马桶10并且移除桶60的内含物。
如图3和图4中所示,水路组合件20包含入口水路20a和出口水路20b。明确地说,入口水路20a可以包含供应管22,并且出口水路20b可以包含说明性地为虹吸管或排污通道24的出口管、排水管26(图6)、至少一个密封件28和排水管凸缘29(图6)。出口水路20b可以具有常规设计。水路组合件20还可以包含额外的密封性部件(未图示)和额外的安装硬件(未图示)。为了限制马桶10中的水与金属组件之间的接触,水路组合件20可以由非金属材料形成,例如聚合物,说明性地为可交联聚合物。或者,水路组合件20可以衬有非金属材料。因此,水路组合件20说明性地是不导电的。
如图9中所示,入口水路20a的供应管22可以通过注入阀组合件130与冲水阀组合件80以及溢出组合件150成流体连通。明确地说,供应管22流体地耦合到供水系统(未图示)以便使水流入注入阀组合件130中,如在本文中进一步详述。
参考图3和图6,出口水路20b的排污通道24说明性地是弯曲的并且耦合到桶60和排水管26(图6)。更确切地说,排污通道24在桶60与排水管26中间,以使得桶60的内含物流过排污通道24并且进入排水管26。排水管26将排污通道24连接到主要下水道管线(未图示)以带离桶60的内含物。
如图6中所示,出口水路20b的排水管26可以通过排水管凸缘29和密封件28耦合到排污通道24和地面2。排水管凸缘29定位在地面2的上表面上并且在地面2和底座30中间。排水管凸缘29容纳排水管26,并且可以使用粘合剂、环氧树脂或其他类似材料将排水管26耦合到排水管凸缘29。密封件28定位在排水管26与底座30之间以防止水泄漏。密封件28的至少一部分与排水管凸缘29处于密封性啮合。说明性地,密封件28可以沿着排水管凸缘29的顶表面延伸。密封件28可以包括聚合或蜡材料,例如蜂蜡、橡胶和其他类似材料。
马桶10的说明性安装底座30是经配置以搁置在地面2上的座架型。安装底座30在地面2上方支撑槽70和桶60。如图2中所示,槽70被底座30的后部分32支撑,并且桶60被底座30的前部分34支撑。在说明性实施例中,底座30一体地支撑水路组合件20的排污通道24。说明性地,底座30是隐蔽式排污通道类型,因为排污通道24被底座30的侧壁38隐藏而不可见(图3)。底座30可以由陶瓷、金属或聚合材料组成。举例来说,底座30可以由瓷、不锈钢或塑料复合材料组成。
参考图4到图6,安装组合件40将底座30耦合到排水管26。明确地说,安装组合件40用紧固件将底座30耦合到排水管凸缘29,所述紧固件说明性地为螺栓42和螺母44。螺栓42延伸穿过排水管凸缘29中的孔口45以将底座30耦合到其上。说明性地,每一螺栓42的带螺纹末端42a从下面的排水管凸缘29向上延伸以便容纳螺母44(图6)。可以了解,用户看不见螺栓42和螺母44,因为底座30是隐蔽式排污通道类型。
仍参考图4到图6,安装组合件40还可以用支架50将底座30耦合到排水管26。更确切地说,支架50可以定位在底座30的槽36内,并且定位在排水管凸缘29的上方。说明性地,支架50包含第一支架50a和第二支架50b。支架50a、50b通常彼此相对以使得排污通道24在支架50a、50b中间。支架50a、50b各自可以包含具有多个孔口58的成角度或倾斜的部分52(图5)。如图3中所示,支架50a、50b可以是L形。
支架50a、50b还可以用螺栓42耦合到排水管凸缘29。举例来说,螺栓42延伸穿过排水管凸缘29中的孔口45并且穿过支架50a、50b中的孔口51以便将底座30固定到排水管凸缘29。垫圈56可以定位在支架50a、50b与螺母44之间。
除了耦合到排水管凸缘29以外,支架50a、50b还可以耦合到底座30。如图4到图6中所示,倾斜部分52通常向上并且向内朝向桶60延伸。明确地说,倾斜部分52可以向内并且远离底座30的底部成角度。倾斜部分52的孔口58说明性地排列为两列。孔口58可以是内部带螺纹的,以便容纳来自底座30外部的螺杆54,从而将底座30耦合到支架50a、50b。螺杆54的位置与底座30中的孔口58中的一者充分对准,以便容纳穿过其的螺杆54。例如端盖59的额外的安装硬件还可以与安装组合件40包含在一起以便隐蔽螺杆54。
参考图1到图3,说明性桶60被底座30一体地支撑并且通常定位在隐蔽排污通道24的上方和前面。桶60可以由陶瓷、金属或聚合材料组成。举例来说,桶60可以由瓷、不锈钢或塑料复合材料组成。桶60具有基本上椭圆的形状,并且更确切地说具有环形形状。桶60的底部部分以已知方式流体地耦合到排污通道24。
如图3和图7中所示,可以用安装支架110将桶60安装到槽70。安装支架110可以包括金属或聚合材料。说明性地,安装支架110具有基本上三角形的形状,但安装支架110可以具有其他形状(例如圆形、矩形)。此外,安装支架110可以包含耦合部件,说明性地为卡钩111,所述耦合部件与供应管22啮合,并且实质上围绕供应管22延伸以便将供应管22固定到槽70(图5)。安装支架110可以定位在槽70下方并且至少部分在桶60的凹进入口68内。安装支架110具有啮合槽70的第一或上部侧面114,以及啮合底座30的第二或下部侧面116。安装支架110还可以包含从安装支架110的第一侧114到第二侧116延伸的孔口112以便将安装支架110耦合到桶60。
为了将安装支架110耦合到桶60,安装支架110的孔口112与底座30的后部分32的孔口65对准。例如螺栓118的常规紧固件延伸穿过安装支架110的孔口112和底座30的孔口65,并且可以与例如螺母120的额外的紧固件旋拧地耦合,以便将安装支架110固定到底座30。说明性地,孔口112是方形的,并且螺栓118可以是托架型,其包含在螺栓118的头部下方的方形特征以便防止在与螺母120组合期间螺栓118旋转。安装支架110还可以通过与冲水阀组合件80的冲水管82的旋拧连接而耦合到槽70。说明性地,冲水管82沿着安装支架110的第二侧116具有与例如螺母122的耦合件或其他紧固件啮合的带螺纹外表面。
螺母122可以啮合密封性部件124以防止在槽70与底座30之间的水泄漏。此外,密封件126可以定位在槽70内从而也防止从此处的水泄漏。更确切地说,密封件126可以围绕槽70的内表面弯曲以至少部分地延伸穿过槽70的出口孔口72。或者,安装支架110可以经包覆模制以形成密封地啮合底座30和槽70两者的整体支架。更确切地说,对于底座30,安装支架110的第一侧114可以与密封件126一体地形成,并且第二侧116可以与密封件124一体地形成。本发明的其他替代性实施例可以将冲水管82与安装支架110以及密封件124、126一体地耦合。
参考图1到图4,槽70可以具有基本上矩形的横截面,或其横截面可以由其他形状界定。说明性地,槽70包含从其向上延伸的底壁74和侧壁76。底壁74包含容纳冲水管82的出口孔口72。此外,盖78可以搁置在壁76顶上。如同桶60和底座30,槽70可以由陶瓷、金属或聚合材料组成。举例来说,槽70可以由瓷、不锈钢或塑料复合材料组成。
槽70可以包含从侧76中的一者向内伸出的凹进部分75(图3和图4)。凹进部分75经配置以在供水系统与注入阀组合件130之间容纳供应管22。槽70进一步在其中支撑冲水阀组合件80、注入阀组合件130和溢出组合件150。
如图8和图9中所示,注入阀组合件130包含入口132、桶再填充出口134、槽再填充出口136、冲水致动器出口138(图10)、阀组合件140、外壳142和桶溢出传感器226(图4)。说明性地,桶溢出传感器226用粘合剂或其他类似材料耦合到底座30,其可以免除对例如螺栓或螺杆的侵入性紧固件的需要,所述侵入性紧固件会穿透底座30并且形成可能的泄漏点。桶溢出传感器226经配置以检测溢出情况,例如在桶60中的水位上升到高于预定的临界水平时,以便防止桶60溢出。明确地说,桶溢出传感器226可以在检测到溢出情况时阻止阀组合件140的操作。或者,在桶溢出传感器226未发信号通知溢出情况时,控制器230(图19)可以用于将信号发送到阀组合件140以启动冲水循环,如在本文中进一步详述。举例来说,桶溢出传感器226可以是压电元件、红外传感器、射频(“RF”)装置或电容性传感器。
外壳142可以包含上部部分144和下部部分146。说明性地,上部部分144支撑入口132,出口134、136、138和阀组合件140。下部部分146可以用例如螺杆或螺栓的紧固件147耦合到冲水阀组合件80。注入阀组合件130可以包括聚合材料以限制水与金属组件之间的接触。或者,注入阀组合件130可以衬有非金属材料。因此,注入阀组合件130说明性地是非导电的。
入口132与供应管22流体地耦合。更确切地说,入口132可以包含外部螺纹133,其与螺母131耦合以将供应管22结合到入口132上。槽70的侧壁76中的一者可以包含内部支撑部件或支架(未图示)以支撑在供应管22与入口132之间的连接。明确地说,在供应管22与入口132之间的连接可以在槽70内发生。
阀组合件140定位在外壳142内并且与入口132、桶再填充出口134、槽再填充出口136和冲水致动器出口138成流体连通。阀组合件140可以是电可操作阀,例如机电阀,并且说明性地是具有阀座160、隔膜162、成形部分164(说明性地为V型凹槽)、导向孔166、密封件168、o形环170、磁体172、磁极174、衔铁176和弹簧178的闭锁型电磁阀,如图18A和图18B中所示。
阀组合件140与控制器230成电连通(图19)。在马桶10的操作期间,阀组合件140接收来自控制器230的信号以便控制从入口132到桶再填充出口134、槽再填充出口136和冲水致动器出口138的水流,如本文中进一步详述。更确切地说,阀组合件140可以由控制器230致动以将衔铁176磁性吸引到磁极174,从而使得来自入口132的水在阀座160与隔膜162之间流动,并且进入出口134、136、138。阀组合件140可以包括聚合或其他非导电性材料。
如图18A中所示,当阀组合件140在闭合位置时,归因于在隔膜162后方的力,隔膜162啮合阀座160。更确切地说,在隔膜162后方的力足以克服在隔膜162前方的力。在隔膜162后方的所得的力是归因于在隔膜162的相对的前表面和后表面处的水压与隔膜162的前面与后面之间的表面积差的组合。当在隔膜162的前面与后面的压力可以平衡时(归因于穿过成形部分164的水流),在隔膜162后面的更大表面在隔膜162后方产生更大的力。因此,隔膜162与阀座160啮合以使得水不可以在隔膜162与阀座160之间通过,从而阻止水流入出口134、136、138中。
当衔铁176与磁极174被间隔开时,可以产生在隔膜162后方的力。当阀组合件140在闭合位置时,间隙179可以由衔铁176与磁极174之间的空间界定。明确地说,弹簧178将衔铁176偏置远离磁极174以便将密封件168与导向孔166相抵地定位。当导向孔166被密封时,在隔膜162后方维持力以使隔膜162与阀座160密封地啮合。
然而,如图18B中所示,当阀组合件140已被控制器230致动时,提供短电脉冲以便将衔铁176朝向磁极174移动。当电脉冲中断时,归因于对磁体172的磁性吸引力,衔铁176保持对磁极174的闭锁或以其他方式与其接触。此磁力足以克服弹簧178中的偏压以使得衔铁176朝向磁极174移动并且闭合间隙179。当衔铁176接触磁极174时,密封件168与衔铁176一起移动并且被拉离导向孔166,这在阀组合件140中产生压力和力差。明确地说,因为导向孔166不再被密封,所以在隔膜162后方的压力减小。因此,隔膜162可以响应于来自在入口132处的水的力而挠曲、弯曲,或以其他方式移动。因此,水可以在隔膜162与阀座160之间流动以便流入出口134、136、138中。
当有必要闭合阀组合件140时,提供短电脉冲以便产生与磁体172的磁力相对的磁力。所述相对的磁力使衔铁176从磁极174解开以便朝向密封件168移动衔铁176。弹簧178促进衔铁176朝向密封件168移动,因为电脉冲具有较短的持续时间,例如25毫秒。
注入阀组合件130的说明性实施例包含出口134、136、138,然而,可以包含任何数目的出口以适应注入阀组合件130的特定应用。桶再填充出口134可以与外壳142一体地形成并且从外壳142延伸。说明性地,桶再填充出口134可以通常邻近于入口132而定位在外壳142内。此外,桶再填充出口134可以流体地耦合到桶再填充管149,所述桶再填充管说明性地从桶再填充出口134延伸到溢出组合件150的溢出管152。桶再填充管149的直径可以比溢出管152更小以使得桶再填充管149常规上容纳在溢出管152中。
如图8和图9中所示,槽再填充出口136可以邻近于入口132而定位在外壳142内,并且通常与桶再填充出口134相对。明确地说,槽再填充出口136可以与外壳142一体地形成以从外壳142朝外延伸。槽再填充出口136流体地耦合到槽再填充管139。槽再填充管139从槽再填充出口136朝下延伸并且可以定位在槽70的底壁74附近。因此,槽再填充管139的所述定位可以在槽70被再填充时防止水喷溅并且防止用户听到来自槽再填充管139的水接触槽70的底壁74。
冲水致动器出口138可以是从外壳142向冲水阀组合件80延伸的导管。以此方式,注入阀组合件130通过冲水致动器出口138流体地耦合到冲水阀组合件80。
参考图8到图10,冲水阀组合件80包含冲水管82、冲水阀挡板84、冲水致动器组合件86、指示器88和冲水致动传感器234(图19)。冲水致动传感器234与指示器88(图8)和控制器230(图19)协作以便启动冲水循环。指示器88可以耦合到槽70并且从此处延伸,如图8中所示。更确切地说,指示器88和控制器230可以耦合到槽70的相同侧壁76,以使得槽70的侧壁76在冲水指示器88和控制器230的中间。说明性地,控制器230可以定位在槽70中的防水箱或罩壳224中(图8)。罩壳224还可以容纳至少一个电池232(图19)以便向控制器230供应电力。此外,其他电子组件可以容纳在罩壳224内。或者,指示器88可以包含电耦合到控制器230的传感器。
举例来说,冲水致动传感器234可以是压电元件、红外传感器、射频(“RF”)装置、机械闭锁开关或电容性传感器。冲水致动传感器234经配置以接收用户输入并且与控制器230成电子连通(图19)。在一个说明性实施例中,冲水致动传感器234可以是使用触摸或免触的接近度感测的电容性传感器。通过将电容性感测并入到马桶10中,可以使用单个微芯片与冲水致动传感器234、桶溢出传感器226以及槽填充传感器154电连通(图9)。此外,电容性感测可以使得桶溢出传感器(图4)穿过底座30进行感测而不向底座30添加孔。此外,如已知的,电容性感测提供稳健的电连通并且与其他感测机构相比可以是较不昂贵的。
如图10中所示,冲水致动器组合件86可以包含活塞组合件180,其耦合到圆桶200内的隔膜190。圆桶200包含上部肩部202,所述上部肩部202通过紧固件147与外壳142的下部部分146耦合。肩部202说明性地包含容纳隔膜190的唇缘192的通道204。因此,隔膜190的唇缘192定位在外壳142的肩部202与下部部分146之间的通道204内。隔膜190的密封性末端194可以用螺杆189耦合到活塞组合件180。因此,隔膜190的密封性末端194可以在外壳142的活塞组合件180与下部部分146之间形成密封。说明性地,隔膜190是滚动隔膜并且可以与活塞组合件180一起移动,如本文中进一步详述。隔膜190可以包括柔性弹性材料。
活塞组合件180说明性地包含弹簧182、活塞184、活塞杆186和保持器板188,所述保持器板用螺杆189或其他紧固件耦合到活塞184的顶部。活塞184通过保持器板188和螺杆189耦合到隔膜190的密封性末端194。因此,保持器板188还相对于外壳142流体地密封活塞组合件180。在操作中,可以使用水压来啮合冲水致动器86。此外,圆桶200的下表面可以包含孔口203,以用于在冲水致动器组合件86的操作期间释放或排出来自圆桶200的空气。
活塞184可以为基本上圆形的形状,其实质上是中空的(例如,倒置的杯形状)。弹簧182和活塞杆186的至少一部分说明性地定位在活塞184内。活塞杆186可以经由螺杆189耦合到活塞184。活塞杆186从活塞184朝下并且穿过圆桶200中的孔口206而延伸以延伸到圆桶200下方。如图10中所示,活塞杆186可以通过活塞杠杆102选择性耦合到杠杆臂100。活塞杠杆102可以可枢转地耦合到活塞杆186并且经配置以选择性地啮合杠杆臂100。
杠杆臂100包含第一末端115和相对的第二末端117。第一末端115邻近于活塞杠杆102并且可以在马桶10的冲水循环期间与活塞杠杆102接触。第二末端117通过链208说明性地耦合到挡板84。链208放置在圆桶形外壳210内并且在冲水循环期间随着杠杆臂100的移动而升高和降低挡板84。
参考图9,冲水阀组合件80的挡板84放置在耦合到外壳210的框架212内。更确切地说,外壳210说明性地耦合到框架212的顶部。外壳210可以经配置用于相对于框架212旋转,以便适应槽70和水路组合件20的不同尺寸和空间布置。框架212包含框架部件或立柱214,其在圆周上彼此间隔开以界定径向孔口216。框架212可以在孔口216和框架部件214下方耦合到冲水管82,以便为冲水阀组合件80提供出口。说明性地,框架212一体地耦合到冲水管82,但框架212和冲水管82的替代性实施例可以使用常规紧固件可移除地彼此耦合。
如图7到图9中所示,冲水管82可以是圆桶形或管状结构。冲水管82流体地耦合到桶60的入口68。冲水管82的外表面可以包含外部螺纹83,以便在将底座30耦合到槽70时容纳螺母122。冲水管82可以包含向内延伸的支撑部件218(图8)以为挡板84的引导杆90界定通道220。此外,冲水管82可以流体地耦合到溢出组合件150。
如图11中所示,挡板84可以包含容纳密封件94的通道92。挡板84经配置用于在框架212和冲水管82内轴向移动。密封件94还可以与挡板84一起移动。此外,引导杆90促进挡板84和密封件94的轴向移动。引导杆90定位在冲水管82的通道220内以便在轴向移动期间将挡板84适当地定位在框架212内(图8)。
具体参考图11,当冲水阀组合件80闭合时,挡板84啮合框架212的肩部222。因此,当冲水阀组合件80在闭合位置时,密封件94和挡板84阻止水流动穿过冲水管82并进入桶60中。相反,当冲水阀组合件80在打开位置时,如图12到图15中所示,链208将挡板84和密封件94轴向拉离肩部222。更确切地说,挡板84保持在肩部222上方以使得水可以在冲水循环期间进入冲水管82。
进一步参考图9,溢出组合件150包含溢出管152和耦合到其上的槽填充传感器154。溢出管152是圆柱形管,所述圆柱形管在其上部末端156和下部末端158处是敞开的。溢出管152的上部末端156与桶再填充管149成流体连通,并且说明性地具有比桶再填充管149更大的直径以使得桶再填充管149同心地容纳在溢出管152内。此外,溢出管152的下部末端158与冲水阀组合件80的冲水管82成流体连通。因此,进入溢出管152的上部末端156的水沿溢出管152向下流动穿过下部末端158和冲水管82并且进入桶60中。更确切地说,如果在槽70中的水位上升到高于溢出管152的上部末端156,那么在上部末端156上方的水穿过溢出管152和冲水管82被引导到桶60中。因此,溢出管152的上部末端156的高度或位置可以防止槽70中的水溢出。此外,可以了解,下部末端158定位在挡板84下方,其使得当冲水阀组合件80在打开位置和闭合位置两者时,水从溢出管152流入冲水管82中并且流入桶60中。
槽填充传感器154可以耦合到溢出管152的外表面。此外,槽填充传感器154与控制器230成电子连通(图19)。举例来说,溢出传感器可以是与控制器230成有线或无线连通的压电元件、红外传感器、射频(“RF”)装置、机械闭锁开关或电容性传感器。槽填充传感器154可以检测溢出情况,例如当槽70中的水位上升到高于预定水位时。因此,槽填充传感器154、控制器230和注入阀组合件130共同操作以防止水从槽70溢出,如本文中进一步详述。
在使用中,可以通过启动冲水循环来操作马桶10,如图11到图18中所示。更确切地说,并且参考图11,当用户希望冲洗马桶10时,所述用户启动冲水传感器234(图19)。举例来说,用户的手可以放置成接近指示器88(例如放置在其前面)以便触发冲水循环。冲水致动传感器234接收用户输入并且将信号发送到控制器230,其可以启动冲水阀组合件80和注入阀组合件130的操作。在启动冲水循环之前,控制器230(图19)接收来自桶溢出传感器226的信号以确定桶60中的水位是否低于预定临界水位。如果桶60中的水位低于临界水平,那么随后控制器230将启动冲水循环。反之,如果桶溢出传感器226向控制器230发信号通知桶60中的水位高于临界水平,那么控制器230将不启动冲水循环。
响应于来自冲水致动传感器234的信号,控制器230向注入阀组合件130发送信号,其启动冲水循环(图19)。明确地说,当阀组合件140经致动时,阀组合件140的衔铁176朝向磁极174移动以闭合间隙179并且将导向孔166启封,从而使得隔膜162的一部分挠曲远离阀座160(图18B)。来自供应管22的水可以在阀座160与隔膜162之间流动以在入口132与桶再填充出口134、槽再填充出口136和冲水致动器出口138之间提供流体连通。
水从供应管22流出、穿过入口132、进入阀组合件140中,穿过冲水致动器出口138,并且进入冲水致动器组合件86。进水对冲水致动器组合件86加压,并且更确切地说按压隔膜190,从而导致活塞184在圆筒200中朝下轴向移动,如图12中所示。水压足以克服弹簧182中的偏压以便使活塞184下降并且压缩弹簧182。举例来说,在冲水致动器组合件86中的压力可以是10psi到15psi以便克服弹簧182的偏压并且启动隔膜190的移动。
活塞184的朝下移动导致活塞杆186也朝下移动。在启动冲水循环时,活塞杆186和活塞杠杆102与杠杆臂100间隔开(图11)。然而,随着活塞杆186被施加到隔膜190和活塞184的水压进一步朝下推动,活塞杠杆102接触杠杆臂100的第一末端115(图12)。作为响应,杠杆臂100在外壳210中朝上枢转。更确切地说,杠杆臂100的第二末端117朝上移动,从而以拉力朝上拉动链208。
参考图12和图13,链208的朝上移动导致冲水阀组合件80打开。说明性地,当挡板84响应于链208和杠杆臂100的第二末端117的朝上移动而移动远离冲水管82时,冲水阀组合件80打开。随着冲水阀组合件80打开,来自槽70的水流动穿过孔口216并且进入冲水管82中以便经由入口68进入桶60。因此,当冲水阀组合件80打开时,实质上所有在槽70中的水均可以流入桶60中。在桶60中的水的突然增加会在排污通道24中产生虹吸效应,借此流体和桶60的其他内含物被拉出或吸出桶60并且进入排污通道24和排水管26中。
如图14和图15中所示,在完整行程中,杠杆臂100的第一末端115滑过活塞杠杆102。因此,活塞杠杆102不接触杠杆臂100并且可以不再与其接触。归因于其重量和链208的重量(图16),杠杆臂100的第二末端117朝下枢转到其初始位置。杠杆臂100的朝下移动同时释放在链208上的拉力,然而,当水在槽70中时,挡板84可以保持在打开位置。更确切地说,归因于浮力,当水在槽70中时挡板84可以起初保持打开。然而,随着在槽70中的水位降低,归因于浮力的损失和从槽70流入桶60中的水的速度降低,挡板84可能闭合。举例来说,挡板84可以包含多个孔(未图示),其使得水流入挡板84中,从而减小其浮力。因此,挡板84可以穿过在槽70中的水朝下移动,并且在水仍在槽70中时闭合。挡板84中的孔可以根据冲水循环的预定情况而布置,所述预定情况例如是冲水体积(例如,1.28加仑/冲水)和冲水循环的所需的持续时间。当挡板84安放在框架212的肩部222上时,阀组合件80闭合以便将水保持在槽70中。
在冲水阀组合件80闭合之后,槽70和桶60可以用水再填充。为了在马桶10已被冲洗之后再填充槽70和桶60,阀组合件140保持在打开位置以使得桶再填充出口134、槽再填充出口136和冲水致动器出口138保持打开。来自供应管22的水流动穿过桶再填充出口134并且进入桶再填充管149中以便流动穿过溢出管152并且经由冲水管82进入桶60中。如本文中详述,溢出管152的下部末端158在挡板84下方流体地耦合到冲水管82,使得当冲水阀组合件80闭合时,来自溢出管152的水可以流入桶60中。
当桶60被再填充时,来自供应管22的水还可以流动穿过槽再填充出口136并且进入槽再填充管139中以便补充槽70中的水。在冲水阀组合件80处于闭合位置的情况下,从槽再填充管139流出的水保持在槽70中。槽再填充传感器154可以用来向控制器230指示槽70何时已经充分补充了水。注入阀组合件130可以经校准以使得桶60和槽70在大致相同的时间充分补充了水。在槽70中的任何过量的水可以流入溢出管152中、穿过冲水管82,并且进入桶60中以便外溢到排污通道24中。然而,在槽再填充传感器154的正常或正确操作下,在槽70中不存在过量的水。
当入口132和出口134、136、138打开时,冲水致动器组合件86可以保持被加压,以使得隔膜190、活塞184和活塞杆186保持被按压。为了释放冲水致动器组合件86中的压力,阀组合件140移动到闭合位置。具体参考图18A,不再产生磁力并且弹簧178的偏压将衔铁176推动远离磁极174。因此,导向孔166被密封,从而对隔膜162加压并且防止在阀座160与隔膜162之间的水流。更确切地说,在隔膜162后面的力克服在隔膜162前面的力(即,通过在入口132处的水产生的力),以使得隔膜162不对其作出响应而挠曲。
在入口132被密封的情况下,在槽70和桶60被再填充时,按压隔膜190的水可以朝上流动穿过冲水致动器出口138以便穿过出口134、136而释放。或者,注入阀组合件130可以包含单独的排水孔(未图示)以释放冲水致动器组合件86中的水。通过减小冲水致动器组合件86中的水压,隔膜190、活塞184、弹簧182和活塞杆184归因于弹簧182的偏压而朝上移动,如图17中所示。此朝上移动使得活塞杠杆102在杠杆臂100的第一末端115上方旋转并且返回到其初始位置(图11)。
在冲水循环结束时,活塞杠杆102可不与杠杆臂100接触,并且因此,用户可能必须等待,直到冲水致动器组合件86中的压力已经释放,之后才可以启动另一冲水循环。控制器230的替代性实施例可以经配置以向阀组合件140发送信号,以便在槽70和桶60已被完全再填充之前启动额外的冲水循环。
指示器88的替代性实施例可以包含透镜以便用光源(例如,发光二极管(“LED”))或其他装置照明。因此,指示器88的至少一部分可以根据系统的某些应用而被照明。举例来说,控制器230可以在某些时间段期间照明指示器88,例如在夜里,或当盥洗室较暗时。举例来说,指示器88可以包含光传感器以检测光的不存在。此外,当到了更换电池232的时候,控制器230可以照明指示器88(图19)。或者,指示器88可以用红色照明以指示电池232应更换,并且用绿色照明以指示电池232在充分供应电力。
参考图20到图22,示出替代的说明性实施例马桶1010包含槽1020、底座1032、桶1034、说明性地为供水管1036的入口管、说明性地为排污通道1038的出口管、注入阀组合件1040、冲水阀组合件1100和溢出组合件1190。说明性地,马桶1010是槽型重力供料马桶。此外,说明性马桶1010不包含用于冲水马桶1010的外部手柄,而是,马桶1010是使用电子传感器以启动冲水循环的自动并且免触的马桶。或者,可以预期马桶1010的其他实施例。在操作中,来自槽1020的水流入桶1034中以便冲洗马桶1010并且通过排污通道1038移除桶1034的内含物。可以在排污通道1038与地面(未图示)之间提供密封性部件(未图示)以防止水泄漏到地面上。
槽1020包含盖1022、基本上与盖1022相对的底部表面1029、前表面1024、基本上与前表面1024相对的后表面1026、在前表面1024与后表面1026中间的第一侧1028,以及基本上与第一侧1028相对并且定位在前表面1024与后表面1026中间的第二侧1030。槽1020可以由陶瓷、金属或聚合材料(例如,瓷、不锈钢或塑料复合材料)组成。后表面1026包含外部凹进通道1027,所述外部凹进通道将供应管1036在高于槽1020中的水位处引导入槽1020中并且使得槽1020定位在更靠近壁处,因为供应管1036不从槽1020朝外延伸。如图24中所示,供应管1036通过注入阀组合件1040与冲水阀组合件1100以及溢出组合件1190成流体连通。明确地说,供应管1036流体地耦合到供水系统(未图示)以便使水流入注入阀组合件1040中,如在本文中进一步详述。
马桶1010的底座1032是经配置以搁置在地面上的座架型底座。可以使用支架或其他安装组合件(未图示)将底座1032耦合到地面和/或槽1020,如在2012年3月13日申请的第61/610,205号美国临时专利申请案中所揭示的,其全部揭示内容以引用的方式明确并入本文中。底座1032在地面上方支撑槽1020和桶1034。在所述说明性实施例中,底座1032一体地支撑排污通道1038并且是隐蔽式排污通道类型。更确切地说,排污通道1038被底座1032的侧壁1032a、1032b隐藏而不可见(图21)。底座1032可以由陶瓷、金属或聚合材料组成。举例来说,底座1032可以由瓷、不锈钢或塑料复合材料组成。参考图21,排污通道1038说明性地是弯曲的并且耦合到桶1034和排水管(未图示)。排水管将排污通道1038连接到主要下水道管线(未图示)以带离桶1034的内含物。
为了限制马桶1010中的水与金属组件之间的接触,供应管1036和/或排污通道1038可以由例如聚合材料(例如可交联聚合物)和/或陶瓷材料的非金属材料形成。或者,供应管1036和/或排污通道1038可以衬有非金属材料。因此,供应管1036和排污通道1038是非导电的。
如图22到图28中所示,外壳1050支撑冲水致动器组合件1108和注入阀组合件1040两者。注入阀组合件1040包含入口1042、再填充出口1044、冲水致动器出口1046(图28)和电可操作阀组合件1048(图24)。参考图23和图24,外壳1050可以包含上部部分1052和下部部分1054。说明性地,上部部分1052与下部部分1054成一体,然而,上部部分1052可以通过旋拧或摩擦连接或用常规紧固件耦合到下部部分1054,如在2012年3月13日申请的第61/610,205号美国临时专利申请案中所揭示的,其全部揭示内容以引用的方式明确并入本文中。上部部分1052支撑入口1042,出口1044、1046和电可操作阀组合件1048。下部部分1054可以用例如螺杆或螺栓的紧固件1102耦合到冲水阀组合件1100,并且还可以支撑冲水致动器组合件1108。注入阀组合件1040可以由聚合材料组成以限制水与金属组件之间的接触。或者,注入阀组合件1040可以衬有非金属材料。因此,注入阀组合件1040说明性地是非导电的。
入口1042与供应管1036流体地耦合。更确切地说,入口1042可以包含外部螺纹1056,其与内部带螺纹的螺母1058旋拧地耦合以将供应管1036结合到入口1042上。槽1020的后表面1026、第一侧1028或第二侧1030可以包含内部支撑部件或支架(未图示)以支撑在供应管1036与入口1042之间的连接。明确地说,在供应管1036与入口1042之间的连接可以在槽1020内发生。
电可操作阀组合件1048定位在外壳1050内并且与入口1042、再填充出口1044和冲水致动器出口1046成流体连通。电可操作阀组合件1048通过外部螺纹1084和内部螺纹1086旋拧地耦合到外壳1050的上部部分1052(图24)。因此,电可操作阀组合件1048与外壳1050成一体,因为电可操作阀组合件1048的一部分形成连接点,以用于将电可操作阀组合件1048与外壳1050的上部部分1052耦合。
参考图24和图28,电可操作阀组合件1048可以例如是机电阀,且更明确地说,可以是闭锁型电磁阀。示范性电可操作阀组合件1048可以包含过滤器1070、槽1080、密封件1082、和主体部分1060,所述主体部分1060支撐阀座1061、隔膜1062、说明性地为V形凹槽的成形部分1064、导向孔1066、密封件1068、磁体1072、磁极1074、衔铁1076和弹簧1078。如图24中所示,说明性槽1080在密封件1082和过滤器1070后面,并且在主体部分1060前面。电可操作阀组合件1048进一步包含从主体部分1060延伸的电线1088以向其供应电力。
电可操作阀组合件1048与控制器1208成电连通(图40)。在马桶1010的操作期间,电可操作阀组合件1048从控制器1208接收信号以控制从入口1042到再填充出口1044和冲水致动器出口1046的水流,如在本文中和在2012年3月13日申请的第61/610,205号美国临时专利申请案中进一步详述,其全部揭示内容以引用的方式明确并入本文中。举例来说,电可操作阀组合件1048可以被控制器1208致动以将衔铁1076磁性吸引到磁极1074,从而使得来自入口1042的水在阀座1061与隔膜1062之间流动,并且进入出口1044和1046中。电可操作阀组合件1048可以由聚合或其他非导电性材料组成。
如图25A中所示,当电可操作阀组合件1048在闭合位置时,归因于在隔膜1062后方的力,隔膜1062啮合阀座1061。更确切地说,在隔膜1062后方的力足以克服在隔膜1062前面的力。在隔膜1062后方的所得的力是归因于在隔膜1062的相对的前表面和后表面处的水压以及隔膜1062的前面与后面之间的表面积差。当在隔膜1062的前面与后面的压力可以平衡时(归因于穿过成形部分1064的水流),在隔膜1062后面的更大表面在隔膜1062后方产生更大的力。因此,隔膜1062与阀座1061啮合以使得从入口1042(图28)流动穿过过滤器1070的水不可以在隔膜1062与阀座1061之间通过,从而阻止水流动穿过槽1080并且进入出口1044和1046中。
当衔铁1076与磁极1074间隔开时,可以产生在隔膜1062后方的力。当阀组合件1048在闭合位置时,间隙1079可以由在衔铁1076与磁极1074之间的空间界定。明确地说,弹簧1078将衔铁1076偏置远离磁极1074以便将密封件1068与导向孔1066相抵地定位。当导向孔1066被密封时,在隔膜1062后方维持力以使隔膜1062与阀座1061密封地啮合。
然而,如图25B中所示,当电可操作阀组合件1048已被控制器1208致动时,提供短电脉冲以便将衔铁1076朝向磁极1074移动。当电脉冲中断时,归因于对磁体1072的磁性吸引力,衔铁1076将保持对磁极1074的闭锁或以其他方式与其接触。此磁力足以克服弹簧1078中的偏压以使得衔铁1076朝向磁极1074移动并且闭合间隙1079。当衔铁1076接触磁极1074时,密封件1068与衔铁1076一起移动并且被拉离导向孔1066,这在阀组合件1048中产生压力和力差。明确地说,因为导向孔1066不再被密封,所以在隔膜1062后方的压力减小。因此,隔膜1062可以响应于来自在入口1042处的水的力而挠曲、弯曲或以其他方式移动。因此,水可以沿着箭头1083的方向流动穿过过滤器1080并且在隔膜1062与阀座1061之间流动以便流动穿过槽1080(图24)并且进入出口1044和1046中。
当有必要闭合电可操作阀组合件1048时,提供短电脉冲以便产生与磁体1072的磁力相对的磁力。所述相对的磁力使衔铁1076从磁极1074解开以便朝向密封件1068移动衔铁1076。弹簧1078促进衔铁1076朝向密封件1068的移动,因为电脉冲具有较短的持续时间,例如25毫秒。操作电可操作阀组合件1048的额外细节在2012年3月13日申请的第61/610,205号美国临时专利申请案中揭示,其全部揭示内容以引用的方式明确并入本文中。
参考图24,注入阀组合件1040的说明性实施例包含两个出口1044和1046,然而,可以包含任何数目的出口以适应注入阀组合件1040的特定应用。再填充出口1044可以与外壳1050一体地形成并且从此处延伸。说明性地,再填充出口1044可以通常从外壳1050延伸并且可以大致垂直于入口1042。此外,如图26和图27中所示,再填充出口1044可以流体地耦合到出口管1090,所述出口管说明性地耦合到桶再填充管1092和槽再填充管1094。
如图23和图24中所示,示范性桶再填充管1092包含第一和第二通基本上直角的弯管1092a、1092b以便从出口管1090离开并且朝向溢出组合件1190的溢出管1192延伸。说明性地,桶再填充管1092围绕槽再填充管1094并且在冲水阀组合件1100的圆柱形外壳1162上方延伸,以便与溢出管1192耦合。桶再填充管1092的直径可以比溢出管1192更小以使得桶再填充管1092可以容纳在溢出管1192中。桶再填充管1092的说明性实施例可以容纳在溢出管1192上的罩盖1202内,如图23中所示。
如图24中所示,出口管1090还流体地耦合到槽再填充管1094,所述槽再填充管说明性地定位在再填充出口1044与桶再填充管1092中间。槽再填充管1094从出口管1090朝下延伸并且可以定位在槽1020的底壁1029附近。因此,槽再填充管1094的所述定位可以在槽1020经再填充时防止水喷溅和/或防止用户听到来自槽再填充管1094的水接触槽1020的底壁1029。
出口管1090包含:入口1090a,其流体地耦合到注入阀组合件1040的再填充出口1044;槽出口1090b,其流体地耦合到槽再填充管1094;桶出口1090c,其流体地耦合到桶再填充管1092;以及柱塞末端1090d,其基本上与入口1090a相对并且包含开口1090e。或者,桶再填充管1092可以从注入阀组合件1040移除。作为替代,溢出管1192可以与桶出口1090c对准以使得从桶出口1090c流动的水流入溢出管1192中。至少两个弹性臂1093定位在入口1090a附近,并且经配置以延伸进入再填充出口1044以便在其中固定出口管1090。此外,多个突出物或挡块1095和多个通道1096邻近于弹性臂1093而定位。通道1096容纳o形环1101以用于将出口管1090密封到再填充出口1044。挡块1095经配置以配合在再填充出口1044处的多个凹部1045内,从而限制出口管1090在再填充出口1044内延伸的距离。
参考图26和图27,出口管1090经配置以通过入口1090a容纳柱塞1097。柱塞1097具有主体部分1097c,所述主体部分1097c在圆形末端1097a与基本上平坦或平面的末端1097b之间延伸。顶端1098从平坦末端1097b延伸。柱塞1097的主体部分1097c包含多个肋状物1099,所述多个肋状物1099在圆形末端1097a与平坦末端1097b之间延伸。肋状物1099彼此间隔开并且界定其间的通道1091。肋状物1099增加柱塞1097的强度和稳定性。相对于圆形末端1097a,柱塞1097在主体部分1097c的通道1091处较窄。因此,在出口管1090的内径(id)与柱塞1097的主体部分1097c之间的空隙或流动路径大于在出口管1090的内径(id)与柱塞1097的圆形末端1097a之间的空隙或流动路径。
在操作中,当注入阀组合件1040被致动时,水从供应管1036流动穿过再填充出口1044,并且进入出口管1090的入口1090a中。水流过柱塞1097,并且穿过槽和桶出口1090b和1090c离开出口管1090,从而分别流入槽再填充管1094和桶再填充管1092中。进入出口管1090的水朝向出口管1090的柱塞末端1090d推动柱塞1097,以使得顶端1098延伸穿过开口1090e。因此,柱塞1097通常定位在桶出口1090c和槽出口1090b上方。随着水朝向柱塞1097以及槽和桶出口1090b和1090c流动,水的流动路径变窄,因为在柱塞1097的圆形末端1097a与出口管1090的内径(id)之间的空隙小于出口管1090的内径(id)。因此,随着水流入出口管1090中,水的速度增加,这是因为在柱塞1097处的流动路径相对于在入口1090a处的流动路径是受约束的。因为在出口管1090中的流动路径是受约束的,所以在入口1090a处的水压增加,如本文中进一步详述。当从圆形末端1097a处的受约束的流动路径转变到桶和槽再填充管1092和1094中的不受约束的流动路径时,通道1091为水的速度降低提供渐进转变,这可以降低由受约束的水流产生的噪音量。
如果在注入阀组合件1040的入口1042处出现真空,那么柱塞1097移动远离柱塞末端1090d并且朝向出口管1090的入口1090a移动,使得顶端1098与开口1090e间隔开。随着柱塞1097移动远离开口1090e,柱塞1097“破坏”在入口1042处的任何真空,从而防止水流入电可操作阀组合件1048和供应管1036中。
说明性地,注入阀组合件1040受控制器1208控制(图40)。更确切地说,控制器1208从耦合到桶1034的桶传感器1210接收信号,所述桶传感器确定在桶1034中是否出现溢出情况。桶传感器1210用粘合剂耦合到桶1034,所述粘合剂例如是胶带1212或其他类似材料,其可以免除对例如螺栓或螺杆的侵入性紧固件的需要,所述紧固件会穿透桶1034并且形成可能的泄漏点。说明性地,桶传感器1210与胶带1212成一体,所述胶带可以是导电的。举例来说,桶传感器1210与桶1034以及耦合到桶传感器1210至胶带1212的电连接接触,所述电连接例如是铆钉或搭扣。
桶传感器1210经配置以检测溢出情况,例如当桶1034中的水位上升到高于预定的临界水平时。明确地说,当检测到溢出情况时,桶传感器1210可以阻止注入阀组合件1040的操作。因此,当检测到溢出情况时,桶传感器1210还可以阻止冲水致动器组合件1108和冲水阀组合件1100的操作。或者,在桶传感器1210未发信号通知溢出情况时,控制器1208(图40)可以向电可操作阀组合件1048发送信号以启动冲水循环,如本文中进一步详述。桶传感器1210还可以经配置以检测在桶1034中的水泄漏,并且向控制器1208发信号通知泄漏情况。通过在槽1020上的指示器1110,控制器1208可以发信号通知用户:桶1034具有泄漏情况和/或溢出情况。举例来说,桶传感器1210可以是压电元件、红外传感器、射频(“RF”)装置、电容性传感器、浮动装置、超声波装置或电场。说明性地,桶传感器1210是电容性传感器。
参考图23、图24和图28,注入阀组合件1040通过冲水致动器出口1046流体地耦合到冲水致动器组合件1108。说明性地,冲水致动器出口1046可以是从外壳1050延伸到冲水阀组合件1100的导管。冲水阀组合件1100包含冲水管1104、冲水阀挡板1106、冲水致动器组合件1108、指示器1110和冲水致动传感器1112(图40)。冲水致动传感器1112与指示器1110(图21和图22)以及控制器1208(图40)协作以启动冲水循环。指示器1110可以耦合到槽1020并且从此处延伸,如图21和图22中所示。更确切地说,指示器1110和控制器1208可以耦合到槽1020的相同的壁以使得所述壁在冲水指示器1110与控制器1208中间。说明性地,控制器1208和指示器1110可以由在槽1020中的防水外壳或罩壳1114支撑(图30到图32)。罩壳1114还可以容纳至少一个电池1116(图31)以便向控制器1208供应电力。此外,其他电子组件可以容纳在罩壳1114内,例如,指示器1110可以包含电耦合到控制器1208的额外的传感器。
举例来说,冲水致动传感器1112可以是压电元件、红外传感器、射频(“RF”)装置、电容性传感器、浮动装置、超声波装置或电场。说明性地,冲水致动传感器1112是电容性传感器。冲水致动传感器1112经配置以接收用户输入并且与控制器1208成电子连通(图40)。在一个说明性实施例中,冲水致动传感器1112可以是使用触摸或免触的接近度感测的电容性传感器。通过将电容性感测并入到马桶1010中,可以使用单个微芯片与冲水致动传感器1112、桶传感器1210和槽传感器1194电连通(图23)。此外,电容性感测可以使得桶传感器1210(图21)穿过桶1034感测而不需向桶1034添加孔。此外,如已知的,电容性感测提供稳健的电连通并且与其他感测机构相比可以是较不昂贵的。
如图28中所示并且在2012年3月13日申请的第61/610,205号美国临时专利申请案中进一步揭示(其全部揭示内容以引用的方式明确并入本文中),冲水致动器组合件1108可以包含耦合到圆筒1124内的隔膜1122的活塞组合件1120。圆筒1124由外壳1050的上部和下部部分1052、1054界定。因为上部和下部部分1052、1054彼此并且与注入阀组合件1040成一体,所以圆筒1124也通过外壳1050而与注入阀组合件1040(包含电可操作阀组合件1048)成一体。外壳1050的下部部分1054说明性地包含通道1126,所述通道1126容纳隔膜1122的唇缘1128。隔膜1122的唇缘1128定位在通道1126内、在外壳1050的上部与下部部分1052、1054之间。上部部分1052可以包含突出物1130,所述突出物1130按压入隔膜1122的唇缘1128中以便将隔膜1122进一步固定到圆筒1124。隔膜1122的密封性末端1132可以用螺杆1134耦合到活塞组合件1120。因此,隔膜1122的密封性末端1132可以在活塞组合件1120与圆筒1124之间形成密封。说明性地,隔膜1122是滚动隔膜并且可以与活塞组合件1120一起移动,如本文中进一步详述。隔膜1122可以由柔性弹性材料组成。在操作期间,隔膜1122提供具有最小摩擦的长冲程,其降低操作活塞组合件1120所需要的最小摩擦量。此外,通过减小操作活塞组合件1120必需的摩擦量,弹簧1136的硬度可以减小。因为活塞组合件1120可以在减小的压力下操作,即使在水压降低的情况下(例如井水供应或水同时流向建筑物内的其他装置),马桶1010仍将继续操作。
如图28中所示,活塞组合件1120说明性地包含弹簧1136、活塞1138、活塞杆1140和保持器板1142,所述保持器板用螺杆1134或其他紧固件耦合到活塞1138的顶部。活塞1138经由保持器板1142和螺杆1134耦合到隔膜1122的密封性末端1132。因此,保持器板1142还相对于外壳1050的上部部分1052流体地密封活塞组合件1120。在操作中,可以使用水压来啮合冲水致动器组合件1108并且移动活塞组合件1120。此外,圆筒1124的下表面1144可以包含孔口1146(图33)以用于在冲水致动器组合件1108的操作期间释放或排出来自圆桶1124的空气。
说明性活塞1138可以具有基本上圆形的形状,其实质上是中空的(例如倒置的杯形状)。弹簧1136和活塞杆1140的至少一部分说明性地定位在活塞1138内。活塞杆1140可以经由螺杆1134耦合到活塞1138。活塞杆1140从活塞1138朝下并且穿过圆桶1124中的孔口1148延伸以延伸到圆桶1124下方。如图28中所示,活塞杆1140可以通过活塞杠杆1152选择性耦合到杠杆臂1150。活塞杠杆1152可以可枢转地耦合到活塞杆1140并且经配置以选择性地啮合杠杆臂1150。
参考图28,杠杆臂1150包含第一末端1154和相对的第二末端1156。第一末端1154邻近于活塞杠杆1152并且可以在马桶1010的冲水循环期间与活塞杠杆1152接触。枢转部件1155可以耦合到杠杆臂1150的第一末端1154以便枢转地接触活塞杠杆1152,如本文中进一步详述。杠杆臂1150和活塞杠杆1152可以相对于耦合到外壳1050的下部部分1054的支架1153枢转。支架1153中的开口1157使得杠杆臂1150在冲水阀组合件1100的外壳1162内枢转。
如图33中所示,杠杆臂1150的第二末端1156通过通道1158说明性地耦合到挡板1106。通道1158支撑于冲水阀组合件1100的支柱1160上并且定位在外壳1162内。在冲水循环期间,通道1158与杠杆臂1150协作以随着杠杆臂1150的移动而升高和降低挡板1106,如本文中进一步详述。冲水阀组合件1100的说明性实施例是无链的,因为挡板1106耦合到支柱1160而非链。通过使用刚性杆、轴或例如支柱1160的其他类似结构,在打开和闭合挡板1106时,冲水阀组合件1100将更可能适当地操作。更确切地说,如果支柱1160被链取代,那么链更有可能弯折或以其他方式折叠或交叠,这可能阻止链完全伸展。因此,链可能不允许挡板1106完全闭合并且水可能从槽1020持续流向桶1034。然而,通过使用支柱1160而非链,冲水阀组合件1100适当地操作以完全打开和闭合挡板1106。
参考图23、图24和图29,冲水阀组合件1100的挡板1106定位在耦合到外壳1162的框架1164内(图33)。更确切地说,外壳1162说明性地耦合到框架1164的顶部。外壳包含多个槽1166,其使得水出入外壳1162。外壳1162可以经配置用于相对于框架1164旋转以便适应槽1020和供应管1036的不同尺寸和空间布置。框架1164包含框架部件或立柱1168,其在圆周上彼此间隔开以界定径向孔口1170。框架1164可以在孔口1170和框架部件1164下方耦合到冲水管1104,以便为冲水阀组合件1100提供出口。说明性地,框架1164一体地耦合到冲水管1104,但框架1164和冲水管1104的替代性实施例可以使用常规紧固件可移除地彼此耦合。
如图22到图24中所示,冲水管1104可以是圆柱形或管状结构。冲水管1104流体地耦合到桶1034,如图21中所示。冲水管1104的外表面可以包含外部螺纹1172以便容纳螺母1174以用于将冲水阀1104耦合到槽1020。冲水管1104可以包含支撑部件1176(图29),其向内延伸以为冲水阀组合件1100的支柱1160界定引导件1178。此外,冲水管1104可以流体地耦合到溢出组合件1190。图24中所示的说明性支柱1160包含上部末端1160a和下部末端1160b。支柱1160延伸穿过挡板1106以使得上部末端1160a在挡板1106上方延伸并且穿过外壳1162的孔口1163,并且下部末端1106b在挡板1106下方延伸并且进入引导件1178。支柱1160可以包含肋状物1180,其可以增加支柱1160的强度和稳定性。
如图29中所示,挡板1106可以包含容纳密封件1184的通道1182。挡板1106经配置用于在框架1164和冲水管1104内轴向移动,并且密封件1184也可以与挡板1106一起移动。此外,支柱1160促进挡板1106和密封件1184的轴向移动。支柱1160定位在冲水管1104的引导件1178内,以便在轴向移动期间在框架1164内适当地定位挡板1106。因此,支柱1160确保挡板1106在框架1164上对准,以便适当地密封件冲水阀组合件1100。在框架1164上对准挡板1106提供了马桶1010的可重复操作和性能,因为从槽1020分散到桶1034的水量对于每一冲水循环是基本上一致的。
参考图29,当冲水阀组合件1100闭合时,挡板1106啮合框架1164的肩部1186。肩部1186在相对于框架1164基本上垂直的方向上延伸。因此,当冲水阀组合件1100在闭合位置时,密封件1184和挡板1106阻止水流动穿过冲水管1104并且进入桶1034。相反,当冲水阀组合件1100在打开位置时,如图34到图37中所示,支柱1160与杠杆臂1150协作以朝上轴向拉动挡板1106和密封件1184并且拉动远离肩部1186。更确切地说,挡板1106保持在肩部1186上方以使得水可以在冲水循环期间进入冲水管1104。
进一步参考图23和图24,溢出组合件1190包含溢出管1192和耦合到其上的槽传感器1194。溢出管1192是圆柱形管,所述圆柱形管在其上部末端1196和下部末端1198处是敞开的。溢出管1192的上部末端1196与桶再填充管1092成流体连通,并且说明性地具有比桶再填充管1092更大的直径。如图23中所示,桶再填充管1092容纳在溢出管1192的上部末端1196处的罩盖1202上的支架1200内。因此,桶再填充管1092不在溢出管1192内延伸而是流体地耦合到其上,以使得从桶再填充管1092流动的水流入溢出管1192中。或者,桶再填充管1092可以在溢出管1192内延伸。
溢出管1192的下部末端1158通过支架1204与冲水阀组合件1100的冲水管1104成流体连通。支架1204可以与冲水阀组合件1100的框架1164一体地形成,或可以用常规紧固件耦合到其上。因此,进入溢出管1192的上部末端1196的水沿溢出管1192向下流动、穿过下部末端1198和冲水管1104,并且进入桶1034。更确切地说,如果在槽1020中的水位上升到高于溢出管1192的上部末端1196,那么在上部末端1196上方的水穿过溢出管1192和冲水管1104被引导到桶1034中。因此,溢出管1192的上部末端1196的高度或位置可以防止槽1020中的水溢出。此外,可以了解,下部末端1198定位在挡板1106下方,其使得当冲水阀组合件1100在打开位置和闭合位置两者时,水从溢出管1192流入冲水管1104中,并且流入桶1034中。
槽传感器1194可以耦合到溢出管1192的外表面。更确切地说,槽传感器1194耦合到夹子1206或与其一体地形成,所述夹子基本上围绕溢出管1192、在其上部末端1196附近定位。说明性地,如图23中所示,夹子1206和槽传感器1194定位在罩盖1202下方。示范性夹子1206可以是卷曲到溢出管1192上的金属环。夹子1206和槽传感器1194的位置可以是可以沿着溢出管1192的长度调整的,以便调整在槽1020中的水位。槽传感器1194与控制器1208成电子连通(图40)。举例来说,槽传感器1194可以是与控制器1208成有线或无线连通的压电元件、红外传感器、射频(“RF”)装置、电容性传感器、浮动装置、超声波装置或电场。说明性地,槽传感器1194是电容性传感器。第二槽传感器(未图示)可以定位在槽1020中并且经配置以检测溢出情况,例如当槽1020中的水位上升到高于预定水位时。
替代性槽传感器1194'可以被槽1020上的罩壳1114支撑。参考图30到图32,罩壳1114包含第一部分1220和第二部分1222。第一部分1220可以与第二部分1222一体地形成,或可以用常规紧固件耦合到其上。第二部分1222包含电池支架1252以用于在其中支撐电池1116。盖1250可移除地耦合到第二部分1222并且相对于槽1020中的水密封第二部分1222。
第一部分1220支撑指示器1110、覆盖部件1224、支架1226、o形环1228、盖1230、电路板1232,和替代性实施例槽传感器1194'、(说明性地)金属螺栓1234和调整部件1240。盖1230经由耦合部件1244、1246可移除地耦合到第一部分1220以相对于槽1020中的水密封第一部分1220。指示器1110通过第一部分1220上的支架1226支撑。说明性地,支架1226界定方形的横截面并且包含方形开口1258以用于容纳指示器1110的带螺纹部分1254。当带螺纹部分1254与罩壳1114的第一部分1220的带螺纹部分1256旋拧地耦合时,可以将O形环1228保持在带螺纹部分1254上以密封支架1226的开口1258(图32)。
覆盖部件1224说明性地从支架1226朝外定位,并且如图22中所示,也从槽1020朝外定位。因此,指示器1110在覆盖部件1224与支架1226之间延伸。明确地说,覆盖部件包含开口1260,指示器1110的一部分可以延伸穿过所述开口。以此方式,指示器1110和覆盖部件1224在槽1020上是在外部可见的,以使得用户可以知道通过指示器1110致动冲水致动传感器1112。
第一部分1220进一步在其中支撑电路板1232。电路板1232耦合到第一部分1220内的支撑部件1248并且包含各种电组件和连接,例如金属底座部件1236。底座部件1236通过常规手段耦合到电路板1232并且包含孔口1238以用于容纳穿过其的金属螺栓1234。更确切地说,金属螺栓1234延伸穿过盖1230中的孔口1242、穿过底座部件1236中的孔口1238,并且穿过第一部分1220的底部表面上的孔口1262以便延伸到槽1020中。类似地,调整部件1240部分延伸穿过盖1230中的孔口1242并且与底座部件1236上方的螺栓1234旋拧地耦合。调整部件1240的头部部分1264支撑在盖1230上方。
当螺栓1234被支撑在底座部件1236上时,因为螺栓1234和底座部件1234两者都是金属的,所以螺栓1234可以电耦合到电路板1232,并且因此可以向电路板1232传输电连接。优选地,螺栓1234是电容性传感器。因此,如果槽1020中的水接触螺栓1234,那么控制器1208检测到电容增加并且发信号通知注入阀组合件1040以使水停止流入槽1020中。因此,螺栓1234和底座部件1236界定替代性槽传感器1194',并且可以用于发信号通知控制器1208不应向槽1020添加额外的水。控制器1208可以被支撑在电路板1232上,或可以与所述电路板成电连通,并且接收电信号,所述电信号指示槽1020中的水在螺栓1234的水平处。控制器1208可以随后闭合注入阀组合件1040以阻止额外的水流入槽1020中。使用调整部件1240,用户可以旋转调整部件1240的头部部分1264以便调整从孔口1262延伸并且进入槽1020的螺栓1234的长度。因此,槽1020中的预定水位可以调整。举例来说,如果用户想要降低槽1020中的预定水位,那么用户可以在第一方向上旋转头部部分1264以将螺栓1234移动远离调整部件1240的头部部分1264并且进一步进入槽1020。反之,如果用户希望升高槽1020中的预定水位,那么用户可以例如在第二方向上旋转头部部分1264以朝向头部部分1264移动螺栓1234并且进一步进入第一部分1220以使得较少螺栓1234延伸到槽1020中。
槽传感器1194和1194'两者可经配置以与控制器1208协作来指示槽1020中的水泄漏。举例来说,如果槽1020中的水位不再接触槽传感器1194或1194',那么控制器1208可以确定是否曾启动冲水循环。如果冲水循环未启动,那么控制器1208可以随后通过指示器1110向用户指示槽1020具有水泄漏(即,槽1020中的水位在冲水循环之间降低)。
在使用中,可通过启动冲水循环来操作马桶1010,如图33到图39中所示。更确切地说,并且参考图33,当用户希望冲水马桶1010时,所述用户启动冲水致动传感器1112(图40)。举例来说,用户的手可放置成接近指示器1110(例如放置在其前面)以便触发冲水循环。因此,马桶1010是自动和免触的冲水马桶,因为用户通常通过冲水致动传感器1112而非通过按压马桶1010上的手柄或按钮来启动冲水循环。冲水致动传感器1112接收用户输入并且向控制器1208发送信号以启动冲水阀组合件1100和注入阀组合件1040的操作。在启动冲水循环之前,控制器1208(图40)接收来自桶传感器1210的信号以确定桶1034中的水位是否高于预定临界水位。如果桶1034中的水位在临界水平处或在其下方,那么控制器1208将启动冲水循环。反之,如果桶传感器1210发信号通知控制器1208桶1034中的水位高于临界水平,那么控制器1208将不致动注入阀组合件1040以启动冲水循环。明确地说,当检测到溢出情况时,水不从注入阀组合件1040的入口1042流动到出口1044、1046。因此,在溢出情况期间,水不流入槽1020或从槽1020流出。说明性地,水不从入口1042流动到冲水致动器出口1046,并且因此冲水致动器组合件1108不抬升挡板1106,其阻止槽1020中的水流入桶1034中。此外,水不从入口1042流动到再填充出口1044,并且因此水不穿过槽再填充管1094流入槽1020中或穿过桶再填充管1092流入桶1034中。
然而,可以了解,示范性马桶1010经配置以允许用户在已检测到溢出情况之后冲洗马桶1010一次。明确地说,用户可以移除马桶1010的盖1022并且穿过外壳1162的孔口1163朝上手动拉动支柱1160以便手动抬升挡板1106并且打开冲水阀组合件1100。槽1020中的水将流动穿过冲水阀组合件1100、进入桶1034,并且穿过排污通道1038以冲洗马桶1010。然而,因为已经发信号通知控制器1208溢出情况,所以控制器1208不致动注入阀组合件1040,并且因此槽1020和桶1034未被再填充。因此,当检测到溢出情况时,用户被阻止手动冲洗马桶1010超过一次,因为没有水保持在槽1020中用于另一冲水循环。
或者,马桶1010可以包含耦合到支柱1160的外部按钮、杠杆或其他机械用户接口装置,其将允许用户手动冲洗马桶1010而无需移除盖1022。举例来说,用户可以推动、旋转,或以其他方式移动在外部耦合到马桶1010的将升高支柱1160的装置,从而打开挡板1106,以使得水进入桶1034而无需致动控制器1208或注入阀组合件1040。因此,支柱1160允许用户超驰控制器1208,并且还在电池1116需要更换或电传感器和/或控制器1208发生故障时允许用户操作马桶1010一次。
当未检测到溢出情况时,响应于来自冲水致动传感器1112的信号,控制器1208向注入阀组合件1040发送信号以启动冲水循环。明确地说,当电可操作阀组合件1048经致动时,衔铁1076朝向磁极1074移动以闭合间隙1079并且将导向孔1066启封,从而使得隔膜1062的一部分挠曲远离阀座1061(图25B)。来自供应管1036的水可以在阀座1061与隔膜1062之间流动以在入口1042与再填充出口1044与冲水致动器出口1046之间提供流体连通。
水从供应管1036流出、穿过入口1042、进入电可操作阀组合件1048、穿过冲水致动器出口1046,并且进入冲水致动器组合件1108。水同时也流动穿过再填充出口1044并且进入出口管1090。部分归因于由柱塞1097造成的在出口管1090中的流动约束,进水向冲水致动器组合件1108加压。通过对冲水致动器组合件1108加压,隔膜1122被按压,从而导致隔膜1122和活塞1138在圆筒1124中朝下轴向移动,如图34到图36中所示。水压足以克服弹簧1136中的偏压和由挡板1106的重量和在挡板1106上方的水引起的力,以便降低活塞1138并且压缩弹簧1136。举例来说,冲水致动器组合件1108中的压力可以是10psi到15psi,以便克服弹簧1136的偏压并且启动隔膜1122的移动。
活塞1138的朝下移动导致活塞杆1140也朝下移动。在冲水循环启动时,活塞杆1140和活塞杠杆1152与杠杆臂1150间隔开(图33)。然而,随着活塞杆1140被施加到隔膜1122和活塞1138的水压进一步朝下推动,活塞杠杆1152接触杠杆臂1150的第一末端1154(图34)。作为响应,杠杆臂1150在外壳1162中朝上枢转。更确切地说,杠杆臂1150的第二末端1156在支柱1160的通道1158内朝上移动直到接触通道1158的上部表面1159。当杠杆臂1150接触通道1158的上部表面1159时,支柱1160与杠杆臂1150一起朝上移动。因此,挡板1106也朝上移动。
参考图34和图35,支柱1160和挡板1106的朝上移动导致冲水阀组合件1100打开。随着冲水阀组合件1100打开,来自槽1020的水流动穿过孔口1170并且进入冲水管1104以便进入桶1034。当冲水阀组合件1100打开时,实质上所有在槽1020中的水都可以流入桶1034中。桶1034中的水的突然增加在排污通道1038中产生虹吸效应,借此流体和桶1034的其他内含物被拉出或吸出桶1034并且进入排污通道1038和排水管(未图示)。
如图35和图36中所示,在完整行程中,杠杆臂1150的第一末端1154滑过活塞杠杆1152。因此,活塞杠杆1152不接触杠杆臂1150并且可以不再与其接触。杠杆臂1150的第二末端1156随后能够归因于其重量而在通道1158内朝下枢转到其初始位置。尽管杠杆臂1150开始在通道1158内朝下移动,但是当水在槽1020中时,挡板1106可以保持在打开位置。更确切地说,归因于浮力,当水在槽1020中时,挡板1106可起初保持打开。然而,随着槽1020中的水位降低,归因于浮力的损失和从槽1020流入桶1034中的水的速度降低,挡板1106可能闭合。举例来说,挡板1106可以包含多个孔(未图示),其使得水流入挡板1106中,从而减小其浮力。因此,挡板1106可穿过槽1020中的水朝下移动,并且在一些水仍在槽1020中时闭合。挡板1106中的孔可根据冲水循环的预定情况而布置,所述预定情况例如是冲水体积(例如1.28加仑/冲水)和冲水循环的所需的持续时间。当挡板1106安放在框架1164的肩部1186上时,冲水阀组合件1100闭合,其随后允许来自槽填充管1094的水保持在槽1020中。
在冲水阀组合件1100闭合之后,槽1020和桶1034可以用水再填充。为了在马桶1010已被冲洗之后再填充槽1020和桶1034,注入阀组合件1040的电可操作阀组合件1048保持在打开位置以使得再填充出口1044和冲水致动器出口1046保持打开。来自供应管1036的水流动穿过再填充出口1044、进入出口管1090,并且穿过桶再填充管1092以便流动穿过溢出管1192并且经由冲水管1104进入桶1034。如本文中详述,溢出管1192的下部末端1198在挡板1106下方流体地耦合到冲水管1104,使得当冲水阀组合件1100闭合时,来自溢出管1192的水可以流入桶1034中。
当桶1034被再填充时,在出口管1090中的水也流入槽再填充管1094中以便补充槽1020中的水。当冲水阀组合件1100在闭合位置时,从槽再填充管1094流动的水保持在槽1020中。槽传感器1194或1194'可以用于向控制器1208指示槽1020何时已经充分补充了水。注入阀组合件1040可经校准以使得桶1034和槽1020在大致相同的时间充分补充了水。在槽1020中的任何过量的水可以流入溢出管1192中、穿过冲水管1104,并且进入桶1034以便外溢到排污通道1038中。然而,在槽传感器1194或1194'的正常或正确操作下,在槽1020中不存在过量水。
当注入阀组合件1040的入口1042和出口1044和1046打开时,冲水致动器组合件1108可以保持被加压,以使得隔膜1122、活塞1138和活塞杆1140保持被按压。为了释放冲水致动器组合件1108中的压力,电可操作阀组合件1048移动到闭合位置。具体参考图25A,不再产生磁力并且弹簧1078的偏压将衔铁1076推动远离磁极1074。因此,导向孔1066被密封,从而对隔膜1062加压并且防止在阀座1061与隔膜1062之间的水流。更确切地说,在隔膜1062后面的力克服在隔膜1062前面的力(即,通过在入口1042处的水产生的力)以使得隔膜1062不对其作出响应而挠曲。
在入口1042被密封的情况下,在槽1020和桶1034已被再填充之后,按压隔膜1122的水可以朝上流动穿过冲水致动器出口1046以便穿过再填充出口1044而释放。或者,注入阀组合件1040可以包含单独的排水孔(未图示)以释放冲水致动器组合件1108中的水。通过减小冲水致动器组合件1108中的水压,隔膜1122、活塞1138、弹簧1136和活塞杆1140归因于弹簧1136的偏压而朝上移动,如图37到图39中所示。此朝上移动使得活塞杠杆1152在杠杆臂1150的第一末端1154上方旋转并且返回到其初始位置(图33和图39)。在冲水循环启动之前和之后,活塞杠杆1152不与杠杆臂1150接触,然而,在冲水循环之前、期间和之后,杠杆臂1150可以保持定位在支柱1160的通道1158内。
在冲水循环结束时,活塞杠杆1152可能不与杠杆臂1150接触,并且因此,用户可能必须等待,直到冲水致动器组合件1108中的压力已经释放,之后才可以启动另一冲水循环。控制器1208的替代性实施例可以经配置以向电可操作阀组合件1048发送信号,以便在槽1020和桶1034已被完全再填充之前启动额外的冲水循环。
控制器1208可以配置有“定时器”或“切断”功能,其在没有来自槽传感器1194或1194'的信号的情况下在打开注入阀组合件1040一段预定时间之后关闭注入阀组合件1040。举例来说,在槽1020没有在预定的持续时间(例如两分钟)内被再填充水的情况下。明确地说,如果槽传感器1194或1194'发生故障并且不向控制器1208指示槽1020中的水在传感器1194或1194'的水平处,那么水将穿过溢出管1192从槽1020持续流入桶1034中。因此,如果无法在冲水循环已经启动之后的预定时间长度内确定槽1020中的水位,那么控制器1208的定时器功能对于槽传感器1194或1194'来说是防止水持续流入桶1034中的“后备”。
指示器1110可以包含透镜以便用光源(例如发光二极管(“LED”))或其他装置照明。因此,指示器1110的至少一部分可根据马桶1010的特定应用和情况而被照明。举例来说,控制器1208可在某些时间段期间照明指示器1110,例如在夜里,或当盥洗室较暗时。指示器1110还可以包含光传感器以检测光的不存在。
此外,当到了更换电池1116的时候,控制器1208可以照明指示器1110。指示器1110经配置而以不间断和闪烁的形式两者产生多个色彩。举例来说,指示器1110可以不间断蓝色照明以指示马桶1010操作正常,以不间断绿色照明以指示在槽1020中的泄漏,以不间断和/或闪烁的红色照明以指示电池低电量警告,以闪烁的蓝色照明以指示溢出情况,以闪烁的绿色照明以指示组合的泄漏和溢出情况,以黄色或橙色照明以指示清洁情况或模式,并且以紫色照明以指示超过槽1020的填充时间。预期用于其他模式的其他色彩和指示。
在操作中,当用户通过指示器1110触发冲水致动传感器1112时,指示器1110照明。在冲水循环期间,指示器1110保持被照明,并且例如当槽传感器1194或1194'发信号通知控制器1208槽1020是满的时,指示器1110可以关闭。或者,如果冲水循环未启动(例如当感测到溢出情况时),那么指示器1110将在预定时间量内保持被照明。
参考图41到图44,马桶1010的替代性实施例包含耦合到槽1020'的用于启动冲水循环的手柄组合件1300。马桶1010的所述替代性实施例可以包含许多上文中详述的类似特征,其中相同的参考数字识别类似的组件。手柄组合件1300通过耦合装置可操作地耦合到冲水阀组合件1100',所述耦合装置说明性地是链1302。耦合装置也可以是金属丝、线、杆或其他用于将手柄组合件1300可操作地耦合到挡板1106'的类似组件。如上文中详述,冲水阀组合件1100'包含冲水管1104'和挡板1106'。挡板1106'用常规紧固件耦合到链1302。溢出管1192通过支架1204'流体地耦合到冲水管1104'。
如图42A到图42C中所示,手柄组合件1300包含手柄1304、垫圈1306和1308、多个耦合件、杠杆臂1316、阻断销组合件1318和外壳1320,所述多个耦合件说明性地是带螺纹耦合件1310以及螺母1312和1314。手柄组合件1300被支撑在槽1020'上,以使得手柄1304从槽1020'朝外定位并且外壳1320定位在槽1020'内。手柄1304的立柱1322延伸穿过槽1020'中的孔口(未图示)以便与杠杆臂1316耦合以操作冲水阀组合件1100'。明确地说,杠杆臂1316的第一末端1332被容纳在带螺纹耦合件1310的孔口1334和立柱1322的孔口1336内。杠杆臂1316的第二末端1338耦合到链1302。杠杆臂1316包含邻近于第一末端1332的基本上是直角的弯头以便朝向链1302和挡板1106'延伸杠杆臂1316。
耦合件1310通过安装部分1328固定到槽1020'。说明性地,安装部分1328界定方形横截面并且在槽1020'中的孔口也可以界定方形。带螺纹耦合件1310的带螺纹部分1330穿过垫圈1306的孔口1324和垫圈1308的孔口1326而被容纳,并且与螺母1312以及螺母1314旋拧地耦合以将耦合件1310固定到槽1020'。因此,耦合件1310不相对于槽1020'旋转。如图41中所示,当与带螺纹部分1330耦合时,螺母1314可定位在外壳1320外,或者,当与带螺纹部分1330耦合时,螺母1314可定位在外壳1320内。螺母1312、1314允许手柄组合件1300适应各种槽的壁的不同厚度。
耦合件1310也耦合到外壳1320。外壳1320包含上部外壳部件1340和下部外壳部件1342。上部和下部外壳部件1340、1342通过常规手段(例如,紧固件、焊接、铆钉、粘合剂)耦合到一起。下部外壳部件1342包含直立部件1345,其具有凹槽1347。当带螺纹部分1330沿着下部外壳部件1342的表面1344延伸时,在耦合件1310(图42B)上的肋状物1319被容纳在凹槽1347内。当肋状物1319定位在凹槽1347内时,外壳1320固定到耦合件1310。因此,外壳1320也固定到槽1020',因为耦合件1310固定到槽1020'。因此,当用户按压手柄1304时,耦合件1310阻止外壳1320旋转。
外壳1320进一步支撑销组合件1318,所述销组合件包含销1346和电动机组合件或电可操作阀组合件,说明性地是电磁阀1348。电磁阀1348电耦合到控制器,例如控制器1208(图40),以便控制手柄1304的移动。控制器1208也可与桶传感器1210(图40)成电连通以便检测桶1034中的溢出情况(图20和21)。销组合件1318被支撑在外壳1320的部分1350上,其相对于切除部分1344被抬高。因此,销组合件1318相对于杠杆臂1316被抬高。
在操作中,如果桶传感器1210未检测到溢出情况,那么手柄组合件1300在冲水位置并且控制器1208允许手柄1304旋转。因此,当用户希望对马桶1010启动冲水循环时,按压手柄1304。手柄1304和杠杆臂1316相对于耦合件1310共同旋转,以使得手柄1304的旋转也导致杠杆臂1316的第一末端1332旋转穿过手柄1304的支柱1322。更确切地说,杠杆臂1316的第一末端1332在外壳1320中以逆时针方向旋转,并且第二末端1338在槽1020'中朝上旋转。第二末端1338的朝上旋转提拉链1302,并且因此提拉挡板1106'。因此,冲水阀组合件1100'打开,并且来自槽1020'的水流动穿过冲水管1104'并且进入桶1034(图20)。如图44中所示,销1346缩回电磁阀1348内,并且因此当用户按压手柄1304时不干扰杠杆臂1316的旋转。
手柄1304的旋转可受到在耦合件1310的末端1311上的突出物1313限制。更确切地说,手柄1304包含表面1317a和1317b,其彼此间隔开并且从支柱1322基本上朝外延伸。突出物1313被容纳在手柄1304的由表面1317a、1317b界定的槽内。因此,当手柄1304旋转时,在表面1317a接触到突出物1313时,手柄1304的朝下移动停止。此外,当表面1317b接触突出物1313时,手柄1304朝上移动停止。
然而,如图43中所示,如果桶传感器1210检测到溢出情况,那么手柄组合件1300在溢出位置并且控制器1208阻止手柄1304旋转。明确地说,控制器1208致动电磁阀1348,说明性地为闭锁型电磁阀,其朝外伸出销1346以使得销1346定位在杠杆臂1316上方。因此,销1346干扰杠杆臂1316的旋转。如图43中所示,销1346阻止杠杆臂1316的第二末端1338朝上旋转。因此,在检测到溢出情况之后,当用户希望启动冲水循环时,所述用户将不能够按压手柄1304。而是,当用户尝试按压手柄1304并且杠杆臂1316的第二末端1338尝试朝上旋转时,销1346阻止这样的旋转。因此,用户无法完全按压手柄1304并且挡板1106'移动远离冲水管1104'。当检测到溢出情况时,销1346阻止冲水循环。
一旦桶传感器1210(图40)不再检测到溢出情况,控制器1208发信号通知电磁阀1348以缩回销1346,以使得允许第二末端1338旋转,并且因此用户可以按压手柄1304。
参考图45到图49,替代性实施例手柄组合件1300'耦合到槽1020'以用于启动冲水循环。替代实施例手柄组合件1300'可以包含许多上文中详述的类似特征,其中相同的参考数字识别类似的组件。手柄组合件1300'通过耦合装置可操作地耦合到冲水阀组合件1100',所述耦合装置说明性地是链1302(图41)。挡板1106'用常规紧固件耦合到链1302。
如图46和图47中所示,手柄组合件1300'包含手柄1304',其具有安装部分1328'和支柱1322';板1358;定位销1364,其自板1358延伸;阻断销组合件1318';柱塞1370;以及电力输出组合件,其说明性地为电动机组合件1396。为了将手柄1304'与槽1020'耦合,支柱1322'通过孔口1352容纳在槽1020'中以使得安装部分1328'定位在孔口1352内。说明性地,安装部分1328'和孔口1352两者界定方形的横截面。支柱1322'通过孔口1360进一步容纳在板1358中以便用螺母1312'固定到所述板上。手柄1304'通过杠杆臂1316和链1302可操作地耦合到冲水阀组合件1100'(图41)。因此,手柄1304'的旋转导致杠杆臂1316旋转并且提拉链1302和挡板1106'以启动冲水循环。
板1358使用定位销1364定位在槽1020'上,所述定位销定位在槽1020的孔口1356内。板1358通过支腿1366耦合到电动机组合件1396,所述支腿自板1358延伸。支腿1366被容纳在电动机组合件1396上的孔口1380内。电池1116向控制器1208提供电力以用于操作电动机组合件1396。电动机组合件1396也经配置以接收来自控制器1208(图40)的电信号,以便响应于来自桶传感器1210(图40)的信号而选择性操作电动机组合件1396,所述信号可以指示桶1034(图21)中的溢出情况。
销组合件1318'由板1358支撑并且包含销1346'和主体部分1368。主体部分1368包含凸缘1390。销1346'自主体部分1368延伸并且通过孔口1362被容纳在板1358上。孔口1362与槽1020'上的孔口1354对准。如图47中所示,引导部件1384从板1358向后延伸并且经配置以通过孔口1394容纳销组合件1318'。为了适当地定位销组合件1318',引导部件1384包含容纳凸缘1390的凹槽1392。凹槽1392固定主体部分1368的旋转但允许主体部分1368在其中轴向滑动。因此,当柱塞1370通过电动机组合件1396旋转时,凹槽1392阻止主体部分1368的旋转,如本文中详述。
主体部分1368包含孔口1386,所述孔口1386具有内部螺纹以用于与柱塞1370的外部螺纹1372旋拧地耦合。柱塞1370被容纳在销组合件1318'(图47)的孔口1386内并且进一步包含凸缘1374和突出物1376。说明性地,凸缘1374在螺纹1372和突出物1376中间。突出物1376被容纳在电动机组合件1396(图46)的通道1378内。通道1378包含基本上与突出物1376的外部轮廓相对应的内部轮廓。通道1378进一步包含挡块表面1388,当突出物1372被容纳在通道1378内时,所述挡块表面邻接凸缘1374。
在操作中,如果桶传感器1210未检测到溢出情况,那么手柄组合件1300'在冲水位置并且控制器1208允许手柄1304'旋转。因此,当用户希望对马桶1010启动冲水循环时,按压手柄1304'。手柄1304'的旋转也导致杠杆臂1316旋转,从而提拉链1302,并且因此提拉挡板1106'(图41)。因此,冲水阀组合件1100'打开,并且来自槽1020'的水流动穿过冲水管1104'并且进入桶1034(图20)。如图48中所示,销1346'缩回并且不从板1358的孔口1362和槽1020'的孔口1354延伸。因此,当用户按压手柄1304'时,销1346'不干扰手柄1304'的旋转,并且因此不干扰杠杆臂1316。并且,当在冲水位置时,销组合件1318'的主体部分1368邻接柱塞1370的凸缘1374以阻止销1346'延伸超出槽1020'的孔口1354。
然而,如图49中所示,如果桶传感器1210检测到溢出情况,那么手柄组合件1300'在溢出位置并且控制器1208阻止手柄1304'旋转。明确地说,控制器1208致动电动机组合件1396以将销1346'从柱塞1370朝外伸出,以使得销1346'延伸进入手柄1304'。因此,销1346'干扰手柄1304'的旋转。如图49中所示,柱塞1370的突出物1376保持在通道1378内以使得柱塞的凸缘1374邻接通道1378的挡块表面1388。然而,电动机组合件1396导致通道1378旋转,并且因此导致柱塞1370旋转。柱塞1370的旋转将销组合件1318'从主体部分1368朝外并且朝向手柄1304'移动,因为在销组合件1318'的孔口1386处的内部螺纹与柱塞1370上的外部螺纹1372相抵地旋转。因此,销组合件1318'朝向手柄1304'移动以使得主体部分1368邻接板1358。当主体部分1368邻接板1358时,销1346'从板1358的孔口1362和槽1020'的孔口1354延伸,并且经定位以接触手柄1304'的后部部分。因此,当用户尝试按压手柄1304'时,手柄1304'接触到销1346',这阻止手柄1304'旋转。因此,在检测到溢出情况之后,当用户希望启动冲水循环时,用户将不能够按压手柄1304'。
一旦桶传感器1210(图40)不再检测到溢出情况,控制器1208发信号通知电动机组合件1396以缩回销组合件1318',以使得主体部分1368与板1358间隔开。举例来说,电动机组合件1396可以在相反方向上旋转以缩回销组合件1318'并且移动主体部分1368以邻接柱塞1370的凸缘1374。因此,允许手柄1304'在被用户按压时旋转。
参考图50到图53,另一替代性实施例手柄组合件1300"耦合到槽1020'以用于启动冲水循环。替代实施例手柄组合件1300”可以包含许多上文中详述的类似特征,其中相同的参考数字识别类似的组件。手柄组合件1300”通过杠杆臂1316和耦合装置可操作地耦合到冲水阀组合件1100',所述耦合装置说明性地是链1302(图41)。挡板1106用常规紧固件耦合到链1302。
杠杆臂1316的第一末端1332可操作地耦合到手柄组合件1300"的手柄1304",并且杠杆臂1316的第二末端1338耦合到链1302。常规上,当用户按压手柄1304"时,手柄1304"旋转以启动冲水循环,其导致杠杆臂1316的第二末端1338朝上旋转并且提拉链1302和挡板1106'。当挡板1106'与冲水管1104'间隔开时,启动冲水循环,因为来自槽1020'(图41)的水穿过冲水管1104'流入桶1034中(图20)。
如图50和图51中所示,手柄组合件1300"包含手柄1304"、耦合件1310、垫圈1306和1308、螺母1312和1314"、杆1400、第一离合器板1408、弹簧1410、第二离合器板1412、具有可缩回顶端1432的柱塞1428和具有前面部分1402和后部部分1404的外壳1320"。手柄1304"的支柱1322"被容纳在耦合件1310的孔口1398(图52和图53)内,并且垫圈1306、1308基本上邻近于耦合件1310的安装部分1328而定位。可以通过槽1020'(图41)中的孔口(未图示)容纳安装部分1328,以用螺母1312将手柄组合件1300"耦合到槽1020'。螺母1314"也与耦合件1310的带螺纹部分1330旋拧地耦合以便将外壳1320"固定到槽1020'。明确地说,当前面部分1402的弹性指状物1405摩擦地保持在螺母1314"的内径上时,螺母1314"搭扣到外壳1320"上。指状物1405被凹槽1407分离,所述凹槽容纳耦合件1310上的伸出部分1321。因此,耦合件1310固定到外壳1320"。耦合件1310也固定到槽1020',并且因此外壳1320"固定到槽1020”。在此配置中,当手柄1304"被按压时,外壳1320不旋转。
杆1400被容纳在耦合件1310的孔口1334内并且穿过孔口1336延伸进入手柄1304"的支柱1322"。杆1400的一部分也被支撑在外壳1320"中,所述外壳1320"包含用紧固件1430耦合在一起的前面部分1402和后部部分1404。明确地说,杆1400穿过孔口1406被容纳在前面部分1402中并且可操作地耦合到第一和第二离合器板1408、1412。说明性地,杆1400延伸穿过第一离合器板1408的孔口1434,并且经配置以被容纳在第二离合器板1412的第一和第二凹部1436、1438内(图52和图53)。杆1400旋转地固定到第一离合器板1408但与第二离合器板1412间隔开。
弹簧1410定位在第一和第二离合器板1408、1412中间。更确切地说,第一和第二离合器板1408、1412基本上被容纳在弹簧1410内,以使得弹簧1410基本上围绕第一离合器板1408的挚子1442和第二离合器板的挚子1444而延伸(图51到图53)。
第二离合器板1412包含凸缘1446和具有通道1416的管状部件1414。通道1416经配置以将杠杆臂1316容纳在其中。杠杆臂1316用支架1418和1420紧固在通道1416内,支架1418和1420在杠杆臂1316的第一末端1332处耦合在一起。或者,支架1418、1420可以与杠杆臂1316一体地形成。杠杆臂1316延伸穿过在外壳1320"的后部部分1404中的开口1426,以便与链1302(图41)耦合以用于操作冲水阀组合件1100'。
外壳1320"的后部部分1404进一步支撑柱塞1428。柱塞1428延伸穿过在后部部分1404中的孔口1424并且用耦合件紧固到其上,所述耦合件说明性地为螺母1422。柱塞1428可以电耦合到控制器1208(图40)以便响应于溢出情况选择性地从柱塞1428缩回和伸出顶端1432,如本文中进一步详述。举例来说,柱塞1428可以包含电耦合到控制器1208的电磁阀或电动机组合件(未图示)以用于控制顶端1432的移动。
在操作中,如果桶传感器1210未检测到溢出情况,那么手柄组合件1300"在冲水位置并且控制器1208允许手柄1304"旋转。因此,当用户希望对马桶1010启动冲水循环时,朝下按压手柄1304"。手柄1304"的旋转也导致杠杆臂1316在外壳1320"的后部部分1404的开口1426内旋转,从而提拉链1302,并且因此提拉挡板1106'(图41)。因此,冲水阀组合件1100'打开,并且来自槽1020'的水流动穿过冲水管1104'并且进入桶1034(图20)。
如图53中所示,当允许手柄1304"旋转时,第一和第二离合器板1408、1412耦合在一起以使得第一离合器板1408的挚子1442与第二离合器板1412的挚子1444摩擦地配合,以便允许手柄1304"旋转。在未经致动位置,顶端1432从柱塞1428伸出。顶端1432接触管状部件1414并且克服弹簧1410的偏压以使得第一和第二离合器板1408、1412接触。因此,当手柄1304"被按压时,杠杆臂1316在后部部分1404的开口1426内旋转。当在冲水位置时,杆1400被容纳在第二离合器板1412的第一和第二凹部1436、1438内并且邻近于第二离合器板1412的挡块表面1440。
然而,如图52中所示,如果桶传感器1210检测到溢出情况,那么手柄组合件1300"在溢出位置并且控制器1208阻止手柄1304"旋转。明确地说,控制器1208致动电磁阀或电动机组合件(未图示)以便在柱塞1428内缩回顶端1432。因此,当顶端1432不再向第二离合器板1412施加压力时,弹簧1410的偏压使第二离合器板1412移动远离第一离合器板1408。第二离合器板1412也移动远离杆1400以使得杆1400与第二离合器板1412的挡块表面1440间隔开。此外,当第二离合器板1412移动远离第一离合器板1408时,杠杆臂1316在外壳1320"的后部部分1404的开口1426的延伸部分1450内向后移动。因此,当用户尝试按压手柄1304"时,手柄1304"不旋转,因为杠杆臂1316不再旋转地耦合到手柄1304"。因此,手柄1304"可以在不启动杠杆臂1316的旋转的情况下旋转。
或者,第二离合器板1412可以保持与第一离合器板1408啮合。当顶端1432缩回柱塞1428内时,第一和第二离合器板1408、1412两者可以在外壳1320"中向后移动。因此,杠杆臂1316也向后移动。当手柄1304"被按压时,杠杆臂1316可以接触延伸部分1450的上部表面1452,其阻止杠杆臂1316朝上旋转。因此,冲水阀组合件1100'不打开。因此,在检测到溢出情况之后,当用户希望启动冲水循环时,用户将不能够按压手柄1304"。
一旦桶传感器1210(图40)不再检测到溢出情况,控制器1208脱离电磁阀或电动机组合件(未图示),并且顶端1432再次从柱塞1428伸出以啮合管状部件1414并且将第二离合器板1412朝向第一离合器板1408移动。允许手柄1304"在被用户按压时旋转,因为杠杆臂1316从延伸部分1450朝前移动并且进入开口1426,其允许第二末端1338朝上旋转。
参考图54到图62,图20的马桶1010的替代性实施例示出为马桶1510。替代性实施例马桶1510包含许多与马桶10和上文中详述的马桶1010的特征类似的特征,其中相同的参考数字识别类似的组件,除了下文所描述的之外。马桶1510包含槽1520;底座1032(图20);桶1034(图20);入口管,其说明性地为供水管1536;出口管,其说明性地为排污通道1038(图21);注入阀组合件1540;冲水阀组合件1600;以及溢出组合件1690。说明性地,马桶1510是类似于本文所述的马桶10(图1)和马桶1010(图20)的槽型重力供料马桶。
槽1520包含盖1522、底部表面1529、前表面1524、后部表面1526、第一侧1528和第二侧1530。槽1520可由陶瓷、金属或聚合材料(例如,瓷、不锈钢或塑料复合材料)组成。后部表面1526包含外部凹进通道1527,其将供应管1536在高于槽1520中的水位处引导入槽1520中。如图54中所示,供应管1536通过注入阀组合件1540与冲水阀组合件1600和溢出组合件1690成流体连通。明确地说,供应管1536流体地耦合到供水系统(未图示)以便使水流入注入阀组合件1540中,如本文中进一步详述。
如图55到图60中所示,外壳1550支撑冲水致动器组合件1608和注入阀组合件1540两者。参考图55和图60,注入阀组合件1540包含入口1542、再填充出口1544、冲水致动器出口1546和电可操作阀组合件1548。外壳1550可以包含上部部分1552和下部部分1554。说明性地,上部部分1552用搭扣指状物1762耦合到下部部分1554(图55和图56)。或者,上部部分1552可以与下部部分1554成一体,或者可以用其他常规紧固件耦合到其上。上部部分1552支撑入口1542,出口1544、1546,和电可操作阀组合件1548。
如图55和图60中所示,入口1542与供应管1536流体地耦合。更确切地说,入口1542可以包含外部螺纹1556,其与供应管1536旋拧地耦合。在供应管1536与入口1542之间的连接可在槽1520内发生。
入口1542可以进一步支撑流量约束器1562(图57和图60)。说明性地,流量约束器1562是压力补偿流量约束器。流量约束器1562可以定位在电可操作阀组合件1548与供应管1536中间,以使得流量约束器1562在电可操作阀组合件1548的上游。在一个实施例中,流量约束器1562可经配置以将流动速率控制在大致2.5加仑/分钟。通过控制流动速率,流量约束器1562辅助在注入阀组合件1540内维持恒定压力,如本文中进一步详述。
此外,注入阀组合件1540可以包含止回阀1578,如图57中所示。如果在注入阀组合件1540的入口1542处出现真空,那么止回阀1578经配置以“破坏”所述真空,从而防止回流,或者在相反方向上穿过电可操作阀组合件1548并且返回到供应管1536中的水流。
参考图60,电可操作阀组合件1548定位在外壳1550内,并且与入口1542、再填充出口1544和冲水致动器出口1546成流体连通。电可操作阀组合件1548通过外部螺纹1584和内部螺纹1586旋拧地耦合到外壳1550的上部部分1552。电可操作阀组合件1548可以是(例如)机电阀,并且更明确地说,可以是闭锁型电磁阀。示范性电可操作阀组合件1548与图24到图25B和图28的电可操作阀组合件1048相同,并且因此,可以包含过滤器1570、密封件1582、和主体部分1560,所述主体部分1560支撐阀座、隔膜、成形部分、导向孔、密封件、磁体、磁极、衔铁和弹簧。电可操作阀组合件1548以与电可操作阀组合件1048(图24到图25B和图28)相同的方式操作。电可操作阀组合件1548进一步包含电线1588,其从主体部分1560延伸以用于向电可操作阀组合件1548供应电力。
电可操作阀组合件1548也可以通过电线1588与控制器1708(图61)成电连通。在马桶1510的操作期间,电可操作阀组合件1548接收来自控制器1708的信号以控制从入口1542到再填充出口1544和冲水致动器出口1546的水流,如在本文中和在2012年3月13日申请的第61/610,205号美国临时专利申请案,以及在2012年11月2日申请的第61/722,074号美国临时专利申请案中进一步详述,其全部揭示内容以引用的方式明确并入本文中。举例来说,电可操作阀组合件1548可以由控制器1708致动以便使水从入口1542流入出口1544和1546中。
参考图55,注入阀组合件1540的说明性实施例包含两个出口1544和1546,然而,可以包含任何数目的出口以适应注入阀组合件1540的特定应用。说明性地,再填充出口1544可以大致垂直于入口1542。此外,如图54到图57中所示,再填充出口1544可以流体地耦合到桶再填充管1592和槽再填充管1594。在图57的说明性实施例中,槽再填充管1594具有比桶再填充管1592更大的直径。
槽再填充管1594包含上部部分1594a和下部部分1594b。上部部分1594a可以用密封性部件直接耦合到再填充出口1544,所述密封性部件说明性地为o形环1593(图57)。在图57的说明性实施例中,下部部分1594b以大致直角耦合到上部部分1594a。槽再填充管1594的下部部分1594b从上部部分1594a朝下延伸,以使得下部部分1594b的底部表面邻近于冲水阀组合件1600的挡板1606(图54到图56)。
说明性地,槽再填充管1594包含第一接头1590、第二接头1591和导管1596(图55到图59)。第一和第二接头1590、1591和导管1596可以与槽再填充管1594一体地形成,或者可以用常规紧固件耦合到其上。如图55和图57中所示,第一接头1590从槽再填充管1594的上部部分1594a延伸,并且第二接头1591从导管1596延伸。下部部分1594b可以定位在导管1596外面。如图56中所示,导管1596用支撑部件1598耦合到下部部分1594b,以使得导管1596基本上平行于下部部分1594b。支撑部件1598可以一体地耦合到槽再填充管1594或者用常规紧固件耦合到其上。导管1596的一部分可以定位在溢出组合件1690的溢出管1692内。
槽再填充管1594的下部部分1594b还包含耦合部件1730,如图57和图59中所示。说明性地,耦合部件1730一体地耦合到槽再填充管1594的下部部分1594b并且界定圆形横截面。耦合部件1730包含中心孔口1734,其经配置以围绕溢出管1692装配。在一个实施例中,中心孔口1734的内径与溢出管1692的外径是大致相同的尺寸。耦合部件1730还包含在溢出管1692的相对侧上的切除部分1732。切除部分1732经配置以容纳溢出管1692上的支柱1736(图56)。在支柱1736起初被容纳在切除部分1732内之后,耦合部件1730经配置以围绕溢出管1692旋转以便将支柱1736紧固在其中。说明性地,耦合部件1730是扭锁部件,其用于将槽再填充管1594耦合到溢出管1692。
桶再填充管1592的上部末端耦合到第一接头1590并且桶再填充管1592的下部末端耦合到第二接头1591。如图55和图56中所示,当桶再填充管1592的下部末端耦合到第二接头1591时,桶再填充管1592内的水流动穿过第二接头1591并且进入导管1596以便再填充桶1034(图20)。更确切地说,槽再填充管1594的上部部分1594a中的水的一部分流动穿过第一接头1590、进入桶再填充管1592、进入导管1596、穿过溢出管1692,并且进入桶1034。在一个实施例中,桶再填充管1592是柔性聚合物管,其内径为大致0.25英寸。举例来说,桶再填充管1592可以由聚氯乙烯(PVC)材料组成。桶再填充管1592可以经配置以围绕槽再填充管1594的一部分弯曲以便与第二接头1591耦合。在一个示范性实施例中,槽再填充管1594的上部部分1594a中的大致25%的水流入桶再填充管1592中以再填充桶1034,并且上部部分1594a中的大致75%的水流入槽再填充管1594的下部部分1594b中,以在马桶1510已经被冲洗之后再填充槽1520。
如图57中所示,注入阀组合件1540进一步包含邻近于再填充出口1544的压力释放部件1572。明确地说,压力释放部件1572基本上定位在电可操作阀组合件1548与再填充出口1544中间。压力释放部件1572包含活塞部件1574和弹簧1576。活塞部件1574包含中心开口或者排水口1575(图62)。活塞部件1574也可以包含密封性部件,例如o形环,以便相对于冲水致动器出口1546选择性地密封再填充出口1544,如本文中进一步详述。
在操作中,压力释放部件1572可以朝向闭合位置偏置,在所述闭合位置中,弹簧1576不被压缩并且活塞部件1574密封再填充出口1544。因此,当启动冲水循环时,压力释放部件1572可以闭合再填充出口1544以使得注入阀组合件1540中的水起初不流动穿过再填充出口1544。归因于在再填充出口1544处的此约束,注入阀组合件1540内的压力可能增加,甚至当供应管1536中的压力较低时也如此。当注入阀组合件1540中的压力增加到足以克服弹簧1576的偏压的预定量时,活塞部件1574和弹簧1576移动远离再填充出口1544,从而打开再填充出口1544,以允许水流入再填充出口1544中。通过在预定压力下打开再填充出口1544,注入阀组合件1540中的压力可以保持恒定。举例来说,注入阀组合件1540中的压力可以恒定地维持在大致8psi下。
参考图54到图60,注入阀组合件1540通过冲水致动器出口1546可操作地耦合到冲水阀组合件1600。冲水阀组合件1600包含冲水管1604、挡板1606、冲水致动器组合件1608、指示器1610和冲水致动传感器1612(图61)。冲水致动传感器1612与指示器1610(图54和图61)和控制器1708(图61)协作以启动冲水循环。说明性地,控制器1708和指示器1610可以被槽1520中的防水外壳或罩壳1614支撑。罩壳1614和指示器1610可以可操作地耦合到电源(例如电池1616),并且在结构上和操作上类似于图22中的罩壳1114和指示器1110。
注入阀组合件1540的说明性实施例由控制器1708控制(图61)。更确切地说,控制器1708接收来自耦合到桶1034的桶传感器1760(图61)的信号,其确定在桶1034(图21)中是否出现溢出情况。桶传感器1760经配置以检测溢出情况,例如当在桶1034中的水位上升到高于预定临界水平时。明确地说,当检测到溢出情况时,桶传感器1760可阻止注入阀组合件1540的操作。因此,当检测到溢出情况时,桶传感器1760还可阻止冲水致动器组合件1608和冲水阀组合件1600的操作。或者,在桶传感器1760未发信号通知溢出情况时,控制器1708(图61)可以向电可操作阀组合件1548发送信号以启动冲水循环。桶传感器1760还可经配置以检测桶1034中的水泄漏,并且向控制器1708发信号通知泄漏情况。通过槽1520上的指示器1610,控制器1708可以发信号通知用户桶1034具有泄漏情况和/或溢出情况。
举例来说,桶传感器1760可以是压电元件、红外传感器、射频(“RF”)装置、电容性传感器、浮动装置、超声波装置或电场。说明性地,桶传感器1760是电容性传感器。桶传感器1760可以由金属板(例如黄铜)组成,所述金属板用聚合材料(例如聚氯乙烯)包覆模制。桶传感器1760可以粘附到桶1034的背面(如图21中所示)。在一个实施例中,泡沫材料也可以与桶1034上的桶传感器1760耦合。
参考图60,冲水致动器出口1546可以是从外壳1550向冲水致动器组合件1608延伸的导管。冲水致动器组合件1608在结构上和操作上类似于在上文中详述的冲水致动器组合件1108(图28)。举例来说,冲水致动器组合件1608可以包含耦合到隔膜1622的活塞杆1620、活塞1638和具有螺杆1634或其他紧固件的保持器板1642。弹簧1636可以围绕活塞杆1620并且在活塞1638下方定位。冲水致动器组合件1608基本上容纳在由外壳1550所界定的圆筒1624内。注入阀组合件1540内的恒定水压可以用来啮合冲水致动器组合件1608,并且更确切地说,可以用来克服弹簧1636的偏压。当注入阀组合件1540中的压力克服弹簧1636的偏压时,活塞杆1620、活塞1638、隔膜1622和保持器板1642朝向圆筒1624的下表面朝下移动。圆筒1624的下表面可以包含至少一个孔口(未图示),以用于在冲水致动器组合件1608的操作期间释放或排出来自圆筒1624的空气。
在冲水致动器组合件1608的操作期间,隔膜1622提供具有最小摩擦的长冲程,其降低操作活塞组合件1608所需要的最小摩擦量。因为冲水致动器组合件1608可以在减小的压力下操作,所以甚至当供应管1536中的水压降低时,马桶1510仍可以继续操作。此外,可以将注入阀组合件1540内的压力维持在克服弹簧1636的弹簧偏压所需的最小压力下。因此,将注入阀组合件1540内的压力量维持在预定量下,并且不增加到可能对注入阀组合件1540和/或马桶1510的其他组件造成损伤的量。
活塞杆1620从圆筒1624朝下延伸并且耦合到冲水阀组合件1600的枢转组合件1710。如图54到图59中所示,枢转组合件1710包含支撑部件1712、杠杆部件1714、枢转部件1716和引导部件1718。支撑部件1712耦合到活塞杆1620并且基本上围绕溢出管1692延伸。说明性地,活塞杆1620的下部部分与支撑部件1712成一体。更确切地说,支撑部件1712包含相对侧1712a、1712b,其耦合到活塞杆1620并且基本上围绕溢出管1692延伸。支撑部件1712的侧1712a、1712b也部分围绕槽再填充管1594延伸。
支撑部件1712的下部末端耦合到枢转部件1716。如图56和图57中所示,支撑部件1712的下部末端包含支架1720以用于支撐枢转部件1716。枢转部件1716经配置以从支架1720朝外枢转。说明性地,枢转部件1716围绕槽再填充管1594的一部分延伸,并且可经配置以从此处朝外枢转。枢转部件1716还包含枢转底脚1722,以用于选择性地啮合挡板1606上的一对枢转臂1750,如本文中进一步详述。
除了枢转部件1716以外,支撑部件1712也耦合到杠杆部件1714。更确切地说,杠杆部件1714定位在支撑部件1712上方并且可以摩擦地保持在槽再填充管1594上。杠杆部件1714经配置以沿着槽再填充管1594滑动。杠杆部件1714的下部末端包含伸出部分1724,其对应于支撑部件1712中的凹部1726。因此,当杠杆部件1714在朝下方向上朝向支撑部件1712滑动时,伸出部分1724被容纳在凹部1726内以使得支撑部件1712也在朝下方向上沿着槽再填充管1594滑动。突出部1728定位在杠杆部件1714的上部末端处,并且说明性地与杠杆部件1714一体地形成。突出部1728允许用户手动地操作和控制杠杆部件1714的移动。举例来说,在发生功率损耗的情况下,控制器1708可能不操作。然而,通过按压突出部1728并且在朝下方向上手动地滑动杠杆部件1714和支撑部件1712,用户可以继续操作马桶1510至少一次。
如图55和图57中所示,引导部件1718耦合到槽再填充管1594并且包含上部轨道1718a和下部轨道1718b。轨道1718a、1718b彼此平行并且基本上垂直于槽再填充管1594而延伸。说明性地,引导部件1718一体地耦合到槽再填充管1594的下部部分1594b。因为槽再填充管1594未经配置以在马桶1510的操作期间移动或滑动,所以引导部件1718也是静止的。引导部件1718可以与支撑部件1712的侧1712a、1712b接触。如本文中进一步详述,杠杆部件1714的朝下移动可能受引导部件1718的上部轨道1718a限制,并且枢转部件1716的朝上移动可能受下部轨道1718b限制。此外,如果枢转组合件1710紧密接近槽1520的表面1524、1526或侧1528、1520中的任一者,那么在马桶1510的操作期间,当枢转组合件1710移动时,轨道1718a、1718b防止干扰到槽1520。
参考图54,溢出组合件1690包含溢出管1692和槽传感器1694(图55和图61)。槽传感器1694经配置以检测溢出情况,并且在结构上和操作上与图31的槽传感器1194'相同。溢出管1692通过槽再填充管1594耦合到冲水致动器组合件1608。溢出管1692用耦合部件1730紧固到槽再填充管1594。此外,支撑部件1712围绕溢出管1692的一部分延伸。溢出管1692也通过导管1596流体地耦合到桶再填充管1592。
溢出管1692也耦合到冲水管1604和挡板1606。明确地说,溢出管1692的出口在挡板1606下方耦合到冲水管1604,以使得溢出管1692中的水可以流入桶1034中(图20),而不管挡板1606是否闭合冲水管1604。通过将溢出管1692耦合到冲水管1604,溢出管1692的高度可以变化以适应槽1520的各种水位和几何形状而不影响冲水阀组合件1600的操作。
此外,溢出管1692用支柱1736耦合到挡板1606,如图55和图56中所示。支柱1736可以与溢出管1692一体地耦合,或可以用常规紧固件耦合到其上。支柱1736啮合挡板1606的一对枢转臂1750,并且为挡板1606界定枢转位置。因此,当启动冲水循环时,通过围绕支柱1736枢转挡板1606,挡板1606可以被抬升或以其他方式移动,如本文中进一步详述。说明性地,挡板1606可以是倾斜或铰接类型的挡板,并且因此,挡板1606旋转或枢转以打开冲水管1604,而非在垂直方向上轴向移动。说明性挡板1606是无链挡板,其通过朝上枢转而操作。
参考图54到图56,在一个实施例中,枢转臂1750包含枢转框架1752。枢转框架1752定位在枢转臂1750内部并且在支柱1736的上部表面上方延伸。枢转框架1752包含突出部1754,其经配置以在冲水循环期间啮合枢转部件1716的枢转底脚1722。举例来说,在冲水循环之前,枢转底脚1722定位在枢转框架1752的突出部1754上方。在冲水循环期间,支撑部件1712和枢转部件1716随着冲水致动器组合件1608的移动朝下移动,并且枢转底脚1722接触突出部1754。突出部1754朝下枢转,并且因此,枢转框架1742和枢转臂1750围绕支柱1736在朝上方向上枢转挡板1606。
挡板1606可以包含密封件1684(图58),其啮合耦合到冲水管1604的框架部件1670。在一个实施例中,框架部件1670部分定位在冲水管1604内并且旋拧地耦合到其上。如图55中所示,框架部件1670的一部分可以定位在冲水管1604上方,并且界定用于啮合密封件1684的表面以便密封槽1520中的水。冲水管1604以上文关于冲水管1104详述的方式耦合到桶1034(图21)。
参考图61和图62,在使用中,当启动冲水循环时,马桶1510操作。更确切地说,当用户希望冲洗马桶1510时,所述用户启动冲水致动传感器1612(图61)。举例来说,用户的手可以放置成接近指示器1610(例如放置在其前面)以便触发冲水循环。因此,马桶1510是自动和免触的冲水马桶,因为用户通常通过冲水致动传感器1612而非通过按压手柄或马桶1510上的按钮来启动冲水循环。冲水致动传感器1612接收用户输入并且向控制器1708发送信号以启动冲水阀组合件1600和注入阀组合件1540的操作。在启动冲水循环之前,控制器1708接收来自桶传感器1760的信号以确定桶1034(图21)中的水位是否高于预定临界水位。如果桶1034中的水位在临界水平处或在其下方,那么控制器1708将启动冲水循环。反之,如果桶传感器1760发信号通知控制器1708桶1034中的水位高于临界水平,那么控制器1708将不致动注入阀组合件1540以启动冲水循环。换句话说,桶传感器1760持续与控制器1708成电连通并且向控制器1708传输基线电容。基线电容(例如零电容)被持续传输到控制器1708,直到出现溢出情况为止。当出现溢出情况时,来自桶传感器1706的电容信号增加。通过将增加的电容与基线电容进行比较,控制器1708处理来自桶传感器1706的增加的电容。当控制器1708确定增加的电容大于基线电容时,控制器1708向注入阀组合件传输信号以阻止启动冲水循环。操作桶传感器1706和控制器1708的额外细节在2013年3月13日申请的第13/798,406号美国专利申请案中揭示,其全部揭示内容以引用的方式明确并入本文中。
当检测到溢出情况时,在溢出情况期间,水不流入槽1520中或从其流出。说明性地,水不从入口1542流动到冲水致动器出口1546,并且因此冲水致动器组合件1608不抬升挡板1606,其阻止槽1520中的水流入桶1034中。此外,水不从入口1542流动到再填充出口1544,并且因此水不穿过槽再填充管1594流入槽1520中或穿过桶再填充管1592流入桶1034中。
然而,可了解,示范性马桶1510经配置以允许用户在已检测到溢出情况之后冲洗马桶1510至少一次。明确地说,用户可以移除马桶1510的盖1522并且手动地按压突出部1728(图57)以便手动地抬升挡板1606并且打开冲水阀组合件1600。槽1520中的水将流动穿过冲水阀组合件1600、进入桶1034,并且穿过排污通道1038以冲洗马桶1510。然而,因为已经发信号通知控制器1708溢出情况,所以控制器1708可不致动注入阀组合件1540,并且因此槽1520和桶1034可不被再填充。
当未检测到溢出情况时,响应于来自冲水致动传感器1612的信号,控制器1708向注入阀组合件1540发送信号以启动冲水循环。明确地说,电可操作阀组合件1548经致动以使得来自供应管1536的水流入注入阀组合件1540中。随着来自供应管1536的水进入入口1542,所述水流动穿过在电可操作阀组合件1548上游的流量约束器1562。明确地说,流量约束器1562经配置以根据水压将穿过入口1542的水流调整到预定的流动速率。说明性地,流量约束器1562可以将在入口1542处的流动速率限制在大致2.5加仑/分钟。通过控制在电可操作阀组合件1548上游的水流,可以控制在注入阀组合件1540内的压力。此外,因为流量约束器1562的约束随着水的参数(例如水压)而变化,所以流量约束器1562经配置以维持恒定的流动速率,甚至当供应压力较低时也如此。
随着水流动穿过流量约束器1562和电可操作阀组合件1548,因为压力释放部件1572闭合再填充出口1544,所以水起初仅流动穿过冲水致动器出口1546。因此,在注入阀组合件1540中的压力克服压力释放部件1572的弹簧1576的偏压之前,注入阀组合件1540中的压力可以增加到预定量。此外,随着压力增加,冲水致动器组合件1608的弹簧1636的偏压可以被克服,以使得隔膜1622、活塞杆1620和保持器板1642在圆筒1624中朝下移动。
在一个实施例中,注入阀组合件1540包含压力释放部件1572和流量约束器1562两者以便在冲水循环期间施加恒定压力。更确切地说,流量约束器1562控制流动速率,并且因此控制在电可操作阀组合件1548上游的注入阀组合件1540内的压力,而压力释放部件1572控制在电可操作阀组合件1548下游的注入阀组合件1540内的压力。举例来说,在没有流量约束器1562和压力释放部件1572的情况下,注入阀组合件1540内的压力可归因于在入口1542处的不受控制的流量和在再填充出口1544处的流量约束而快速增加,当桶再填充管1592具有比槽再填充管1594更小的内径时造成所述流量约束。因此,注入阀组合件1540内的压力可能增加到高于操作注入阀组合件1540所必需的量。此外,注入阀组合件1540内的压力可能随着供应管1536中的压力而变化。因此,在没有流量约束器1562和压力释放部件1572的情况下,可能维持不了注入阀组合件1540内的恒定压力。然而,在有流量约束器1562的情况下,可以控制入口1542处的流动速率,并且因此可以控制在此处的压力以最小化再填充出口1544处的任何约束。
然而,说明性马桶1510需要注入阀组合件1540内的预定压力,以便操作冲水致动器组合件1608。当启动冲水循环时,通过用压力释放部件1572闭合再填充出口1544,进入注入阀组合件1540的水仅流动穿过冲水致动器出口1546并且压力在冲水致动器出口1546处增加。当冲水致动器出口1546处的压力增加到克服弹簧1636的偏压所必需的预定量时,冲水致动器组合件1608朝下移动。同样地,当注入阀组合件1540内的压力增加到克服弹簧1576的偏压所必需的预定量(例如大致8psi到15psi)时,压力释放部件1572移动远离再填充出口1544,其使得水流入桶再填充管1592和槽再填充管1594中。因此,随着水流动穿过再填充出口1544,注入阀组合件1540内的压力在预定压力下保持恒定。
此外,因为注入阀组合件1540中的压力是恒定的,所以冲水致动器组合件1608,且更明确地说,活塞杆1620,在冲水循环期间向枢转组合件1710施加恒定的力。活塞杆1620的恒定力将支撑部件1712朝下移动。枢转部件1716与支撑部件1712一起朝下移动,并且枢转底脚1722在挡板1606上接触枢转框架1752的突出部1754。由冲水致动器组合件1608施加以枢转组合件1710的恒定力足以围绕支柱1736旋转挡板1606。明确地说,挡板的枢转臂1750和枢转框架1752围绕溢出管1692的支柱1736枢转。当挡板1606围绕支柱1736枢转时,冲水管1604打开以使得槽1520中的水流入桶1034和冲水马桶1510中。挡板1606保持打开,直到水流出槽1520为止,因为挡板1606漂浮在水中。随着槽1520中的水位降低,挡板1606围绕支柱1736枢转并且相对于冲水管1604的框架部件1670闭合。
在枢转部件1716的枢转底脚1722接触枢转框架1752的突出部1754之后,枢转部件1716经配置以从槽再填充管1594和支撑部件1712朝外枢转,以使得枢转底脚1722不干扰枢转框架1752或挡板1606的旋转。此外,枢转部件1716经配置以随着挡板1606枢转越过枢转框架1752,并且朝下移动超过枢转框架1752,以进一步确保枢转部件1716不干扰挡板1606的打开或闭合。
在冲水阀组合件1600闭合(即,挡板1606密封冲水管1604)之后,槽1520和桶1034可以用水再填充。为了再填充槽1520和桶1034,电可操作阀组合件1548保持打开以使得水从入口1542流动到再填充出口1544和冲水致动器出口1546。在电可操作阀组合件1548打开的情况下,冲水致动器组合件1608保持被加压,并且因此,枢转组合件1710保持在朝下位置中。来自供应管1536的水流动穿过再填充出口1544、进入桶再填充管1592、穿过溢出管1692,并且经由冲水管1604进入桶1034中。
当桶1034被再填充时,水也流入槽再填充管1594中以便补充槽1520中的水。在挡板1606闭合冲水管1604的情况下,从槽再填充管1594流动的水保持在槽1520中。槽传感器1694可以向控制器1708指示槽1520何时已经充分补充了水。在一说明性实施例中,马桶1510可以具有大致1.28加仑/冲水的容量,并且当流量约束器1562将流动速率控制在大致2.5加仑/分钟下时,马桶1510可以在大致30秒内被再填充。
在冲水循环之后,可以释放注入阀组合件1540中的压力以重置冲水致动器组合件1608准备另一冲水循环。为了释放注入阀组合件1540中的压力,电可操作阀组合件1548闭合以使得在入口1542处的水不再流入注入阀组合件1540中。在入口1542被密封的情况下,在槽1520和桶1034已被再填充之后,在活塞1638上方的水可以朝上流动穿过冲水致动器出口1546并且可以穿过再填充出口1544而被释放。此外,水可以流动穿过压力释放部件1572的排水口1575以便释放注入阀组合件1540内的压力。在一个实施例中,注入阀组合件1540可以包含额外的排水孔以加速释放来自冲水致动器组合件1608的水。
通过减小冲水致动器组合件1608中的水压,隔膜1622、活塞1638、弹簧1636和活塞杆1620归因于弹簧1636的偏压而朝上移动。此朝上移动还导致枢转组合件1710朝上移动。明确地说,枢转部件1716移动超过枢转框架1752的突出部1754以使得枢转底脚1722再次定位在突出部1754上方。因为枢转部件1716可以相对于槽再填充管1594朝外成角度,所以枢转部件1716能够在不受干扰的情况下移动超过突出部1754以便重新对准枢转组合件1710。在一个实施例中,引导部件1718的下部轨道1718b可以在枢转组合件1710朝上移动期间接触枢转部件1716,以便在突出部1754上方重新对准枢转底脚1722。
虽然已经参考特定优选实施例详细描述了本发明,但是在如所附权利要求中所描述和界定的本发明的精神和范围内可存在变化和修改。
Claims (47)
1.一种自动冲水马桶,其包括:
桶;
槽,其定位在所述桶上方;
接近度传感器,其耦合到所述槽;
冲水致动器组合件,其定位在所述槽内,所述冲水致动器组合件经配置以容纳来自供水系统的水流;
至少一个电可操作阀,其可操作地耦合到所述冲水致动器组合件并且经配置以控制从所述供水系统到所述冲水致动器组合件的水流;以及
冲水阀组合件,其可操作地耦合到所述冲水致动器组合件;以及
控制器,其经配置以容纳来自所述接近度传感器的信号以启动所述马桶的冲水循环,其中在所述冲水循环期间,所述冲水致动器组合件被水压启动以啮合所述冲水阀组合件,并且启动所述冲水致动器组合件的所述压力是实质上恒定的并且与所述供水系统中的水压无关。
2.如权利要求1所述的自动冲水马桶,其进一步包括注入阀组合件和定位在所述注入阀组合件下游的压力释放部件,其中所述压力释放部件经配置以维持启动所述冲水致动器组合件的所述恒定压力。
3.如权利要求2所述的自动冲水马桶,其进一步包括在所述注入阀组合件上游的流量约束部件,其中所述流量约束部件与所述压力释放部件协作以维持启动所述冲水致动器组合件的所述恒定压力。
4.如权利要求1所述的自动冲水马桶,其中所述冲水阀组合件包含挡板,所述挡板经配置以在所述冲水循环期间枢转移动到打开位置,并且经配置以在所述冲水循环之后枢转移动到闭合位置。
5.如权利要求4所述的自动冲水马桶,其中所述冲水致动器组合件包括活塞和活塞杆,所述活塞杆经配置以在所述冲水循环期间将所述挡板枢转移动到所述打开位置。
6.如权利要求1所述的自动冲水马桶,其进一步包括溢出组合件,所述溢出组合件可操作地耦合到所述冲水致动器组合件,并且经配置以在当所述控制器接收到所述桶中的水位高于预定水平的信号时,在所述马桶的冲水循环之前啮合所述冲水致动器组合件。
7.一种自动冲水马桶,其包括:
桶;
槽,其耦合到所述桶并且支撐一定量的水;
注入阀组合件,其定位在所述槽中并且包含至少一个电可操作阀组合件;
冲水致动器,其流体地耦合到所述注入阀组合件;
供水系统,其与所述注入阀组合件成流体连通;
冲水阀组合件,其具有挡板,所述挡板经配置以在水从所述槽流入所述桶中的打开位置与水保持在所述槽中的闭合位置之间移动,所述挡板可操作地耦合到所述冲水致动器以将所述挡板移动到所述打开位置;以及
溢出装置,其与所述至少一个电可操作阀组合件连通,其中所述溢出装置经配置以防止来自所述供水系统的水进入所述槽,并且所述溢出装置经配置以将所述挡板保持在所述闭合位置。
8.如权利要求7所述的自动冲水马桶,其中所述冲水致动器包含活塞和滚动隔膜。
9.如权利要求7所述的自动冲水马桶,其中在所述注入阀组合件的上游控制来自所述供水系统的所述水的流动速率。
10.如权利要求9所述的自动冲水马桶,其进一步包括流量约束部件,所述流量约束部件经配置以控制来自所述供水系统的所述水的所述流动速率。
11.如权利要求7所述的自动冲水马桶,其中将压力施加到所述冲水致动器以用于操作所述冲水阀组合件。
12.如权利要求11所述的自动冲水马桶,其中当所述压力被施加到所述冲水致动器时,所述压力是恒定的。
13.如权利要求11所述的自动冲水马桶,其进一步包括定位在所述至少一个电可操作阀组合件下游的压力释放部件,所述压力释放部件经配置以在打开位置与闭合位置之间移动,其中所述压力释放部件经配置以当施加到所述冲水致动器的所述压力增加到预定水平时打开。
14.一种自动冲水马桶,其包括:
桶;
槽,其定位在所述桶上方;
冲水阀,其定位在所述槽内;
冲水致动器,其可操作地耦合到所述冲水阀,所述冲水致动器包含活塞和圆桶;
电子感测组合件,其与所述冲水致动器连通;
溢出装置,其可操作地耦合到所述冲水致动器;以及
控制器,其与所述电子感测组合件和所述溢出装置成电子连通以用于控制所述冲水致动器。
15.如权利要求14所述的自动冲水马桶,其中所述电子感测组合件经配置用于所述冲水阀的免触的操作。
16.如权利要求15所述的自动冲水马桶,其中所述电子感测组合件包含电容性传感器。
17.如权利要求14所述的自动冲水马桶,其中所述溢出装置包括与所述电子感测组合件连通以控制所述冲水致动器的操作的电子传感器。
18.如权利要求14所述的自动冲水马桶,其中所述冲水致动器经配置以在打开位置与闭合位置之间移动,所述冲水致动器在所述打开位置定位在较高水平处以启动所述马桶的冲水操作。
19.如权利要求14所述的自动冲水马桶,其中通过所述冲水致动器将恒定力施加到所述冲水阀。
20.一种自动冲水马桶,其包括:
桶;
槽,其耦合到所述桶;
冲水致动器,其定位在所述槽内;
供水系统,其与所述冲水致动器成流体连通;
至少一个电可操作阀组合件,其与所述供水系统成流体连通;
外壳,其用于支撐所述至少一个电可操作阀组合件;
传感器,其可操作地耦合到所述至少一个电可操作阀组合件;以及
溢出装置,其与所述至少一个电可操作阀组合件连通,其中所述至少一个电可操作阀组合件与所述外壳成一体。
21.如权利要求20所述的自动冲水马桶,其中所述电可操作阀组合件是电磁阀,其具有与所述供水系统成流体连通的入口,以及与所述槽、所述桶和所述冲水致动器成流体连通的出口。
22.如权利要求20所述的自动冲水马桶,其进一步包括流体地耦合到所述电可操作阀组合件的出口管和定位在所述出口管内的约束装置,所述约束装置经配置以增加所述冲水致动器中的压力。
23.如权利要求22所述的自动冲水马桶,其中所述约束装置经配置以破坏所述电可操作阀组合件的所述入口处的真空。
24.一种自动冲水马桶,其包括:
桶;
槽,其耦合到所述桶;
冲水致动器,其定位在所述槽内;
至少一个电可操作阀组合件,其与供水系统成流体连通;以及
无链冲水阀组合件,其可操作地耦合到所述冲水致动器并且具有经配置用于手动地冲洗所述马桶的手动部件。
25.如权利要求24所述的自动冲水马桶,其中所述手动部件是经配置以在朝上方向上移动来手动地冲洗所述马桶的支柱。
26.如权利要求25所述的自动冲水马桶,其中所述冲水阀组合件包含挡板和冲水管,所述挡板经配置以在闭合位置与打开位置之间移动,在所述闭合位置中,所述挡板密封地啮合所述冲水管以闭合所述冲水阀组合件,在所述打开位置中,所述挡板与所述冲水管间隔开以打开所述冲水阀组合件,并且所述支柱耦合到所述挡板。
27.如权利要求24所述的自动冲水马桶,其中所述手动部件是经配置以在朝下方向上移动来手动地冲洗所述马桶的突出部。
28.如权利要求27所述的自动冲水马桶,其中所述冲水阀组合件包含挡板和冲水管,所述挡板经配置以在闭合位置与打开位置之间移动,在所述闭合位置中,所述挡板密封地啮合所述冲水管以闭合所述冲水阀组合件,在所述打开位置中,所述挡板与所述冲水管间隔开以打开所述冲水阀组合件,并且所述突出部与所述挡板间隔开。
29.如权利要求24所述的自动冲水马桶,其进一步包括溢出装置,所述溢出装置与所述电可操作阀组合件连通以响应于所述马桶的情况来控制所述冲水致动器。
30.一种自动冲水马桶,其包括:
桶;
槽,其耦合到所述桶;
冲水阀,其具有定位在所述槽内的可枢转杠杆臂;
冲水致动器,其具有活塞、圆桶和隔膜,所述冲水致动器可操作地耦合到所述冲水阀;
水路组合件,其与所述冲水致动器成流体连通,所述水路组合件包含入口和至少一个出口;
电可操作阀,其与所述水路组合件成流体连通,所述电可操作阀经配置以控制从所述水路组合件的所述入口到所述冲水致动器的水流,并且所述冲水致动器可以通过来自所述水流的压力操作;
电容性传感器,其与所述电可操作阀成电子连通并且经配置用于所述冲水阀的免触的操作;以及
电子溢出传感器,其经配置以检测溢出情况。
31.如权利要求30所述的自动冲水马桶,其进一步包括第二电子溢出传感器以检测第二溢出情况。
32.如权利要求30所述的自动冲水马桶,其进一步包括用于接收来自所述电容性传感器和所述电子溢出传感器的至少一个信号的控制器,所述控制器经配置以将至少一个信号发送到所述电可操作阀以用于控制所述冲水致动器的操作。
33.如权利要求30所述的自动冲水马桶,其中所述冲水阀包含可枢转地耦合到所述冲水致动器的挡板。
34.一种冲水马桶,其包括:
桶;
槽,其耦合到所述桶;
冲水阀,其定位在所述槽内;
冲水装置,其经配置以启动冲水循环;
电子感测组合件,其具有定位在所述桶上以用于检测所述桶的溢出情况的感测部件;
溢出装置,其可操作地耦合到所述冲水装置;以及
控制器,其与所述电子感测组合件和所述溢出装置成电子连通,以用于响应于所述马桶的情况来控制所述冲水装置。
35.如权利要求34所述的冲水马桶,其中所述冲水装置包含与所述冲水阀和所述溢出装置成流体连通的冲水致动器。
36.如权利要求35所述的冲水马桶,其中所述电子感测组合件包含可操作地耦合到所述槽上的电子指示器的冲水致动传感器。
37.如权利要求36所述的冲水马桶,其中所述指示器经配置以输出所述马桶的状态的视觉指示。
38.如权利要求36所述的冲水马桶,其进一步包括定位在所述槽内以用于检测所述槽的溢出情况的感测部件。
39.如权利要求38所述的冲水马桶,其中所述感测部件是金属组件,当所述金属组件与所述槽中的水接触时,所述金属组件与所述控制器电连通。
40.如权利要求38所述的冲水马桶,其中定位在所述槽内的所述感测部件耦合到所述溢出装置。
41.如权利要求37所述的冲水马桶,其中定位在所述槽内的所述感测部件是经配置以在预定水平处与所述槽中的水接触的金属部件。
42.如权利要求34所述的冲水马桶,其中所述冲水装置是定位在所述槽外的手柄。
43.如权利要求42所述的冲水马桶,其进一步包括离合器机构以操作所述手柄。
44.如权利要求43所述的冲水马桶,其中所述离合器机构电耦合到所述控制器以用于响应于所述马桶的所述情况而选择性地啮合所述离合器机构。
45.如权利要求42所述的冲水马桶,其进一步包括销组合件,所述销组合件电耦合到所述控制器以用于响应于所述马桶的所述情况来控制所述手柄。
46.如权利要求34所述的冲水马桶,其中所述情况选自由以下各项组成的群组:溢出情况、泄漏情况、清洁情况、正常操作情况和电力供应情况。
47.如权利要求46所述的冲水马桶,其进一步包括电耦合到所述控制器的指示器,其中所述控制器经配置以向所述指示器发信号通知所述溢出情况、所述泄漏情况、所述清洁情况、所述正常操作情况和所述电力供应情况。
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