CN107109833A - 冲水马桶 - Google Patents

Abstract

冲水马桶(1)具有可手动操作的主排放阀(23)，主排放阀具有连接至在马桶桶缸水阱中的正常水位以下的冲洗出口的主冲洗出口(15)。冲洗出口(15)被朝向水阱(3)导向。马桶桶缸(2)的上侧区域中的大体切向旋流出口(16)由分离的阀(27)控制并且被大体水平地导向，以引起离开它的水在清洗冲洗中遵循马桶桶缸的内侧上的旋流路径。水阱(3)具有：遵循大体屈膝状U形的路径的通道、通向马桶桶缸的下端的入口端(5)、最低的中心区域(6)和最下部分限定了到水阱的深度的水阱出口(7)。通道的横截面形状(13)具有比其水平轴线长的竖直轴线。

Description

冲水马桶

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月24日提交的南非临时专利申请号2014/07754的优先权，该申请通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及冲水马桶，更具体地，涉及要求相对少的水用于冲洗马桶的冲水马桶。

背景技术

水是很多地区的稀缺自然资源，诸如撒哈拉以南的非洲，在那里很多社区都缺乏可靠的水供给。在水稀缺的地区，可能会使用从四至十二升水用于单次冲洗的传统冲水马桶的使用是不合乎需要的。

因此使用相对小体积的水冲洗的马桶在水稀缺地区高度有利。再加上诸如化粪池和其他生物处理器等的一些污水处理设施可能随着增加的水流动而使生物处理性能遭受降低。

现有技术中已知若干型号的低体积冲水马桶。可冲水马桶的一个设计使用45度出口和较小直径管并且具有类似于水从马桶桶缸的边缘排放的传统设计的单级冲洗机构。由注塑塑料材料制成的设计使用近似两升的水来冲洗。

另一设计使用两股水喷射来创建双涡流以清理马桶桶缸并且还具有下水入口以清理水阱(water trap)。该设计要求泵并且以每次冲洗约五升水工作。

为了本说明书的目的，术语“水阱”旨在意味着在马桶桶缸的底部的下部大体U形弯折，并且其中水在弯折中的深度由出口与大体U形弯折相距的竖直高度确定。水阱因此具有在来自大体U形弯折的出口的底部的水平平面中的正常水位。

对本发明的背景的前述讨论仅旨在便于理解本发明。应领会的是，该讨论不是承认或认可所提到的材料中的任何一个是本申请的优先权日期时的本领域普通知识的一部分。

存在有对于具有伴随着可接受的效率水使用低的冲水马桶的需要。

发明内容

依照本发明的第一方面，提供有一种冲水马桶，具有：冲洗排放室，冲洗排放室经由可手动操作的主排放阀与来自排放室的主冲洗出口连通；主冲洗出口在使用中被连接至在马桶桶缸的底部附近的冲洗出口，其中冲洗出口位于在马桶桶缸的底部处的水阱中的正常水位以下，并且在水阱的进口区域中被朝向水阱导向以实现排放冲洗；大体切向旋流出口在马桶桶缸的上侧区域中且被大体水平地导向，以引起离开它的水在清洗冲洗中遵循在马桶桶缸的内侧朝向水阱向下的旋流路径，其中水阱包括：遵循具有向下延伸的弯曲形状的大体屈膝状U形的路径的通道、通向马桶桶缸的下端的入口端、最低的中心区域和最下部分限定了到水阱的深度的水阱出口，其中通道的横截面形状具有比其水平轴线长的竖直轴线。

本发明的该第一方面的进一步特征设置成，通道具有：遵循以在与水平成约45°与65°之间的角度(优选约45°)下降的路径的前壁、经过最低中心区域、在水阱的最后侧壁处以典型地与水平成约65°的陡峭角度上升至水阱出口；通道的横截面形状或者是椭圆形的或者具有曲率半径比上部分小的下部分，以提供横截面基本上是蛋形的横截面形状；水阱出口的横截面是圆形形状的用于附接至传统的管道工程管；主排放阀被布置成使得将排放阀与冲洗出口连接的管充满空气且准备进行随后的冲洗，其中布置使得排放冲洗期间、管内的空气先于排放的水被载运经过管并且从冲洗出口中出来。

本发明的第一方面的又进一步特征设置成，冲水马桶具有包括中空外壳的冲洗布置，中空外壳限定了在外壳内的排放室；可手动操作的主排放阀被布置成一旦被操作就将排放室的整个含量排放；排放体积被选择成造成水阱中和周围的材料的有效清理；为在马桶桶缸的上侧区域中的大体切向旋流出口提供辅助阀；辅助阀可手动操作；两个阀是双动作阀组件的两个阀；并且存在有用于将较小冲洗朝向大体切向旋流出口导向并将较大冲洗朝向主冲洗出口导向的分流阀。

上面限定的冲水马桶的冲洗动作很大程度上取决于马桶桶缸的内侧表面的成形，并且对于马桶桶缸优选的形状具有如下的前表面：可选地稍稍凸起且向下向后倾斜以与水阱的最低表面平滑地合并，使得马桶桶缸具有朝向平滑弯曲的水阱向下成坡度并接着在水阱的出口侧向上弯曲以终止于确定水阱中的正常水位的排放出口中的连续表面，而除了主冲洗出口外没有任何表面中断。马桶桶缸的内表面的形状基本上是偏置、倒置截头锥体或漏斗的形状，在竖直方向上具有可以具有(尤其在其上侧区域中)可选稍微凸起的凸起部和大体直立的后表面的倾斜前表面区域。

依照本发明的第二方面，提供有一种冲水马桶，具有：冲洗布置，冲洗布置包括中空外壳，中空外壳限定了在外壳内的排放室，并且其中排放室经由可手动操作的主排放阀与来自排放室的主冲洗出口连通；主冲洗出口在使用中被连接至在马桶桶缸的底部附近的冲洗出口，其中冲洗出口位于在马桶桶缸的底部处的水阱中的正常水位以下，并且在水阱的进口区域中被朝向水阱导向，使得适于实现排放冲洗；大体切向旋流出口在马桶桶缸的上侧区域中且被大体水平地导向，使得适于引起离开它的水在清洗冲洗中遵循在马桶桶缸的内侧朝向水阱向下的旋流路径，其中水阱包括：遵循具有向下延伸的弯曲形状的大体屈膝状U形的路径的通道、可手动操作的辅助阀具有在使用中连接至马桶桶缸的上侧区域中的大体切向旋流出口的出口，和可手动操作的主排放阀分离地操作。

可手动操作的主排放阀和可手动操作的辅助阀优选地可选择性地操作使得它们可以被顺次地操作。可手动操作的主排放阀和可手动操作的辅助阀可以共享单个手动操作构件，使得手动操作构件的以一个方式操作引起一个阀的操作并且以另一方式操作引起另一阀的操作。可手动操作的辅助阀可以是使得其需要在用户选取的情况下被手动地施力至对应于打开位置的位置。

替代地，可手动操作的主排放阀和可手动操作的辅助阀可以是双冲洗类型的水箱排放阀组件的两个阀，在该实例中，流动分流阀与其组合地使用，使得较小冲洗被朝向连接至大体切向旋流出口的出口导向，并且排放冲洗被朝向连接至主冲洗出口的管导向。在这样的实例中，可手动操作的主排放阀和可手动操作的辅助阀典型地通过水箱的顶部上的按钮来操作并且它们可以在需要时顺次地操作。操作机构与流动分流阀相关联，使得较小冲洗被朝向大体切向旋流出口导向，并且排放冲洗被朝向连接至主冲洗出口的管导向。分流阀优选地包括具有第一和第二终端位置的分流翼，用于将冲洗水选择性地朝向或者主冲洗出口或者大体切向旋流出口导向，并且提供用于使分流翼自动地移动至其适当的终端位置的机构。

马桶可以由任何合适的材料制成，诸如釉面陶瓷材料或塑料材料，优选废料一般可以更容易地被从其上冲洗掉且不易污染和磨损的釉面陶瓷材料。

为了可以更全面地理解本发明的以上和其他特征，现在将参照附图描述本发明的不同实施例。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的马桶的一个实施例的示意性俯视图；

图2是马桶示意性截面侧视图；

图3是图1和图2中图示出的马桶的水阱的示意性侧视图；

图4图示出通道的在其入口端的沿图3中箭头“A”示出的方向的横截面形状并且水阱的中心在沿着图3中的线IV至IV的形状；

图5图示出通道的在其排放端的横截面形状；

图6图示出通道的在其入口端和中心区域的经过水阱的替代横截面形状；

图7是可用在图1至图5中图示出的马桶中的组合集成阀组件的示意性截面立视图；

图8是图7中图示出的组合集成阀组件的组成部件的分解图示

图9是分流阀的示意性截面立视图，其分流翼处于一个终端位置；和，

图10与图9相同，其中分流阀的分流翼处于另一终端位置。

具体实施方式

在附图的图1至图3中图示出的本发明的实施例中，冲水马桶(1)具有马桶桶缸(2)，其在桶缸的底部具有水阱(3)。

特别参照图3，水阱具有：遵循具有向下延伸的弯曲形状的大体屈膝状U形的路径的通道(4)、通向马桶桶缸的下端的入口端(5)、最低的中心区域(6)、和下端点限定了用水位(8)指示的水阱的深度的出口端(7)。

在本发明的该实施例中，通道遵循如下的路径：前表面以与水平成约45°与65°之间的角度(当前有利的为45°)朝向水阱的最低中心区域下降；通过限定最低中心区域的平滑弯曲；并且以与水平成约65°的角度上升到出口，从而提供固体废料被输送经过水阱的容易性。

还有，为了帮助使用小体积的水通过通道(穿过水阱)的冲洗动作，通道的横截面形状在竖直方向上比其在水平方向上长。实际上，在本发明的该实施例中，通道的横截面具有与上部分(12)相比的较小曲率半径的下部分(11)，以提供在横截面基本上是蛋形的横截面形状，如图4中用数字(13)指示的，而水阱的出口端的横截面是圆形形状的，如图5中用数字(14)指示的，用于附接至传统的管道工程管。

虽然通道的确切尺寸可以稍微变化，但是已提出的一个布置具有有着约40mm的直径的较小直径下部分，和有着约50mm的直径和70mm的总体高度的较大直径上部分，其给予约3200mm²的用于流动的横截面积。圆形横截面出口自身可以具有约7800mm²的用于流动的横截面积。结果是具有少于1升且优选约0.6升的容量的水阱。

可替代的直立椭圆横截面形状也是可能的，如图6中图示出的。

马桶具有冲洗出口(15)，其在水阱的进口区域中在使用时被浸没在水阱中的水中，并且被朝向水阱自身导向，使得离开冲洗出口的空气或水流动到水阱中并从水阱流向出口，使得水阱内的固体材料将被朝向出口冲洗。

马桶还具有在马桶桶缸的上侧区域中且大体水平导向的大体切向旋流出口(16)。

马桶桶缸的形状大体是倒置锥体或漏斗的形状并且被选择成引起经由切向旋流出口引入的水的流动速度随着它朝向大体在桶缸的宽度中心的水阱移动而增加，由此给予有效的清洁性能以去除纸和污迹。马桶的形式消除了对于边缘的需要并因此使得易于清洁且更加卫生。

上面描述的冲水马桶的冲洗动作很大程度上取决于马桶桶缸的内侧表面的成形，并且优选的形状具有如下马桶桶缸的前表面(17)：可选地至少在其上侧区域中稍稍凸起并且向下向后倾斜以与水阱(3)的最低表面平滑地合并，使得马桶桶缸具有的连续表面，朝向平滑弯曲的水阱向下成坡度并接着在水阱的出口侧向上弯曲，以终止于确定水阱中的正常水位的排放出口中，而除了主冲洗出口外没有任何表面中断。马桶桶缸的内表面的形状基本上是偏置、倒置截头锥体或漏斗的形状，在竖直方向上具有可以具有可选稍微凸起部(18)的后向下侧倾斜的前表面区域(17)和大体直立后表面(19)。

现在转到冲洗布置，在本发明的一个实施例中，直立管状外壳(21)在其下侧区域中限定出与可手动操作的主排放阀(23)连通的排放室(22)，用于将冲洗水供给到通向在马桶桶缸的底部的水阱的冲洗出口(15)。

集成阀组件包括柱塞(24)，其可在管状外壳内轴向地移动且借助于同轴弹簧(25)被朝向中间停歇位置偏置，在该中间停歇位置中，排放室被利用在排放室的底部的主冲洗出口阀填充。主冲洗出口阀可通过提起可直立轴向移动的管状操作构件(26)操作。

辅助阀在该实例中是溢流式的，其中溢流出口(27)可以被移动成经由管状操作构件与排放室连通，并且被布置成通过按压该同一操作构件(26)来操作。

可手动操作的辅助阀具有在使用中连接至大体切向旋流出口(16)的出口，旋流出口被大体水平导向以引起离开它的水在清洗冲洗中遵循在马桶桶缸的内侧朝向水阱向下的旋流路径。

可手动操作的主排放阀和可手动操作的辅助阀因此共享在管状操作杆的上端上承载的操作手柄(28)，使得手柄以一个方式(即通过提起它的操作)引起可手动操作的主排放阀(23)的操作，并且在相反方向上(即向下)对它施力引起作为溢流阀的辅助阀的操作，以将水排放至大体切向旋流出口(16)。可手动操作的辅助阀因此是使得仅只要用户选取并且利用一些附加手动施加压力它就可以被手动地朝向对应于打开位置的位置施力。

可手动操作的主排放阀另一方面被布置成一旦被操作就在重力的作用下排放水，或者是排放室的整个含量，或者是计量体积。排放室的体积因此被选择成在使用中和所有事件中造成水阱中和周围的材料的有效清理，一般是1升或稍少的数量级。

在任一事件中，主排放阀被布置成使得将主排放阀与冲洗出口(15)连接的管(29)在排放阀闭合之前变得填充有空气，因为认为当冲洗开始时先于水流过管的空气的初始喷发对于受到所使用的有限量的水影响的冲洗动作显著地有贡献。

管状外壳(21)可以位于水箱(31)(参见图1)中并且可以设置有用数字(32)(参见图7)指示的诸如单向阀等的水入口，使得一旦被操作水就可以流动到排放室中以将其重新充满。

在本发明的该实施例中，可手动操作的主排放阀和可手动操作的辅助阀凭借它们共享可竖直移动的共用操作手柄的事实而可彼此独立地清楚地选择性地操作。

已发现，使用如上面描述的冲水马桶，可以使用少于1升的水实现冲洗。这与对于很多现代马桶的4至6升水和对于更省水的马桶的约2升相比非常有利。

由本发明提供的马桶极其通用，并且可以根据需要连接到水运污水系统上，或者可以连接到各种各样的现场或分散的污水处理系统，如上面指示的。

上面描述的冲洗机构使得用户能够选择冲洗的适当模式。用户可以按压操作手柄以手动地将排放室中的水加压以引起水通过大体切向旋流出口(16)从溢流出口流出来，并由此清理马桶桶缸。

该水被从单个旋流出口释放，该单个旋流出口将来自马桶桶缸的顶部后面的水以设计成完全润湿桶缸并去除碎屑的旋流方式导向。水归因于桶缸的形状而自然地朝向水阱加速，并且该较高速度的流动提供了更好的清洁动作。如果要求桶缸的进一步清洁，用户可以重复该动作。替代地，盘体刚一干净用户就可以释放操作手柄以使水使用最小化。

一旦桶缸干净了，用户就可以提起操作手柄以将水的喷出直接释放到在水阱处的主冲洗出口中。在水的喷出到达完成冲洗并补充水密封之前，该涌出将在停歇位置占据管的一定体积的空气推出来以提供水阱的初始清理。被浸没的冲洗出口至少在某种程度上还使用文丘里原理(venturi principle)将脏水从水阱中清理出去。

水阱的45°进入和长的半径弯折使得能够以最小努力冲洗掉废物。通道在水阱中的倒置蛋形横截面轮廓显著地减少了水密封体积而不会损害输送能力。马桶不要求机械泵以利用压力在冲洗中的益处。旋流运动和被浸没的主冲洗出口减少了传统冲洗可以对中细菌到空气中的释放有贡献的湍流和飞溅。

应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上面描述的本发明的实施例进行许多变化。例如，操作手柄可以呈现与上面描述的不同的形式，并且实际上可以呈杆的形式。在该实例中手柄的移动可能不同于上面描述的，并且手柄可以在在与上面描述的相反的方向上移动。还有，马桶可以被布置成与市政水供给一起使用，在该实例中来自供给的压力可以直接用于将水供给至旋流出口而不是依靠手动创建的小的升高压力。此外，在提供两种类型的冲洗的条件下可以广泛地改变阀组件的细节。

替代地，如上面指示的，可手动操作的主排放阀和可手动操作的辅助阀可以是大体用数字(40)指示的双冲洗类型的水箱排放阀组件的两个阀。在这样的实例中，图9和图10中示意性地图示出的流动分流阀(41)与双冲洗阀组件组合地使用，使得较小冲洗被朝向连接至大体切向旋流出口的出口(42)导向，并且较大排放冲洗被朝向连接至主冲洗出口的管(43)导向。

在这样的实例中，可手动操作的主排放阀和可手动操作的辅助阀典型地通过水箱的顶部上的按钮(44，45)来操作并且它们可以在可能要求时顺次地操作。

流动分流阀被设置成使得可以例如是约300毫升的数量级的较小冲洗被朝向大体切向旋流出口导向，如图9中图示出的处于其一个终端位置的水平枢转分流翼(46)的位置所图示的。另一方面，可以是700毫升的数量级的较大排放冲洗由处于其另一终端位置的水平枢转分流翼(46)导向，如图10中所图示的。用于主冲洗的按钮操作的机构被联接至分流阀组件，使得当与主冲洗相关联的按钮被操作时分流翼仅被移动至其第二终端位置。分流翼可枢转使得它被朝向其第一终端位置重力偏置。合作的止挡结构(47)阻止分流翼在其各终端位置中的移动。

许多其他的可能性在本发明的范围内。

在整个说明书和权利要求书中，除非内容要求，否则词语“包括”和诸如“单数包括”或“包括了”等的变体应理解为暗示着包含所陈述的整数或一组整数，但不排除任何其他整数或一组整数。

Claims (15)

1.一种冲水马桶，具有：冲洗排放室，其经由可手动操作的主排放阀与来自所述排放室的主冲洗出口连通；所述主冲洗出口在使用中被连接至在马桶桶缸的底部附近的冲洗出口，其中所述冲洗出口位于在所述马桶桶缸的所述底部处的水阱中的正常水位以下并且在所述水阱的进口区域中被朝向所述水阱导向以实现排放冲洗；并且大体切向旋流出口在所述马桶桶缸的上侧区域中且被大体水平地导向，以引起离开它的水在清洗冲洗中遵循在所述马桶桶缸的内侧朝向所述水阱向下的旋流路径，其中所述水阱包括：遵循具有向下延伸的弯曲形状的大体屈膝状U形的路径的通道、通向所述马桶桶缸的下端的入口端、最低的中心区域、和最下部分限定了到所述水阱的深度的水阱出口，其中所述通道的横截面形状具有比其水平轴线长的竖直轴线。

2.如权利要求1所述的冲水马桶，其中所述通道具有遵循以与所述水平成约45°与65°之间的角度下降的路径的前壁，所述前壁经过最低中心区域、以与所述水平成约65°的角度作为所述水阱出口的最后侧壁上升。

3.如权利要求1或2所述的冲水马桶，其中所述通道的横截面形状具有曲率半径比上部分小的下部分，以提供在横截面基本上是蛋形的横截面形状。

4.如前述权利要求中的任一项所述的冲水马桶，其中所述水阱出口的横截面是圆形形状，使得它适于附接至传统的管道工程管。

5.如前述权利要求中的任一项所述的冲水马桶，其中所述主排放阀被布置成使得将所述排放阀与所述冲洗出口连接的管在冲洗后充满空气且准备进行随后的冲洗，其中布置被调整为使得在排放冲洗期间、所述管内的空气先于排放的水被载运经过所述管并且从所述冲洗出口中出来。

6.如前述权利要求中的任一项所述的冲水马桶，其中为所述马桶桶缸的上侧区域中的所述大体切向旋流出口提供可手动操作的辅助阀。

7.如权利要求6所述的冲水马桶，其中冲洗布置包括双排放冲洗阀组件和分流阀，所述分流阀用于将较小清洗冲洗朝向所述大体切向旋流出口导向并将较大排放冲洗朝向所述主冲洗出口导向。

8.如权利要求7所述的冲水马桶，其中所述分流阀包括具有第一和第二终端位置的分流翼，用于将冲洗水选择性地朝向所述主冲洗出口或者所述大体切向旋流出口导向，并且提供用于使所述分流翼移动至其适当的终端位置的机构。

9.如前述权利要求中的任一项所述的冲水马桶，其中所述马桶桶缸的内侧表面具有如下前表面：可选地稍稍凸起且向下向后倾斜以与所述水阱的最低表面平滑地合并，使得所述马桶桶缸具有如下的连续表面，连续表面包括朝向平滑弯曲的水阱向下成坡度的前表面，且所述前表面接着在所述水阱的所述出口侧向上弯曲，以终止于下端点确定所述水阱中的正常水位的排放出口中，除了所述主冲洗出口外没有任何表面中断。

10.一种冲水马桶，具有：冲洗布置，所述冲洗布置包括中空外壳，所述中空外壳限定了在所述外壳内的排放室，并且其中所述排放室经由可手动操作的主排放阀与来自所述排放室的主冲洗出口连通；所述主冲洗出口在使用中被连接至在马桶桶缸的底部附近的冲洗出口，其中所述冲洗出口位于在所述马桶桶缸的底部处的水阱中的正常水位以下并且在所述水阱的进口区域中被朝向所述水阱导向，使得适于实现排放冲洗；并且大体切向旋流出口位于所述马桶桶缸的上侧区域中且被大体水平地导向，使得适于引起离开它的水在清洗冲洗中遵循在所述马桶桶缸的内侧朝向所述水阱向下的旋流路径，其中所述水阱包括遵循具有向下延伸的弯曲形状的大体屈膝状U形的路径的通道，可手动操作的辅助阀具有在使用中连接至所述马桶桶缸的上侧区域中的所述大体切向旋流出口的出口，可手动操作的主排放阀分离地操作。

11.如权利要求10所述的冲水马桶，其中所述可手动操作的主排放阀和所述可手动操作的辅助阀可选择性地操作使得它们可以被顺次地操作。

12.如权利要求10或11中的任一项所述的冲水马桶，其中所述可手动操作的主排放阀和所述可手动操作的辅助阀共享单个手动操作构件，使得所述手动操作构件以一个方式操作引起一个阀的操作并且以另一方式操作引起另一阀的操作。

13.如权利要求10至12中的任一项所述的冲水马桶，其中所述可手动操作的辅助阀适于仅在用户选取的情况下被手动地施力至对应于打开位置的位置。

14.如权利要求10或11中的任一项所述的冲水马桶，其中所述手动操作主排放阀和所述手动操作辅助阀以双排放冲洗阀组件体现，并且提供用于将较小清洗冲洗朝向所述切向旋流出口导向并将较大排放冲洗朝向所述主冲洗出口导向的分流阀。

15.如权利要求14所述的冲水马桶，其中所述分流阀包括具有第一和第二终端位置的分流翼，用于将冲洗水选择性地朝向或者所述主冲洗出口或者所述大体切向旋流出口导向，并且提供用于使所述分流翼移动至其适当的终端位置的机构。