CN107735532B - 卫生洁具及用于冲洗卫生洁具碗状物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卫生洁具，与自来水供水系统相连，卫生洁具包括：包括一水槽和一带有一冲水装置的水箱，水箱具有第一水室和第二水室，第一水室具有一第一容积和一入水口，第二水室具一有冲水出口和比第一水室的容积更大的一第二容积；入水口在高压下连接到一水源，其中高压下的水源为一自来水供水系统；以在水源的入水口压力下接收一第一水量；以及设置在第一水室和第二水室之间的一压力交换机构，第一水室中的第一水量造成大于第一水量的第二水室中的第二水量被压力交换机构在一低于入水口压力的压力下通过冲水出口推出第二水室。本方案其不需要电能，不需要针对不同地点的基础设施进行特殊改装，同时该装置具有不同的冲水量。

Description

卫生洁具及用于冲洗卫生洁具碗状物的方法
技术领域
本发明通常涉及卫生洁具领域，尤其涉及具有冲水机构的马桶结构和安装的简化。
背景技术
马桶是用来储存或排放人类尿液和粪便的卫生设备。在发达国家，各种类型的陶瓷冲水马桶很普及：西方通常使用坐便马桶，而东亚普遍使用蹲便马桶。这些马桶在大多数城市地区与污水管道系统相连，而在郊区与化粪池相连。
典型的冲水马桶是一盛有连接到提供冲洗水的水槽的水的玻璃陶瓷盛碗型物。马桶碗状物中的水连接诸如排水管连接的倒U型的凹形排水管状。U型通道的一端用作空心虹吸管，其高于碗状物中高水位的水。该虹吸管连接排水管。水排向排水管前，倒U型排水管道底部限制了碗状物中水。碗状物中的水起到阻隔下水道废气进入和容纳废物的作用。下水道废气通过连接污水管道的排气管排出。
历史上第一个冲水洁具马桶由John Harrington男爵于1596年提出，使其走在时代前列。然而，由于多数民居缺少室内管道，影响了马桶的推广。两百年后，AlexanderCummings对该冲水洁具马桶增加了地排水和该碗状物与该地排水之间的滑阀使得该冲水洁具马桶重新出现。从那时起，马桶的设计和结构材料都有改进，但传统的水槽和马桶碗状物池被封闭在不同外壳内。另外，水箱和马桶碗状物或者隔开以利用重力实现瀑布冲水效果，根据审美方面的考虑应彼此靠近形成整体风格；或者将水槽隐藏在墙内，使其看起来更时尚。
最近，ROCA公司生产的IN-TANKTM冲水马中桶，将水箱整合到马桶碗状物外壳内，使封闭水槽更整洁，无需在墙上安装和维护中空空间。为了将水槽整合到马桶碗状物外壳内，IN-TANKTM需要进行电气连接以为下述美国专利8615822(Vargas-1)基于空气压力技术提供动力。“一种空气动力马桶冲水系统..其中，该系统将外界空气送入储水箱，储水箱，其包括一开放空气通道，当该供应外部空气的系统关闭以驱使水槽中的水进入到该碗状物中时，通过该开放空气通道可形成该储水箱及外部环境中空气的自由通道，该系统还包括一用于向该碗状物中注水的水管接头。”因此，商用IN-TANKTM避免了凿空墙壁以安装该水槽的安装难度，但增加了电气连接的安装以且该安装接近水源。驱使外界空气进入储水箱的动力在下述Vargas-1进行了公开：“其中，向该储水箱供应外界空气的系统由电源提供动力。”
美国专利8701220(Vargas-2)公开了一种将水槽整合到马桶碗状物的马桶，其包括喷射动力的马桶冲水系统，该系统包括：一马桶碗状物，一储水箱，一设于该储水箱和该马桶碗状物之间的液体导管，一设在该储水池内具有朝向该液体导管一入口的喷管的喷嘴，一向该喷嘴供水的注入阀，以及一在该储水箱中用于(a)在该储水箱水满时将水流从该喷管引入该液体导管或(b)在储水箱无水时将水流从该液体导管引走并引入该储水箱的导流器，其中，“在冲水前(即储水箱水满时)，喷管中的水直接送入该液体导管。这可使储水箱中的水虹吸到该马桶碗状物，冲洗该马桶碗状物。”虽然Vargas-2摆脱了Vargas-1对电动空气压力的依赖，但其依赖于可能遭受安装点基础设施不正常的水压的喷射动力水系统，也可能因为水中杂质而堵塞。
另外，节水也变得越来越重要。为了满足节水需求，发明了双冲水马桶。双冲洗马桶具有两种用户可选的冲水量。小水量用于处理液体废物，大水量一般是小水量的两倍，用于固处理体废物。应该理解节水既要改变冲水量，又要防止漏水。
因此长久以来的一个需求是，提供一种简化将水槽整合到该碗状物壳体内的卫生洁具的结构、安装和维护的装置和方法的简化，其不需要电能，不需要针对不同地点的基础设施进行特殊改装，也不存在喷射动力系统的不可靠性或者维护工作。同时非常希望该装置具有不同的冲水量。
发明内容
本发明涉及一种冲水马桶的结构与安装，其包括一水槽和一冲水箱，该冲水箱将一边的碗状物和另一边的壳体之间的腔体或空间最佳利用，其中水箱内液体由起到水泵作用的自来水的压力单独提供动力的合适形状的冲水装置冲入该碗状物。
在根据本发明的实施例中提供了一种与自来水供水系统相联的卫生洁具中，该卫生洁具包括一冲水装置，其包括具有第一容积和一进水口的第一水室和具有一出水口和大于第一水室容积的第二容积的第二水室的水箱；该进水口与高压水源相连并从该水源在入水口压力下接收第一水量；该冲水装置还包括一设置于该第一水室及第二水室之间的压力交换机构，其中该第一水室的第一水量造成大于第一水量的在第二水室中的第二水量被该压力交换机构在一低于该入水口压力的压力下通过该出水口推出该第二水室。优选地，该高压水源为自来水供水系统。
根据本发明的一些实施例，该压力交换结构为一活塞。根据可替换实施例，该压力交换结构包括与一轴偶联的第一转子和第二转子
根据本发明的一些实施例，该冲水装置包括至少一个水箱，其包括：一第一水室，该第一水室具有一第一横截面积和一第一容积，所述第一容积与一水源连接并用于接收来自该水源的水；该水箱还包括一第二水室，其盛接冲洗水并且具有比第一水室更大的横截面面积和更大的容积；该水箱还包括一冲水出口；该冲水装置还包括一水槽，该水槽具有一位于该水槽和第二水室之间以用于从该水槽到该第二水室之间的选择性水流的单向阀，以及一由用于阻隔该第一水室和该第二水室使得水从该水箱的较大水室流出该冲水出口的包括安装在该水箱的较大横截面水室的一活塞的水源提供动力的一冲水机构。
根据优选实施例，该冲水装置包括两个水箱。
根据本发明，还提供了一种含冲洗与该冲水装置连接的卫生洁具碗状物的方法，该方法包括：在压力下从高压水源将第一容积的水引入到该冲水装置的第一水室；通过一压力交换机构采用该第一水室中的第一容积的是在该冲水装置的第一水室中对容积大于第一容积的水施加压力；通过所述压力交换机构将冲洗水从所述冲水装置的所述第二水室分配到所述碗状物中以冲洗该碗状物；以及用冲洗水重新填充该冲水装置的第二水室。
根据本发明的实施例，该方法包括：从一自来水供水系统向一水箱的第一水室通入第一容积的水，该第一水室具有一第一截面和第一容积；采用该第一水室内的水向该安装在水箱的一第二水室的一活塞施加压力，该水室盛有冲洗水并具有比第一水室更大的横截面积及容积；从该水箱的第二水室通过一冲洗水出口向该碗状物分配冲洗水以冲洗该碗状物；以及用冲洗水重新填充该冲水装置的第二水室。
附图说明
为更好地理解本发明及其实际应用，下面仅通过非限制性例子及附图对多个实施例进行说明，其中，
图1是根据本发明的结构操作有关的卫生洁具的一实施例的侧视图；
图2是图1的卫生洁具的俯视图；
图3a是图1卫生洁具安装板的3d视角示意图；
图3b是根据本发明用于图1卫生洁具的一种活塞冲水装置的3d视角示意图；
图4a是沿图4b的A-A的视图；
图4b是沿图4a图的B-B的图1的卫生洁具的剖视图；
图5a是沿图4a的C-C的说明冲水前图1的卫生洁具的剖视图；
图5b是冲洗中间阶段的图5a的详细图示；
图5c是图5a冲洗最后阶段的详细图示；
图6是图5a放大后的局部视图；
图7是将卫生洁具安装在安装板前的后视图；
图8是沿图4b的D-D的剖视图；
图9是沿图4b的E-E的剖视图；
图10是沿图4b的F-F的剖视图；
图11是水压驱动液体导流选择器装置在第一填充/备用位置的一优选实施例的示意图；
图12显示图11的选择器装置在一第二(半或满)冲洗位置；
图13a是根据本发明安装操作的卫生洁具的另一个实施例的等距截面示意图；
图13b是图13a卫生洁具的后视图；
图14是图13a运行中的卫生洁具的剖视图；
图15是图13a的不带水槽的卫生洁具的后视图；
图16a是一控制器的局部剖视图；
图16b是根据本发明的冲水装置的后视图；
图17是从底部看到的活塞冲水装置的等横截面视图；以及
图18是根据本发明实施例的带有虹吸管的剖视图示意图。
具体实施方式
下文介绍本发明的实施例，目的是使本领域的技术人员利用本发明，并提出实施本发明的发明人所设想的最佳方式。然而显然，对于本领域的技术人员，还有很多可以改进，因为本发明的根本原则只是提出一种装置和方法，以简化带冲水机构的卫生洁具的结构和安装。
本发明的更多特点和优点可以在下列图纸和说明中显明。
本发明涉及一种带有壳体内碗状物的卫生洁具冲水马桶，包括一水槽和一带有一冲水装置的水箱，该水箱占据了该碗状物和该壳体间的大部分空间，其中该水箱中的水采用一压力交换机构通过仅由一高压水供水系统优选自来水供水系统的压力提供动力的一冲水装置冲入该碗状物。在本发明的某些实施例中，该冲水装置包括一水箱，其具有第一容积的第一水室，具有大于第一水室第一容积的第二水室，以及设置在第一水室和第二的一压力交换机构。通常该第一水室与第二水室相互连接，但两者之间的水流并不一定联通。因此，可选地，第一及第二水室还可通过之间的压力交换机构进行物理隔绝。优选地，设置一控制器引导水流通过该冲水装置。因此，高压供水系统中的水进入该控制器，并通过该选择器和一歧管(见下文)，且该歧引导水流进入预先设定的流道之一，如进入一水箱、进入两个水箱或进入一水槽。
根据某些实施例，该压力交换机构包括设置在第一及第二水室之间的该第二级水室中的活塞。来自自来水供水系统的第一水室较小容积相对高压的水造成活塞推到该第二水室，从而推动大水室流出大量的水。这样，小水室的高压水扩展到活塞较大的表面上，该活塞作用于低压水的更大容积。在这些实施例中，用作活塞气缸的较大水室及活塞可具有几乎任意封闭形状的横截面，而不一定是圆形。
在本发明的其他实施例中，该压力交换机构包括一水箱，该水箱含具有一第一容积的一第一水室，和大于该第一水室容积的一第级水室。在这些实施例中，该压力交换机构还包含一转动设置在该第一水室内的一第一转子，和转动设置在该第二水室内具有更大直径的一第二转子，其中该第一和第二转子设置在同一个轴上。或者，还可使用通过自来水供水系统的相对高压下的少量水驱动低压下的大量水的其他机构。
参考图1和图2，其为根据本发明某些实施例的安装操作的一种常规卫生洁具马桶(10)。如图1和图2所示，该卫生洁具马桶(10)包括由一盖子(18)覆盖的一壳体(12)。可选地，如果该卫生洁具为坐浴盆，可以设置一热水开关(11)使一热水器(未示出)在水到达该碗状物之前对水进行加热。在图示的实施例中，和传统认知一样，该壳体(12)与一包括一虹吸管(13)的洁具碗状物(16)整合在一起。因此形成了马蹄形的空腔，且其两个扩展部分(14)形成了一肾形并装配在该冲水装置上。这些实施例中的该冲水装置为活塞冲水装置，并在以下的最节省空间的实施例中进行详细说明。在本实施例中，洁具碗状物(16)包括一个向下的垫圈(17a)，其限定出该碗状物(16)内部周围的一环形通道(17b)。或者，还可以使用无垫圈马桶碗状物。
图3a显示了本发明某些实施例的安装板(200)，其包括一壁板(29)，其具有一穿过该安装板以将一虹吸管连接到污水管基础设施(未显示)的虹吸管连接器(26)。壁板(29)还具有快速连接器(27a，27b)，其用于供水管穿过该壁板并于高压下连接到如一自来水管(25a)的水源。
优选地，安装有本文中描述为双位冲水量选择器的一控制器(20)。该控制器(20)可以是任何合适的传统选择器，优选为液压选择器。该控制器(20)通过输送管(25b)和管道(20a)与该系统(20)连接。该输送管(25b)通过带有一减压器的进水阀(23)与该自来水供水系统连接。用户界面通常为一到两个控制按钮(21)，用于激活冲水系统，让用户选择合适的冲水量
该壁板(29)用于固定在其一侧的支撑壁上(见图1)，并具有从其另一侧具有凸起的尖头(28a，28b)。该尖头用于承载整个马桶装置和用户的重量。
该控制器(20)包括一对液压计时器(已知)(未示出)，和一个用于控制活塞冲水系统到该碗状物的冲水量的例如让用户激活想要的选项的指令按钮(21)的用户界面。按预设时间按下该指令按钮如5秒会使高压水流进入小水室足够冲走该水箱中一半的水量，而按下该指令按钮更长的时间会冲走整个水箱的水量。或者，如果需要，可提供两个冲洗按钮。
可以参考图3b.本实施例通常所示的冲水装置(300)包含一个普通鞍型容器或水槽(35)，其伸出一对冲水水箱，每个水箱含此处显示为圆柱型壳体(39)的第一水室，其具有第一横截面积和第一容积，以及一第二水室(34)，其盛有冲洗水，并具有大于该第一水室的横截面积和容积此处具有活塞壳体或活塞缸作用的一第二水室。该对活塞壳体(34)组成一肾形。该活塞壳体(34)以下被称为第二水室(34)。每个第二水室包括一个如以下图5a所示的冲水出口。水箱可隐蔽安装在马桶壳体(12)和水槽(16)的空腔内，因此该冲水装置通常为鞍型。值得注意的是，这种布局可优化利用壳体(12)的该内部容积。
壳体两测设有凹槽(38)，用于容纳安装板(29)伸出的一个支撑尖头(28a，28b)。水箱的第二水室(34)起到一对活塞(59)的汽缸的作用，见图5a。通过偏置弹簧，活塞(59)可在第二水室(34)中进行往复运动。第一水室(39)容纳活塞(59)的伸缩偏置弹簧系统(57)，以下参考图(5a)到(5c)做了详细介绍。或者，该活塞可通过磁力伸缩，或通过作用在小直径水室内的第二活塞的水压伸缩，或任何其他合适机构进行伸缩。水槽(35)与一凹槽(40)共同形成，且当冲水装置跨坐在虹吸管上时，该凹槽(40)与虹吸管的外形匹配(见图8所示)。水槽(35)存水用于填充水室(冲水水箱)(34)，并包含一个单向阀门(35b)，该单向阀门(35b)安装在该水槽和每个水箱的第二水室间，用于选择水流从水槽到该第二水室(如图6所示)。
图4a为具有本发明的该活塞冲水装置的图1的卫生洁具马桶的后视图。图7为安装在安装板之前的后视图。图4a为安装在壁板时的后视图。从后视图可以看到该壁板(29)和虹吸管连接器(26)，以及连接水源的快速连接器(27a，27b)。水槽(35)顶部、外壳(12)侧面、第二水室(34)和虹吸管(13)的底部在该板周围可见。板安装元件设在板背面，用于将安装该板到墙上。在所示实施例中，尖头(28a)和(28b)伸出该板(29)到墙内，因此也用作是板安装元件，另外该板可以通过螺丝安装到墙上。
图4b为安装后的卫生洁具马桶(10)的侧面截面图。
图9是沿图4b的E-E的剖视图，图10是沿图4b的F-F的剖视图。可见，外壳(12)安装在尖头(28a)和(28b)上(未显示)上的壁板(29)时。在此实施例中，槽(35)限定了大体尺寸和形状符合接收板(29)的后凹槽。这样，外壳(12)由板(29)的整个长度以及尖头(28a)和(28b)支撑。大体如已知，外壳(12)包括整体成型的碗状物(16)及一虹吸管(13)，该虹吸管从外壳底部延伸并连接虹吸管连接器(26)，该虹吸管连接器穿过该板(29)并将该虹吸管与污水管基础设施相连(未示出)。
因此，该冲水装置包括该活塞(59)和该水箱(34)，(39)。每个第二水室(34)具有一个冲水出口。该冲水装置还包括一个与冲水出口导管连接的水喷头(60)，用于冲洗该碗状物(16)。在本实施例中，水喷嘴(60)延伸到环形通道(17b)，该环形通道在该碗状物内部围成一圈形成一个圆圈，以下参考图6做了详细说明。
这些实施例的卫生洁具冲水装置的操作如下。通常，该冲水装置由流入该水箱的第一水室的自来水供水系统的水在压力下驱动。该冲水装置包括安装在该水箱的第二更大截面水室内的活塞，用于阻隔该第一水室和第二水室，由该水箱的第一水室的水压推动，造成该水箱的第二水室的水在小于第一水室的压力下足以推动水从冲水出口通过该活塞流出并进入该碗状物。
参考图5a，5b，5c和6，其根据本实施例更详细地说明了该冲水装置的结构和操作。每个冲水活塞(59)在其水箱的第二水室(34)内可在朝向和远离冲洗出口(64)的往复运动中滑动。不需要对外壳内壁紧密封口。活塞(59)具有一个单向阀门(59a)，使活塞在冲水阶段收回。本实施例中的活塞由空心套筒装置(31)支撑，如图5b和5c所示。本实施例中的空心套筒装置(31)是可伸缩的，以节省空间。活塞(59)通过安装于水箱的第一水室(39)的张力卷簧(57)为弹簧偏置的。另外值得注意的是，弹簧还可以连接并支撑活塞而不需要空心套筒装置(31)。本实施例中，张力卷簧(57)包裹着一管子(33)，该管子从浮球控制阀(82)穿过该活塞(59)通到在该套筒装置(31)内部和后侧的一水室(58)，并在此固定在一塞子(56)上。
当该水箱的第二水室(34)在冲水前水满时(图5a)，该控制器(20)由用户致动，从而实现完全冲洗或半冲洗(皆视情况而定)。当用户按下该控制器(20)上的控制按钮时，选择器使水由自来水管通过第一压力流经输送管(25b)和浮球阀(82)，通过管(33)后流出管(33)上的开口(52)注入到一个或两个第一水室(39)的一内部腔室(58)。第一水室(39)的内部腔室(58)的水压或压力推动活塞(59)移向冲水出口(64)(图5b)，使第二水室(34)的大容积的水流出并在数秒内完成冲水。冲洗水从第二水室(34)流出，向上经过导管(25d)到达水喷头(60)，用于冲洗该碗状物，并从虹吸管(13)排出到虹吸管出口(26)(见图4a)。
值得注意的是第一水室(39)中的进水水压在第二水室(34)中转换为低水压。但是这一低水压仍然高于依赖重力进行冲水的传统马桶冲水系统的水压。
一旦完成一次冲刷循环(图5c)，在张力卷簧(57)的回缩力量影响下，活塞(59)就会恢复最初的待命位置(图5a)。因为活塞(59)回缩而在该第二水室中形成真空环境使阀门(35b)开启，使水从水槽(35)流入水箱(34)并充满该第二水室以备下次冲水。单向阀(59a)同时开启，当活塞收缩时使水从该第一水室(39)流入该第二水室(34)，清空该第一水室并使活塞缩回至其初始位置。当活塞(59)完全缩回至待命位置时，阀门(35b)和(59a)将关闭。被截留在水室(58)内的水渗漏回水槽(35)，而同时选择器使自来水从管线(25b)通过入口(35a)进入该水槽，直到该水槽注满为止。浮球(80)控制该水槽的注水。当水达到预先设定的水位时，浮球(80)使浮阀(82)关闭，使水停止流入该水槽。一个或多个单向阀(35a)控制水在运行路径中流动，同时还能保护系统免受浮阀故障导致的水流溢出。如图6所示，在这种情况下，该水槽(35)内的加压水将使阀门(35a)开启，水被释放流入(越过一挡板(37))该碗状物并向下流入该排水口直到故障处理完为止。
参考图11和12，示出了一控制器或选择器控制系统适用于本发明的多个实施例。这种选择器是一种液压选择器，适用于在水源至该冲水装置或该水槽之间改变水的循环方向。该控制器包括一封闭一选择器活塞(94)的主气缸外壳(92)，该壳体选择器活塞与一轴(98)连接，且该主气缸外壳具有一柱塞(97)，其可以在图11未启动位置和图12启动位置之间做往复运动。选择器活塞(94)包括两个直通道(94a，94b)以及一个斜通道(94c)。气缸外壳(92)壁上的适合位置上留有开孔，使水能够通过通道流动。因此，在图11的位置上，系统处于“0”或“待命”状态，自来水供水系统可以从供水管线(25a)流经该浮球阀(82)，通过该直通道(94a)和浮阀(80)流入该水槽(35)。卷簧(96)将该活塞控制在这一未启动位置。在控制器的本实施例中，也设置了用户界面用于控制从活塞冲刷装置流向该碗状物的水量。
一旦控制器(20)中的冲水量选择器启动冲水指令，一部分自来水就被浮阀(82)和选择器管道(83)改变流向，并流入主气缸外壳(92)的上部水室(93)。通过这种方法，自来水高压就能被施加到作用于活塞(94)的柱塞(97)上侧，并将其调整到图12所述位置。现在，水就能够在通道(94a，94b)闭塞的情况下流过通道(94c)。这样，供水管线(25a)中的水进入冲水箱第一水室的活塞室(58)内，并启动活塞(59)的前进运动，使其穿过该第二水室，从而实现图5a，5b和5c所述的冲水阶段。
在本发明的一优选实施例中，位于系统入口处的水压调节器(23f)(或阀门(23)中的压力调节器)降低了自来水的压力(典型压力为5-10atm)，使其达到优选的固定压力(例如1或2atm.)，该压力适于根据本发明的冲水系统的稳定运行。或者，可采用任何固定压力下的水源。
该发明的独特特点在于相对较低压力下(即1或2atm)(与自来水压力相比)，相对少量的水就能有效冲洗相对较大量的水。作用于少量水的水压在推动活塞或转动转子冲水时变成施加于大量水体上的较低的水压。
根据例证，可以对本发明进行大量的更改、变动和调整。因此，如果希望使系统用作坐浴盆，还设置加热装置(图1和9中(11)所示)，将水箱的第二水室的水加热至预设温度。这种情况下，应设置一相应的出水口代替该出口(60)，其指向该碗状物壁。或者，系统还可以包括一冷水连接装置、一热水连接装置，或其组合。
应注意不仅改进的卫生洁具可采用本发明的冲水装置。还可以利用本发明设计卫生洁具马桶和坐浴盆，使其能够轻松安装并拆除冲洗设备，尤其是控制卫生洁具内部水流的控制机构和选择器机构。应注意，由于本发明的碗状物及冲水装置都能够美观地安装在壳体内部，因此该壳体可以任何适当的方式安装在墙上或独自立于底板上，其与传统卫生洁具中冲水装置安装在该碗状物之上或安装在墙内的安装方式相反。本发明的卫生洁具仅仅需要连接如入户自来水供水系统的高压供水供水系统)以及排污水管道设施。
参考13a、13b、14和15，展示了根据本发明的替代实施例的卫生洁具马桶(100)。马桶(100)包括一壳体(112)。在本实施例中，该壳体(112)与一卫生洁具碗状物(116)一体成型，其优选为一陶瓷马桶碗状物，并配备截短的虹吸管(113)。优选地，该碗状物(116)具有一盖子(未示出)。壳体(112)设计有开口后端(114)(图13b显示的更加清楚)，这可根据本发明插入和移除该冲水装置(118)，且其主要由塑料制成。优选地，马桶碗状物(116)为无垫圈碗状物，尽管也可以使用有垫圈的碗状物。或者，如果该卫生洁具为坐浴盆，可以设置一热水开关(未示出)使一热水器(未示出)在水到达该碗状物之前对水进行加热。
本实施例的冲水装置，通常表示为(118)，包括一水槽(135)以及一个或两个水箱(130)，且每个水箱都配备有一压力转换机构。每个水箱(130)都包括一个横截面和容积较小的第一水室(139)，用于接收少量的优选来自自来水供水系统的加压水，及横截面和容积较大的一第二水室(134)，用于盛有并分配冲水，以便在低压状态下用较大水量进行冲洗。应注意，该第一水室与图5a的实施例的第一水室(39)相对应，该第二水室与图5a中的第二水室(34)相对应，并且其能够以相似的方式运行。各第二水室(134)都包括一个冲水出口(164)。柱塞或活塞(159)的排列使其能够在大横截面的水室(134)中做往复运动并且由张力卷簧(157)提供偏向力。水槽(135)储存水以注满水箱中的大横断面的水室(134)。
冲水装置还包括一冲水导管(160)，可以将水导入碗状物(116)以冲洗该碗状物。在本实施例中，冲水导管(160)深入该碗状物的内壁并通过水流对其进行清洗。
该卫生洁具还包括一控制器(120)，在此标注为一个双档位冲水量选择器(121)，用于控制流经该冲水装置的液体流向和流量。控制器(120)与通过歧管连接臂(124)(图13b)安装在一转移水室(123)内的一个歧管(182)(图15)连接。该转移水室(123)由一水室盖(127)封盖。详见图15，不带水槽的卫生洁具(图13a)的后视图，该冲水出口(164)通向该转移水室(123)。冲水导管(160)从该转移水室(123)内伸出。因此，当该转移水室(123)被该水室盖(127)所封闭时，冲水出口(164)和冲水导管(160)之间的水流连通，使冲洗用水从水箱(130)进入该转移水室(123)，并经冲水导管(160)流出该转移水室(123)以冲洗该碗状物。
该控制器(120)可以选用任何适合的常规选择器，优选选用液压选择器和/或图11所描述的选择器(20)，且设有如一个或两个指令按钮的用户界面(121)以使用户启动该冲水装置并选择需要的冲水量。通过按动一指令按钮并持续预先设定的时间启动小水量选项(例如冲洗液体)可以使受压水量足以冲洗该水箱中一半的水量(即活塞移动第二水室一半的长度)；而按动该指令按钮并持续一定时间则可以将水箱中全部的水用于冲洗(例如冲洗固体废物)。或者，还可以通过启动一个活塞实现用少量水进行冲水，而同时启动两个活塞就可以将水箱中全部的水用于冲洗。
根据本发明的实施例，图16a的控制器局部剖视图及图16b的冲水装置的后视图及图15说明了一控制器(170)和一兼容的歧管(182)。该控制器(170)包括一水量选择器(172)，一用于感知该水槽内水位高度的隔膜(174)，以及用于通过一歧管连接臂(124)和歧管(182)连接的多个快速连接器(176)。控制器(170)上的快速连接器(176)与歧管连接臂(124)上的互补连接器(178)相连。歧管连接臂(124)通过入水口连接器(180)与自来水供水系统相连，并在该转移水室(123)内与歧管(182)连接，由此使水得以流通。控制器和歧管共同控制卫生洁具壳体中的，尤其是冲水装置中的水流向和水量。自来水供水系统或高压水供水系统中的水进入该控制器，通过该选择器和引导水流进入如进入一个水箱、进入两个水箱或进入一水槽的多个预先设定路径之一的该歧管。水量选择器(172)为如图11和12所示的弹簧偏置液压选择器。水通过入口连接器(180)和其中一个连接器(178)从自来水供水系统进入控制器(170)。根据水量选择器(172)的状态，水通过该歧管连接器臂(124)和该歧管(182)流出一个或两个快速连接器(176)并进入一个或两个该水箱。在稳定状态期间，控制器(170)引导水通过该歧管(182)并进入该水槽，穿过该隔膜(174)直到该水槽充满水，使得隔膜(174)使一杠杆(未示出)防止更多的水进入该水槽。当需要时，连接器(176)之一向控制器提供空气以松开该隔膜。
该卫生洁具的实施条例的冲洗系统操作如下，并参照图17从底部看到的根据本实施例的活塞冲水装置的等横截面视图。每个冲水活塞(59)在其水箱的第二水室(34)内可在朝向和远离冲洗出口(64)的往复运动中滑动。不需要对外壳内壁紧密封口。一个单向阀(159a)设置在活塞(159)中，以使围绕活塞的水的路径启动该冲水过程并使活塞在冲洗阶段之后缩回。该活塞由一活塞杆(161)支撑，在本实施例中其为中空的(如图17中所示)。
当水箱的较大横截面水室(134)水满时，在冲洗之前(图17中的顶部活塞)，控制器(120)由用户启动，从而实现完全冲洗或半冲洗(皆视情况而定)。当用户按下控制器(120)上的控制按钮时，选择器使得来自来水供水系统(180)的高压水通过歧管(182)流入和通过转移水室(123)，并进入活塞杆(161)以填充小横截面水室，以便在一个或两个水箱(130)中推压该活塞(159)。因此，来自高压供水系统的水进入该控制器，来自控制器的水通过该选择器和歧管，将水流引导到多个预定流动路径中的一个，所述多个预定流动路径可以包括到一个水箱、两个水箱或一水槽。该活塞(159)在弹簧(157)的作用下被推动，通过引入到较小横截面的水室(139)中的水的压力朝向冲水出口(164)运动。冲洗水流从较大的横截面水室(134)流出，通过冲水出口(164)进入转移水室(123)并进入冲洗水导管(160)，用于冲洗该碗状物并通过虹吸管(113)排出到虹吸出口(126)。
应注意，较小容积的水室(139)内的高压与作用在该活塞(159)等上的较低压力交换，活塞(159)又在较低压力下作用于水室(134)中的较大容积的水。然而，该较低的压力仍然足够高，以通过少于常规冲水系统的所需水对马桶碗状物进行快速和彻底的冲洗。
一旦完成一次冲水循环(图17中的活塞底部)，在张力卷簧(157)的扩张力量作用下，活塞(159)就会恢复最初待命位置。通过活塞(159)缩回而产生的真空使阀(135b)打开，从而使得水从水槽(135)流入到该第二水室(134)。当活塞(159)完全缩回至待命位置时，阀门(135b)将关闭。截留在活塞壳体(130)内的水泄漏回到较大的水室(134)，而来自入口(180)的自来水通过该控制器供应到该水槽中直到隔膜指示该水槽充满。该隔膜(174)控制该水槽的注水。当水达到预设水位时，该隔膜使得流入该水槽的进水停止。
应注意，由于虹吸管(113')的出口管(194)形成为可移除冲水装置的一部分，所以可以选择出口管的底壁的高度，以使得冲洗水快速且有效地流出，同时仍防止难闻气味进入该虹吸管。参看如图18根据本发明实施例的带有虹吸管的卫生洁具的侧视图。这可以通过在出口管中从虹吸管设置一柔性板(196)来实现，其可在冲水期间将管道的底壁变平并上升到期望的高度，以便保持虹吸管中的适当水位，以防止气体和气味进入该马桶碗状物。
上文已经通过包括设置在小容积水室和较大容积水室之间的壳体中的活塞的压力交换机构说明了根据本发明的该卫生洁具。或者，冲水装置可包括两个壳体水室，一个含有盛有第一水量的第一水室内的小转子，而该第二水室具有一大转子及盛有更多水量。在这种情况下，压力交换机构是安装小转子和较大转子以旋转的共用轴。两个壳体水室可以由固定壁分开，该固定壁具有穿过其的孔用于容纳该共用轴。
虽然已经通过有限数量的实施例说明了本发明，但是应注意，可对本发明进行变动，修改及其他应用。还应当注意，本发明不限于上述仅通过示例所说明的内容。相反，本发明仅受以下权利要求的限制。

Claims (11)

1.一种卫生洁具，与自来水供水系统相连，所述卫生洁具包括：包括一水槽、一带有一冲水装置的水箱、一壳体和一具有冲洗水量选择器的控制器，水箱具有第一水室和第二水室，所述第一水室具有一第一容积和一入水口，所述第二水室具一有冲水出口和比第一水室的容积更大的一第二容积；
所述入水口在高压下连接到一水源，其中高压下的水源为一自来水供水系统；以在水源的入水口压力下接收一第一水量；以及
设置在所述第一水室和所述第二水室之间的一压力交换机构，其中所述第一水室中的第一水量造成大于第一水量的所述第二水室中的第二水量被所述压力交换机构在一低于所述入水口压力的压力下通过所述冲水出口推出所述第二水室；所述压力交换机构包括活塞和活塞杆，所述活塞杆适于并配置成抵住活塞，所述压力交换机构设置在所述第一水室和所述第二水室之间，并将所述第一水室和所述第二水室分离；在所述壳体中设置一碗状物；以及从所述冲水出口延伸到所述碗状物顶部附近的入水口的一冲水导管；其中所述冲水装置设置在所述壳体中；所述控制器经由一歧管连接器臂连接到一歧管，所述歧管又联接到所述第一水室和所述水槽，以控制流过所述冲水装置中的水的方向和水量；所述歧管设置在具有转移水室盖的转移水室中；所述冲水出口通向所述转移水室；以及一冲水导管从所述转移水室伸出；其中，当所述转移水室被所述转移水室盖封闭时，冲水出口和冲水导管之间就构成了水流通道，使冲洗水从水箱进入所述转移水室，并经冲水导管流出过所述转移水室以冲洗所述碗状物。
2.根据权利要求1所述的卫生洁具，其中所述压力交换机构包括与一轴耦合的两个转子。
3.根据前述权利要求1所述的卫生洁具，还包括用于在向所述碗状物分配水前加热所述水箱中的水的一加热元件。
4.根据权利要求1所述的卫生洁具，还包括使得用户启动所述控制器的一用户界面。
5.一种卫生洁具，与一自来水供水系统相连，卫生洁具包括：
一种冲水装置，其包括
至少一个水箱，其包括:
一第一水室，所述第一水室具有第一横截面积和第一容积，其连接至自来水供水系统并且用于接收所述自来水供水系统的水，
一第二水室，其盛装冲洗水并且具有比所述第一水室更大的横截面面积和更大的容积，以及一冲水出口；
一水槽，其具有设置在所述水槽和所述第二水室之间的单向阀，用于从所述水槽到所述第二水室之间的选择性流动；以及
由来自自来水供水系统的水压驱动的一冲水装置，所述冲水装置包括安装在所述水箱的第二水室中的活塞，活塞由空心套筒装置(31)支撑；空心套筒装置可伸缩；用作阻隔所述第一水室和所述第二水室，从而使所述至少一个水箱的第二水室的水流出所述冲水出口；
一壳体；
设置在所述壳体中的一碗状物；以及
从所述冲水出口延伸到所述碗状物顶部附近的入水口的一冲水导管；其中所述冲水装置设置在所述壳体中；
一具有冲洗水量选择器的控制器，
所述控制器经由一歧管连接器臂连接到一歧管，所述歧管又联接到所述第一水室和所述水槽，以控制流过所述冲水装置中的水的方向和水量；所述歧管设置在具有转移水室盖的转移水室中；所述冲水出口通向所述转移水室；以及
一冲水导管从所述转移水室伸出；其中，当所述转移水室被所述转移水室盖封闭时，冲水出口和冲水导管之间就构成了水流通道，使冲洗水从水箱进入所述转移水室，并经冲水导管流出过所述转移水室以冲洗所述碗状物。
6.根据权利要求中5所述的卫生洁具，其中所述至少一个水箱包括设置在所述壳体中的两个水箱。
7.一种用于冲洗卫生洁具碗状物的方法，卫生洁具如权利要求5所述，所述方法包括：
在压力下从高压供水系统将第一容积的水引入到所述冲水装置的第一水室，高压供水系统为一自来水供水系统；
所述第一水室具有一第一容积；
通过一压力交换机构采用所述第一水室中的第一容量的水在所述冲水装置的第二水室中对容积大于第一容积的水施加压力；
通过所述压力交换机构将冲洗水从所述冲水装置的所述第二水室分配到所述碗状物中以冲洗所述碗状物；以及
用冲洗水重新填充所述冲水装置的第二水室。
8.根据权利要求7所述的方法，其中：
所述引入步骤包括将来自自来水供水装置的一第一容积的水引入到所述水箱的所述第一水室；
所述施加步骤包括将通过所述第一水室中的水施加压力到安装在所述水箱的所述第二水室中的一活塞，所述第二水室盛有冲洗水并且具有比所述第一水室更大的横截面面积和更大的容积，所述活塞用于阻隔第一水室和所述第二水室；
所述分配步骤包括在较低压力下通过一冲水出口将冲洗水从所述水箱的第二水室分配到所述碗状物以冲洗所述碗状物。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述重新填充步骤包括通过设置在所述水槽和所述水箱的所述第二水室之间的单向阀从所述水槽吸水。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
使来自所述高压供水系统的水进入一控制器；
使来自所述控制器的水通过一选择器和一歧管，以将所述水流引导到多个预定流动路径中的一个中，所述路径选择到一个水箱，两个水箱或一个水槽。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括通过启动所述控制器上的用户界面来启动选定量的水进行冲水。
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