CN108086429A - 预灌注虹吸式马桶 - Google Patents

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CN108086429A CN201710895507.1A CN201710895507A CN108086429A CN 108086429 A CN108086429 A CN 108086429A CN 201710895507 A CN201710895507 A CN 201710895507A CN 108086429 A CN108086429 A CN 108086429A
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B·J·阿霍拉
M·鲍姆加特纳
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D·博根许茨
P·斯沃特
T·韦汀
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Abstract

本申请提供一种包括便盆、通道和阀的虹吸式马桶。通道包括流体连接到便盆的入口、出口和位于入口与出口之间的拦水坝，其中拦水坝和便盆被配置为在冲洗循环之前保持第一体积的水。进口位于拦水坝下游的通道中，以将水引入拦水坝下游的通道中。阀位于通道的进口和出口之间，并且当处于关闭位置时在马桶的冲洗循环之前保留第二体积的水，以在冲洗循环期间影响虹吸。

Description

预灌注虹吸式马桶
技术领域
背景技术
本申请总体涉及虹吸式马桶领域。更具体地，本申请涉及在冲洗循环之前预灌注以在冲洗循环期间改善虹吸的虹吸式马桶。
发明内容
一个实施例涉及虹吸式马桶，该虹吸式马桶包括便盆、通道、进口和阀。通道包括入口、出口和位于入口和出口之间的拦水坝。入口流体连接到便盆，并且便盆和拦水坝被配置为在马桶的冲洗循环之前保持第一体积的水。进口位于拦水坝下游的通道中，并且进口被配置为将水引入拦水坝下游的通道中。阀位于通道的进口和出口之间，并且阀在冲洗循环之前在关闭位置中保留第二体积的水，以在冲洗循环期间影响虹吸。所述阀可以是任何类型的阀，其按照命令保留水和释放水。
另一个实施例涉及包括通道和阀的虹吸式马桶。通道流体连接到便盆，并且通道包括上支管和出口支管。上支管从便盆延伸到拦水坝，使得在马桶的冲洗循环之前，在上支管和便盆中保留第一体积的水。出口支管从拦水坝朝向出口延伸。阀位于通道的上支管和出口之间，并且阀被配置为(当阀)处于关闭位置时(例如，在马桶的冲洗循环之前)保留第二体积的水以在冲洗循环期间影响虹吸。通道可(例如，任选地)包括在通道中的进口，其中进口设置在拦水坝下游的通道中，以将第二体积的水引入到拦水坝下游的通道中。
又一个实施例涉及冲洗虹吸式马桶的方法。该方法包括将第一体积的水保留在便盆和拦水坝上游的通道的上支管中。该方法包括在阀处于关闭位置的情况下，在阀和拦水坝之间的通道中保留第二体积的水。该方法包括启动将第三体积的水引入便盆中的马桶的冲洗循环，并且将阀从关闭位置移动到打开位置以在冲洗循环期间影响虹吸。
可在启动冲洗循环之前，通过位于拦水坝下游和阀上游的进口使用流量控制设备将第二体积的水引入通道中。
该方法可包括通过在通道中的第一开口和通道中的第二开口之间延伸的空气压力释放管路排出(例如，释放)空气。第一开口可位于进口的上游和拦水坝的下游。第二开口可位于阀的下游。阀可被配置为密封第二开口，诸如当阀处于打开位置时。阀可被配置为暴露开口，诸如当阀处于关闭位置时。
附图说明
图1是预灌注虹吸式马桶的示例性实施例的透视图。
图2是图1所示的马桶的示意性侧视图。
图3是预灌注虹吸式马桶的另一个示例性实施例的透视图。
图4是图3所示的马桶的剖面侧视图。
图5是用于预灌注虹吸式马桶的通道的示例性实施例的横截面侧视图。
图6是用于预灌注虹吸式马桶的通道的另一个示例性实施例的横截面侧视图。
图7是用于预灌注虹吸式马桶的通道的另一个示例性实施例的横截面侧视图。
图8是用于预灌注虹吸式马桶的通道的另一个示例性实施例的透视侧视图。
图9是用于预灌注虹吸式马桶的通道的又一个示例性实施例的透视侧视图。
图10是预灌注虹吸式马桶的通道和便盆的另一个示例性实施例的横截面侧视图。
图11是预灌注虹吸式马桶的通道和便盆的另一个示例性实施例的横截面侧视图。
图12是预灌注虹吸式马桶的通道、便盆和排水管的另一个示例性实施例的横截面侧视图。
具体实施方式
总体参考附图，在本申请中公开的是在冲洗循环之前预灌注以在冲洗循环期间改善虹吸的虹吸式马桶。如下面更详细地讨论的，本申请的马桶可有利地被配置为例如在冲洗循环期间使用较少的水并且/或者减少完成冲洗循环所需的时间。所述马桶可有利地被配置为消除对包含水的箱的需要，这降低了马桶的成本并且减小了马桶的尺寸。本申请的马桶的性能有利地不受管路压力变化的影响，这与纯粹依靠管路压力(例如，家庭管路压力)操作的无水箱马桶不同，其中管路压力可以改变10psi或更多。这有利地允许本申请的马桶消除对用于增加管路压力的电动泵的使用。
例如，本申请的马桶改善虹吸的产生/诱发，诸如通过在启动每个冲洗循环之前预灌注虹吸管。一定体积的水被引入到马桶的通道(例如，排污通道、捕集器等)中，并且水保留在通道中，直到用户冲洗马桶(例如，启动冲洗循环)。在通过将水直接引入便盆中来启动冲洗循环之后，其他虹吸式马桶灌注虹吸管，然后水必须以大于阈值的流率前进(例如，流动)到捕集器，以便发生虹吸。这些马桶的一个问题是，废物可以阻挡到排污通道的开口，并且通过将从便盆到排污通道的水流减少到阈值以下来阻止虹吸，这反过来降低了冲洗的有效性。
在本申请中公开的马桶包括具有阀(例如，位于通道出口近侧)的通道，用于预灌注系统。如本文所使用的，术语“预灌注”表示在冲洗循环的启动之前(例如，在先的，先于等等)将水引入通道中，与在冲洗循环的启动(例如起动)之后执行的“灌注”不同。因此，本文公开的系统将预灌注的水保持在通道中，并且因此在系统空闲时(即，在冲洗循环之间)保持灌注。当使用马桶(例如，启动、冲洗等)并且系统被致动时，将起动一系列功能。根据示例性实施例，致动冲洗循环将使水从边缘或一个或多个边缘喷嘴流动预定的时间量，通道中的阀打开(例如，在预定时间量之后)，废物和水的混合物从系统中排出，然后阀关闭，并且系统用第一体积的水重新填充便盆，并且用第二体积的水预灌注通道以用于下一次冲洗循环。
根据另一个示例性实施例，系统可与“灰水”系统整合。如本文所用的术语“灰水”包括新鲜水以外的水源(例如，清洁水，通常可安全地供人消费并且可受制于各种规定、处理要求的饮用水等)，诸如被捕获的未净化的水(例如，雨水、盐水等)，再循环水(例如，用过的淋浴和/或洗澡水、洗碗机、洗衣机等)和其他非饮用水源(例如，源自城市“紫管道”非饮用水等)。例如，如本文所用的术语“灰水”包括但不限于未净化的水，诸如捕获的雨水、来自另一个装置和/或卫生洁具诸如淋浴器、浴缸、洗碗机、水槽，洗涤机等的再循环水。使用灰水供给整个马桶系统的马桶对许多消费者来说是不具有吸引力的，因为用户暴露于马桶便盆中可见的灰水的景象和气味。此外，这些具有流经整个系统的灰水的马桶可需要附加的清洁和维护。
本申请中公开的马桶可被配置为使得用户不暴露于灰水。例如，本文的马桶可仅使用灰水来填充拦水坝(例如，堰等)下游的通道。进一步地，本文的马桶可更环保，诸如通过使用较少的水(例如，新鲜水)。引入拦水坝下游的通道的灰水直接等同于每个冲洗循环期间使用的较少的新鲜水。此外，本文公开的马桶可被配置为使得在每个冲洗循环期间使用的大量(例如，多数)的水被引入以预灌注冲洗循环，并且因此可以是灰水。因此，马桶可被配置为仅使用新鲜水来重新填充和冲刷便盆。本申请的马桶可以将新鲜水的使用量减少至每次冲洗0.25加仑，或甚至更低。例如，马桶可被配置为使用0.25加仑(或更少)的新鲜水和1.0加仑(或更多)的灰水，从而每次冲洗循环达到1.25加仑的总水量。这与当前的HETWater 认证马桶相当或甚至更好，其在每次冲洗1.28加仑或更少时起作用。这也比每次冲洗1.6加仑的当前政府标准的用水量减少20％(百分之二十)。
现在将把注意力转向附图并且将提供其中公开的实施例的描述。
图1和图2示出预灌注虹吸式马桶101的示例性实施例，预灌注虹吸式马桶101包括便盆103，流体连接到便盆103并且被配置为从马桶101转移水和废物的通道104(例如，排污通道、捕集器、废物导管等)，以及通道104中的阀105，用于将一定体积的水保留在通道中以预灌注马桶101。
便盆103包括可由马桶101的边缘限定的进口开口131。废物可以通过该开口被引入便盆103中，并且水可通过边缘或以另一种合适的方式被引入便盆103中。便盆103还包括在便盆103的底部处的贮槽133，用于在冲洗循环之前保留一定体积(例如，第一体积)的水以及任何废物。图2示出可在冲洗之前诸如通过预灌注被配置为仅使用新鲜水(即，没有灰水)的马桶来填充水的填充管路135(例如，水管路等)的示例性实施例。填充管路135高于拦水坝143的高度，因此通道可以被加压以将填充管路的高度增加到高于拦水坝，而不将通道104中的水管路的高度增加到高于拦水坝143的高度。该布置可为有利的，例如，如果使用灰水来预灌注通道104(例如，填充出口支管145或其一部分)，以避免混合(在出口支管中的)灰水和(在便盆与进口支管中)新鲜水。图2还示出填充管路135'的另一个示例性实施例，在冲洗之前可向填充管路135'填充水，诸如例如，如果在马桶不对通道104加压的情况下。填充管路135'被配置为不高于拦水坝143的高度，以避免水从入口支管144越过拦水坝143。应当注意，如本文所公开的系统可以用于产生真空辅助马桶。例如，在阀关闭的情况下，可以诱发真空，诸如通过增加系统中的压力然后打开阀。
可使用一个或多个边缘槽道孔(例如，开口、孔口等)、一个或多个喷嘴、孔和喷嘴的组合，或任何其他合适的方式将水引入便盆中。马桶101可包括用于控制(例如，计量)引入便盆中的水的流量控制件(例如，流量控制件106)。
如图2最佳所示，通道104包括流体连接到便盆103的第一端部141(例如，入口)，和被配置为直接将水和废物从通道和/或从马桶引导到诸如排水管中的第二端部142(例如，出口)。通道104包括位于第一端部141和第二端部142之间的拦水坝143。拦水坝143升高到便盆103的底部之上(例如，处于相对于便盆103的底部更高的高度处)，使得拦水坝143和便盆103(例如，贮槽133)在马桶的冲洗循环之前保持(例如，保留、存储等)一定体积(例如，第一体积)的水(以及任何废物)。
通道104可被配置为具有进口支管144(例如，上支管)和出口支管145。进口支管144可从便盆103延伸到拦水坝143，使得第一体积的水在马桶101的冲洗循环之前保留在进口支管144和便盆103中。出口支管145可从拦水坝143朝向出口延伸，诸如在第二端部142处的出口。出口支管145可包括从拦水坝143大致向下延伸到第二部分145b(例如，水平支管、横向支管等)的第一部分145a(例如，下支管)，第二部分145b相对于第一部分145a成一定角度延伸。例如，第二部分145b可被配置为大致水平延伸，使得第二部分145b大致正交于第一部分145a。如图2所示，阀105和(例如，在第二端部142中的)出口位于出口支管145的第二部分145b中。根据其他示例，通道可具有其他配置，并且阀105可位于下支管中，以及出口可位于下支管或横向支管中。
如图2所示，通道104包括在阀105上游和拦水坝143下游的位置处的进入通道中的进口147，以将一定体积的水(例如，灰水、新鲜水等)引入通道104的出口支管145中。通过进口147引入的一定体积的水可为第二体积的水，其用于诸如当第一体积的水保留在进口支管144和便盆103中时预灌注马桶。进口147可位于通道104的上侧(例如，在顶部处)，以利用重力将水拉入出口支管145中。应当注意，通道104无须包括进口147，并且根据通道的其他示例，由阀105保留的水通过通道的上支管从便盆引入。例如，贮槽中一定体积的水可被过度填充，使得过量的水流过拦水坝并且进入拦水坝下游的通道以被阀保留。进口147对于利用灰水的系统是特别有利的，因为在挡板的下游定位进口147将灰水包含在通道的废物侧中(例如，在拦水坝下游)，并且防止或禁止灰水进入便盆。
在图2中还示出，流体导管将流量控制件连接到进口147，以将预灌注的水供应到通道104中。供应预灌注的水的流量控制件可为将水供应到便盆中的流量控制件106，诸如用于利用便盆中的和用于预灌注的新鲜水的实施例。根据其他示例，供应预灌注的水的流量控制件可为不同于将水供应到便盆的流量控制件106(其可为第一流量控制件)的第二流量控制件。例如，第二流量控制件可被配置为供应灰水以预灌注通道104，以及第一流量控制件可被配置为向便盆103供应新鲜水。
阀105位于通道104中并且被配置为在关闭位置和打开位置之间移动(例如，枢转、旋转、滑动、平移等)。如图2最佳所示，阀105包括挡板151，挡板151围绕枢轴152在打开位置和关闭位置之间旋转预定角度。在关闭位置，阀105将预灌注的水(例如，第二体积的水)保留在通道104中，以在下一次冲洗循环期间使用。因此，挡板151的尺寸被设定为密封通道104中的开口，其中水和废物通过该开口流过通道104。当阀105处于打开位置时，水和废物自由地流过通道104并流出(例如，在第二端部142处的)出口。打开阀105以在马桶101的冲洗循环期间影响虹吸。
如图2所示，阀105位于通道104的出口支管145的第二部分145b中。阀105可位于(例如，在第二端部142处的)出口近侧。该布置可有利地允许通道104由于膨胀的容积而保持附加的水(例如，灰水、新鲜水)，以在起动(例如，启动)冲洗循环之后相对较快地影响虹吸。根据其中阀105位于大致水平延伸的横向支管中的示例，阀105(例如，挡板151)被配置为在处于关闭位置时大致垂直延伸。阀105可被配置为在冲洗循环期间从关闭位置移动到打开位置以影响虹吸，使得阀105在打开位置覆盖(例如，密封)通道104中的第二开口149，并且在关闭位置暴露(例如，允许流体连通)第二开口149。
根据其他示例，阀105可位于出口支管145的下支管诸如第一部分145a中。阀105的位置可适合于用于预灌注通道104的一定体积的水。例如，对于具有较大容积的长通道，阀105可更远离(例如，在第二端部142处的)出口移动并且更靠近拦水坝143，诸如以保留预定的总冲洗体积(例如，1.25加仑)。
根据示例性实施例，使用电磁体使阀在打开位置和关闭位置之间移动(例如，旋转、枢转、致动等)。如图2所示，电磁体155位于通道104的底部(挡板151’位于关闭位置中的地方)之下。电磁体施加使阀105在打开位置和关闭位置之间旋转的磁力。磁力可施加到枢轴152和/或挡板151。用于控制电磁体的电力可由内部(例如，在马桶101内)或外部的电源诸如从电网供应。根据示例性实施例，电力由可拆卸和可更换的内部电池(例如，9V)提供。根据另一个示例，电磁体可位于枢轴152处，以通过枢轴152旋转挡板151。
马桶101可包括用于诸如在电力故障的情况下操作阀105的手动控制件。如图2所示，提供旋钮154，以在旋钮154旋转时允许阀105打开和关闭。旋钮154可以被配置为诸如通过齿轮系(例如，齿轮减速器等)直接或间接地旋转阀105。
可使用其他设备来移动阀，诸如例如，螺线管、马达(例如，电动马达)和适于移动阀的其他设备。阀105可由任何合适的设备或以任何合适的方式控制。例如，阀105可由流体(例如液压、水等)压力控制，诸如通过由马桶使用的水驱动的液压活塞或气动(例如，空气)压力来控制。从供水系统到马桶的水可打开和关闭阀105。使用现有的水压力来控制阀可有利地消除使用电力的需要，并且结合在马桶中使用电力的设备。这些马桶可以在没有外部电源的情况下使用。
马桶101可包括释放管路107，释放管路107被配置为将压力(例如，空气压力)从系统的一部分释放到系统的另一部分。例如，马桶101可包括通向排水管或通道104的出口的释放管路107，通道104的出口与排水管流体连接以用作密封件并且/或者防止气体逸出。如图2所示，释放管路107在通道104中的第一开口148和通道104中的第二开口149之间延伸。释放管路107可将压力从第一开口148近侧的通道104的部分释放到第二开口149近侧的通道104的部分并且/或者从第二开口149近侧的部分释放到第一开口148近侧的部分。释放管路107可为允许仅在一个方向上释放压力的单向管路，或者可为允许在两个(例如，相反)方向上释放压力的双向管路。
释放管路107包括第一端部171和第二端部172。第一端部171耦接到通道104，使得释放管路107通过第一开口148和第一端部171流体连接到通道104(例如，在第一部分处)。第二端部172耦接到通道104，使得释放管路107通过第二开口149和第二端部172流体连接到通道104(例如，在第二部分处)。
如图所示，通道104中的第一开口148位于阀105的上游，以及通道104中的第二开口149位于阀105的下游。该布置可有利地容许在阀105关闭时释放空气压力，并且一定体积的水在阀105上游的通道104中。如图所示，第一开口148位于通道104中的进口147的上游。
马桶101可包括与释放管路107串联定位的止回阀175，以防止水和废物回流。例如，止回阀175可位于通道104的第一开口148和/或第一端部171近侧，以防止水和废物通过第一开口148流入释放管路107中(并且向下朝向第二开口149和/或第二端部172)。止回阀175可允许空气诸如例如从第二开口149流到第一开口148(并且通过第一开口148离开，进入通道104中)，同时防止水和废物(例如，液体、固体)从第一端部171朝向第二端部172流动。
尽管图1描绘了部分带裙的马桶101，但是本申请中公开的虹吸式马桶的概念(例如，预灌注的概念)也可以结合到任何其他类型的马桶中。例如，本文公开的虹吸式马桶的概念可以结合到完全带裙的马桶、壁挂式马桶、智能马桶以及任何其他马桶中。
图3和图4示出被配置为预灌注虹吸式马桶的智能马桶201的示例性实施例。如图3所示，马桶201包括具有基座盖221和可相对于基座盖221移动的封盖222的结构202。封盖222可在打开位置和关闭位置(如图3所示)之间移动，打开位置提供通过便盆开口231(例如，进口开口)到马桶201的便盆203的通路。便盆203包括可被配置为保持一定体积的水的贮槽233。
马桶201还包括流体连接到便盆203的通道204。通道204将水和废物从马桶201转移到出口。如图4所示，通道204包括流体连接到便盆203的第一端部241和可用作马桶201的出口的第二端部242。通道204包括进口支管244和出口支管245。还示出，进口支管244包括从第一端部241向下延伸到第二部分(例如，上支管)的第一部分(例如，下支管)。进口支管244的第二部分从通道204的底部246(例如，捕集器)向上延伸到拦水坝(例如，堰等)。出口支管245从拦水坝向下延伸到(例如，在第二端部242处的)出口。
马桶201还包括提供用于冲洗的马桶的预灌注的阀205。例如，阀205可以被配置为在通道204中保留一定体积的水以在冲洗循环之前预灌注马桶201。阀205位于拦水坝和(例如，在第二端部242处的)出口之间。如图4所示，阀205位于出口近侧。
阀205包括被配置为诸如平坦构件(例如，挡板)的门252，以在打开位置和关闭位置之间旋转。门252的关闭位置在图4中使用实线示出，以及门252的打开位置在图4中使用虚线示出。当处于关闭位置时，门252将一定体积的水保留在通道204中。在实施例中，水仅保留在出口支管245中(例如，从拦水坝向下游到阀105)，以预灌注马桶。在另一个实施例中，水保留在进口支管244和出口支管245中(例如，当马桶201包括第二阀时，如下面更详细讨论的)。
马桶201可包括流量控制器。如图4所示，流量控制器206容纳在马桶201(例如，在基座盖221内)、进口流体导管261和出口流体导管262中。进口导管261将水从水源(例如，供应系统等)引入流量控制器206中。所述源可以在马桶201的内部(例如，箱)或外部(例如，水管路)。出口导管262通过进口247(例如，开口、入口等)将水引入出口支管245中。流量控制器206计量引入出口支管245中的水(例如，控制其的量，从而以测量的或调整的量等供应)以及何时引入(例如，预灌注)水的定时。
马桶201可包括释放管路。如图4所示，释放管路207在第一开口(例如，拦水坝之上的上部开口)和第二开口(例如，阀105近侧的下部开口)之间延伸。释放管路207可释放空气压力，如以上描述的用于马桶101的一样(例如，释放管路107)。马桶201可包括止回阀275，如以上描述的用于马桶101的一样(例如，止回阀175)。
马桶201还可包括另一个阀。例如，马桶201可包括第二阀208，以在第二阀208关闭时将一定体积的水(例如，由图4中用虚线所示的填充线235示出)维持在便盆203的贮槽233中。第二阀208可被配置为诸如在冲洗循环期间打开以允许水和废物从贮槽233流入通道204中。第二阀208可包括可旋转构件(例如，门、挡板等)，可旋转构件在打开位置和关闭位置之间围绕枢轴(例如，枢转轴线、旋转轴线等)旋转。第二阀208对于例如旨在通过利用通道中的预灌注体积的水和贮槽中一定体积的水在冲洗循环期间产生虹吸来减少水的使用的应用来说可以是有利的。当通过第二阀208将一定体积的水保留在贮槽中时，通道中一定体积的水可减少(例如，仅填充出口支管245)。应当注意，第二阀208是任选的。
图5至图12示出被配置用于在本申请中公开的马桶(例如，马桶101、201)的通道(例如，捕集器、排污通道等)的各种示例性实施例。通道可为管状的，以将便盆流体连接到排水管，从而将水和废物从便盆转移到排水管。通道可包括被配置为将水引入通道中以预灌注通道的进口(例如，预灌注进口)。阀(例如，预灌注阀)可设置在通道中以将水保持在通道中以预灌注马桶。图5至图9示出单独的通道(即，没有马桶的其他元件/特征)，而图10至图12示出具有马桶的其他元件/特征的通道。
图5示出从进口端部340延伸到出口端部341的通道304。进口端部340包括大致水平对准的进口开口。进口端部340通向(例如，流体连接到)下支管342，下支管342如图所示向下延伸。下支管342通向横向支管243，如图所示，横向支管243水平延伸到出口端部341。出口端部341包括大致垂直对准的出口。预灌注进口347设置在通道304中，预灌注进口347被配置为将水引入通道304中以预灌注通道304。如图5所示，预灌注进口347设置在下支管342的上游和进口端部340的下游。应当注意，预灌注进口347可以位于通道304中的其他位置。
图6示出从进口端部440延伸到出口端部441的通道404。通道404具有大致S形状。如图所示，通道404包括具有进口开口的半圆形部分442，从圆形部分442延伸的大致直的部分443以及从大致直的部分443延伸的出口部分444。出口部分444可为半圆形或可仅向下转到出口。如图所示，大致直的部分443具有沿其长度改变的横截面形状(例如，尺寸、面积等)。例如，大致直的部分443的尺寸在半圆形部分442和出口部分444近侧的端部处相对较小，而中间段的尺寸相对较大。如图6所示，预灌注进口447设置在通道404中的大致直的部分443上游和进口端部440下游的位置处。应当注意，预灌注进口447可以位于通道404中的其他位置。
图7示出从进口开口540延伸到出口541的另一个大致S形的通道504。通道504包括设置在半圆形部分和出口部分之间的大致直的部分543。大致直的部分543具有从邻近半圆形部分的端部到邻近出口部分的端部逐渐增加的尺寸。如图7所示，预灌注进口547设置在通道504中的在大致直的部分543上游和在进口540下游的位置处。应当注意，预灌注进口547可以位于通道504中的其他位置。
图8示出具有在进口开口641和拦水坝642之间延伸的进口部分640的通道604。通道604还具有从拦水坝642延伸到出口644的出口部分643。出口部分643具有从拦水坝642延伸到横向支管646的下支管645。如图所示，下支管645大致垂直向下延伸，并且横向支管646大致水平延伸。凸起647设置在下支管645中，从而产生非线性形状。如图所示，凸起647具有大致V形的小凹痕(在图8中的左侧处示出)。凸起647的与凹痕相对的一侧为半圆形或弧形。通道604包括诸如在凸起647上游和在进口部分640下游的位置处的预灌注进口649。应当注意，预灌注进口649可以位于通道604中的其他位置，诸如凸起647的下游。
图9示出具有进口部分660的通道654，进口部分660具有进口开口661。进口部分660包括半圆形部分和从半圆形部分延伸到拦水坝662的上支管。通道654包括从拦水坝662延伸到出口664的出口部分663。出口部分663包括与拦水坝662一起形成大致S形的另外两个半圆形部分。如图所示，通道654还包括围绕出口延伸的凸缘665。与出口部分663的尺寸相比，凸缘665具有通常较大的尺寸(例如，直径)。凸缘665的尺寸可适于排水管(图9中未示出)的尺寸，用于将通道654耦接到排水管。通道654包括诸如在出口部分663上游和在拦水坝662下游的位置处的预灌注进口667。应当注意，预灌注进口667可以位于通道654中的其他位置。
图10示出具有进口部分740的管状通道704，进口部分740具有流体连接到马桶便盆703的进口开口741。进口部分740包括半圆形部分和从半圆形部分延伸到拦水坝742的上支管。通道704包括从拦水坝742延伸到出口744的出口部分743。出口部分743包括下支管和从下支管延伸到出口744的横向支管。至少一个肋状件设置在出口部分743中(例如，在下支管和/或横向支管中)，该至少一个肋状件从管状通道704的侧壁向内延伸。如图所示，肋状件745具有盘旋形状(例如，螺旋的或螺旋状)，其从邻近拦水坝742的下支管的顶部向下移动到，进入或通过横向支管。肋状件745可位于拦水坝742和用于保留一定体积的预灌注水的阀之间。肋状件745可减慢预灌注的水的排出(例如，速率)。该布置可有利地影响(例如，延长)完成虹吸的定时，这可通过更长的虹吸管去除更多的废物。因此，虹吸的定时可以受到系统影响，诸如受到通道形状(例如，几何配置)的影响。通道704包括诸如在(一个或多个)肋状件745上游和在拦水坝742下游的位置处的预灌注进口747。应当注意，预灌注进口747可以位于通道704中的其他位置，诸如一个或多个肋状件745的下游。
图11示出流体连接马桶便盆803和排水管808的通道804。通道804包括位于拦水坝842上游的进口部分840和位于拦水坝842下游的出口部分843。进口部分840包括从便盆803的出口延伸到拦水坝842的上支管。出口部分843包括从拦水坝842延伸到下部部分845的上部部分844，下部部分845被配置为与上部部分的尺寸相比具有较大的横截面尺寸(例如，直径)。下部部分845的尺寸可适于保持预定体积的水。如图所示，下部部分845包括设置在顶部处的第一(例如，圆柱形)部分和从第一部分延伸到排水管808的第二(例如，锥形、截头圆锥形)部分。预灌注进口847设置在通道804中，预灌注进口847被配置为将水引入通道804中以预灌注通道804。如图11所示，预灌注进口847设置在出口部分843的上部部分844中，该上部部分844位于出口部分843的下部部分845的上游和进口部分840的下游。应当注意，预灌注进口847可以位于通道804中的其他位置，诸如取决于通道804中的水位。例如，可将预灌注进口847设置在水位之上，因此对于水位WL’，预灌注进口847可位于水位WL’之上的任何位置。
阀805可位于出口部分843的下部部分中。如图11所示，阀805位于出口部分843的下部部分的底部基座处，下部部分与排水管808在该底部基座处相连接。阀805包括可在关闭位置和打开位置之间移动的阀门850(例如，挡板)。例如，阀门850可围绕枢轴851在打开位置和关闭位置之间旋转。在关闭位置，阀门850将通道804的出口从排水管808密封，以防止水和废物从通道804转移到排水管808。阀门580被配置为在关闭位置中时保留一定体积的水，以在下一次冲洗循环之前预灌注马桶。在打开位置中，阀门850允许水和废物从通道804进入排水管808中。水位WL可以改变以在冲洗循环期间影响虹吸，诸如改变到在图11中使用WL’和WL”示出的另选水位。
图12示出流体连接马桶便盆903和排水管908的通道904。除非另有说明，否则通道904的形状大致类似于图2所示的通道104的形状。可以调整水位以影响冲洗循环的性能。作为非限制性示例，如图12所示，水位可以处于由WL、WL’或WL”所指示的高度处。阀可设置在通道904中以将一定体积的水保留在其中来预灌注具有通道904的马桶的冲洗循环。阀可位于图12所示的交叉影线内的任何位置，包括在通道904的出口处或排水管908中。例如，阀可与底板凸缘整合，该底板凸缘被配置为固定通道904和排水管908。预灌注进口947设置在通道904中，预灌注进口947被配置为将水引入通道904中以预灌注通道904。如图12所示，预灌注进口947设置在水位WL”之上和进口部分940的下游。应当注意，预灌注进口947可以位于通道904中的其他位置，诸如取决于通道904中的水位。例如，进口可位于为进口947’所示的位置处，诸如，被配置为将通道904中的水填充到水位WL的实施例。
阀诸如阀105、205、208、805可位于图5至图12所示的通道中的任何位置。此外，多于一个的阀可以与图5至图12所示的通道中的每个一起使用。
现在将描述冲洗马桶诸如马桶101、201的示例性方法。该方法包括(例如，作为第一步骤)将第一体积的水填充并且保留在便盆中和/或便盆下游与拦水坝上游的通道的上支管中。第一体积的水可通过便盆、通道、阀(例如，第二阀208)、另一个元件/特征或其任何组合的几何形状(例如，配置、形状等)保留在马桶中。
该方法包括(例如，作为第二步骤)将第二体积的水填充并且保留在阀和拦水坝之间的通道中。例如，当处于关闭位置时，阀可在通道中保留第二体积的水。可使用流量控制设备将第二体积的水引入通道中，该流量控制设备可被配置为计量出特定量的水。根据实施例，在通过位于拦水坝下游和阀上游的通道中的进口(例如，预灌注进口)启动冲洗循环之前，将第二体积的水引入通道中。
该方法包括(例如，作为第三步骤)启动马桶的冲洗循环。冲洗循环的启动可被配置为将第三体积的水引入便盆中，诸如通过边缘槽道、喷嘴、其他合适的元件/特征或其组合。冲洗循环的启动将保留预灌注体积的水的阀从关闭位置移动到打开位置，以在冲洗循环期间影响虹吸。如果马桶包括多于一个的阀诸如第二阀208，则在启动冲洗循环时，第二阀可以移动到打开位置。可调整阀(用于具有多于一个阀的马桶)的打开之间的顺序诸如以影响虹吸。
该方法还可包括通过释放管路(例如，空气压力释放管路)排出(例如，释放)空气。释放管路可在通道中的第一开口(其在进口的上游和/或拦水坝的下游)和通道中的第二开口(其在阀的下游)之间延伸。进一步地，当阀处于打开位置时，阀可被配置为密封通道中的第二开口，以防止水和废物流入空气压力释放管路中。
该方法还可包括关闭所述阀(或多个阀，如果在冲洗循环期间使用多于一个阀的话)。排空水和废物后，阀可关闭。如果马桶包括多于一个阀，则可调整关闭阀的顺序。
该方法还可包括将水引入系统以预灌注马桶用于随后的冲洗循环。例如，用于预灌注的通道中的阀可在排空水和废物之后关闭，然后可将水引入通道中(例如，通过进口)以预灌注马桶。
如本文所公开的预灌注虹吸式马桶提供了多种优点/益处，其中一些在上面被描述。另一个此优点是马桶可以在没有箱的情况下操作(即，本申请的马桶可以被配置为“无箱”马桶)，从而减小了尺寸并且减少了成本(例如，材料、人工、包装等)，并且允许关于马桶的更大的设计自由度。系统(例如，冲洗发动机)是“管路压力系统”，因为它可以被配置为基于管路压力操作，而不是依靠重力来操作的“重力冲洗系统”。除了利用管路压力来冲洗之外，本文公开的系统还可利用管路压力用于其他功能，诸如本来需要电子设备和电源的那些功能。
如上所述，本申请的马桶能够在冲洗系统中使用灰水而不使性能劣化或者使客户暴露于“灰水”或可能受污染的水。从用户的角度来看，该马桶表现为仅使用新鲜水的常规马桶，但是在使用灰水时，诸如用于预灌注时则使用少得多的新鲜水。因此，灰水马桶至少与标准管路供给马桶一样表现和起作用。本申请的这种灰水马桶可以配置有或没有常规的箱。
此外，本申请的马桶被配置为减少用于固体和/或液体废物的每个冲洗循环的水的总体积。这也能够大大减少用于每个冲洗循环的新鲜水的体积，诸如通过使用灰水预灌注通道。
此外，本申请的马桶能够减少完成每个冲洗循环所需的时间(例如，以秒为单位的实际时间)。例如，预灌注减少了在冲洗循环启动之后常规马桶灌注所花费的时间量。因此，通过预灌注马桶的通道，冲洗的灌注阶段被消除或减少到传统马桶设计中所需时间的一部分。
本申请的预灌注的捕集器/排污通道/通道与例如使用现有管路压力进行冲洗的马桶不同地起作用。例如，来自供应系统的加压水无须直接用于将废物从便盆中推出。相反，加压水可用于控制马桶/系统的次要功能，次要功能可以被设计为仅在约1psi至5psi并且小于1gpm的流量下起作用。管路压力马桶可需要在贮槽中的喷嘴将固体废物向上移动/推动到通道中，同时还提供足够高的水流率来灌注排污通道(即，在冲洗循环期间将水引入排污流道)，并且产生虹吸以排空便盆。在低压力和流率(例如，约小于35psi和2gpm)下，这些系统通常开始表现不佳，并且将无法以远高于5psi和1gpm的速率执行。普通管路压力马桶可无法在20psi和3gpm下去除固体废物。
对于具有预灌注的捕集器/排污通道/通道的马桶，使用可以在需要时打开和关闭的阀诸如例如在出口处密封排污通道。阀的特征/元件(例如，开口等)足够大，以在打开时不阻碍废物和水从系统流出。当阀关闭时，可用水将排污通道填充到预定水位。而在静止时(例如，在冲洗循环之间)，捕集器保持被水填充(例如，预灌注)。供应的压力和流率(例如，其波动)不影响本申请的马桶/系统的废物除去性能。供应给本申请的马桶/系统的低的压力和流量可增加冲洗之间填充排污通道所需的时间(例如，预灌注捕集器的时间)，但不会不利地影响性能(例如，每次冲洗去除的废物/水)。这是有利的，因为本申请的马桶将不会在低的压力/流率下不能冲洗或不能发生虹吸。
本申请的马桶的主要部件可被配置为操作或控制主要功能和次要功能的操作，可以在任何数量的不同实施例中诸如本文公开的任何马桶中设计主要功能和次要功能。在实施例中，控制通道中的阀(例如，阀105)的打开和关闭、边缘洗涤的定时和致动冲洗的次要功能都可以用水压力来控制。因此，整个系统可被设计为在没有电气部件的情况下起作用。
在另一个实施例中，可使用一个或多于一个电子部件来控制马桶/系统功能中的一些或全部。举例来说，可以使用电动马达来打开和关闭通道中的阀(例如，阀105)。螺线管和具有程序设计的简单电路可以用于控制边缘洗涤、便盆和捕集器重新填充和/或操作液压活塞以打开和关闭捕集器阀。可以使用电磁场或其他接近传感器来实现期望的功能，并对所述功能定时。应当注意，电子和液压功能的各种组合可与本申请的马桶一起使用。
如本文所使用的，术语“约”、“大约”、“基本上”和类似术语旨在具有与本公开的主题所属的本领域普通技术人员常用和接受的用法相符的广泛含义。查看本公开的本领域技术人员应当理解，这些术语旨在允许对所描述和要求保护的特定特征的描述，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确数值范围。因此，这些术语应当解释为指示所描述和要求保护的主题的非实质或无关紧要的修改或改变被认为在所附权利要求所述的本发明的范围内。
如本文所使用的术语“耦接”、“连接”等意味着两个构件直接或间接地彼此接合。此接合可为静止的(例如，永久的)或可移动的(例如，可除去或可释放的)。此接合可以通过两个构件或两个构件与任何附加的中间构件彼此一体地形成为单个整体，或者通过两个构件或两个构件与任何附加的中间构件彼此附接而实现。
本文对元件的位置(例如，“顶部”、“底部”、“之上”、“之下”等)的参考仅用于描述图中各种元件的取向。应当注意，根据其他示例性实施例，各种元件的取向可不同，并且此类变化旨在被本公开所涵盖。
如示例性实施例所示，虹吸式马桶的元件的构造和布置仅是说明性的。尽管已经详细描述了本公开的仅几个实施例，但是查看本公开的本领域技术人员将容易理解，在没有实质上脱离本主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，各种元件的尺寸、大小、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)。例如，被示为一体形成的元件可由多个零件或元件构成，元件的位置可颠倒或以其他方式变化，并且离散元件或位置的性质或数量可变更或变化。
另外，词语“示例性”用于表示用作示例、实例或说明。本文中描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定被解释为比其他实施例或设计更优选或有利(并且此术语并非旨在意味着此类实施例必然是非凡或最高级的示例)。相反，词语“示例性”的使用旨在以具体的方式呈现概念。因此，所有此类修改旨在包括在本公开的范围内。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可在优选的和其他示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。
在不脱离本发明的范围的情况下，也可在各种示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。例如，在一个实施例中公开的任何元件(例如，通道、支管、阀、流量控制件、空气压力释放管路、预灌注进口、电磁体等)可与本文公开的任何其他实施例结合或一起使用。此外，例如，根据另选实施例，任何过程或方法步骤的顺序或序列可改变或重新排序。任何方法加功能条款均旨在涵盖本文所描述的执行所述功能的结构，并且不仅涵盖结构等效物，而且还涵盖等效结构。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可在优选和其他示例性实施例的设计、操作配置和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。

Claims (20)

1.一种虹吸式马桶，其包括：
便盆；
通道，其具有入口、出口和位于所述入口和所述出口之间的拦水坝，其中所述入口流体连接到所述便盆，并且所述便盆和所述拦水坝被配置为在所述马桶的冲洗循环之前保持第一体积的水；
进口，其在所述拦水坝下游进入所述通道中，其中第二体积的水通过所述进口被引入所述通道；以及
阀，其位于所述通道的所述进口和所述出口之间，其中所述阀在冲洗循环之前在关闭位置保留所述第二体积的水，以在所述冲洗循环期间影响虹吸。
2.根据权利要求1所述的虹吸式马桶，其中所述阀位于所述通道的所述出口近侧。
3.根据权利要求1所述的虹吸式马桶，其中所述通道进一步包括：
从所述便盆延伸到所述拦水坝的上支管；以及
从所述拦水坝延伸到所述出口的下支管；
其中所述阀位于所述下支管中。
4.根据权利要求1所述的虹吸式马桶，其中所述通道进一步包括：
从所述便盆延伸到所述拦水坝的上支管；
从所述拦水坝延伸的下支管；以及
与所述下支管成一定角度延伸到所述出口的横向支管；
其中所述阀位于所述横向支管中。
5.根据权利要求4所述的虹吸式马桶，其中所述横向支管大致正交于所述下支管延伸。
6.根据权利要求5所述的虹吸式马桶，其中所述阀在所述关闭位置大致垂直地延伸。
7.根据权利要求1所述的虹吸式马桶，其进一步包括空气压力释放管路，所述空气压力释放管路在所述阀上游的所述通道中的第一开口与所述阀下游的所述通道中的第二开口之间延伸。
8.根据权利要求7所述的虹吸式马桶，其中所述阀在所述冲洗循环期间从所述关闭位置移动到打开位置以影响所述虹吸，并且其中所述阀在所述打开位置覆盖所述第二开口，并且所述阀在所述关闭位置暴露所述第二开口。
9.根据权利要求7所述的虹吸式马桶，其进一步包括与所述空气压力释放管路串联定位的止回阀，以防止水和废物从所述第一开口流到所述第二开口。
10.根据权利要求9所述的虹吸式马桶，其中所述第一开口和所述止回阀位于所述通道中的所述进口的上游，并且其中所述止回阀位于所述第一开口近侧，以防止水和废物通过所述第一开口流入所述空气压力释放管路。
11.根据权利要求1所述的虹吸式马桶，其中所述阀可在打开位置和所述关闭位置之间移动，并且其中所述阀的所述打开和所述关闭由电磁力、气动力或液压力中的至少一个控制。
12.根据权利要求11所述的虹吸式马桶，其进一步包括手动超控装置，以在产生所述电磁力的电磁元件发生电力故障的情况下，在所述打开位置和关闭位置之间移动所述阀。
13.一种虹吸式马桶，其包括：
通道，其流体连接到便盆，所述通道包括：
上支管，其从所述便盆延伸到拦水坝，其中在所述马桶的冲洗循环之前，将第一体积的水保留在所述上支管和所述便盆中；以及
出口支管，其从所述拦水坝朝向出口延伸；以及
阀，其位于所述通道的所述上支管和所述出口之间，其中所述阀在所述马桶的所述冲洗循环之前在关闭位置保留第二体积的水，以在所述冲洗循环期间影响虹吸。
14.根据权利要求13所述的虹吸式马桶，其进一步包括空气压力释放管路，所述空气压力释放管路在所述通道的进口上游的所述通道中的第一开口与所述阀下游的所述通道中的第二开口之间延伸，其中所述通道的所述进口在所述拦水坝的下游，并且所述第二体积的水通过所述进口被引入所述通道中。
15.根据权利要求14所述的虹吸式马桶，其进一步包括电磁体或机械马达，以在所述关闭位置和打开位置之间移动所述阀，其中所述阀在所述打开位置中容许水和废物通过所述出口离开。
16.根据权利要求15所述的虹吸式马桶，其中所述阀在所述阀的所述打开位置密封所述通道中的所述第二开口。
17.根据权利要求14所述的虹吸式马桶，其中所述出口支管包括从所述拦水坝大致向下延伸到大致水平延伸的第二部分的第一部分，并且其中所述阀和所述出口位于所述第二部分中。
18.一种冲洗虹吸式马桶的方法，其包括：
在便盆和拦水坝上游的通道的上支管中保留第一体积的水；
在阀的关闭位置中，在所述阀和所述拦水坝之间的所述通道中保留第二体积的水；
启动将第三体积的水引入到所述马桶中的所述马桶的冲洗循环；
将所述阀从所述关闭位置移动到打开位置，以在所述冲洗循环期间影响虹吸。
19.根据权利要求18所述的方法，其中在所述启动所述冲洗循环之前，通过位于所述拦水坝下游和所述阀上游的进口使用流量控制设备将所述第二体积的水引入所述通道中。
20.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括通过在所述进口上游和所述拦水坝下游的所述通道中的第一开口，与在所述阀下游的所述通道中的第二开口之间延伸的空气压力释放管路排出空气，其中当所述阀处于所述打开位置时，所述阀密封所述第二开口，并且当所述阀处于所述关闭位置时，所述第二开口暴露。
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