CN109715890A - 模块化马桶系统和部件 - Google Patents

Abstract

公开了一种模块化马桶，其包括马桶外壳和液压芯。液压芯模块是与马桶外壳模块分离的单元，并且可以与外壳的内部及外部形式不对称。芯模块包括连接到虹吸排水管的马桶便池，虹吸排水管包括堰。排水管可以是垂直环排水管。马桶外壳和液压芯可以包括相互密封的表面。排水管可以包括用于连接到马桶通风系统的开口。

Description

模块化马桶系统和部件

发明领域

本发明总体上涉及马桶系统的领域，并且更具体地说，涉及具有独立外壳和液压芯的模块化马桶。

背景

除了废物清除的功能之外，为了提供健康指标的目的，马桶系统现在还被设计用来分析废产物(waste products)。这通常需要对马桶进行改造，处理瓷器(porcelain)使这些改造变得困难。釉面玻璃瓷器(Glazed vitreous porcelain)具有优异的强度和耐化学性；然而，它具有脆性和较差的壁厚和平坦度公差。此外，生陶瓷(green ceramic)中的固有收缩、围绕复杂流体流动路径的众多设计限制、以及现代马桶中所需的孔以及其他特征的位置和种类需要多个制造步骤，包括多个独立预先模制部件的组装。此外，精加工瓷器固定件(finishing porcelain fixtures)会产生有害的灰尘颗粒。烧制后，陶瓷马桶的加工只能用昂贵的金刚石工具且是相当困难的。此外，当现有的陶瓷马桶是一个整体结构时，它体积很大，并且只能通过完全更换来维修，而马桶最先退化的部分可能只是便池(bowl)的外表。

因此，需要一种更灵活制造解决方案，其允许容易地集成技术特征，包括：健康诊断和更有效的节水；以及容易适应各种设置和升级；并且经得起部件的更换和更新。

本发明的马桶系统允许在马桶制造过程、安装、个人房舍布置以及除废物处理之外的用途方面有更大的变化。此处公开的本发明还允许以基本上较低的成本独立地进行液压芯模块或外壳模块的单独更换。

发明概述

在一个方面，本发明涉及一种模块化马桶系统，其包括马桶外壳和液压芯，马桶外壳包括开口，液压芯包括与虹吸管系统集成的便池，虹吸管系统具有堰(weir)，其中马桶外壳和液压芯是独立的结构，并且液压芯便池被构造成装配在马桶外壳开口内并与马桶外壳开口密封在一起，使得马桶外壳开口通向液压芯便池。

在另一方面，本发明包括马桶外壳，该马桶外壳包括具有密封表面的开口，该密封表面构造成与单独的马桶液压芯便池配合，以在马桶外壳和液压芯之间形成水密密封，液压芯包括虹吸管系统和堰。

在又一方面，本发明包括液压芯，该液压芯包括便池，该便池与虹吸管系统集成，虹吸管系统具有堰，其中液压芯便池包括具有密封表面的开口，该密封表面构造成与马桶外壳密封表面配合，以在液压芯便池和马桶外壳之间形成水密密封。

在一些实施例中，马桶外壳开口包括围绕马桶外壳开口的圆周延伸的第一密封表面，并且液压芯便池包括围绕液压芯便池的圆周延伸的密封表面，其中第一密封表面与第二密封表面配合以形成水密密封。

在其他实施例中，马桶外壳的重量导致马桶外壳密封表面压靠液压芯便池密封表面。

在又一个实施例中，液压芯便池包括唇缘，该唇缘构造成与马桶外壳的内部部分上的通道配合。

在还有的其他实施例中，通道包括锐角形状的空间，并且液压芯包括相配合的锐角形状的突起，其中通道构造成迫使液压芯唇缘向上朝向马桶外壳的下表面，使得液压芯便池与马桶外壳开口密封在一起。

在一些实施例中，马桶外壳连接到可控的水供应源(controllable watersupply)，并且液压芯连接到下水道。

在一些其他实施例中，液压芯被构造成独立于马桶外壳被支撑。

在一个特定实施例中，马桶便池第一密封表面和液压芯第二密封表面是水平的。

在其他实施例中，一个或更多个传感器设置在液压芯便池内。

在其他实施例中，液压芯虹吸管系统包括具有基本单调螺旋度(substantiallymonotonic helicity)的螺旋环存水弯道(helical loop trap way)。

附图

本发明参考所附附图被图示和描述，其中：

图1是包括马桶便池和具有堰和溢流道(spillway)的管状P形存水弯式排水管(tubular P-trap style drain)的分立模块化液压芯(discrete modular hydrauliccore)的侧视图。

图2是马桶外壳的侧视图。

图3是液压芯的侧视图。

图4是马桶外壳内的液压芯的侧视图，附随有用于密封液压芯和马桶外壳的一种构造的分解图。

图5是具有传感器的液压芯的马桶外壳的俯视图。

图6是液压芯和马桶外壳密封构造的侧视图。

图7是具有单调螺旋度的液压排水管的后视图。

应当理解，附图是说明性的，并不限制由所附权利要求限定的该发明的范围。所示实施例实现了该发明的各个方面和目的。应当理解，不可能在单个图中清楚地示出本发明的每个元件和方面，因此，呈现多个图以更清楚地单独图示出该发明的各种细节。类似地，并非每个实施例都需要实现本发明的所有优点。

详细描述

现在将参考其中提供的数字来讨论本发明和所附附图，以使本领域熟练的技术人员能够实践本发明。然而，熟练的技术人员应理解，以下描述的装置、系统和方法可以在不采用这些具体细节的情况下实施，或者这些装置、系统和方法可以用于除这里描述的目的之外的目的。事实上，根据本公开，这些装置、系统和方法可以被修改，并且可以与本领域技术人员已知的产品和技术结合使用。附图和描述旨在作为本发明的各个方面的示例，而不是旨在缩小所附权利要求的范围。此外，应当理解，附图可以独立地示出本发明的各个方面，并且一个图中的元件可以与其他图中所示的元件结合使用。

本发明涉及一种模块化马桶系统，其包括马桶外壳(在此称为“外壳”)和液压芯。液压芯和马桶外壳是独立的结构，并且液压芯可以与外壳的内部及外部形式不对称。马桶外壳可以独立于液压芯进行维修和更换，且反之亦然。芯的便池和虹吸管(siphon)可以彼此独立更换。

液压芯包括与虹吸管系统集成的便池，该虹吸管系统具有连接到下水道系统并注入下水道系统的堰(即P形存水弯)。在一些特定的实施例中，液压芯可以包括诸如高压喷射器(high pressure jet)和贮槽(sump)之类的附加特征。

马桶外壳容纳液压芯，并包括通向液压芯便池开口的开口。在一些实施例中，马桶外壳还可以包括水箱，水箱用于提供从液压芯去除废物内容(waste contents)所需的液压冲洗(hydraulic flush)。马桶外壳模块可以安装在液压芯上。可选地，当外壳附接到安装表面，例如地板或墙壁，液压芯可以定位在外壳的内侧。高压喷射器可以包括可更换的可变喷射喷嘴(jet nozzle)。液压芯和外壳包括用于相互附接和配合密封表面的机构，以防止泄漏并保持液压完整性。在特定实施例中，液压芯便池被构造成装配在马桶外壳开口内并与马桶外壳开口密封在一起，使得马桶外壳开口通向液压芯便池开口。液压芯还可以包括不同于马桶外壳的材料和性能的材料和性能。

本发明提供了一种模块化马桶，其包括两个或更多个塑料、玻璃纤维、碳纤维、金属、陶瓷或其组合的单元：外壳模块和液压芯，该液压芯包括便池和曲折的虹吸管(serpentine siphon)，该曲折的虹吸管包括贮槽和堰。虹吸管流动路径或P形存水弯管可以与便池集成或分开，以允许在所需材料特性、液压和应用上的差异，从而适应个人喜好、审美、环境或周围条件(ambient conditions)。模块化马桶可对马桶的每个模块化部分使用不同的材料，例如硬涂层塑料(hard-coated plastic)或金属、金属、玻璃纤维、微纤维、复合材料、陶瓷或其组合。各部分可由最合适或可用的材料制造而成，并根据需要更换。马桶外壳模块可以具有例如类似于裙式马桶(skirted toilet)的形状，其中裙部(skirt)不符合液压芯或管道(piping)的形状。

外壳模块和芯模块可适用于不同类型的马桶，包括但不限于地板安装式马桶和小便器(urinals)、壁装式马桶和小便器、以及地板和墙壁安装式坐浴盆(bidets)、或其组合。此外，尽管本文公开的实施例主要指向包括便池和虹吸管的液压芯，但是本发明的特征可以同样适用于包括外壳和液压芯便池的模块化马桶系统。

液压芯可以包括虹吸管喷射辅助装置(siphon jet assist)，该虹吸管喷射辅助装置包括可更换的可变喷射喷嘴。喷嘴可构造成产生进入虹吸管的漩涡水流(swirlingstream of water)。高压喷射器可以单独连接到周围水源。便池的水源可以来自水箱，而喷射器的水源可以直接来自水源的供应管线(supply line)。液压芯模块可包括便池液压端口，便池液压端口包括可更换的定向液压喷嘴。

在一些特定实施例中，马桶外壳开口包括围绕马桶外壳开口的圆周延伸的第一密封表面，并且液压芯便池包括围绕液压芯便池的圆周延伸的第二密封表面，其中，第一密封表面与第二密封表面配合以形成水密密封。

在一些实施例中，马桶外壳的重量导致马桶外壳密封表面压靠在液压芯便池密封表面上。例如，马桶外壳从其基部到密封表面的高度可以小于液压芯密封表面到其基部的高度，使得马桶外壳密封表面完全压在液压芯密封表面上。

在另一个实施例中，马桶外壳密封表面和液压芯便池密封表面通过液压芯上的唇缘配合，该唇缘配合在马桶外壳内的通道内。例如，液压芯便池可包括唇缘，该唇缘构造成与马桶外壳的内部部分上的通道配合，其中锐角形状的空间构造成迫使液压芯唇缘向上朝向马桶外壳的下表面，使得液压芯便池与马桶外壳开口密封在一起。马桶外壳内部部分上的通道可以包括，例如锐角形状的空间，该空间将马桶外壳楔入液压芯上的适当位置。在另一个特定实施例中，其中马桶密封件和液压芯密封件被水平定向，锐角形状的空间可以具有水平角度的一个表面和非水平角度的另一个表面，使得液压芯的唇缘的非水平表面和马桶外壳的通道接合并导致水平表面聚集在一起并密封。因此，在一些实施例中，外壳前部具有承窝(socket)或敞开的安装特征，便池的唇缘被卡入该承窝或敞开的安装特征中以形成紧密密封。因此，便池的前部可以用“向前”的力锚定，而不是在前部附近使用螺栓用“向上”的力锚定，使用螺栓用“向上”的力锚定可能是难以达到的。便池具有略微向前提升的内置楔形形状(built-in wedge shape)，使得当外壳被向下或向后拧紧时，塑料便池通过弯曲来符合以在前部提供紧密密封，在该前部处，使用者无法向后伸手来拧紧螺钉以将便池保持在外壳上。用这种结构，瓷器外壳的重量可以在便池上提供压缩密封。

该发明的马桶包括以下特征。马桶的用途可以通过所安装的和从外壳或液压芯省略的特征来改变。例如，用于检测周围条件、马桶性能以及使用者个人健康和卫生(hygiene)的传感器可以安装在本公开的模块中。马桶外壳和液压芯可以包括金属、塑料或金属和塑料两者、或者纳米陶瓷涂层塑料或具有瓷器外观的且疏水的金属。模块化允许对较小的件上的更严格的制造公差和马桶部件的单独制造，与整个马桶系统的替换相比，这些部件可以以更低的成本单独替换。芯模块不需要移除就可以处理使用者的废物，比如带有可更换便池的医院马桶—这是模块化铅锤马桶芯(modular plumbed toilet core)与内置在椅子中的医院便盆(bed pan)的一个关键区别。

马桶外壳和液压芯可以具有诸如物理发生器和传感器、尿液分析传感器、流量计、电容流量计、溢流传感器、石蕊测试材料、声波传感器(ultrasonic sensors)、超声波传感器、红外线传感器、紫外线传感器、X射线传感器、光纤传感器、电磁传感器、磁共振成像传感器、超声传感器(ultra-sound sensors)、激光、热电偶、温度计、热传感器、量表、加速度计、振动发生器、气体传感器、发光二极管、电池、监视器、数字读数器、除臭器、风扇、排气管路、喷射器、喷嘴、坐浴盆、密封件和密封表面、以及附接机构等特征。

本发明的马桶可以包括陶瓷瓷器马桶外壳(ceramic porcelain toilet shell)，其具有水箱但没有芯，但是具有密封表面和用于接受芯的附接固定件，除非外壳被移除，否则芯是不可移除的。陶瓷瓷器马桶外壳可以通过将其从至地板或液压芯组件的锚固点断开来移除，并向前拉动以露出芯组件，芯组件被锚固到地板或下水道连接件，并为下水道提供密封,(例如，不是可移除的芯，而是可移除的外壳)。

模块化马桶外壳和液压芯进一步由以下特征、部件和工艺中的任一个支持。外壳，如果是陶瓷的话，可以以这种方式设计，即在烧制过程中其是自支撑的，因为便池在烧制过程中起到支撑陶瓷外壳的作用。外壳可以包含比要插入的塑料便池更深的类便池的形状，该类便池的瓷器形状在烧制期间和烧制之后提供强度。

便池和外壳之间的密封件可以包括低温粘合剂，低温粘合剂可以允许通过使用热枪(heat gun)来分离马桶外壳和液压芯。可选地，在便池和外壳之间的呈液体、胶带或o形环形式的密封件可以包括弹性体(elastomer)、全氟弹性体、丁晴腈(buta-n-nitrile)、氢化丁腈、碳氟化合物、TFE/P、氟橡胶(Viton)、硅酮、氟硅酮、橡胶、合成橡胶、EPDM、氯丁橡胶、聚氨酯、PTFE或Teflon。马桶外壳/便池接头的密封件也可以包括纳米陶瓷涂层。在其他实施例中，便池-外壳接头的密封件可以覆盖有一层薄的UV或蓝色固化的陶瓷复合材料(如牙涂层(dental coating))。在一些实施例中，便池或陶瓷具有内置的加热丝(heaterwire)，以熔化热粘合剂用于粘合-剥离。在其他实施例中，便池或陶瓷具有UV-degrading(紫外线降解)粘合剂，该粘合剂可以通过UV照射分解，例如通过UV枪或内置在密封件中的UV透射、漫射纤维(UV transmissive,diffusing fiber)分解。

用于将芯模块附接到外壳模块的机构可包括夹具、螺钉、粘合剂、压配合(compression fit)、压缩配件(compression fittings)、带扣、索环(grommets)、铆钉、销、锚件(anchors)、扣环(retaining rings)、卡环(snap rings)、o形环、突起、卡扣(snaps)、钥匙孔紧固件(key-hole fasteners)等。

此外，液压芯还可以包括马桶排水管构造，该马桶排水管构造包括螺旋环存水弯道。在一些构造中，螺旋环存水弯道可以从侧面离开马桶，这允许马桶具有与螺旋环存水弯道的入口端口相对的平面外冲洗喷射器。来自冲洗喷射器的水基本上在平面外进入便池，例如从右侧进入，并经由改进的螺旋环存水弯道设计离开便池，该螺旋环存水弯道设计基本上在平面外且与喷射器相对。

这种基础设计的改变使得许多有益的设计选项成为可能。首先，来自水箱的水通过最小的阻碍弯曲，例如从水箱底部到便池的侧面仅弯曲90度。与必须将水从后面的水箱带到前面的喷射器入口(180度弯曲)的设计相比，四分之一弯曲转弯相对于管区段(pipesection)的长度可以具有更大的半径。较短的弯曲和距离允许冲洗喷射水(flush jetwater)快速从水箱(或其他储器或压力系统)中经过而失去最小的动量。此外，管的直径可能很大，因为它在平面外，并且不需要与马桶便池是一个整体。

在便池的下游侧，冲洗系统可以形成具有基本单调螺旋度的弯曲的存水弯道。存水弯道的轴线具有开塞钻形(corkscrew)的大致结构，管形成了环套环(loop-de-loop)的区段。存水弯的下游可能存在与单调螺旋度的偏差，但是在存水弯附近，管弯曲不会改变其曲率的正负(sign)。本质上，存水弯道可以由大致一段圆环(torus)(弯曲成圆的一部分的管)形成。这与传统存水弯截然不同，传统存水弯在不同的方向上交替上下弯曲。

冲洗喷射水的高速注入允许用更大的存水弯道管虹吸冲洗，提供更小的阻抗(impedance)。打环的存水弯道提供了最小的阻力，并允许经过存水弯道的物体以准层流(quasi-laminar)的形式继续流动，降低了堵塞的可能性。例如，柔顺的废产物例如粪便可以在存水弯道中弯曲以适应管曲率。因为管弯曲不会改变很多次，因此相对于迫使粪便和其他冲洗材料交替地向一个方向弯曲然后向另一个方向弯曲的设计，粪便更有可能无阻碍地通过。冲洗物质的角动量通过存水弯被显著地保持。具有带裙设计(skirted design)的马桶可以向使用者隐藏平面外冲洗喷射管和存水弯道，为马桶提供平滑连续的外部表面。

下面讨论的所附附图图示了本发明的具体实施例。

图1示出了通总体上涉及本发明的领域的马桶。这里公开的本发明可以涉及额外的马桶系统，例如小便器、壁装式系统以及没有液压虹吸管的系统。图1的马桶系统示出了冲水式虹吸马桶系统(flush style syphonic toilet system)，包括马桶便池、液压喷射器、液压虹吸系统和可控制水供应箱(controllable water supply tank)。马桶包括连接到马桶便桶(toilet stool)的可控水源，马桶便桶包括集成便池、高压喷射器和虹吸管。如图1所示，马桶包括安装在马桶便桶112/134上的水箱114。马桶便桶112/134包括马桶便池102、马桶便池边缘104、马桶座圈106和马桶座圈盖108。马桶还包括穿过边缘104的冲洗水通道110和用于将水输送到便池喷射器(bowljet)126的喷射水通道128。马桶便池还包括大致在124、118处的P形存水弯式管状排水管，该P形存水弯式管状排水管包括堰124和溢流道118。排水管连接到下水道122。便池中的静态水位136接近堰124的顶峰(crest)。液压喷射器126靠近排水管的口部(mouth)并被导入排水管的口部。

图1还示出了分立模块化液压芯或回路(circuit)132，其包括马桶便池102和管状P形存水弯式排水管116，P形存水弯式排水管116包括堰124和适于连接到下水道122的溢流道118。液压芯132还包括便池喷射器126，该便池喷射器126用于将高压水流输送到P形存水弯116中。便池喷射器126可以邻近P形存水弯的开口或者在P形存水弯的开口内。可能需要将喷射器进一步放置在P形存水弯的管状部分内侧。如图1所描绘的，分立液压芯132可以插入到马桶便桶外壳112中。芯132可与便桶外壳分开更换，并可适应各种便桶外壳构造。芯132可包括陶瓷或瓷器材料或非陶瓷或瓷器材料，例如玻璃、天然或合成橡胶、硅树脂、塑料、碳纤维、铁、钢、不锈钢、钛、黄铜、铜、木材、玻璃纤维或这些材料的复合材料。芯132可以通过各种制造工艺形成，例如吹塑、模制、铸造或适合所用材料性质的机械加工。芯132的内部表面可以高度抛光或用疏水涂层处理。P形存水弯116的内部表面可包括促进朝向下水道122的液压虹吸流动的形状。

图1还示出了插入到马桶便桶外壳112/134(由倾斜的交叉阴影线表示)中的分立模块化液压芯132(由垂直交叉阴影线表示)。液压芯132包括从马桶便桶112或马桶便池102延伸的P形存水弯式排水管116/120。本发明的模块化马桶系统可以包括P形存水弯式排水管的各种类型和构造中的任何一种。图1示出了P形存水弯式排水管的一种可能的类型。图7示出了P形存水弯式排水管的另一种可能的构造，其中排水管包括具有单调螺旋度的P形存水弯。

图2和图3是根据本发明的马桶的简图，马桶被分成两个主要部件—马桶外壳(图2)和液压芯模块(图3)。尽管未示出，但在芯模块中存在将水流引入虹吸管的高压喷射器。外壳模块和芯模块中的每一个都是可分离的，并且可以单独维护。尽管外壳和芯可以由陶瓷制成，但是优选的是，它们由容易接受本文所述的制造后修改及维护的材料制成。

图2描绘了与液压芯模块300(图3)分离的马桶外壳210。马桶外壳210和液压芯300是独立的结构，其中，液压芯300被配置为设定尺寸成装配在马桶外壳210内并与马桶外壳210密封在一起，使得马桶外壳的开口212通向液压芯便池304开口并位于液压芯便池304上方。马桶外壳210用作包围并覆盖液压芯模块300的外壳—因此，液压芯模块300装配在马桶外壳210内。图2和3分别示出了本发明的主要特征，如下所述。

马桶外壳210包括开口204/212，开口204/212向下通向液压芯300的便池304，该便池还具有用于接收人类废产物的开口304。如下所述，马桶外壳还包括密封表面206/208，该密封表面206/208与液压芯300的相应密封表面306/308匹配。密封表面206/308通常围绕边缘204的底部和/或侧边的圆周设置，边缘204限定马桶外壳开口212。

在图3中，液压芯300包括便池302/304，便池302/304与虹吸管系统116集成，虹吸管系统116具有堰124和注入下水道管线(sewer line)122(如图1所示)中的P形存水弯116。液压芯300的便池304还包括密封表面306/308，该密封表面306/308与马桶外壳210密封表面206/208配合，以在马桶外壳210和液压芯300之间提供水密配合(water tight fit)。密封表面306/308通常围绕液压芯便池304的顶部和/或侧边的圆周设置，使得当马桶外壳210装配在液压芯300上时，马桶外壳的密封表面206/208和液压芯的密封表面306/308装配在一起以形成水密密封，从而防止来自液压芯的水通过配合密封表面泄漏并泄漏到马桶外壳和液压芯之间的空间中。

图4是如图2、3所示的马桶便桶外壳模块和马桶液压芯模块定位在一起的简图。一旦结合在一起，组合的外壳模块和芯模块将包括如图1所示的特征。此外，在安装之后，外壳模块可以从芯模块中移除，用于维修或更换，且反之亦然。在组装之前或之后，本公开的模块性允许增加如本文所公开的特征，即增强了超出废物处理以外马桶的效用(utility)。

在另一方面，图4图示了用于密封外壳210和液压芯300的一种可能的结构。图4示出了马桶外壳的密封表面404和液压芯的密封表面402装配在一起以形成水密密封。液压芯的密封表面402显示为具有通道408，在通道408内设置有垫圈406，例如o形环，形成水密密封。可选地，外壳210的密封表面404可以包括通道，垫圈设置在该通道内。本发明设想了本领域技术人员已知的用于在马桶外壳210和液压芯300之间形成水密密封的其他可能结构。传感器410可设置在马桶的壁上，以辅助马桶的操作或收集马桶使用者的数据。芯300还可以包括高压喷射器412，以帮助冲洗废物通过虹吸管。

如图4和图5两者中所示，本发明的一些实施例还可以包括设置在液压芯300上的一个或更多个传感器410，使得传感器能够检测和分析使用者的废产物的内容。

图5是如本文所描述的本发明的马桶的俯视图。该图描绘了马桶外壳506和液压芯的便池504。密封表面502由围绕外壳和便池的圆周的虚线示出。传感器500被描绘在便池的外部表面上。该传感器可用于收集关于马桶使用者的数据并辅助马桶的操作，例如检测潜在的涌出事件(potential flooding event)。

在又一方面，图6示出了本发明的实施例，其中液压芯便池602包括唇缘608，唇缘608构造成与马桶外壳600的内部部分上的通道610配合。如图6所示，外壳通道610包括锐角形状的空间，且液压芯唇缘608包括配合锐角形状的突起，其中通道被构造成迫使液压芯唇缘608向上朝向马桶外壳的下部密封表面606，使得液压芯便池与马桶外壳沿密封表面604密封在一起。

在另一特定实施例中，图7示出了分立模块化液压芯或回路，其包括打环形排水管。如图所示，分立模块化液压回路包括便池702和基本上垂直的打环形管状排水管700。排水管700的第一端部离开便池702并形成包括顶峰708的环。基本垂直的环的轴线大致平行于便池702的前后长度，或者大致垂直于便池702的边到边的宽度。如图所描绘的，垂直环700可以是左旋或逆时针的环；可选地，垂直环路700可以是右旋或顺时针的环。环700的一部分可以包括螺旋，例如Archimedean(阿基米德)螺旋。螺旋排水管的直径可以包括变化的螺旋度或单调螺旋度。排水管可以包括高压喷射器704，以帮助将便池的内容物移动越过垂直环的顶峰708到达排水管的第二端部712。垂直环700可用作虹吸管，其包括溢流道710，用于将便池702的内容物移至第二端部712，第二端部712适于连接到下水道。排水管可包括一个或更多个端口706。端口706中的一个可以以小于90度的角度与排水管相交。端口706可以连接到液压或气动系统。垂直环700的管状直径在下水道连接的方向上可以变化大约20％至50％或更小。端口706中的一个可以与通风管道(ventilation duct)结合使用，以从马桶便池排出废气，并且可以在打环形排水管700堵塞的情况下用作旁路。还描绘了围绕便池702的圆周的密封表面714。

本发明的模块马桶系统可包括有助于其便利性和实用性的其他特征。例如，如美国专利7,644,450中所示和所述的，空气通路(通风管道)可以铸造到液压芯中。从通风入口侧开始，一个或更多个便池通风孔，例如成排的一系列孔，可以位于便池的后部的高处，但是在边缘的下方。这些孔可以结合在一起，并组合到的一个通风排气管道(vent exhaustduct)中，并向上流动，使得任何进入排气管道(exhaust duct)的水都将排回到便池中。在达到马桶便池内的最高可能点和实用点(practical point)之后，铸造排气管道将向下延伸到排气管道出口孔，该排气管道出口孔与鼓风机单元(blower unit)的进气孔对准，以稍微向下的角度进入鼓风机单元的气道，再次允许管道(duct)中的任何水排出。在管道工程(duct work)例如排气管道中，不应有用于截留水或任何碎屑的低腔或低穴(pocket)。排风管道从鼓风机单元处的排出管道开口延伸到马桶基部底部附近的马桶排水管道(toiletdrain duct)，并且排风管道通常将相当短，以免干扰马桶的冲洗动作，长或多或少大约为1英寸。排风管道也是同样的直径，向下延伸，并且没有截留水的穴。排出管道开口与鼓风机输出孔对齐，鼓风机输出孔是鼓风机单元气道的出口。可选地，可能希望将通风系统的部件定位在马桶外壳模块内侧或水箱内侧。该发明的可维修模块使之成为可能，而无需更换马桶。

此外，本发明的模块化系统还可以包括用于去除有害废气的排气系统，如第8,151,377号美国专利中所示，和如在标题为“Ventilated Toilet with P-Trap FlowControl”的第62/288,949号美国临时专利申请中进一步公开的那样，该临时专利申请针对其所要求和教导的所有内容并入本文。

因此，公开了一种改进的马桶排水管系统。应当理解，在不脱离权利要求的范围的情况下，可以对本发明进行许多改变。

Claims (20)

1.一种模块化马桶系统，包括：

马桶外壳，其包括开口；

液压芯，其包括与排水管系统集成的便池；其中，所述马桶外壳和所述液压芯是独立的结构，并且所述液压芯便池被构造成装配在所述马桶外壳开口内并与所述马桶外壳开口密封在一起，使得所述马桶外壳开口通向所述液压芯便池。

2.根据权利要求1所述的模块化马桶系统，其中，所述马桶外壳开口包括围绕所述马桶外壳开口的圆周延伸的第一密封表面，并且所述液压芯便池包括围绕所述液压芯便池的圆周延伸的密封表面，其中，所述第一密封表面与所述第二密封表面配合以形成水密密封。

3.根据权利要求1所述的模块化马桶系统，其中，所述液压芯便池包括唇缘，所述唇缘被构造成与所述马桶外壳的内部部分上的通道配合。

4.根据权利要求1所述的模块化马桶系统，其中，所述通道包括锐角形状的空间，并且所述液压芯包括匹配的锐角形状的突起，其中，所述通道被构造成迫使所述液压芯唇缘向上朝向所述马桶外壳的下表面，使得所述液压芯便池与所述马桶外壳开口密封在一起。

5.根据权利要求1所述的模块化马桶系统，其中，所述马桶外壳连接到可控的水供应源，且所述液压芯连接到下水道。

6.根据权利要求1所述的模块化马桶系统，其中，所述液压芯被构造成独立于所述马桶外壳被支撑。

7.根据权利要求1所述的模块化马桶系统，其中，所述马桶便池第一密封表面和所述液压芯第二密封表面是水平的。

8.根据权利要求1所述的模块化马桶系统，还包括设置在所述液压芯便池内的一个或更多个传感器。

9.根据权利要求1所述的模块化马桶系统，其中，所述液压芯虹吸管系统包括具有基本单调螺旋度的螺旋环存水弯道。

10.一种马桶液压芯，其包括便池，所述便池与具有堰的虹吸管系统集成，其中，所述液压芯便池包括具有密封表面的开口，所述密封表面构造成与马桶外壳密封表面配合，以在所述液压芯便池和所述马桶外壳之间形成水密密封。

11.根据权利要求11所述的模块化马桶系统，其中，所述液压芯便池密封表面围绕所述液压芯便池开口的圆周延伸。

12.根据权利要求11所述的模块化马桶系统，其中，所述液压芯便池密封表面被定位在所述液压芯便池的上部部分上。

13.根据权利要求11所述的模块化马桶系统，其中，所述液压芯便池密封表面是水平的。

14.根据权利要求11所述的模块化马桶系统，其中，所述液压芯便池包括唇缘，所述唇缘被构造成与所述马桶外壳的内部部分上的通道配合。

15.根据权利要求11所述的模块化马桶系统，其中，所述唇缘包括锐角形状的突起，并且所述通道包括锐角形状的凹部，所述锐角形状的凹部被构造成迫使所述液压芯唇缘向上朝向所述马桶外壳的下表面，使得所述液压芯便池与所述马桶外壳开口密封在一起。

16.根据权利要求11所述的模块化马桶系统，还包括设置在所述液压芯便池内的一个或更多个传感器。

17.根据权利要求11所述的模块化马桶系统，其中，所述液压芯虹吸管系统包括具有基本单调螺旋度的螺旋环存水弯道。

18.一种马桶外壳，其包括具有密封表面的开口，所述密封表面构造成与单独的马桶液压芯便池配合，以在所述马桶外壳和所述液压芯之间形成水密密封，所述液压芯包括虹吸管系统和堰。

19.根据权利要求19所述的马桶外壳，其中，所述马桶外壳开口密封表面被定位在所述马桶外壳开口的下侧。

20.根据权利要求19所述的马桶外壳，其中，所述通道包括锐角形状的空间，所述锐角形状的空间被构造成接收液压芯唇缘，并迫使所述液压芯唇缘向上朝向所述马桶外壳的下表面，使得所述液压芯便池与所述马桶外壳开口密封在一起。