CN1164880A - 排水阀 - Google Patents

Abstract

一种用于浸在水箱中流体内的排水阀装置，该装置包括一上壳(5，101，106)，在壳体中有一可向上运动的主阀件(35)，其上部构成一容积可变的上腔(6)，一在上腔(6)和其外部之间的受限通道(9)，一从上壳底部向下伸的出口(19)，一位于通到出口(19)的进口处的主阀件阀座(13)，这样在主阀件处于低位置时，该出口被封闭以阻止浸有本装置的流体侵入，以及一可从上壳(5，101，106)遥控启动的伺服阀(2，54，92)以使上腔(6)与出口(19)连通，该结构是这样的，即当建立起连通时，流体逸出上腔(6)，并且主阀件(35)上方和下方的相对压力变化使后者离开阀座，从而允许浸没流体流入出口(19)并基本上完全排出，浸没流体流动停止使主阀件(35)返回其落座位置，并且伺服阀(2，54，92)切断所述的连通状态，同时空气渗入上腔(6)，并且当浸没流体重新充注时，在主阀件(35)上产生一向下净压力以保持其落座，其中伺服阀(2，54，92)具有一空心杆(2，54，92)与水箱(1)中的正常设定流体水位(23)上方的大气连通，该主阀件(35)和空心杆(2，54，92)之间形成一空心环路(16)。

Description

排水阀

本发明涉及一种排水阀，并且主要是提供一种用来排空或部分排空蓄水箱或其它类型液体蓄放容器的动作轻巧、操作方便、流速快的阀。具体地可用来减少冲洗家用抽水马桶或厕所便池的用水量，但并不仅限于此种用途。

冲洗式抽水马桶、便池和粪槽已存在多年，并且现代家庭都装设有某种形式的抽水马桶。对于传统的低水位冲洗或封闭连接的抽水马桶蓄水箱和便池中而言，实现冲洗效果的装置不是虹吸管(在英国这种装置目前仍然是唯一符合水行业规定的)就是欧亚大陆和世界上其它地方所广泛采用的许多非虹吸式阀中的一种。

这些非虹吸直流式阀具有一阀板或构件，它可盖住并密封出口以防止水流走。虹吸式和直流式冲洗阀都具有一带螺纹的出口管，它向下伸过蓄水箱底部，并由一阻挡配件固定到蓄水箱上，然后再直接或由一小段管子连接到便池。

由于冲洗或清洁便池的唯一方式是将水从蓄水箱排出，所以冲洗效果主要取决于水流速度。大多数虹吸设备的流速都不高而需要大量水来达到令人满意的冲洗效果；而且它们对水位变化都很敏感，并且低于中间水位时大多数的冲洗效果不能令人满意。对于某些虹吸设备来说，由于流速很低而在某些情况下必需冲洗多次再行。

非虹吸式阀一般可获得较大的水流速度并且当水流速度增加50％时便池中水的动能将双倍增加，所以少量的水就可获得有效的冲洗效果。实际上，用一直流式排放阀代替虹吸设备就可显著地改进大多数英国式便池的性能。一些用在英国和其它地方的现有的设备能适应比现有冲洗阀更高的水流速度。对于一些新设备而言，通过设计便池和水箱的坑道和轮廓来和高性能的非虹吸式冲洗阀连接，就可显著地减少有效冲洗所需的水量。例如采用本说明书中所描述的排水阀安装在英国式设备中，自1993年1月以来所有设备的最大冲洗容量从7升减小到3.5-4.5升，那之前还有一些设备从9升减小到3.5-4.5升。而且以其短时冲洗方式操作阀时，仅需要1.5-2.0升的水量。

在本人的专利的GB-B-2274344中，已经描述了一种性能有所改进的排水阀，而本发明的目的是在此方面再作改进。

因此，本发明的一个目的在于提供一种排水阀以提高和增强抽水马桶设备的性能。

本发明的另一个目的是提供一种阀，它可进行完全冲洗或部分冲洗，称为两用冲洗阀。

本发明再一个目的是在阀中提供一方便的溢流装置，而具有在最大或部分冲洗方式时显著减少所需水量的优点。

因此本发明提供了一种装置，用来浸没在一蓄水箱内的流体中，它包括一上壳、一在上壳中可向上运动的主阀件并且其上方可形成一可变容积的上腔、一在上腔和外围部之间的压力平衡孔，以及一从上壳底部通向下的出口、一位于通到出口的进口处的主阀件阀座，这样在主阀件下降位置上，出口是堵住的以防止浸没本装置的水流入，还有一可从上壳处遥启动的伺服阀以使上腔与出口连通，这种结构是这样的，即当处于连通状态时，液体由上腔泻出，主阀件上方和下方相对压力变化使主阀体升离其座，从而允许浸没流体流入出口，当其排出基本上完成时，流动停止而使主阀件返回其关闭位置，并且伺服阀使所述连通状态切断，空气进入上腔室，由于浸没液体重新充满，而在主阀件上产生向下的净压力以使其保持关闭，其中伺服阀具有一空心杆，该杆与在水箱中所需最大水位上方的大气连通，主阀和空心杆之间形成一空心的环路。

因此，使上腔与出口之间连通的主通道是借助于主阀件(活塞)与伺服阀杆之间的空心环路形成的。

当流体高度升到所需正常满水位上方时，伸在蓄水箱中的正常水位上方的空心杆可以为流体流到出口提供一方便和有效的通道。所以在排水阀中方便地设置了一溢流通道。

为了提供一种两用冲洗装置，除了用于连通的主通道以外，例如上腔可设计成起初与空心杆内部连通，其顶部向大气开放。例如采用在伺服阀座上方、并与上腔封闭的空心杆中若干的槽以使上腔和其空心杆之间的连通仅在伺服杆下降的情况下才建立起来而使这种额外连通成为可能。

通过持续压下空心杆而保持这种额外连通可使由弹簧或牵拉装置所提供的向下作用力克服活塞上逐渐减少的向上力，导致空气吸入上腔，随后主阀件过早地快速复位，从而提供阻断排水的手段而形成一短时冲冼作用。因此，通过钭伺服杆压下几秒钟、例如2秒或3秒就能够排出水箱中将近一半的水，或者通过操纵伺服杆然后再将它立即释放就能够排出所有的水。在该两用冲洗实施例中采用牵拉力的地方，可由主阀件底部的适当突起提供。

由于浸没流体流动停止(液位落到中间水位或是落到略比阀座高的位置上)，空气经空心杆中的槽或开口、或者是通过主阀件底部进入，而使其下行并且回到其关闭位置，且伺服阀切断连通状态。当再进入充水时，一些流体经压力平衡孔渗入上腔而在主阀件上产生一向下净压力，从而使其保持关闭。在某些情况下，还可借助一在活塞顶部的向下压的控制弹簧的初始压缩。

在抽水马桶中所用的浸没流体当然是水，为方便起见在下文对本发明作描述都称为水。

另外，这种用于短时冲洗操作的额外连通可采用与空心杆偏离的辅助阀以及设置一与上腔相通的通风口来实现。

在所有较佳实施例中，在阀关闭以及水箱充满时的压力连通是经由主阀件外部和上腔内部之间的一个或多个压力平衡孔。至于少量的额外连通可能发生在主阀件外部和上壳孔之间，但通过装配在主阀件顶部的一个中央活塞环可将其保持在极少量。当关闭时，伺服阀将上腔与下主阀件、空心杆内部及出口隔开，并且与压力平衡孔一起动作以打开或关闭之，并且仅允许一定量的水进入并流出上腔。由于阀较佳的设计，伺服阀向下移动以打开所述通道，同时主阀件上升到上腔顶部，并保持在那儿，直至由于伺服阀持续下压而达到中间水位，或者直至由于伺服阀下压后立即释放而排空水箱为止。

上腔以及主阀件内部有空气以及少量水，这些水是通过压力平衡孔进入的。当伺服阀动作时，空气和由于主阀件快速上升而从上腔排出的很少量的水进入主阀件内的环形圆柱空间，并且向下流到空心伺服杆延伸部分的外部(在某些实施例中还经过伺服阀上方或下方杆壁上的槽)，然后向下进入出口。

采用本发明的阀可比传统阀节省60％至80％的水，同时在阀中还提供一种方便的溢流装置。

为了更好地理解本发明，以下参照附图对多个实施例进行描述；其中：

图1示出了本发明第一个两用冲洗装置的实施例的局部剖面图，阀处于打开位置；

图2是与图1类似的视图，示出本发明第二个两用冲洗装置，阀也是处于打开位置；

图3也是类似的视图，示出本发明第三个两用冲洗装置，阀也处于打开位置；

图4是本发明第四个两用冲洗装置，阀处于打开位置；

图5是本发明第五个实施例，是处于关闭位置的单用冲洗阀；

图6是本发明第六个实施例，是处于打开位置的单用冲洗阀。

图1示出了装配在一水箱1底部并且浸在水中的一水箱两用冲洗阀，用来在主阀件35刚刚打开并达到上壳5内顶部时使水位为23。

在启动之前阀当然是关闭的，并且主阀件(活塞)35处于低位，这样直接或由一小段管子连接到便池背部的出口19是空的，同时藉由密封在主阀座边缘13上的主密封环11以及密封在伺服阀肩部(阀座)18上的伺服密封件10防止水箱中的水漏出。在这些条件下，水箱中的水位于其设定水位23，上腔6的容积最大，其中包含的主要是空气(除了极少量的水外)，并且其中的空气压力等于压力平衡孔9附近的水深。为了防止水从平衡孔9、穿过活塞头7的顶部、进入衬套36和杆2外部之间窄隙、并经过开口槽44进入空心杆和出口渗漏，而设置了一个密封件45。采用沉箱式溢流套58可防止其它可能产生的溢流通道，该溢流套的顶边可决定溢流水位，溢出此边缘的水可从槽89流出而进入空心导向杆2中。空心杆的延伸段65在溢流状态下不起任何作用；它仅用来保证操作机构始终处于最大溢流高度之上。

当阀关闭以及水箱充满时，活塞35主要是由作用在伺服座和上壳5孔径之间的活塞上部环形区域上的向下净液压力而保持在关闭状态，活塞头7由定心环8密封在上壳孔径中。其它向下的力是由于作用座边缘和主活塞体之间的环形区域上主密封件11上的水压、活塞重量以及还有可能由于来自控制弹簧90上的小量的初始压缩而产生的。在关闭状态作用在活塞上的唯一一个向上力是由于作用在活塞头7下部环形部分、活塞主体和上壳5孔径之间的水压而产生的。伺服杆2不会对这些力有影响，它由作用在轴环3上的压缩弹簧4而保持在关闭位置。

通过将向下运动传递到杆上部延伸段65上而使杆2向下移动、打开伺服阀10、18。这立即使上腔6与出口19藉由环路16、25连通，并且上腔中的压力几乎立即跌近大气压。这种情况一发生，活塞就受到一向上净液压力的作用，它使空气和少量水稍被压缩，当活塞上升到上壳5顶部时，水经过环路16，25泻出。(由伺服杆下端-尾部外侧纵向延伸的翼片24而形成通道25)。在活塞上升过程中，其它的液压力传递到活塞底部轮廓20上，同时由于轮廓20、33之间流量方向的变化所产生的反作用显著增加了活塞上的向上力。然而，同样是由于活塞上升，由于控制弹簧90被压缩而存在一逐渐增加的向下力，只是其设计是这样的，即一旦活塞被提离其阀座，向上的液压力就足以将活塞送到上壳中的完全升高位置上。

伺服杆2在其阀座18上方具有一个或多个开口或槽44。在阀打开过程中，一些来自上腔6的空气还可从槽44流入空心伺服杆2中。当阀完全打开、即活塞在上壳内顶部时，藉由压力平衡孔9、或者可能藉由中心环8和上壳5孔径间的凹凸不平将侵入的水限制在非常少的数量，但这总的来说是非常少的，并且能够从活塞底部以远远超过能够进入的速度流出。

当阀打开并且伺服杆在向下运动之后立即释放时，伺服肩部18通过略微压缩的密封件45而密封衬套36的端部，因此空气不能流入或离开上腔6。因而阀将完全将水箱中的水排至水位22，在该处，出水的水面离开活塞底边27而使空气可向上排入上腔6，并且由于其自重和弹簧力活塞35下行并再落座。

在两种冲洗方式的情况下，即短时冲洗时阀的工作情况是有所不同的。此时，杆65、2被压下并保持2-3秒。然后，向下运动打开伺服阀10、18，同时在衬套36下方打开一间隙，使内活塞环路16和空心杆2之间藉由槽44连通。由于上腔6和空心杆之间的这种相通，作用在活塞下部的液压力与下落水位成比例地减少，这样当达到水位51时，活塞重量和控制弹簧90的力都足以克服向上的力。由于空气现在可以由槽44从溢流口内部自由吸入，所以活塞35快速下行并且再落座，因此可进行短时冲洗而仅排出水箱中一半的水。在发生较早落座(短时冲冼)时，出口19装有水，与全冲洗方式不同，不得不利用从便池边缘通入的空气而将水排出，但这仅持续几秒钟，并且在水箱中再注满水至设定水位23之前肯定会发生。(再注满可以由传统装置完成。)

图2示出了功能与图1类似的装置，只是结构有所不同，其主伺服阀92与上壳形成一体，并且伺服阀的可操作部分是一个偏置的辅助阀94。在这种配置中上壳101包括一腔室93，并且伺服阀座100和伺服阀94由作用于杆97上的向上力而保持关闭，该杆97穿过壳96，并且由弹簧98藉由装到杆上端的弹簧盖99而施加作用力。叠管式外壳96的顶边位于最高延伸管65的最大溢流水位上方，并且形成装有溢流顶管91的同一外壳的一部分。而且，在这种配置中，在上腔6和出口19之间一开始的连通是通过上腔附件或槽93、辅助阀94、通道95和固定的伺服下杆92所形成的。同样，来自上腔的空气将经溢流顶管91流出。

出口102的轮廓不同于图1中所示的形状；在某些情况下它可给出一流速临界增量。然而，当安装在水位特别高的水槽中时，需要腹板103以防止活塞被拽入出口。

为了实现完全冲洗方式，像前面介绍的那样，伺服阀被向下压并且立即释放。此时，是辅助伺服阀弹簧盖99被向下压以打开伺服阀94，它再使空气从上腔6中逸出。在一些情况下，上腔可装有水，如果在再注满过程中该阀一直保持打开的话，此时水将被推入通道95，然后流入下溢流口92至出口19。在伺服阀起动之前，由与图1中相同的液压力将阀保持在关闭位置，当阀启动时，活塞35以相同的方式提离阀座18、13。实际上，由此所产生的作用是与图1相同的，并因此相同或类似部件与前采用相同标号。

对于短时冲洗方式而言，辅助伺服阀94通过下压在弹簧盖99上而打开，并且将其保持2-3秒。因此，阀打开，同时活塞上升到上壳101顶部。当水位已从设定水位23下落到水位51时，弹簧90上的压缩力可克服净向上力，使活塞下行，并且将空气从溢流通道95经伺服阀94和槽93吸入上腔6，而使活塞35快速下行并且再落座，因此形成一短时冲洗。所有其它方面功能与图1中相同。

图3是与图1和图2类似的装置，只是上壳106、导向杆54和空气叠管104是一整体组件，在向下偏置时使伺服阀10、18和空气排出阀111打开。

图3中所示的阀处于打开位置，主阀件(活塞)35在上壳106的内顶部，肩部80靠在顶壳72上，空气管104的边缘109座在片107上。支架108是顶壳72整体的一部分；密封片107装在支架108的顶部。

因此，与图1和图2一样，图3示出了一个处于水箱1底部的两种方式冲水阀并且在主阀件(活塞)35已打开后且到达壳106内顶部、空气阀111关闭后不久浸入水中。在启动之前，阀当然是由于活塞35处于低位落座的，并且水箱充满到其设定水位23。当活塞处于低位时，藉位于密封边缘13上的主密封件11和立于伺服阀座肩部18上的伺服密封件10可防止水流入出口19。利用作用在杆套3上的弹簧4、藉成整体的伺服杆将上壳肩部80保持贴到顶壳72的底部而将上壳106保持在上位。这也保持了伺服杆54的正确位置以使伺服阀10、18落座。利用这种弹簧作用还可实现空气阀111的气封。

当水箱中的水充满到其设定水位23时，上腔6将处于其最大容积，并且所含空气压力大体上等于压力平衡孔9附近的水深。利用空气密封件111和伺服密封件10、18可防止空气从上腔流出。而且还将注意到，空气阀所处的位置比溢流延伸段65高，在溢流管/伺服杆壁中没有开口槽以允许空气从空心杆的中心流到上腔。

当阀落座并且水箱充满时，活塞35主要由作用在伺服阀座和上壳106孔径之间上活塞环形区域上的向下净液压力而保持在落座状态-活塞头7密封在孔径中并且由中心环8同心设置在上壳中。其它少量的向下力是由于阀座边缘和主活塞体之间的环形区域上的主密封件11上的水压、活塞重量和由控制弹簧90可能产生的少量初始压缩而形成的。在落座情况下，唯一的向上力是由于作用在活塞头7底部的环路、在活塞主体和上壳106孔径之间的水压所产生。伺服杆54对这些力没有贡献，它是上壳/成整体的空心伺服杆组件的一部分，并且由弹簧4保持在上位-如上所述的。

通过将一向下的运动传递到上溢流杆延伸段65，它可使成整体的杆/上壳106/叠管104/伺服杆54向下运动而打开伺服阀10、18以及空气排出阀111。这立即使空气和少量水经由环形通道16、25逸入原本是空的出口19，空气也从空气阀111逸出。当在上腔6和出口19之间建立这种连通时，上腔中的压力几乎立即降到周围的大气压，同时活塞突然受到一向上净液压力的作用，它使空气和少量水稍微受压并且经环路16和25快速泻出，同时使一些空气流过叠管104，同时阀111打开，活塞35上升到上壳106内顶部。

在主阀件(活塞)上升到打开位置时，另外的液压力作用在底部轮廓20上，并且在较小程度上，由于作用在轮廓20，33上流体冲量变化的速度而产生的反作用力使作用在活塞上的向上力显著增加。当活塞上升时，由于控制弹簧90的压缩还有一个逐渐增加的向下力，但其设计和任何最初的压缩是这样的，即一旦活塞已升离其座，向上的液压力就足以克服活塞重量和弹簧力，并且将活塞向上带到上壳中的完全升高位置上。

空气和少量水以上述方法从上腔6开始逸出，且阀完全打开之后，侵入上腔中的水被压力平衡孔9和中心环8外部与上壳106的基部之间的任何凹凸不平之处限制在一个非常小的量，只是不管情况如何，水都可以自上腔以比它可经所述装置进入的速度大得多的速度经开着的伺服阀流入出口。

当阀打开以及上壳和伺服杆在向下运动后立即释放时，上壳肩部80靠在顶板72上，空气阀111关闭，这样就不会有空气从上壳6和环路16流出或流进其中。在操作过程中活塞内部的水位被限制在环形空间25中的尾管底边27上方几毫米处。因此，当阀已经打开并且空气阀111关闭时，水箱中的水将完全从设定水位23向下排空到水位22处，在该处流出的水的表面离开尾管下边缘27，而使空气经过环路16和25进入并且向上进到上壳6中，同时活塞35由于其自重和控制弹簧的力而下行到再落座位置。

为了实现短时冲洗方式，开始的操作是与完全冲洗方式一样的，即通过延伸段65的向下运动而打开阀，上壳杆件106打开伺服阀10、18以及空气阀111，并且液压力的突然不平衡使活塞上升以与前述相同的方式升离其座。然而，此时上壳106、伺服杆导杆54和叠管104都保持下压2-3秒。这保证了上腔6经空气阀111排向大气，该空气阀保持打开，并且当水箱中的水位从设定水位23下跌到中间水位51时，作用在活塞35底部的正在减少的液压力就不足以支持活塞的重量和控制弹簧的力。而且，由于空气阀111打开，并且空气自由地经过叠管104和口子110流进和流出上腔6，活塞快速下行到再落座位置，并且阀过早关闭而将水箱中的水留在中间水位51上。

在短时冲洗或中断冲洗之后，出口19的排出是以与结构图1和图2所述方式相同的方式实现的。

除了实现短时冲洗的装置是一个装到活塞底部用来代替活塞顶部的控制弹簧90的牵引环和盘以外，图4示出了一种与图1类似的装置。同样，这种装置的出口形状与图2所示的类似。在伺服阀座的上方和下方在空心伺服阀杆中都设有槽。

功能、液压平衡和基本操作大致都与图1，2和3所示的实施例相同，因此要构成完全冲冼方式，溢流管/伺服杆或延伸段都被压下并且立即释放。这一作用与前一样是将上腔6中的压力下降到接近大气压，而使主阀件35离开阀座，并且当主阀件上升到上壳5内顶部时，空气和少量水经过环路16和槽孔17(开始时其下方导向衬套的顶边36没盖住它)被向下推入空心杆2并向下进入出口19。当空心杆一开始被压下时，空气还可从槽44逸入空心伺服杆2中。

当阀打开时，在上壳5内顶部的活塞35和由伺服杆肩部18和密封件45关闭的槽44贴着向下伸的上壳衬套上，藉控制进入孔15的一定量的水以及包围住下活塞导向衬套的顶边36，可保持上腔6不受来自活塞底部经槽17的空气侵入。如果在完全冲洗方式过程中允许空气进入上腔6，那么就可能意外地发生阀过早落座的现象。

在短时冲洗方式中和先前的三个实施例一样，伺服杆/溢流管(空心杆)2被下压并且保持2-3秒。然而与其它实施例不同的是，向下运动的量是活塞35上产生的向下力的函数。导向座肩部18的底部与下活塞衬套的顶边36配合，使活塞在上壳5中向下运动。因此，在短时冲洗方式中活塞处于低位时，牵拉环112和牵拉盘113(在完全冲洗方式中不施加任何明显的牵拉作用)被移到其各自的低位112A和113A，在该处它们在活塞上建立起足够的向下力以克服当水位从设定位23下跌到中间位51时作用在活塞底部的向上液压力。在该处，由于排出槽44打开，空气从空心杆2进入上腔6，使活塞快速下行并且再落座。

在短时冲洗之后，水箱将再注满到设定水位23，并准备下一次完全或短时冲洗。

图5示出了装配在水箱1底部的完全冲洗阀，它浸在水位为23的水中，主阀密封件11落座在边缘13上以密封出口，并且密封环10封住伺服阀座18而将上腔6与出口分开。由于阀落座并浸在水中，在压力平衡孔9附近深度，上腔6几乎完全装有与周围水压相等的空气。一般说来，由于主阀件35顶部面积大于上壳5的孔和阀座边缘13之间的环形面积，一向下净压力使阀保持在落座状态。同样由于阀落座，环形空间16、伺服杆(溢流)2和出口19将是空的。由压缩弹簧4对保持杆套3施加力、该杆套又将伺服阀座18保持在向下伸的衬套36的底部，而使伺服杆2保持在关闭位置。

通过压缩伺服杆2顶部，它与前一样地使伺服阀座18向下离开伺服密封件10，产生一明显的开口以及在上腔6中的压力瞬时下降到近似大气压。这产生一向上的净液压力，使主阀件35离开阀座并快速上升到上壳中，直至活塞边缘37到达壳顶。主阀件35的这种向上运动使上腔6中的空气与少量水一起被向下推，经过伺服密封件10和环路16、经槽17而进入伺服杆2的空心部分。在主阀密封件11从阀座13上升离时，提供了一个明显的开口，使水经过开口12径向向内流动，并且由于下活塞20的轮廓和出口处壳的弯曲扩散轮廓33而向下偏移。该水流继续向下，经过窄口38进入出口管19，随后进入便池。同样，在主阀件已升离其阀座后不久，水流入下活塞尾部经开口孔15进入空间16，并且在边缘39周围形成一浅水池。在阀开始从其阀座上升起之初，经槽17流出的空气和水是和它们进入时一样快的。当主阀件到达上腔顶部时，边缘39重叠在槽17的顶边上，并且进入孔15中的水刚好升到边缘39上方，并且将下活塞尾管的孔和槽顶部上方的伺服杆下延伸管之间的空间密封。如结合图4所示的实施例所述的，这种水密封保证了不会再有空气从空心杆经槽17进入上腔6，一旦当水箱中的水位已跌到处于升高位置的主阀件(边缘37)的顶部下方时而引起阀过早地再落座。此时，主阀件底部没有足够的压力或力以承受主阀件(活塞)的重量，因此活塞基本上是保持在升高位置上的，直至水箱排空，即水位仅略高于阀座13。

由于需要保证空气或水都不能经活塞头进入上腔6，以及需要补偿很大的制造误差，所以需要中心活塞环8。当然中心环8也可允许有些渗漏，但这是可忽略不计的，并且平衡孔9可也使少量流体流入上腔6。当水箱中的水位下降到孔15的高度时，通过经由孔15的少量水的推压，主阀件在其自重作用下开始下行。然后水位进一步下降直至达到活塞下尾件27底部。通过将空气向上排入窨16并且打开边缘39周围的水密封，这还有助于经过孔15从边缘39周围吸水。然后随着主阀件35开始的向下运动而打开开口17的顶边并且快速排出，而使主阀件快速下行并落座。

由于下活塞20的轮廓和出口处外壳口33的形状设计成可获得较高的液压效率，在窄口38处的文氏管作用可产生一局部真空，并且因此在伺服杆2的空心内部只有少许或没有水，因此在排水过程中没有空气能够进入上腔的连通通道或传递通道。

图6示出了一种与图5类似的具有成整体的溢流装置的完全冲洗阀，只是主阀件35升高到上壳5内顶部，即阀打开。然而，为了实现较高的排水效率以及有效地快速将水排空到刚好位于阀座13上方，上腔6受到控制并且主阀件保持在升高位置上的方式是不同的。在操作之前，即主阀件35关闭和落座，该阀件将再由与图5相同的液压落座力保持在落座方式。还由于主阀件上部的轮廓、伺服杆、弹簧和上、下壳组件都与前述相同，当落座并浸在水中时，这些与压力平衡孔9、上腔6和内阀间隙16的相同特征的功能和状态也将与图5所示阀装置相同。

这种类似还涉及到阀的操作和打开，其中当压下伺服杆2时，伺服阀10、18打开，允许压力一开始与周围水箱中的水相同的空气从上腔6逸出进入阀内空间16中，并向下经下活塞通道到达出口19。与前相同，这种作用使主阀件35提离阀座13，并且升到完全打开位置，并且边缘37在上壳5内顶部并且与经由压力平衡孔9进入上腔6的少量水隔开，主阀件35顶部由中心环8关闭。当然，在该点大部分空气排入内环形空间16，并且下降到近似大气压，该操作与图5相同。

图6中的显著特征和不同主要在于下主阀件和伺服杆或溢流杆区域的向下延伸段。

从上腔6排出并且向下流经内环路16的空气径向向内折转并且进入导向片24和向下的延伸杆外部之间的空间内；然后向下流过一环形通道25，该通道25由延伸杆40外部和由导向片24所设置的孔状尾管衬套41之间的空间构成，空气从该空间底部在尾管端部27冒出并向外流入出口19。当然，这种流动仅出现在主阀件从其阀座上升高到完全打开位置时。

在完全打开位置，经过锥形导管(由下主阀件20和出口壳的口33之间的弯曲轮廓构成)的高效率流动在窄口38处产生一文氏管作用，除了高速向下的水冲击在尾管边缘27和杆底部26之间的杆延伸段40上以外，文氏管作用使尾管底部压力明显减少，以保证除了衬套41底部和环形通道25的一些水外，内环路16和上腔6中的水以大于水侵入的速度排出，主要是从压力平衡孔9排出的。

在阀打开且水箱的水处于设定水位23时，水快速流过阀，使水位下降并直至水箱排空，水位达到其最低水位22。此时，中央围绕尾管衬套41的水位下降并且跌到尾管底27之下，而使空气进入通道25，然后进入上腔6，使主阀件快速下行并再落座。此时再向内注水，然后水箱充满水至设定水位，同时阀关闭，而准备下一次操作。

还可能有许多其它实施例。例如，图1中的衬套36可省略，槽的高度升到顶部上方以将它们定位在上壳衬套内。这种结构在便池坑道受限制并且低于平均性能的情况下，可改进便池短时冲洗的性能。

Claims (12)

1.一种用于浸在水箱内流体中的排水阀装置，该装置包括一上壳(5，101，106)，在壳体中有一可向上运动的主阀件(35)，其上部构成一容积可变的上腔(6)，一在上腔(6)和其外部之间的受限的通道(9)，一从上壳底部向下伸的出口(19)，一位于通到出口(19)的进口处的主阀件阀座(13)，这样，在主阀件低位置时，出口被堵截以防止浸有该装置的流体的侵入，以及一可从上壳(5，101，106)遥控启动的伺服阀(2，54，92)以使上腔(6)与出口(19)连通，该结构是这样的，即当建立起连通时，流体逸出上腔(6)，并且主阀件(35)上方和下方的相对压力变化使后者离开阀座，从而使浸没流体流入出口(19)并基本上完全排出，浸没流体流中止使主阀件(35)返回其落座位置，并且伺服阀(2，54，92)切断所述的连通状态，同时空气渗入上腔(6)，并且当浸没流体重新充注时，在主阀件(35)上产生一向下净压力以保持其落座，其中伺服阀(2，54，92)具有一空心杆(2，54，92)与水箱(1)中的正常设定的流体的满水位(23)上方的大气连通，该主阀件(35)和空心杆(2，54，92)之间形成一空心环(16)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，它是一两用冲洗阀。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，将一个从上腔(6)经伺服阀(2，54，92)通大气的通风口保持在其开启的位置便可使所述两用冲洗阀进行短时冲洗方式的操作。

4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述从上腔(6)通到大气的通风口包括伺服阀杆(2，54，92)的阀座(18)上方的空心伺服阀杆(2，54，92)中的一个或多个开口(44)，当主阀件(35)关闭时，该出口可由主阀件密封。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述阀杆另外具有一个或多个位于阀座(18)下方的开口(17)。

6.一种如上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，伺服阀(2，54，92)可克服一弹簧(4)的压力而打开，当启动机构释放时，该弹簧又可使伺服阀回到其关闭位置。

7.如上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，一弹簧(90)通过主阀件(35)的打开被压缩，从而在短时冲洗方式中，当下降的流体高度达到所需的最终短时冲洗高度(51)时，弹簧(90)的恢复作用和主阀件(35)的重量可克服作用在主阀件(35)上的向上力。

8.如权利要求2至6所述的装置，其特征在于，在主阀件(35)上设有一牵拉环(112)和/或盘(113)以增加主阀件(35)上的向下压力。

9.如权利要求2至8所述的装置，其特征在于，所述伺服阀空心杆(92)是上壳(101)整体的一部分。

10.如权利要求9所述装置，其特征在于，所述连通状态由一偏移的辅助阀(94，111)提供。

11.如权利要求2至10所述的装置，其特征在于，上壳(106)和伺服阀空心杆(54)与一空气叠管(104)形成一整本，当空心杆(54)由启动机械向下压时所述空气叠管(104)可提供连通状态。

12.如前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述伺服阀(2，92)在靠近其底端(26)具有若干外纵向延伸的片(24)，当主阀件(35)处于打开位置时，它可在环路(16)置的和出口(19)之间提供通路。

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