CN1375029A - 双体积排水出口阀设备 - Google Patents

Abstract

一种双体积排水设备,用来选择性地从容器中排出全冲洗或半冲洗液体,所述排水设备包括:致动机构(1),可以选择性地从关闭位置移动到全冲洗位置或半冲洗位置;密封装置(11),可在所述致动机构(1)的作用下从关闭位置移动到全冲洗位置或半冲洗位置,所述密封装置在处于所述半冲洗位置时偏向所述关闭位置;液体出口(17),它由所述密封装置(11)密封以在所述密封装置(11)处于所述关闭位置时防止液体流出所述容器,并且在所述密封装置(11)处于全冲洗位置或处于半冲洗位置时让液体流出所述容器;止动装置(21),与所述密封装置(11)协同动作,并且在所述致动机构(1)移动到所述半冲洗位置时朝着能够使所述密封装置(11)保持在所述半冲洗位置的位置偏转,直到预定体积的液体已经从所述容器中排出,然后让所述密封装置(11)能够在这之后移动到所述关闭位置。

Description

双体积排水出口阀设备

本发明涉及阀门，更具体地说涉及用来控制液体流动的出口阀。虽然本发明可以具有更广泛的应用，但是针对用于水箱尤其是供抽水马桶用的水箱的出口阀来对本发明进行说明是方便的。

关于水的过度使用的环境考虑已经导致许多目的在于减少水的浪费的家庭习惯。其一就是使用更节水的抽水马桶冲洗系统，具体地说允许使用者选择使用全体积的水或体积减小的水来进行冲洗。建筑规范在各个国家之间是不同的，但是这些规范大体上规定了具体的所用水的最小和最大体积，例如6升的全冲洗和3升的半冲洗。虽然术语“全冲洗”和“半冲洗”在本申请文件的整个说明书和权利要求中使用，但是本领域普通技术人员应该理解的是，“半冲洗”不必正好为“全冲洗”的体积的一半。因此，术语“半冲洗”应该被认为指的是任何所需的减少的冲洗体积。

已经提出并使用了许多种双冲洗水箱出口阀。其中的大多数包括用于将水箱分成两个分开的容器的设备，每个容器具有单独的出口阀：当需要半冲洗时，出口阀中的一个打开，从而其中一个容器排空。当需要全冲洗时，两个阀门都打开，从而两个容器都排空。这些和许多其它双冲洗设备大体上需要两个单独的用来打开两个阀门的致动系统。希望减少用于双冲洗系统的单独制造的零件的数目。

本发明的目的在于，提供一种双冲洗出口阀，该阀门可以采用最少的单独可动的零件制成。本发明的另一个目的在于，提供一种双冲洗出口阀，该出口阀可以适当地被调节，用来允许使用各种冲洗或半冲洗体积而无须不同尺寸的部件，从而这种设备可以在全世界使用并且容易被调节成遵守不同的冲洗体积规范要求。本发明的再一个目的在于，提供一种采用了转动的或“瓣”阀而不是柱塞阀的双冲洗设备。

大多数已知的双冲洗出口阀其范围还有限，从而不能提供可变的或额外的容积用于来自容器的溢出释放，例如在在容器已经填充到其所要求的水位上时容器注水阀出故障而不能关闭的情况中。本发明的另一个目的在于提供一种具有附加的固定或可变的溢出保护的双冲洗出口阀。

根据本发明提供一种双体积排水设备，用来选择性地从容器中排出全冲洗或半冲洗液体，所述排水设备包括：

致动机构，可以选择性地从关闭位置移动到全冲洗位置或半冲洗位置；

密封装置，可在所述致动机构的作用下从关闭位置移动到全冲洗位置或半冲洗位置，所述密封装置在处于所述半冲洗位置时向所述关闭位置偏转；

液体出口，它由所述密封装置密封以在所述密封装置处于所述关闭位置时防止液体从所述容器中流出，并且在所述密封装置处于全冲洗位置或处于半冲洗位置时让液体流出所述容器；

止动装置，可与所述密封装置协同动作，并且在所述致动机构移动到所述半冲洗位置时能够向一个使所述密封装置保持在所述半冲洗位置的位置偏转，直到预定体积的液体已经从所述容器中排出，然后让所述密封装置能够在这之后移动到所述关闭位置。

所述致动机构可以选择性地从关闭位置移动到全冲洗位置或半冲洗位置。该致动机构优选还包括用于选择半冲洗或全冲洗功能的装置。在优选的实施方案中，该致动机构包括双选择装置，第一个选择装置用来使所述致动机构从关闭位置移动到半冲洗位置，而第二个选择装置用来使所述致动机构从关闭位置移动到全冲洗位置。所述装置可以是双按钮装置的形式，其中每个按钮在受压时使致动机构移动特定的距离，这两个按钮中的每一个使致动机构移动不同的距离。优选的是，半冲洗位置位于关闭和全冲洗位置中间，并且第一选择装置在受压时使致动机构移动的距离小于第二选择装置在受压时使致动机构移动的距离。

致动机构使密封装置从关闭位置移动到全冲洗位置或半冲洗位置。在优选实施方案中，密封装置为挡板阀，并且致动机构作用在密封装置上以使密封装置在所述关闭、半冲洗和全冲洗位置之间转动。

密封装置在致动机构处于关闭位置时密封着液体出口。当密封装置移动到任一个冲洗位置时，液体出口打开，容器中的液体能够在重力的作用下流出液体出口。

当处于半冲洗位置时，密封装置向关闭位置偏转。优选的是该偏转是由在密封装置处于半冲洗位置时作用在密封装置上的分解的静态和动态流体以及重力引起的。当密封装置已经从关闭位置移开时，液体将流出容器，从而引起文杜里效应。这将导致作用在密封装置的下表面上的压力降低以及作用在密封装置的上表面上的压力增大，所得到的净力将密封装置压向关闭位置。优选的是，当密封装置为挡板阀时，为了将密封装置放在半冲洗位置中所需的密封装置离开液体出口的转动运动比将密封装置放在全冲洗位置要少。换句话说，当致动机构移动到半冲洗位置时，密封装置移动离开液体出口第一距离，但是当致动机构移动到全冲洗位置时，密封装置移动离开液体出口又一个的距离。

优选的是，当密封装置处于全冲洗位置时，作用在它上的分解力(resolved force)迫使它保持在该位置，至少直到容器中液面下降到密封装置不再被液体覆盖的位置。该密封装置可以包括浮子，它提供比在密封装置上的任何向下的作用力都大的浮力，从而在容器中仍然有水的时候它保持在全冲洗打开位置中，但是当水位下降到浮子下面时，浮力的减小将使密封装置关闭。

该设备还包括与密封装置共同作用的止动装置。该止动装置能够在促动器移动到半冲洗位置时向能够将所述密封装置保持在半冲洗位置中的位置偏转。然后该止动装置将密封装置保持在半冲洗位置中直到预定体积的液体已经从容器中排出。之后，密封装置移动到关闭位置，从而不再有液体能够流出液体出口。在优选的实施方案中，止动装置包括能够在所述密封装置移动进所述半冲洗位置时移动进锁紧位置，且与所述密封装置上的协同动作的闩锁装置配合的凸轮。该止动装置可以在浮子的作用下移动进锁紧位置，该浮子在它提供向上浮力即有液体至少部分围绕在浮子周围的时候使止动装置朝着锁紧位置偏转。当液面已经下降从而浮子不再提供向上的浮力时，止动装置可以移动离开锁紧位置，从而所得到的作用在密封装置上的力使得后者移动到关闭位置，因此防止水进一步从容器中流出。

在本发明的另一个方面中提供一种用于从容器中排出液体的双体积排水设备，所述设备包括：

连通在所述容器和排水通道之间的主液体出口；

阀装置，可以选择性地在防止液体通过所述主液体出口流出所述容器而进入所述排水通道的关闭位置和使液体能够通过所述主液体出口流出所述容器进入排水通道的打开位置之间移动；

第一溢水道，具有进入所述排水通道的出口和位于所述容器中的选定的充满水位处的入口；以及

至少一个附加溢水道，它具有进入所述排水通道的出口和位于所述容器中的选定的充满水位处的入口，从而当所述密封装置处于所述关闭位置并且所述容器中的液体到达所述选定的充满水位时，液体流进所述溢水道并进入所述排出通道。

优选的是，所述附加溢水道与所述第一溢水道平行地连接在所述设备上。所述附加溢水道可以通过例如摩擦配合进该设备中的一个可打开的端口中以模块的方式连接在该设备上。所述附加排水通道可以具有伸缩式延伸套筒，从而允许调节入口的高度。

现在将参照在附图中所示的优选实施方案对本发明进行更详细地说明。该说明书将涉及本发明用在抽水马桶水箱中的优选形式。要理解的是，附图和以下的说明只是涉及优选实施方案，而不是限制本发明的普遍性。

图1为根据本发明制成的设备的各单独部件的分解视图；

图2为处于关闭位置的本发明的设备的侧视图；

图3为处于半冲洗位置的本发明的设备的侧视图；

图4为处于全冲洗位置的本发明的设备的侧视图。

在图1中，致动机构1总的来说包括半冲洗按钮3、全冲洗按钮5、推杆7以及连接臂9。密封装置11总的来说包括浮动密封件13和悬臂15。液体出口17位于设备主体19内。止动装置21总的来说包括浮子23和浮子导向件25。

半冲洗按钮和全冲洗按钮3和5被压向一个上部位置，在该位置处它们在推杆头部上没有施加任何力，除非它们受到使用者的挤压。半冲洗按钮和全冲洗按钮3和5优选安装在水箱的盖子(未示出)上，并且对于使用者来说是暴露的且可看得到的。该设备的剩余部分大部分都适当地装在水箱中，并且和现有技术一样可以在水箱满的时候浸在水下面。

推杆7在其杆身29上具有调节止动件27，该止动件座落在连接臂9中的台肩31上。调节止动件27优选可以沿着杆身29上的螺纹33拧进选定的位置上，从而可以将推杆7调节到相对于连接臂9以及半冲洗按钮3和全冲洗按钮5的最优位置上。虽然人们认为螺纹将提供最大程度的可调节性，但是在调节止动件27上可以设置替代螺纹的结构。推杆7可以穿过导向件35，以便将其运动保持为基本上是线性的(当由任一冲洗按钮启动时)。

在图2中，该设备处于关闭位置。该位置与这样的状态相关：用水将水箱填充至所要求的水位上，并且准备启动以提供半冲洗或全冲洗。连接臂9将推杆7的线性向下运动传递给铰接点37，在那里连接臂9的表面39接触悬臂15的促动端41。连接臂9优选在主体19周围通过，该主体用作导向件以使连接臂9的运动保持线性。悬臂15的密封端45具有可转动地安装在其上的浮动密封件13，如图1所示该密封件由密封衬垫47和浮子49构成。悬臂15的密封端45优选在密封端45的上侧面53上包括凹槽51，所述凹槽51能够在水箱排空的时候保留水以便在通过全冲洗将水箱排空之后为悬臂15的密封端45提供压载物。压载物为可以保留在凹槽51中的水量，该压载物优选足以能够将密封端45压下以使密封衬垫47落下并与环形出口边缘55接触。密封端45可以包括用来对密封衬垫47的上表面61的部件59施加压力以有助于密封液体出口17的唇缘57。悬臂15在枢轴43和密封端45之间包括凸轮随动件63。

主体19为中空的，并且包含有内部溢水道65，该溢水道从溢出口67延伸到出口17。要知道的是，出口17与抽水马桶底座(未示出)相通，从而从水箱中溢出的水流进抽水马桶底座，并且向下流动到溢水道65的水也将流进该底座。溢水道65包括与溢水道65共轴并且能够沿着溢水道65的轴线71上下进行调节的伸缩式延伸套筒69。因此，必要时入口67的高度可以改变，从而可以通过伸缩式延伸套筒69已经延伸的程度来确定和选择水在水箱中所达到的水位。伸缩式延伸套筒69可以包括O形密封圈73以确保水不会通过溢水道65和延伸套筒69之间的间隙从水箱流进溢水道65。延伸套筒69还优选包括锁紧夹75以确保一旦它已经延伸到所要求的高度，它就被锁住不动。导向件35可以与伸缩式延伸套筒69连接并从中延伸出。

该设备还可以包括与前面所述的溢水道65平行的一个或多个附加溢水道77。附加溢水道77或通道可以以模块的方式与腔室79连接。与主溢水道65相类似，附加通道可以具有伸缩式延伸套筒(未示出)，从而允许调节相应的溢出口81的高度，或者附加溢水道77可以为固定的长度。可以设置附加溢水道77以在水箱注入阀出故障并且尽管达到了所选择的充满水位是水还持续进入水箱的情况下为水箱的溢出提供进一步的保护。

当处于关闭位置时并且当水箱为满的时，作用在密封衬垫47的上表面61上的水的重量将使衬垫47保持压在出口17的环形出口边缘55上，并且这将使悬臂15的促动端41的铰接点37作用在连接臂9的表面39上，从而将连接臂9和推杆7保持在一个上部位置。

设备还包括止动装置21，该装置对于设备的半冲洗功能是有利的且是必不可少的。止动件21包括主体25和19，该主体具有凸轮端85、浮动端87和位于所述端部85和87中间的铰接点89。铰接点89优选铰接在主体19上，并且止动件21能够在锁紧位置和松开位置之间转动。在浮动端87上具有浮子23，它可调节地安装在轨道83上。浮子23可以沿着轨道83调节到所要求的高度。当水箱充满水时，浮子23将优选浸入在水表面之下，从而它提供向上作用在铰接的止动件21上的浮力。

铰接的止动件21的凸轮端85包括三个凸轮面：关闭凸轮面91、半冲洗凸轮面93和全冲洗凸轮面95。当设备处于关闭位置时，凸轮随动件63靠在关闭凸轮面91上。在这个位置中，水作用在密封衬垫47的上表面61上的向下的力足以克服任何作用在浮子23的浮力，从而铰接的止动件21保持在向下转动位置中。下面将针对后面的附图对半冲洗和全冲洗凸轮面93和95进行更详细地说明。

转向图3，该图显示出该设备在使用者已经启动半冲洗并且水箱中的水量从全量降低到上述选定的半冲洗量时的结构。通过使用者按压半冲洗按钮3来启动半冲洗位置。当半冲洗按钮3被完全挤压时，它压在推杆7上，该推杆运动距离A并使悬臂15移动进半冲洗位置，凸轮随动件63停止对关闭凸轮面9l施加压力，并且铰接的止动件21能够由于浮力作用在浮子23上而转动直到半冲洗凸轮面93与凸轮随动件63接触。从关闭位置到半冲洗位置的转变将大体上花费只是几分之一秒，这是使用者完全压下半冲洗按钮3所花费的时间。然后半冲洗按钮将重新回到其正常位置上。

一旦处于半冲洗位置，由于密封衬垫47和环形出口边缘55之间的密封已经被打破，水将从水箱通过出口排空。因此，水箱中的水位将开始下降。水在密封端45和密封衬垫47周围外流并且流出出口17将导致净向下的力作用在密封衬垫47的上表面61上，从而使密封衬垫被压向关闭位置。向下的力可以由密封端45和密封衬垫47上面的水的质量向下作用在所述部件的上表面53和61上而形成。另外，人们认为还将存在显著的由流出出口17的水的流动所引起的文杜里效应，从而导致密封衬垫47的下侧97上的压力降低。这增加了向下的力，从而将密封衬垫47压向关闭位置。但是在半冲洗位置中，半冲洗凸轮面93是这样的：当铰接的止动件21在浮子23的作用下向上偏转时，所述表面与凸轮随动件63接合以便防止悬臂15朝着关闭位置移动。换句话说，半冲洗凸轮面93对凸轮随动件63的动作提供暂时的锁紧以防止它移动过头。锁紧作用足以抵抗向下作用在密封端45和浮动密封件13上的力，只要由于浮子23浸入在水中而有向上的力作用在铰接的止动件上。因此，铰接的止动件21的锁紧作用仍然将悬臂15和浮动密封件13保持在半冲洗位置中直到水箱中的水位降低到浮子23不再浸在水中的时候。如上所述，浮子23的位置可以通过使它沿着轨道83上下移动来选择。因此可以通过在轨道83上为浮子23选择适当的位置，来规定铰接止动件21应当停止提供半冲洗锁紧功能从而使密封衬垫47关闭以阻止水进一步流出水箱的水位。

当水位已经下降到浮子23在铰接的止动件21上不再提供向上的力的位置时，铰接的止动件21将转动回到向下转动的位置上，就和设备处于关闭位置时一样。因此，半冲洗凸轮面93将离开凸轮随动件63往回移动，从而使得悬臂15能够移动到关闭位置。

图4显示出处于全冲洗位置的设备。当使用者按压全冲洗按钮5时采用该位置。全冲洗按钮5使推杆7移动距离C，该距离大于距离A。这使得悬臂15使浮动密封件13升高距离D。可以看出，在使悬臂15移动进全冲洗位置的过程中，凸轮随动件63移动经过半冲洗位置直到它支承到全冲洗凸轮面95上。从关闭位置到全冲洗位置的转变也将大体上花费几分之一秒，这是使用者完全按下全冲洗按钮5所花费的时间。然后全冲洗按钮回撤到其正常的位置上。促动的速度是这样的，当悬臂15从关闭位置经过半冲洗位置移动到全冲洗位置时，铰接止动件21的半冲洗凸轮面不会有时间接合凸轮随动件63。虽然全冲洗凸轮面95和凸轮63之间的作用不是决定性的，但是凸轮随动件63可以抵在全冲洗凸轮面95上。

当处于全冲洗位置时，由于密封衬垫47和环形出口边缘55之间密封已经被打破，水将从水箱经过出口17排空。水箱中的水位将下降。在全冲洗位置中，虽然水在密封衬垫47和密封端45周围流动，但是密封衬垫47将位于离上述任何文杜里效应这样的距离处：如果有任何这样的向下的力作用在它上面，那也小得几乎没有。另外，和在半冲洗位置中的状态不一样，因为浮子23被水包围着，所以浮子23将具有作用在其表面上的向上作用的浮力。在水位在密封端45和浮子23上方期间，作用在处于全冲洗位置的悬臂15上的净力将使之保持在该位置。

当水位下降到浮子23不再提供显著的向上力的位置时，这大体上在水位已经下降到浮子23的位置上的时候，作用在密封端45上的向下力将使得悬臂15移动到关闭位置。在这个位置处，全冲洗体积的水已经从水箱中排出。留在密封端45的凹槽51中的水将提供重量以帮助使设备移动到关闭位置上。当水位上升以充满水箱以便将来的冲洗时，作用在密封衬垫47上的渐增的向下力将使它保持在关闭位置中。

该设备可以由任意合适的材料通过任意合适的方法制成。例如，设备的各个部件可以通过注射模制聚合材料来制成。

要理解的是，在不脱离本发明的精神的情况下可以对上述设备进行各种变化、添加和/或变换。

Claims (14)

1.一种双体积排水设备，用来选择性地从容器中排出全冲洗或半冲洗液体，所述排水设备包括：

致动机构，可以选择性地从关闭位置移动到全冲洗位置或半冲洗位置；

密封装置，可在所述致动机构的作用下从关闭位置移动到全冲洗位置或半冲洗位置，所述密封装置在处于所述半冲洗位置时向所述关闭位置偏转；

液体出口，它由所述密封装置密封以在所述密封装置处于所述关闭位置时防止液体流出所述容器，并且在所述密封装置处于全冲洗位置或处于半冲洗位置时让液体流出所述容器；

止动装置，可与所述密封装置协同动作，并且在所述致动机构移动到所述半冲洗位置时向一个能够使所述密封装置保持在所述半冲洗位置的位置偏转，直到预定体积的液体已经从所述容器中排出，然后让所述密封装置能够在这之后移动到所述关闭位置。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述致动机构包括用于选择半冲洗或全冲洗的装置。

3.如权利要求2所述的设备，其中所述致动机构包括用来使所述致动机构从关闭位置移动到所述半冲洗位置的第一选择装置以及用来使所述致动机构从关闭位置移动到所述全冲洗位置的第二选择装置。

4.如权利要求3所述的设备，其中所述第一和第二选择装置都包括有一个可按压地按钮。

5.如权利要求3或4所述的设备，其中所述半冲洗位置位于所述关闭和全冲洗位置中间，并且所述第一选择装置在受压时使所述致动机构移动的距离小于所述第二选择装置在受压时使所述致动机构移动的距离。

6.如权利要求1到5之一所述的设备，其中所述密封装置为挡板阀，并且所述致动机构作用在所述阀上以使阀在所述关闭位置、半冲洗位置和全冲洗位置之间转动。

7.如权利要求1到6之一所述的设备，其中当所述密封装置处于所述全冲洗位置时，它保持在所述位置中直到容器中的液面下降到所述密封装置不再被液体覆盖的地方。

8.如权利要求1到7之一所述的设备，其中所述密封装置包括一个浮子，从而当所述密封装置移动到所述全冲洗位置时，在有水围绕在所述浮子周围期间所述浮子使所述密封装置保持在所述全冲洗位置。

9.如权利要求1到8之一所述的设备，其中所述止动件包括能够在所述密封装置移动进所述半冲洗位置时移动进锁紧位置，且与所述密封装置上的协同动作的闩锁装置配合的凸轮。

10.如权利要求9所述的设备，其中所述止动装置包括浮子，它在液体至少部分地围绕着所述浮子时使所述止动装置朝着所述锁紧位置偏转，其中，所述止动装置在液面已经下降到预定水平时移动到关闭位置。

11.如权利要求1到10之一所述的设备，还包括连通在所述容器和排水通道之间的主液体出口；

第一溢水道，具有进入所述排水通道的出口和位于所述容器中的选定充满水位处的入口；以及

至少一个附加溢水道，它具有进入所述排水通道的出口和位于所述容器中的选定充满水位处的入口，从而当所述密封装置处于所述关闭位置并且所述容器中的液体到达所述选定充满水位时，液体流进所述溢水道并进入所述排出通道。

12.如权利要求11所述的设备，其中所述附加溢水道与所述第一溢水道平行地连接在所述设备上。

13.如权利要求1到12之一所述的设备，包括可伸缩地延伸的溢水道。

14.如权利要求1所述的基本上如任一附图所述的设备。

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