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Spülverfahren und Spüleinrichtung, inbesondere für
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Toiletten Die Erfindung bezieht sich auf ein Spülverfahren und eine
SpUleinrichtung, die prinzipiell für Toiletten vorgesehen ist, Jedoch auch für andere
Zwecke verwendet werden kann.
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Übliche, in häuslichen Toiletten verwendete Spülmechanismen weisen
einen Behälter oder ein Reservoir auf, das Wasser enthält, das für die nächste Spülung
der Toilette verwendet werden soll. Diese Spülbehälter werfen Probleme auf.
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Da sie von Wasser und von Luft umgeben sind, sind sie für Korrosion
empfindlich. Zusätlich müssen diese Spültanks ein beachtliches Wasservolumen aufweisen
und sind verhältnismässig schwierig zu installieren. Als Folge davon wird Jedesmal
dann, wenn die Toilette gespült wird, ein grosses Wasservolumen benutzt. Diese Toiletten
weisen manchmal Fchlfunktionen auf, benötigen einen Reparaturaufwand und ihr Kugel-
oder Klappenventil, das sich nach jedem Spülvorgang an sich schliessen soll, sitzt
manchmal nicht in der richtigenWeise auf, so dass weiterhin Wasser in die Toilettenschüssel
fliesst, wodurch ein hoher Wasserverbrauch bedingt ist.
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Ein anderer Nachteil der Spülbehältertyp.-Spülsysteme besteht darin,
dass manchmal das Wasser aus dem Behälter heraus zurück in das Wasserversorgungssystem
entleert (siphoned) werden kann, wenn in dem Wasserversorgungssystem
das
Wasser abgestellt ist. Dies ist sehr unerwünscht, da das Wasser in den Behältern
übl.icherweise schmutzig ist.
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Es sind auch Spülventile vom Membrantyp, im speziellen in öffentlichen
Waschräumen, verwendet worden. Die Arbeitsweise dieser embranventile beruht auf
Differenzen in der hydrostatischen Drücken; sie sind vergleichsweise kompliziert
in Konstruktion und Betriebsweise. Da dieser Ventiltyp in ungefähr zwei Sekunden
seinen Arbeitszyklus durchläuft, erfordert er ein grosses Versorgungsrohr für das
ankommende Wasser. Diese Wasserversorgung muss gleichzeitig die Toilette spülen
(flush the toilet), die Schüssel abspülen (rinse the bowl), und die Teilettendichtung
wieder auffüllen (replenish the closet seal). Daher war es bislang nicht möglich,
ein derartiges Ventil mit einer Leitung zu betreiben, die in üblicher Weise bei
der Hausinstallation verwendet wird und einen Durchmesser von 1,25 cm (half inch)
aufweist, sondern dieses Ventil benötigte eine Versorgungsleitung mit ungefähr dem
Dreifachen dieses Durchmessers.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein SpUlverfahren und eine
Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es möglich
ist, Toiletten adäquat und vollständig zu spülen, Jedoch mit vergleichsweise weniger
Wasser als bei den bekannten Spülsystemen. Dadurch ist es nicht nur möglich, wesentliche
Wassergeldmittel einzusparen, sondern es kann auch die Belastung der Wasserkläranlagen
vermindert werden, wodurch es einer Kläranlage mit gegebener Kapazität möglich ist,
Abwässer eines grösseren Bereiches zu klären.
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Das vorliegende Verfahren und die vorliegende Einrichtung kann im
häuslichen Bereich, wo nur die Standard-Wasserleitungen vorhanden sind, verwendet
werden, und die Notwendigkeit,
in öffentlichen Waschräumen grössere
Leitungen zu installieren, entfällt. Die Einrichtung ist sehr leicht zu installieren
und ist von einem Aufbau, dass sie aus Kunststoff oder irgend einem anderen geeigneten
Material hergestellt werden kann.
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Die übliche Toilettenchüssel weist entlang ihres oberen Endes einen
Ring auf, der abwärts gerichtete Ausnehmungen aufweist, durch die während des Spülvorganges
Wasser über die Schüsselwand zum Spülen (rinsing action) und zum Austauschen des
Wassers in der Schüssel geführt wird. Gleichzeitig wird vom Boden der Schüssel aus
ein Wasscrstrahl nach oben durch den Oberteil (upleg) des Siphons (trapway) geführt,
um so den Siphon zu füllen und einen Siphon-Spülvorgang zu starten, der sofort das
Wasser, das darin steht, entfernt. Da diese Spülvorgänge und das Wiederauffüllen
gleichzeitig stattfinden, muss ein relativ grosse Wassermenge momentan zur Verfügung
stehen, wodurch es gemäss dem Stand der Technik notwendig war, entweder einen Behälter
mit Wasser oder eine grosse Wasserversorgungsleitung vorzusehen .
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Das Spülverfahren gemäss der vorliegenden Erfindung besteht darin,
dass man nacheinander die Schüssel spült, das darin stehende Wasser wegspült und
gleichzeitig die Schüssel bespült (rinsing), und indem man danach das Wasser in
der Schüssel wieder auffüllt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, momentan eine
grosse Wassermenge zur Verfügung zu haben, wobei die Schüssel weiterhin sorgfä1.tig
gesäubert wird.
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Dadurch ist weder ein Wasserbehälter noch eine grosse Wasserversorgungsleitung
notwendig, so dass an die Toilette eine Standard-Wasserleitung, die üblicherweise
einen Durchmesser von 1,25 cm (half inch) aufweist, angeschlossen werden
kann.
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Ein Spülventil gemäss der vorliegenden Erfindung, das dieses Verfahren
ausüben kann, weist folgende Merkmale auf: Einen Ventilkörper, einen in diesem Ventilkörper
ausgebildeten Kanal, einen Einlass in Verbiildullg mit dem Kanal nahe einem seiner
Enden, einen Auslass, der in Verbindung mit dem Kanal steht und von diesem einen
Ende beabstandet ist, ein Durchflussventil (flow wave) in dem Kanal mit einem Kopf,
einem Schaft von kleinerem Querschnitt als der Kopf und einem Füllungsteil, der
in eier engen, beweglichen Dichtung in dem Kanal besteht und entfernt von dem Kopf
angecrdnet ist, einen Ventilsitz in dem Kanal zwischen dem einen Erde und dem Auslass,
wobei sich dieses Ventil reziprok in dem Kanal befindet zwischen einer geschlossenen
Ruhestellung, in der der Ventilkopf in dem Ventilsitz angeordnet ist, und einer
zweiten Stellung, in der der Kopf in der Nähe des einen Endes sich befindet, wobei
das Spülventil so ausgebildet ist, dass es im Betrieb sicherstellt, das Flüssigkeit
den Kopf passieren und aus dem Auslass herausfliessen kann in allen Stellungen,
ausgenommen der geschlossenz Stellung, und wobei Mittel vorgesehen sind, die eine
Bewegung des Ventils ermöglichen, um den Kopf weg von dem Ventilsitz zu bewegen,
wobei im Betrieb, wenn das Ventil in die zweite Lage bewegt wird, Flüssigkeit von
dem Einlass zu dem Auslass gelangen kann und gleichzeitig das Ventil schrittweise
zurück in die geschlossene, die Ruhestellung bewegt, um den Durchtritt von Wasser
durch den Auslass zt stoppen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Ventils nach dAr Erfindung enthält
folgende Merkmale: Einen Ventilkörper, erste und zweite in dem Körper ausgebildete
Kanäle, die an ersten und zweiten entfernt' voneinander angeordneten Durchgängen
miteinander in Verbindung stehen. An dem ersten Kanal befindet
sich
ein Einlass, wogegen an dem zweiten Kanal ein Auslass vorgesehen ist. In dem ersten
Kanal ist ein erstes Ventil wechselweise zwischen einer Ruhestellung, in der die
Verbindung zwischen dem Einlass und dem ersten Durchgang blockiert wird, und einer
zweiten Stellung, in der es die Verbindung zwischen dem Einlass und dem zweiten
Durchgang blockiert, angeordnet. Es sind weiterhin Mittel vorgesehens die es ermöglichen,
dass das erste Ventil zwischen seiner Ruhe- und der zweiten Stellung bewegt wird.
Ein zweites Ventil in dem zweiten Kanal besitzt einen Kopf, einen Schaft von geringerem
Querschnitt als der Kopf und einen Führungsteil, der in einem dichten beweglichen
Sitz in dem zweiten Kanal besteht, entfernt von dem Kopf. Zwischen dem zweiten Durchgang
und dem Auslass befindet sich in dem zweiten Kanal ein Ventilsitz. Das zweite Ventil
befindet sich in dem zweiten Kanal wechselseitig zwischen einer geschlossenen Ruhestellung,
in der das Ventil auf dem Ventilsitz aufsitzt, und einer zweiten Position, in der
der Kopf des Ventils in der Nähe des zweiten Durchganges ist. Das Spülventil ist
so ausgebildet, dass im Betrieb sichergestellt ist, dass Flüssigkeit bei alten Positionen
des zweiten Ventils, ausgenommen der ge6chlossenen Position, den Kopf des zweiten
Ventils passieren und aus dem Auslass herausgelangen kann. Das Spülventil ist mit
regulierenden Auslassmitteln versehen, die mit dem Flilirungsteil des zweiten Ventils
in Verbindung stehen und die es dem zweiten Ventil erlauben, in seine geschlossene
Stellung zurUckzukehren und die Geschwindigkeit dieses ZurUckgehens zu steuern.
Wenn im Betrieb das erste Ventil in die zweite Stellung bewegt wird, kann Flüssigkeit
durch die erste Offnung hindurchtreten und gegen die Führung des zweiten Ventils
wirken, um so das zweite Ventil von dem geschlossenen Ruhezustand we6zubewegen und
es der Flüssigkeit möglich zu machen, durch den zweiten Durchgang zu den Auslassmitteln
hindurchzutreten.
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Gleichzeitig wird das zweite Ventil schrittweise durch den Druck der
Flüssigkeit in die geschlossene, die Ruhestellung, zurückbewegt. Wenn das zweite
Ventil seine Ruhestellung erreicht, wird der Durchfluss von Flüssigkeit durch die
Auslassmittel unterbrochen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Auslassmittel des
Spülventils aus einem ersten Auslass und einem zweiten Auslass in den zweiten Kanal.
Bei dieser Ausfühungsform ist die Ventilführung langgestreckt und mit einem internen
Kanal versehen, der relativ nahe dem Ventilkopf eine Durchgangsöffnung (port) aufweist,
die mit dem zweiten Kanal des Spülventils in Verbindung steht. Eine zweite Durchgangs-
bzw. Durchströmöffnung in dem Führungsteil des zweiten Ventils ist in der Lage,
nacheinander mit den ersten und zweiten Auslässen in dem zweiten Kanal zu kommunizieren.
Die zweite Durchströmöffnung ist so angeordnet, dass, wenn das erste Ventil in seiner
zweiten Position ist, die zweite Durchströmöffnung mit dem zweiten Auslass kommuniziert,
so dass Wasser von dem ersten Durchgang durch die erste Durchströmöffnung und durch
den internen Kanal in dem zweiten Ventil hindurchströmt und aus der zweiten Durchströmöffnung
bzw. aus dem zweiten Auslass herausströmt. Wenn das zweite Ventil sich in Richtung
seiner Ruhestellung bewegt, kommuniziert die zweite Durchströmöffnung mit dem ersten
Auslass, um zu ermöglichen, dass Wasser durch diesen Auslass austritt. Dies ist
die Folge der Kommunikation des Bereiches um den Ventilschaft herum mit dem zweiten
Auslass vor dem Schliessen des Ventils.
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Die Mittel, die die Bewegung des ersten Ventils ermöglichen, bestehen
vorzugsweise aus einem hin- und herbewegten Hebel (reciprocable lever), der an das
Ventil angelenkt ist. Der Hebel ist vorzugsweise federbetätigt, lm das erste Ventil
zurück in seine Ruhestellung zu bringen.
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Um es zu ermöglichen, dass Flüssigkeit an dem Kopf des zweiten Ventils
vorbei aus einem oder aus beiden Auslässen bei allen Stellungen des zweiten Ventils,
ausgenommen der geschlossenenStellung, herausströmt, kann der Kopf des Ventils im
Querschnitt schmaler sein als der Teil des zweiten Kanals, der von dem Kopf bestrichen
wird. Flüssigkeit ka dann an dem Ventilkopf vorbei aus dem Auslass herausströmen,
während der gesamten Zeit, in der sich das Ventil von seiner zweiten Stellung in
seine geschlossene oder Ruhestellung bewegt. Alternativ dazu kann der Teil des zweiten
Kanals, der von dem Ventilkopf bestrichen wird, mit einem Bypass-Kenal versehen
sein, um so sicherzustellen, dass Wasser an dem Ventilkopf vorbeiströmen kann.
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Zweckmässigerveise ist das Ventil an den Enden jedes seiner Kanäle
mit Bohrungen versehen, um das Einführen und Engt er nen der ersten und zweiten
Ventile zu ermog1.ichen. Diese öffnungen sind mit wasserdichten Stopfen versehen.
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Die regulierenden Auslassmittel können einen Auslass aufweisen, der
in dem Teil des zweiten Kanals ausgebildet ist, der benachbart dem ersten Durchgang
ist.Der Auslass ist vorzugsweise mit einem Ventil versehen, dessen Stellung verändert
werden kann, um die Austrittsgeschwindigkeit des Wassers zu regeln, indem das zweite
Ventil in seine geschlossene Ruhestellung bewegt wird. Die Zurückdrehgeschwindigkeit
des zweiten Ventlls kann somit gesteuert werden.
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Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist die Ventilführung
mit einer Feder versehen, die an einem Teil des Inneren des Ventilkörpers anliegt.
Die Feder hat eine derartige Stärke, dass sie normalerweise nicht die Wirkung des
Wasserdruckes überwinden kann, der auf dem Ventilkopf wirkt,
solange
das Ventil geschlossen ist. Dadurch ist sichergestellt, dass, wenn der Wasserdruck
am Binlass weggenommen wird, die Feder den Sitz des Ventils bewegen kann und Luft
durch den zweiten Auslass in die ersten und zweiten Kanäle eintreten kann. Dadurch
wird eine Siphonentwicklung innerhalb des Ventils vermieden. Die Ventilführuiig
ist in einer besonderen Weise ausgebildet derart, dass sie nicht vollständig den
zweiten Aulas abdichtet, um so den Zutritt von Luft in und durch das Ventil zu ermöglichen.
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An Hand von in der Zeichnung dargestellten Au3führungsbe.ispielen
ird die Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Langaschnitt durch eine vereinfachte Ausftihrungsform
des Spülventils, wobei letzteres in der geschlossenen Stellung dargestellt ist,
Fig. 2 eine Ansicht ähnl:ich der Fig. 1, wobei das Ventil in der offenen Stellung
dargestellt ist, Fig. 3 einen Längs schnitt durch eine bevorzugte Form des Spülventils
in der geschlossenen Stellung, Fig. 4 Schnitte ähnlich der Fig. 3, die das Ventil
in bis 6 seinen aufeinanderfolgenden Arbeitspositionen zeigen, Fig. 7 einen schematischen
Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Toilettenschüssel, die bevorzugt in
Verbindung mit dem vorliegenden Ventil verwendet wird, Fig. 8 eine Draufsicht auf
die Toilettenschüssel, teweise im Schnitt, wobei das Spülventil in gebrochenen Linien
dargestellt ist,
Fig. 9 eine Seitenansicht eines Teils der rückwärtigen
Seite der Toilettenschüssel mit dem angebauten Spülventil, Fig. lo einen vergrösserten
Schnitt durch das Ventil entlang der Linie lo-lo der Fig. 8, und Fig. 11 eine Ansicht
ähnlich der Fig. 3, wobei jedoch eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt
ist.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen eine einfache Ausführungsform eines SpülventilsZ
das einen Ventilkörper 12 aufweist, der einen ersten Kanal 14 und einen zweiten
Kanal 16 besitzt. Der erste Kanal 14 und der zweite Kanal 16 stehen miteinander
an einem ersten Durchgang 18 und einem zweiten Durchgang 2c in Verbindung. In dem
ersten Kanal 14 befindet sich ein Einlass 21, der so ausgebildet ist, dass er mit
einer nicht dargestellten Wasserleitung verbunden werden kann, und in dem zweiten
Kanal 16 befindet sich eine Auslassanordnung.
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In diesem Beispiel ist nur ein einziger Auslass 22 is, dem Kanal 16
vorhanden. Ein erstes oder Steuerventil 23, vorzugsweise in Form einer nachgiebigen
Kugel, ist in dem ersten Kanal 14 angeordnet und zwischen einer Ruhestellung, die
in Fig. 1 gezeigt, in der es die Verbindung zwischen dem Einlass 21 und dem ersten
Durchgang 18 unterbricht, und einer zweiten Stellung, die in Fig. 2 gezeigt ist,
in der es die Verbindung zwischen dem Einlass 21 und dem zweiten Durchgang 2c unterbricht,
hin- und herbewegbar. Es sind Mittel vorgesehen, die eine Bewegung des ersten Ventils
23 zwischen seiner Ruhestellung und seiner zweiten Stellung erlauben. In den Fig.
1 und 2 bestehen diese Mittel aus einem Stab 25, der an einem Hebel 26 angebracht
ist, der seinerseits beweglich mit einem Ansatz 27 verbunden ist, der mit
dem
Äusseren des Ventilkörpers 12 verbunden ist. Der Stab 25 erstreckt sich durch eine
Dichtung 29, die verhindert, dass Wasser aus dem Ventilkörper ausleckt.
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Es ist weiterhin ein zweites oder Durchflussventil 31 (flow valve)
vorgesehen, das in dem zweiten Kanal 16 angeordnet ist. Dieses zweite Ventil 31
weist einen Kopf 32, einen Schaft 33 mit einem kleineren Querschnitt als der Kopf
32 und eine Führung 34 auf, die als enger Cleitsitz in dem zweiten Kanal 16 ausgebildet
ist. Der zweite Kanal 16 ist mit einem Ventilsitz 35 versehen, der zwischen dem
zweiten Durchgang 20 und dem Auslass 22 angeordnet ist. Dieses Ventil 31 ist in
dem zweiten Kanal 16 zwischen einer geschlossenen oder Ruhestellung, dargestellt
in Fig. 1, und einer zweiten Stellung, dargestellt in Fig. 2, hin- und herbewegbar.
In der geschlossenen Stellung sitzt das Ventil 31 auf dem Sitz 35 auf. In der zweiten
Stellung befindet sich der Kopf 32 des Ventils 31 in der Umgebung des zweiten Durchganges
20. Der Kopf 32 de.q Ventils 31 ist in der Querschnittsfläche kleiner als ein vergrösserter
Teil 36 des Kanals 16, der von dem Kopf 32 bei der Bewegung von der geschlobsenen
in die zweite Stellung bestrichen wird. Dadurch ist im Betrieb sichergestellt, dass
Wasser bei allen Stellungen des zweiten Ventils 31, ausgenommen der geschlossenenStellung,
an dem Ventilkopf 32 vorbei aus dem Auslass 22 strömen kann.
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Der Kanal 16 ist mit einem Auslass 38 versehen, in den ein Ventil
40 eingepasst ist. Dieser Auslass kommuniziert mit dem Durchgang 18 und dem Kanal
16 und ermöglicht es, dass das zweite Ventil in seine geschlossene Stellung zurtickkehrt,
indem Flilssigkeit von dem Ventilkörper 12 strömen kann, wenn das zweite Ventil
31 sich von seiner zweiten Stellung in seine Ruhestellung bewegt. Das Ventil 4c
kann eingestellt werden, um die Geschwindigkeit dieser Rückkehrbewegung zu
steuern.
Es hat sich als zweckmassig herausgestellt, als Ventil 40 eine einiache Einstellschraube
zu verwenden, die in mit Gewinde versehenen Durchgängen drehbar ist.
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Der Hebel 26 ist vorgespannt, um das Ventil 23 in seine Ruhestellung
mittels der Feder 42 zu bringen, die entlang des Stabes 44 wirkt und die beweglich
mit dem Hebel 26 am Punkt 46 verbunden is-t.
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Die normale Nicht-Arbeitsstellung des Spülventils ist in Fig. 1 gezeigt.
Der Flüssigkeitsdruck am Einlass 21 wirkt über den Kanal 14, den zweiten Durchgang
20 und den vergrösserten Teil 36 des zweiten Kanals 16 auf den Kopf 32 des Ventils
31 ein. Das Ventil wird dadurch auf dem Sitz 35 gehalten. Da das erste Ventil 23
die Verbindung zwischen dem Einlass 21 und dem ersten Durchgang 18 unterbricht,
kenn keine Flüssigkeit durch das Ventil fliessen.
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Wenn der Hebel 26 gedrückt wird, bewegt sich das Ventil 23 in eine
Stellung, die in ti'ig. 2 gezeigt ist. Es tritt. dann Flüssigkeit in den Einlass
21 ein, passiert den ersten Durchgang 18 und übt Druck auf das zweite Ventil 31
aus, um es in seine zweite, in Fig. 2 gezeigte Stellung zu bewegen.
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Wird der Hebel 26 losgelassen, wird der Hebel mittels der Feder 42
in seine Ruhestellung zurückgebracht. Es fliesst dann Flüssigkeit durch den Einlass
21, durch den ersten Kanal 14, durch den zweiten Durchgang 20 und gegen bzw. heran
um den Kopf 32 des Ventils 31. Die Flüssigkeit, die sich um das Ventil 31 herum
bewegt, passiert den Auslass 22. Mit dem Durchgang der Flüssigkeit durch den Auslass
22 treibt gleichzeitig der Flüssigkeitsdruck das zweite Ventil 31 zurück in die
in Fig. 1 gezeigte geschlossene Stellung.
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Die Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 sind immer dann nützlich,
wenn es darum geht, eine vorbestimmte Menge von
Flüssigkeit aus
einerQuelle abzugeben. In der bevorzugten Anwendung des Spülventils ist es an einer
Toilettenschüssel befestigt, um Wasser in die Toielttenschüssel abzugeben, wobei
sich die Befestigung aus der nachfolgenden Beschreibung von in den Fig. 3 bis 6
dargestellten Ausführungsbeispielen ergibt.
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Das Ventil 10 ist nicht in der Lage, die oben erwähnten aufeinanderfolgenden
Spülvorgänge durchzuführen, jedoch besitzt es den Vorteil einer einfachen Konstruktion
und Arbeitsweise im Vergleich zu den Standardtypen der Membranventile.
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Das Spülventil 10a der Fig. 3 bis 6 ist eine verfeinerte Version des
in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ventils 10.
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In den Fig. 3 bis 6 werden daher die Bezugszeichen, die bereits im
Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 verwendet und wurden beschrieben, / wiederholt,
ohne dass sie weiter beschrieben werden.
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Im Gegensatz zum Ventil 1o hat das Ventil 10a einen zweiten Auslass
48 im zweiten Kanal 16, benachbart dem Auslass 22. Die Ventilführung 34 des Ventils
31 ist langgestreckt und mit einem internen Kanal 50 versehen. In dem Kanal 50 befindet
sich relativ nahe dem Ventilkopf 32 eine erste Durchströmungsöffnung 52 (port).
Diese erste Durchströmungsöffnung 52 kommuniziert mit dem internen Kanal 50 des
Ventils 31 und mit dem zweiten ICanal 16. Eine zweite Durchströmöffnung 54, entfernt
von der ersten Durchströmöffnung 52, ist in dem Führungsteil 34 des Ventils 31 ausgebildet.
Die Führung ist mit einer umlaufenden Ausnehmung 56 (recess) versehen, so dass die
Durchströmöffnung 54, wenn sie sich in der geeigneten Ausrichtung befindet, nacheinander
mit dem ersten Auslass 22 und dem zweiten Auslass 48
in dem zweiten
Kanal 16 in Verbindung kommt. Die zweite Durchströmöffnung 54 ist so angeordnet,
dass, wenn das zweite Ventil 31 in seiner zweiten Stellung - dargestellt in Fig.
4 - ist, die zweite Durchströmöffnurzg 54 mit dem zweiten Auslass 48 in dem zweiten
Kanal 16 in Verbindung steht. Wenn weiterhin sich das zweite Ventil 31 von seiner
zweiten Stellung gemäss Fig. 4 in die Stellung gemäss Fig. 5 bewegt, das heisst
auf seinem Wog zurück in die Ruhestellung gemäss Fig. 3, dann steht die zweite Durchströmöffnung
54 mit dem ersten Auslass 22 in Verbindung, und der Durchlaß 48 ist geschlossen.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte einfache Dichtung 29 ist bei
den Ausführungsfcrmen nach den Fig. 3 bis 6 durch einen wasserdichten Gewindestopfen
58 ersetzt, der in der Gewindeöffnung 60 angeordnet ist, die an einem Ende des ersten
Kanals 14, benachbart dem ersten Durchgang 18, angeordnet ist. Der Stopfen 58 ist
ferner mit einem Abdichtngsring 61 (sealing washer) versehen, der durch den Gewindestopfen
62 in Position gehalten wird. Der AbdichtaÆsring 61 wirkt mit dem Gewindestopfen
62 zusammen und verhindert, dass Wasser aus dem Ventil entlang des Stabes 25 ausleckt.
Der Stopfen 58 ist mit einem internen Kanal 64 versehen, weist Durchströmöffnungen
66 und einen umlaufenden Kanal 68 aut, O dass, wenn das Ventil 23 nicht mehr in
Kontakt mit dem En @ des Stopfens 6c steht, das heisst, wenn das erste Ventil 4
ch aus seiner in Fig. 3 gezeigten Ruhestellung herausbeweb, Flüssigkeit von dem
ersten Kanal 14 über den ersten Durchgang 18 zu dem zweiten Kanal 16 fliessen kann.
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Der zweite Kanal 16 weist einen flüssigkeitsdichten Stopfen 69 auf,
der in eine Öffnung 70, die an seinem Ende ausgebildet ist, eingeschraubt ist. Die
Stopfen 58 und 69 erlauben
das Einführen und das Entfernen der
Ventile 23 und 31. Dem Stopfen 69 ist eine Feder 72 zugeordnet, die die Aufgabe
hat, die Erschütterungen zu absorbieren, wenn das zweite Ventil 31 an den Venti;lkörper
12 anschlägt.
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Anstelle eines Ventilkopfes 32, der gemäss den Fig. 1 und 2 kleiner
im Querschnitt als der vergrösserte Teil 36 des zweiten Kanals 16 ist, ist in den
Fig. 3 und 6 der vergrösser-te Teil 35 mit Bypass-Kanälen 74 versehen, die besonders
klar aus Fig. lo ersichtlich sind. Auf diese Weise berührt der Kopf 32 die Wand
des vergrösserten Teils 36 und sieht während des grössten Teils der Bewegung des
Ventils eine zusätzliche Führung für das Ventil 31 vor.
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Der Auslass 22 ist intern bei 78 mit einem Gewinde versehen, um ein
erstes Gewindeende 80 eines Rohranschlusses 82 aufzunehmen. Der Rohranschluss 82
weist einen internen Durchgang 84 auf und ist mit einer Durchströmöffnung 86 versehen,
die den inneren Durchgang 84 niit dem Äusseren des Rohranschlusses verbindet. Der
Rohranschluss 82 weist an seinem äusseren Ende weiterhin einen Gewindeteil 88 auf.
Der Roh.anschluss 82 erstreckt sich durch den Flansch 90 einer Toilettenschüssel
91, wie aus den Fig. 7 und lo zu entnehmen ist. Der Bund 9o weist einen inneren
Kanal 92 auf. Das Spülventil wird an der ToilettenschUssel in Stellung gehalten
mittels einer Mutter 94, die auf dem Gewinde 88 des Rohranschlusses 82 aufgeschraubt
ist (vgl. Fig. Io). Ein Dichtring 96 verhindert, dass Wasser entlang dem Äusseren
des Rohranschlusses 82 ausleckt.
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An dem Ende des Führungsteils 34 des Ventils 31 befindet sich eine
Feder 98. Diese Feder 98 ist von einer derartigen Stärke, dass, wenn der Wasserdruck
gegen den Kopf 32 des Ventils 31 einwirkt, wenn das Ventil in seiner geschlossenen
Stellung ist, dann die Feder 98 den Wasserdruck nicht überwinden
kann.
Würde jedoch der Wasserdrucl; auf dasVentil weggenommcn, daml ist die Feder genügend
stark, um das Ventil 31 zu bewegen, so dass der Kopf 32 den Ventilsitz 35 verlässt.
Das in den Kanälen 14 und 16 enthaltene Wasser kann daher aus dem Auslass 48 austreten
und Luft kann über diesen Auslass 48 in den Ventilkörper eintreten. Dadurch wird
eine Siphonentwicklung vermieden, die, wie oben erwähnt, bei konventionellen Toilettenbehältern
auftreten kann. Es ist weiterhin hervorzuheben, dass das Ende loo des Führungsteils
34 des Ventils 31 abgerundet ist, so dass der Führungsteil niemals vollständig den
Ausgang 22 abschliesst, tnn das Ventil sich in seiner Ruhestellung befindet, so
wie es in Fig. 3 deutlich dargestellt ist. Dadurch ist es möglich, dass Luft von
dem inneren Kanal 92 der Toilettenschüssel 91 in den Teil 16 des Kanals eintritt,
der über die Durchströmöffnung 86 den Schaft 33 des Ventils 31 umgibt.
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Die Flüssigkeit um den Schaft 33 herum wird dann aus dem zweiten Auslass
48 abgezogen.
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Aus der Fig. 8 ist ersichtlich, daß der innere Kanal 92 des Bundes
90 der Toilettenschüssel durch eine Wand 102 in zwei Abschnitte 103 und 104 unterteilt
ist, die kopfseitig eine Öffntmg 105 bzw. 106 aufweisen. Die Toilettenschüssel 91
weist an ihrem Kopfende den üblichen Spülkranz 110 (rinse rim) auf, in der die üblichen
Öffnungen vorhanden sind, um das Wasser aus dem Kranz nach unten über die innere
Oberfläche der Schüssel zu führen. Das Innere des Kranzes 110 steht in Verbindung
mit dem Flanschabschnitt 103,um von ihm das Wasser zu empfangen.
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Die Fig. 7 stellt die Toilettenschüssel 91 dar und da es sich dabei
um eine Standardkonstruktion handelt, ist die Darstellung
schematisch.
Diese Schüssel hat an ihrem Boden die übliche Düse 112 (jet), um Wasser durch den
Oberteil 114 (upleg) des Verschlusses der Schüssel und über den Damm 115 zu führen.
Die Weise 112 s-teht in Verbindung mit dem Inneren des Bundes 90 in der üblichen
Weise jedoch steht im vorliegenden Fall diese nur in Verbindung mit dem Flanchbschnitt
104.
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Wenn das Ventil 10a an die Toilettenschüssel anmontiert werden soll,
dann wird es auf der Oberseite des Bundes 90 angeordnet, wobei sich sein Auslaß
48 im Register mit der Öffnung 105 und in Verbindung mit dem Bundabschnitt 103 befindet:
und wobei sich der Rohranschluß 82 nach unten durch die Öffnung 106 und durch eine
weitere Öffnung 120 (siehe Fig. 10) in dem Boden des Ilansches erstreckt, so daß
die Durchströmöffnung 86 in Verbindung mit dem Bundabschnitt 104 ist. Wie bereits
oben erwähnt, ist die Toilettenschüssel 91 eine Standardschtissel, ausgenornls1en
daß innerhalb des Bundes 90 die lRiand 102 eingefügt wurde und eine Abdeckung 123
an der schüssel angebracht oder m t der Schüssel ausgeformt werden kann, wobei sich
diese Abdeckung in einer Lage befindet, in der das Ventil 10a verdeckt ist.
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Betriebsmäßig folgt das Spülventil 10a nacheinander den in den Fig.
3 bis 6 dargestellten Schritten. Die Fig. 3 zeigt die Ruhestellung. Zum Spülen wird
der Ventilhebel 26 in Richtung auf den Ventilkörper in eine Stellung bewegt, die
die Fig. 4 zeigt. Das Ventil 23 wird dadurch von seiner Ruhestellung in seine zweite
in Fig. 4 dargestellte Stellung bewegt. Es tritt dann Flüssigkeit in den Einlaß
21 ein, strömt durch den inneren Kanal 64 des Stopfens 58 und durch den zweiten
Durchgang 18, um so das zweite Ventil 31 in seine zweite Position zu bewegen.
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Sobald der Hebel 26 losgelassen wird, drückt ihn die Feder 42
nach
außen. Das erste Ventil 23 beginnt so, sich in seine Ruhestellung zurückzubc;egen.
Wenn das Ventil 23 beginnt sich zurückzubewegen, strömt Wasser von dem Einlaß 21
über den Durchgang 20 in den zweiten Kanal 14 sowie gegen und um den Ventil kopf
32 des zweiten Ventils 31 über die Passkanqle 74. Das zweite Ventil 31 ist noch
in der Position, die in Fig. 4 dargestellt ist, so daß das Wasser um den Venti'kopf
32 herum vorbeiströmt, und zwar hinein in die erste Durchströmöffnung 52 durch den
inneren Kanal 50 im Ventil 31 und heraus aus der zweiten Durchströmöffnung 54, die
Ueber den umlaufenden Kanal 56 mit dem zweiten Auslaß 48 in Verbindung steht. Dieser
zweite Auslaß ist der Spülauslaß und sieht eine anfängliche verhältnismäßig kleine
Wassermenge vor, die durch den Kranz 110 in die Schüssel 91 fließt, um so die Wand
letzterer zu bespülez (rinse). Gleichzeitig wirkt das Wasser auf den Kopf 32 ein,
um ihn in die Stellung zu bewegen, die in Fig. 5 gezeigt ist.
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In dieser Stellung tritt die Öffnung, die entlang des Ventilkopfes
32 vorbeiströmt, in die erste Durchtrittsöffnung 52 ein, strömt durch den inneren
Kanal 50 und heraus aus der zweiten Durchströmöffnung 54, die über den umlaufenden
Kanal 56 mit dem ersten Auslaß 22 in Verbindung steht. Da der Kanal 56 mit dem Auslaß
22 fluchtet, strömt Wasser durch den Auslaß.
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Zu diesem Zeitpunlct schließt die Führung 34 den Auslaß 48 ab, so
daß sich das Wasser nur noch durch die Durchströmöffnung 86 zu der Düse 112 der
Schüssel bewegt. Beim Fortschreiten des Ventiles zu der in Fig. 6 dargestellten
Stellung strömt die Flüssigkeit, die den Ventilkopf 32 passiert, über den Schaft
33 des Ventiles 31 und aus dem zweiten Auslaß 48 heraus; der Auslaß 22 ist zu diesem
Zeitpunkt geschlossen. Dadurch wird es ermöglicht, daß Wasser über den Kranz 110
in die Toilettenschüssel
hineinfließen kann, um jene erneut zu
besrilen und um gleichzeitig das Wasser darin wieder aufzufüllen. Ausgehend von
der Stellung gemäß Fig. 6 bewegt sich das zweite Ventil 31 zu der geschlossenen
Stellung gemäß Fig. 3 fort. Die Flüssigkeit, die durch das Spülventil fließt, wird
dann unterbrochen.
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Es ist hervorzuheben, daß die Flüssigkeit, die sich in dem zweiten
Kanal 16 hinter der Ventilführung 34 befindet, normalerweise verhindern würde, daß
das zweite Ventil in seine Ruhestellung zurückkehrt, während das erste Ventil 23
geschlossen ist. Dieses Wasser kann jedoch aus dem Kanal 16 durch den Strömungsweg
38 abfließen, der in Verbindung mit einer anderen öffnung 128 im Oberteil des Toilettenbundes
90 ist. Die Geschwindigkeit des Wasserabzugs und damit die Rückkehrgeschwindigkeit
des Ventiles 31 ist durch das Ventil 40 veränderbar.
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Wenn sich, wie bereits oben erwähnt, das Ventil 31 in seiner Ruhestellung
befindet, dann erlaubt es der abgerundete Teil des Endes 100 der Führung 34, daß
Luft in.den Ftohranschluß 82 eintritt, der in Verbindung mit der Düse 112 der Toilettenschüssel
ist. Dadurch wird verhindert, daß oberhalb des Wasserpegels in der Schüssel Wasser
in der Schüsselzuleitung zu der Düse stehen Eeibt.
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Wie in Fig. 7 dargestellt, wird das Wasser, das den ersten Auslaß
22 durchströmt, zu der Düse 112 der Toilttenschüssel 91 geführt. Das Zuführen des
Wassers an die DUse bewirkt das Auftreten einer saugheberartigen Wirkung über den
Damm 115 hinweg, und die Toilettenschilssel wird auf diese Weise durch übliche Mittel
geleert. Der zweite Auslaß 48 führt das Wasser zu dem Spülkranz 110. Spülkränze
sind übliche Teile aller
Toilettenschüsseln. In dem Kranz befinden
sich nicht dargestellte Öffnungen, so daß das Wasser aus dem Kranz 110 an den Seiten
der Toilettenschüssel nach unten fließen kann, und zwar zuerst als Bespülvorgang
(rinsing action) und danach als Wiederauffül'.-vorgang.
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Das Ventil 1Oa veranlaßt, daß der erste Wasserschub das Ventil über
den Auslaß 48 gemäß Fig. 4 verläßt und führt es in den Spülkranz 110. Die Toilettenschüssel
erhält dadurch eine Aniangsbespülung. Wenn das zweite Ventil 31 die in Fig. 5 dargestellte
Stellung erreicht, erfolgt der Hauptspülvorgang. Das heißt, das Wasser wird dann
der Düse 112 zugeftillr-t und tritt aus dieser aus.
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Wenn das Ventil 31 die in Fig. 6 dargestellte Position erreicht, findet
ein abschließendes Bespülen und das Wiederauffüllen des Wassers in der Schüssel
statt, bevor das Schließen des Ventiles 31 das weitere Ausströmen des Wassers verhindert.
Es ist hervorzuheben, daß durch die entsprechende Wahl der Breite des umlaufenden
Kanals und der Länge des Ventilschaftes 33 der Betrag des zugeführten Wassers bei
jeder Stellung des zweiten Ventiles 31 leicht reguliert werden kann. Generell läßt
sich sagen; daß die Länge des Schaftes 33 beachtlich länger als die Breitc des umlaufenden
Kanales 56 ist, weil die abschließende Bespülung länger sein muß, um die Wasserdichtung
in der Toilettenschüssel wieder aufzufüllen. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beträgt die Gesamtlänge des Spülventils ungefähr 26,25
cm (1 0 1/2 inches), die Länge des zweiten Ventiles 31 ungefähr 12,75 cm (5 1/2
inches), die Länge des Schaftes 33 ungefähr 4,1 cm (1 5/8 inches); die Breite des
umlaufenden Kanales 56 liegt bei ungefähr 1,9 cm (3/4 inch).
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Die Fig. 11 zeigt noch eine andere Ausführungsform der Erfindung,
die eine vereinfachte Version des in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Ventiles ist.
Bei dem alternativ vorgesehenen Ventil 1Ob befinden Eich das Flußventil 31 und seine
zugeordneten Elemente in dem Kanal 16. Kanal 14, die Durchgänge 18 und 20 und das
Steuerventil 23 wurden wegelassen. Anstelle des Einlasses 21 ist ein Einlaß 130
am Ventil körper 12 vorgesehen. Der Einlaß 130 steht in Verbindung mit dem Ende
des Kanales 16 benachbart dem Ventilkopf 32. Mit dem Hebel 26 ist ein Stab 132 verbunden,
der sich durch das benachbarte Ende des Körpers 12 hindurch in den Kanal 16 erstreckt,
und an d£m F.nde der Führurig 34 dea Ventiles 31 angreift. Es ist dabei zweckmäßig,
eine Feder 134 zwischen das innere Ende des Stabes 132 und die Ventilführung anzuordnen.
Eice andere Feder 136 in einem Gehäuse 137 an dem Ende des Ventilkörpers drückt
den Hebel 26 nachgiebig nach außen, wobei zu diesem Zeitpunkt der Ventilkopf 32
im Ventilsitz 35 ruht, wenn das Spülventil mit seinem Einlaß 130 an eine Wasser
leitung angeschlossen ist.
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Das Spülventil 1Ob beginnt aufgrund einer Bewegung des Hebels 26 zu
arbeiten. Die Bewegung des Hebels hin zu dem Ventilkörper verschiebt das Ventil
31 im Durchgang 16 und der Kopf 32 entfernt sich von seinem Sitz, wobei von diesem
Zeitpunkt an Wasser.
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das durch den Einlaß 130 eintritt, durch den Auslaß 48 abfließen kann,
währenddessen die Führung 34 den Auslaß 22 abblockt. Das Ventil 1Ob fährt in seiner
Arbeitsweise genau in der gleichen Weise wie das oben beschriebene Ventil 10a fort.
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Von den beiden dargestellten Ausführungsformen erscheint das Ventil
10a zweckmäßiger als das Ventil 10b.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Spülventil, das billig herzustellen
ist und das aus einem relativ billigen Kunststoff, z.B. Nylon, hergestellt werden
kann. Weiterhin ermöglicht es die Einsparung eines beträchtlichen Betrages an Wasser,
das für die Spülung benötigt wird. Anfängliche Experimente haben angezeigt, daß
etwa weniger als die Hälfte der Wassermenge im Vergleich zu konventionellen Systemen
notwendig ist. Das Ventil kann extrem schnell installiert werden, da es nur notwendig
ist, das Ventil in Position zu bringen und die Mutter 94 aufzuschrauben. Dabei ist
eine Wasserzuleitung zum Einlaß 21 hin zu verlegen.
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L e e r s e i t e