DE4411992A1 - Druckwasser-Spülklosettsystem - Google Patents
Druckwasser-SpülklosettsystemInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckwasser-Spülklosettsystem
entsprechend den Oberbegriffen der nebengeordneten Patentansprü
che.
Das hier beschriebene Druckwasser-Spülklosettsystem stellt eine
Verbesserung des in unserem US-Patent 4 233 698 offenbarten Sy
stems dar.
Wassererhaltung ist ein Umweltproblem, das zu strikten Kontrol
len häuslichen Wasserverbrauchs in vielen Gegenden des Landes
geführt hat. Druckwasser-Spülklosettsysteme tragen wesentlich
zur Wassererhaltung bei, indem sie verhältnismäßig niedrigen
Wasserverbrauch zeigen, verbunden mit hoher Abflußtransportwirk
samkeit. Bekannte Systeme bestehen im allgemeinen aus einer Was
serzufuhrgruppe, einem Sammelbehälter, einem Spülventil und ei
ner Spülsteuerung. Die vorgenannten Komponenten sind gewöhnlich
innerhalb eines Wasserklosetts installiert und beziehen ihre
Energie durch Wasserdruck aus einem Frischwasserzufuhrsystem.
Der Zufuhrsystemdruck treibt das Wasser in den Sammelbehälter.
Im Betrieb wird die im Sammelbehälter befindliche Luft nach Maß
gabe des Ansteigens des Wasserspiegels zusammengedrückt. Wenn
der Druck der komprimierten Luft im Sammelbehälter demjenigen
des Frischwasserzulaufs gleich ist, endet der Einlauf von Wasser
in den Sammelbehälter, und das System ist betriebsbereit. Wenn
die Spülsteuerung betätigt wird, drückt die in dem Sammelbehäl
ter komprimierte Luft das gespeicherte Wasser mit hoher Ge
schwindigkeit in die Wasserklosettschüssel, wodurch Abfallstoffe
daraus mit minimalem Wasserverbrauch weggespült werden. Die
Funktion des Sammelbehälters besteht darin, sowohl Wasser als
auch potentielle Energie in der Form komprimierter Luft zu spei
chern. Bei einem gegebenen Leitungsdruck ist die maximal zur
Verfügung stehende Austragungsenergie durch den Rauminhalt des
Sammelbehälters festgelegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wasserverbrauch
zur Spülung einer Toilette zu minimieren, dennoch die Wirksam
keit des Abflußtransports zu maximieren.
Die gestellte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiter
bildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben
und nachstehend ebenfalls erläutert.
Das erfindungsgemäße Druckwasser-Spülklosettsystem zeigt gegen
über bekannten Systemen eine wesentliche Zunahme der Austra
gungsenergie, ohne daß ein entsprechender Mehrverbrauch an Was
ser entsteht. Die Austragungsenergie wird maximiert durch Erhö
hung des Volumens und damit der insgesamt vorhandenen potentiel
len Energie der Ladung an komprimierter Luft oberhalb des Was
sers in dem Sammelbehälter, während der Wasserverbrauch mini
miert wird durch zwangsläufiges Schließen eines verbesserten
Spülventils.
Das verbesserte Spülventil beinhaltet einen neuen ausbalancier
ten Kolben, der einen Spülventilzylinder in eine obere und eine
untere Kammer aufteilt. Wenn Wasser in den Sammelbehälter ein
tritt, fließt komprimierte Luft aus der unteren durch den Kolben
definierten Kammer durch eine im Kolben vorgesehene Luftdurch
trittsbohrung in die obere Kammer oberhalb des Kolbens, bis ein
Druckausgleich über dem Kolben erreicht ist, wodurch eine Kol
benrückstellfeder in die Lage versetzt wird, den Kolben und ein
daran befindliches Spülventil in die Schließstellung zu beauf
schlagen.
Die Spülsteuerung ist mit der oberen Kammer des Spülventilzylin
ders verbunden. Wenn die Spülsteuerung geöffnet wird, wird die
in der oberen Kammer komprimierte Luft entlüftet, wodurch eine
Druckdifferenz über dem Kolben erzeugt wird, die es der Kraft
aus der Hauptkammer erlaubt, das Spülventil aufwärts zu schie
ben. Wenn sich das Spülventil öffnet, wird Wasser aus dem Sam
melbehälter mit hoher Geschwindigkeit in die Wasserklosettschüs
sel ausgetragen.
Einem Schließen oder Abwärtsbewegen des Spülventilkolbens wird
anfänglich Widerstand entgegengesetzt durch einen partiellen Un
terdruck, der innerhalb der oberen Kammer des Zylinders oberhalb
des Kolbens erzeugt wurde infolge der anfänglichen Abwärtsbewe
gung des Kolbens. Der Spülventilkolben bleibt mit dem daran be
findlichen Spülventil in der Offenstellung hängen, bis ausrei
chend Luft aus dem Sammelbehälter zu der unteren Kammer des
Spülventilzylinders und aufwärts durch die Übergangsbohrung in
dem Kolben in die obere Kammer des Zylinders geströmt ist, um
die Druckdifferenz über dem Kolben aufzuheben, wodurch dem Spül
ventilkolben und dem Spülventil ermöglicht wird, unter der Kraft
der Spülventilrückstellfeder in die Schließstellung zurückzukeh
ren.
Die vorstehende Betriebsweise des Spülventils wird durch ein
verbessertes Luftansaugsystem sichergestellt, welches einen Er
satz der bei jedem Spülzyklus verlorenen Luft und der infolge
der Absorption in das gespeicherte Wasser verlorenen Luft vor
sieht. Darüber hinaus ist das Luftansaugsystem selbstbegrenzend,
so daß der Sammelbehälter nicht mit Luft überladen werden kann.
Gemäß einem weiteren Merkmal wirkt ein verbessertes Rückschlag
ventil als Sicherheitsvorrichtung, die ausschließt, daß konta
miniertes Wasser aus der Toiletteschüssel durch Syphonwirkung in
den Sammelbehälter und dann in das Frischwassersystem gelangen
kann. In dem Fall, daß sich ein Unterdruck innerhalb des Frisch
wassersystems entwickelt, der zu einem im Vergleich zu dem Was
serzulaufsystem relativ höheren Druck in dem Sammelbehälter
führt, fließt innerhalb des Behälters befindliches Wasser zu
rück, wodurch sich der Druck innerhalb des Behälters verringert.
Wenn der Innendruck innerhalb des Behälters unter den Umgebungs
druck abfällt, öffnet sich das Rückschlagventil und erlaubt den
Zutritt von Außenluft in den Behälter, wodurch der Unterdruck
aufgehoben und Abwasser daran gehindert wird, aus der Wasserklo
settschüssel in den Behälter gezogen zu werden. Die Anordnung
des Rückschlagventils oberhalb des Spülventilkolbens schließt
die Bildung eines Unterdrucks oberhalb des Kolbens in dem Fall
aus, in welchem im Sammelbehälter befindliche Luft vollständig
expandiert wird, wodurch ein richtiges Schließen des Spülventils
behindert werden könnte.
Vorteile des hier offenbarten Systems bezüglich früherer Systeme
sind größere Betriebszuverlässigkeit, höhere Effektivität und
geringere Herstellkosten.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der
ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen näher erläu
tert. Darin zeigt:
Fig. 1 die Ansicht eines nur teilweise geschnitten
dargestellten Vertikalschnitts durch ein
Druckwasser-Spülklosettsystem,
Fig. 2 die Draufsicht in Richtung des Pfeils 2 in Fig. 1,
Fig. 3 den Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 die vergrößerte Schnittansicht der Einzelheit
entsprechend dem Kreis 4 in Fig. 1,
Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht der Einzelheit
des Kreises 5 in Fig. 1 und
Fig. 6 einen abgebrochenen Schnitt einer modifizierten
Spülventilbaugruppe.
In Fig. 1 ist ein entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgebildetes Druckwasser-Spülklo
settsystem 10 in betriebsfähiger Verbindung mit einem konventio
nellen Wasserklosettbehälter 12 dargestellt. Hauptbestandteile
des Systems 10 sind ein Sammelbehälter 14, eine Spülventilbau
gruppe 16, eine Wassereinlaß- und Luftansaugbaugruppe 18, eine
Rückschlagventilbaugruppe 20 und ein Handspülsteuerventil 22.
Wasser wird dem Spülsystem 10 aus einer Druckwasserquelle (nicht
dargestellt) durch einen konventionellen, mit Außengewinde ver
sehenen Einlaßanschluß 24 eines Einlaßrohres 26 zugeführt. Der
Einlaßanschluß ist in einer passenden Öffnung 28 des Wasserklo
settbehälters 12 angeordnet. Das Wasser fließt aufwärts ohne Be
schränkung durch das Rohr 26 und dann quer durch eine Leitung 30
(Fig. 2) zu der Wassereinlaß- und Luftansaugbaugruppe 18, welche
auf dem Sammelbehälter 14 angebracht ist.
Der Sammelbehälter 14 besitzt eine durch Energieerfordernisse
und durch Raumerfordernisse in Verbindung mit dem Behälter des
Systems 10 diktierte Größe und Konfiguration. In der offenbarten
Ausführungsform besteht der Sammelbehälter 14 aus einem horizon
tal ausgerichteten Primärtank 32 und einem Paar von aufgesetzten
Hilfstanks 33 und 34.
Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, ist die Wassereinlaß- und
Luftansaugbaugruppe 18 auf dem Primärtank 32 des Sammelbehälters
14 angebracht. Ein mit Flansch versehener Montagestutzen 35 ist
durch eine Mutter 36 befestigt, die auf einen entsprechenden
Außengewindeabschnitt 37 des Montagestutzens 35 aufgeschraubt
ist. Der Montagestutzen 35 besitzt auch ein mit Außengewinde
versehenes aufrechtstehendes Teil 38 für das Aufschrauben eines
mit entsprechendem Innengewinde versehenen Beins 39 eines T-för
migen Wassereinlaßanschlußstücks 40. Das Wassereinlaßanschluß
stück 40 besitzt ein mit Innengewinde versehenes Anschlußteil
42, welches die vom Wassereinlaßrohr 26 kommende Leitung 30 auf
nimmt, wie auch ein mit Innengewinde versehenes aufrechtstehen
des Beinteil 44, das ein Luftansaugventilsystem 48 aufnimmt. Im
System befindliches Wasser kann zu jeder Zeit unter dem System
druck durch das Rohr 26, die Leitung 30, das T-förmige Einlaßan
schlußstück 40 und den Montagestutzen 35 fließen.
Entsprechend einem Merkmal der vorliegenden Erfindung besitzt
das Luftansaugventilsystem 48 einen Montageeinsatz 52 mit einem
mit Außengewinde versehenen unteren Anschlußteil 53, das in dem
mit entsprechendem Innengewinde versehenen Beinteil 44 des T-
förmigen Einlaßanschlußstücks 40 aufgenommen ist. Der Einsatz 52
besitzt ein mit Außengewinde versehenes oberes Anschlußteil 55,
auf das eine mit entsprechendem Innengewinde versehene Kappe 56
aufgeschraubt ist. Die Kappe 56 weist eine Öffnung 58 für die
Aufnahme eines Schafts 60 eines Luftansaugventils 62 auf. Das
Ventil 62 besitzt einen sich radial erstreckenden Flansch 64,
der normalerweise einem entsprechenden Sitz 66 der Kappe 56 an
liegt. Das Ventil 62 ist normalerweise durch den Wasserdruck in
nerhalb des Systems in die geschlossene Stellung vorgespannt.
Wenn der Druck abfällt, wie durch Einströmen in den Sammelbehäl
ter 14, öffnet sich das Ventil 62. Eine Feder 68 wirkt lediglich
als Abstandshalter zur Positionierung des Luftansaugventils 62,
erlaubt jedoch dessen freie Bewegung, wenn eine Druckdifferenz
über das Ventil durch die Einlaßströmung von Wasser hervorgeru
fen wird.
Ein Rohr 72 erstreckt sich abwärts durch einen Zentraldurchgang
73 in dem Einsatz 52 für die Halterung einer Rohrverlängerung
74. Da sich das Ende der Rohrverlängerung 74 in der Richtung der
Wasserströmung in den Sammelbehälter 14 öffnet, saugt die Was
serströmung Wasser aus dem Rohr 72 und verursacht eine Luft
druckdifferenz über dem Ventil 62, welche das Ventil 62 in die
Öffnungsstellung spannt, solange wie der Außenluftdruck größer
ist als der Luftdruck im Inneren des Sammelbehälters 14. Wenn
die vorerwähnte Druckdifferenz vorliegt, wird Luft in den ein
fließenden Wasserstrom eingesaugt, wodurch auf selbstregulieren
de Weise Luft in den Sammelbehälter 14 nachgefüllt wird.
Wie am besten aus Fig. 5 zu ersehen ist, besitzt entsprechend
einem weiteren Merkmal der Erfindung die Spülventilbaugruppe 16
einen vertikal gerichteten Spülventilzylinder 100, der einen
oberen mit Außengewinde versehenen Endabschnitt 102 aufweist,
welcher in einen mit entsprechendem Innengewinde versehenen
Flansch 106 an dem Primärtank 32 des Sammelbehälters 14 einge
schraubt ist. Der Spülventilzylinder 100 ist mit einer ringför
migen Dichtnut 108 für die Aufnahme eines Dichtrings 110 verse
hen, der eine Dichtung zwischen dem Zylinder 100 und dem Flansch
106 des Sammelbehälters 14 herbeiführt. Die Spülventilbaugruppe
16 ist als komplette Baugruppe aus dem Sammelbehälter 14 ent
fernbar, nämlich durch einfaches Drehen des Zylinders 100 rela
tiv zu dem Sammelbehälter 14, um dadurch eine relative vertikale
Bewegung und Freigabe herbeizuführen.
Der Spülventilzylinder 100 ist mit einer mit Außengewinde verse
henen oberen Endkappe 112 ausgestattet, die in ein entsprechen
des Innengewinde in dem oberen Endabschnitt 102 des Zylinders
100 eingeschraubt ist. Die Endkappe 112 besitzt eine mit Innen
gewinde versehene Bohrung 114 für die Aufnahme eines Stutzens
eines mit Außengewinde versehenen Ellbogenstücks 115. Ein Rohr
116 verbindet das Ellbogenstück 115 mit dem handbedienbaren
Spülsteuerventil 22, um eine Spülung des Systems 10 zu ermögli
chen, wie nachstehend noch beschrieben wird.
Ein unterer Endabschnitt 128 des Zylinders 100 ist mit einem
Paar von Öffnungen 130 und 132 für den Zutritt von Luft und Was
ser in das Innere des Spülventilzylinders 100 versehen. Die Öffnungen
130 und 132 befinden sich unmittelbar oberhalb einer
Ringnut 134 in dem Zylinder 100, in welche ein O-Ring 136 einge
legt ist. Der O-Ring 136 sitzt auf einem entsprechenden Konus
sitz 138 an einer Spülventilbuchse 140. Die Buchse 140 besitzt
einen Außengewindeabschnitt 142, welcher in eine mit entspre
chendem Innengewinde ausgestattete Öffnung 144 in dem Primärtank
32 des Sammelbehälters 14 eingeschraubt ist. Eine geeignete
Dichtung 146 bewirkt eine Dichtung zwischen der Buchse 140 und
dem Sammelbehälter 14.
Der untere Endabschnitt 128 des Zylinders 10 ist von konischer
Konfiguration, um einen ringförmigen Konussitz 150 für die Auf
lagerung eines sich abwärts erstreckenden umgekehrten Kappen
teils 151 eines Spülventilkolbens 152 zu bilden. Das Kappenteil
151 des Kolbens 152 ist mit einer Ringnut 156 zur Aufnahme eines
O-Rings 158 versehen, der normalerweise dem ringförmigen Konus
sitz 150 des Zylinders 100 aufsitzt.
Das umgekehrte Kappenteil 151 des Kolbens 152 ist mit einem Kol
benkopf 160 durch einen zwischengelegenen Hals 161 verbunden.
Der Kolbenkopf 160 besitzt eine Ringnut 162 für die Aufnahme ei
nes Lippendichtrings 164 von U-förmigem radialen Querschnitt,
der eine gleitbare Abdichtung zwischen dem Kolben 152 und einer
Innenwand 166 des Zylinders 100 herbeiführt.
Der Kolben 152 ist normalerweise in Abwärtsrichtung relativ zum
Zylinder 100 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung durch eine
Druckfeder 170 vorgespannt. In dieser Stellung sitzt der O-Ring
158 an dem umgekehrten Kappenteil 151 des Kolbens 152 dem ring
förmigen Konussitz 150 an dem Zylinder 100 auf, wodurch der Sam
melbehälter 14 gegen daraus erfolgende Abgabe von Wasser abge
dichtet ist.
Entsprechend einem Merkmal der vorliegenden Erfindung teilt der
Kopf 160 des Kolbens 152 den Zylinder 100 in eine obere Kammer
172 zwischen dem Kopf 160 und der Endkappe 112 und eine untere
Kammer 174, die sich unterhalb des Kopfes 160 befindet. Eine
Strömungsverbindung ist zwischen der oberen Kammer 172 und der
unteren Kammer 174 über eine sich vertikal durch den Kopf 160
des Kolbens 152 erstreckende ventillose kalibrierte Bohrung 180
vorgesehen. Die Querschnittsfläche der Bohrung 180 wird während
der Herstellung des Spülsystems 10 sorgfältig kontrolliert, da
sie die Wirkungsweise der Spülventilbaugruppe 16 steuert, wie
nachfolgend noch beschrieben wird.
Wie am besten aus Fig. 4 hervorgeht, ist die obere Endkappe 112
an dem Zylinder 100 mit einer Vertikalbohrung 190 für die Auf
nahme der Rückschlagventilbaugruppe 20 versehen. Die Baugruppe
20 enthält eine zylindrische Patrone 192 für die Lagerung eines
vertikal beweglichen pilzförmigen Ventils 194. Das Ventil 194
ist normalerweise gegen einen Konussitz 196 an der Patrone 192
durch eine Schraubendruckfeder 198 vorgespannt, wodurch der
Durchtritt von Luft von außerhalb der oberen Kammer 172 des
Spülventilzylinders 100 unter normalen Betriebsbedingungen ver
hindert wird. Falls jedoch eine Luftdruckdifferenz über dem Ven
til 194 entsteht, wobei der Luftdruck außerhalb des Behälters 14
größer ist als der darin herrschende Luftdruck, öffnet sich das
Ventil 194, um Atmosphärenluft eintreten zu lassen, wodurch eine
ungewollte Öffnung des Spülventils 16 und das Ansaugen von kon
terminiertem Wasser in die Wasserzufuhr verhindert werden.
Gemäß einem anderen und am besten aus Fig. 4 ersichtlichen Merk
mal wird die Aufwärtsbewegung des Kolbens 152 und des daran be
findlichen Kappenventils 151 durch einen Rand 200 an dem Kappen
ventil 151 unterstützt, welcher, weil er die Austrittsöffnung
129 an dem unteren Endabschnitt 128 des Zylinders 100 teilweise
sperrt, hydraulisch durch das aus dem Sammelbehälter 14 ausge
triebene Druckwasser aufwärts verschoben wird.
Das zur Einleitung des Spülens des Systems 10 verwendete Spül
steuerventil 22 ist von konventioneller Konstruktion, z. B. ein
Druckknopfventil des Modells 190-0, das von der Firma Mansfield
Plumbing Products, Perrysville, Ohio, bezogen werden kann. Das
Ventil 22 ist direkt mit dem oberen Ende der Kappe 112 des Spül
ventilzylinders 100 durch die Rohrleitung 116 verbunden. Wenn
geöffnet erlaubt das Steuerventil 22 das Austreiben der kompri
mierten Luft und irgendwelchen Wassers in der oberen Kammer 172
des Spülventilzylinders 100, anfänglich durch die Expansion der
Luft in der oberen Kammer 172 und anschließend durch die Auf
wärtsbewegung des Kolbens 152 infolge der sich darüber einstel
lenden Druckdifferenz.
Der Auslaß des Steuerventils 22 ist über eine Rohrleitung 193
mit dem Sammelbehälter 14 rückverbunden zu einem Punkt unterhalb
der durch den O-Ring 158 bewirkten Auslaßdichtung an dem umge
kehrten Kappenventil 151 oder zu dem Inneren des Wasserklosett
behälters 12 für den Auslaß zu der Toilettenschüssel, wodurch
jede aus der oberen Kammer 172 des Spülventils 16 ausgetragene
Flüssigkeit direkt in die Toilettenschüssel geleitet wird.
Aus Fig. 6 geht eine modifizierte Spülventilbaugruppe 201 her
vor, die für die Verwendung mit einem Flushometer-Behälter einer
früheren Ausführung entsprechend dem Typ gemäß unserem US-Patent
4 233 698 ausgebildet ist. Die Spülventilbaugruppe 201 besitzt
einen vertikal gerichteten Spülventilzylinder 202, der zwischen
seinen Enden eine Schulter 204 aufweist, die einer Buchse 206
aufsitzt. Die Buchse 206 weist einen Außengewindeabschnitt 208
auf, der sich durch eine Öffnung 210 in dem Sammelbehälter 14
hindurcherstreckt. Die Buchse 206 nimmt eine kombinierte Mutter-
und Buchsenverlängerung 212 auf. Geeignete Dichtringe 214 und
215 bewirken eine Abdichtung zwischen dem Sammelbehälter 14 und
der Buchse 206 bzw. zwischen dem Behälter 14 und der Verlänge
rung 212. Die Buchsenverlängerung 212 erstreckt sich abwärts und
sitzt einer Wasserklosettschüssel 216 auf.
Im Betrieb wird unter Systemdruck stehendes Wasser dem Spülsy
stem 10 durch das Wassereinlaßrohr 26, die Leitung 30, die Was
sereinlaß- und Luftansaugbaugruppe 18 in den Sammelbehälter 14
zugeführt. Mit Ansteigen des Wasserspiegels in dem Sammelbehäl
ter 14 wird darin eingeschlossene Luft komprimiert, bis ihr
Druck demjenigen der Frischwasserzufuhr gleich ist. Anzumerken
ist, daß sofort nach dem Spülen der Luftdruck über dem Kolben
152 der Spülventilbaugruppe 16 wegen der Durchflußbeschränkung
durch die kalibrierte Bohrung 180 unausgeglichen ist. Daher
sitzt das Kappenventil 151 zunächst nicht dem Ventilsitz 150
auf, wodurch einem anfänglichen Wasserzufluß in den Sammelbehäl
ter 14 ermöglicht wird, abwärts in die Toilettenschüssel zu
fließen, um einen gewünschten Wasserspiegel in der Schüssel vor
zusehen. Anschließend gleicht sich die Luftdruckdifferenz über
dem Kolben 152 aus, und das O-Ringventil 158 an dem Kappenteil
151 des Kolbens 152 wird durch die Spülventilfeder 170 in die
Schließstellung gespannt.
Wenn das Spülsteuerventil 22 betätigt wird, wird komprimierte
Luft in der oberen Ventilkammer 172 oberhalb des Kolbens 152 in
die Atmosphäre entlüftet, wodurch dem Kolben 152 ermöglicht
wird, sich gegen die Kraft der Feder 170 infolge der am Kolben
anliegenden Druckdifferenz nach oben zu bewegen. Da sich der
Kolben 152 und das daran befindliche Kappenventil 151 aufwärts
bewegen, entleert sich das in dem Sammelbehälter 14 gespeicherte
Wasser durch die Öffnungen 130 und 132 in den Zylinder 100,
fließt abwärts an dem umgekehrten Kappenventil 151 an dem Kolben
152 vorbei und abwärts in die Wasserklosettschüssel.
An dieser Betriebsstufe spielen sich drei synergistische Phäno
mene ab. Erstens übt die Abwärtsströmung von Wasser an dem Kap
penventil 151 am Kolben 152 vorbei einen aufwärts gerichteten
hydrostatischen Druck auf den Rand 200 desselben aus, welcher
der Kraft der Kolbenfeder 170 entgegenwirkt. Zweitens, da die
Luft in dem Sammelbehälter 32 expandiert, erreicht ihr Druck At
mosphärendruck, wodurch die Druckdifferenz über dem angehobenen
Kolben 152 verringert wird und dem Kolben 152 ermöglicht wird,
sich unter der Einwirkung der Kraft der Feder 170 nach unten zu
bewegen, wodurch eine Druckminderung in der Kammer 172 oberhalb
des Kolbens 152 eintritt. Verringerter Druck oberhalb des Kol
bens 152 veranlaßt den Kolben 152 und sein Kappenventil 151 kurz
vor dem Schließen der Austrittsöffnung 129 zu "hängen". Drittens
wird der Wasserspiegel in dem Behälter 32 bis zu dem Punkt ver
ringert, an dem Luft durch die Öffnungen 130 und 132 und danach
durch die kalibrierte Bohrung 180 in den Kolben 152 strömt. Da
zu dieser Zeit die Druckdifferenz über dem Kolben 152 verbraucht
ist, ist die Spülventilfeder 170 in der Lage, den Kolben 152 und
sein angeschlossenes Ventil abwärts zu beaufschlagen, bis sein
O-Ring 158 dem Ventilsitz 150 an dem unteren Ende des Zylinders
100 aufsitzt, wodurch die Wasserströmung in die Wasserklosett
schüssel beendet wird. Es ist anzumerken, daß die vorbeschriebe
ne Betriebsweise es nicht erforderlich macht, den Sammelbehälter
32 vollständig von Wasser zu entleeren, sondern, im Gegenteil,
die Beendigung der Spülaktion wird zwangsläufig gesteuert durch
die Geschwindigkeit, mit welcher die Luftdruckdifferenz über dem
Kolben 152 aufgezehrt wird, welche wiederum durch die Quer
schnittsfläche der kalibrierten Bohrung 180 in dem Kolben 152
gesteuert wird. Die Schließgeschwindigkeit des Ventils 151 kann
durch Veränderung der Größe der Bohrung 180 beeinflußt werden.
Je größer die Bohrung 180 ist, desto schneller wird das Vakuum
aufgehoben und desto schneller schließt sich das Spülventil 151.
Umgekehrt, je kleiner die Öffnung 180 ist, desto geringer ist
die Schließgeschwindigkeit.
Nach Beendigung der Spülaktion wird der Wasservorrat in dem Sam
melbehälter 32 aus dem Wasserzufuhrsystem nachgefüllt. Wasser
fließt durch das Einlaßrohr 26 und die Leitung 30 zu der Wasser
einlaß- und Luftansaugbaugruppe 18. Da Wasser an der Rohrverlän
gerung 74 in der Luftansaugbaugruppe 18 vorbeifließt, veranlaßt
jede Luftdruckdifferenz über dem Ventil 64 dessen Bewegung gegen
die Kraft der Feder 68 zur Öffnung des Ventils 62. Luft wird in
den Wasserstrom eingesaugt, um den Luftvorrat in dem Sammelbe
hälter 32 nachzufüllen. Die Nachfüllung erfolgt wegen der Tatsa
che selbstgesteuert, daß, wenn eine angemessene Luftmenge in den
Sammelbehälter 14 eingeführt ist, die Kompression der Luft das
Schließen des Ventils 62 veranlaßt.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß das erfindungsgemäße Was
serklosettspülsystem eine Verbesserung der bekannten Systeme
darstellt, durch (1) Maximierung der Wasserausgabespitzenge
schwindigkeit des Systems ohne Erhöhung des Wasserverbrauchs,
(2) Bereitstellung einer wirksameren billigeren Spülventilbau
gruppe, (3) Bereitstellung einer zwangsläufigen dennoch steuer
baren Spülventilschließung und (4) Bereitstellung eines verbes
serten Luftnachfüllsystems. Der Schließbewegung des Spülventils
151 wird durch ein partielles Vakuum entgegengewirkt, das inner
halb der oberen Kammer 172 des Spülventilzylinders 100 oberhalb
des Spülventilkolbens 152 erzeugt wird durch anfängliche Ab
wärtsbewegung des Kolbens. Der Unterdruck wird nur so lange auf
rechterhalten, bis genügend Luft aus dem Sammelbehälter durch
die Bohrung 180 in dem Kolben 152 in die obere Kammer 172 des
Zylinders 100 fließt, um die Druckdifferenz über dem Kolben 152
zu beseitigen.
Wegen des Luftverlustes bei jedem Spülzyklus und der Absorption
von Luft in das gespeicherte Wasser sieht das Luftansaugsystem
eine Nachfüllung von verlorengegangener Luft vor. Das Luftan
saugsystem 18 zieht nur Luft in den Sammelbehälter 14, wenn die
durch den "in-bound"-Wasserstrom hervorgerufene Ansaugung größer
ist als der Rückdruck innerhalb des Sammelbehälters 14.
Claims (7)
1. Druckwasser-Klosettspülsystem mit
einem Sammelbehälter (14) für die Speicherung von Wasser und unter Druck stehender Luft,
einem Wasserauslaß aus dem Behälter (14),
eine Spülventilbaugruppe (16) für die Steuerung der Wasseraus gabe aus dem Wasserauslaß, umfassend
einen Zylinder (100), der sich vertikal oberhalb des Wasserauslasses in dem Behälter (14) erstreckt und ein unteres Ende (128) aufweist, das mit dem Aus laß des Behälters (14) strömungsverbunden ist,
einen Kolben (152) in dem Zylinder (100), der darin eine obere und eine untere Kammer (172, 174) definiert,
eine Bohrung (180) in dem Kolben (152) für die Strömungs verbindung zwischen der oberen und der unteren Kammer (172, 174) in dem Zylinder (100),
mindestens eine Öffnung (130, 132) in dem Zylinder (100) zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen dem Inneren des Sammelbehälters (14) und der un teren Kammer (174) des Zylinders (100),
ein Ventil an dem Kolben (152), das das untere Ende (128) des Zylinders (100) normalerweise schließt, so daß der Wasserauslaß geschlossen ist, und sich bei Auf wärtsbewegung des Kolbens (152) öffnet, um die Was serausgabe durch den Wasserauslaß zu erlauben, und
ein normalerweise geschlossenes Spülventilbetätigungs glied, das zur Herbeiführung einer Strömungsver bindung zwischen Umgebungsluftdruck und der oberen Kammer (172) in dem Zylinder (100) bedienbar ist, wobei ein Öffnen des Betätigungsgliedes eine Druck differenz über dem Kolben (152) erzeugt, wodurch eine Aufwärtsbewegung desselben und ein Öffnen des Ventils veranlaßt werden.
einem Sammelbehälter (14) für die Speicherung von Wasser und unter Druck stehender Luft,
einem Wasserauslaß aus dem Behälter (14),
eine Spülventilbaugruppe (16) für die Steuerung der Wasseraus gabe aus dem Wasserauslaß, umfassend
einen Zylinder (100), der sich vertikal oberhalb des Wasserauslasses in dem Behälter (14) erstreckt und ein unteres Ende (128) aufweist, das mit dem Aus laß des Behälters (14) strömungsverbunden ist,
einen Kolben (152) in dem Zylinder (100), der darin eine obere und eine untere Kammer (172, 174) definiert,
eine Bohrung (180) in dem Kolben (152) für die Strömungs verbindung zwischen der oberen und der unteren Kammer (172, 174) in dem Zylinder (100),
mindestens eine Öffnung (130, 132) in dem Zylinder (100) zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen dem Inneren des Sammelbehälters (14) und der un teren Kammer (174) des Zylinders (100),
ein Ventil an dem Kolben (152), das das untere Ende (128) des Zylinders (100) normalerweise schließt, so daß der Wasserauslaß geschlossen ist, und sich bei Auf wärtsbewegung des Kolbens (152) öffnet, um die Was serausgabe durch den Wasserauslaß zu erlauben, und
ein normalerweise geschlossenes Spülventilbetätigungs glied, das zur Herbeiführung einer Strömungsver bindung zwischen Umgebungsluftdruck und der oberen Kammer (172) in dem Zylinder (100) bedienbar ist, wobei ein Öffnen des Betätigungsgliedes eine Druck differenz über dem Kolben (152) erzeugt, wodurch eine Aufwärtsbewegung desselben und ein Öffnen des Ventils veranlaßt werden.
2. Druckwasser-Spülklosett-Betätigungssystem mit einem Sam
melbehälter (14), einem Wassereinlaß zu dem Behälter (14) und
einem Wasserauslaß aus dem Behälter sowie einem verbesserten
Spülventil (16) für die Steuerung der Wasserausgabe aus dem Aus
laß des Behälters, umfassend
einen Zylinder (100), der oberhalb des Wasserauslasses vertikal gerichtet ist und ein normalerweise ge schlossenes oberes Ende (102) und einen ringförmi gen Ventilsitz (150) an seinem unteren Ende auf weist,
einen Kolben (152) in dem Zylinder (100), der in dem Zy linder (100) eine obere und eine untere Kammer (172, 174) definiert,
ein Ventil (151, 156, 158) an dem Kolben (152), das nor malerweise dem Ventilsitz (150) des Zylinders (100) aufsitzt und den Wasserauslaß schließt,
mindestens eine Öffnung (130, 132) in dem Zylinder (100) zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen dem Inneren des Sammelbehälters (14) und der un teren Kammer (174) in dem Zylinder (100) und
eine Bohrung (180) in dem Kolben (152) für die Strömungs verbindung zwischen der oberen und der unteren Kammer (172, 174) in dem Zylinder (100) für die Steuerung der Bewegung des Kolbens und der Wasser ausgabe aus dem Sammelbehälter (14).
einen Zylinder (100), der oberhalb des Wasserauslasses vertikal gerichtet ist und ein normalerweise ge schlossenes oberes Ende (102) und einen ringförmi gen Ventilsitz (150) an seinem unteren Ende auf weist,
einen Kolben (152) in dem Zylinder (100), der in dem Zy linder (100) eine obere und eine untere Kammer (172, 174) definiert,
ein Ventil (151, 156, 158) an dem Kolben (152), das nor malerweise dem Ventilsitz (150) des Zylinders (100) aufsitzt und den Wasserauslaß schließt,
mindestens eine Öffnung (130, 132) in dem Zylinder (100) zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen dem Inneren des Sammelbehälters (14) und der un teren Kammer (174) in dem Zylinder (100) und
eine Bohrung (180) in dem Kolben (152) für die Strömungs verbindung zwischen der oberen und der unteren Kammer (172, 174) in dem Zylinder (100) für die Steuerung der Bewegung des Kolbens und der Wasser ausgabe aus dem Sammelbehälter (14).
3. Luftsauger für den Sammelbehälter (14) eines Druckwasser-
Klosettspülsystems, umfassend
Mittel für die Einleitung eines Wasserstroms in den Sam melbehälter (14) in einer vorbestimmten Richtung,
ein hohles Luftansaugrohr (72, 74) mit einem offenen Ende, das in dem Wasserstrom angeordnet ist und sich in der vorbestimmten Richtung öffnet,
eine Luftansaugöffnung (58) an dem entgegengesetzten Ende des Luftansaugrohrs (72, 74), die in Strömungsver bindung mit der Umgebungsluft außerhalb des Be hälters (14) steht, und
ein Ventil (62), das die Luftansaugöffnung (58) normaler weise schließt, jedoch zur Freigabe der Öffnung (58) beweglich ist, um den Zutritt von Umgebungs luft zu gestatten, wenn eine vorbestimmte Luftdruck differenz über dem Ventil (62) infolge der am offenen Ende des Rohres (72, 74) vorbeistreichen den Wasserströmung auftritt.
Mittel für die Einleitung eines Wasserstroms in den Sam melbehälter (14) in einer vorbestimmten Richtung,
ein hohles Luftansaugrohr (72, 74) mit einem offenen Ende, das in dem Wasserstrom angeordnet ist und sich in der vorbestimmten Richtung öffnet,
eine Luftansaugöffnung (58) an dem entgegengesetzten Ende des Luftansaugrohrs (72, 74), die in Strömungsver bindung mit der Umgebungsluft außerhalb des Be hälters (14) steht, und
ein Ventil (62), das die Luftansaugöffnung (58) normaler weise schließt, jedoch zur Freigabe der Öffnung (58) beweglich ist, um den Zutritt von Umgebungs luft zu gestatten, wenn eine vorbestimmte Luftdruck differenz über dem Ventil (62) infolge der am offenen Ende des Rohres (72, 74) vorbeistreichen den Wasserströmung auftritt.
4. Druckwasser-Klosettspülsystem nach Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch eine Rückschlagventilbaugruppe (20), umfassend
einen mit der oberen Kammer (172) in dem Zylinder (100) und der
Umgebung des Sammelbehälters (14) strömungsverbundenen Durchgang
und ein den Durchgang normalerweise schließendes Ventil (194),
das nur durch eine Druckdifferenz über dem Ventil in die Schließ-
Stellung gedrückt ist.
5. Druckwasser-Klosettspülsystem nach Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch eine Feder (170), durch die der Kolben (152) und
das daran befindliche Ventil normalerweise in die Schließstel
lung gedrückt sind.
6. Druckwasser-Klosettspülsystem nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventil einen zylindrischen Rand (200)
aufweist, der sich normalerweise durch den Auslaß des Sammelbe
hälters (14) in den aus dem Wasserklosett ausgegebenen Strom er
streckt, zur Erzeugung einer hydrostatischen Kraft auf den Kolben
(152), die der Kraft der Feder (170) entgegengerichtet ist.
7. Druckwasser-Klosettspülsystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spülventilbaugruppe (16) aus dem Sammel
behälter (14) als Baugruppe entfernbar ist.
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