RETRETE DE BAJO CONSUMO DE AGUA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención es concerniente con un retrete de bajo contenido o bajo consumo de agua. Específicamente, la invención describe un retrete que utiliza menos de 2.0 litros de agua, de preferencia 1.7 litros, a alta presión para lavar desperdicio.
Los retretes de la técnica previa en estructuras permanentes han sido de tres tipos: de tanque accionado por la fuerza de la gravedad, de tanque a presión y sin tanque. En general los retretes accionados por la fuerza de la gravedad, los más comunes en los Estados Unidos de Norteamérica, han tenido un tanque que contiene 6 y 15 litros de agua. El agua es liberada a través de agujeros en el reborde de una taza del retrete y a través de un chorro de agua inferior, creando un efecto de succión en un tubo sifón que conduce a una linea de aguas cloacales. El tubo sifón normalmente está en una forma de "trampa P" que surte agua en el fondo del circuito en forma de "P" para impedir que el gas de las aguas cloacales regrese de la linea de aguas cloacales. Los retretes con tanques accionados por la gravedad tienen limitaciones de requerir altos volúmenes de agua por lavada, seguidos por velocidades de relleno o reabastecimiento normalmente lentas del tanque de agua.
Los retretes con tanque a presión son un retrete con tanque accionado por gravedad modificado, en donde la presión del agua de entrada comprime el aire en un tanque interno. Este aire comprimido ayuda al proceso de lavada. Sin embargo, como el retrete estándar con tanque accionado por la fuerza de la gravedad, se requiere un volumen relativamente alto de agua por cada lavada.
Los retretes sin tanque se encuentran comúnmente en locaciones comerciales. Requieren presión de agua más alta que los retretes con tanque accionado por gravedad, pero todavía requieren un volumen relativamente alto de agua por cada lavada (comúnmente 6 litros o más) .
También se describen retretes de alta presión/bajo volumen de agua en la técnica previa. Estos retretes dependen de boquillas de restricción que incrementan la presión dinámica del agua que pasa a través de los mismos. Tales sistemas requieren un suministro de agua de entrada que tiene una presión estática consistente y relativamente alta para impulsar el agua a través de las boquillas. Por consiguiente, seria una mejora útil de la técnica previa que un retrete lavara eficientemente el desperdicio utilizando una cantidad mínima de agua a alta presión sin depender de una fuente remota de alta presión.
Asi, los objetivos de esta invención son proporcionar, Ínter alia, un nuevo y mejorado retrete con bajo consumo o bajo contenido de agua que:
- utiliza menos de 2.0 litros de agua por lavada; - es apto para proporcionar su propia presión de agua requerida;
- no permite que los gases cloacales regresen y
- es eficiente en el costo.
Estos objetivos son tratados por la estructura del retrete de la invención. Un pistón hidráulico presuriza un tanque a presión de agua. El pistón hidráulico es posicionado debajo del asiento del retrete, de tal manera que es oprimido cuando la persona se sienta en el asiento. Aproximadamente 300 mi de agua se encuentran inicialmente en la taza del retrete, posicionado por encima de un tubo de desperdicio. Una válvula de sellado retiene el agua y el desperdicio en el tubo de desperdicio . Una palanca de trabajo es impulsada para iniciar el ciclo de lavado del retrete. Cuando el retrete está lavado, la válvula de sellado se coloca en la parte inferior del ciclo para permitir que el agua de desperdicio fluya hacia afuera de un tubo de desperdicio y simultáneamente agua a alta presión es liberada del tanque de presión de agua a través de un chorro de agua y el interior del reborde del retrete. A medida que el ciclo de lavado continua, la válvula de sellado vuelve a sellar el tubo de desperdicio y la
presión residual del tanque de presión de agua llena el tanque con el nivel inicial (aproximadamente 300 mi) de agua.
Para minimizar las pérdidas de presión de velocidad que normalmente serían provocadas por una trampa p, el desperdicio es liberado directo por un tubo. Se impide que los gases cloacales regresen al tubo mediante una válvula de sellado que obtura el área de sección transversal de la cavidad de desperdicio en el fondo del retrete.
Otros objetos de la invención se harán evidentes en toda la especificación descrita posteriormente en la presente.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 ilustra una vista lateral en corte parcial del retrete de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención es descrita como el retrete 10, ilustrado en la figura 1.
El tanque 20 de almacenamiento de agua contiene agua utilizada para lavar el retrete 10. En la modalidad preferida, el tanque 20 de almacenamiento de agua contiene 1.5 a 2.0 litros, de preferencia 1.7 litros. Conectada al tanque de almacenamiento de agua 20 se encuentra la entrada de agua 30. La entrada de agua 30 tiene de preferencia una válvula unidireccional 31, situada de
preferencia en la interfase de entrada del agua 30 y el tanque de almacenamiento de agua 20.
El tanque 20 de almacenamiento de agua está conectado y en comunicación fluida, ya sea directamente o por medio de una manguera (no mostrada) al pistón hidráulico 25 vía la salida 26 de presión del pistón hidráulico. En tanto que se comprenderá que el pistón 25 es un pistón hidráulico, se entiende que mecanismos de presurización alternativos, en los que se incluyen pero no están limitados a bombas neumáticas, pueden ser usados como alternativa para llevar' a cabo la función descrita posteriormente del pistón hidráulico 25. El pistón hidráulico 25 incluye el vastago 27 del pistón y el muelle 28 de retorno del pistón. Saliendo del tanque 20 de almacenamiento de agua se encuentra la salida 35 de agua presurizada, que está conectada y en comunicación fluida por mangueras al reborde interior 57 y el chorro 80 de agua.
La palanca de trabajo 50 es de preferencia conectada mecánicamente al engranaje 70 (no mostrado), el engranaje 70 comprende un engranaje más grande (no mostrado) y engranaje de piñón 71. La palanca de trabajo 40 es conectada lateralmente con el engranaje más grande (no mostrado) . El engranaje más grande es acoplado con el engranaje de piñón 71, de preferencia en una proporción incrementada de tal manera que la rotación angular del engranaje más grande da como resultado una rotación angular mayor del engranaje 71 de piñón. El engranaje de piñón 71 es conectado lateralmente a la palanca 72, que traslada el movimiento
rotacional del engranaje de piñón 71 a movimiento lineal y se une al alambre de enlace 63. El alambre de enlace 63 gira alrededor de la polea 64 de alambre y se conecta al vastago 65 de empuje del sello. Rodeando y axial al vastago 65 de empuje del sello se encuentra el muelle 67 del vastago de empuje. El vastago 65 de empuje del sello es unido a la válvula de sellado 60, que es insertada de manera deslizable a y sella contra las paredes internas de la cavidad 90 de desperdicio. Debajo de la cavidad 90 del desperdicio se encuentra un tubo 85 para el desperdicio, que conduce a una línea de aguas cloacales (no mostrada) .
OPERACIÓN
En la modalidad preferida mostrada en la figura 1, el retrete 10 trabaja en la secuencia siguiente. Nótese que al comienzo de cada secuencia de lavado, una pequeña cantidad de agua, de preferencia 300 mi, se encuentra en el fondo de la taza 50 y el la cavidad 90 del desperdicio.
El agua entra al tanque 20 de almacenamiento de agua vía la entrada 30 para agua. La entrada 30 de agua es conectada vía una manguera, de preferencia una manguera a alta presión, a un suministro de agua, tal como una línea de agua municipal. La presión del agua entrante está normalmente en el rango de 82 - 240 KPa (12-35 libras/pulgada cuadrada) ; así la presión inicial en el tanque de almacenamiento de agua está inicialmente a esta misma presión. La entrada 30 de agua llena el tanque 20 de
almacenamiento de agua, que comúnmente tiene la capacidad de menos de 2.0 litros, de preferencia 1.7 litros.
Cuando el desperdicio sólido ha a ser evacuado del retrete 10, ocurre la siguiente etapa. El usuario se sienta en un asiento del retrete (no mostrado) , normalmente anexado a la orilla 55 exterior de la taza del retrete, orientado por encima del pistón hidráulico 25. El asiento del retrete oprime el vastago 27 del pistón, comprimiendo el muelle 28 de retorno del pistón. Cuando el pistón 29 se encuentra en una posición oprimida, el agua de una línea conectada a la salida 26 de presión del pistón hidráulico es atraída a la cavidad por encima del pistón 29. Cuando el usuario se retira del asiento del retrete, el muelle 28 de retorno del pistón se expande, restaurando el pistón 29 a su posición original y forzando al agua por encima del pistón 29 a la línea conectada a la salida 26 de presión del pistón hidráulico. Así, el agua en la línea que conduce desde la salida 26 de presión del pistón hidráulico está ahora comprimida a un nivel proporcional al peso de una persona que se sienta en el asiento del retrete. La presión en la línea que conduce desde la salida 26 de presión del pistón hidráulico es comunicada a través de la entrada 24 de presión al tanque 20 de almacenamiento de agua. La cantidad de presión en el tanque es ajustable en la modalidad preferida mediante un regulador de presión (no mostrado) asociado con el pistón hidráulico 25 y sus componentes relacionados.
Para lavar el desperdicio sólido, el usuario oprime la palanca de trabajo 40. El engranaje (no mostrado) incrementa la rotación del engranaje 71 de piñón y su palanca anexa 72. El alambre de enlace 63, unido a la palanca 72, se envuelve alrededor de la polea 64 del alambre y jala la válvula de sellado 60, mediante su vastago 65 de empuje del sello a una segunda posición. El agua y desperdicio situados en el fondo de la taza 50 y la cavidad 90 del desperdicio son luego liberados por el tubo 85 de desperdicio. Cuando la palanca de trabajo 40 es liberada, el muelle 67 del vastago del pistón se expande para restaurar el vastago 65 de empuje del sello a su primera posición original, volviendo a sellar así la cavidad 90 de desperdicio. Este sello impide que el agua fluya por el tubo 85 de desperdicio, en tanto que al mismo tiempo impide que gases cloacales nocivos y/o peligrosos fluyan hacia arriba desde una línea de aguas cloacales (no' mostrada) que está normalmente unida al tubo 85 de desperdicio.
Simultáneamente con el movimiento de la válvula 60 de sellado descrita anteriormente, la opresión de la palanca de trabajo 40 también libera el agua presurizada del tanque 20 de almacenamiento de agua. La opresión de la palanca de trabajo 40 abre una válvula de agua a alta presión (no mostrada) , conectada comúnmente vía una primera sección de manguera de alta presión a la salida 35 de agua presurizada. El agua presurizada. es dirigida corriente abajo a través de dos secciones de manguera, comúnmente
en paralelo alejándose de la válvula de agua a alta presión. Una de las segundas secciones de manguera termina debajo del reborde 57 del interior de la taza. La otra segunda sección de manguera termina en el chorro de agua 80. A medida que la presión del agua es liberada, una corriente a alta velocidad del reborde interior 57 limpia el interior de la taza 50, en tanto que simultáneamente una segunda corriente a alta velocidad del chorro 80 de agua expulsa el agua de desperdicio de la cavidad 90 de desperdicio al tubo 85 de desperdicio. Cuando la palanca 40 de trabajo es liberada a su posición original, el agua que fluye a través de la válvula de agua a alta presión es cerrada. (Nótese que brevemente después de la liberación inicial de agua a alta presión, la fuente principal de presión de agua en las mangueras a alta presión y el tanque 20 de almacenamiento de agua es aquella proporcionada por el suministro de agua de entrada) . Cuando la válvula de agua a alta presión es cerrada, la válvula de sellado 60 vuelve a sellar simultáneamente la cavidad 90 de desperdicio. El agua residual sobre los lados del interior 50 de la taza del retrete se drena luego a la cavidad 90 de desperdicio, proporcionando un estanque de aproximadamente 300 mi de agua.
Cuando el usuario desea lavar solamente el desperdicio líquido, no se requiere alta presión (aunque la alta presión no afecta adversamente el lavado del desperdicio líquido) . Si el usuario no se sienta en el asiento del retrete y así el tanque 20 de almacenamiento de agua no es presurizado por el pistón
hidráulico 25, el sistema funciona con la presión proporcionada por el sistema de suministro de agua. La operación del retrete 10 es la misma como la descrita anteriormente sin las etapas de presurizar el tanque 20 de almacenamiento de agua (puesto que el usuario no se sienta en el asiento del retrete) .
La revelación y descripción de la invención anteriores son ilustrativas y explicativas de la misma. Varios cambios en los detalles de la construcción ilustrada se pueden efectuar dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas sin desviarse del espíritu de la invención. La presente invención debe solamente estar limitada por las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes legales.