WO2019171307A1 - Sanitario sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua - Google Patents

Sanitario sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua Download PDF

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WO2019171307A1
WO2019171307A1 PCT/IB2019/051829 IB2019051829W WO2019171307A1 WO 2019171307 A1 WO2019171307 A1 WO 2019171307A1 IB 2019051829 W IB2019051829 W IB 2019051829W WO 2019171307 A1 WO2019171307 A1 WO 2019171307A1
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water
tray
control unit
independent
inlet pressure
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PCT/IB2019/051829
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William de Jesús CASTRO ZAPATA
Rodrigo Alberto ESTRADA MESA
Alejandro RUIZ GIL
Luis Alfonso TRUJILLO ANGEL
Albert Esneider VALENCIA CORTES
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Compañia Colombiana De Ceramica S.A.S. Colceramica S.A.S.
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Definitions

  • the present invention relates to an intelligent, tankless sanitary appliance that uses a direct discharge method and is based on a swing tray mechanism (5) and a control unit (8) operatively linked to a presence sensor (19 ), which informs the control unit (8) if the sanitary device is in use; to a flow sensor (12), which measures the volume of water entering the system; to a solenoid valve (13), which allows or prevents water from entering the toilet; to a drive mechanism (16), which opens and closes the swinging tray (5); and to a locking mechanism (9), which fixes the swinging tray (5) in the closed position, this combination allows to determine the mode of discharge of the sanitary and regulate the water supply to the system, maintaining the formation of a water mirror that It constitutes the hydraulic odor seal, ensuring that the water consumption in each discharge is the same, independent of the fluid inlet pressure, and guaranteeing high performance, good drag and excellent cleaning with very low water consumption.
  • Performance refers to the amount of waste that a sanitary device is able to evacuate. Usually, this characteristic is expressed in units of mass
  • the drag is the indicator of certainty of transport of the waste through the discharge pipes to avoid obstruction, usually it is quantified by means of tests consigned in the norm ASME A1 12.19.2. In relation to cleaning, this is related to the ability of the toilet to clean the internal walls of the cup and that the remaining water after the discharge cycle is as clean as possible. Finally, the consumption is the amount of water used by the toilet in each discharge cycle, usually this is defined in units of discharge volume (Ipf) and is calculated according to ASME A1 12.19.2.
  • Discharge devices in different markets are regulated by environmental and quality regulations that restrict the design spectrum.
  • the design of a sanitary discharge device can be understood based on the balance of the 4 variables described above.
  • it has not been feasible to maximize the 4 variables using traditional sanitary designs such as sanitary ware with siphonic cups (siphonic bowls), siphon-jet cups, or drag toilets (blowout, wash-down).
  • siphonic cups siphonic bowls
  • siphon-jet cups siphon-jet cups
  • drag toilets lowout, wash-down
  • the sacrifice of one of these four characteristics is required to maximize the performance of another.
  • one of the strongest barriers is in the consumption of water, which is traditionally the variable that manufacturers seek to optimize, to the detriment of drag, cleanliness or performance.
  • This toilet has at its lower end a funnel shape and has a suspended bucket, placed in the lower opening of the funnel so that, when the piston is pushed up, the bucket pivots on its axis, opening the mouth of the funnel and allowing the funnel release of its content, including waste.
  • the user presses a first button to automatically open the saucer vertically downwards and rinse the urine in an adjacent drain line with approximately 250 ml (0.25 gallons) of water and in a second embodiment, the The user presses a second button to automatically release a stepped flow capable of causing a solid human waste to carry further in an adjacent drain line.
  • a first button to automatically open the saucer vertically downwards and rinse the urine in an adjacent drain line with approximately 250 ml (0.25 gallons) of water
  • the second button presses a second button to automatically release a stepped flow capable of causing a solid human waste to carry further in an adjacent drain line.
  • the sanitary of the present invention presents a different discharge process, since the water is supplied to the cup with the tray closed flooding the sanitary well, raising and dispersing solid waste, providing sufficient potential energy so that when opening the tray, the water supplied and the solid waste are evacuated with sufficient energy to prevent them from getting stuck at the exit of the toilet or at the start of the drainage line and exceeding the drag test standard (standard ASME A1 12.19.2.)
  • the shape of the well, hopper and tray has smooth and accelerated geometries that facilitate the flow of water and solid waste to the drainage line, causing them to lose the least amount of possible kinetic energy.
  • the geometries have geometric transitions with sharp curves and strong edges that favor obstruction in the drain line.
  • the performance of the mechanical trap toilets is affected by the inlet water pressure, if the pressure is low there will not be enough water flow to guarantee its performance, if the pressure is high the water consumption is greater, since toilets such as those disclosed in US9045887, where the control of the amount of water is carried out by time, cannot guarantee that the water consumption is constant, since said consumption will fluctuate with the pressure of water inlet
  • the performance of the toilet is not affected if the flow rate is low, since the control unit measures the volume of water entering the toilet, ensuring that the amount of water consumed in each discharge is the same and that the required flood is always achieved for maximum performance, without the need to make additional requirements of the supply line or to place additional devices or equipment that guarantee the inlet pressure, making the water consumption the same regardless of the water inlet conditions.
  • US9045887 refers to a toilet whose discharge does not end up forming a water mirror, so the toilet must be used without a water mirror, unless the user presses a button to generate the water mirror.
  • the odor seal is created by the water mirror forming a hydraulic seal. Consequently, the odor seal does not depend on the sealing of the tray and the packaging, the packaging in this invention has the sole function of facilitating the flooding process at the time of unloading.
  • control unit is an automatic closed loop control system (SAC), which detects at all times the position of the tray, determines if the user is present and regulates how much water has been supplied.
  • SAC automatic closed loop control system
  • the control has the ability to make decisions such as stopping the system or relaxing it to avoid damaging the mechanisms, raising energy and water consumption, and even closing the water supply automatically, in case of leaks or obstructions.
  • the present invention aims to develop an intelligent sanitary appliance that optimizes water consumption, guaranteeing that the amount of water required is equal to or less than 2.5 liters and that the same amount is always used, regardless of the pressure of the inlet fluid; that it has a water mirror that eliminates the emergence of odors from the outlet pipe and facilitates the cleaning of the cup; to monitor the position of the tray at all times, determine if the toilet has been used, regulate how much water has been supplied and make decisions about stopping the system or releasing it, to avoid damaging the mechanisms, increasing energy and water consumption, and even shut down the water supply automatically, in case of leaks or obstructions; while ensuring high performance, excellent drag and clean with very low water consumption, all this.
  • Figure 1 Longitudinal section showing the internal components of the toilet of the present invention, where the tray (4) is observed in the closed position and the water level when the toilet is at rest forming the water mirror and the hydraulic seal
  • Figure 2 Rear view of the toilet of the present invention.
  • Figure 3 Top view where the activation sensor is observed.
  • Figure 4 Isometric view of the tray (5).
  • Figure 5 Isometric view of the package (4).
  • Figure 6 Top view of the sanitary of the present invention, where the water path is illustrated.
  • Figure 7 Longitudinal section showing the water path in the sanitary of the present invention and the tray (4) is observed in the open position.
  • Figure 8 Longitudinal section showing the water level when the cup is flooded, just before opening the tray to start the discharge.
  • the present invention relates to an intelligent sanitary apparatus, without a tank, characterized in that it comprises a swinging tray (5), a well (2) with a water mirror and hydraulic odor seal (21), a hopper (3), located under the well (2) and used to drive the waste to the drain line, and a control unit (8) operatively connected to a presence sensor (19), which informs the control unit (8) if the sanitary device is in use; to a flow sensor (12), which measures the volume of water entering the system; to a solenoid valve (13), which allows or prevents water from entering the toilet; to a drive mechanism (16), which opens and closes the swinging tray (5); and to a locking mechanism (9), which fixes the swinging tray (5) in the closed position.
  • the swinging tray (5) has a curved geometry shown in Figure 4, its geometry and size allow to create in the well (2) a water mirror and hydraulic odor seal, whose dimensions fluctuate between 104 mm and 120 mm wide by 127 mm and 150 mm long. Clean water is deposited on the tray (5), which forms the water mirror (21) and constitutes a hydraulic odor seal, whose height fluctuates between 51 mm and 70 mm deep, when the toilet is at rest.
  • This tray (5) rotates on its shafts (51 and 52) until an opening of between 40 and 60 degrees is achieved. Preferably, said opening is 45 to 55 degrees.
  • the drive mechanism (16) can be any type of mechanism capable of inducing the movement necessary to open and close the tray (5), such as a linear actuator, a motor, a servo motor, a reducing motor, 4-bar mechanism, a transmission with belts and pulleys, among others.
  • the drive mechanism (16) is a transmission of belts and pulleys
  • the locking mechanism (9) of the tray (5) is selected from the group consisting of a linear actuator mechanism with pin, pins, ratchets, self-locking geared motor, torsion springs in general any mechanism that allows to stop the tray in the closed position at rest and without generating energy consumption.
  • the sanitary apparatus of the present invention comprises a water inlet (10), connected directly to the hydrosanitary network. Through said entrance enters the water to the toilet; followed by a filter (1 1), which retains solid particles and impurities which could be contained in the water of the aqueduct.
  • the toilet has a pressure regulating device (14), which in the case that the inlet pressure is very high, lowers it to adequate levels to avoid splashing in the cup.
  • the presence sensor (19) can also include a manual button (18), which is activated by the user to start the download.
  • the presence sensor (19) can be of any technology that allows the presence of the body to be detected, such as infrared, inductive, microwave, ultrasonic, etc.
  • the toilet has a self-calibration sensor (17) that detects the closed position of the tray (5), when the toilet is connected to the power source (20) said toilet starts the routine Initial auto calibration, to detect the closed position, the control unit (8) instructs the drive mechanism (16) to close the tray until the auto calibration sensor (17) sends the closed signal to the control unit (8), The control unit (8) stores that position in memory as a closed position and the rest of the movements are calculated with respect to this position. This avoids that a manual calibration procedure must be performed between the drive mechanism, locking mechanism and the control unit.
  • the well (2) has a nozzle (15) in its upper part, which discharges the water on a track (22) that directs the water towards the walls of the well (2) making a downward spiral path (23 ), to clean the walls of the well (2).
  • Said well (2) has a gasket (4) assembled at its lower end, which comes into contact with the tray (5) when it is in the closed position, for prevent the flow of water between the tray (5) and the well (2) and favor the flooding process during the sanitary discharge process, and thus, achieve the desired level, as shown in figure 8, without wasting Water.
  • the sanitary apparatus comprises a hopper (3), which has geometry with smooth curves.
  • the hopper (3) has two upper projections (31, 32), which surround the bottom of the cup (2), and a central curvature (34), where the diameter of the hopper (3) is narrowed, its direction changes and the mouth (35) is formed, which receives the waste from the cup (2), as shown in Figure 7.
  • the central axis (24) of the cup (2) does not coincide with the central axis (36) of the mouth (35) of the hopper (3), and the deviation between said shafts (24,36) facilitates that the wastes are led to the drainage line with the least amount of loss of kinetic energy possible.
  • the sanitary unit has structural elements such as a housing (1), a seat (7) and a cover (6).
  • the toilet has two discharge modes, one for the disposal of solid waste and the other for the disposal of liquids.
  • the sequence and times of the system depend on the volume of water delivered to the system, which is regulated by means of the flow sensor (12), while the control unit (8) establishes what type of discharge to be carried out according with the information captured by the presence sensor (19).
  • Example 1 Solid waste discharge mode: When the solid waste discharge cycle starts, the tray (5) is in the closed position, the level of the water mirror and hydraulic odor seal in the well (2) is in its initial state as shown in Figure 1, The control unit (8) supplies between 700 ml and 900 ml of water to disperse, raise and increase the potential energy of the load, reaching the maximum level of water in the well (2), as illustrated in Figure 8. To avoid wasting water during the flood, the well (2) has a gasket (4) assembled, which is shown in detail in Figure 5, which when coming into contact with the tray (5) prevents water flow between the tray (5) and the well (2)
  • the tray (5) is opened and the water accumulated with the waste is evacuated to through the mouth (35) of the hopper (3). While the tray (5) is open, the control unit (8) continues to supply water through the nozzle (15) to help evacuate the cargo, clean the well (2) and the tray (5), and to allow solid waste to be carried along the drain line.
  • the control unit (8) orders the drive mechanism (16) to close the tray (5).
  • the control unit (8) instructs the locking mechanism (9) to secure the tray in the closed position, de-energizes the drive mechanism (16) and supplies between An additional 700 mi and 900 mi, to recover the water mirror (21) and with it, generate the hydraulic odor seal, and return to the initial state as shown in Figure 1.
  • Example 2 Liquid waste discharge mode
  • the control unit (8) opens the tray (5) and the water that It forms the water mirror and hydraulic odor seal (21) shown in Figure 1, together with the liquid waste is evacuated through the mouth (35) of the hopper (3). While the tray is open, the control unit (8) supplies between 150 ml and 300 ml of water to clean the well (2) and the tray (5) and to help evacuate liquid waste.
  • control unit (8) When the control unit (8), by means of the flow sensor (12), determines that between 150 ml and 300 ml of water have been supplied, the control unit (8) gives the order to close the tray (5 ), when the tray (5) is in the closed position, the control unit (8) instructs the locking mechanism (9) to secure the tray in the closed position, de-energizes the drive mechanism (16) and It supplies between 700 ml and 900 ml of additional water to recover the water mirror and the hydraulic odor seal (21) and leave the toilet in its initial state as shown in Figure 1.
  • the tray (5) is in the closed position, the level of the water mirror and hydraulic odor seal (21) in the well (2) is in its initial state as shown in Figure 1, the control unit (8) supplies between 700 ml and 900 ml of water for disperse, raise and increase the potential energy of the load, reaching the maximum level of water in the well (2) as illustrated in figure 8.
  • the well (2) has assembled a packing (4), which is shown in detail in Figure 5, which when coming into contact with the tray (5) prevents the flow of water between the tray (5) and the well (2)
  • the tray (5) is opened and the water accumulated with the waste is evacuated through the hopper (3). While the tray (5) is open, the control unit (8) continues to supply water through the nozzle (15) continuously to help evacuate the cargo, clean the well (2) and the tray (5), and allow solid waste to be carried along the line drainage
  • the control unit (8) orders the drive mechanism (16) to close the tray (5), when the tray (5) is in the closed position, the control unit (8) instructs the locking mechanism (9) to secure the tray (5) in the closed position and energizes the drive mechanism (16), supplies between An additional 700 mi and 900 mi to recover the water mirror and the odor hydraulic seal (21) and return to the initial state as shown in Figure 1.
  • the geometry of the tray (5) is designed to store enough water to create a water mirror and hydraulic odor seal (21) in the well (2) as can be see in figure 1, said water mirror and odor hydraulic seal (21) has dimensions between 104 mm and 120 mm wide by 127 mm and 150 mm long, and its height fluctuates between 51 mm and 70 mm deep
  • the tray (5) is attached to the hopper (3) by means of its shafts (51 and 52) that allow its rotation.
  • the tray (5) is controlled by the drive mechanism (16) and the locking mechanism (9).
  • the drive mechanism (16) transmits the rotation movement to the tray (5) with the speed and position defined by the control unit (8), the locking mechanism (9) sets the tray in position, closed.
  • the locking mechanism (9) keeps the tray (5) in the closed position.
  • the control unit (8) instructs to open the tray (5)
  • the control unit (8) operates the locking mechanism (9) to release the tray (5).
  • the control unit (8) activates the drive mechanism (16), which rotates the tray (5) between 40 and 60 degrees, as shown in Figure 7, until reaching the position of maximum opening.
  • the drive mechanism (16) returns the tray (5) to its closed position and the tray (5) is fixed by the locking mechanism (9), which keeps the tray (5) in the closed position and thus, the system remains at rest in this position waiting for a new download sequence.
  • the toilet has the auto calibration sensor (17), which detects the closed position of the tray (5).
  • the control unit (8) instructs the drive mechanism (16) to close the tray until the auto calibration sensor (17) sends the closed signal to the control unit (8).
  • the control unit (8) stores that position in memory as a closed position and the rest of the movements are calculated with respect to this position. This prevents a manual calibration procedure between the drive mechanism (16), the locking mechanism (9) and the control unit (8).
  • the control unit (8) When the sanitary appliance is not in use, the control unit (8) is at rest, in low energy consumption mode, the tray (5) is closed and fixed in this position by the locking mechanism (9), the Cup (2) has a water mirror (21), as shown in Figure 1, and the solenoid valve (13) is normally closed to prevent water from entering.
  • the control unit detects the presence of the user or the user can move their hand near the presence sensor (19) or press the manual button (18).
  • the control unit (8) is activated and the discharge sequence begins, for which it sends a signal that opens the solenoid valve (13), which allows water to enter the system through the water inlet (10) , which is directly connected to the hydrosanitary network. Water passes through the filter (11), which retains solid particles that could affect the operation of the system.
  • the flow sensor (12) measures the amount of water that is entering the system, to ensure that the sanitary works with the same amount of water and has the same performance, independent of the pressure of the hydrosanitary network.
  • the sanitary apparatus has a pressure regulating device (14), which lowers the water pressure to an adequate level.
  • the tray (5) remains closed while the incoming water accumulates and raises its level to suspend, disperse the load, and increase its potential energy as seen in Figure 8.
  • the control unit (8) determines that Between 700m and 900m of water have entered, using the information supplied by the flow sensor (12), it sends a signal for the drive mechanism (16) to open the tray (5) by rotating it on its axes (51 and 52) , until achieving an opening of 45 to 55 degrees.
  • the tray (5) is kept open, while the water with the suspended load is evacuated through the hopper (3) to the drain line.
  • the drive mechanism (16) returns the tray (5) to its closed position and the water continues to flow through the nozzle (15) until the quantity needed to create the hydraulic odor seal and the water mirror (21) is replenished, the amount of water is determined by the unit of control (8) by means of the volume of water information provided by the sensor (12).
  • the sanitary of the present invention uses between 2 and 3 liters of water per discharge for liquids and solids, activated by the user through a single presence sensor or button.

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Abstract

Aparato sanitario inteligente, sin tanque, con descarga directa, basado en un mecanismo de bandeja batiente (5); un pozo (2) con sello de olores hidráulico (21); una tolva (3) bajo el pozo (2), para evacuar los desechos; y una unidad de control (8) unida operativamente a un sensor de presencia (19); a un sensor de caudal (12), que mide el volumen de agua que ingresa al sistema; a una válvula solenoide (13), que permite o impide el ingreso de agua al sanitario; a un mecanismo de accionamiento (16), que abre y cierra la bandeja batiente (5); y a un mecanismo de bloqueo (9), que fija la bandeja batiente (5) en la posición cerrada. Permite determinar el modo de descarga del sanitario y regular el suministro de agua al sistema, manteniendo la formación del sello de olores hidráulico, asegurando un bajo consumo de agua en cada descarga, independiente de la presión de entrada, y garantizando un alto desempeño.

Description

SANITARIO SIN TANQUE DE AGUA Y CON FUNCIONAMIENTO INDEPENDIENTE DE LA PRESIÓN DE ENTRADA DE AGUA
Campo Técnico
La presente invención se refiere a un aparato sanitario inteligente, sin tanque, que usa un método de descarga directa y está basado en un mecanismo de bandeja batiente (5) y una unidad de control (8) unida operativamente a un sensor de presencia (19), que informa a la unidad de control (8) si el aparato sanitario está en uso; a un sensor de caudal (12), que mide el volumen de agua que ingresa al sistema; a una válvula solenoide (13), que permite o impide el ingreso de agua al sanitario; a un mecanismo de accionamiento (16), que abre y cierra la bandeja batiente (5); y a un mecanismo de bloqueo (9), que fija la bandeja batiente (5) en la posición cerrada, esta combinación permite determinar el modo de descarga del sanitario y regular el suministro de agua al sistema, manteniendo la formación de un espejo de agua que constituye el sello de olores hidráulico, asegurando que el consumo de agua en cada descarga sea el mismo, independiente de la presión de entrada del fluido, y garantizando un alto desempeño, un buen arrastre y una excelente limpieza con muy bajo consumo de agua.
Estado de la técnica El correcto funcionamiento de un aparato sanitario depende de la garantía de una trampa contra olores/gases, provenientes de la línea de descarga, y del cumplimiento de cuatro características principales: desempeño, arrastre, limpieza y consumo de agua. El desempeño se refiere a la cantidad de desechos que un aparato sanitario es capaz de evacuar. Usualmente, esta característica se expresa en unidades de masa
i (g) y se mide bajo el standard MaP (Máximo rendimiento). Por su parte, el arrastre es el indicador de certidumbre de transporte de los desechos a través de las tuberías de descarga para evitar obstrucción, usualmente se cuantifica mediante ensayos consignados en la norma ASME A1 12.19.2. En relación con la limpieza, ésta está relacionada con la capacidad del sanitario de limpiar las paredes internas de la taza y que el agua remanente después del ciclo de descarga, sea lo más limpia posible. Finalmente, el consumo es la cantidad de agua que usa el sanitario en cada ciclo de descarga, usualmente éste se define en unidades de volumen de descarga (Ipf) y se calcula según la norma ASME A1 12.19.2.
Los aparatos de descarga en diferentes mercados se encuentran regulados mediante normativas ambientales y de calidad que restringen el espectro de diseño. El diseño de un aparato sanitario de descarga puede entenderse en función del balance de las 4 variables anteriormente descritas. A la fecha no ha sido factible maximizar las 4 variables utilizando diseños tradicionales de sanitarios como son los sanitarios con tazas de acción sifónica (siphonic bowls), tazas sifón-jet, o sanitarios de arrastre (blowout, wash-down). Por lo general, se requiere el sacrificio de alguna de estas cuatro características para maximizar el desempeño de otra. En el estado de la técnica una de las barreras más fuertes se encuentra en el consumo de agua, que tradicionalmente es la variable que buscan optimizar los fabricantes, en detrimento de arrastre, limpieza o desempeño.
En la revisión del estado de la técnica, se encuentran publicaciones de sanitarios que usan trampas mecánicas para lograr la optimización del consumo de agua. Entre ellas se encuentra la patente US6467101 B1 se describe un sanitario con funcionamiento totalmente mecánico con un cilindro que se comunica con la fuente de agua, un émbolo dispuesto de manera deslizable dentro del cilindro y una pluralidad de boquillas de aspersión comunicadas con el tubo de mezclado. Cuando la válvula de vaciado es abierta para permitir que el agua ingrese al cilindro, el pistón es impulsado hacia arriba, aumentando la presión del aíre y del agua dentro del tubo de mezclado, de tal manera que las boquillas de aspersión limpian el inodoro con un chorro de la mezcla de aire y agua. Este inodoro presenta en su extremo inferior una forma de embudo y tiene un cubo suspendido, colocado en la abertura inferior del embudo para que, cuando el pistón es impulsado hacia arriba, el cubo pivota sobre su eje, abriendo la boca del embudo y permitiendo la liberación de su contenido, incluidos los residuos.
Así mismo, se encuentra la patente US9045887, donde se describe otro sanitario de trampa mecánica diseñado para reducir el consumo de agua durante la eliminación de residuos. Este inodoro se basa en un mecanismo de válvula de aleta, que incluye un elemento de válvula que tiene (1 ) un estado cerrado en el que dicho elemento de válvula cubre dicha salida inferior para evitar que el desperdicio en dicha taza se mueva hacia abajo a través de dicha salida inferior a dicha línea de drenaje; y (2) un estado abierto donde dicho elemento de válvula se aleja de dicha salida inferior para permitir que dicho residuo en dicha taza se mueva hacia abajo a través de dicha salida inferior a dicha línea de drenaje bajo la fuerza de la gravedad. Sumado a dicha válvula de aleta, el inodoro comprende un medio de descarga de líquido y un medio de descarga de sólidos. En una realización de dicha invención, el usuario presiona un primer botón para abrir automáticamente el platillo verticalmente hacia abajo y enjuagar la orina en una línea de drenaje contigua con aproximadamente 250 mi (0,25 galones) de agua y en una segunda realización, el usuario presiona un segundo botón para liberar automáticamente un flujo escalonado capaz de provocar un desecho humano sólido para llevar más lejos en una línea de drenaje contigua. Lo anterior permite afirmar, que es el usuario quien selecciona el método de evacuación. Por lo tanto, si el segundo botón no es presionado, los desechos sólidos no serán eliminados en forma correcta.
En los dos casos mencionados anteriormente, se suministra el agua en el momento de abrir la trampa mecánica. El avance en la patente US9045887 se usa un botón distinto que permite seleccionar si la descarga es de residuo líquido o emplear el método de descarga de dos etapas, cuando el residuo es sólido. A pesar de mejorar el consumo de agua, las pruebas realizadas a los sanitarios mencionados anteriormente evidenciaron que es alta la probabilidad que los desechos sólidos se atoren en la salida del sanitario y el agua se evacúe sin llevarse la totalidad de los desechos. Es decir, el bajo consumo de agua se lograría en detrimento de la capacidad de arrastre del mismo.
Contrario a las enseñanzas del estado de la técnica, el sanitario de la presente invención presenta un proceso de descarga diferente, ya que el agua se suministra a la taza con la bandeja cerrada inundando el pozo del sanitario, elevando y dispersando los desechos sólidos, suministrando suficiente energía potencial para que al abrir la bandeja, el agua suministrada y los desechos sólidos sean evacuados con suficiente energía para evitar que se atoren en la salida del sanitario o al inicio de la línea de drenaje y sobrepasando la norma de pruebas de arrastre (norma ASME A1 12.19.2.) A su vez, la forma del pozo, de la tolva y de la bandeja tiene geometrías suaves y aceleradas que facilitan el flujo del agua y los desechos sólidos hacia la línea de drenaje, haciendo que pierdan la menor cantidad de energía cinética posible. Diferente de esta invención, en el arte previo las geometrías tienen transiciones geométricas con curvas cerradas y aristas fuertes que favorecen la obstrucción en la línea de drenaje.
Sumado a los problemas evidenciados en los párrafos anteriores, el desempeño de los sanitarios de trampa mecánica se afectan por la presión de agua de entrada, si la presión es baja no habrá suficiente caudal de agua para garantizar su desempeño, si la presión es alta el consumo de agua es mayor, pues los inodoros como los divulgados en la patente US9045887, donde el control de la cantidad de agua se realiza por tiempo, no pueden garantizar que el consumo de agua sea constante, puesto que dicho consumo fluctuará con la presión de entrada de agua. Diferente de ello, en el caso de la presente invención el desempeño del sanitario no se afecta si el caudal es bajo, pues la unidad de control mide el volumen de agua que entra al sanitario, garantizando que la cantidad de agua consumida en cada descarga sea la misma y que siempre se logre la inundación requerida para máximo desempeño, sin necesidad de hacer requerimientos adicionales de la línea de abasto o de colocar dispositivos o equipos adicionales que garanticen la presión de entrada, logrando que el consumo de agua sea el mismo independiente de las condiciones de entrada de agua.
De otra parte, la patente US9045887 se refiere a un inodoro cuya descarga no termina formando un espejo de agua, por lo que el sanitario se debe usar sin espejo de agua, a menos que el usuario presione un botón para generar el espejo de agua. Esto ocasiona tres problemas, el primero de ellos es que el tamaño del espejo de agua lo decide el usuario, por lo tanto no puede garantizar el consumo de agua, un segundo problema se presenta cuando el usuario use el sanitario sin espejo de agua, lo que hará que los residuos sólidos se adhieran fuertemente a las paredes del sanitario afectando la higiene, y el más grave es que el sello de olores depende del contacto físico de la bandeja y el pozo, específicamente del ajuste del anillo de sellado (48), y en caso que éste falle o se desgaste, el sanitario no tendrá sello de olores y no se podrá evitar que los olores provenientes de la tubería escapen, contaminando el cuarto de baño.
En la presente invención, el sello de olores es creado por el espejo de agua formando un sello hidráulico. En consecuencia, el sello de olor no depende del cierre hermético de la bandeja y el empaque, el empaque en esta invención tiene como única función facilitar el proceso de inundación en el momento de la descarga.
Por otra parte, en las patentes US9045887 y US6467101 B1 el suministro de agua al pozo o taza se realiza por medio de aspersores que no están integrados al pozo. Este tipo de geometrías protuberantes crean rincones y espacios de difícil acceso, que permiten que mugre y bacterias se acumulen y dificultando la limpieza, afectando el aseo e higiene del aparato sanitario. En la presente invención, el agua es suministrada directamente al pozo por la parte superior de éste, logrando que no existan lugares donde se puedan acumular desechos, la taza se limpia fácilmente, usando el 100% del agua para el lavado, ayudando a mantener el sanitario limpio. Finalmente, las patentes US9045887 y US6467101 B1 no tienen control inteligente, la primera de ellas es totalmente mecánica y la otra es un sistema de control muy básico, controlado por tiempo. En ambas alternativas, si algo inesperado sucede como, por ejemplo, algo detiene el movimiento de la bandeja, la válvula de agua no cierra, no hay alimentación de agua, etc. dichos sanitarios no tienen capacidad de identificar la falla. En la presente invención la unidad de control es un sistema automático de control (SAC) de lazo cerrado, que detecta en todo momento la posición de la bandeja, determina si el usuario está presente y regula cuánta agua ha suministrado. Siendo así, el control tiene la capacidad de tomar decisiones como detener el sistema o relajarlo para evitar daños en los mecanismos, elevar el consumo de energía y de agua, e incluso cerrar el suministro de agua automáticamente, en caso de fugas u obstrucciones.
En el estado de la técnica, los sanitarios de trampa mecánica requieren aproximadamente 5 litros de agua para efectuar una descarga de desechos sólidos que cumpla con las normas establecidas. En la presente invención, esta tarea se realiza con tan sólo 2.5 litros, lo que representa un ahorro del 50% respecto a los sanitarios existentes. Así las cosas, la presente invención tiene por objeto desarrollar un aparato sanitario inteligente, que optimice el consumo de agua, garantizando que la cantidad de agua requerida sea igual o menor a 2.5 litros y que siempre se emplee la misma cantidad, independientemente de la presión del fluido de entrada; que cuente con un espejo de agua que elimine el surgimiento de olores provenientes de la tubería de salida y facilite la limpieza de la taza; que controle en todo momento la posición de la bandeja, determine si el sanitario ha sido usado, regule cuánta agua ha suministrado y tome decisiones sobre detener el sistema o liberarlo, para evitar daños en los mecanismos, elevar el consumo de energía y de agua, e incluso cerrar el suministro de agua automáticamente, en caso de fugas u obstrucciones; al tiempo que asegura un alto desempeño, excelente arrastre y limpieza con muy bajo consumo de agua, todo ello. Descripción de los Dibujos
Figura 1 : Corte longitudinal que muestra los componentes internos del sanitario de la presente invención, donde se observa la bandeja (4) en posición cerrada y el nivel del agua cuando el sanitario está en reposo formando el espejo de agua y el sello hidráulico
Figura 2: Vista Posterior del sanitario de la presente invención. Figura 3: Vista superior donde se observa el sensor de activación.
Figura 4: Vista en isométrico de la bandeja (5).
Figura 5: Vista en isométrico del empaque (4).
Figura 6: Vista superior del sanitario de la presente invención, donde se ilustra la trayectoria del agua.
Figura 7: Corte longitudinal que muestra la trayectoria del agua en el sanitario de la presente invención y se observa la bandeja (4) en posición abierta.
Figura 8: Corte longitudinal que muestra el nivel del agua cuando la taza está inundada, justo antes de abrir la bandeja para iniciar la descarga.
Descripción Detallada
La presente invención se refiere a un aparato sanitario inteligente, sin tanque, caracterizado porque comprende una bandeja batiente (5), un pozo (2) con un espejo de agua y sello de olores hidráulico (21 ), una tolva (3), ubicada bajo el pozo (2) y usada para conducir los desechos hacia la línea de drenaje, y una unidad de control (8) unida operativamente a un sensor de presencia (19), que informa a la unidad de control (8) si el aparato sanitario está en uso; a un sensor de caudal (12), que mide el volumen de agua que ingresa al sistema; a una válvula solenoide (13), que permite o impide el ingreso de agua al sanitario; a un mecanismo de accionamiento (16), que abre y cierra la bandeja batiente (5); y a un mecanismo de bloqueo (9), que fija la bandeja batiente (5) en la posición cerrada.
Preferiblemente, la bandeja batiente (5) tiene una geometría curva que se muestra en la Figura 4, su geometría y tamaño permiten crear en el pozo (2) un espejo de agua y sello de olores hidráulico, cuyas dimensiones fluctúan entre 104 mm y 120 mm de ancho por 127 mm y 150mm de longitud. Sobre la bandeja (5) se deposita agua limpia, que forma el espejo de agua (21 ) y constituye un sello de olores hidráulico, cuya altura fluctúa entre 51 mm y 70 mm de profundidad, cuando el sanitario está en reposo. Esta bandeja (5) gira sobre sus ejes (51 y 52) hasta lograr una apertura de entre 40 y 60 grados. Preferiblemente, dicha apertura es de 45 a 55 grados.
De otra parte, el mecanismo de accionamiento (16) puede ser cualquier tipo de mecanismo capaz de inducir el movimiento necesario para abrir y cerrar la bandeja (5), tal como un actuador lineal, un motor, un servo motor, un motor reductor, mecanismo de 4 barras, una transmisión con bandas y poleas, entre otros. En una alternativa preferida de la invención, el mecanismo de accionamiento (16) es una transmisión de bandas y poleas, mientras el mecanismo de bloqueo (9) de la bandeja (5) es seleccionado del grupo que consiste de un mecanismo de actuador lineal con pin, pasadores, trinquetes, motorreductor auto bloqueante, resortes de torsión en general cualquier mecanismo que permita detener la bandeja en la posición de cerrado en reposo y sin generar consumo de energía. Sumado a lo anterior, el aparato sanitario de la presente invención comprende una entrada de agua (10), conectada directamente a la red hidrosanitaria. A través de dicha entrada ingresa el agua al sanitario; seguido pasa por un filtro (1 1 ), que retiene partículas sólidas e impurezas las cuales podrían estar contenidas en el agua del acueducto. Así mismo, el sanitario cuenta con un dispositivo regulador de presión (14), que en el caso que la presión de entrada sea muy alta, la baja a niveles adecuados para evitar salpicadura en la taza.
En otra alternativa, el sensor de presencia (19) puede incluir además un pulsador manual (18), que es activado por el usuario para dar inicio a la descarga. El sensor de presencia (19) puede ser de cualquier tecnología que permita detectar la presencia del cuerpo, como por ejemplo infrarrojo, inductivo, microondas, ultrasónico, etc. En una modalidad preferida de la invención, el sanitario tiene un sensor de auto calibración (17) que detecta la posición de cerrado de la bandeja (5), cuando el sanitario es conectado a la fuente de potencia (20) dicho sanitario empieza la rutina inicial de auto calibración, para detectar la posición de cerrado, la unidad de control (8) da la orden al mecanismo de accionamiento (16) para que cierre la bandeja hasta que el sensor de auto calibración (17) envíe la señal de cerrado a la unidad de control (8), La unidad de control (8) guarda esa posición en la memoria como posición de cerrado y el resto de los movimientos es calculado con respecto a esta posición. Esto evita que se deba realizar un procedimiento de calibración manual entre el mecanismo de accionamiento, mecanismo de bloqueo y la unidad de control.
Ahora bien, el pozo (2) presenta una boquilla (15) en su parte superior, la cual descarga el agua sobre una pista (22) que dirige el agua hacia las paredes del pozo (2) haciendo un recorrido en espiral descendente (23), para limpiar las paredes del pozo (2). Dicho pozo (2) tiene ensamblado en su extremo inferior un empaque (4), que entra en contacto con la bandeja (5) cuando está en posición cerrada, para impedir el flujo de agua entre la bandeja (5) y el pozo (2) y favorecer el proceso de inundación durante el proceso de descarga del sanitario, y así, lograr el nivel deseado, como se muestra en la figura 8, sin desperdicio de agua. Bajo el pozo (2), el aparato sanitario comprende una tolva (3), que tiene geometría con curvas suaves. Específicamente, la tolva (3) presenta dos proyecciones superiores (31 , 32), que rodean la parte inferior de la taza (2), y una curvatura central (34) , donde se angosta el diámetro de la tolva (3), se cambia su dirección y se forma la boca (35), que recibe los residuos de la taza (2), tal como se muestra en la Figura 7. Siendo así, el eje central (24) de la taza (2) no coincide con el eje central (36) de la boca (35) de la tolva (3), y la desviación entre dichos ejes (24,36) facilita que los desechos sean conducidos hacia la línea de drenaje con la menor cantidad de perdida de energía cinética posible. De igual manera, el aparto sanitario cuenta con elementos estructurales como son una carcasa (1 ), un asiento (7) y una tapa (6).
• CONTROL DE LA BANDEJA
En una modalidad preferida, el sanitario tiene dos modos de descarga, uno para evacuar desechos sólidos y el otro destinado a la eliminación de líquidos. En ambos casos, la secuencia y los tiempos del sistema dependen del volumen de agua entregado al sistema, el cual es regulado por medio del sensor de caudal (12), mientras la unidad de control (8) establece qué tipo de descarga realizar de acuerdo con la información captada por el sensor de presencia (19).
Ejemplos
Ejemplo 1 : Modo de descarga de desperdicios sólidos: Cuando el ciclo de descarga de desperdicios sólidos inicia, la bandeja (5) está en posición cerrada, el nivel del espejo de agua y sello hidráulico de olores en el pozo (2) se encuentra en su estado inicial como lo muestra la figura 1 , la unidad de control (8) suministra entre 700 mi y 900 mi de agua para dispersar, elevar y aumentar la energía potencial de la carga, alcanzando el máximo nivel de agua en el pozo (2) ,como se ilustra en la figura 8. Para evitar que se desperdicie agua durante la inundación, el pozo (2) tiene ensamblado un empaque (4), el cual se muestra en detalle en la Figura 5, que al entrar en contacto con la bandeja (5) impide el flujo de agua entre la bandeja (5) y el pozo (2)
Una vez la unidad de control (8) detecte que se han suministrado entre 700 mi y 900 mi de agua, por medio del sensor de caudal (12), la bandeja (5) se abre y el agua acumulada con los desechos es evacuada a través de la boca (35) de la tolva (3). Mientras que la bandeja (5) está abierta, la unidad de control (8) sigue suministrando agua a través de la boquilla (15) para ayudar a evacuar la carga, limpiar el pozo (2) y la bandeja (5), y para permitir el arrastre de los desechos sólidos por la línea de drenaje. Cuando la unidad de control (8) detecta que ya han sido suministrados entre 800 mi y 1000 mi de agua, la unidad de control (8) da la orden al mecanismo de accionamiento (16) para cerrar la bandeja (5). Cuando la bandeja (5) está en posición cerrada, la unidad de control (8) le da la orden al mecanismo de bloqueo (9) para que asegure la bandeja en posición cerrado, des energiza el mecanismo de accionamiento (16) y suministra entre 700 mi y 900 mi adicionales, para recuperar el espejo de agua (21 ) y con él, generar el sello hidráulico de olores, y volver al estado inicial como lo muestra la figura 1.
Ejemplo 2: Modo de descarga de desperdicios líquidos En esta modalidad de operación se busca que el sistema realice la descarga con menos cantidad de agua, la unidad de control (8) abre la bandeja (5) y el agua que conforma el espejo de agua y sello hidráulico de olores (21 ) mostrado en la figura 1 , junto con los desperdicios líquidos es evacuada a través de la boca (35) de la tolva (3). Mientras que la bandeja está abierta, la unidad de control (8) suministra entre 150 mi y 300 mi de agua para limpiar el pozo (2) y la bandeja (5) y para ayudar a evacuar los desechos líquidos. Cuando la unidad de control (8), por medio del sensor de caudal (12), determina que ya se han suministrados entre 150 mi y 300 mi de agua, la unidad de control (8) da la orden para cerrar la bandeja (5), cuando la bandeja (5) está en posición cerrado, la unidad de control (8) le da la orden al mecanismo de bloqueo (9) para que asegure la bandeja en posición cerrado, des energiza el mecanismo de accionamiento (16) y suministra entre 700 mi y 900 mi de agua adicionales para recuperar el espejo de agua y el sello hidráulico de olores (21 ) y dejar el sanitario en su estado inicial como lo muestra la Figura 1 .
En una modalidad alternativa de la presente invención, sólo se tiene un único modo de descarga que se usa indiferentemente para descarga de sólidos y líquidos, Cuando el ciclo de descarga de desperdicios sólidos y líquidos inicia, la bandeja (5) está en posición cerrada, el nivel del espejo de agua y sello hidráulico de olores (21 ) en el pozo (2) se encuentra en su estado inicial como lo muestra la Figura 1 , la unidad de control (8) suministra entre 700 mi y 900 mi de agua para dispersar, elevar y aumentar la energía potencial de la carga, alcanzando el máximo nivel de agua en el pozo (2) como se ilustra en la figura 8. Para evitar que se desperdicie agua durante la inundación, el pozo (2) tiene ensamblado un empaque (4), el cual se muestra en detalle en la Figura 5, que al entrar en contacto con la bandeja (5) impide el flujo de agua entre la bandeja (5) y el pozo (2)
Una vez la unidad de control detecte que se han suministrado entre 700 mi y 900 mi de agua, esto por medio del sensor de caudal (12), la bandeja (5) se abre y el agua acumulada con los desechos es evacuada a través de la tolva (3). Mientras que la bandeja (5) está abierta, la unidad de control (8) sigue suministrando agua a través de la boquilla (15) continuamente para ayudar a evacuar la carga, limpiar el pozo (2) y la bandeja (5), y permitir el arrastre de los desechos sólidos por la línea de drenaje. Cuando la unidad de control (8) detecta que ya han sido suministrados entre 800 mi y 1000 mi de agua, la unidad de control (8) da la orden al mecanismo de accionamiento (16) para cerrar la bandeja (5), cuando la bandeja (5) está en posición cerrado, la unidad de control (8) da la orden al mecanismo de bloqueo (9) para que asegure la bandeja (5) en posición cerrado y des energiza el mecanismo de accionamiento (16), suministra entre 700 mi y 900 mi adicionales para recuperar el espejo de agua y el sello hidráulico de olores (21 ) y volver al estado inicial como lo muestra la figura 1.
Ejemplo 3: Control de la Bandeja
La geometría de la bandeja (5), que se muestra en la Figura 4, está diseñada para que almacene la cantidad de agua suficiente para crear un espejo de agua y sello hidráulico de olores (21 ) en el pozo (2) como se puede ver en la figura 1 , dicho espejo de agua y sello hidráulico de olores (21 ) tiene unas dimensiones entre 104 mm y 120 mm de ancho por 127 mm y 150 mm de longitud, y su altura fluctúa entre 51 mm y 70 mm de profundidad La bandeja (5) está sujeta a la tolva (3) por medio de sus ejes (51 y 52) que permiten su rotación. La bandeja (5) es controlada por el mecanismo de accionamiento (16) y el mecanismo de bloqueo (9). El mecanismo de accionamiento (16) transmite el movimiento de rotación a la bandeja (5) con la velocidad y posición definida por la unidad de control (8), el mecanismo de bloqueo (9) fija la bandeja en posición, cerrado.
Siempre que el sanitario está en reposo, el mecanismo de bloqueo (9) mantiene la bandeja (5) en posición cerrada. Cuando la unidad de control (8) da la orden de abrir la bandeja (5), la unidad de control (8) acciona el mecanismo de bloqueo (9) para liberar la bandeja (5). Una vez dicha bandeja (5) se encuentra libre, la unidad de control (8) activa el mecanismo de accionamiento (16), el cual hace girar la bandeja (5) entre 40 y 60 grados, tal como se observa en la Figura 7, hasta alcanzar la posición de máxima apertura. Al terminar la descarga, el mecanismo de accionamiento (16) retorna la bandeja (5) a su posición cerrada y la bandeja (5) es fijada por el mecanismo de bloqueo (9), que mantiene la bandeja (5) en posición cerrada y así, el sistema se queda en reposo en esta posición esperando una nueva secuencia de descarga.
Ejemplo 4: Auto Calibración
Sumado a los mecanismos descritos anteriormente, el sanitario tiene el sensor de auto calibración (17), que detecta la posición de cerrado de la bandeja (5). Cuando el sanitario es conectado a la fuente de potencia (20), dicho sanitario empieza la rutina inicial para detectar la posición de cerrado. La unidad de control (8) da la orden al mecanismo de accionamiento (16) para que cierre la bandeja hasta que el sensor de auto calibración (17) envíe la señal de cerrado a la unidad de control (8). La unidad de control (8) guarda esa posición en la memoria como posición de cerrado y el resto de los movimientos es calculado con respecto a esta posición. Esto evita que se deba realizar un procedimiento de calibración manual entre el mecanismo de accionamiento (16), el mecanismo de bloqueo (9) y la unidad de control (8).
Ejemplo 5. Modo de funcionamiento
Cuando el aparato sanitario no está en uso, la unidad de control (8) está en reposo, en modo de bajo consumo energético, la bandeja (5) se encuentra cerrada y fijada en esta posición por el mecanismo de bloqueo (9), la taza (2) presenta un espejo de agua (21 ), tal como se muestra en la Figura 1 , y la válvula solenoide (13) se encuentra normalmente cerrada para impedir la entrada de agua. Para iniciar la descarga la unidad de control detecta la presencia del usuario o el usuario puede pasar la mano cerca del sensor de presencia (19) o presionar el pulsador manual (18). La unidad de control (8) se activa y empieza la secuencia de descarga, para lo cual envía una señal que abre la válvula solenoide (13), lo que permite el ingreso del agua al sistema a través de la entrada de agua (10), la cual está conectada directamente a la red hidrosanitaria. El agua pasa por el filtro (11 ), que retiene partículas sólidas que podrían afectar el funcionamiento del sistema.
El sensor de caudal (12) mide la cantidad de agua que está ingresando al sistema, para garantizar que el sanitario funcione con la misma cantidad de agua y tenga el mismo desempeño, independiente de la presión de la red hidrosanitaria. Cuando las presiones de suministro de agua son muy altas se pueden generar salpicaduras indeseables, por lo que el aparato sanitario cuenta con un dispositivo regulador de presión (14), que disminuye la presión del agua a un nivel adecuado.
El agua ingresa al pozo (2) por la parte superior a través de la boquilla (15), que dirige el agua hacia las paredes del pozo (2) haciendo un recorrido en espiral, tal como se ilustra en las Figuras 6 y 7, donde se muestra la trayectoria del agua por la pista (22) y luego, por la superficie interna del pozo (2), limpiando los residuos que se encuentren adheridos. Es importante resaltar que en esta disposición, el 100% del agua usada por el sanitario se usa para lavar las paredes del pozo (2).
La bandeja (5) continúa cerrada mientras que el agua que entra se va acumulando y eleva su nivel para suspender, dispersar la carga, y aumentar su energía potencial como se ve en la figura 8. Cuando la unidad de control (8) determina que han entrado entre 700m y 900 mi de agua, usando la información suministrada por el sensor de caudal (12), envía una señal para que el mecanismo de accionamiento (16) abra la bandeja (5) girándola sobre sus ejes (51 y 52), hasta lograr una apertura de 45 a 55 grados. La bandeja (5) se mantiene abierta, mientras el agua con la carga suspendida es evacuada a través de la tolva (3) hacia la línea de drenaje. Una vez la carga es eliminada, el mecanismo de accionamiento (16) devuelve la bandeja (5) a su posición de cerrado y el agua continúa saliendo por la boquilla (15) hasta reponer la cantidad necesaria para crear el sello de olores hidráulico y el espejo de agua (21 ), la cantidad de agua es determinada por la unidad de control (8) mediante la información de volumen de agua que le entrega el sensor (12).
Así las cosas, el sanitario de la presente invención usa entre 2 y 3 litros de agua por descarga para líquidos y sólidos, activado por el usuario mediante un único sensor de presencia o botón.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, caracterizado porque comprende una bandeja batiente (5); un pozo (2) con un espejo de agua y sello de olores hidráulico (21 ); una tolva (3), ubicada bajo el pozo (2) y usada para conducir los desechos hacia la línea de drenaje; y una unidad de control (8) unida operativamente a un sensor de presencia (19), que informa a la unidad de control (8) si el aparato sanitario está en uso, a un sensor de caudal (12), que mide el volumen de agua que ingresa al sistema, a una válvula solenoide (13), que permite o impide el ingreso de agua al sanitario, y a un mecanismo de accionamiento (16), que abre y cierra la bandeja batiente (5).
2. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque además comprende un mecanismo de bloqueo (9), que fija la bandeja batiente (5) en la posición cerrada.
3. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque además comprende una entrada de agua (10) conectada directamente a la red hidrosanitaria seguida de un filtro (1 1 ), que retiene partículas sólidas e impurezas contenidas en el agua del acueducto.
4. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque además comprende un dispositivo regulador de presión (14).
5. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque además comprende un sensor de auto calibración (17), que detecta la posición de cerrado de la bandeja (5) cuando el sanitario es conectado a la fuente de potencia (20) y envía dicha información a la unidad de control (8).
6. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque además comprende una carcasa (1 ), un asiento (7) y una tapa (6).
7. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el pozo (2) presenta en su parte superior una boquilla (15) y una pista (22), que dirige el agua hacia las paredes del pozo (2) haciendo un recorrido en espiral descendente (23) para limpiar las paredes del pozo (2), y en su extremo inferior un empaque (4), que entra en contacto con la bandeja (5) cuando está en posición cerrada.
8. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el espejo de agua y sello de olores hidráulico (21 ) se forma en la taza (2), sobre la bandeja (5) tiene entre 104 mm y 120 mm de ancho, entre 127 mm y 150mm de longitud y una altura entre 51 mm y 70 mm, cuando el sanitario está en reposo.
9. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque la bandeja (5) gira sobre sus ejes (51 , 52) y tiene una apertura de entre 40 y 60 grados.
10. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la bandeja (5) tiene una apertura de entre 45 a 55 grados.
1 1. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación
1 , caracterizado porque el mecanismo de accionamiento (16) se selecciona a partir del grupo que consiste de un actuador lineal, un motor, un servo motor, un motor reductor, mecanismo de 4 barras, una transmisión con bandas y poleas, entre otros.
12. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación
10, caracterizado porque el mecanismo de accionamiento (16) es una transmisión de bandas y poleas.
13. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación
2, caracterizado porque el mecanismo de bloqueo (9) de la bandeja (5) es seleccionado del grupo que consiste de un mecanismo de actuador lineal con pin, pasadores, trinquetes, manorreductor auto bloqueante, o cualquier mecanismo que detenga la bandeja en las posiciones de abierto y cerrado en reposo, sin generar consumo de energía.
14. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sensor de presencia (19) es seleccionado del grupo que consiste en un sensor de presencia infrarrojo, inductivo, microondas, ultrasónico, entre otros.
15. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque el sensor de presencia (19) incluye además un pulsador manual (18).
16. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque la tolva (3), ubicada bajo la taza (2), presenta dos proyecciones superiores (31 , 32), que rodean la parte inferior de la taza (2), y una curvatura central (34) donde se angosta el diámetro de la tolva (3), se cambia su dirección y se forma la boca (35), que recibe los residuos de la taza (2).
17. Aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque la taza (2) presenta un eje central (24), que no coincide con el eje central (36) de la boca (35) de la tolva (3).
18. Método para descargar desperdicios líquidos y sólidos mediante el aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a. al iniciar el ciclo, la bandeja (5) está cerrada y la unidad de control (8) suministra entre 700 mi y 900 mi de agua para dispersar, elevar y aumentar la energía potencial de la carga,
b. una vez la unidad de control (8) detecte que se han suministrado entre 700 mi y 900 mi de agua, la bandeja (5) se abre y el agua acumulada con los desechos es evacuada a través de la boca (35) de la tolva (3), c. la unidad de control (8) sigue suministrando agua a través de la boquilla (15) para ayudar a evacuar la carga, limpiar el pozo (2) y la bandeja (5), y para permitir el arrastre de los desechos sólidos por la línea de drenaje, d. cuando la unidad de control (8) detecta que ya han sido suministrados entre 800 mi y 1000 mi de agua, la unidad de control (8) da la orden al mecanismo de accionamiento (16) para cerrar la bandeja (5)
e. una vez la bandeja (5) está en posición cerrada, la unidad de control (8) le da la orden al mecanismo de bloqueo (9) para que asegure la bandeja en posición cerrado, des energiza el mecanismo de accionamiento (16) y suministra entre 700 mi y 900 mi adicionales, para recuperar el espejo de agua (21 ) y con él, generar el sello hidráulico de olores, y volver al estado inicial.
19. Método para descargar desperdicios líquidos mediante el aparato sanitario inteligente, sin tanque de agua y con funcionamiento independiente de la presión de entrada de agua, caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a. al iniciar el ciclo, la bandeja (5) está cerrada y la unidad de control (8) abre la bandeja (5) y el agua que conforma el espejo de agua y sello hidráulico de olores (21 ) junto con los desperdicios líquidos es evacuada a través de la boca (35) de la tolva (3).
b. Con la bandeja está abierta, la unidad de control (8) suministra entre 150 mi y 300 mi de agua para limpiar el pozo (2) y la bandeja (5) y para ayudar a evacuar los desechos líquidos,
c. Cuando la unidad de control (8), por medio del sensor de caudal (12), determina que se han suministrados entre 150 mi y 300 mi de agua, dicha unidad de control (8) cierra la bandeja (5),
d. Seguido, la unidad de control (8) activa el mecanismo de bloqueo (9) para que asegure la bandeja en posición cerrado, des energiza el mecanismo de accionamiento (16) y suministra entre 700 mi y 900 mi de agua adicionales para recuperar el espejo de agua y el sello hidráulico de olores (21 ) y dejar el sanitario en su estado inicial.
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