CN101512075A - 改进液体储存容器的操作性能的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种液体容器，其中的液面由浮子控制的入口阀控制，其中入口阀的出口从高于液面最大高度之上的点向下排放液体进入容器，该最大高度取决于浮子控制的阀的关闭，其中一上开口的储水池位于入口阀出口下方，至少部分位于所述最大高度之上，并且定位用于收集从入口阀出口排放出来的液体，容许液体在容器的液面超过一预定高度后流入容器。

Description

改进液体储存容器的操作性能的设备和方法

技术领域

本发明涉及浮子阀控制的自动注入储存容器的操作性能的改进，本发明特别涉及安装到液体容器上或位于其内的设备，该设备包括用来控制注入和再注入的浮子阀控制器。

本发明更特别地涉及水箱和水室(厕所)，其中再注入循环在水从水箱中排出的循环结束之前开始。

背景技术

在下面的描述中提及的“水”只是代表了可用的众多液体的一个例子。类似的，提及的“水箱”或“水罐”也包括了各种液体可以流入的合适的容器。

尽管可以应用在大部分的液体和液体容器中，本发明主要应用于水箱，在水室的冲水循环中节约用水。

通常，这样的水箱包括一个浮子控制的进水阀，例如，那些构造符合英国标准BS部分1、2、3或4的。当水箱中水位上升、浮子抬起时，阀关闭。一旦厕所冲水时，由于水从水箱中迅速地排出，使得浮子下降、阀门打开并且允许水再注入水箱中，直到水位上升并将浮子抬起至预订水位，此时入口阀再关闭。

在实践中，当浮子开始下降时入口阀就开始打开，因此当水从水箱中流出的同时也有水可以进入。进入的水加入到排放水中。特别是使用大部分厕所中采用的一种虹吸效应机构抽水就会存在这种情况。水箱中的水量(充满到入口阀关闭的情况下)被设计成足够冲刷对应的厕位，因此，任何额外进入的用于虹吸装置的水完全是浪费的。仅仅是增加了冲水的水量，超出了计算的所需提供的水量。随着时间的推移，浪费在每次冲水过程中的水量构成了相当可观的浪费的水量，这种浪费是可以被减少或消除的。在再注入循环的结尾，当浮子控制阀的浮子驱动臂接近最大注入水位时，阀逐渐关闭并且进水的流速下降。因此，大部分浮子控制阀需要经过一段时间才能将注入水流最终停止，并且这些阀会以非常低的流速继续运行，可能在浮子到达阀应关闭的水位之后继续向水箱中滴水。

每次水箱再注入循环结尾时，噪音会变得非常显著，尤其是在通常的安静的环境下，因此本发明的另一个目的是提供一种改进的浮子控制水箱入口阀，该入口阀更可靠地关闭并且不产生在水箱的再注入循环经常发出的噪音。

已发明了许多装置来克服上述缺陷，包括本申请人的公开号为GB2339884和GB2302394的英国专利申请，。在每个公开的技术方案中，一个储水池或其他可蓄水的容器固定在浮子阀的机构的杠杆臂上从而形成了一个阀控制器，该阀控制器改进了(在其他性能中)进水阀的关闭。

类似地，申请人为Parks的英国专利公开号2338536公开了一种安装在阀驱动杠杆臂上的浮子，其中浮子包括一个成形的贮水盘。该浮子可以通过倾斜将盘中的水倒空，增加浮子的浮力效应并更迅速地将阀关闭。申请人为Barker的英国专利公开号为2311360的申请公开了一种浮子控制的流动控制阀，该阀引导来自供给阀的进水，其中浮子包括一第一密封浮力室和一第二贮水室来改变浮子的浮力特性。

在上述的所有申请中，储水池是浮子的一部分或形成在将浮子连接到入口阀的杠杆臂上，并直接影响阀的流动特性。每个发明都可能被改装到现有的水箱或水容器中，但这要么涉及到大量的改变，要么垂直加入了替换的阀控制器。

本发明的一个目的是寻找解决以上缺点的方法并提供一种改进液体储存容器操作性能的设备和方法，尤其是减少再注入循环中不必要使用的水量。

本发明的另外一个目的是提供一个水箱，其具有一个浮子控制阀，可以更可靠迅速地关闭并且消除再注入循环中产生的噪音。

本发明一个特别的目的是提供一种装置，其可以节约在厕所冲水和再注入循环过程中通常浪费的水。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种节约液体设备，适于使用在具有入口阀控制器的液体储存容器中，该入口阀控制器在自动再注入循环阶段通过相关的阀控制进入容器中的液体的量或流速，当容器中的液体从其中排出时该阀开始工作，该节约液体设备包括一储水池，该储水池用于接受从入口阀排出的液体并在一段时间内保持一定的液体量，足以防止液体在再注入循环阶段通过阀进入容器中，成为容器中直接排放液体中的一部分，该储水池包括用于将储水池保持在相对于进口阀的固定位置的装置和使得储水池中的液体逐渐排出的流量控制装置。

在该方案中，节约液体设备改进了储存容器和阀控制器组合的操作性能并提供了一个更加有效和安静的再注入循环。

方便地，用于将储水池保持在固定位置的装置包括用于将储水池固定到液体储存容器的一个或多个壁上的元件。

固定元件可以包括一个或多个从储水池延伸出的支架，该支架适合固定在容器壁上或与容器边缘接合，以保证装置的改装更方便。

支架可以分叉形成两条位于入口阀的两侧并且向容器壁边缘上方延伸的窄平指状物，其弯曲与边缘接合并支承容器内的储水池。

在另一个方案中，支架包括一个孔以保证其可以穿过管道配件，如进口阀。该方案对于安装时将设备安装在液体储存容器来说最方便，并且还可以改造。

在另一种结构中，储水池与该储存容器整体形成。

储水池可以包括一个槽，该槽与容器壁整体形成并且延伸到入口阀下方用于接收进入的液体。在一种结构中，储水池可以延伸到容器的底部，理想地，在这样的方案中，提供一个工作塞用于排空储水池。

有利地，流动控制装置包括了一个或多个孔，液体经过这些孔排出。

优选地，该流动控制装置包括一第一孔，该第一孔位于储水池底部之内或靠近该底部，用于基本上排空储水池，和一第二孔，该第二孔距储水池底部一预定距离，用于容许多余的水从储水池中排出。

可选地，该流动控制装置包含或包括一个虹吸管。该虹吸管的尺寸形状设计保证一旦储水池内液体达到预定水位，就会相应地产生虹吸作用来将液体从储水池中排出。

本领域技术人员可以理解若供给过量，多余的进水能够从储水池中溢流出来并进入容器中。在这种情况下，溢流水位由储水池的深度而定。

为使得该储水池不通过溢流排水，可以提供一个盖子，使得储水池和入口阀基本上封闭，防止液体从储水池中溅出。选择性地，盖可以在部分储水池的上方延伸(除了位于入口阀出口下方的区域)，以使得液体直接从入口阀流进储水池中，因此减小了因溅出而导致的液体损失。该盖可以由多个可移动的面板构成，以便在安装到储水池上时，可以在盖上形成一个开口，通过移动一个或多个面板使得该开口与进口阀对准或对齐。该盖可以由塑料或其他合适的材料形成，面板可以是所谓的分离式面板。

如上所述，储水池优选地包括位于底部的排水孔，液体能够通过该排水孔流出以便排空储水池，使得当入口阀下次开启时储水池能够容纳新的液体流。

优选地，在孔内提供一个活动塞，通常情况下关闭该开孔，在容器内的水位升高时活动塞抬起容许液体流出。在这样的一个方案中，一附加浮子连接到塞的下侧，这样当容器排空时，该附加浮子保证该塞能够堵住孔，但随着容器充水，其中的液体水位升高，该附加浮子提起塞，打开孔容许储水池排水。

在使用中，该附加浮子将置于仅低于容器内液体升高的最大高度的位置，因此该附加浮子仅当液体接近容器内该高度时起作用，并且一旦容器内的水位开始下降时附加浮子将跟着下落。

本发明的另一个方面，提供一种具有入口阀控制器的液体储存容器，该入口阀控制器在自动再注入循环阶段通过相关的阀控制进入容器中的液体的量或流速，当容器中的液体从其中排出时该阀开始工作，该容器包括一储水池，该储水池用于接收从入口阀排出的液体并在一段时间内保持一定的液体量，足以防止液体在再注入循环阶段通过阀进入容器中，成为容器中直接排放液体中的一部分，该储水池包括用于将储水池保持在相对于进口阀的固定位置的装置和使得储水池中的液体逐渐排出的流量控制装置。

具体地，本发明提供一种液体储存容器，包括一水室(WC)，该水室具有一浮球阀控制器，用于在自动再注入循环阶段通过相关的阀控制进入容器中的液体的量或流速，当水箱中的基本上所有水通过虹吸启动的冲水机构从水箱中排出时该阀开始工作，该水箱包括一储水池，该储水池用于接收来自入口阀的进水并在一段时间内保持一定的液体量，足以防止水在再注入循环阶段当虹吸冲水还在继续时通过阀进入水箱中，成为容器中排放水中的一部分，该储水池包括用于将储水池保持在相对于进口阀的固定位置的装置和使得储水池中的水逐渐排出的流量控制装置。

在本发明的一个更大体的方面，提供一种节约液体资源的方法，包括将液体储存在储存容器中，该储存容器具有一在自动再注水循环阶段通过相关的阀控制进入容器中的液体的量或流速的入口阀控制器，当容器中的液体从其中排出时该阀开始工作，将液体排放入储水池，该储水池用于接收来自入口阀的进液并在一段时间内保持一定的液体量，足以防止液体在再注入循环阶段通过阀进入容器中，成为容器中直接排放液体中的一部分，该储水池包括用于将储水池保持在相对于进口阀的固定位置的装置和使得储水池中的液体逐渐排出的流量控制装置。

本发明还涉及一种在入口阀由于容器中的液面下降而开启后控制液体通过浮子控制的入口阀进入液体储存容器中的方法，其特征在于通过入口阀进入的液体在入口阀开启后一段时间内不能进入容器，而是进入连接到容器或成为容器的一部分的中间储水池中，该预定的时间由从入口阀流出的液体的流速和液体的流量而定，该液体在从储水池排出流入容器之前容纳在中间储水池中。

可以注意到的是，由于本发明的节约液体设备或储水池在入口阀开启之后通过标准的浮子控制的入口阀控制器的下落阻止了从入口阀流出的液体，本发明具有广泛的应用并且能够安装在任何容器或水箱中，不论其中安装的入口阀的形式如何，仅需要入口阀的出口流出的液体是大致向下的方向并且在一被储水池所包围的区域上。

附图说明

现在将结合所示的附图对本发明进行更详尽的描述，通过举例的方式仅举出两个改进液体储存容器操作性能的装置的实施方式。接下来，词组“节水设备”将作为本发明的装置的一般说明。在附图中：

附图1为具有标准浮子控制的入水阀控制器的水箱和本发明节水设备第一具体实施方式的第一种构造的侧视图；

附图1A是可移动的固定在节水设备第一种构造的排水孔内的限流器的放大剖视图；

附图2是附图1的俯视图，示出了节水设备第一种构造的外形以及将设备固定在相对于入水阀排放口的固定位置的装置；

附图3至8是示出浮子和阀杠杆臂的运动以及当水排放时发生的水箱再注入循环中的水流变化的一系列侧视图；

附图9是水箱前视图，示出了标准球阀控制器以及节水设备的第二具体实施方式的第一种构造，该构造包括与至少一个水箱壁整体形成的储水池，还包括储水池一个壁上的排水孔；

附图9A是类似附图9的前视图，示出了节水设备第二具体实施方式的第二种构造，该构造包括与至少一个水箱壁或水箱底座整体形成或连接到至少一个水箱壁或水箱底座的储水池和一个虹吸管；

附图10到12是节水设备第二具体实施方式的第一种构造的侧视图和透视图；

附图13到16是与附图9到12类似的一组水箱视图，其中节水设备的第二具体实施方式第三种构造的整体式储水池包括了一个代替排水口的虹吸排水管；

附图17到19示出了节水设备第一具体实施方式的三种不同构造，每种都具有将其中的储水池固定到相对于入口阀排放口的固定位置的可替换的元件。

附图20到22示出了叉如何在储水池的一个壁上延伸，如附图18和19所示，其能够弯曲并夹住水箱的上端边缘；

附图23、24A和24B示出了节水设备的其他结构，具有类似附图17到19所示的固定元件；附图25A、25B和26是节水设备防喷溅的盖的透视图、端面图和侧视图；

附图27和28是盖连接构造的放大图，示出了盖如何安装在储水池侧壁上；

附图29和30是与附图1和2类似的视图，示出了一储水池，该储水池包括一个可替代排水孔或用于将开放式储水池排空的虹吸管，；

附图31是与附图29类似的缩小视图，包括了一种不同类型的虹吸装置，用于与附图3到8所示相同的再注入过程中，通过该虹吸管排空储水池。

具体实施方式

参考附图，主要参见附图1，1A和2，所示的水箱10包括一端壁12、底部14和盖16。进水管18固定到用于支承水箱入口阀22的装配件20上并向该阀内供水。该阀的打开和关闭由通过杠杆臂26连接到阀22上的浮子24的浮沉来控制。

当浮子24和杠杆臂26由于水箱内的水面上升而抬起时，该阀关闭，当水箱中的水离开水箱，例如对应的厕位冲水时，水位下降，该阀打开。

从附图2中可以最清楚的看到，水通过出口28从阀中排放，阀能够旋转，从而使得存在的水转移到阀体22的一侧或另一侧。

在传统的虹吸冲水式厕所(toilet or WC)中，一旦通过虹吸启动冲水，水面下降阀门开启，大量的水进入水箱，该水箱保持与虹吸机构的连通直到该水箱基本上排空，虹吸结束。在冲水过程中，该过程会持续数秒，进入水箱中的多余的水在上述冲水过程中被排放掉。该多余的水没有用来冲水而是基本上浪费掉了。

本发明提供一种用于改进液体储存容器例如水箱的操作性能的装置，防止当再注入循环开始时水立刻排放进入水箱中。如此操作，限制了接受虹吸作用(或者冲水或排空循环阶段)的水量，上述过程中浪费的水量能够被节省下来。因此，在每个再注入循环中使用的水量减少，冲水和再注入循环过程缩短并且噪音减少。

在阀22本体的下方，提供一种节水设备，包括一矩形箱30形式的中间储水池，该储水池拦截来自阀出口28的排水，并阻止大部分的水进入水箱直到储水池30里的水面到达侧壁排水口32。如果经过开口32的入水量超过出水量，储水池30里的水面会继续上升，直到水漫过储水池的边缘34。

如附图1A所示，储水池的底部有一个更小的开孔36，当停止入水时将水从箱中排出，以使得在水箱再注入后使储水池排空。

附图3至8示出了工作过程。首先，如附图3所示，水箱是满的，水面由线38表示，阀22关闭且储水池30是空的。在冲水过程中，水箱快速清空使得浮子24和臂26下降，阀门22开启。水从出口28流进储水池30，但几乎没有水通过下排水孔36进入水箱，直到储水池30的逐渐上升的水面到达排水口32。上升的水面由附图4中的线40示出。

附图5示出了当水箱事实上排空且虹吸排放入厕所结束时，水面40刚刚到达侧壁排水口32。通过阀出口28的进水流量在该时刻达到最大值。当虹吸结束时，所有进入水箱的水停留在水箱内直到下一个冲水循环的来临。随着储水池30中的水面上升，首先水通过侧壁排水口32流出，接着当储水池中水满时溢出边缘34，如附图6所示。

如附图7所示，此刻水箱中的水面上升，抬起浮子24和杠杆臂26。

如附图8所示，当水面到达其在水箱的最顶端时，最终阀22关闭，水停止从阀出口28流入储水池30。

留在储水池30中的水通过底部排水口36排入水箱。这就使得水箱中的水面微小地上升，因此更严密地关闭了阀门。此时储水池30是空的，过程又回到了附图3所示的状态。

现在参见附图9至16，示出了节水设备的第二个实施例的另一种构造。在这些构造中，储水池30与水箱整体形成。这些构造严格如前述那样操作，就需要将排水口32、36设置在储水池的端壁上，并包括与该水箱的前后壁和储水池端壁整体形成的底部42和溢流隔板44，如附图9、10、11和12所示。

在另一种设计中，如附图9A所示，该储水池包括连接到水箱底部和前后壁的壁。在这种构造中，虹吸管46用于从储水池向外排水。水箱底部上设置有工作塞79。在另一种构造中，如附图13至16所示，虹吸管46取代了排水口32、36。其他方面这些构造与附图9至12中所示的构造相似。

用于分体式的储水池或反向安装的设备时所采用的不同的固定手段如附图17至19所示。在附图17中，箱式储水池30的端壁48向上延伸并具有一个开口50，该开口可供阀装配件20通过。该壁48夹在固定螺母21(在附图1中示出)和水箱壁12之间。

可替换的，该储水池壁48可以包括向上的、分开的叉52、54，该叉可以选择性地包括塑料和金属层，使得叉能够弯曲并安装在水箱壁12的上端，如附图1至8所示。该叉可以如附图18所示的间距较宽或如附图19所示的间距较近。附图8所示的设计容许箱式储水池30在水箱中横向移动以适应入口管18或入口28的偏差。

附图20至22示出了叉是如何由夹在塑料材料58间的金属层形成的。

附图23、24A和24B示出了在包括用排水口32、36替代了附图17至19中的虹吸管的节水设备中叉52、54的应用。

附图25A、25B和26示出了盖60，该盖60能够安装在储水池30之上并固定在其边缘，防止从阀出口28落下的水从储水池30中溢出。

储水池30的端壁由附图标记62示出。当水箱排空杠杆臂26下降到其低位时，该处用来容纳所述杠杆臂26。

该盖包括凹槽64、66，用于与箱30的两个长侧缘34的上边缘接合。如附图27和28所示，该边缘34包括外凸肋68、该凹槽64、66包括凹痕70，凸肋和凹痕在箱的边缘咬合。

附图29和30示出了与附图1极为相似的一种设计，只不过采用能够排空储水池30的虹吸管72代替了排水口32、36。该虹吸管仅在储水池30的水面到达了虹吸管72的弯管的拱顶74时才开始工作。

附图31示出了另一种虹吸设备，其中小中心管76从储水池30的底部向上延伸，外套较大的外管78，该外管78的上端是封闭的。该外管78的下端包括一个或多个开口(或与储水池30底部有一小环形间隙)，允许水流入管76、78之间的环形(同轴)空间中。随着储水池30的水面到达了外管78的上端，随着水沿中心管76向下流入水箱，虹吸受到影响，直到储水池30完全排空，虹吸才停止。

本领域技术人员可以理解这里使用的术语“水箱”、“贮水池”和“容器”不对本发明产生限制，而任何适合的液体均可以由改进本发明的液体储存容器操作性能的节水(液体)设备(或装置)储存或处理。如上所述，本发明最常使用在家庭用水、工业用水和城市用水设备的处理上。

当然可以理解本发明不为上述以实施例方式给出的具体细节所限制，可以在权利要求范围内进行多种修改和变化。

Claims (13)

1.一种节约液体设备，适于使用在具有入口阀控制器的液体储存容器中，该入口阀控制器在自动再注入循环阶段通过相关的阀控制进入容器中的液体的量或流速，当容器中的液体从其中排出时该阀开始工作，该节约液体设备包括一储水池，该储水池用于接收来自入口阀的进液并在一段时间内保持一定的液体量，足以防止液体在再注入循环阶段通过阀进入容器中，并成为容器中直接排放液体中的一部分，该储水池包括用于将储水池保持在相对于进口阀固定的位置的装置和使得储水池中的液体逐渐排出的流量控制装置。

2.如权利要求1所述的节约液体设备，其特征在于，用于将储水池保持在固定位置的装置包括用于将储水池固定到液体储存容器的一个或多个壁上的元件。

3.如权利要求1所述的节约液体设备，其特征在于，该储水池与该储存容器整体形成。

4.如权利要求1至3中任一项所述的节约液体设备，其特征在于，该流量控制装置包括一个或多个孔，液体可以通过所述孔流出。

5.如权利要求4所述的节约液体设备，其特征在于，该流量控制装置包括一第一孔，该第一孔位于储水池底部之内或靠近该底部，用于基本上排空储水池，和一第二孔，该第二孔距储水池底部一预定距离，用于容许多余的水从储水池中排出。

6.如权利要求4所述的节约液体设备，其特征在于，该流量控制装置包括一虹吸管。

7.一种液体储存容器，具有一在自动再注入循环阶段通过相关的阀控制进入容器中的液体的量或流速的入口阀控制器，当容器中的液体从其中排出时该阀开始工作，该容器包括一储水池，该储水池用于接收来自入口阀的进液并在一段时间内保持一定的液体量，足以防止液体在再注入循环阶段通过阀进入容器中，并成为容器中直接排放液体中的一部分，该储水池包括用于将储水池保持在相对于进口阀的固定位置的装置和使得储水池中的液体逐渐排出的流量控制装置。

8.一种液体储存容器，包括一水室(WC)，该水室具有一球形阀控制器，用于在自动再注入循环阶段通过相关的阀控制进入容器中的水的量或流速，当水箱中的基本上所有水通过虹吸启动的冲水机构从水箱中排出时该阀开始工作，该水箱包括一储水池，该储水池用于接收来自入口阀的进水并在一段时间内保持一定的水量，足以防止水在再注入循环阶段当虹吸冲水还在继续时通过阀进入容器中，并成为水箱中排放水的一部分，该储水池包括用于将储水池保持在相对于进口阀的固定位置的装置和使得储水池中的液体逐渐排出的流量控制装置。

9.一种节约液体资源的方法，包括将液体储存在储存容器中，该储存容器具有一在自动再注入循环阶段通过相关的阀控制进入容器中的液体的量或流速的入口阀控制器，当容器中的液体从其中排出时该阀开始工作，将进液排放入储水池，该储水池用于接收来自入口阀的进液并在一段时间内保持一定的液体量，足以防止液体在再注入循环阶段通过阀进入容器中，成为容器中直接排放液体的一部分，该储水池包括用于将储水池保持在相对于进口阀的固定位置的装置和使得储水池中的液体逐渐排出的流量控制装置。

10.一种在入口阀由于容器中的液面下降而开启后控制液体通过浮子控制的入口阀进入液体储存容器中的方法，其特征在于，通过入口阀进入的液体在入口阀开启后一段预定时间内不能进入容器，而是进入连接到容器或成为容器的一部分的中间储水池中，该预定的时间由从入口阀流出的液体的流速和液体的量而定，该液体在从储水池排出流入容器之前容纳在中间储水池中。

11.一种基本上如附图描述和所示的节约液体设备。

12.一种基本上如附图描述和所示的液体储存容器。

13.一种基本上如附图描述和所示的节约液体资源的方法。

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