CN102713094A - 以喷流为动力的抽水马桶冲刷系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种以喷流为动力的抽水马桶冲刷系统，其包括：抽水马桶便盆；存水器；所述存水器与所述抽水马桶便盆之间的流体导管；所述存水器内侧的喷管，所述喷管具有经引导而朝向所述流体导管的进口的管嘴；将水供应到所述喷管的注水阀；及所述存水器中的分流器，所述分流器经定位以：(a)在所述存水器已满时将来自所述喷嘴的水流分流到所述流体导管的所述进口中，或(b)在所述存水器已空时将来自所述喷嘴的水流分流而使其离开所述流体导管的所述进口且进入到所述存水器中。

Description

以喷流为动力的抽水马桶冲刷系统

相关申请案交叉参考

本申请案请求在2009年5月31日提出申请且标题为“用于抽水马桶的无水箱冲刷系统(Tankless Flush Systems for Toilets)”的第61/182,742号临时专利申请案的优先权，所述申请案就像逐字论述一样以引用方式并入本申请案中。

技术领域

本发明涉及抽水马桶，所述抽水马桶在不需要定位于抽水马桶便盆上方的升高的水箱或定位于升高的水箱与抽水马桶便盆之间的挡板冲刷阀的情况下进行冲刷。

背景技术

大多数常规住宅抽水马桶利用安装于抽水马桶便盆上方的水箱中的升高的水供应。为冲刷抽水马桶，使用者致动杠杆或按钮，所述杠杆或按钮在重力下将升高的水释放到抽水马桶便盆中。然而，此些升高的抽水马桶水箱体积大且不美观，且易于发生泄漏风险。因此，需要一种在不需要升高的水箱的情况下冲刷且还适合于住宅与商业使用两者的抽水马桶。

另外，近年来，节水对于许多人及政府来说变得更重要。实际上，许多管辖区域具有限制每次抽水马桶冲刷可使用的水量的法律。还响应于对节水的需要，已开发双冲刷抽水马桶。在双冲刷抽水马桶中，存在两个使用者可选择的冲刷大小。小冲刷用以处置液体废物。大冲刷用以处置固体废物。优选地，所要的抽水马桶还将适合于与双冲刷技术一起使用。重要的是，节水包括改变冲刷大小及防止泄漏故障两者。因此，还期望提供“无挡板”抽水马桶，因为抽水马桶挡板易于用坏且还对恶劣的化学品及灰水敏感。因此，非常期望挡板阀的消除减小维修花费及此棘手且耗时的替换的不方便性。

发明内容

本发明提供一种抽水马桶冲刷系统，其不需要如在常规重力提供动力的抽水马桶中看到的定位于抽水马桶便盆上方及后面的升高的水箱。然而，本冲刷系统提供许多额外好处且还可任选地用以替换规则抽水马桶中的常规冲刷系统。

在一个优选方面中，本发明提供一种以喷流为动力的抽水马桶冲刷系统。此系统包括：(a)抽水马桶便盆；(b)存水器；(c)所述存水器与所述抽水马桶便盆之间的流体导管；(d)所述存水器内侧的喷管，所述喷管具有经引导而朝向所述流体导管的进口的管嘴；(e)将水供应到所述喷管的注水阀；及(f)所述存水器中的分流器。所述存水器中的所述分流器优选地经定位以：(i)在所述存水器已满时将来自所述喷嘴的水流分流到所述流体导管的所述进口中，或(ii)在所述存水器已空时将来自所述喷嘴的水流分流而使其离开所述流体导管的所述进口且进入到所述存水器中。

所述喷嘴优选地定位于所述存水器中低于所述流体导管的中间区段。在操作中，水从所述喷嘴传递到所述流体导管的所述进口中也将周围的水从所述存水器汲取到所述流体导管中。因此，此形成“虹吸效应”，其中流体流从所述存水器虹吸水而使其穿过所述流体导管且进入到所述抽水马桶便盆中(从而冲刷所述抽水马桶便盆)。

本发明的重要新颖特征是其分流器。所述分流器自动地在两个路径中的一者中引导流体流。在冲刷之前(即，当存水器已满时)，来自所述喷嘴的流被直接发送到所述流体导管中。此致使所述存水器的内容被虹吸到所述冲水马桶便盆中，从而冲刷所述抽水马桶便盆。

在冲刷之后，所述存水器中的水实质排空。此时，所述存水器中的水位下降到低水位，使得所述分流器接着自动地阻挡从所述喷嘴射到所述流体导管中的水流。此通过阻挡所述流体导管的所述进口来进行。由于没有水喷射到所述流体导管进口中，因此“虹吸效应”停止。因此，所述存水器中的水不排放到所述抽水马桶便盆中。因此，水流仅传递到所述存水器本身中，从而给所述存水器补水。

在优选实施例中，所述分流器包含浮子及可移动闸门。当所述存水器已满时(即，在冲刷之前)，所述浮子将所述可移动闸门提离从所述喷嘴进入到所述流体导管的所述进口中的流体路径。类似地，在所述存水器已被排空之后(即，紧接在冲刷之后)，所述浮子将所述可移动闸门向下降低到从所述喷嘴进入到所述流体导管的所述进口中的流体路径中。

在其它优选实施例中，来自所述喷嘴的水流被引导到所述可移动闸门上以保持所述可移动闸门处于阻挡所述流体导管的所述进口的降低的位置中，甚至是在冲刷之后已给所述存水器实质或完全补水之后。最后，当已给所述存水器完全补水时，离开所述喷嘴的所述流体流停止。因此，不再存在向下保持所述可移动闸门处于其降低的位置中的流体流压力。此时，所述分流器上的所述浮子将接着提升所述闸门，从而打开到所述流体导管的所述进口。因此，所述抽水马桶被“复位”且准备下一次冲刷。

在优选实施例中，所述注水阀包含注水阀浮子。当所述注水阀浮子降低位置时，所述注水阀将水供应到所述喷管中。此注水阀浮子可任选地以两种方式中的一者降低。首先，其可在所述存水器中的水位紧接在冲刷之后下降时降低。因此，所述存水器将自动地在水已被从其虹吸出且进入到所述抽水马桶便盆中之后补水。其次，使用者可手动地降低所述浮子的位置以起始冲刷。特定来说，手动地向下推所述浮子将致使水流动到所述喷管，此又将致使所述存水器中的水被虹吸到所述抽水马桶便盆中(如上文所解释)。一旦起始到所述喷管的流动，则所述存水器中的水位变得较低，从而允许所述浮子的重量保持所述注水阀在冲刷期间打开。在一个任选实施例中，所述存水器具有变窄的顶部部分，且所述注水阀浮子定位于所述存水器的所述变窄的顶部部分内以促进此动作。

本发明的第一优点在于，进入到所述存水器中的单个水供应线路既用以起始喷射虹吸流(即，冲刷所述抽水马桶便盆)且又用以在冲刷之后给所述存水器补水。相比之下，现有喷射流系统使用一个线路来起始喷射虹吸流且使用单独的输入流线路来给水箱补水。因此，这些现有喷射流系统还需要许多额外控制及阀来操作。

本发明的第二优点在于，其避免通常将升高的抽水马桶水箱与下方的抽水马桶便盆分离的柔性挡板阀。柔性挡板阀通常是抽水马桶系统的最弱部分且因此最易于发生故障(导致水从抽水马桶水箱向下泄漏到抽水马桶便盆中)。因此，挡板阀通常是要替换的抽水马桶系统的第一部分。

本系统的第三优点在于，其节水，因为完全避免了水箱到便盆水泄漏(因为不存在坐落于便盆上方的升高的水箱且因此不存在水箱与便盆的挡板阀分离)。

本系统的第四优点在于其易于安装、维修及操作，且可与不同的便盆大小及几何形状一起使用。本系统比常规升高的水箱抽水马桶具有更少的移动流体部件且因此更好地适应由于化学品或甚至灰水再使用而产生的恶劣水条件。最后，本发明的其它优点在于，其提供非常一致的冲刷；且其耐用且耐久。

附图说明

图1是本系统在静止时的截面示意侧立面图。

图2是当使用者开始冲刷时抽水马桶的截面示意侧立面图。

图3是抽水马桶冲刷的截面示意侧立面图。

图4是在冲刷的结束时抽水马桶的截面示意侧立面图。

图5是存水器补水时抽水马桶的截面示意侧立面图。

图6是处于“向上”位置中的分流器的放大视图。

图7是处于“向下”位置中的分流器的放大视图。

图8是经配置以用于全冲刷位置中的“双冲刷”的本系统的示意图。

图9是经配置以用于部分冲刷位置中的“双冲刷”的本系统的示意图。

具体实施方式

下文描述本发明的示范性实施例。各图未必按比例绘制且未必展示本发明的各种实施例的每个细节或结构，而是图解说明示范性实施例及机械特征以便提供对此些实施例的使能说明。

图1到图5展示本以喷流为动力的抽水马桶冲刷系统的操作中的顺序步骤。图6及图7展示分流器的放大视图。最后，图8及图9展示任选“双冲刷”(即，全冲刷或半冲刷)抽水马桶冲刷系统。

首先参照图1到图5，提供抽水马桶10。抽水马桶10包含存水器20及抽水马桶便盆30。存水器20与抽水马桶便盆30由流体导管40连接。流体导管40具有定位于存水器20的底部附近的开放底部端42。流体导管40还具有经定位而高于抽水马桶便盆30的顶部边沿的中间区段44。流体导管40接着向溢水道46中打开，水可穿过溢水道46流动到便盆30中。

还提供水供应系统50。根据本发明，水供应系统50既用以在冲刷之后补充存水器20中的水，且又用以在存水器20已满时起始冲刷。水供应系统50包含连接到注水阀54的单个水流线路入口52。当注水阀54打开时，水从水入口52流动而穿过注水阀54且离开喷嘴56。注水阀54进一步包含浮子58。当浮子58降低位置时，注水阀54打开(从而将水供应到管嘴56)。

喷嘴56经引导而朝向流体导管40的进口42。因此，当注水阀54打开时，水将从管嘴56喷出，直接进入到流体导管40的进口42中。如将解释，从喷嘴56传递到流体导管40的进口42中的水会将存水器20中的周围水引入到流体导管40中。此将从存水器20虹吸水而使其穿过流体导管40且进入到抽水马桶便盆30中，从而冲刷便盆。

分流器60位于存水器中。分流器60任选地包含浮子62及可移动闸门64。如将通过依序看到图1到图5解释，分流器60经构造及定位以在两个不同路径中的一者中将水流分流。特定来说，流可：(a)在存水器20已满时从喷嘴56分流到流体导管40的进口42中，或(b)在存水器20已空时从喷嘴56分流而离开流体导管40的进口42且进入到存水器20中。

首先参照图1，展示“静止时”的系统(即，位于冲刷之间)。在此位置中，分流器浮子62将可移动闸门64提升到所示位置。存水器20水已满。

接下来，在图2中，使用者开始冲刷抽水马桶。特定来说，使用者手动地向下推动注水阀浮子58(如箭头“D”所示)。注意，根据本发明，此可替代地通过直接向下推动注水阀浮子58，通过使用任何机械或铰链来向下推动注水阀浮子58或通过触发将水发送到喷嘴56中的另一机构来完成。当已向下推动注水阀浮子58时，注水阀54接着打开，从而供应水，所述水快速流动离开喷嘴56且进入到流体导管40的进口42中。由于喷嘴56渐缩成相对小的直径，因此加压水穿过喷管加速且以比其进入喷管的速度大的速度退出管嘴56。流出喷射喷管56的水前进到流体导管40的进口42中。退出管嘴56的水的动能足以克服重力且离开存水器20，从而向上穿过流体导管40且接着向下进入到抽水马桶便盆30中。

如图3中可见，一旦建立穿过流体导管40的流，形成虹吸效应且存水器20中的水经由U形流体导管40被吸取且进入到抽水马桶便盆30中，因此提供用于抽水马桶冲刷的水。如可见，浮子62开始下降，使得可移动闸门64随着存水器20中的水位下降而开始降低。

最后，如图4中所见，存水器被“排空”。注意：在此背景下且在所附权利要求书中，“被排空”应理解为意指排空到冲刷已完成冲刷或实质完成的点。因此，实际上未必从存水器20移除所有的水而使存水器“被排空”。此时，浮子62下降到一位置，使得可移动闸门64现在阻挡到流体导管40的进口42。

因此，如图5中所见，从管嘴56喷射的水可不传递到流体导管40中且替代地仅填充存水器20。还可看到的本发明的任选特征在于，从管嘴56直接射在可移动闸门64上的水压力可操作以将可移动闸门64固持于其降低的位置处(如所示)，甚至是在存水器20中的水位上升到浮子62以上时。

最后，在已给水箱20补水之后，注水阀浮子58将被水位升高到其关掉到管嘴56的水流的位置。在所述时间，从管嘴56射到可移动闸门64上的水流将停止。因此，可移动闸门64将不再保持向下处于其降低的位置中。而是，浮子62会将可移动闸门64向上提升回到如图1中初始所示的位置。此时，冲刷循环完成，且抽水马桶准备将来的另一次使用。

如图1到图5中所见，存水器20可具有变窄的顶部部分21。注水阀浮子58可定位于存水器20的变窄的顶部部分21内。具有变窄的顶部部分21对存水器20的优点在于，存水器20中的流体体积的小改变将导致注水阀浮子58中的垂直位置的相当大的改变。此允许水位的快速下降(当存水器20正在排空时)。因此，使用者仅需要将浮子58按下相当短的时间周期来起始冲刷。

在替代实施例中，可存在指向流体导管的嘴中的一个以上喷嘴(以增加经由U形流体导管输出以起始冲刷的水的总动能)。

在优选实施例中，溢水道46经定位而高于便盆边沿，以防止来自便盆的水流回到存水器中。在其它替代实施例中，流体导管40还可具有单向阀以防止从抽水马桶便盆30到存水器20中的反向虹吸(“向后吸取”)。

图6及图7展示分流器60的优选实施例的放大视图。在此实施例中，分流器60直接紧固到流体导管40的输入进口42上。浮子62由中空塑料构造制作，且闸门64由实心塑料构造制作。在图6中，浮子62处于其升高的位置中，从而向旁边提升可移动闸门64，使得喷嘴可将水射到分流器中(见箭头“W”)。在图7中，浮子62处于其降低的位置中，从而使可移动闸门64下降，从而防止喷嘴将水射到分流器中(见箭头“W”)。还可见，流体导管40可包含扩张区段43，扩张区段43在横截面积上离开流体导管的进口42而扩展。此扩张区段操作以通过从流动穿过导管40的水恢复动能来改善喷射泵的效率。

最后，图8及图9展示用于以“双冲刷”抽水马桶(即，其中使用者可选择全冲刷或部分冲刷的抽水马桶)操作本发明的任选系统。此任选系统使用安装到浮子上的可变浮力装置，如下文。如图8中所见，具有开放顶部端的杯66可由使用者操作的输入杠杆68旋转到所示位置。在此位置中，当杯66被浸没时存水器20中的水将流动到杯66中，且当杯66升高到水的表面以上时存水器20中的水将流出杯66。因此，杯66将对浮子62的浮力不具有实质影响。因此，结果将为如上文在图1到图5中所描述的“全冲刷”。

相比之下，图9展示杯66旋转到向上位置，使得其在其中容纳水。在此定向中，当闸门64保持于向下位置中(类似于图5)时杯66填充有水。当抽水马桶接下来被冲刷时，存水器20中的水位将下降到杯66以下。然而，所添加的杯66(现在填充有水)的重量将更快速地将可移动闸门64向下推到其降低的位置。因此，将更快速地密封流体导管40的进口42且较少水将从存水器20传递到抽水马桶便盆30中。因此，结果将为“部分冲刷”。因此，所述杯可定位成依据杠杆68的位置而保持水(图9)或不保持水(图8)。

所属领域的技术人员在不背离由所附权利要求书界定的本发明精神及范围的情况下显而易见本发明的各种修改形式及更改形式。举例来说，所使用的冲刷致动器的类型可广泛地变化，且可安装于各种位置中，包括在水箱的顶部、在水箱的侧部、地板上的脚激活的致动器或安装于墙壁上在抽水马桶后面且实质在抽水马桶上方的手激活的致动器。应记住这些原则来解释所附权利要求书。

如35U.S.C.§112，6中所规定，权利要求中的未明确陈述用于执行所规定功能的“构件”或用于执行所规定功能的“步骤”的任何元素不应理解为“构件”或“步骤”。

Claims (20)

1.一种以喷流为动力的抽水马桶冲刷系统，其包含：

抽水马桶便盆；

存水器；

所述存水器与所述抽水马桶便盆之间的流体导管；

所述存水器内侧的喷管，所述喷管具有经引导而朝向所述流体导管的进口的管嘴；

将水供应到所述喷管的注水阀；及

所述存水器中的分流器，所述分流器经定位以：

(a)在所述存水器已满时将来自所述喷嘴的水流分流到所述流体导管的所述进口中，或

(b)在所述存水器已空时将来自所述喷嘴的水流分流而使其离开所述流体导管的所述进口且进入到所述存水器中。

2.根据权利要求1所述的系统，其中从所述喷嘴传递到所述流体导管的所述进口中的水从所述存水器虹吸水而使其穿过所述流体导管且进入到所述抽水马桶便盆中。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述分流器包含浮子及可移动闸门。

4.根据权利要求3所述的系统，其中当所述存水器已满时，所述浮子将所述可移动闸门提离从所述喷嘴进入到所述流体导管的所述进口中的流体路径。

5.根据权利要求3所述的系统，其中当所述存水器已空时，所述浮子将所述可移动闸门降低到从所述喷嘴进入到所述流体导管的所述进口中的流体路径。

6.根据权利要求5所述的系统，其中在所述可移动闸门已降低到所述流体路径中之后，从所述喷嘴到所述可移动闸门上的水流保持所述可移动闸门处于阻挡所述流体导管的所述进口的位置中。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述注水阀包含注水阀浮子，且其中当所述注水阀浮子降低位置时，所述注水阀将水供应到所述喷管。

8.根据权利要求7所述的系统，其中当所述存水器中的水位在冲刷之后下降时，所述注水阀浮子降低位置。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述注水阀浮子可由使用者手动地降低位置以起始冲刷。

10.根据权利要求7所述的系统，其中所述存水器具有变窄的顶部部分，且其中所述注水阀浮子定位于所述存水器的所述变窄的顶部部分内。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体导管包含扩张区段，所述扩张区段在横截面积上离开所述流体导管的所述进口而扩展。

12.根据权利要求3所述的系统，其中所述分流器进一步包含安装到所述浮子上的可变浮力装置。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述可变浮力装置包含在所述浮子的顶部的杯及安装于所述存水器中的杠杆，借此可将所述杯定位成依据杠杆位置而保持水或不保持水。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体导管包含进入到所述冲水马桶便盆中的溢水道，所述溢水道经定位而比所述抽水马桶便盆的边沿高。

15.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体导管具有经定位而比所述抽水马桶便盆的边沿高的中间区段。

16.一种抽水马桶，其包含：

抽水马桶便盆；

存水器，其含有预定体积的水；

U形流体导管，其提供用于所述存水器与所述抽水马桶便盆之间的流体流的路径，所述U形流体导管具有安置于所述预定体积的水的表面下面的进口；

喷管，其安装于所述存水器内侧且连接到冲刷端口，所述喷管具有经引导而朝向所述U形流体导管的所述进口的管嘴；

冲刷阀，其调节进入到所述喷管中的流体流；

浮子注水阀，其调节进入到所述存水器中的流体流，所述浮子注水阀具有漂浮于第一预定体积的水的表面处的浮子；及

冲刷致动器，其耦合到所述冲刷阀，其中当激活所述冲刷致动器时，所述冲刷阀打开且加压水流动到所述喷管中，离开所述管嘴，进入到所述U形流体导管中且进入到所述冲水马桶便盆中，所述加压水进入到所述冲水马桶便盆中的所述流动形成虹吸，所述虹吸将所述预定体积的水的至少一部分引入到所述抽水马桶便盆中。

17.一种以喷流为动力的抽水马桶冲刷系统，其包含：

抽水马桶便盆；

存水器；

所述存水器与所述抽水马桶便盆之间的流体导管；

所述存水器内侧的喷管，所述喷管具有经引导而朝向所述流体导管的进口的管嘴；及

将水供应到所述喷管的注水阀，其中所述注水阀包含注水阀浮子，且其中当所述注水阀浮子降低位置时，所述注水阀将水供应到所述喷管。

18.根据权利要求17所述的系统，其中当所述存水器中的水位在冲刷之后下降时，所述注水阀浮子降低位置。

19.根据权利要求17所述的系统，其中所述注水阀浮子可由使用者手动地降低位置以起始冲刷。

20.根据权利要求17所述的系统，其中所述存水器具有变窄的顶部部分，且其中所述注水阀浮子定位于所述存水器的所述变窄的顶部部分内。

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