CN1079018A - 压力冲水马桶系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用现有供水水压产生抽走排 泄物的高速水流的新型马桶冲水系统。本发明的冲 水周期独特，与现有冲水马桶不同，本发明马桶由密 封水箱、使供水系统与水箱连接的进水阀及将水箱中 水排放到马桶的排放阀组成。平时，水箱是空的。冲 水周期以使用者打开进水阀开始，然后以供水压力使 水流入水箱。进水压缩水箱内截留的空气直至达到 要求的压力。接着，进水阀自动关上，排放阀打开。 水靠压缩空气压力排放到马桶。本发明冲水马桶提 供高速冲水，大量节省用水且性能优于传统马桶。

Description

本发明涉及新型的冲水马桶，更具体地说涉及马桶压力冲水系统。

冲水马桶的工作原理依赖于两个基本元件，即排泄存水弯管和虹吸管。排泄存水弯管由泄污道组成，泄污道由朝上流道接着向下管段形成的挡水堰构成，这种设置防止马桶盆体内的水排走，因水面低于挡水堰而在平时马桶盆体底部形成水池。水池起水封作用，使马桶盆体与下流泄污管道隔开，同时容纳排泄物，还防止排泄物直接与盆体表面接触，泄污道的向下管段基本上延伸到盆体底部，以致于在一定的高速水流下可以产生虹吸作用。

就传统的抽水马桶而言，放入盆体内的水首先自盆体向挡水堰溢出引起溢流，当继续冲水时，溢流增大，直到在泄污道的向下管段内形成柱流的流量。在此状态下，则建立起虹吸作用。虹吸作用产生的吸力把排泄物从盆体中抽走。实际上，目前所有的冲水马桶均依靠虹吸作用将排泄物抽走。由于虹吸作用仅仅在一定的水流量下才可以建立，故而必需供以大量水。家用冲水马桶就要从水箱中放出大量水以供给必需的水流量。重力式冲水马桶的水箱通常安置在盆体上端且与大气相通。现时，重力式冲水马桶在美国和世界上最普及。

最近，已研制成家用压力冲水马桶，它利用现有供水的压力引起冲水作用。这个系统由储存压力水的密封冲水水箱组成，以有效增大供水。在冲水之后，水箱会自动地再注满。当水压使水流入水箱时，箱内截留的空气受压，使箱压增大直至达到预定的压力。然后，由压力调节器截断供水，箱内的水和压缩空气保持到下一次冲水。因为水箱体积和截留空气量均固定，所以箱压的控制决定每次冲水的水量。

与传统的重力冲水相比，压力冲水系统有许多优点。该系统的最初放水速度大大高于重力水流所获得的速度。压力冲水中所用的总能量大于重力冲水好多倍。因此，压力冲水几乎会立即建立所需的虹吸作用，而且只需要非常少的水，就能造成高效率的冲洗效果。

然而，现有的压力冲水系统有几个不令人满意的特性。现有压力冲水采用传统的方法将冲洗用水平时预存在水箱中。因此需要准确地控制水箱受压的情况。由于水箱需要长期地贮存大量的能量，水箱需要特别加强的结构设计以确保操作的安全，同时也增加生产的费用。

现有压力冲水系统的另外的问题在于，现有的系统在每次水箱重新注满水时需要带进定量的新鲜空气，以便补充前一次冲水所带走的空气。为了控制带进的空气，水流必须用相当精确的文杜里喷嘴控制。这又增加了系统的复杂性，从而增加安装和维修费用。在使用时，使用者需要打开压力冲水阀。由于冲水阀横截面积大和水压大，故而在冲水阀上要施加较大的力。为了方便使用者，需要减小力以便使阀门容易打开。目前解决这个问题的方法是装一个启动水箱冲水阀的控制阀。这又使压力冲水系统变得更加复杂和更不可靠。因此，压力水箱系统尽管有优越的性能，但至今仍未能普及。

本发明的主要目的旨在提供一种新型马桶冲水系统，它利用现有供水的压力能量，减少了水的消耗以及改善一种马桶冲水的性能。

本发明的具体目的旨在克服现有压力冲水系统的各种缺点，如安全性问题和系统的复杂性。

本发明的另一个具体的目的旨在提供一种新型压力冲水系统，其在平时水箱是空的，而仅在冲水之前的短时间内加压灌水。

本发明又一个具体的目的旨在提供一种新型压力冲水系统，以不同且独特的周期进行工作，其中水箱是在冲水之前才注水。在这种情况下，消除了现有压力冲水系统的安全顾虑。

本发明再一个具体的目的旨在提供一种新型压力冲水系统，在每次冲水之后会自动地向压力箱内补充新鲜空气，从而不必设置现有压力冲水系统中所需的空气输送装置。

直到现在，现有马桶（包括重力冲水和压力冲水）均预存冲洗用水在水箱中，一般来说，传统马桶的冲水周期自打开水箱的冲水阀开始。水放完之后，冲水阀自动关闭。然后，水箱自动地再注水到预定的水位，到达这个位置注水停止直至下一次使用。

本发明的冲水周期完全与所有现有冲水马桶不同。本发明由密封冲水水箱、使供水系统与水箱连接的进水阀、以及把水箱的水排放到马桶盆体中的冲水阀组成。平时水箱是空的。冲水周期以打开进水阀开始，供水系统的水压迫使水进入水箱，在进水的过程中同时关闭冲水阀。冲水阀关闭截留了整个水箱中的空气。新进来的水流入水箱，随水的增加使水箱内的截留空气受压，从而使箱压增高。当水箱压力达到预定压力时，进水阀关闭，冲水阀自动打开。随后在压缩空气的压力下，使水排放到马桶，这时，立刻产生虹吸作用，使排泄物从马桶盆体中抽走。

这样，当使用者启动冲水周期时，冲水作用并不立即开始，而有短时间延迟，以使水箱注水。之后，冲水突然开始，排放强烈的水流。这种冲水周期在概念上与所有现有马桶不同。

本发明的优点是提供了一种新型的压力冲水马桶系统及装置，它结构简单，安全实用，能降低水的消耗并改善马桶冲水的性能。而且本发明的冲水周期与所有现有冲水马桶不同。

以下，将参照附图并结合实施例对本发明作更详细地说明。

图1所示为本发明压力冲水马桶的局部剖视图;

图2所示为本发明冲水系统的细节（进水）;

图3所示为本发明冲水系统的细节（放水）。

参照图1，冲水水箱1是一个贮存水和压缩空气的密封箱体。水箱1经过管道4、进水阀2和管道9与供水系统连接，并且通过冲水阀3连接马桶盆体31。采用本发明冲水系统的马桶盆体设计与传统的虹吸喷射设计相似，在马桶盆体底部设有一喷嘴32，对于这个较佳实施例来说，水箱中排放的水流分成两股水流，一股水流流到边沿通道33，然后经冲洗孔34流到马桶内。另一股水流流经喷嘴32，在冲水过程中形成高速喷射流。使用期间马桶底部有一水池35作为水封，而且同时作为排出的排泄物的收集处。平时，进水阀2关闭，水箱1是空的，冲水阀3打开。

图2所示为本发明冲水系统的细节。开始按下按纽6，则把阀塞4推离阀座5，使进水阀打开。在打开情况下，阀塞4不再受到供水的静压力作用。进水经过圆筒11和止回阀12进入水箱。同时，进水的压力使圆筒11加压将冲水阀塞15推向冲水阀座13而关闭冲水阀3。冲水阀关闭截留了整个水箱内的空气。之后，处于管道供水压力下的水开始流入水箱1，新进来的水逐渐使水箱中的截留空气加压。

由于水箱压力与水箱中水量之间存在着一定的关系，故而水箱中水位可以控制水箱压力。在本发明较佳实施例中，进水通过设置在进水阀2中的压力断流装置而在预定的水箱压力下关闭。压力断流装置包括一活塞8，其第一侧面感受大气压，第二侧面感受基本上接近于所说的冲水水箱内压的压力，所说的活塞8以向第一侧面方向活动引起所说的进水阀关闭的方式与所说的进水阀连接，所说的活塞还配置一个预定压力的弹簧7，以使所说的活塞的第二侧面上之压力超过所说的预定冲水水箱压力时，所说的活塞8克服所说的弹簧7的预压力并使活塞运动，随后使所说的进水阀关闭。参照图3，当水箱1中的压力达到预定的值时，在活塞8上所施加的水压力克服了弹簧力，进而使进水阀又关闭。进水阀2关上时，圆筒11中的压力不再由新进入的水流所维持，而且通过与外部低压区相通的窄流通道14的泄流使圆筒11减压。如图3所示，圆筒11的减压引起冲水阀塞15从阀座处13退回并脱离关系。这样，使冲水阀3打开，水就从水箱排放到马桶。

受压缩空气压力加速排放的水流几乎立即产生虹吸作用，把马桶中的排泄物抽走，直至马桶盆体几乎被排空。接着，虹吸作用破坏，马桶盆体一瞬间变空。

冲水马桶要求设计成在每次冲水之后应自动地使排泄存水弯管注满水。这对密封排污管以及为下一次使用作准备是必需的。本发明的一种较佳的解决办法是在排放结束时使部份放水周期放慢，以致于最后一部份放出的水在虹吸作用破坏后保持在马桶中。在冲水阀3的上流设一根短的直立管21，要配置得使直立管上端以下的水箱内的水量足以注满水池。当放水时水箱中的水平面下降到直立管上端22时，小流孔23限制了流动道，从而大大地减少了排放的流速。缓慢地放水不会再保持虹吸水流，从而中断虹吸作用。然后，缓放的水集中在马桶盆体低部且注满水池。

Claims (8)

1、一种冲水马桶的工作方法，其特征在于所述冲水马桶包括一贮存水及封住其中截留的空气的冲水水箱，一通向冲水水箱、连接控制流向冲水水箱的进水的加压供水源的进水阀，一控制从水箱排放到马桶的水流的排放阀；所说的工作方法的冲水周期以冲水水箱无水但有空气开始，它包括以下步骤：

(1)冲水周期以打开进水阀把水供给冲水水箱开始，

(2)自动关闭排放阀，以致于空气被截留在冲水水箱内，进水在冲水水箱内积聚；进水流不断地使水箱中的截留空气在水源的压力下压缩，

(3)向水箱不断地供水，直至水箱中的水量达到预定的数量，

(4)自动地使进水阀关闭，

(5)自动地打开排放阀，使水箱中的水排放到马桶中，从水箱中排放的水使马桶中的排泄物抽走。

2、如权利要求1所述的冲水马桶工作方法，其特征在于所说的方法还包括一步骤：

（6）当来自水箱的排放水流接近放完时，使预定部分的排放水流减缓，预定部分排放水流注满马桶的排泄物收集部分。

3、如权利要求1所述的冲水马桶工作方法，其特征在于步骤（3），水箱内的预定水量由水箱压力控制，在步骤（4），进水阀由以限定水箱压力的预定压力设定的压力断流装置关闭。

4、如权利要求1所述的冲水马桶工作方法，其特征在于在步骤（5），排放阀由于水力的作用，在进水阀关闭后自动打开。

5、一种冲水马桶，其特征在于它包括一马桶本体，一气密性冲水水箱，一连结压力水源与水箱的进水阀，手控启动打开进水阀的启动装置，一以水箱中的预定压力启动关闭进水阀的压力断流装置，一使冲水水箱与马桶盆体相连的排放阀;排放阀根据水力原理以进水时排放阀关、而进水被切断时排放阀开的方式对经过进水阀的水流起作用;当进水阀由启动装置打开时，排放阀自动关闭截留住水箱中的空气，进水流压缩水箱内的截留空气，直至水箱压力达到预定压力，然后压力断流装置关闭进水阀，在进水流被切断的情况下，排放阀被打开，使水箱中的加压水排放入马桶盆体，以抽走马桶盆体中的排泄物。

6、如权利要求5所述的冲水马桶，其特征在于排放阀包括一圆筒、一配置在圆筒内的活塞、一与活塞连接的阀门关闭机构;进水流进入圆筒的内部并对圆筒加压和推动活塞及阀门关闭机构，引起排放阀关闭;圆筒包括一降压装置，在进水流被切断时使圆筒的内压降低，进而引起关闭机构退回以及排放阀打开。

7、如权利要求5所述的冲水马桶，其特征在于降压机构是使圆筒的内部与排放阀的下流段相通的窄流道。

8、如权利要求5所述的冲水马桶，其特征在于压力断流装置包括一活塞，其第一侧面感受大气压，第二侧面感受基本上接近于冲水水箱内压的压力，活塞以向第一侧面方向移动引起进水阀关闭的方式与进水阀连接，活塞还配置一个预定压力的弹簧，以使活塞的第二侧面上之压力超过预定冲水水箱压力时，活塞克服弹簧的预压力并使活塞运动，随后使进水阀关闭。

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