用于马桶的压力冲水系统的制作方法

本发明涉及用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统的结构设计，该结构设计提供了低水耗的完美冲洗并且防止饮用水受回流的污染。出于本发明的目的，术语马桶“压力冲水系统”应当意指为马桶冲水设计的卫生洁具。本发明落入卫生设备和器具的领域内。

背景技术：

在卫生系统现有技术中熟知的是压力冲水装置，在压力冲水装置中，具有复杂设计和小流量的自闭合按钮阀与高压水源直接连接。这就是为什么通常具有1/4英寸压力水入口的这些压力冲水装置只适于冲洗小便池。因为在没有任何用于储存压力水的装置的情况下，这些冲水装置无法在足够短的时间内提供足够的水量。

为了冲洗马桶，已经开发出在一定时间内提供一定体积水的带有压力水储存装置的压力冲水装置。现有技术中已知的是在us专利6,470,505b1中描述的压力冲水装置，在该压力冲水装置中，冲洗用水在柔性隔膜所支持的压缩空气的作用下从压力储存器通过连接管道和阀被推到马桶。该系统在3秒内提供2升水，显然，初始水波是被逐渐排放的，因此初始水波没有足够强力可靠地冲洗马桶。

另外，在现有技术中已知的是在公开的专利fr2552135中描述的压力冲水装置，在该压力冲水装置中，冲洗用水也是在柔性隔膜所支持的压缩空气的作用下从压力储存器中通过连接管道和阀被推到马桶。该系统包括容量高达10升的压力储存器、相对薄的柔性连接管道和水流量不足的阀。

公开的美国专利和法国专利中描述的压力冲水装置的主要不足在于，阀下游的水的初始水排放不够强力，即，水排放的前沿不够急，不足以保障单次冲洗的可靠性。从设计观点来看，该冲水装置难以安装，因为它并不紧凑并且它包括需要在安装场所被顺序相互连接的许多组件。

以上不足为基于设计简化、最小耗水和冲洗和设计可靠性的指定要求用合适技术装置来解决该问题开辟了空间。该努力的结果是本文中描述的用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统。

技术实现要素：

通过根据本发明的用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统消除了以上不足。本发明利用气体液压蓄能器中的压缩空气的能量，从而确保在自动液压阀(即，进行水冲击波传递的冲水阀)迅速打开之后，利用初始水冲击波将水从流水箱有力排放到马桶。出于本发明的目的的情况下，术语“马桶”意味着任何坐式、壁挂式或其他马桶。

本发明的实质在于以下事实：该用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统是紧凑的，有可能也是由两个基础组件制成的一体单元，这两个基础组件原始地在制造期间被持久接合在一起。优选地，紧凑单元是刚性单元。其必要组件包括由气体液压蓄能器和恒定被水淹的流水箱组成的现有技术中没有用过的组合，该组合还导致形成具有极陡峭前沿的水冲击波。容纳在流水箱中的大致1-3升的容积影响尤其在冲洗的第一秒期间水冲击波有多有力多陡峭。使剩余水适度流动的冲击波的衰减只是通过最小空气压力下气体液压蓄能器进行衰减排放时流出的水和从来自压力水供应源的入口流出的水形成，从而对马桶进行彻底冲洗。气体液压蓄能器是具有水容积和压缩空气容积的结构元件。气体液压蓄能器可由诸如基于聚丙烯或聚合物或类似复合材料的材料制成。然而，气体液压蓄能器还可被制成为金属压力容器或用塑料和/或金属或碳纤维进行加固的陶瓷容器。气体液压蓄能器可具有1.5至5升或甚至更高(如有需要)的容量。使用可被集成在马桶陶瓷主体中的单个或多个气体液压蓄能器也存在更大的多样性，或者它们可位于马桶外部的任何地方。气体液压蓄能器也可被布置在陶瓷容器或由任何其他合适材料制成并且设置在马桶后部部分的旁边、后方或顶部的容器中。

该用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统的第一组件是压力模块，压力模块被设计为刚性主体，该刚性主体包含至少单个气体液压蓄能器和一个下游流水箱，气体液压蓄能器的内部容积和下游流水箱的内部容积通过至少一个连接开口连接。

来自压力水供应源的入口可在流水箱中与流水箱出口垂直地取向，或者来自压力水供应源的入口可仅仅通到流水箱中。还可行的是，仅仅将来自压力水供应源的入口通到气体液压蓄能器中。最后，可以将来自压力水供应源的入口通到自动液压阀模块的入口中。

压力模块的刚性主体的一个可能实施方式包含具有至少一个连接开口的内部竖直隔板，所述内部竖直隔板将所述压力模块的所述刚性主体的容积划分成至少一个气体液压蓄能器和一个流水箱。

压力模块的刚性主体的另一个实施方式包含上下叠置的两个气体液压蓄能器和通过连接开口与所述两个气体液压蓄能器中的每个互连的一个横向设置的流水箱。

在实施方式的一种类型中，溢流(出口)管穿过气体液压蓄能器。在实施方式的另一种类型中，溢流管通向气体液压蓄能器的外部。

该用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统的第二组件是包括芯、中空的入口元件和中空的出口元件的自动液压阀模块。自动液压阀的入口元件连接到流水箱的出口。自动液压阀的出口元件通到溢流管中。实际自动液压阀模块被进一步设计成，使得具有管状阀的芯与入口元件和出口元件之间的接合处正切，入口元件和出口元件的轴线被弯曲成四分之一圆或直角。管状阀的一端贴着座架安装并且另一端在入口元件内滑动，其中，活塞的一部分通过管状阀延伸到第一弹簧。所述活塞的另一部分通过出口元件延伸到自动液压阀模块的外部。在入口元件中滑动的管状阀的另一端设置有杯状件。活塞的另一部分受按钮、踏板或操纵杆手动机械或机电控制系统的控制，有可能有中断。它可具有内置的电子闭合定时器。按钮或踏板控制的优点在于，它是自闭合的。自动液压阀的这些设计特征显著提高了流量特性。

如果国家规定需要使用保护措施来防止万一液压水入口中产生的负压失效而使饮用水受回流污染，则通过在自动液压阀的出口元件和溢流管之间包含大气持久通气的断流器来符合需要，保护性断流器包括喷嘴、具有通气开口的外套筒，其中，喷嘴的底部部分被安装在如所讨论的国家的相关标准所定义的马桶高潮线上方的0.15m或0.400m的最小安全距离内。为了改善水流轨迹，喷嘴出口面倾斜成50°至70°，从而也显著有助于水冲击波所需的流动传输和稳健性。

本发明还允许形成以下结构：在压力模块(压力模块包括与流水箱互连的气体液压蓄能器)的流水箱和来自液压水供应源的入口之间以及在自动液压阀和来自液压水供应源的入口之间包含有喷射器。在一个实施方式中，喷射器可安装在流水箱的外部。来自液压水供应源的入口与喷射器的推进喷嘴连接。此外，喷射器的吸入口与流水箱的出口连接，并且喷射器的排出口通到自动液压阀模块的入口中。

如果喷射器被装配在流水箱的内部，则来自液压水供应源的入口与喷射器的推进喷嘴连接。喷射器的吸入口被容纳在流水箱内并且喷射器的排出口通过流水箱的出口通到自动液压阀模块的入口中。

本发明并没有排除其他液压组件的使用，其中，在压力水入口中集成诸如入口断流阀、降压阀、止回阀、减压器或回流保护单元的组件中的至少一个。

该用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统的紧凑刚性单元是在其制造处理中通过胶合或通过螺栓法兰将自动液压阀模块的入口元件与压力模块的流水箱的出口连接在一起来制成的。仅仅通过任何其他合适的装置将自动液压阀模块的出口元件插入或固定于溢流管。

用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统的此紧凑刚性单元的安装包括两个简单步骤。第一个步骤是取出压力冲水系统的紧凑刚性单元并且将溢流管的端部装配于陶瓷马桶中的冲水开口。第二个步骤只是将入口连接到建筑物中的标准压力水供应系统，该标准压力水供应系统具有大约0.15mpa至0.35mpa的压力或有可能其他压力。

根据本发明的该用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统的益处根据其外部表现出的效果是显而易见的。显著的优点是，该用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统使加压水有力排放到马桶，采用了在水供应系统中的压力是0.25mpa的情况下在冲水的第1秒内具有陡峭前沿和1.5至4.0升流量的形式。这是通过气体液压蓄能器的动态效果来实现的，气体液压蓄能器用作积蓄在流水箱中的水的有利排放的启动器。气体液压蓄能器将该水以强力快速的脉冲提供，以便形成具有陡峭前沿的冲水冲击波。可假设，通过使来自水供应源的入口垂直于朝向自动液压阀模块的流水箱出口设置在流水箱中，或者通过使来自水供应源的入口通到自动液压阀模块的入口部分中，冲击水流量可被部分保持在流量适度减小的峰值状态。这样增加了水冲击波的稳健性。可假设，有可能装配喷射器的益处是适度保持了冲击波并且增加了衰减冲击波的渐变流，由此不仅由于陡峭前沿而且通过部分保持冲击波的最大峰值，导致实现冲击波的较大稳健性。

该用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统是包括两个基础组件的紧凑刚性单元。流水箱是使得能够形成紧凑刚性单元的结构元件，紧凑刚性单元将实际流水箱、气体液压蓄能器、自动液压阀、大气持久通气的断流器和溢流管集成在一起。由于其设计的简便性，导致一体冲水单元适于安装于不同制造商的各种类型的马桶中。这样保证了系统的可靠性和安全性。这样还使现场安装时间最短。

符合关于针对回流进行保护的实现标准en14453和en12541的原理和关于结合针对水供应源内部污染进行保护的引用水保护的en1717的真空测试，使得在发生事故(液压水入口中的负压和超过马桶高潮水位的污水的反向爆发)的情况下，污水(5级水)不能被吸入压力冲水系统的液压出口中以及实际水供应源中。

本发明的主题还满足被授予冲水马桶的euecolable(欧盟生态标签)no.c(2013)7317的环境标准，该环境标准需要通过不超过4升水来实现马桶的冲洗效果和清洁。

附图说明

附图示出了根据本发明的用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统，其中：图1示出了具有单个气体液压蓄能器的紧凑刚性单元的正视图和左视图。图2示出了具有单个气体液压蓄能器的紧凑刚性单元的右视剖视图。图3示出了具有两个气体液压蓄能器的紧凑刚性单元的右视剖视图。图4示出了具有两个气体液压蓄能器的紧凑刚性单元的侧视剖视图和正视图。图5示出了从顶部供给并且与流水箱的出口表面的横截面垂直地定向的来自压力水供应源的入口。图6示出了被分隔地引导通过气体液压蓄能器并且通到流水箱的伸长出口元件中的入口。图7示出了成螺栓法兰连接布置的自动液压阀模块的侧视剖视图。图8示出了成螺纹接头布置的自动液压阀模块的侧视剖视图。图9示出了成紧凑铸件布置的自动液压阀模块的侧视剖视图。图10示出了在强冲击波的情况下随时间推移的冲洗水流量的图形表示。图11示出了喷射器与冲水系统的各个组件。图12示出了将包含的喷射器装配到流水箱外部的马桶压力冲水系统的布置。图13示出了将包含的喷射器装配到流水箱内部的马桶压力冲水系统的布置。图14示出了将包含的喷射器装配到流水箱内部的马桶压力冲水系统的特定布置。图15示出了在强冲击波的情况下随时间推移的冲洗水流量和改善冲击波持续时间的冲击波衰减阶段中的附加流量的图形表示。

具体实施方式

要理解，本发明的个体实施方式只是按例示方式示出的，而非限制。本领域的技术人员将认识到本发明的特定实施方式的等同物，或者能够使用不止一个常规实验来确认本发明的特定实施方式的等同物。这些等同物旨在被随附权利要求书涵盖。本领域的技术人员在最佳设计此装置方面将没有问题，因此没有详细论述这些特征。

示例1

本发明的特定实施方式的该示例描述了如图1和图2中所示的其第一实施方式的用水冲击波冲洗的马桶压力冲水系统。它被设计成通过将两个基础组件原始地永久接合在一起而形成的紧凑刚性一体单元。第一组件是压力模块1，压力模块1被构建为具有内部竖直隔板1.1的刚性主体，内部竖直隔板1.1具有一个连接开口1.3，内部竖直隔板1.1将压力模块1的刚性主体的容积划分成至少一个气体液压蓄能器1.2和一个流水箱1.4。过流管2被引导通过气体液压蓄能器1.2。来自压力水供应源的入口5被引导入流水箱1.4中并且被装配到压力模块1的侧面。另选地，来自压力水供应源并进入流水箱1.4中的入口5垂直于流水箱1.4的出口1.4.1被引导。在另一个替代形式中，如图5中所示，从压力模块1的顶部来装配来自压力水供应源的入口5。在另一个替代形式中，如图6中所示，来自压力水供应源的入口5被分别引导通过气体液压蓄能器1.2并且被供给到流水箱1.4的伸长出口元件1.4.1中。在另一个未示出的替代形式中，来自压力水供应源的入口5被引导到气体液压蓄能器1.2。在另一个未示出的替代形式中，来自压力水供应源的入口5被引导到具有自动液压阀的模块4的入口部分。第二组件是图7中示出的自动液压阀模块4，该模块包括芯4.1和通过螺栓法兰接头而接合在一起的入口中空元件4.2和出口中空元件4.3。自动液压阀的入口元件4.2连接到流水箱1.4的出口1.4.1。自动液压阀的出口元件4.3通向溢流管2。实际的自动液压阀模块4被进一步设计，使得具有管状阀4.4的芯4.1与入口元件4.2和出口元件4.3的接头正切，入口元件4.2和出口元件4.3的轴线弯曲成四分之一圆。管状阀4.4的一端贴着座架4.5装配，另一端在入口元件4.2内滑动。同时，活塞4.6的一部分穿过管状阀4.4，通到第一弹簧4.7。活塞4.6的另一部分贯穿出口元件4.3延伸到自动液压阀模块4外部。在入口元件4.2中滑动的管状阀4.4的另一端装配有杯状件4.8。活塞4.6的另一部分受手动推动控制机构控制，有可能会中断。另选地，自动液压阀的入口中空元件4.2和出口中空元件4.3通过螺纹接头接合在一起，如图8中所示。在另一个替代形式中，如图9中所示，自动液压阀的入口中空元件4.2和出口中空元件4.3是紧凑的铸件，其中，入口元件4.2和出口元件4.3的轴线弯曲成直角，并且具有管状阀4.4的芯4.1位于它们的接头处。另选地，自动液压阀模块可构建在壁中。在溢流管2和自动液压阀的出口元件4.3之间，包含有大气持久通气的断流器3，断流器3包括喷嘴3.1、具有通气开口的外套管3.2，如图1和图5中所示。喷嘴3.1的下部部分装配在高潮线上方的0.15m或另选地0.40m的最小安全高度。

示例2

本发明的特定实施方式的该示例描述了如图3中所示的其第二实施方式的用水冲击波冲洗的马桶压力冲水系统。它已经在示例1中进行了充分描述。不同之处在于以下事实：压力模块1的刚性主体包含上下叠置的两个气体液压蓄能器1.2和通过连接开口1.3与每个气体液压蓄能器1.2互连的一个横向设置的流水箱1.4。

示例3

本发明的特定实施方式的该示例描述了如图4中所示的其第三实施方式的用水冲击波冲洗的马桶压力冲水系统。它被设计成通过将两个基础组件原始地永久接合在一起而形成的紧凑刚性单元。第一组件是压力模块1，压力模块1被构建为刚性主体，该刚性主体包括上下叠置的两个气体液压蓄能器1.2和一个横向设置的流水箱1.4。它们通过上下叠置的两个连接开口1.3互连。溢流管2被引导到气体液压蓄压器1.2外部。来自压力水供应源并进入流水箱1.4中的入口5被导向流水箱1.4。另一个组件是在示例1中已经充分描述的自动液压阀模块4。不同之处在于，自动液压阀模块4直接连接到溢流管，而没有大气持久通气的任何断流器3。

示例4

本发明的特定实施方式的该示例描述了如图11和图12中所示的用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统的出口的设计。用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统是紧凑单元，该紧凑单元包括压力模块1，压力模块1包含原始接合的气体液压蓄能器1.2和持久被水淹的流水箱1.4。该紧凑单元以自动液压阀模块4作为补充，有可能以包含的大气持久通气的断流器作为补充。压力冲水系统的出口被设计成，使得喷射器6安装于流水箱1.4的外部。来自压力水供应源的入口5连接到喷射器6的推进喷嘴7。此外，喷射器6的吸入口8连接到流水箱1.4.1的出口1.4.1，并且喷射器6的排出口9通向自动液压阀4的入口10。

示例5

本发明的特定实施方式的该示例描述了如图11、图13和图14中所示的用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统的出口的设计。用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统已经在示例4中进行了充分描述。压力冲水系统的出口被设计成，使得喷射器6安装在流水箱1.4内。来自压力水供应源的入口5连接到喷射器6的推进喷嘴7。此外，喷射器6的吸入口8被容纳在流水箱1.4内并且喷射器6的排出口9通过流水箱1.4的出口1.4.1通向自动液压阀4的入口10。

在图10中呈现了根据本发明的用冲击波进行冲洗的马桶压力冲水系统的功能和所实现效果，图10示出了随时间推移的冲水流量的曲线图，该冲水流量具有大的冲击波峰值。具有所绘制正方形的曲线明确地示出，由于气体液压蓄能器1.2与流水箱1.4组合，导致第一秒内的流量是大致3升，这表示水冲击波在0.2秒时具有升高的冲击波陡峭的前沿。另外明确的是表示冲击波后沿的4秒内的1升水的渐变流。只因从来自压力水供应源的入口5流出的水来形成冲击波的衰减，所述水随后被填充在气体液压蓄能器1.2中。如果来自压力水供应源并进入流水箱1.4的入口5垂直于流水箱1.4的出口1.4.1定向，则表现出较高效率，该表现是用带有绘制点的曲线示出的，其中，冲击波的0.2秒陡峭前沿之后是最大水流量的延长时间段，衰减较慢，从而使冲击波更稳健。

类似地，如果喷射器6被包含在冲水系统中从而引起冲击波被适度延长，有大约0.5的最大水流量，从而使冲击波更稳健，则根据图15，表现出较高效率。用正方形绘制的曲线表示在没有喷射器的情况下的水流量。用点绘制的曲线表示在装配有喷射器6的情况下的水流量。可通过确定气体液压蓄能器1.2的容积大小基于制造商和用户要求来确定水流量最大值的大小。

如果气体液压蓄能器1.2的容积被一个或更多个水平隔板1.5划分以分离出上下堆叠并且各自通过单独的连接开口1.3与流水箱1.4连接的容积，则可显著提高压力冲水系统所实现的效率，因为通过该布置，气体液压蓄能器1.2的各个容积中的水表面区域增加了多倍，水移位力也增加，从而使冲击波更稳健。

工业适用性

根据本发明的用水冲击波冲洗的马桶压力冲水系统能用于卫生设备和器具的应用。