专利名称：自动水箱冲水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及盥洗室冲水器。特别是，应用于自动水箱冲水器。
一些压力式冲水器是水箱型的。那些冲水器使用与主进水管道相连的压力水箱。从主进水管道来的水填充压力水箱，直到水箱中的空气与主管道的静态压力相等的位置。系统冲水时，在一个初始时与静态压力相等的压力的作用下，水从水箱流出，通过主管道的流阻不会减小上述压力。另一些压力式冲水器不需要压力水箱，主管道的流阻因此减小了初始冲水压力。
虽然冲水装置的触发一直都是手动的，但尝试自动操作也已经有很长的历史。特别是在最近几十年，这些尝试已经带来了许多实际应用，自动操作实现了清洁等优点。因而，已经花费相当多的努力用于采取自动操作的冲水装置。广为人知的是在各种不需要水箱的压力式冲水器中采取自动操作，但是重力式冲水器和需要水箱的压力式冲水器也可以采用自动操作。
公开的欧洲专利EPO 0 828 103 A1中描述了一种典型的重力式冲水器。冲水阀门部件偏移到闭合位置，阻止水箱中的水流向马桶。阀门部件的轴的活塞被安装在一个圆筒中。一个控制阀门控制主(压力)水源和圆筒之间的连通。当要冲洗马桶时，只需要少量的能量用于操作控制阀门。控制阀门的合成通道允许管道压力加到圆筒中。管道压力施加一个与活塞相反的相对大的压力，因此用与偏移弹簧力相反的力打开阀门门。压力式冲水器同样使用控制阀门来实现自动操作。
发明内容
已经意识到，重力式冲水器和压力式冲水器可以通过改变控制阀门控制的水流回路进行改进。
在重力式冲水阀门中，已经已经意识到，只要使用与上述提到的欧洲专利公开的相反结构，就能使操作更可重复。特别是，在上述专利中，偏置冲水阀门到打开状态时，允许水从水箱流到马桶，但是通过管道压力使冲水阀门保持关闭状态，而不是打开。已经认识到，这个方法使可重复的阀门开启结构非常简单。同时，高的管道压力实际上阻止冲水阀门的泄漏，而不是减小冲水阀门的密封效果。由于马桶的主要依靠上述结构，而且由于本方案的方法使偏置装置成为上述结构的唯一决定因素，所以本方法使冲水操作大大的独立于管道压力。
还意识到，采用自动操作的压力式冲水系统，可以通过贯穿冲水阀门部件的压力释放通道进行简化。具体地说，阀门部件的部分或全部被安装在压力舱内部，允许管道压力进入该压力舱。管道压力克服了偏置力，保持阀门的部件在它的密封位置，从而阻止受压液体流向马桶。为了打开冲水阀门，必须将压力舱与不加压的空间相通，以释放压力舱中的压力。与传统的提供附加压力释放出口的方法不同，已经提供一个从压力舱延伸到冲水阀门部件的压力释放管道，并通过冲水出口释放压力。压力释放装置通常阻止水从这个压力释放管道流走，但是在冲洗马桶时允许水从中流走。
在压力式和重力式系统中，采用来操作冲水阀门的许多装置都置于潮湿区域，即在压力式系统中，它在压力容器的内部，而在重力式系统中，它在高水位管道下面的水箱里。为了自动操作，至少一部分，例如作为物体感应器的用于搜集物体反射的光线的棱镜部分，被放置在一个远端位置。因而必须在本地和远端区域之间有一通信。
根据本发明的一个方面，这种通信完全是液压的从本地延伸到远程的压力释放管道，位于压力容器外部或者高水位通道下的水箱外部，一个远程阀门通过控制压力释放通道的水流，来控制冲洗阀门的操作。使用这个方法，则可以免除对电子部件提供密封壳的需要。
图2是重力式冲水阀门在闭合状态的更详细的横截面；图3是重力式冲水阀门在打开状态的横截面；图4详细描述了
图1中的重力式冲水阀门的横截面图；图5是一个可选的冲水阀门装置的横截面图，其螺线管控制电路远离冲水阀门装置的螺线管；图6是本发明的另一实施力的横截面图，螺线和螺线控制电路均远离冲水阀门装置；图7描述了浮阀门和冲水阀门共用部件的实施例的横截面图；图8是压力式冲水阀门的实旋例的横截面图；图9是图8中的控制阀门装置的更详细的横截面图；
如图2所示，冲水装置包括偏置弹簧24。偏置弹簧用一个力迫使冲水阀门部件12偏移阀门座14。在腔25中形成的压力作用下，冲水阀门部件在冲水之间保持密封，并且上述腔与(受压的)水源管道26通信。冲水阀门箱20的罩27形成了上述腔，冲水阀门部件在上述罩形成的圆筒28中是可以滑动的。
阀门部件的密封环29与控制阀门隔板30共同作用，以阻止活塞腔25中受压的水从腔25的细通道部分32的压力释放出口31溢出。控制阀门隔板30是弹性可变形的，如果控制腔36的压力和作用在隔板30上的压力不一样，通道32中的压力将从控制阀门阀门座34提起隔板。压力存在于腔36中的原因在于，控制阀门的销40允许水通过小孔38流向它(由于一个相对高的流阻)。
为了让系统冲水，螺线管42从阀门座移开第二控制阀门部件44，上述阀门座阻止水从与腔36相连的通道46，流向与出口50相连通道48。通过通道46和48的流阻大大小于通过孔38的流阻，因此腔36中的压力下降，允许通道32中的抬高隔板30使其偏移阀门座，如图3所示。因此隔板相当于一个压力释放阀门。特别是，它允许通道32和腔25中的压力通过多个孔比如孔51释放。因而，偏置弹簧24可以克服腔25中的压力。图1中的冲水阀门部件12因此上升，提升它的O形环阀门座52偏移主阀门座14，因而允许水箱置空。
众所周知，通过吸取方式工作的马桶，当马桶中上涨的液面驱动水在垂直管道的弯曲处旋转时，全部重力趋势液体流到反向弯曲处，以便虹吸走马桶内的脏物。希望的吸取效果明显依赖于冲水阀门打开时冲水阀门的运动，因而打开运动可重复是很重要的。通过使用偏置弹簧使阀门门打开，可以很容易实现目的，因为上述运动实质上与管道压力无关，只要压力释放通道的流阻，小于给腔增压的通道中的流阻即可。
水箱空了以后，螺线再次密封阀门部件44。至少在系统由电池供电时，对螺线来说，锁存状态的变化是可行的。也就是说，需要能量改变状态，比需要能量来保持任何一种状态更可取。这将延长电池寿命。
当阀门部件密封时，在隔板30上部的压力可再次与隔板下部的压力相等，因此隔板再次密封，促使腔25中的压力产生足够的力再次关闭主冲水阀门12。因此，来自图1中的主管道59中的水，通过图4中的浮阀门装置充满水箱。特别是，来自主管道59的水通过由阀门罩61形成的主阀门通道60安全密封在浮阀门结构62中。在阀门罩61和阀门塞64之间有一个隔板63，保护阀门罩61，同时密封浮阀门结构62。
有弹性的隔板63与阀门罩61形成的阀门座65相对。只要浮球66在浮箱67中，该浮箱由阀门塞64没有插入压力释放孔68时形成，尽管，通道60中的压力导致有弹性的隔板63变形，以至于在隔板63和阀门座65之间形成间隙。因此，来自通道60的水可以通过浮阀门结构62中的阀门罩孔69和孔70流向阀门座65。
水箱中上升的水最后使浮球66上升到一定位置，堵住压力释放孔68。这阻止了通过高流阻孔71流入到腔72中的水流走，其中腔72由隔板63和阀门塞64形成。因而腔中的压力接近于通道60中的压力。而且，加在隔板63下表面的压力的受力面积比加在隔板上表面的压力的受力面积大。合成的向上的力迫使隔板63对着阀门座65，进一步阻止水从高压管道59流向水箱。在上述实施例中，通过调整浮阀门结构62内部的阀门罩61、阀门塞64和与其相连的部件的高度，可以调整液面。
在一些实施例中，用户通过比如推按钮手动触发螺线管周期。但是附图中描述了一种响应感应到的用户活动，自动操作螺线管的装置。在图1中，比如，控制电路84安装在不透水的密封壳86中，由电池88供电，提供螺线管驱动电流。为了确定何时驱动螺线管，控制电路84产生红外线，并通过光纤电缆90传输到棱镜92，照射目标区域。另一个棱镜94收集目标反射回来的光线，光纤电缆96将其传送到控制电路84中的检测器。
控制电路使用的详细的控制方法在各个实施例中可以不同，控制电路中使用的一种典型的方法是，当检测到目标时，假定是“准备”状态。自“准备”状态，目标随后消失，可能一些延时之后，螺线管使冲水阀门以上述方式打开和关闭。
在图1的装置中，只是物体感应器棱镜安装在水箱外部；所有的控制电路都安装在水箱内部，实际上，是在安装在水箱的高水位下部的不透水的密封壳内部。相反的，图5描述了一种安装一个电子密封壳98的方法，也就是说，在安装水箱的墙上，水箱的高水位管道之上。棱镜100和102的功能与图1中棱镜92和94的作用一样，可以与控制电路104安装在同一密封壳内，因而不需要光纤电缆连接棱镜和控制电路。但是控制电路远离不透水的密封壳86内的螺线管42，因此，用操作线106连接控制电路104和螺线管42，以使控制电路操作螺线管。
可选的，无线方法是图1和图5描述方法的一个混合。如图5所示，推按钮或传感电路是远程的，如图1所示，螺线管驱动电路是本地的。远程电路另外包括一个无线发送器，本地电路包括一个响应发送器的无线接收器。例如，发送器和接收器可以通过低频——比如125kHz——电磁波通信。上述电磁波可以通过脉冲序列编码调制，以便减小来自其他信号源的伪接收信号的影响。至少对于本地接收器位于水管上部的情况，无线方式更可行，但这并不作要求。
然而，图5中的装置通过操作线106将远程控制电路耦合到本地控制电路，图6描述了通过液压管108实现上述功能的装置。在图6的装置中，控制阀门上部的腔36的释放的通道46通过适当的装置110与液压管108通信。控制电路外壳114上的另一个装置112使液压管108与阀门通道116通信，螺线管118通过阀门通道116控制水流。
一种状态下，螺线管使阀门部件120保持在—定位置，阻止水从通道116流向通道122。控制阀门上部的腔36中的压力将通过排水管124排到水箱内部，保护控制电路外壳114上的另一装置126。排水管124为那些控制电路外壳114安装在水箱外部的装置提供，这些装置需要一个排水管将水返回到水箱。如果控制电路外壳114安装在水箱内部(在高水位线之上)，将不需要上述排水管。
图1中的浮阀门部件与冲水阀门部件分离，图7描述了在同一部件中提供浮阀门部件和冲水阀门部件。在图7中，框架130安装在浮阀门控制装置上，正如图1的不透水密封壳86一样。在图7的装置中，液压管108为远程部件提供通信，因此框架130不需要为任何本地部件提供不透水保护，并且与图4的浮阀门结构62的作用一样。换句话说，需要保护本地部件使其远离水箱中的水时，框架130可以提供不透水保护。
与前面描述的重力式冲水器对照，图8的冲水器是一个水箱可变的压力式冲水器。对于重力式冲水器，水箱中的水在压力作用下从冲水出口流出，只是从水箱中的液体底部流出；水箱中的管道压力不会消除。相反，压力式冲水器通过压力容器136的冲水出口138，冲水阀门部件140控制水流总在主压力管道142的压力之下。冲水阀门部件140在圆筒144内是可移动的，该圆筒由从压力容器136的底部向上延伸的边146支持。偏置弹簧148在圆筒144的边150与阀门部件140形成的活塞头152之间作用，倾向于使阀门部件140偏移阀门座154。但是由活塞头152和罩158之间的圆筒144形成的腔156中的压力，使冲水阀门部件140保持在图示的位置，在此位置，挤压O形环封口160远离阀门座154。活塞头上的封口162和罩上的封口164帮助阻止受压的水从腔156中流出，这些水通过输入压力管道166流入。
为使装置冲水，腔156中的压力通过压力释放管道释放，压力释放管道包括控制阀门输入通道168、控制阀门输出腔170、导向管输入通道172、导向管176，通过罩形成的轴环178和孔180来保护罩158，孔180由冲水阀门部件140形成，并用于连接导向管176。导向管上的封口182阻止水从腔156中流走。
压力释放阀门184，与先前描述的控制阀门的工作原理相同，用于控制水从压力释放通道流走。特别是，来自控制阀门输入通道168的液体，通常被隔板186阻止其从环形阀门座188周围，通过阀门罩孔190流入到控制阀门输出腔170。当压力释放装置的螺线管192抬高阀门部件194，以便通过通道196和198释放隔板186上部的压力，隔板186下部的压力使其离开阀门座188，并允许通过压力容器136的冲水孔138释放腔156中的压力。通过阀门部件本身释放腔中的压力，上述的冲水装置避免了在压力容器外部的需要独立通道。
尽管图8中没有描述控制螺线管192的电路，但是可以使用这种电路。例如，它可以使用上面描述的连接重力式装置的几种方法之一。同时，尽管图8描述了位于本地的螺线管，也可以用与图6中描述的方式一样，用远程的螺线管代替。例如，压力释放通道可以包括与图6中的管108和124相同的管道，但是与图9中的通道196和198通信。
通过使用本发明的方法，采用自动操作的冲水器可以制造的更简单，更可靠。本发明构成了本领域的显著进步。
权利要求
1.一个冲水器，包括a)水箱，形成冲水出口，水箱中的液体可以通过该冲水出口流出水箱用于冲水；b)偏置到打开状态的冲水阀门部件，允许水通过冲水出口从水箱中流走，冲水阀门部件工作于打开和密封状态，在密封状态时阻止水通过冲水出口从水箱中流走；c)冲水阀门外壳，形成冲水阀门腔，至少冲水阀门腔中的部分冲水阀门部件是可移动的，冲水阀门外壳还形成了一个冲水阀门腔压力释放出口和一个管道压力入口，允许水的管道压力进入冲水阀门腔，并且当水的管道压力大于冲水阀门腔中的最小保持压力时，使阀门保持在密封状态；d)压力释放装置，工作于闭合状态和打开状态，在闭合状态，阻止通过冲水阀门腔压力释放出口释放冲水阀门腔中的压力，在打开状态，通过冲水阀门腔压力释放出口释放冲水阀门腔的压力。
2.根据权利要求1所述的冲水器，其特征在于a)压力释放装置包括一个延伸于远程位置和本地位置之间的压力释放通道，冲水阀门腔位于其中；b)压力释放装置，当允许水流通过压力释放通道时，允许通过冲水阀门腔压力释放出口释放冲水阀门腔的压力，当不许水流通过压力释放通道时，阻止通过冲水阀门腔压力释放出口释放冲水阀门腔的压力。c)压力释放装置还包括一个安装在远程位置的远程阀门，插入到压力释放通道中，工作于闭合和打开状态，在闭合状态，阻止水流从压力释放通道流走，在打开状态，允许水流从压力释放通道流走。
3.根据权利要求2所述的冲水器，其特征在于a)冲水装置还包括一个液面控制器，使水箱的水达到目标液面；b)冲水阀门腔位于目标液面之下的水箱内部；c)远程阀门位于目标液面之下的水箱外部。
4.根据权利要求1所述的冲水器，其特征在于a)压力释放装置还包括物体感应器，产生一个物体感应输出；b)压力释放装置，根据物体感应输出工作在打开和闭合状态。
5.根据权利要求4所述的冲水器，其特征在于物体感应器包括a)在本地位置和远程位置之间延伸的光纤电缆；b)安装在远程位置的感应棱镜，聚集来自目标区域的光线，并送入光纤电缆；c)感应电路，安装在本地位置，根据来自光纤电缆的光线，产生物体感应输出。
6.根据权利要求5所述的冲水器，器特征在于a)冲水装置还包括液面控制器，使水箱中的水到达目标液面；b)远程位置位于目标液面之下的水箱外部；c)本地位置位于目标液面之下的水箱内部。
7.根据权利要求1所述的冲水器，其特征在于压力释放装置包括一个锁存螺线管，当锁存螺线管在它的一种稳定状态时，假定它是闭合状态，当锁存螺线管在它的另一种稳定状态时，则假定它是闭合状态。
8.根据权利要求7所述的冲水器，其特征在于压力释放装置由电池供电。
9.根据权利要求1所述的冲水器，其特征在于压力释放装置由电池供电。
10.一种冲水器，包括a)压力容器，形成冲水出口，容器中的液体可以通过该冲水出口流出压力容器并冲水；b)偏置到打开状态的冲水阀门部件，允许水通过冲水出口从压力容器流走，冲水阀门部件工作于打开和密封状态，在密封状态时阻止水通过冲水出口从压力容器流走；c)冲水阀门外壳，形成冲水阀门腔，至少冲水腔中的部分冲水阀门部件是可移动的，冲水阀门外壳还形成了一个管道压力入口，允许水的管道压力进入冲水阀门腔，并且当水的管道压力大于冲水阀门腔中的最小保持压力时，使阀门保持在密封状态；d)压力释放通道，通过阀门部件，从冲水阀门腔内部延伸到冲水阀门出口；e)压力释放装置，工作于闭合状态和打开状态，在闭合状态，阻止冲水阀门腔中的压力通过压力释放通道释放，在打开状态，通过压力释放通道释放冲水阀门腔的压力。
11.一种冲水器，包括a)水箱，形成冲水出口，水箱中的液体可以通过该冲水出口流出水箱并冲水；b)一个冲水阀门部件工作于打开和密封状态，在打开状态，允许水通过冲水出口从水箱中流走，在密封状态，阻止水通过冲水出口从水箱中流走。c)一个阀门操作装置，包括在本地位置限定控制腔的外壳，形成了一个管道压力入口，允许水的管道压力进入控制腔，也形成了一个控制腔压力释放出口，控制腔中的压力通过其释放，当控制腔中的管道压力占优势时，阀门操作装置使冲水阀门部件工作于所述的密封和打开状态之一，当控制腔中的压力释放时，阀门操作装置使冲水阀门部件工作于所述的另一种状态，阀门操作装置还包括i)一个压力释放管道，从控制腔压力释放出口延伸到远程位置；ii)一个远程阀门，位于远程位置，插入到压力释放管道中，工作于闭合状态和打开状态，在闭合状态，阻止水从压力释放管道流走，因此阻止控制器腔中压力的释放，在打开状态，允许水从压力释放管道流走，因此允许控制腔中压力的释放。
全文摘要
来自输入水管(26)的压力使马桶的冲水阀门部件(12)保持密封，以便阻止马桶水箱(16)中的水通过冲水孔(18)和冲水通道(22)流入马桶或小便池。为了从冲水通道(22)释放水，启动螺线管(42)，释放加在冲水阀门部件(12)上的压力，因此偏置弹簧(24)使冲水阀门部件(12)偏移阀门座(14)。具有此功能的螺线管(118)可以远离冲水阀门装置，并通过液压管(108)与其通信。
文档编号E03D3/06GK1422368SQ01807788
公开日2003年6月4日 申请日期2001年4月6日 优先权日2000年4月7日
发明者纳坦·E·帕森斯, 戴维·W·哈德利 申请人:阿利查尔技术有限公司