带静音虹吸冲洗的重力供给式马桶的制作方法

文档序号:20875963发布日期:2020-05-26 16:31阅读:271来源:国知局
带静音虹吸冲洗的重力供给式马桶的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月16日提交的美国临时申请第62/768,168号和于2019年11月5日提交的美国非临时申请第16/674,937号的权益和优先权,其全部公开内容在此通过参引并入本文。



背景技术:

本申请总体上涉及重力供给的虹吸式马桶的领域,在该重力供给的虹吸式马桶中,水因重力而被引入马桶的便池,在排污通道中产生虹吸。本申请更具体地涉及利用被动旁路通路提早中断虹吸。

在常规的重力式马桶的操作期间,在大量的水被引入到马桶便池之后,水被迫从便池下游通过排污通道并在排污通道中产生虹吸,将其余的水从便池拉入排污通道中。只要水完全充满排污通道入口附近的排污通道的整个横截面,虹吸就继续。当便池中的水位下降到排污通道入口的顶部之下时,空气被通过排污通道入口引入排污通道中并停止(即,中断)虹吸。这在冲洗程序期间产生了熟悉的“漱口”声。

在常规的重力供给式马桶中,冲洗程序的最响部分是在虹吸中断时。这可能难以控制,原因在于正面影响虹吸中断的噪音的结构变化——比如排污通道的形状的变化——通常也会降低马桶的冲洗性能,而降低马桶的冲洗性能不是所期望的。此外,对玻璃材料进行改变以改善隔音特性或者向马桶添加其他隔音材料增加了马桶的成本,并且可能不期望地降低了马桶的卫生特性。

就其他马桶能够控制重力供给式马桶中的虹吸的开始和中断的时间而言,这些马桶通常需要包括移动部件的有源系统,这些移动部件易于发生故障并且需要电力来操作,这限制了可以安装马桶的位置。

因此,有利的是提供一种马桶,该马桶在便池中的水位下降到排污通道入口的顶部之下之前将空气引入排污通道以中断虹吸从而降低因虹吸中断所产生的噪音。进一步有利的是提供一种具有无源结构而非有源系统的马桶,以对空气的引入进行管理。



技术实现要素:

本公开的一个示例性实施方式涉及一种马桶。该马桶包括便池、排污通道和通路。排污通道在排污通道入口处流体地连接至便池并且从便池向下游延伸。排污通道包括上支路和从上支路向下游延伸的下支路。通路从排污通道入口的下游流体地连接至排污通道。通路构造成允许来自马桶外部的环境空气穿过该通路朝向排污通道。

本公开的另一示例性实施方式涉及一种马桶。该马桶包括基座和通路。该基座包括便池、贮水槽和排污通道。贮水槽形成在便池的下端。排污通道在排污通道入口处流体地连接至贮水槽并且从贮水槽向下游延伸。通路从排污通道入口的下游流体地连接至排污通道。通路构造成因排污通道与马桶周围的环境之间的压力差而允许环境空气穿过该通路朝向排污通道。

附图说明

图1是根据示例性实施方式的具有排污通道和通路的马桶的横截面视图。

图2是根据另一示例性实施方式的具有排污通道和通路的马桶的横截面视图。

图3是根据另一示例性实施方式的具有排污通道和通路的马桶的横截面视图。

图4是根据另一示例性实施方式的具有排污通道和通路的马桶的横截面视图。

图5是根据另一示例性实施方式的具有排污通道和通路的马桶的横截面视图。

图6是根据另一示例性实施方式的具有排污通道和通路的马桶的横截面视图。

图7是根据示例性实施方式的具有排污通道和止回阀的马桶的横截面视图。

图8是根据另一示例性实施方式的具有排污通道和通路的马桶的横截面图。

具体实施方式

本公开的一个实施方式涉及一种马桶,该马桶包括基座,该基座具有入口通道、位于入口通道下游的边沿、以及位于边沿下游的便池。在便池的下端形成有贮水槽,并且排污通道在排污通道入口处流体地连接至贮水槽并且从贮水槽向下游延伸。马桶还包括通路,该通路具有在上游端的通路入口和在下游端的通路出口。通路入口设置在便池中,位于排污通道入口的上端上方的高度,并且通路出口设置在排污通道中。

本公开的另一实施方式涉及一种马桶,该马桶包括基座,该基座具有入口通道、位于入口通道下游的边沿、以及位于边沿下游的便池。在便池的下端形成有贮水槽,并且排污通道在排污通道入口处流体地连接至贮水槽并且从贮水槽向下游延伸。马桶还包括通路,该通路具有在上游端的通路入口和在下游端的通路出口。通路入口靠近入口通道的上游端设置,并且通路出口设置在排污通道中。

本公开的另一实施方式涉及一种马桶,该马桶包括基座,该基座具有入口通道、位于入口通道下游的边沿、以及位于边沿下游的便池。在便池的下端形成有贮水槽,并且排污通道在排污通道入口处流体地连接至贮水槽并且从贮水槽向下游延伸。马桶还包括通路,该通路具有在上游端的通路入口和在下游端的通路出口。通路入口靠近入口通道的下游端设置,并且通路出口设置在排污通道中。

本公开的另一实施方式涉及一种马桶,该马桶包括基座,该基座具有入口通道、位于入口通道下游的边沿、以及位于边沿下游的便池。在便池的下端形成有贮水槽,并且排污通道在排污通道入口处流体地连接至贮水槽并且从贮水槽向下游延伸。马桶还包括通路,该通路具有在上游端的通路入口和在下游端的通路出口。通路入口设置在边沿中,并且通路出口设置在排污通道中。

本公开的另一实施方式涉及一种马桶,该马桶包括基座,该基座具有入口通道、位于入口通道下游的边沿、以及位于边沿下游的便池。在便池的下端形成有贮水槽,并且排污通道在排污通道入口处流体地连接至贮水槽并且从贮水槽向下游延伸。马桶还包括在入口通道上游的水箱。马桶还包括通路,该通路具有在上游端的通路入口和在下游端的通路出口。通路入口设置在水箱中,并且通路出口设置在排污通道中。

本公开的另一实施方式涉及一种包括基座的马桶,该基座具有便池、在便池的下端形成的贮水槽、以及在排污通道入口处流体地连接至贮水槽且从贮水槽向下游延伸的排污通道。马桶还包括阀,该阀流体地连接至排污通道并且构造成向排污通道供给处于环境压力的空气。

本公开的另一实施方式涉及一种马桶,该马桶包括具有排污通道的基座,该排污通道具有上支路和下支路。马桶还包括通路,该通路流体地连接排污通道下支路的上游端和排污通道下支路的下游端。

本公开的另一实施方式涉及一种冲洗马桶的方法,该方法包括使水进入马桶的便池中并使马桶中的水位上升。该方法还包括在排污通道中开启虹吸并降低便池中的水位。该方法还包括在水位下降到低于排污通道入口的上端之前,使排污通道穿过通路暴露于在马桶的入口通道、边沿、便池、水箱或内部部分中的一者中的处于环境压力的空气。该方法还包括在便池中的水位下降到低于排污通道入口的上端之前使排污通道中的虹吸中断。

总体上参照附图,示出了根据各种示例性实施方式的具有排污通道和通路的马桶。在整个本公开内容中,马桶可以具有相似的结构,使得相同的附图标记对应于每个马桶中的相同特征。可以在整个本公开内容中对各种部件的高度进行论述,各种部件的高度可以指在地板上方或在马桶的下边缘上方的高度,或者各种部件的高度可以相对于马桶的其他部分或结构进行测量。例如,术语“上方”、“较高”、“之上”等可以指更远离地板的位置,并且术语“下方”、“较低”、“之下”等可以指更靠近地板的位置。这些术语还可以指不考虑横向位置(例如,从一侧到一侧或从前到后)的沿着马桶的位置,使得马桶的一个部分可以位于马桶的另一部分上方而非竖向地对准的位置。

现在参照图1,示出了根据示例性实施方式的马桶100。马桶100包括具有入口开口104的基座102,入口开口104构造成接收来自水源(未示出)的水以用于冲洗马桶100。例如,水源可以是水箱,使得重力将来自水箱的水穿过入口开口104迫压到基座102中(例如,重力供给式马桶)。根据另一示例性实施方式,马桶可以是压力冲洗式马桶,该压力冲洗式马桶联接至供水管线和冲水阀以便在入口开口104处以管线压力向马桶100提供水,从而引起虹吸以用于对马桶100进行冲洗。根据又一示例性实施方式,将水引入马桶100的各个部分的计时可以由一个或更多个阀来控制。

马桶100还包括便池106,该便池106具有形成在便池106的上端的边沿108和形成在便池106的下端的贮水槽110。入口通道112从入口开口104向下游延伸并且流体地连接至边沿108。当水进入马桶100时,水穿过入口开口104,向下游穿过边沿108,并且从边沿108穿过一个或更多个边沿出口114进入便池106中。例如,图1示出了作为单个开口的边沿出口114,该边沿出口114将水以涡旋运动的方式引入便池106以将便池106中的废物冲向贮水槽110。根据其他示例性实施方式,边沿108可以包括多个边沿出口114,所述多个边沿出口114沿着边沿108环形地定位以用于在便池106的多个位置处提供用于冲洗掉废物的水。

仍然参照图1,马桶100包括排污通道116,该排污通道116从贮水槽110向下游延伸并且构造成产生虹吸以将便池106的内容物(例如,水以及液体和固体废物)从便池106中运走。排污通道116包括在贮水槽110处的排污通道入口118和排污通道上支路120,该排污通道上支路120从排污通道入口118以相对于地板成向上的角度而向下游延伸。排污通道116还包括排污通道下支路122,该排污通道下支路122从排污通道上支路120以向下的角度(如,竖向向下)向下游延伸。

排污通道116具有排污通道上表面124和相对的排污通道下表面128。排污通道上表面124在排污通道上表面124的最上(即,最高)点处限定上峰126。例如,上峰126形成在排污通道上支路120与排污通道下支路122相接的位置处。类似地,排污通道下表面128在排污通道下表面128的最上(即,最高)点处限定上峰130。排污通道入口118限定上边缘132,该上边缘132设置在比排污通道下表面128的上峰130低(例如,低于地板或更靠近地板)的高度处。值得注意的是,管理法规可能需要马桶将排污通道入口118的上边缘132定位在低于水位wl的预定高度处。例如,马桶可能需要提供在排污通道入口118的上边缘132上方至少约一英寸或两英寸的水位,以确保在排污通道116中可靠地形成水密封。如图1所示,马桶100在静置时(例如,在完成冲水程序之后)的水位wl1处于排污通道下表面128的上峰130的高度。具体地,当水被缓慢地引入便池106(例如,当马桶正在“运行”时)且尚未形成虹吸时,水越过上峰130流入排污通道下支路122中,从而将水位保持在上峰130处且由此防止便池106溢出。

仍然参照图1,示出了根据示例性实施方式的通路134(即,断开通路、旁路通路、排气通路、辅助通路或导管等)。通路134包括在通路134的上游端的通路入口136和在通路134的相对的下游端的通路出口138。术语“上游”和“下游”指示:当空气流动通过通路134时,空气在从通路入口136至通路出口138的方向上流动。

如图1所示,通路入口136设置(即,形成、限定等)在便池106中并且设置在在排污通道入口118的上边缘132上方以及排污通道下表面128的上峰130下方的高度处。图1示出了靠近排污通道入口118设置(例如,在便池106的后端)的通路入口136,尽管根据其他示例性实施方式,通路入口136可以被限定在便池106的其他部分(例如,侧部或前部)中。通路入口136设置在处于静置的马桶100的水位下方。在该构型中,通路134在通路入口136处形成水锁,该水锁防止有毒废气从排污通道下支路122穿过通路出口138并在上游穿过通路134通向通路入口136。通路入口136可以设置在排污通道下表面128的上峰130下方的预定高度处,并且因此设置在水位下方(例如,至少1英寸或2英寸)处,以确保在通路134中可靠地形成水密封。

仍然参照图1,通路出口138设置(即,形成、限定等)在排污通道116中并流体地连接至排污通道116。具体地,通路出口138设置在排污通道116的上峰126、130的下游(例如,设置在排污通道下支路122中)。尽管图1示出了在排污通道上表面124中且靠近上峰126形成的通路出口138,但是应当理解的是,根据其他示例性实施方式,通路出口138可以形成在排污通道116的排污通道下表面128或其他表面(例如,侧表面)中。

图1示出了如上所述的通路入口136和通路出口138的具体位置,而图2至图8示出了在马桶100中的各个位置处的通路入口136和通路出口138。应当理解的是,马桶100可以在马桶100中的所描述的位置中的任意位置处形成有通路入口136,并且在马桶100中的所描述的位置中的任意位置处形成有通路出口138。因此,可以设想的是,通路入口136和通路出口138中的每一者的位置不应仅限于图中所示出的那些具体位置的组合。

仍然参照图1,通路134包括通路上支路140,该通路上支路140从通路入口136以相对于地板成向上的角度而向下游延伸(例如,朝向通路出口138)。通路134还包括通路下支路142,该通路下支路142从通路上支路140以向下的角度向下游延伸。在通路134的下表面的最上(即,最高)点(例如,通路上支路140与通路下支路142相接的位置)处限定有通路上峰144。如图1所示,通路上峰144设置在排污通道上表面124的上峰126的上方,这确保了当在冲洗程序期间马桶100中的水位上升以在排污通道116中形成虹吸时,水位不会上升到和通路上峰144同样高。在该构型中,只要水位在通路入口136上方,通路134就不会影响排污通道116中虹吸的形成或中断。

图1示出了这样的通路134:该通路134一体地形成在基座102中,使得当形成基座102的玻璃材料或其他材料被铸造时通路134已然形成。应当理解的是,通路134可以更一般地一体地形成在基座102或马桶100的其他部分中,如将在下面论述的。根据其他示例性实施方式,参照图2至图8所描述的通路134或其他通路可以形成为单独的导管组件,该单独的导管组件安装在马桶100中且联接至马桶100。根据又一些示例性实施方式,通路134的多个部分可以一体地形成,而其他部分是可分离的。

图1中的马桶100示出为水位处于与填充位置相对应的第一高度(即,第一水位wl1)处。如上所述,当冲洗程序完成时,水位处于与排污通道下表面128的上峰130相同的高度处。当冲洗程序被致动时,一定量的水(例如,大约1.0加仑、1.28加仑、1.6加仑等)被快速引入穿过入口开口104,并且从入口开口104穿过入口通道112和边沿108,并且进入便池106中。应当理解的是,根据其他示例性实施方式,一部分水或全部水可以从马桶100的入口通道112或其他部分直接通向贮水槽110(例如,通过贮水槽喷头)。水的快速引入使便池106中的水位上升到第二高度(即,第二水位wl2),该第二高度位于排污通道下表面128的上峰130的上方且在排污通道上表面124的上峰126的下方或与排污通道上表面124的上峰126相接触。然后,水越过排污通道下表面128的上峰130并进入排污通道下支路122,在排污通道下支路122处,水以高流速基本上填充了排污通道下支路122的至少一部分的整个横截面。排污通道116中的水的增加的流速将排污通道116中的下游(例如,在排污通道下支路122中)压力减小至小于环境(例如,大气压)压力的虹吸压力,从而使虹吸形成并且将内容物从便池106中排走。

随着水位在排污通道116中上升,水位还在通路上支路140中上升相应的量。然而,通向排污通道下支路122的水的流动且尤其是排污通道116中的虹吸的形成防止了水位在通路134中继续上升。值得注意的是,虹吸是在水位达到通路上峰144之前形成的。因此,在冲洗程序期间废物从不穿过通路134并且在通路134中不形成虹吸。根据另一个示例性实施方式,靠近通路出口138的排污通道116中的低压力使虹吸在通路134中形成,将穿过通路134的水从通路入口136抽吸至通路出口138,即使便池106中的水位未达到与通路上峰144齐平或高于通路上峰144的高度亦是如此。还应当理解的是,即使在通路134中形成虹吸,与穿过通路134相比,基本上更多的水通过排污通道116,使得在排污通道入口118处进入排污通道116的水继续形成虹吸,而不管通路134中的虹吸的形成如何。通路134还可以以其他方式构造以防止废物进入通路入口136进而穿过通路134。

在排污通道116中形成虹吸之前或之后,停止向马桶100供给水,并且虹吸继续将便池106中的水和废物排出通过排污通道上支路120和排污通道下支路122且排出至排水管。由于水通过虹吸从便池106中抽走,便池106中的水位下降。在通路134中未形成虹吸的构型中,通路134中的水位与便池中的水位下降的距离基本上相同,直到水位在通路入口136的高度处达到第三高度(即,第三水位wl3)为止。当水位下降至通路入口136的高度或该高度以下时,通路入口136暴露于便池106中的水上方的环境空气中,并且通路134上的水密封被破坏。环境空气——其处于比靠近通路出口138的排污通道116中的虹吸压力更高的压力——穿过通路入口136进入通路134并且环境空气被从通路出口138输出到排污通道116中。将空气突然引入至排污通道116使排污通道116中的压力与环境压力相等,由此消除了排污通道116的下游部分与便池106之间的压力差,从而中断(例如,部分地或完全地中断)虹吸。来自在排污通道上支路120中移动的水的动量可以继续将附加的水和/或废物从排污通道上支路120和/或贮水槽110中运走,以输出至排水管。

根据示例性实施方式,其中在排污通道116和通路134两者中均形成虹吸,将空气引入至通路134首先使通路134中的虹吸中断,并且随后使排污通道116中的虹吸中断,如上所述。具体地,通路134相比于排污通道116具有更小的横截面面积并且容纳更少的水量。当虹吸在通路134中运行时,水被从通路134排出,穿过通路出口138输出并进入排污通道116。一旦水位下降到低于第三高度wl3,便池106就停止为通路134中的虹吸供水。由于通路134中容纳的水为少量,通路134中基本上所有的水在便池106中的水位达到排污通道入口118的上边缘132或者下降到低于排污通道入口118的上边缘132(wl4)之前被完全从通路134输出到排污通道116中,从而使虹吸中断,如下面将进一步详细论述的那样。

在水位首先达到第三高度(wl3)之后,可能需要一段时间来完全平衡靠近通路出口138的排污通道116与环境压力之间的压力(即,消除压力差)。值得注意的是,排污通道116的至少一部分可以处于中间压力,该中间压力大于虹吸压力且小于环境压力。尽管中间压力与环境压力之间仍然存在压力差,但是虹吸可以以较慢的速率继续并且水位将继续下降。随着水位下降,水位随后达到第四高度(即,第四水位wl4),该第四高度在排污通道入口118的上边缘132的高度处或者低于排污通道入口118的上边缘132的高度。当水位达到第四高度(wl4)时,环境空气随后在排污通道入口118处直接进入排污通道116,完全中断了虹吸。

在常规的马桶中,当水位达到排污通道入口118的上边缘132时的压力差是虹吸压力与环境压力(例如,马桶周围的环境中的环境空气的压力)之差。该压力差使空气冲入排污通道116中,在贮水槽110中的水中产生明显的湍流和由此造成的噪音。在图1中示出的构型中,通过在水位达到排污通道入口118的上边缘132之前减小或消除压力差,较少或没有环境空气通过贮水槽110进入排污通道116。换言之,当水位达到排污通道入口118的上边缘132时,排污通道116中的虹吸压力与环境压力之间的压力差比常规马桶中的压力差更小。流动通过排污通道入口118的空气的减少或消除会显著降低或消除与虹吸中断相关联的噪音(例如,“漱口”声),从而在马桶100中提供更加安静的冲水动作100。应理解的是,该降噪可以设置有下面论述的各种其他构型。

现在参照图2,示出了根据示例性实施方式的马桶200。马桶200与图1中示出的马桶100基本相似,使得相同的附图标记可以指示马桶100的相同的特征和/或部分。例如,马桶200包括基座202,基座202具有入口开口204、边沿208、入口通道212、便池206、贮水槽210和排污通道216,基座202、入口开口204、边沿208、入口通道212、便池206、贮水槽210和排污通道216相应地与图1中示出的马桶100的基座102、入口开口104、边沿108、入口通道112、便池106、贮水槽110和排污通道116基本相似。

仍然参照图2,示出了根据示例性实施方式的通路234(即,断开通路、旁路通路、排气通路、辅助通路或导管等)。通路234包括在通路234的上游端的通路入口236和在通路234的相对的下游端的通路出口238。通路234设置在基座202中,位于入口通道212与排污通道216之间,并且流体地连接入口通道212和排污通道216。

如图2所示,通路入口236设置(即,形成、限定等)在入口通道212中。图2示出了在入口通道212的上游端靠近入口开口204的通路入口236,尽管根据其他示例性实施方式,通路入口236可以设置在其他部分(例如,中间部分、下游端等)中。类似地,图2示出了设置在入口通道下表面211中的通路入口236,但是根据其他示例性实施方式,通路入口236可以设置在形成入口通道212的入口通道上表面213或其他表面(例如,侧表面)中。

通路出口238设置(即,形成、限定等)在排污通道216中并且流体地连接至排污通道216。具体地,通路出口238设置在排污通道216的上峰226、230的下游(例如,通路出口238设置在排污通道下支路222中)。尽管图2示出了形成在排污通道上表面224中且靠近上峰226的通路出口238,但是应当理解的是,根据其他示例性实施方式,通路出口238可以形成在排污通道216的排污通道下表面228或其他表面(例如,侧表面)中。

仍然参照图2,通路234包括通路第一下支路240,该通路第一下支路240从通路入口236以相对于地板成向下的角度(例如,大致竖向向下)而向下游延伸(例如,朝向通路出口238)。通路234还包括通路上支路242,该通路上支路242从通路第一下支路240以向上的角度向下游延伸。在通路234的上表面的最下(即,最低)点(例如,通路第一下支路240与通路上支路242相接的位置)处限定有通路谷(即,下峰)244。通路234还包括通路第二下支路246,通路第二下支路246从通路上支路242以向下的角度向下游延伸并且终止于通路出口238。在通路234的下表面的最上(即,最高)点(例如,通路上支路242与通路第二下支路246相接的位置)处限定有通路上峰248。

如图2所示,通路谷244位于通路上峰248的下方。当冲洗程序完成时,水在通路234中停留在通路水位wlp处,通路水位wlp与通路上峰248齐平或者在通路上峰248之下且在通路谷244之上。通路234中的水设置在通路第一下支路240和通路上支路242的至少一部分中,从而形成水锁并且防止有毒废气通过排污通道216向上游穿过通路234通向抵达入口通道212的通路、并且穿过边沿出口214或穿过入口开口204处的水箱逸出,其中,有毒废气可能会被释放到大气中,这违反了法规要求。

通路上峰248设置在排污通道上表面224的上峰226的上方。在该构型中,当在排污通道216中形成虹吸并且排污通道216中的水位一直上升至上峰226时,废水的水位没有上升到足够高从而溢出通路上峰248并从上游穿过通路234通向入口通道212。该构型对于确保废水不会在冲洗程序期间再循环通过通路234并返回到便池206中而言很重要。

现在参照图3,示出了根据另一示例性实施方式的马桶200。马桶200与图2中示出的马桶200基本相似,从而使得相同的附图标记可以指示马桶200的相同的特征和/或部分。仍然参照图3,示出了根据示例性实施方式的通路234(即,断开通路、旁路通路、排气通路、辅助通路或导管等)。通路234包括在通路234的上游端的通路入口236和在通路234的相对的下游端的通路出口238。通路234设置在基座202中,位于入口通道212与排污通道216之间并流体地连接入口通道212和排污通道216。

如图3所示,通路入口236设置(即,形成、限定等)在入口通道212中。图2示出了在入口通道212的上游端靠近入口开口204的通路入口236,尽管根据其他示例性实施方式,通路入口236可以设置在其他部分(例如,中间部分、下游端等)中。类似地,图3示出了设置在入口通道下表面211中的通路入口236,但是根据其他示例性实施方式,通路入口236可以设置在形成入口通道212的入口通道上表面213或其他表面(例如,侧表面)中。

通路出口238设置(即,形成、限定等)在排污通道216中并且流体地连接至排污通道216。具体地,通路出口238靠近排污通道216的上峰226、230设置且设置在排污通道216的上峰226、230的上游(例如,通路出口238设置在排污通道下支路222中)。尽管图3示出了形成在排污通道上表面224中且靠近上峰226的通路出口238,但是应当理解,根据其他示例性实施方式,通路出口238可以在排污通道216的排污通道下表面228或其他表面(例如,侧表面)中形成。根据又一示例性实施方式,通路出口238可以设置在排污通道上支路220的任意部分中,使得通路上峰248被定位在上峰226和230中的一者或两者上方。

应当理解的是,可以基于通路出口238在排污通道216中的位置来确定和/或控制在排污通道216中中断虹吸的计时。具体地,较低压力(例如,虹吸压力)区域通常在排污通道下表面228的上峰230的下游,其中,重力有助于相对于排污通道上支路220中的水的流速对排污通道下支路222中的水进行加速。当由于暴露于处于较高压力的空气供给中而导致排污通道下支路222中的压力突然增加至较高压力(例如,环境压力)时,排污通道中的虹吸中断。具体地,当空气抵达排污通道下支路222中的较低压力区域时,虹吸开始中断。如图2所示,通路出口238设置在排污通道下支路222中,使得空气被从通路234直接引入排污通道下支路222中。在该构型中,在从通路234输出空气的时间与虹吸开始中断的时间之间应当几乎没有或没有延迟。

关于图3,通路出口238在如图2所示的通路出口238的更上游(例如,在排污通道上支路220中)。在图3中示出的构型中,当空气首先被从通路234引入至排污通道216时,虹吸继续运行。空气随后在排污通道216中从通路出口238向下游行进,直到空气抵达排污通道下支路222中的较低压力区域为止,从这一点起虹吸开始中断。根据各种示例性实施方式,来自通路234的空气可以以与在排污通道216中流动的水基本相同或不同的速度被运送到排污通道216的下游。应当理解的是,排污通道216中虹吸的中断可以通过将通路出口238定位在排污通道216的更上游来延迟。例如,通路出口238在排污通道216中越靠上游设置,通路234中的虹吸中断与排污通道216中的虹吸中断之间的延迟就越长。

现在参照图4,示出了根据另一示例性实施方式的马桶200。马桶200与图2和图3中示出的马桶200基本相似,使得相同的附图标记可以指示马桶200的相同的特征和/或部分。仍然参照图4,示出了根据示例性实施方式的通路234(即,断开通路、旁路通路、排气通路、辅助通路或导管等)。通路234包括在通路234的上游端的通路入口236和在通路234的相对的下游端的通路出口238。通路234设置在基座202中,位于入口通道212与排污通道216之间并流体地连接入口通道212和排污通道216。

如图4所示,通路入口236设置(即,形成、限定等)在入口通道212中。尽管图2和图3示出了在入口通道212的上游端靠近入口开口204的通路入口236,但是在图4中,通路入口236设置在入口通道212的下游端。图4进一步示出了设置在入口通道下表面211中的通路入口236,但是根据其他示例性实施方式,通路入口236可以设置在形成入口通道212的的入口通道上表面213或其他表面(例如侧表面)中。

通路出口238设置(即,形成、限定等)在排污通道216中并且流体地连接至排污通道216。具体地,通路出口238靠近排污通道216的上峰226、230设置且设置在排污通道216的上峰226、230的下游(例如,在排污通道下支路222中)。尽管图4示出了在排污通道上表面224中且靠近上峰226形成的通路出口238,但是应当理解的是,根据其他示例性实施方式,通路出口238可以形成在排污通道216的排污通道下表面228或其他表面(例如,侧表面)中。根据又一示例性实施方式,通路出口238可以设置在排污通道上支路220的任意部分中,使得通路上峰248位于上峰226、230中的一者或两者上方。

应当理解的是,也可以基于通路入口236在排污通道216中的位置来确定和/或控制在排污通道216中中断虹吸的计时。具体地,可以相对于水存在于入口通道212中的位置来控制该计时。如下面将进一步详细论述的,只要水在入口通道212中流动,排污通道216中的虹吸就能够继续运行而不会被很早地中断。当停止向入口通道212供给水时,已经存在于入口通道212中的水继续向下游流向边沿208。该流动方向意味着入口通道212的上游端在入口通道212的下游端之前暴露于环境空气。因此,在冲洗程序期间,排污通道216中的虹吸在以后中断,通路入口236定位在入口通道212或者马桶200的其他部分的更下游(例如,在边沿208中)。例如,与图2中示出的构型中的虹吸相比,图4中示出的构型中的虹吸可以在冲洗程序期间在以后中断,因为通路入口236位于入口通道212中的更下游。

图2至图4中的马桶200示出为便池206中的水位处于与填充位置相对应的第一高度(即,第一水位wl1)处。如上所述,当冲洗程序完成时,水位处于与排污通道下表面228的上峰230相同的高度处。当冲洗程序被致动时,一定量的水(例如,大约1.0加仑、1.28加仑、1.6加仑等)被快速引入穿过入口开口204并进入入口通道212中。进入入口通道212的水的高流速减小了入口通道212中的压力。根据示例性实施方式,引入到入口通道212中的水的一部分穿过通路入口236进入通路234,提高了通路234中水锁的水位。随着水流经通路上峰248,通路234中形成虹吸,继续将水从入口通道212中抽出并将水输出到排污通道216中。该额外的水流在引起排污通道216中的后续虹吸的形成方面可能具有最小的影响。

引入至入口通道212中的水的剩余部分随后通到边沿208并进入便池206中。应当理解的是,根据其他示例性实施方式,入口通道212中的一部分水或全部水可以直接通到马桶200的贮水槽210(例如,通过贮水槽喷头)或其他部分。

当水继续被引入至入口通道212中时,水快速引入到便池206中使便池206中的水位上升到第二高度(即,第二水位wl2),该第二高度在排污通道下表面228的上峰230上方且在排污通道上表面224的上峰126下方或与排污通道上表面224的上峰226相接触。然后,水倾倒至排污通道下表面228的上峰230并进入排污通道下支路222,在排污通道下支路222处,水以高流速基本上填充了排污通道下支路222的至少一部分的整个横截面。排污通道216中的水的增加的流速将排污通道216中的下游(例如,在排污通道下支路222中)压力减小至小于环境压力的虹吸压力,使虹吸形成并且将内容物从便池206中排走。

在排污通道216中形成虹吸之后且在停止向入口通道212供给水之前,排污通道216中的虹吸将便池206中的水和废物排出通过排污通道上支路220和排污通道下支路222且排出至排水管。由于水因虹吸而被从便池206中抽走,因此便池206中的水位下降。当便池206中的水位处于第三高度(即第三水位wl3)时,该第三高度介于排污通道下表面228的上峰230与排污通道入口218的上边缘232之间(即,在便池中的水位下降到低于排污通道入口218的上边缘232之前),停止向入口通道212供给水。由于不再以足够高的速率将水供给至入口通道212以便继续以通路234将水输出至排污通道216的速率来填充通路234,因此通路234中的虹吸继续运行直到通路水位下降到低于通路谷244为止或直到通路234中的所有水被排出为止。

入口通道212中水的减少还使入口通道压力返回到大约环境压力。当通路水位下降到或低于通路谷244的高度时,整个通路234在环境压力下暴露于入口通道212中的空气。由于处于环境压力的空气处于比靠近通路出口238的排污通道216中的虹吸压力更高的压力,空气从入口通道212穿过通路入口236进入通路234,并且空气被从通路出口238输出到排污通道216中。将空气突然引入至排污通道216使排污通道216中的压力与环境压力相等,消除了排污通道216的下游部分与便池206之间的压力差(便池206也处于环境压力),从而中断(例如,部分地或完全地中断)虹吸。来自在排污通道上支路220中移动的水的动量可以继续将附加的水和/或废物从排污通道上支路220和/或贮水槽210中运走,以输出至排水管。

根据另一示例性实施方式,在水在入口通道212中停止并且/或者通路234中的虹吸完成之后,可能需要一段时间来完全平衡靠近通路出口238的排污通道216与环境压力之间的压力(即,消除压力差)。值得注意的是,排污通道216的至少一部分可以处于中间压力,该中间压力大于虹吸压力且小于环境压力。尽管中间压力与环境压力之间仍然存在压力差,但是虹吸可以以较慢的速率继续并且水位将继续下降。随着水位下降,水位随后达到第四高度(即,第四水位wl4),该第四高度在排污通道入口218的上边缘232的高度处或者低于排污通道入口218的上边缘232的高度。当水位达到第四高度时,环境空气随后在排污通道入口218处直接进入排污通道216,完全中断了虹吸。

根据另一示例性实施方式,通路入口236可以设置在入口通道212中,使得当冲洗程序被首先致动时水不会流入通路234中。例如,入口开口204和入口通道212可以构造成维持经过通路入口236的高速层流,使得水不会转移到通路入口236中,直到流速因水供给(例如,水箱)中留下的水的量减小且水的边界层分离而减小为止。根据另一示例性实施方式,通路入口236可以设置在入口通道212的上表面213中,使得重力防止冲洗水在冲洗程序期间进入通路入口236。在该构型中,仅由于将水引入到入口通道212中而在通路234中没有形成虹吸。

在排污通道216中形成虹吸之后且在停止向入口通道212供给水之前,排污通道216中的虹吸将便池206中的水和废物排出,通过排污通道上支路220和排污通道下支路222且排出至排水管。由于水因虹吸而被从便池206中抽走,便池206中的水位下降。当便池206中的水位处于第三高度(即第三水位wl3)时,该第三高度介于排污通道下表面228的上峰230与排污通道入口218的上边缘232之间(即,在便池中的水位下降到低于排污通道入口218的上边缘232之前),停止向入口通道212供给水。

当水停止流动到入口通道212中时,入口通道压力增加到大约环境压力,从而在处于环境压力的通路入口236与处于较低虹吸压力的通路出口238之间形成压力差。在水已经停止流动通过入口通道212之后,该压力差使通路234中的水向下游流动,穿过通路出口238并进入排污通道216中。根据又一示例性实施方式,排污通道216中的虹吸压力可以小于入口通道压力,使得压力差使通路234中的水向下游流动,甚至当水流动通过入口通道212时亦是如此。

当通路水位下降到或低于通路谷244的高度时,整个通路234在环境压力下暴露于入口通道212中的空气。由于处于环境压力的空气处于比靠近通路出口238的排污通道216中的虹吸压力高的压力,空气从入口通道212穿过通路入口236进入通路234,并且空气被从通路出口238输出到排污通道216中。将空气突然引入至排污通道216使排污通道216中的压力与环境压力相等,消除了排污通道的下游部分与便池206之间的压力差,从而中断(例如,部分地或完全地中断)虹吸,其中便池206也处于环境压力。来自在排污通道上支路220中移动的水的动量可以继续将附加的水和/或废物从排污通道上支路220和/或贮水槽210中运走,以输出至排水管。

在从通路234排出了足够的水使得通路水位低于通路谷244的情况下,水会穿过通路入口236供给至通路234。可以在冲洗程序的重新填充(例如,重置)部分或其他部分期间供给水,使得通路水位上升。随着通路水位上升回到通路谷244上方,水锁在通路234中再次形成并且水锁防止有毒废气穿过通路234离开排污通道216。

现在参照图5,示出了根据示例性实施方式的马桶300。马桶300与图2至图4中示出的马桶200基本相似,使得相同的附图标记可以指示马桶200的相同的特征和/或部分。例如,马桶300包括基座302,基座302具有入口开口304、边沿308、入口通道312、便池306、贮水槽310和排污通道316,基座302、入口开口304、边沿308、入口通道312、便池306、贮水槽310和排污通道316相应地与图2至图4中示出的马桶200的基座202、入口开口204、边沿208、入口通道212、便池206、贮水槽210和排污通道216基本相似。

仍然参照图5,示出了根据示例性实施方式的通路334(即,断开通路、旁路通路、排气通路、辅助通路或导管等)。通路334包括在通路334的上游端的通路入口336和在通路334的相对的下游端的通路出口338。通路334设置在基座302中,位于边沿308与排污通道316之间并流体地连接边沿308和排污通道316。

如图5所示,通路入口336设置(即,形成、限定等)在边沿308中。图5示出了靠近边沿308的前向(例如,下游)端且靠近边沿出口314的通路入口236,尽管根据其他示例性实施方式,通路入口336可以设置在边沿308的其他部分(例如,中间部分、后端或上游端)中。相似地,图5示出了设置在边沿下表面307中的通路入口336,但是根据其他示例性实施方式,通路入口336可以设置在形成边沿308的边沿上表面309或其他表面(例如,侧表面)中。

通路出口338设置(即,形成、限定等)在排污通道316并且流体地连接至排污通道316。具体地,通路出口338靠近排污通道316的上峰326、330设置。根据另一示例性实施方式,与图3中示出的构型相似,通路出口338可以设置在上峰326、330的上游(例如,设置在排污通道上支路320中)。根据又一示例性实施方式,与图2和图4中示出的构型相似,通路出口338可以设置在上峰326、330的下游(例如,设置在排污通道下支路322中)。尽管图5示出了在排污通道上表面324中且靠近上峰326形成的通路出口338,但是应当理解的是,根据其他示例性实施方式,通路出口338可以在排污通道316的排污通道下表面328或其他表面(例如,侧表面)中形成。

仍然参照图5,通路334包括通路第一下支路340,该通路第一下支路340从通路入口336以相对于地板成向下的角度(例如,大致竖向向下)而向下游(例如,朝向通路出口338)延伸。通路334还包括通路上支路342,该通路上支路342从通路第一下支路340以向上的角度向下游延伸。在通路334的上表面的最下(即,最低)点(例如,通路第一下支路340与通路上支路342相接的位置)处限定有通路谷(即,下峰)344。通路334还包括通路第二下支路346,通路第二下支路346从通路上支路342以向下的角度向下游延伸并且终止于通路出口338。在通路334的下表面的最上(即,最高)点(例如,通路上支路342与通路第二下支路346相接的位置)处限定有通路上峰348。

如图5所示,通路谷344位于通路上峰348的下方。当冲洗程序完成时,水在通路334中停留在通路水位wlp处,通路水位wlp与通路上峰348齐平或者在通路上峰348之下且在通路谷344之上。通路334中的水设置在通路第一下支路340和通路上支路342的至少一部分中,从而形成水锁并且防止有毒废气从排污通道316向上游穿过通路334、通向抵达边沿308的通路、并且穿过边沿出口314或穿过入口开口304处的水箱逸出,其中,在不存在水锁的情况下有毒废气被释放到大气中,而这会违反法规要求。

通路上峰348设置于排污通道上表面324的上峰330的上方。在该构型中,当在排污通道316中形成虹吸并且排污通道中的水位一直上升到上峰330时,废水的水位没有上升到高到足以溢出通路上峰348并从上游穿过通路334通向边沿308的位置。该构型对于确保废水不会在冲洗程序期间再循环通过通路334并返回到便池306中而言很重要。

图5中的马桶300示出为便池306中的水位处于与填充位置相对应的第一高度(即,第一水位wl1)处。如上所述,当冲洗程序完成时,水位处于与排污通道下表面328的上峰330相同的高度处。当冲洗程序被致动时,一定量的水(例如,大约1.0加仑、1.28加仑、1.6加仑等)被快速引入穿过入口开口304和入口通道312并进入边沿308中。进入边沿308中的水的高流速降低了边沿308中的压力。根据示例性实施方式,引入到边沿308中的水的一部分穿过通路入口336直接进入通路334,提高了通路334中水锁的水位。随着水流经通路上峰348时,通路334中形成虹吸,继续将水从边沿308中抽出并将水输出到排污通道316中。该额外的水流在引起排污通道316中的后续虹吸的形成方面可以具有最小的影响。

引入至边沿308中的水的剩余部分随后穿过一个或多个边沿出口314进入便池306中。应当理解的是,根据其他示例性实施方式,边沿308中的一部分水或全部水可以直接通到马桶300的贮水槽310(例如,通过贮水槽喷头)或其他部分,而不是通过边沿出口314逸出。

当水继续被引入至边沿308中时,水被快速引入到便池306中使便池306中的水位上升到第二高度(即,第二水位wl2),该第二高度在排污通道下表面328的上峰330上方且在排污通道上表面324的上峰326下方或与排污通道上表面324的上峰326相接触。然后,水越过排污通道下表面328的上峰330并进入排污通道下支路322,在排污通道下支路322处,水以高流速基本上填充了排污通道下支路322的至少一部分的整个横截面。排污通道316中的水的增加的流速将排污通道316中的下游(例如,在排污通道下支路322中)压力减小至小于环境压力的虹吸压力,从而使虹吸形成并且将内容物从便池306中排走。

在排污通道316中形成虹吸之后且在停止向边沿308供给水之前,排污通道316中的虹吸将便池306中的水和废物排出,通过排污通道上支路320和排污通道下支路322并且排出至排水管。由于水因虹吸而被从便池306中抽走,便池306中的水位下降。当便池306中的水位处于第三高度(即,第三水位wl3)时,该第三高度介于排污通道下表面328的上峰330与排污通道入口318的上边缘332之间(即,在便池中的水位下降到低于排污通道入口318的上边缘332之前),停止向边沿308供给水。由于不再至少以足够高的速率将水供给至边沿308以便继续以通路334将水输出至排污通道316的速率来填充通路334,通路334中的虹吸继续运行,直到通路水位下降到低于通路谷344为止,或者直到通路334中的所有水被排出为止。

边沿308中水的减少还使边沿压力返回到大约环境压力。当通路水位下降到或低于通路谷344的高度时,整个通路334在环境压力下暴露于边沿308中的空气。由于处于环境压力的空气处于比靠近通路出口338的排污通道316中的虹吸压力高的压力,空气从边沿308穿过通路入口336进入通路334,并且空气被从通路出口338输出到排污通道316中。将空气突然引入至排污通道316使排污通道316中的压力与环境压力相等,消除了排污通道的下游部分与便池306之间的压力差,从而中断(例如,部分地或完全地中断)虹吸,其中便池306也处于环境压力。来自在排污通道上支路320中移动的水的动量可以继续将附加的水和/或废物从排污通道上支路320和/或贮水槽310中运走,以输出至排水管。

根据另一示例性实施方式,在水在边沿308中停止并且/或者通路334中的虹吸完成之后,可能需要一段时间来完全平衡靠近通路出口338的排污通道316与环境压力之间的压力(即,消除压力差)。值得注意的是,排污通道316的至少一部分可以处于中间压力,该中间压力大于虹吸压力且小于环境压力。尽管中间压力与环境压力之间仍然存在压力差,但虹吸可以以较慢的速率继续并且水位将继续下降。随着水位下降,水位随后达到第四高度(即,第四水位wl4),该第四高度在排污通道入口318的上边缘332的高度处或者低于排污通道入口318的上边缘332的高度。当水位达到第四高度时,环境空气随后在排污通道入口318处直接进入排污通道316,完全中断了虹吸。

根据另一示例性实施方式,通路入口336可以设置在边沿308中,使得当水首先被接纳在通路入口336附近的边沿308中时水不会流入通路334中。例如,通路入口336可以设置在边沿上表面309中,使得重力防止或限制冲洗水在冲洗程序期间进入通路入口336。

在该构型中,仅由于将水引入边沿308而在通路334中没有形成虹吸。相反,当水流动通过边沿308并且虹吸在排污通道316中形成时,通道334中的水位保持基本恒定,将水锁保持在通道334中。例如,减小的边沿压力可以与排污通道316中的虹吸压力大致相同或接近,从而导致通路入口336与通路出口338之间的压力差很小或没有压力差。通路334中缺乏压力差防止大量的水在通路334的上游或下游流动。

在排污通道316中形成虹吸之后且在停止向边沿308供给水之前,排污通道316中的虹吸将便池306中的水和废物排出,通过排污通道上支路320和排污通道下支路322且排出至排水管。由于水因虹吸而被从便池306中抽走,便池306中的水位下降。当便池306中的水位处于第三高度——该第三高度介于排污通道下表面328的上峰330与排污通道入口318的上边缘332之间(即,在便池中的水位下降到低于排污通道入口318的上边缘332之前)——时,停止向边沿308供给水。

当水停止流动到边沿308中时,边沿压力增加到大约环境压力,在处于环境压力的通路入口336与处于较低虹吸压力的通路出口338之间形成压力差。在水已经停止流动通过边沿308之后,该压力差使通路334中的水向下游流动,穿过通路出口338并进入排污通道316中。根据又一示例性实施方式,排污通道316中的虹吸压力可以小于边沿压力,使得压力差使通路334中的水向下游流动,甚至当水流动通过边沿时亦是如此。

当通路水位下降到或低于通路谷344的高度时,整个通路334在环境压力下暴露于边沿308中的空气并且因此(经由边沿出口314)暴露于便池306中的水上方的空气。由于处于环境压力的空气处于比靠近通路出口338的排污通道316中的虹吸压力高的压力,空气从边沿308穿过通路入口336进入通路334,并且空气被从通路出口338输出到排污通道316中。将空气突然引入至排污通道316使排污通道316中的压力与环境压力相等,消除了排污通道316的下游部分与便池306之间的压力差(便池306也处于环境压力),从而中断(例如,部分地或完全地中断)虹吸。来自在排污通道上支路320中移动的水的动量可以继续将附加的水和/或废物从排污通道上支路320和/或贮水槽310中运走,以输出至排水管。

在从通路334排出了足够的水使得通路水位低于通路谷344的情况下,水会穿过通路入口336供给至通路334。可以在冲洗程序的重新填充(例如,重置)部分或其他部分期间供给水,从而使通路水位上升。随着通路水位上升回到通路谷344上方,水锁在通路334中再次形成并且防止有毒废气穿过通路334离开排污通道316。

现在参照图6,示出了根据示例性实施方式的马桶400。马桶400与图2至图4中示出的马桶200基本相似,使得相同的附图标记可以指示马桶200的相同的特征和/或部分。例如,马桶400包括基座402,基座402具有入口开口404、边沿408、入口通道412、便池406、贮水槽410和排污通道416,基座402、入口开口404、边沿408、入口通道412、便池406、贮水槽410和排污通道416相应地与图2至图4中示出的马桶200的基座202、入口开口204、边沿208、入口通道212、便池206、贮水槽210和排污通道216基本相似。

仍然参照图6,马桶400还包括水箱450,该水箱450设置在基座402上使得水箱450流体地连接基座402中的入口开口404,以用于将水供给至其中。示出了根据示例性实施方式的通路434(即,断开通路、旁路通路、排气通路、辅助通路或导管等),其中,各个部分设置在水箱450和基座402中。通路434包括位于通路434的上游端的通路入口436和位于通路434的相对的下游端的通路出口438。通路434穿过基座402并且流体地连接水箱450和排污通道416。应当理解的是,尽管图6示出了设置在基座402上的水箱450,但是根据其他示例性实施方式,水箱450可以远离基座402(例如,安装并隐藏在壁内)并且仍然流体地连接至排污通道416。

如图6所示,通路入口436设置(即,形成、限定等)在水箱450中。通路入口436设置在高于通路出口438(即,在通路出口438上方)的高度处。通路出口438设置(即,形成、限定等)在排污通道416中且流体地连接至排污通道416。具体地,通路出口438设置在排污通道416的上峰426、430的下游(例如,设置在排污通道下支路422中)。根据另一示例性实施方式,与图3中示出的构型相似,通路出口438可以设置在上峰426、430的上游(例如,设置在排污通道上支路420中)。根据又一示例性实施方式,与图5中示出的构型相似,通路出口438可以靠近上峰426、430设置。尽管图6示出了形成在排污通道上表面424中且靠近上峰426的通路出口438,但是应当理解的是,根据其他示例性实施方式,通路出口438可以在排污通道416的排污通道下表面428或其他表面(例如,侧表面)中形成。

仍然参照图6,通路434包括通路第一下支路440,该通路第一下支路440从通路入口436以相对于地板成向下的角度(例如,大致竖向向下)而向下游(例如,朝向通路出口438)延伸。通路434还包括通路上支路442,该通路上支路442从通路第一下支路440以向上的角度向下游延伸。在通路434的上表面的最下(即,最低)点(例如,通路第一下支路440与通路上支路442相接的位置)处限定有通路谷(即,下峰)444。通路434还包括通路第二下支路446,通路第二下支路446从通路上支路442以向下的角度向下游延伸通过水箱450和基座402,并且终止于排污通道416中的通路出口438。在通路434的下表面的最上(即,最高)点(例如,通路上支路442与通路第二下支路446相接的位置)处限定有通路上峰448。

如图6所示,通路谷444设置在通路上峰448的下方。当水箱450在冲洗程序结束时被充满水时且在新的冲洗程序期间水被排出到便池406中且排出通过排污通道416之前,水箱450包括水箱水位wlt。如图6所示,通路入口436设置成与水箱水位wlt齐平或低于水箱水位wlt。例如,水箱水位wlt可以在通路上峰448的高度处,使得当水箱水位wlt上升到高于通路上峰448时,水流经通路上峰448且向下游流动通过通路第二下支路446并进入排污通道416中以进行排放。在该构型中,即使水箱450中的再填充阀被保持在打开位置,通路434仍然在水箱450中提供溢流保护。根据另一示例性实施方式,水箱水位wlt可以设置在通路入口436上方且在通路上峰448下方的高度处。

当冲洗程序完成时(即,在两次冲洗之间),水在通路434中停留在通路水位wlp处,通路水位wlp与通路上峰448齐平或者在通路上峰448之下且在通路谷444之上。通路434中的水设置在通路第一下支路440和通路上支路442的至少一部分中。例如,如图6所示,通路水位wlp与水箱水位wlt处于相同的高度,水箱水位wlt介于通路入口436与通路上峰448之间。通路水位wlp在通路434中形成水锁并且防止有毒废气经过排污通道416,向上游穿过通路434并进入水箱450,在那里,有毒废气将被释放到大气中。

根据又一示例性实施方式,通路入口436可以设置在水箱水位wlt上方。在该构型中,在水在冲洗程序期间被从水箱450排出之后,水在冲洗程序的再填充部分期间被供给至水箱450。水通过供水管线(未示出)(该供水管线具有设置在通路入口436中或者设置在通路入口436正上方的出口)被供给到通路434中,使通路第一下支路440和通路上支路442中的通路水位wlp上升。当通路水位wlp上升到高于通路入口436的高度但尚未达到通路上峰值448时,水开始从通路434溢出并进入水箱450中以填充水箱450。在该构型中,在虹吸在排污通道416中被中断之后,在水箱450被重新填充水之前通路434用水锁密封,在通道水位wlp上升到与通道谷444齐平或高于通道谷444的高度时提供水锁。

根据又一示例性实施方式,通路入口436可以设置在通路上峰448上方的高度处。在该构型中,水箱水位wlt与通路入口436齐平或低于通路入口436。例如,当水箱水位wlt上升到高于通路入口436时,水溢流到通路434中,直到通路水位wlp达到通路上峰448的高度为止,在该点处,水在通路第二下支路446中向下游溢流并进入排污通道416中。在该构型中,在水箱450被填充至通路入口436的高度之后,通路434可以重新填充水以形成水锁。根据另一示例性实施方式,供水管线将在再填充程序期间将水直接供给至通路434和水箱450两者,使得水箱水位wlt与通路水位wlp同时上升。供水管线可以构造成将水箱450和通路434中的每一者中的水提供处于预定高度。

图6中的马桶400示出为便池406中的水位处于与填充位置相对应的第一高度处(即,第一水位wl1)处。如上所述,当冲洗程序完成时,水位处于与排污通道下表面428的上峰430相同的高度处。当冲洗程序被致动时,一定量的水(例如,大约1.0加仑、1.28加仑、1.6加仑等)被从水箱450快速引入穿过入口开口404和入口通道412,并进入便池406中。

当水继续被引入至边沿408中时,水快速引入到便池406中使便池406中的水位上升到第二高度(即,第二水位wl2),该第二高度在排污通道下表面428的上峰430上方且在排污通道上表面424的上峰426下方或与排污通道上表面424的上峰426相接触。然后,水越过排污通道下表面428的上峰430并进入排污通道下支路422,在排污通道下支路422处,水以高流速基本上填充了排污通道下支路422的至少一部分的整个横截面。排污通道416中的水的增加的流速将排污通道416中的下游(例如,在排污通道下支路422中)压力减小至小于环境压力的虹吸压力,从而使虹吸形成,并且将内容物从便池406中排走。

水箱450设置处于大约环境压力下,使得通路入口436处的压力大约为环境压力。在排污通道416中形成虹吸之后,如上所述,排污通道416中和通路出口438处的虹吸压力小于通路入口436处的环境压力。通路434中从通路入口436至通路出口438的压力差(即,压降)使通路434中的水从通路入口436向下游流向低压通路出口438,且排空到排污通道416中。

在排污通道416中形成虹吸之后且在通路434中的水被完全输出(即,排出)到排污通道416中之前,排污通道416中的虹吸也将便池406中的水和废物排出,通过排污通道上支路420和排污通道下支路422且排出至排水管。由于水因虹吸而被从便池406中抽走,便池406中的水位下降。当便池406中的水位处于第三高度(即,第三水位wl3)时,该第三高度介于排污通道下表面428的上峰430与排污通道入口418的上边缘432之间(即,在便池中的水位下降到低于排污通道入口418的上边缘432之前),通路434中的水被完全排出,从而破坏(即,消除、去除等)通路434中的水锁。根据另一示例性实施方式,通路水位wlp降至通路谷444的下方。

当通路434中的水被排出时,整个通路434在环境压力下暴露于水箱450中的空气。由于处于环境压力的空气处于比靠近通路出口438的排污通道416中的虹吸压力高的压力,空气从水箱450穿过通路入口436进入通路434,并且空气被从通路出口438输出到排污通道416中。将空气突然引入至排污通道416使排污通道416中的压力与环境压力相等,消除了排污通道的下游部分与便池406之间的压力差(便池406也处于环境压力),从而中断(例如,部分地或完全地中断)虹吸。来自在排污通道上支路420中移动的水的动量可以继续将附加的水和/或废物从排污通道上支路420和/或贮水槽410中运走,以输出至排水管。

根据另一示例性实施方式,在水被从通路434排出之后,可能需要一段时间来完全平衡靠近通路出口438的排污通道416与环境压力之间的压力(即,消除压力差)。值得注意的是,排污通道416的至少一部分可以处于中间压力,该中间压力大于虹吸压力且小于环境压力。尽管中间压力与环境压力之间仍然存在压力差,但是虹吸可以以较慢的速度继续并且水位将继续下降。随着水位下降,水位随后达到第四高度(即,第四水位wl4),该第四高度在排污通道入口418的上边缘432的高度处或者低于排污通道入口418的上边缘432的高度。当水位达到第四高度时,环境空气随后在排污通道入口418处直接进入排污通道416,由此完全中断了虹吸。

至少部分地基于相对于水箱450中的通路入口436的高度而言的水箱水位wlt的高度来控制冲洗程序的长度,冲洗程序的长度为从首先开启从水箱450至便池406的排水直到水被从通路434排出为止。例如,由于通路入口436定位在水箱450中的较低位置,并且进一步远离水箱水位wlt,或者换言之,由于水箱水位wlt进一步升高到通路入口436以上,水箱450花费更长的时间来将足够的水输出至便池406,以使水箱水位wlt下降到通路入口436以下,在该点处,通路434中的水可以被完全排出,使排污通道416穿过通路暴露于水箱450中的环境空气,其中,水箱450中的环境空气与马桶400周围的环境中的环境压力大致相同。还应当理解的是,在其中水箱水位wlt在通路入口436以上的构型中,如果在水箱水位wlt下降到低于通路入口436之前在排污通道416中形成虹吸,则水箱450中的水的一部分可以因排污通道416中形成的虹吸而被抽吸到通路434中,同时水箱450中剩余的水被输出至便池406,如上所述。

现在参照图7,示出了根据示例性实施方式的马桶500。马桶500与图2至图4中示出的马桶200基本相似,使得相同的附图标记可以指示马桶200的相同的特征和/或部分。例如,马桶500包括基座502,基座502具有入口开口504、边沿508,入口通道512、便池506、贮水槽510和排污通道516,基座502、入口开口504、边沿508,入口通道512、便池506、贮水槽510和排污通道516相应地与图2至图4中示出的马桶200的基座202、入口开口204、边沿208、入口通道212、便池206、贮水槽210和排污通道216基本相似。

仍然参照图7,示出了根据示例性实施方式的通路534(即,断开通路、旁路通路、排气通路、辅助通路或导管等)。通路534包括在通路534的上游端的通路入口536和在通路534的相对的下游端的通路出口538。

如图7所示,通路出口538设置(即,形成、限定等)在排污通道516中并且流体地连接至排污通道516。具体地,通路出口538设置在排污通道516的上峰526、530的下游(例如,设置在排污通道下支路522中)。根据另一示例性实施方式,与图3中示出的构型相似,通路出口538可以设置在上峰526、530的上游(例如,设置在排污通道上支路520中)。根据又一示例性实施方式,与图5中示出的构型相似,通路出口538可以靠近上峰526、530设置。尽管图7示出了在排污通道上表面524中且靠近上峰526形成的通路出口538,但是应当理解的是,根据其他示例性实施方式,通路出口538可以在排污通道516的排污通道下表面528或其他表面(例如,侧表面)中形成。

通路534大体上从排污通道516朝着入口通道512向上延伸,并且通路入口536设置在高于通路出口538的高度处。然而,应当理解的是,通路534可以从排污通道516沿具有其他长度的其他方向延伸,并且通路入口536可以设置在与通路出口538齐平或低于通路出口538的高度处。

在排污通道516上游的通路入口536上设置有阀552,该阀552联接至通路入口536,尽管根据其他示例性实施方式,阀552可以设置在沿着通路534的另一点处或者可以直接设置在排污通道516上的通路出口538处或代替通路出口538,使得阀552在通路出口538的位置中的任意位置处流体地连接至排污通道516,如上所述。

如图7所示,阀552设置在基座502的内部部分554(例如,空隙、空间等)中,沿竖向介于排污通道516与入口通道512之间。基座502的后端556或其他部分如内部部分554向环境开放,使得内部部分554设置处于大约大气压下,并且阀552经受大气压。尽管图7示出了设置在基座502内的内部部分554处的阀552,但是应当理解的是,根据其他示例性实施方式,阀552可以设置在基座502的外部,或者通路534可以将阀552流体地连接至位于基座502外部的位置。

阀552限定上游端558(即,阀入口)和下游端560(即,阀出口),其中,上游端558以环境压力直接流体地连接至内部部分554或其他位置,下游端560直接流体地连接至通路534或排污通道516。阀552可以是止回阀(即,单向阀),该止回阀构造成允许空气沿从上游端558至下游端560的方向流动,并且流动到排污通道516中,以中断排污通道516中的虹吸。阀552可以构造成在上游端558与下游端560之间的压力差升高到阈值压力以上时打开。换言之,当因排污通道516中虹吸的形成而导致排污通道516中的压力以及因此阀552的下游端560处的压力下降到足够远时,压力差会在克服偏置力(例如,来自弹簧的偏置力)之后迫使阀打开,该偏置力通常在冲洗程序完成时使阀552保持关闭。当排污通道516中的虹吸中断之后压力差再次上升时,阀552中的偏置力(例如,来自弹簧的偏置力)会迫使阀552返回关闭位置,并且防止空气从上游或下游穿过阀552并进入排污通道516中。

根据另一示例性实施方式,阀552可以是螺线管(例如,液压的、气动的、电动的等)或其他类型的阀552,其构造成当在排污通道516中形成虹吸516之后打开。例如,阀552可以联接至指示排污通道516中的压力下降的传感器(未示出)或其他装置,这使阀552打开,并且随后在压力与环境压力相等或者在预定的时间延迟或测量的时间延迟之后关闭。根据示例性实施方式,传感器可以包括对马桶500的排污通道516或其他部分中的压力进行测量的一个或更多个压力传感器、光学传感器和/或电导率传感器。根据示例性实施方式,阀552可以在一个或更多个传感器测量出第一预定阈值时打开,并且阀552可以随后在一个或更多个传感器测量出第二预定阈值时关闭。根据又一示例性实施方式,阀552可以被编程为基于在冲洗程序致动之后的预定的或测量的时间延迟而打开和/或关闭。

图7中的马桶500示出为便池506中的水位处于与填充位置相对应的第一高度处(即,第一水位wl1)处。如上所述,当冲洗程序完成时,水位处于与排污通道下表面528的上峰530相同的高度处。当冲洗程序被致动时,一定量的水(例如,大约1.0加仑、1.28加仑、1.6加仑等)被快速引入穿过入口开口504和入口通道512,并且进入便池506中。

当水继续被引入至边沿508中时,水被快速引入到便池506中使便池506中的水位上升到第二高度(即,第二水位wl2),该第二高度在排污通道下表面528的上峰530上方且在排污通道上表面524的上峰526下方,或者与排污通道上表面524的上峰526相接触。然后,水越过排污通道下表面528的上峰530并进入排污通道下支路522,在排污通道下支路522处,水以高流速基本上填充了排污通道下支路522的至少一部分的整个横截面。排污通道516中的水的增加的流速将排污通道516中的下游(例如,在排污通道下支路522中)压力减小至小于环境压力的虹吸压力,使得虹吸形成,并且将内容物从便池506中排出。

在排污通道516中形成虹吸之后,虹吸将便池506中的水和废物排出,通过排污通道上支路520和排污通道下支路522且排出至排水管。由于水因虹吸而被从便池506中抽走,便池506中的水位下降。当便池506中的水位处于第三高度(即,第三水位wl3)时,该第三高度介于排污通道下表面528的上峰530与排污通道入口518的上边缘532之间(即,在便池中的水位下降到低于排污通道入口518的上边缘532之前),阀552打开。例如,排污通道516中的虹吸压力可以下降到低于阈值压力,使得阀552因阀552的上游端558与下游端560之间的压力差而打开。根据另一示例性实施方式,阀552由外部机构打开。由于阀552仅在排污通道516中的压力小于内部部分554中的环境压力时打开,阀552防止了有毒废气从排污通道516向上游流动通过阀552并从基座502流出进入环境中。

根据另一示例性实施方式,通路534还可以包括至少一个下支路和至少一个下支路下游的至少一个上支路。例如,通路534可以具有与图2至图4中示出的通路234相似的构型。通路534形成水锁,并且阀552可以以与水锁串联的方式设置在通路534中,以进一步防止有毒气体释放到环境中。在该构型中,阀552可以是常规的机械阀,而不是单向止回阀,尽管也可以使用其他阀。

当阀552打开时,排污通道516在环境压力下通过阀552从基座502外部(例如,围绕基座502的环境)暴露于空气。由于处于环境压力的空气处于比靠近通路出口538的排污通道516中的虹吸压力高的压力,空气从基座502的内部部分554穿过阀552和通路入口536进入通路534,并且空气被从通路出口538输出到排污通道516中。将空气突然引入至排污通道516使排污通道516中的压力与环境压力相等,消除了排污通道516的下游部分与便池506之间的压力差(其中便池506也处于环境压力),从而中断(例如,部分地或完全地中断)虹吸。来自在排污通道上支路520中移动的水的动量可以继续将附加的水和/或废物从排污通道上支路520和/或贮水槽510中运走,以输出至排水管。

由于便池506中的水位继续下降,并且排污通道516中的压力接近环境压力,阀552上的压力差减小,使得阀552关闭。根据其他示例性实施方式,阀552可以以其他方式关闭。阀552可以在便池506中的水位下降到低于第三高度之后但在该水位下降到低于第四高度(即,第四水位wl4)之前时关闭,其中,该第四高度在排污通道入口518的上边缘532的高度处或者低于排污通道入口518的上边缘532的高度。根据另一示例性实施方式,阀552可在水下降到低于第四高度之后关闭。

根据另一示例性实施方式,在阀552打开之后,可能需要一段时间来完全平衡靠近通路出口538的排污通道516与环境压力之间的压力(即,消除压力差)。值得注意的是,排污通道516的至少一部分可以处于中间压力,该中间压力大于虹吸压力且小于环境压力。尽管中间压力与环境压力之间仍然存在压力差,但是虹吸可以以较慢的速率继续,并且便池506中的水位将继续下降。随着水位下降,水位随后达到第四高度,此时环境空气随后在排污通道入口518处直接进入排污通道516,完全中断了虹吸。

现在参照图8,示出了根据示例性实施方式的马桶600。马桶600与图2至图4中示出的马桶200基本相似,使得相同的附图标记可以指示马桶200的相同的特征和/或部分。例如,马桶600包括基座602,基座602具有入口开口604、边沿608,入口通道612、便池606、贮水槽610和排污通道616,基座602、入口开口604、边沿608,入口通道612、便池606、贮水槽610和排污通道616分别与图2至图4中示出的马桶200的基座202、入口开口204、边沿208、入口通道212、便池206、贮水槽210和排污通道216基本相似。

仍然参照图8,示出了根据示例性实施方式的通路634(即,断开通路、旁路通路、排气通路、辅助通路或导管等)。通路634包括在通路634的上游端的通路入口636和在通路634的相对的下游端的通路出口638。通路634设置在基座602中,位于排污通道616的不同部分之间,并且流体地连接至排污通道616的不同部分。应当理解,根据各种示例性实施方式,通路634可以代替以上所描述的前述通道134、234、334、434、534中的任一者形成于马桶中,或者除以上所描述的前述通道134、234、334、434、534中的任一者之外(例如,与前述通道134、234、334、434、534中的任一者组合)形成于马桶中。

如图8所示,通路入口636设置(即,形成、限定等)在排污通道616中,通路出口638在排污通道616中设置在通路入口636的下游。如图8所示,通路入口636和通路出口638设置在排污通道下支路622中。具体地,通路入口636靠近排污通道下支路622的上游端设置,靠近排污通道616的上峰626、630设置,且位于排污通道616的上峰626、630下游。尽管图8示出了形成在排污通道上表面624中且靠近上峰626的通路入口636,但是应当理解的是,根据其他示例性实施方式,通路入口636可以形成在排污通道616的排污通道下表面628或其他表面(例如,侧表面)中。根据又一示例性实施方式,通路入口636可以设置在排污通道上支路620的任何部分中且靠近上峰626、630或位于626、630上游。不管通路入口636在排污通道616中的位置如何,通路入口636设置在通路出口638上游的排污通道616中且更接近排污通道入口618。

仍然参照图8,通路出口638靠近排污通道下支路622的下游端设置,使得通路出口638位于通路入口636的下游的排污通道616中且更接近排水管。尽管图8示出了在基座602的后端656中形成的通路出口638,但是应当理解的是,根据其他示例性实施方式,通路出口638可以在排污通道616的其他表面(例如,侧表面、前向表面等)中形成。根据又一示例性实施方式,通路入口636可以设置在排污通道上支路620的任意部分中,使得通路入口636仍然设置在通路入口636的下游的排污通道616中。

图8中的马桶600示出为便池606中的水位处于与填充位置相对应的第一高度处(即,第一水位wl1)处。如上所述,当冲洗程序完成时,水位处于与排污通道下表面628的上峰630相同的高度处。如图8所示,当水位处于第一高度时,整个通路634位于排污通道下表面628的上峰630的下游,使得通路入口636和通路出口638均不设置在水位以下。由于水位在排污通道入口618的上边缘632上方,在排污通道616中形成水锁,排污通道616中的水锁下游的通路634不需要其自己的独立水锁来防止有毒废气穿过通路634离开排污通道616进入环境。

尽管图8示出了在第一高度处位于水位下游的整个通路634,但是应当理解的是,根据其他示例性实施方式,通路入口636和通路出口638中的一者或两者可以设置在排污通道上支路620中,处于排污通道下表面628的上峰630以下且位于排污通道入口618的边缘632以上的高度处。

当冲洗程序被致动时,一定量的水(例如,大约1.0加仑、1.28加仑、1.6加仑等)通过入口开口604和入口通道612被快速地引入到便池606中。当水继续被引入至边沿608时,水被快速引入至便池606使得便池606中的水位上升至第二高度(即,第二水位wl2),该第二高度在排污通道下表面628的上峰630上方且在排污通道上表面624的上峰626下方,或与排污通道上表面624的上峰626相接触。然后,水越过排污通道下表面628的上峰630并进入排污通道下支路622,在排污通道下支路622处,水以高流速基本上填充了排污通道下支路622的至少一部分的整个横截面。根据示例性实施方式,排污通道616中水的层流防止水分离并防止流入通路入口636和通路634中。根据另一示例性实施方式,水可以沿着排污通道616流动通过通路634。排污通道616和/或通路634中的水的增加的流速将排污通道616和/或通路634中的下游(例如,在排污通道下支路622中)压力减小至小于环境压力的虹吸压力,使虹吸形成,并且将内容物从便池606中排走。

在排污通道616中形成虹吸之后,虹吸将便池606中的水和废物排出,通过排污通道上支路620和排污通道下支路622且排出至排水管。由于水因虹吸而被从便池606中抽走,便池606中的水位下降,直到便池606中的水位到达第三高度(即,第三水位wl3)为止,该第三高度在排污通道入口618的上边缘632的高度处,或者低于排污通道入口618的上边缘632的高度。当水位到达第四高度时,排污通道616突然暴露于便池606中处于环境压力的空气。该空气在水上方经过,经过水与排污通道入口618的上边缘632之间,并且向下游穿过排污通道616。当空气(例如,气穴)在排污通道616中向下游流动时,排污通道616中的空气的前缘(例如,虹吸水的后缘)处的压力增加至环境压力,而在前缘更下游的水保持较低的虹吸压力。

当排污通道中的空气到达通路入口636时,通路634中的压力(包括在通路出口638处的空气)突然增加到空气的环境压力。通路634的横截面面积小于排污通道616的横截面面积,并且通路634具有比排污通道616更少的水,或者没有水流动通过通路634,这允许在通路入口636与通路出口638之间的距离上整个通路634中的压力比直接穿过排污通道616的空气流更快地平衡。根据另一示例性实施方式,排污通道616在通路入口636与通路出口638之间的内部长度可以比通路634在通路入口636与通路出口638之间的内部长度更长,使得空气通过通路634比通过通路入口636与通路出口638之间的排污通道616行进花费更少的时间。在任一构型中,处于环境压力的空气被从通路634输出通过通路出口638且从直接接纳在排污通道616中的空气的前缘向下游输出到排污通道616中。空气的这种引入进一步中断了(例如,部分地或完全地中断)排污通道616中的虹吸,或者至少减慢了穿过排污通道616的水和废物的体积流速,直到直接接纳在排污通道616中的空气完全中断排污通道616中的虹吸为止。来自在排污通道上支路620中移动的水的动量可以继续将附加的水和/或废物从排污通道上支路620和/或贮水槽610中运走,以输出至排水管。

在该构型和其他构型中,穿过通路634重新引入排污通道616的空气以比没有通路634的马桶更慢的速率减小了排污通道616(例如,虹吸压力)与环境压力之间的压力差。通过减慢该过程,在排污通道616中的水中产生了较小的湍流,减小了在虹吸中断时通常在马桶600或更具体地在排污通道616中产生的噪声。

如本文所使用的,术语“大约”、“大概”、“大体上”和相似术语旨在具有与本公开的主题所属领域的普通技术人员的所通用的和可接受的用法相一致的广泛含义。阅读本公开内容的本领域技术人员应当理解的是,这些术语旨在使得能够描述所描述和所要求保护的某些特征,而不将这些特征的范围限制至所提供的精确数值范围。因此,这些术语应当被解释为表示:所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为是在本公开内容的由所附权利要求所述的范围内。

应当指出的是,在此用于描述各种实施方式的术语“示例性”旨在指示这些实施方式是可能实施方式的可能示例、表示和/或说明(并且该术语并不旨在暗示这些实施方式必然是非常或最高级的示例)。

本文所使用的术语“联接”、“连接”等意味着两个构件直接或间接地彼此联合。这种联合可以是固定的(例如,永久的)或可移动的(例如,可移除的或可释放的)。这种联合可以通过下列方式实现:即利用两个构件或者两个构件和任何另外的中间元件彼此一体地形成为单独的一体件,或者利用两个构件或者两个构件和任何另外的中间元件彼此附接。

本文对元件位置的引用(例如,“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“上”等)仅用于描述附图中各种元件的取向。应当指出的是,根据其他示例性实施方式,各种元件的取向可以不同,并且这些变型旨在为本公开所涵盖。

应当理解的是,尽管已经参照本发明的优选实施方式对本发明进行了描述,但是本领域技术人员可以想到在本发明的范围和精神内的各种其他实施方式和变型,并且这些其他实施方式和变型旨在由相应的权利要求覆盖。本领域技术人员将容易理解的是,可以进行许多修改(例如,各种元件的尺寸、维度、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、取向、制造工艺等的变化),而在实质上没有背离本文所描述的主题的新颖性教示和优点。例如,根据替代性实施方式,可以对任何过程或方法步骤的顺序或次序进行改变或重新排序。在不脱离本公开内容的范围的情况下,还可以在各种示例性实施方式的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变以及省略。

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