其中具有可移动有浮力浮标的马桶放泄阀组合件的制作方法
【专利说明】其中具有可移动有浮力浮标的马桶放泄阀组合件
[0001]相关申请案
[0002]本发明主张下列申请案的优先权:2013年3月8日申请的名为使用其中具有可移动浮标的空气外壳的放泄阀(DISCHARGE VALVE USING AIR HOUSING WITH MOVEABLE FLOATTHEREIN)的美国临时专利申请案第61/775,398号；及2013年2月5日申请的名为利用流体流的势能及动能的放泄阀(DISCHARGE VALVE UTILIZING POTENTIAL AND KINETICENERGY OF FLUID FLOW)的美国临时专利申请案第61/760，851号；以及2012年7月25日申请的名为利用流体流的势能及动能的放泄阀(DISCHARGE VALVE UTILIZING POTENTIALAND KINETIC ENERGY OF FLUID FLOW)的美国临时专利申请案第61/675，642号；上列申请案的全部揭示内容的全文是以引用方式并入本文中。
技术领域
[0003]本发明涉及马桶放泄阀组合件，包含部分冲洗设计及全冲洗设计两者。
【背景技术】
[0004]当前存在众多放泄(即:冲洗)阀系统。所有这些系统使用机械地致使冲洗阀敞开及闭合的各种致动器。这些设计中的一些选择性地准许部分冲洗或全冲洗。尽管许多这些设计为大体上可接受的，但其常常需要大量能量来操作其致动器。
[0005]代替地期望一种仅需要最小能量来操作的放泄冲洗阀系统。本发明提供此类系统。这是因为本发明的系统使用马桶水箱中的水自身的浮力来控制放泄阀冲洗的操作。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种放泄阀组合件，其结合空气释放机构而使用水自身的浮力来开启及关闭冲洗。
[0007]在一个优选方面中，本发明提供一种冲洗阀，其包括:(a)外壳，其经定尺寸以定位在马桶水箱中的排水口上方；(b)浮标组合件，其在外壳内可垂直地移动，浮标组合件经配置以在浮标组合件处于降低位置时密封排水口，且在浮标组合件处于升高位置时敞开排水口，其中浮标组合件包括具有用于在其中捕获空气的敞开底端的空心浮标，且其中空气室形成在外壳的内部与浮标组合件的外部之间；(C)空气通道，其将外壳中的空气室连接到外部环境空气；及(d)致动器，其用于选择性地敞开及闭合空气通道。
[0008]浮标与倒置杯相似。在操作中，空气被捕获在浮标内部，其中空气在冲洗结束时进入浮标的底部下方。这致使浮标变得有浮力(在稍后被水包围时)。然而，在浮标上方被捕获在外壳中的室中的空气使浮标保持处于其“预冲洗”降低位置，从而密封排水口。在这个“预冲洗”时间，浮标被水包围。通过释放在外壳中被捕获在浮标上方的空气，有浮力浮标接着上浮，同时水箱中的水流动到浮标下方并到排水口中，从而冲洗马桶。在外壳外的空气通道可选择性地敞开及闭合。敞开空气通道会使空气从外壳逸出，因此致使有浮力浮标升高。随着水箱中的水穿过浮标下方并沿着排水口向下，水位降低且浮标的浮力变小。因此，浮标将自然地回落以密封排水口。然而，在替代方面中，在浮标已上浮之后防止空气在浮标上方再进入外壳中的空间。这将使浮标保持处于升高位置，从而延长冲洗的持续时间。
[0009]本发明的系统的优点在于其使用极其小的能量来操作。仅通过在适当时间敞开及闭合通气孔，就可激活马桶便池的冲洗，且可容易控制冲洗的持续时间。此外，无需将空气抽送到阀组合件中。更确切地，在冲洗期间空气仅在水离开水箱时进入阀组合件。因此，系统总是准备好再用于接连的冲洗。
[0010]在本发明的各个优选实施例中，还提供一种用于使空气在一个以上高度处进入外壳使得可控制室内浮标的浮力(及移动)的系统。具体来说，在准许空气在较高位置处进入外壳时，浮标将提前降落，因此提供半冲洗。阻挡这个空气路径将致使空气稍后进入外壳，因此提供全冲洗。
[0011]此外，在本发明的各个优选实施例中，在浮标的内部与外壳外部的环境空气之间提供通气路径。这个通气路径系统具有随着水箱中在浮标周围的水的高度改变而使浮标浮力保持恒定的优点。
【附图说明】
[0012]图1到5展示本发明的简化实施例的截面图，使得可理解本发明在冲洗期间的操作。
[0013]图6、7及8展示本发明的替代实施例的截面图，其具有允许空气从浮标的内部自由地传到外部环境空气的通气系统。
[0014]图9A及9B展示本发明的实施例，其具有虹吸裙部。
[0015]图1OA为本发明的透视图。
[0016]图1OB为外壳30的内部的截面侧视图，其展示全通气系统及半通气系统的操作。
[0017]图11为在静止状态下的本发明的控制系统的俯视示意图。
[0018]图12为在全冲洗期间的本发明的控制系统的俯视示意图。
[0019]图13为在再注水期间的本发明的控制系统的俯视示意图。
[0020]图14A为在半冲洗期间的控制系统的仰视图。
[0021]图14B为在全冲洗期间的控制系统的仰视图。
[0022]图15A为本发明的替代实施例的透视图。
[0023]图15B为在冲洗之前的15A的冲洗控制模块的近视图。
[0024]图15C为在半冲洗期间的15A的冲洗控制模块的近视图。
[0025]图1?为在全冲洗期间的15A的冲洗控制模块的近视图。
[0026]图16A为在冲洗之前的本发明的替代实施例的透视图。
[0027]图16B为在冲洗模式下的本发明的替代实施例的透视图。
【具体实施方式】
[0028]图1到5展示本发明的简化实施例的操作，使得可清楚地理解本发明的有浮力浮标的优点，如下所述。
[0029]首先，图1展示定位在马桶水箱T中的排水口 D上方的浮标组合件10。马桶便池(未展示)定位在排水口 D下方。浮标组合件10包括在外壳30内可上下移动的有浮力浮标20。在冲洗之前，水包围浮标组合件10。浮标20在处于其降低位置时优选地借助于密封构件21来密封排水口 D (从而使水保持在水箱T中)，密封构件21环绕浮标的敞开底端，如所展示。
[0030]浮标20为空心浮标且具有在其下方捕获空气的敞开底端。具体来说，空气被捕获在浮标20的敞开底端内。空气室25还存在于浮标20上方的外壳30内。已发现，在致动器开关42敞开时，空气通道40准许被捕获在空气室25中的空气移动到外部环境空气。开关42在马桶冲洗柄通常被定位的常见位置中安装到马桶水箱的外壁上(如所展示)。在各个实施例中，空气通道40可包括延伸到马桶水箱的外部的管，或其可仅包括在外壳30的外部上敞开使得环境空气为水箱内的空气的空气通道。
[0031]图2说明冲洗的开始。此时，开关42敞开，从而准许空气A移出室25(S卩，通过通道40移出而在开关42处或附近排出)。因为浮标20为有浮力浮标，所以其现在将随着空气从室25逸出而在周围水中向上移动。因此，水箱T中的水W接着将穿过浮标20下方，向下传到排水口 D中，且接着向下传到下方的马桶便池中。因此，冲洗开始。在这个截面图中可看出，外壳30的底部部分具有流动开口 32，其在浮标组合件处于升高位置时准许水箱中的水穿过流动开口 32并到外壳下方的排水口中。
[0032]在各个优选实施例中，选择性地敞开及闭合空气通道40的开关42可包括定位在马桶水箱的外部上的冲洗按钮43或操纵杆。开关42还可视需要包括定位在马桶水箱的外部上的近程传感器44。使用此类近程传感器的优点在于用户仅需要将其手放在马桶水箱上的开关43附近以致使冲洗马桶。
[0033]在各个任选实施例中，空气通道40可借助于从外壳延伸到马桶水箱上的外部出口的管而将外壳30中的空气室25连接到外部环境空气，如所展示。替代地，空气通道可仅为通往外壳30的外部表面从而接近马桶水箱自身内的外部环境空气的通道。在这个第二实施例中，冲洗致动控制开关或操纵杆42仍将定位在水箱T的外部上以使用户冲洗马桶。
[0034]如果空气通道40仅在冲洗开始之后保持敞开，那么随着水箱T中的水排空，浮标20将仅回降到闭合排水口 D的位置中。这为一种正常预期操作方法。这种方法具有易于操作的益处，这是因为系统仅需要冲洗马桶以使开关42敞开空气通道40并使其保持敞开。在水从水箱完全地排出之后，浮标20将连同这个降低水位一起降落，使得浮标20将开口再密封到排水口。此时，空气通道40可再次闭合，从而将空气密封在室25内，从而导致返回到图1所展示的预冲洗位置。
[0035]然而，图3及4展示另一正常预期操作方法。具体来说，在空气已从空气室25逸出之后，开关42闭合，从而防止空气从外部周围环境自由地移动到空气室25中。因此，在空气室25中将形成部分真空，从而随着周围水位在外壳30周围降低而使浮标20保持处于升高(或部分升高)位置。通过随着水位在浮标周围降落而使浮标20保持向上，可延长冲洗的持续时间。最后，如图5所展示，水箱中的水位将降低到使得空气A将通过进入空气室25的底端而侵入空气室25中的(部分)真空的低水位。此时，浮标20接着将快速地下沉，从而停止冲洗。
[0036]换句话来说，还可