專利名稱：操作抽水馬桶或連接于真空下水道的類似物上的沖水和排水閥的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一抽水馬桶或一真空下水道系統(tǒng)中的類似物中操作水流沖洗和排水閥的方法和裝置。
在一真空下水道系統(tǒng)中，借助于一個或多個真空泵來提供真空，這些泵或者直接將抽水馬桶、小便池或系統(tǒng)中的類似物連接于收集管(排水管)，或者連接于一真空室，而收集管又與該真空室連接。
公知的真空下水道系統(tǒng)的一個缺點是，當(dāng)抽水馬桶排水，即，當(dāng)抽水馬桶或類似物的排水閥開啟時，產(chǎn)生很大噪音。特別是，當(dāng)排水閥剛一打開時，立刻出現(xiàn)噪音的一峰值，在開始關(guān)閉排水閥時又出現(xiàn)另一噪音峰值。這種峰值的噪音等級是由于通過排水閥的出口孔的節(jié)流作用而引起的。
人們嘗試了若干種方法和裝置，來減少來自抽水馬桶或真空下水道系統(tǒng)中的類似物的噪音。特別公知的是采用氣密或吸收噪音的抽水馬桶蓋，還有施加與排水閥相連系的輔助空氣。但這些方法和裝置減小的噪音很有限，即，1-3分貝。
令人驚奇的是，在測試真空抽水馬桶的功能時，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過減少排水閥的開啟和關(guān)閉時間可以顯著地減小噪音。按照本發(fā)明，發(fā)明人得到一種用于控制或操作在下水道系統(tǒng)中的排水閥的方法，其特征在于排水閥以開啟時間小于0.75秒的速度開啟，并以開啟時間小于0.75秒的速度關(guān)閉。
此外，本發(fā)明人還得到一種實現(xiàn)上述操作速度的標準的操作或控制裝置，其特征在于該裝置包括三個由一凸輪裝置控制的操作閥，該凸輪裝置由一活塞/缸體裝置驅(qū)動，其中，第一操作閥設(shè)置成由一啟動機構(gòu)啟動，該閥通過一相應(yīng)的供氣通道、管和真空箱將缸體裝置中的腔室連接于收集管中的真空源，第二閥設(shè)置成通過相應(yīng)的管路將真空箱連接于排水閥用的驅(qū)動單元，第三操作閥設(shè)置成通過相應(yīng)的管路將抽水馬桶用的沖水環(huán)連接于一供水裝置。
獨立權(quán)利要求2和4-8限定了本發(fā)明的有利的特征。
下面借助于附圖進一步舉例描述本發(fā)明，其中


圖1示出噪音等級相對于抽水馬桶內(nèi)的排水閥的開啟和關(guān)閉時間的一曲線圖，圖中示出按照本發(fā)明的方法以及該方法的改進與公知方案的比較；和圖2-4示出本發(fā)明的具有一排水閥、沖水裝置和操作裝置的抽水馬桶的三個行程；圖5-7示出與圖2-4所示的相同的裝置的三個行程，但其具有另一種釋放按鈕和一附加的用于排水閥的操作閥。
如上所述，當(dāng)一真空下水道系統(tǒng)的抽水馬桶中的排水閥開啟或關(guān)閉時，發(fā)生峰值噪音。這些噪音峰值是當(dāng)閥體或閥關(guān)閉件在其路徑上向上或向下運動，從而對閥的通流孔節(jié)流時，在閥的通流孔內(nèi)形成的。形成噪音的是達到某一速度的穿過狹窄孔中的流體(空氣)。抽水馬桶水箱中的水和存在于系統(tǒng)中的空氣構(gòu)成了當(dāng)閥開啟時加速的質(zhì)量。從原理上講，閥必須以這樣一個速度開啟，使其在空氣達到產(chǎn)生噪音之前完全開啟(其通流不受限制)。在圖1中以虛線A示出一種較早公知的操作裝置的噪音分貝等級的時間函數(shù)，并以實線B示出按照本發(fā)明的操作方法的噪音等級。較黑的實線C示出一種改進，這將在本說明書結(jié)尾時加以評述。從圖1中顯而易見，當(dāng)排水閥開啟時噪音增加，直到到達一頂峰(在1處)，此時閥的節(jié)流最大。然后噪音等級下降，當(dāng)閥完全開啟時平緩發(fā)展(在Ⅱ處)，當(dāng)閥關(guān)閉時再次增大，直到一第二峰值(在Ⅲ處)，此時閥的節(jié)流又為最大。通過研究圖1中的曲線A和B可以看出，按照本發(fā)明的操作方法的排水閥的開啟和關(guān)閉時間小于公知方案。更清楚地說，本發(fā)明的開啟和關(guān)閉時間基本上分別為0.25和0.4秒，而公知方案的開啟和關(guān)閉時間分別為0.8和1.3秒。噪音等級也明顯較低，大約為15分貝。
因此，從本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過減少開啟和關(guān)閉排水閥的時間可以在很大程度上減小真空下水道系統(tǒng)的噪音，在真空下水道系統(tǒng)中的抽水馬桶或類似物中采用了排水閥。從測試結(jié)果看出，公知的真空下水道系統(tǒng)中的排水閥的開啟時間為0.8至1.0秒，而其關(guān)閉時間為1.1至1.6秒。在本系統(tǒng)中的排水閥的開啟和關(guān)閉時間分別下降到0.8和1.1以下，這樣就減少了排水閥的噪音。
能否獲得低于這些值的開啟和關(guān)閉時間取決于排水閥和這種閥的操作裝置是否足夠快。發(fā)明人以前已經(jīng)開發(fā)出這種快速排水閥，其在挪威專利申請No.943535中予以描述，并在該申請的圖2-7中示出(不再描述)。
本發(fā)明還涉及排水閥的操作和控制裝置，其與以前的授予專利權(quán)的排水閥結(jié)合，能夠?qū)⑴潘y的開啟和關(guān)閉時間降低到0.8秒以下。下面參考圖2至圖4描述這種操作裝置。
圖中示出一抽水馬桶1，其內(nèi)裝有一沖水環(huán)2，抽水馬桶的出口管4處設(shè)有一排水閥3，在前和側(cè)剖視圖中分別可以看到按照本發(fā)明的一操作和控制裝置5。由于在圖2-4中的部件都相同，這些附圖僅僅是揭示本發(fā)明的功能的不同的行程，所以在描述控制裝置5的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，起初僅參考圖2。
控制裝置包括一單元，該單元具有一上缸殼體6和一下閥殼體8，上缸殼體6帶有一可動活塞7，下閥殼體8帶有三個不同的操作閥，一第一閥9、一第二閥10和一第三閥11，此外，還有一形狀像一凸輪裝置12的活塞桿。閥9、10和11為同類型閥，即，平衡臂式閥，平衡臂36、37、38分別由一彈簧13預(yù)先調(diào)節(jié)好。在臂的相對側(cè)的一閥體14設(shè)計成分別頂靠在閥9、10和11用的相應(yīng)的閥腔62內(nèi)的閥座(孔)15、16、17、18、19上。
當(dāng)操作裝置和排水閥處于圖2所示的一靜止關(guān)閉的位置時，一彈簧20對活塞7施加預(yù)負荷，且將其保持在一下部位置。在該位置上用于操作閥10的閥孔17關(guān)閉，而閥孔18通過管道21通向大氣。
在閥10內(nèi)提供一與閥臂37連接的釋放(啟動)裝置23，見圖2-4中抽水馬桶下方的釋放裝置23的放大的橫剖面圖。該裝置包括一鎖定銷39，一彈簧40對其施加預(yù)負荷，該鎖定銷保持平衡臂37壓靠在彈簧13上。
通過按壓釋放裝置上的啟動按鈕22，一拖曳線24向后拉鎖定銷39，由此使閥10用的臂37打開閥孔17，并關(guān)閉閥孔18。這樣，氣流通過管21從活塞7上方的缸體腔室41流過閥10，再流過管路25和真空箱26，流到處于真空下的排水管27。如圖3所示，活塞7現(xiàn)在朝一上部位置移動。這又導(dǎo)致凸輪裝置12上的凸起28移動閥9內(nèi)的閥臂36，使閥關(guān)閉通向大氣的開孔16，并開通從排水閥3的活塞腔29經(jīng)管路16、25流向箱26的空氣流，使排水閥3開啟，以便排空抽水馬桶水箱中的內(nèi)裝物。就在凸輪凸起28將閥9調(diào)節(jié)之前，該凸輪凸起先通過轉(zhuǎn)動平衡臂來調(diào)節(jié)閥11，使閥體14離開閥孔19，從而使水經(jīng)過管路33、34從一水池(未示出)流過閥11，并流向用于沖洗抽水馬桶1的沖水環(huán)2。
當(dāng)活塞7達到缸殼體6內(nèi)的最上面的位置時，凸輪凸起35作用在閥10中的平衡臂上，從而使閥復(fù)位并開啟，以經(jīng)過管21提供來自大氣的空氣。同時，釋放裝置23復(fù)位，從而操作裝置準備好抽水馬桶的一次新的排水沖洗。現(xiàn)在彈簧20的力使活塞7回到圖4所示的初始位置，而凸輪裝置在其回程中首先使閥9復(fù)位，從而使來自大氣的空氣從閥孔16經(jīng)管路61流向排水閥3的缸體29，使排水閥關(guān)閉。然后，凸輪裝置使閥11復(fù)位，從而關(guān)閉向抽水馬桶的供水?？刂蒲b置不處于其初始的備用位置，為新的操作做好準備。
除了彈簧20的力，操作裝置殼體6內(nèi)的活塞7的速度取決于從缸體腔室41內(nèi)排出或向其內(nèi)提供空氣的迅速程度。優(yōu)選通過一與閥10連接的節(jié)流裝置(未示出)來控制這種空氣的抽出/供應(yīng)。
在圖5-7所示的本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，采用一個附加的第四操作閥42進一步減少排水閥的開啟和關(guān)閉時間，該第四閥優(yōu)選設(shè)置在排水閥3的頂部，排水閥現(xiàn)在被取出抽水馬桶，在其外面示出。提供第四閥42的主要目的是向排水閥3的缸體腔室29迅速提供空氣或從其內(nèi)抽出空氣，從而實現(xiàn)排水閥的較快的開啟和關(guān)閉時間。操作閥9、10、11與前面的例子中的相同，但不是直接連接于排水閥3的腔室29，來自閥9的連接管路現(xiàn)在連接于第四閥42的一缸體/活塞裝置43/44?；钊?3借助于一彈簧46保持在一較低的準備好的位置，其設(shè)置成移動一平衡臂45，并從而將在該臂的相對端上的閥體47從一個上部位置和一個下部位置移動，在該上部位置，閥體47頂靠在閥座48上(閥通向真空箱26)，在該下部位置，閥體47頂靠在一閥座29上(在大氣與排水閥的腔室29之間開通)。
圖5-7還示出釋放裝置50的另一實施例。在本實施例中，該釋放裝置包括一按鈕51，其具有一活塞52，設(shè)置在一腔室54內(nèi)的一彈簧53對該活塞施加預(yù)負荷。該裝置的缸體腔室56中充以一種流體，該流體優(yōu)選為空氣，其設(shè)置成借助于一啟動機構(gòu)57、58啟動閥10。一小孔59(未詳細示出)控制流體向缸體56的返回，以便短時間抑制啟動機構(gòu)57、58，并從而獲得足夠的操作閥10的開啟時間。下面描述圖5-7所示的本實施例的操作。圖5示出準備位置，在該位置排水閥3為關(guān)閉位置。通過推按鈕51，缸體腔室56內(nèi)的流體經(jīng)過管路55提供給閥10的啟動機構(gòu)，該啟動機構(gòu)為活塞/缸體裝置57、58。活塞57現(xiàn)在移動平衡臂，并從而將閥10的閥體14從左向右移動，即，關(guān)閉孔18，而開啟孔17，如圖6所示。這時，空氣從缸體腔室41經(jīng)過管路25流向真空箱26。隨著活塞7與凸輪28一起向上運動，平衡臂從左向右運動，從而閥9的閥體14也從左向右運動，開啟孔15，而關(guān)閉孔16。凸輪也正好啟動沖水閥11(前面參見圖2-5作過描述，因此不再贅述)。
由于閥9的閥體14此時將閥孔15打開，第四操作閥42的缸體44內(nèi)的空氣通過管路61、操作閥9排出，并經(jīng)管路16和25排放到真空箱26。此時，閥42的活塞向上移動，從而使平衡臂45運動，使得閥體47關(guān)閉孔49，而開啟閥孔48。這時，空氣迅速從排水閥的缸體腔室29內(nèi)排出，經(jīng)過管路60直接排入真空箱26，并且排水閥3的活塞64，從而閥體63快速向上移動到其開啟位置，使抽水馬桶放水?？諝鈴呐潘y的腔室29中的迅速排出是利用該閥來實現(xiàn)的，因為這樣就可以使用較大的閥孔、較大直徑的管子，并使腔室29與箱26之間的距離較短(流體阻力較小)。
釋放裝置的活塞52和按鈕51一返回到其初始啟動位置，閥10就復(fù)位，關(guān)閉閥孔18，而開啟閥孔17。這樣，空氣從大氣經(jīng)閥孔17流向控制閥5的腔室41，并且控制裝置的活塞7和凸輪12向下運動，如圖7所示(流程結(jié)束)。現(xiàn)在，隨著凸輪12向下運動，操作閥9復(fù)位，從而關(guān)閉閥孔15，而開啟閥孔16。這樣，空氣就從大氣中穿過閥9中的閥孔16，再穿過管道26流向缸體44，從而使閥42復(fù)位，關(guān)閉孔48，而開啟孔49，以便從大氣向排水閥3的腔室29提供空氣。這時，排水閥3的活塞64向下運動，關(guān)閉排水閥?，F(xiàn)在，控制裝置和排水閥處于復(fù)位位置，準備新的操作。
圖1中的曲線C示出采用附加的第四操作閥42后噪音等級的改善。從該圖中可以看出，由于進一步減少了排水閥的開關(guān)時間，峰值噪音Ⅰ和Ⅲ幾乎消失。這樣，通過第四操作閥，噪音又被減小了6-7分貝。
本發(fā)明除了提供一種方法，還提供一種用于控制真空下水道系統(tǒng)中的抽水馬桶的沖水和排水閥的裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，由非常少的部件構(gòu)成，因此，其制造和維修都簡單而且成本低，并且操作非?？?。
權(quán)利要求
1．一種用于控制一真空下水道系統(tǒng)中的一抽水馬桶或類似物的排水閥(3)以及優(yōu)選沖水的方法，其特征在于所述排水閥以開啟時間小于0.75秒的速度開啟，并以關(guān)閉時間小于0.75秒的速度關(guān)閉。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述開啟和關(guān)閉時間分別為0.25和0.4秒。
3．一種用于控制真空下水道系統(tǒng)中的抽水馬桶或類似物的排水閥(3)和沖水的裝置，所述裝置和排水閥由在排水系統(tǒng)(27)中所產(chǎn)生的真空驅(qū)動，其特征在于所述裝置(5)包括至少三個操作閥，一第一閥(10)、一第二閥(9)和一第三閥(11)，它們借助于一共用的活塞桿調(diào)節(jié)或復(fù)位，活塞桿的形式為一凸輪裝置(12)，該凸輪裝置由一缸體殼(6)內(nèi)的活塞(7)驅(qū)動，其中的第一閥(10)由一啟動機構(gòu)(23)啟動，該閥設(shè)置成將所述缸體(6)中的腔室連接于真空源，所述第二閥(9)由凸輪裝置(12)調(diào)節(jié)，其設(shè)置成將所述下水道管(27)中的所述真空源連接于所述排水閥(3)的驅(qū)動裝置(29、64)，所述第三閥(11)借助于所述凸輪裝置(12)調(diào)節(jié)，且其設(shè)置成通過相應(yīng)的管路和管(33、34)將一沖水環(huán)(2)或類似物連接于一水源。
4．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述閥(9、10、11)為平衡臂型閥，各閥具有一可轉(zhuǎn)動臂(36、37、38)，—彈簧(13)對該臂施加預(yù)負荷，所述臂的一端設(shè)有一彈性閥體(14)，該閥體設(shè)計成緊密地頂靠在閥殼的一或兩側(cè)上的孔的閥座(15、16；17、18；19)上，所述臂的另一端由啟動裝置(23、51、52、56)或活塞桿(12)上的凸輪凸起(28、35、32)移動，以關(guān)閉或改變閥的流通。
5．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述控制裝置設(shè)有一第四操作閥(42)，該閥設(shè)計成迅速從排水閥(3)用的驅(qū)動裝置(29、64)抽出或向其提供空氣，該第四閥由所述第二閥(9)控制。
6．如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述第四閥為平衡臂型閥(45、47)，平衡臂(47)由一活塞/缸體裝置(43、44)轉(zhuǎn)動，所述活塞由一彈簧(46)施加預(yù)負荷，以將臂的一端保持在一較低的位置，從而保持另一端上的一閥體(47)緊緊地頂靠住一上閥座(48)，處于準備好的狀態(tài)，當(dāng)受到第二閥(9)的控制時，活塞(43)可以轉(zhuǎn)動所述閥體(47)，使其頂靠在下閥座(49)上。
7．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述釋放裝置(23)為鎖定銷型，一彈簧(40)對鎖定銷(39)施加預(yù)負荷，一按鈕(22)可以通過一線(24)移動所述鎖定銷，該鎖定銷設(shè)置成用于將閥(10)的閥臂(37)保持在一頂著彈簧13的預(yù)定的位置，在該位置，所述閥體(14)關(guān)閉通向真空箱的閥座(17)，所述鎖定銷從其鎖定位置拉出時釋放臂(37)，從而閥體(14)開啟閥孔(17)，而關(guān)閉閥孔(18)。
8．如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于當(dāng)所述活塞桿(12)的凸輪(35)處于其上部位置，并將閥臂(37)壓回到其初始位置時，所述鎖定銷(39)復(fù)位。
全文摘要
一種控制排水閥(3),優(yōu)選一真空下水道系統(tǒng)中的一抽水馬桶或類似物的沖水的方法,排水閥以開啟時間小于0.75秒的速度開啟,并以關(guān)閉時間小于0.75秒的速度關(guān)閉。本發(fā)明還提供一種控制抽水馬桶或真空下水道系統(tǒng)中的類似物的排水閘(3)和沖水的裝置,裝置和排水閥由在排水系統(tǒng)(27)中所產(chǎn)生的真空驅(qū)動,裝置(5)包括至少三個操作閥,一第一閥(10)、一第二閥(9)和一第三閥(11),它們借助于一共用的活塞桿調(diào)節(jié)或復(fù)位,活塞桿的形式為一凸輪(12),該凸輪由一缸體殼(6)內(nèi)的活塞(7)驅(qū)動,其中第一閥(10)由一啟動機構(gòu)(23)啟動,該閥將缸體(6)中的腔室連接于真空源,第二閥(9)由凸輪(12)調(diào)節(jié),其將下水道管(27)中的真空源連接于排水閥(3)的驅(qū)動裝置(29、64),第三閥(11)借助于凸輪(12)調(diào)節(jié),通過相應(yīng)的管路和管(33、34)將一沖水環(huán)(2)連接于一水源。
文檔編號E03C1/122GK1236413SQ98801141
公開日1999年11月24日 申請日期1998年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月11日
發(fā)明者奧拉夫·霍塞思 申請人:奧拉夫·霍塞思