用于沖洗閥的溢流排氣罩的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于沖洗閥的溢流排氣罩
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)交叉引用
[0002] 本專(zhuān)利申請(qǐng)根據(jù)35U. S. C. § 119 (e)要求于2013年2月15日提交的，題為 "Overflow Vent Scoop for Flush Valve"的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 61/765, 552 的權(quán)益，該 專(zhuān)利的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。
[0003] 發(fā)明背景 發(fā)明領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明涉及一種用于廁所、小便池等的沖洗閥，且更具體地涉及對(duì)這種閥的設(shè)計(jì) 進(jìn)行改進(jìn)以提供置于沖洗閥內(nèi)的通向溢流管或排氣管的開(kāi)口上方的罩或蓋，從而有助于轉(zhuǎn) 移可能堵塞溢流管的水并有助于可能殘留在閥體、閥喉和/或馬桶歧管內(nèi)的氣體的逃逸。
[0005] 相關(guān)技術(shù)說(shuō)明
[0006] 用于移走固體和液體的人類(lèi)廢物的馬桶和馬桶組件是眾所周知的。通常，馬桶包 括三個(gè)共同工作的系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)沖洗動(dòng)作：（1)馬桶便池的內(nèi)部水通道，（2)沖洗機(jī)構(gòu)，和（3) 再填充機(jī)構(gòu)。這三個(gè)系統(tǒng)協(xié)同工作時(shí)，能實(shí)現(xiàn)馬桶的沖洗功能。
[0007] 通常位于分體式馬桶組件中的便池后部上方的馬桶水箱或具有水箱部分的一體 式組件的上部中的馬桶水箱，容納用于啟動(dòng)將廢物從馬桶便池通過(guò)排污通道沖洗至下水管 的水，并容納用清水填充便池的水。當(dāng)用戶(hù)想要沖洗馬桶時(shí)，他按下水箱外部上的沖洗把手 或其他沖洗致動(dòng)器，其在水箱內(nèi)部上連接至可移動(dòng)鏈條或杠桿或機(jī)械沖洗閥致動(dòng)器。當(dāng)按 下水箱外部的沖洗把手時(shí)，水箱內(nèi)部上的鏈條或杠桿動(dòng)作以提升和打開(kāi)沖洗閥，致使水從 水箱流入便池，由此啟動(dòng)馬桶沖洗。在一些馬桶設(shè)計(jì)中，馬桶便池并不具有在水箱的后部上 的水箱，但替代地可具有安裝在馬桶的后部的外殼上的、與進(jìn)入水源連通的直列沖洗閥。
[0008] 在許多馬桶設(shè)計(jì)中，水從沖洗閥直接流入便池入口，且接著分散進(jìn)入外緣通道、噴 射通道、開(kāi)口和/或通過(guò)位于馬桶便池入口下方的歧管區(qū)域直接進(jìn)入馬桶便池。從閥釋放 通過(guò)馬桶便池入口的水十分迅速地進(jìn)入便池，從沖洗閥進(jìn)入便池的流動(dòng)通常僅持續(xù)大約半 秒到四秒。水或者從外緣通道和/或沿馬桶內(nèi)的噴射通道向下直接流入便池中，馬桶內(nèi)的 噴射通道通過(guò)虹吸噴射出口將水引入馬桶便池的底部。虹吸噴射將大部分的水釋放到排污 通道中，從而啟動(dòng)虹吸動(dòng)作。該虹吸動(dòng)作將所有的水和廢物吸出便池，使其進(jìn)入排污通道。 廢物和水繼續(xù)通過(guò)大致U型排污通道的另一端，并被釋放至連接在馬桶底座的廢水或污水 排水管線中。
[0009] 在沖洗中一旦水箱清空，沖洗閥關(guān)閉，浮動(dòng)機(jī)構(gòu)或其他類(lèi)似的起動(dòng)裝置（根據(jù)不 同的沖洗閥和水箱設(shè)計(jì)）會(huì)啟動(dòng)具有可填充水箱的馬桶設(shè)計(jì)中的填充閥。填充閥通過(guò)獨(dú)立 的水流向水箱和便池提供清水。最終，水箱中的水填充至足以使浮子上升的高度，從而關(guān)閉 填充閥。此時(shí)，沖洗循環(huán)完成。
[0010] 政府機(jī)構(gòu)不斷要求減少?zèng)_洗水的用量。近年來(lái)，焦點(diǎn)大量聚集于減少馬桶沖洗運(yùn) 行所需要的水。為了說(shuō)明此點(diǎn)，政府機(jī)構(gòu)逐漸減少了用于馬桶每次沖洗的水量，從20世紀(jì) 50年代之前的7加侖/沖洗減少到20世紀(jì)60年代末期的5. 5加侖/沖洗，又減少到20世 紀(jì)80年代的3. 5加侖/沖洗。1995年的國(guó)家能源政策法案現(xiàn)要求在美國(guó)銷(xiāo)售的馬桶可使 用1. 6加侖/沖洗（6升/沖洗）或更少的用水量。
[0011] 本領(lǐng)域內(nèi)的一種嘗試是生產(chǎn)一種更可靠、更有效且更強(qiáng)勁的1.6加侖（6升）的 重力沖洗馬桶（稱(chēng)作"高性能馬桶"（HPT)，通過(guò)提高沖洗運(yùn)行中可用的水力能同時(shí)克服現(xiàn) 有馬桶技術(shù)中的缺點(diǎn)，這可見(jiàn)于題為"High Performance Valve Assembly For Toilets" 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 901，610,題為"High Performance Flush Valve Assembly" 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 728, 975,以及題為"Toilet Assembly"的美國(guó)專(zhuān)利No. 6, 715, 162,這些專(zhuān)利與本申請(qǐng) 的所有人一樣。這些專(zhuān)利的在種程度上描述輻射狀入口技術(shù)、常見(jiàn)馬桶水箱的操作和結(jié)構(gòu) 以及沖洗閥結(jié)構(gòu)的相關(guān)部分通過(guò)引用被納入本文。
[0012] 用于馬桶水箱的沖洗閥組件在美國(guó)專(zhuān)利6, 901，601、6, 723, 975和6, 715, 162中有 所描述。這些專(zhuān)利描述了具有閥體的沖洗閥，其閥體的基座套筒部分包括用于增大閥開(kāi)口 的排放系數(shù)的輻射狀入口。沖洗蓋構(gòu)件相對(duì)于閥體同軸且可滑動(dòng)地安裝，使得當(dāng)沖洗蓋構(gòu) 件通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)被從閥體移除時(shí)在沖洗蓋構(gòu)件和閥體之間產(chǎn)生閥開(kāi)口。沖洗蓋構(gòu)件可滑動(dòng) 地運(yùn)動(dòng)于第一位置和第二位置之間，當(dāng)沖洗蓋構(gòu)件在第一位置處時(shí)，沖洗蓋構(gòu)件位于閥體 的基座套筒部分上且從而阻礙水流通過(guò)閥開(kāi)口；當(dāng)沖洗蓋構(gòu)件位于第二位置處時(shí)，第二閥 構(gòu)件從閥體的基座套筒部分移除以允許水流通過(guò)閥開(kāi)口。設(shè)置密封件以確保沖洗蓋構(gòu)件在 第一位置時(shí)的正確密封，且設(shè)置引導(dǎo)裝置以相對(duì)于閥體對(duì)準(zhǔn)和引導(dǎo)沖洗閥蓋。沖洗閥組件 還包括起動(dòng)裝置釋放機(jī)構(gòu)，當(dāng)沖洗蓋構(gòu)件到達(dá)其第二位置時(shí)，起動(dòng)裝置釋放機(jī)構(gòu)將沖洗把 手的作用施加在沖洗蓋構(gòu)件上，從而使得在沖洗把手返回至其相應(yīng)靜止位置之前沖洗蓋構(gòu) 件返回到其第一位置。在這種結(jié)構(gòu)中，所公開(kāi)的沖洗閥組件確保符合規(guī)定的水要求，且同時(shí) 提供增強(qiáng)的清潔和廢物移除能力。沖洗閥組件實(shí)現(xiàn)這些功能且還釋放沖洗把手的作用使得 閥開(kāi)口可在規(guī)定的最小"按住"時(shí)間結(jié)束之前關(guān)閉，最小"按住"時(shí)間為1秒時(shí)，每次沖洗的 總水量不超過(guò)規(guī)定的1. 6加侖（6升）。
[0013] 用于高性能馬桶的為提供給充足的沖洗閥效率而提出的替代技術(shù)可見(jiàn)于美國(guó)專(zhuān) 利No. 7, 676, 858,其提出一種沖洗閥，該沖洗閥具有帶閥座的閥體，該閥座界定流動(dòng)通路， 該流動(dòng)通路的內(nèi)部流動(dòng)輪廓的部分從閥座以非線性方式逐漸變窄，使得閥座的在非線性部 分的內(nèi)表面可以由多項(xiàng)式來(lái)表達(dá)，即閥體具有非線性彎曲的內(nèi)表面。
[0014] 本申請(qǐng)人所有的美國(guó)專(zhuān)利No. 8, 079, 095公開(kāi)了一種沖洗閥，該沖洗閥通過(guò)輻射 狀入口以及可選的升高閥體的更有效結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)節(jié)水、高沖洗效率以及如上所述的性能 目標(biāo)。如果使用向上漂浮和中心引導(dǎo)的沖洗閥蓋，這種特定的設(shè)計(jì)十分高效，因?yàn)檫@種蓋的 向上提升可將水以360°配置引入閥開(kāi)口。也就是說(shuō)，當(dāng)閥蓋提升時(shí)，其允許水從各個(gè)方向 流入閥開(kāi)口，以將水從馬桶水箱提供至馬桶便池。
[0015] 由于使用具有可選的輻射狀入口（設(shè)計(jì)成用于增強(qiáng)流動(dòng)并最大化通過(guò)具有標(biāo)準(zhǔn) 擋板式閥蓋的閥體的水力能）的升高閥體時(shí)仍然會(huì)遇到一些問(wèn)題，本領(lǐng)域中還做出了其他 改進(jìn)。與上述的提升閥中心引導(dǎo)沖洗蓋一同使用時(shí)，具有輻射狀入口和升高閥體的沖洗閥 組件能夠以減少的水量控制提升的效率和最大化的通過(guò)閥體的流動(dòng)，從而在高性能沖洗閥 與高性能馬桶一同使用時(shí)有用，該高性能馬桶具有能夠?qū)崿F(xiàn)1. 6加侖/每次沖洗的節(jié)水標(biāo) 準(zhǔn)的馬桶便池設(shè)計(jì)和沖洗流路，其中一些可被認(rèn)定為高效率馬桶01ET)，高效率馬桶提供低 至約1. 28加侖/沖洗或更低的有效沖洗。
[0016] 使用標(biāo)準(zhǔn)的兩英寸入口，即使馬桶水箱內(nèi)的可用于沖洗的容量低于現(xiàn)有技術(shù)中的 傳統(tǒng)馬桶，通過(guò)設(shè)計(jì)成與高效率馬桶01ET)-起使用的高效率沖洗閥的沖洗量也是非常大 的。與這種閥體和兩英寸入口一同使用的傳統(tǒng)擋板閥蓋的某些方面（在恰當(dāng)時(shí)刻關(guān)閉、有 時(shí)提前關(guān)閉的能力，再打開(kāi)的能力）的性能可能會(huì)被影響。在輻射狀入口閥體設(shè)計(jì)中，這種 問(wèn)題有時(shí)可能會(huì)加重，因?yàn)橛捎谳椛錉畹拇嬖诙a(chǎn)生的入口開(kāi)口的延伸，該輻射狀的存在 的優(yōu)化用于通過(guò)閥體的高效率流動(dòng)。這可能需要更大尺寸的擋板以覆蓋由該輻射狀產(chǎn)生的 開(kāi)口，從而導(dǎo)致了影響擋板蓋的打開(kāi)和關(guān)閉的浮力問(wèn)題。這些因素可能會(huì)結(jié)合而使得標(biāo)準(zhǔn) 擋板在閥組件上的恰當(dāng)打開(kāi)和關(guān)閉變得困難，該閥組件配置成用于高性能馬桶或優(yōu)選地高 效率馬桶且具有升高的閥體和輻射狀入口，即使是與標(biāo)準(zhǔn)低輪廓比較，非升高的沖洗閥本 體具有標(biāo)準(zhǔn)的擋板式閥蓋。
[0017] 當(dāng)這些沖洗閥（無(wú)論是否適用于高效率馬桶）為流動(dòng)設(shè)計(jì)而優(yōu)化但具有出口時(shí)， 沖洗閥設(shè)計(jì)中會(huì)遭遇的其他問(wèn)題，當(dāng)沖洗閥安裝時(shí)，出口將流體流動(dòng)直接引入馬桶便池的 具有較低底板的入口室，該較低底板位于與流出沖洗閥出口的流動(dòng)垂直的平面。由沖向馬 桶便池的入口室的底板引起的通過(guò)閥的高流率的接觸沖擊產(chǎn)生了不被希望產(chǎn)生的湍流，該 湍流減少了從排出沖洗閥的出口排出的水中可獲得的水力能。在可從本申請(qǐng)的所有人獲得 的現(xiàn)有技術(shù)中，在沖洗閥出口的底端使用配件以將沖洗閥出口流動(dòng)分流并導(dǎo)向進(jìn)入兩個(gè)獨(dú) 立的方向以將流動(dòng)引入外緣區(qū)域并引入馬桶便池的噴射區(qū)域。這種設(shè)計(jì)的確可避免某些特 定高性能馬桶設(shè)計(jì)中的一些影響問(wèn)題。
[0018] 這些設(shè)計(jì)中的改進(jìn)在美國(guó)專(zhuān)利No. 8, 266, 733(由本申請(qǐng)的申請(qǐng)人所有）有所描 述，其公開(kāi)了具有升高閥體的閥，該升高閥體包括在閥體的上入口端和下入口端之間延伸 的壁，該閥體具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面界定了大致縱向延伸穿過(guò)閥體且具有大致圓形橫剖面 的流路。壁的至少一部分向下線性漸縮，使得存在逐漸減小的閥體直徑，且錐形壁部分位于 輻射狀入口部分的下方。該專(zhuān)利還描述了具有球狀結(jié)構(gòu)的閥擋板，該球狀結(jié)構(gòu)更容易是適 于解決由于通過(guò)閥體的高流率產(chǎn)生的浮力問(wèn)題。
[0019] 在進(jìn)一步的改進(jìn)中，共同未決的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 14/038, 748(通過(guò)引用并入本 文）描述了改進(jìn)的沖洗閥（包括可能具有升高閥體的沖洗閥），其中閥包括將沖洗致動(dòng)裝置 連接至沖洗閥蓋的沖洗管。該沖洗管用于在裝置啟動(dòng)時(shí)提升或降低沖洗閥蓋。浮子通過(guò)浮 子線連接至沖洗閥蓋或沿沖洗管布置。浮子有效地漂浮，從而能夠抵抗流動(dòng)水的力并將沖 洗閥蓋保持打開(kāi)，從而當(dāng)閥體安裝在馬桶上時(shí)，允許沖洗水在關(guān)閉沖洗閥蓋之前通過(guò)閥體。
[0020] 流過(guò)沖洗閥（尤其是用于高性能馬桶組件，優(yōu)選地用于高效率馬桶組件的沖洗 閥）的流動(dòng)的改進(jìn)產(chǎn)生了額外的挑戰(zhàn)，即在能夠持續(xù)節(jié)水的同時(shí)提高流動(dòng)效率以持續(xù)改進(jìn) 閥和馬桶沖洗性能。通過(guò)許多上述高流量閥（該閥包括升高的閥體、線性或非線性的錐形 設(shè)計(jì)、提升閥設(shè)計(jì)和/或使用輻射狀入口）的流動(dòng)，在以下方面也可具有問(wèn)題：堵塞閥的溢 流管和/或阻止氣體從閥（諸如通過(guò)閥設(shè)計(jì)中的溢流管或通風(fēng)管）逃逸的湍流或高流量的 水。由于通過(guò)閥的流率更多是層流性質(zhì)的且更快，當(dāng)閥打開(kāi)以允許水通過(guò)閥體朝向馬桶沖 刷時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的氣體可能由于進(jìn)入的流動(dòng)而導(dǎo)致堵塞。如果氣體可容易地流出系統(tǒng)，任何的 這種影響都可被最小化。然而，流動(dòng)的力可支持水進(jìn)入各種不同的設(shè)計(jì)中的閥體內(nèi)的溢流 管和/或排氣管（氣體的典型排出路徑），因而將被捕集氣體的容易排出路徑堵塞。進(jìn)入的 流動(dòng)中被捕集的氣體越少，則越好。其結(jié)果是，本領(lǐng)域中需要一種方法，以減少任何對(duì)氣體 釋放的消極影響，而不會(huì)消極地?fù)p害由上述改進(jìn)的高性能沖洗閥獲得的提高的流率和流動(dòng) 動(dòng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 本發(fā)明包括一種設(shè)計(jì)用于與沖洗閥組件一同使用的排氣罩，所述排氣罩包括排氣 罩壁，所述排氣罩壁包括上部、下部、外表面和內(nèi)表面，所述下部配置成用于限定排氣罩入 口開(kāi)口，當(dāng)所述排氣罩安裝在閥體上時(shí)，所述排氣罩入口開(kāi)口用于接收從閥體內(nèi)和/或從 馬桶內(nèi)通過(guò)馬桶入口向上流動(dòng)的氣體，所述內(nèi)表面限定排氣罩通路，所述排氣罩通路用于 氣體從所述排氣罩入口開(kāi)口向上流動(dòng)，其中至少所述排氣罩壁的所述上部配置成，當(dāng)所述 排氣罩安裝在閥體上時(shí)，用于在閥體的溢流管或排氣管的入口上方的位置處接觸閥體的所 述內(nèi)表面；且其中所述排氣罩壁配置成，當(dāng)所述排氣罩安裝在閥體上時(shí)，使流體的流