专利名称：节水的抽水马桶系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节水抽水马桶系统，而更具体地说，涉及一种具有改进的排水管构造的节水抽水马桶系统。
背景技术：
在1985年5月14日所公布的美国专利No.4,516,280中，示出并介绍了一种节水抽水马桶系统。此处所示的系统在许多方面与上述专利中已知的系统相同，但在某些方面作了改进，尤其是它具有改进的构造，以便减少泵排放时堵塞的机会，和具有一个改进的控制器，以便更好地优化抽水马桶中各种功能的定时。
发明内容
本发明的目的是提供一种节水的抽水马桶系统，该抽水马桶系统减少或完全克服了在先有装置中所固有的某些或全部问题，由于本发明的公开内容和优选实施例的详细说明，本发明的一些特别目的和优点，对该技术的技术人员来说，也就是说，对在这个技术领域中有知识和有经验的人来说，将是显而易见的。
本发明的原理可以用来有利于提供一种抽水马桶系统，该抽水马桶系统改进了污水从排放泵流到废水管，同时减少了抽水马桶系统内堵塞的可能性。
按照本发明的第一方面，抽水马桶系统包括一个抽水马桶，该抽水马桶在其底部处具有一个排水口。抽水马桶的排水口连接到处理室的进水口上。在处理室中的一个排水泵将处理过的污水由其排放到废水管。一个沿着其长度设有弯曲的管道将排水泵连接到废水管上。
从上述公开内容，对本专业的技术人员，亦即，在这个技术领域有知识和有经验的人来说，很显而易见的是，本发明提供一种显著的进步。本发明抽水马桶系统的优选实施例可以提供改进的处理过污水的流动特点。从下面优选实施例的详细公开内容，将进一步理解此处所公开的本发明的这些和另一些特点和优点。
附图简介下面，参照附图详细说明各优选实施例。
图1是本发明抽水马桶系统的局部剖视侧视图。
图2是图1的抽水马桶系统顶视图。
图2A是图1的抽水马桶系统喷淋头喷嘴局部剖视图。
图3是图1抽水马桶系统的处理室的顶视图，该图3示出一个旁路导管和一个把泵连接到旁路导管上的管道。
图4是图3管道的正视图。
图5是图1的处理室立视图，该图5示出局部剖视的旁路导管。
图6是图1的抽水马桶系统将抽水马桶连接到处理室的存水弯管具有部分剖视的正视图，图7是图6的存水弯管的顶视图。
图8是图1的抽水马桶系统中泵的泵转子的剖视顶视图。
图9是用于控制图1的抽水马桶系统各元件运行顺序的控制电路图。
上述各图没有按比例绘出，并且应该理解附图是本发明的示意，图示出本发明的原理。各图中所示的节水抽水马桶的某些部件相对于另一些部件已经放大或者变型，以便有助于说明和理解，在各图中，对于各种可供选择的实施例中所示的类似或等同的元件和部件，采用相同的标号，如这里所公开的节水抽水马桶系统具有的构造和元件，部分地由预定的应用及使它们使用时所处的环境来决定。
优选实施例的详细说明参见各附图，在图1中示出了一种抽水马桶10，该抽水马桶10支承在一个合适的底座12上，通过电磁阀V将冲洗水供给抽水马桶，并使污水从抽水马桶通过一个存水弯管14排放到处理室16中，在该处污水用浸解器16A浸解，和然后用泵18将其通过一个排放导管20泵送到污水管道中。
抽水马桶10属于一般常用的构造，在顶部处具有一个空心通道22，该空心通道22(如图2所示)绕马桶后面一半沿周边延伸，冲洗水通过空心通道22输送到马桶中用于冲洗，和在底部处具有一个排放口24，污水通过该排水口24排放。空心通道的后端通过一个供水管26和合适的管路28连接到阀V上，阀V本身又连接到一个水源(未示出)上，以便操纵阀将冲洗水供给到空心通道。空心通道的向前端在马桶的前端和后端之间约一半处彼此正好相反地收尾于开30-30中，口30-30内有固定的喷嘴32-32，水通过喷嘴32-32输送到空心通道中，向下喷射在抽水马桶的表面上。喷嘴32-32(见图2A)包括圆筒形塞子34，该圆筒形塞子34包括孔36和向下敞开的槽38，上述孔36与空心通道22连通，而向下敞开的槽38设计成对着马桶的表面向下喷射冲洗水，以便向下洗涤表面。
用于将污水从抽水马桶引入处理室的存水弯管14(如图6所示)，具有一个向上倾斜的支管40，支管40的下端在42处有凸缘，以便装配在限定开口24的延伸部分44上，还有一个垂直的支管46，该支管的上端与倾斜的支管40连接，而支管46的下端与处理室16连接。
正如在图1中所看到的，处理室16安装在抽水马桶后面用于抽水马桶的支承结构上，它具有一般是圆形的剖面，在底部处闭合，并具有一个敞开的顶部，顶部的周边有一个坡口凸缘48。具有坡口边缘52的盖板50安装在凸缘48上，并用一个销紧带54将其可拆卸式固定到凸缘48上，盖板50的上边缘56和下边缘58覆盖凸缘和边缘的坡口部分。锁紧带54为很容易从处理室中取出盖板。盖板支承浸解器16A、泵18及用于泵的驱动装置。为此，盖板设有一个顶部开口60，在该顶部开口60中，安装了一个垂直的轴承组件62，该垂直的轴承组件62用在处理室上方延伸的一部分和延伸到处理室中的一部分把轴64支承在一个垂直位置，轴64在处理室上方延伸的部分用一个管接头66固定到电动机M的驱动轴68上。延伸到处理室中的部分固定到一个浸解器叶片70上，该叶片70与轴的轴线成直角设置成水平位置。在浸解器叶片70下面，处理室的底部的结构提供一个环状喇叭口形表面72。叶片70和下面的喇叭口形表面72提供了污水输入处理室的水力摩耗。浸解器通过水力摩耗而不是通过切割操作，以便使污水中的固体分散和成粒。
盖板50也具有一个开口74用于安放泵组件18，并且该泵组件18通过一个密封圈76安装在该开口74中，并包括一个密封式外壳80，上述密封圈76用螺栓78固定到顶板上，而在密封式外壳80内有一个定子82和一个转子84。转子的上端固定到一个轴86上，该轴86的轴颈安装在一个轴承88中，该轴承88安装在密封圈78上。定子82和转子84相结合，构成一个蜗轮泵。
一个滑轮90固定到轴64的上端，一个滑轮92固定到轴86的上端，和一根皮带绕在滑轮90，92上，以便电机M同时驱动浸解器和泵，一个控制模件95安装在抽水马桶系统的外壳97的后部。
泵18具有一个在处理室内的进水口96和一个在处理室外部的排水口98。排水口98通过一个管接头100连接到一段管子101上，如在图3和4中所看到的，这段管子101本身又通过一个管接头103连接到排水导管20上的一个入口105上，如前所述排水导管20连接到一个废水管上。排水口98、管子101和入口105的组合是同轴的，以便泵18中的排出物成一直线流到导管20，同时减少污水从泵18排出时堵塞的机会。因此，污水以一种改进的方式从泵18通过管道，沿着它的长度没有弯曲，流到导管20，在一个优选实施例中，管道由排水口98、管子101和入口105。通过管接头相互连接形成。这缓解了在先有技术系统中所遇到的问题，在先有技术系统中，出了排水口的污水遇到第一90°弯头，向下流动，和然后在以水平方式进入导管之前遇到第二个90°弯头，当大量废物和纸通过这种构造冲洗时，泵的排放力使废物和纸冲击90°弯头并导致系统堵塞。为清除这种堵塞是一个困难而耗费时间的过程，并包括拆卸系统，的主要部分。因此，本发明改进的污水从泵流到导管20实现了抽水马桶系统工作和效率上的显著改善。
如图3和5所示，排水导管20在一端通过一个阀组件106直接连接到存水弯管的垂直支管上，阀组件106包括一个限定开口110的斜板108，一块限定开口114的板112和一个挠性的阀构件116，该阀构件116设置在开口114和112之间，并被一个环形夹圈118夹紧在适当地方。板108固定到一个从支管46分出的分支管119上，分支管119的轴线相对垂直支管46的轴线朝上倾斜，以便板108相对于垂直支管的轴线成发散角向下斜。板112成一个角度固定到排水管20上，以便平行于板108。当这样构造时，阀组件相对于存水弯管垂直支管的轴线向下并发散式倾斜。挠性阀构件116安装成被存水弯管垂直支管内的压头相对于导管20向内打开，和在存水弯管垂直部分没有压头时被重力关闭。通常，当泵运转时，它在存水弯管的垂直部分中产生一个低压，以便该低压与阀构件116中的重力设置结合，保证阀在正常条件下保持闭合。阀的角度安排对防止存水弯管的垂直支管在系统休息时虹吸污水是很重要的。当系统在使用时，和由于某种原因使泵变得不能工作时，在存水弯管的垂直支管中所产生的压头将打开阀116，并让污水直接通过导管20流到废水管中。压头可以通过将水倾卸到抽水马桶中，或者，如果阀V工作的话则通过阀将水供给抽水马桶来提供。
在这种先有抽水马桶系统中，利用隔膜泵和齿轮泵来实施污水排放。然而，按照本发明，就冲洗周期而论，发现螺旋泵更相当令人满意和更有效。定子82由软橡胶制成，而转子由塑料制成。为了减少塑料转子在软橡胶定子中的摩擦载荷，在一端将一部分螺杆缩小到螺杆的齿根圆直径。如图8中所示，转子由电木组成，其径向长度为4.28英寸。螺旋的直径是1.12英寸，并具有25°螺旋角和导前角为1.648，和在一端处，一部分1.12英寸长度减少到0.0875英寸的均匀直径。通过将在一端处的这部分a减少到螺旋的齿根圆直径，转子和定子之间的摩擦可以显著地减少，因此减少了驱动泵所必需的电力输入。
在正常操作时抽水马桶系统的冲洗周期，通过控制模件95的控制电路定程序，以便首先开动电机M，同时驱动浸解器16A和排水泵18，随后通过给螺旋管通电以便打开电磁阀V，以便将冲洗水供给抽水马桶。在一个优选实施例中，在冲洗周期中，抽水马桶用2 1/2夸脱的水冲洗。当阀仍然打开和冲洗仍在进行时，排水泵18停止运转。随后通过关闭阀V停止冲洗操作。在整个排水泵18运转的时间里，浸解器16A都运转。
图9是示出一个定时器T的接线图，该定时器提供为冲洗周期中给阀V和电机M的运转定程序，以便在打开阀V之前起动电机和在关闭阀之前使电机停止。在电路中，示出了一个用于给电路通电的通常打开的开关SW，用于驱动浸解器和泵的电机M，一个用于启动阀V的螺线管S、和一个通过电源P加电力及控制电机M和电磁阀V定程序运行的定时器T。定时器T优选地是用环氧树脂密封在组件95中，以便保护它免受湿度、热及其它环境条件影响。
在一个优选实施例中，在系统的冲洗周期中各步骤定程序的定时如下。冲洗周期总的操作运行时间是8秒，并且在那个时间中，控制电路的定时器T完成三个独立的功能。在程序开始处，亦即，时间为零，定时器T首先给电机M通电，该电机M然后在周期的前5秒钟运行，和然后断电。定时器还提供从时间零开始1 1/2秒的延迟，在此时间处，螺线管打开，并打开阀V，以便提供抽水马桶10的冲洗。然后定时器提供螺线管和阀V仍然打开，直至8秒运行周期结束为止。已经发现这种定时程序的组合特别有利。此处所述的抽水马桶系统各部件的特定定时利用最少量的水来涂清和漂洗抽水马桶，及高效处理和排放抽水马桶系统中的废物。在冲洗周期中关闭正常打开的开关SW优选地不影响无论哪种延迟周期的运行，也就是说，在电磁阀打开之前的第一延迟1 1/2秒，或在阀保持打开并冲洗抽水马桶期间的第二延迟6 1/2秒。
在一个优选实施例中，定时器T校准到精度为±2％，电机M优选地是一种1/4 HP的电机，该电机具有20安培起动功率，10安培运行能力和约1秒的起动时间。螺线管S优选地具有2安培起动功率、0.45安培的运行能力，和约0.2秒的起动时间。从电源P到定时器的供电电压，优选地是60Hz的未滤波的110交流电压，同时在1毫秒瞬时不超过400伏情况下电压变化为±10％。
应该理解，尽管定时器这里与节水马桶的特殊结构一起示出，另一些适用于与具有此处所述性能特点的这种定时器的构造一起用的节水马桶也被认为是在本发明的范围之内。
在一个优选实施例中，开始给电机供电来启动电机电路，优选地为约400-600毫秒，更优选地是约500毫秒，和然后接通电源以便使电机M电路运行在电机M运转期间的剩余5秒。通过以这种方式接通从起动电路到运行电路的电力，消除了电机中分开的起动开关的费用。
鉴于本发明的上述公开内容和优选实施例说明，该技术领域的技术人员很容易理解，在不脱离本发明的范围和精神情况下，可以进行各种修改和改编。所有这类修改和改编都是包括在下述权利要求中。
权利要求
1.一种组合的抽水马桶系统，包括一个抽水马桶，在其底部处具有一个排出口；一个处理室，该处理室具有一个进水口，进水口可操作连接到抽水马桶的排出口上；一个排水泵，该排水泵在处理室中，用于由其排放处理过的污水；一个废水管，该废水管运送从排水泵来的处理过的污水；和一个管道，该管道连接排水泵和废水管，管道沿着它的长度不设弯曲。
2.按照权利要求1所述的抽水马桶系统，其特征在于所述的管道包括在排水泵上的一个排水口；在废水管上的一个入口；和一段管子，该管子一端连接到排水口上，而其另一端连接到入口上。
3.按照权利要求2所述的抽水马桶系统，其特征在于还包括一个存水弯管，该存水弯管连接到废水管上，入口设置在存水弯管上。
4.一种组合的抽水马桶系统，包括一个抽水马桶，在其底部处具有一个排出口；一个处理室，该处理室具有一个入水口，入水口可操作连接到抽水马桶的排出口上；一个在处理室中的浸解器；一个在处理室中的排水泵，用于排放在处理室中处理过的污水；一个废水管，用于运送从排水泵出来的处理过的污水；一个连接排水泵和废水管的管道，该管道沿着它的长度不设弯曲；一个电机，用于操纵浸解器和排水泵；一个阀，该阀将抽水马桶连接到水源上，并可操纵让水放到抽水马桶中，以便冲洗抽水马桶。
5.按照权利要求1所述的抽水马桶系统，其特征在于所述的管道包括一个在排水泵上的排水口；一个在废水管上的入口；和一段管道，该管道在一端处连接到排水口上，而在另一端处连接到入口上；
6.按照权利要求2所述的抽水马桶系统，其特征在于还包括一个存水弯管，该存水弯管连接到废水管上，入口设置在存水弯管上。
全文摘要
抽水马桶系统具有一个抽水马桶，该抽水马桶包括在其底部处的一个排放口，抽水马桶的排放口连接到处理室的入水口上。在处理室中的一个排水泵由其将处理过的污水排放到废水管中，一根沿着其长度没有弯曲的管道将排水泵连接到废水管上。
文档编号E03D9/00GK1436266SQ01811314
公开日2003年8月13日 申请日期2001年4月18日 优先权日2000年4月18日
发明者唐纳德·A·杰迈尔 申请人:控制应用流体学公司