用于沖洗閥的溢流排氣罩的制作方法
【專利說明】用于沖洗閥的溢流排氣罩
[0001] 相關(guān)申請交叉引用
[0002] 本專利申請根據(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"的美國臨時專利申請No. 61/765, 552 的權(quán)益，該 專利的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。
[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，且更具體地涉及對這種閥的設(shè)計 進行改進以提供置于沖洗閥內(nèi)的通向溢流管或排氣管的開口上方的罩或蓋，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)說明
[0006] 用于移走固體和液體的人類廢物的馬桶和馬桶組件是眾所周知的。通常，馬桶包 括三個共同工作的系統(tǒng)以實現(xiàn)沖洗動作：（1)馬桶便池的內(nèi)部水通道，（2)沖洗機構(gòu)，和（3) 再填充機構(gòu)。這三個系統(tǒng)協(xié)同工作時，能實現(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，容納用于啟動將廢物從馬桶便池通過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)用戶想要沖洗馬桶時，他按下水箱外部上的沖洗把手 或其他沖洗致動器，其在水箱內(nèi)部上連接至可移動鏈條或杠桿或機械沖洗閥致動器。當(dāng)按 下水箱外部的沖洗把手時，水箱內(nèi)部上的鏈條或杠桿動作以提升和打開沖洗閥，致使水從 水箱流入便池，由此啟動馬桶沖洗。在一些馬桶設(shè)計中，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、與進入水源連通的直列沖洗閥。
[0008] 在許多馬桶設(shè)計中，水從沖洗閥直接流入便池入口，且接著分散進入外緣通道、噴 射通道、開口和/或通過位于馬桶便池入口下方的歧管區(qū)域直接進入馬桶便池。從閥釋放 通過馬桶便池入口的水十分迅速地進入便池，從沖洗閥進入便池的流動通常僅持續(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，從而啟動虹吸動作。該虹吸動作將所有的水和廢物吸出便池，使其進入排污通道。 廢物和水繼續(xù)通過大致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，浮動機構(gòu)或其他類似的起動裝置（根據(jù)不 同的沖洗閥和水箱設(shè)計）會啟動具有可填充水箱的馬桶設(shè)計中的填充閥。填充閥通過獨立 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，沖洗循環(huán)完成。
[0010] 政府機構(gòu)不斷要求減少沖洗水的用量。近年來，焦點大量聚集于減少馬桶沖洗運 行所需要的水。為了說明此點，政府機構(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年的國家能源政策法案現(xiàn)要求在美國銷售的馬桶可使 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、更有效且更強勁的1.6加侖（6升）的 重力沖洗馬桶（稱作"高性能馬桶"（HPT)，通過提高沖洗運行中可用的水力能同時克服現(xiàn) 有馬桶技術(shù)中的缺點，這可見于題為"High Performance Valve Assembly For Toilets" 的美國專利 No. 6, 901，610,題為"High Performance Flush Valve Assembly" 的美國專利 No. 6, 728, 975,以及題為"Toilet Assembly"的美國專利No. 6, 715, 162,這些專利與本申請 的所有人一樣。這些專利的在種程度上描述輻射狀入口技術(shù)、常見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)部分通過引用被納入本文。
[0012] 用于馬桶水箱的沖洗閥組件在美國專利6, 901，601、6, 723, 975和6, 715, 162中有 所描述。這些專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口 的排放系數(shù)的輻射狀入口。沖洗蓋構(gòu)件相對于閥體同軸且可滑動地安裝，使得當(dāng)沖洗蓋構(gòu) 件通過往復(fù)運動被從閥體移除時在沖洗蓋構(gòu)件和閥體之間產(chǎn)生閥開口。沖洗蓋構(gòu)件可滑動 地運動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，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閥開口；當(dāng)沖洗蓋構(gòu)件位于第二位置處時，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閥開口。設(shè)置密封件以確保沖洗蓋構(gòu)件在 第一位置時的正確密封，且設(shè)置引導(dǎo)裝置以相對于閥體對準(zhǔn)和引導(dǎo)沖洗閥蓋。沖洗閥組件 還包括起動裝置釋放機構(gòu)，當(dāng)沖洗蓋構(gòu)件到達其第二位置時，起動裝置釋放機構(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，所公開的沖洗閥組件確保符合規(guī)定的水要求，且同時 提供增強的清潔和廢物移除能力。沖洗閥組件實現(xiàn)這些功能且還釋放沖洗把手的作用使得 閥開口可在規(guī)定的最小"按住"時間結(jié)束之前關(guān)閉，最小"按住"時間為1秒時，每次沖洗的 總水量不超過規(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)可見于美國專 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，該閥座界定流動通路， 該流動通路的內(nèi)部流動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)表面可以由多項式來表達，即閥體具有非線性彎曲的內(nèi)表面。
[0014] 本申請人所有的美國專利No. 8, 079, 095公開了一種沖洗閥，該沖洗閥通過輻射 狀入口以及可選的升高閥體的更有效結(jié)合，可實現(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)計十分高效，因為這種蓋的 向上提升可將水以360°配置引入閥開口。也就是說，當(dāng)閥蓋提升時，其允許水從各個方向 流入閥開口，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)計成用于增強流動并最大化通過具有標(biāo)準(zhǔn) 擋板式閥蓋的閥體的水力能）的升高閥體時仍然會遇到一些問題，本領(lǐng)域中還做出了其他 改進。與上述的提升閥中心引導(dǎo)沖洗蓋一同使用時，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閥體的流動，從而在高性能沖洗閥 與高性能馬桶一同使用時有用，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，通過設(shè)計成與高效率馬桶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)時刻關(guān)閉、有 時提前關(guān)閉的能力，再打開的能力）的性能可能會被影響。在輻射狀入口閥體設(shè)計中，這種 問題有時可能會加重，因為由于輻射狀的存在而產(chǎn)生的入口開口的延伸，該輻射狀的存在 的優(yōu)化用于通過閥體的高效率流動。這可能需要更大尺寸的擋板以覆蓋由該輻射狀產(chǎn)生的 開口，從而導(dǎo)致了影響擋板蓋的打開和關(guān)閉的浮力問題。這些因素可能會結(jié)合而使得標(biāo)準(zhǔn) 擋板在閥組件上的恰當(dāng)打開和關(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（無論是否適用于高效率馬桶）為流動設(shè)計而優(yōu)化但具有出口時， 沖洗閥設(shè)計中會遭遇的其他問題，當(dāng)沖洗閥安裝時，出口將流體流動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垂直的平面。由沖向馬 桶便池的入口室的底板引起的通過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分流并導(dǎo)向進入兩個獨 立的方向以將流動引入外緣區(qū)域并引入馬桶便池的噴射區(qū)域。這種設(shè)計的確可避免某些特 定高性能馬桶設(shè)計中的一些影響問題。
[0018] 這些設(shè)計中的改進在美國專利No. 8, 266, 733(由本申請的申請人所有）有所描 述，其公開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 于解決由于通過閥體的高流率產(chǎn)生的浮力問題。
[0019] 在進一步的改進中，共同未決的美國臨時申請No. 14/038, 748(通過引用并入本 文）描述了改進的沖洗閥（包括可能具有升高閥體的沖洗閥），其中閥包括將沖洗致動裝置 連接至沖洗閥蓋的沖洗管。該沖洗管用于在裝置啟動時提升或降低沖洗閥蓋。浮子通過浮 子線連接至沖洗閥蓋或沿沖洗管布置。浮子有效地漂浮，從而能夠抵抗流動水的力并將沖 洗閥蓋保持打開，從而當(dāng)閥體安裝在馬桶上時，允許沖洗水在關(guān)閉沖洗閥蓋之前通過閥體。
[0020] 流過沖洗閥（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）的流動的改進產(chǎn)生了額外的挑戰(zhàn)，即在能夠持續(xù)節(jié)水的同時提高流動效率以持續(xù)改進 閥和馬桶沖洗性能。通過許多上述高流量閥（該閥包括升高的閥體、線性或非線性的錐形 設(shè)計、提升閥設(shè)計和/或使用輻射狀入口）的流動，在以下方面也可具有問題：堵塞閥的溢 流管和/或阻止氣體從閥（諸如通過閥設(shè)計中的溢流管或通風(fēng)管）逃逸的湍流或高流量的 水。由于通過閥的流率更多是層流性質(zhì)的且更快，當(dāng)閥打開以允許水通過閥體朝向馬桶沖 刷時，系統(tǒng)內(nèi)的氣體可能由于進入的流動而導(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，流動的力可支持水進入各種不同的設(shè)計中的閥體內(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。進入的 流動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，以減少任何對氣體 釋放的消極影響，而不會消極地?fù)p害由上述改進的高性能沖洗閥獲得的提高的流率和流動 動力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 本發(fā)明包括一種設(shè)計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 口開口，當(dāng)所述排氣罩安裝在閥體上時，所述排氣罩入口開口用于接收從閥體內(nèi)和/或從 馬桶內(nèi)通過馬桶入口向上流動的氣體，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口向上流動，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，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，使流體的流