專利名稱：真空文氏管裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及真空文氏管裝置和方法。更具體地說，根據(jù)一實施例，本發(fā)明 涉及一種真空文氏管裝置，包括具有第一開口、第二開口和第三開口的塞件。
特定連接順序的這些開口的多個不同直徑提供此后更完整描述的為本發(fā)明的 主旨的改進。本發(fā)明的真空文氏管裝置和方法大大改進了水從噴淋噴頭等流動 的效率。
背景技術：
如申請人獲得的多個專利證明的那樣，在過去幾年對低流量水裝置的需求 并沒有減小。事實上，這種需求逐漸增加。多年來申請人一直致力于構成低流 量、高壓閥的工作。通常，其目的是構成降低水耗，且因此增加效率并節(jié)約成
本而不降低用戶感覺到的水壓的裝置。申請人將其在美國專利5,794,643、 6,182,703、和6，260， 273中所示的現(xiàn)有技術發(fā)明以參見的方式納入本文。盡 管這些發(fā)明對現(xiàn)有技術進行了顯著改進，但是申請人確定還需要進一步改進。 仍然需要在盡可能高的壓力下向用戶傳輸水的低流量機構，從而使用戶不會感 覺到水流量的顯著降低。
因此，本技術領域需要提供改進的真空文氏管裝置和方法，它不包括移動 部件，它能夠使用現(xiàn)有的噴淋頭，且它提供有用、有利的文氏管效應。

發(fā)明內容
根據(jù)一實施例，本發(fā)明的真空文氏管裝置和方法包括具有第一開口、第二 開口和第三開口的塞件。第一開口位于塞件中以接納來自流體源的流體。第一 開口具有單個統(tǒng)一的直徑。塞件中的第二開口連接到第一開口。第二開口具有 第一直徑和第二直徑。第一直徑大于第二直徑，且第二直徑與第一開口的單個 統(tǒng)一直徑相同。第二開口第二直徑連接到第一開口。第三開口位于塞件中并向大氣打開。第三開口具有第一直徑和第二直徑。第一直徑大于第二直徑，且第 二直徑小于第一開口的單個統(tǒng)一直徑。第三開口第二直徑連接到第一開口。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，第二開口第一直徑包括向大氣開口的，流體穿過 其中的較大的張開部分。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，第三開口第一直徑包括與較 小第二直徑連接的較大張開部分。根據(jù)另一方面，塞件可移除地附連到噴淋管 上。根據(jù)另一方面，塞件適配在噴淋管內，且根據(jù)另一方面，塞件包括用于將 塞件固定到噴淋管的連接件和用于將噴淋頭固定到塞件的連接件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，第二開口第一直徑約為4.5mm且第二開口第二直 徑和第一開口的直徑約為3mm。根據(jù)另一方面，第二開口的較大張開部分形 成約為45度的角度且深度約為5mm。根據(jù)另一方面，第三開口的較大張開部 分形成約為45度的角度且深度為約5mm。根據(jù)再一方面，第三開口第一直徑 約為2mm且第三開口第二直徑約為1.5mm。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，真空文氏管裝置包括具有第一開口、第二開口 和第三開口的圓柱形塞件。第一開口位于圓柱形塞件內以接納來自流體源的流 體。第一開口具有單個統(tǒng)一直徑。圓柱形塞件中的第二開口連接到第一開口。 第二開口具有第一直徑和第二直徑，其中第一直徑大于第二直徑，且第二直徑 與第一開口的單個統(tǒng)一直徑相同。第二開口第二直徑連接到第一開口。第三開
口位于圓柱形塞件內，向大氣打開，并具有第一直徑和第二直徑。第一直徑大 于第二直徑且第二直徑小于第一開口的單個統(tǒng)一直徑。第三開口第二直徑連接 到第一開口。第二開口第一直徑包括向大氣開口的，流體穿過其中的較大的張
開部分。
根據(jù)該發(fā)明的另一方面，圓柱形塞件可移除地附連到噴淋管上。根據(jù)另一 方面，圓柱形塞件適配在噴淋管內。根據(jù)另一方面，圓柱形塞件包括用于將圓 柱形塞件固定到噴淋管的連接件和用于將噴淋頭固定到圓柱形塞件的連接件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，第二開口第一直徑約為4.5mm且第二開口第二直 徑和第一開口的直徑約為3mm。根據(jù)另一方面，第二開口包括形成約為45度 的角度且深度約為5mm的較大張開部分。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，第三開口 第一直徑包括連接到較小第二直徑的較大張開部分。根據(jù)另一方面，第三開口 第一直徑約為2mm且第三開口第二直徑約為1.5mm。根據(jù)另一方面，第三開口的較大張開部分形成約為45度的角度且深度約為5mm。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，產(chǎn)生具有流體流動的真空文氏管的方法包括以下 步驟形成具有第一開口、第二開口和第三開口的圓柱形塞件。將第一開口定 位在圓柱形塞件中以接納來自流體源的流體。第一開口形成具有單個統(tǒng)一直 徑。將圓柱形塞件中的第二開口連接到第一開口。第二開口具有第一直徑和第 二直徑。第一直徑大于第二直徑且第二直徑與第一開口的單個統(tǒng)一直徑相同。 第二開口第二直徑連接到第一開口。將圓柱形塞件中的第三開口定位成使得它
朝向大氣打開。第三開口具有第一直徑和第二直徑，其中第一直徑大于第二直 徑，且第二直徑小于第一開口的單個統(tǒng)一直徑。第三開口第二直徑連接到所述 第一開口。在第二開口第一直徑中形成向大氣開口的，流體穿過其中的較大的 張開部分。將圓柱形塞件連接到運載流體的管道上，使得流體從第一開口穿過 圓柱形塞件到第二開口。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，圓柱形塞件可移除地附連到噴淋管上。根據(jù)另一 方面，形成的第二開口第一直徑約為4.5mm且形成的第二開口第二直徑和第 一開口的直徑約為3mm。根據(jù)另一方面，形成較大張開部分形成約為45度的 角度且深度約為5mm。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，第三開口第一直徑包括連接 到較小第二直徑的較大張開部分。根據(jù)另一方面，形成第三開口第一直徑約為 2mm且第三開口第二直徑約為1.5mm。


本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點將從以下附圖中的較佳實施例的詳細說明、
所附權利要求書中變得更完全明顯，其中
圖1是本發(fā)明的真空文氏管裝置的較佳實施例的局部剖視圖；以及
圖2是本發(fā)明的真空文氏管裝置的較佳實施例的局部側剖圖，在每上端有
附加螺紋。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例在圖l-2中以示例方式示出。具體參見圖1，根據(jù)本發(fā)明一 實施例的真空文氏管裝置10包括塞件12。塞件12包括第一開口 14、第二開口 16和第三開口 18。如圖所示，第二開口 16連接到第一開口 14。第二開口 16具有第一直徑20和第二直徑22。從圖中可見，第一直徑20大于第二直徑 22。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，第二直徑22大約與第一開口 14的單個統(tǒng)一直徑 24相同。同樣，第三開口 18具有第一直徑21和第二直徑23。第三開口 18 的第一直徑，同樣大于第二直徑23。根據(jù)本發(fā)明，第二直徑21通常小于第一 開口 14的直徑24。第三開口的第二直徑23連接到如圖所示具有單個統(tǒng)一直 徑24的第一開口14。如這里所使用的，術語"開口"包括塞件12中開口的 該長段，如圖所示，而不僅限于開口的開端。開口14、 16和18具有長度，且 根據(jù)本發(fā)明，開口 16和18具有至少兩個不同直徑的長度，而第一開口14具 有單個、統(tǒng)一的直徑。應當理解"單個、統(tǒng)一直徑"意思是一旦選擇了第一開 口 14的直徑，不再有任何其它直徑變化。由于各種原因，第一開口 14的初始 選擇的直徑可從lmm變化到4mm以允許流體以各種流率和體積進入裝置。 例如，如果要求每分鐘1.0加侖(gpm)的流率，就會使用較小的第一開口 14 而不是用于1.5gpm流率的尺寸。
還參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的一方面，第二開口 16包括張開部分26，且較佳 的是第三開口 18也包括張開部分26。申請人已確定張開部分26通過聯(lián)合作 用而有助于增加真空文氏管裝置IO的總體效率，以在真空腔點火并如此后將 更充分討論的那樣形成時增大橫跨壓載物的密封的強度。在空氣進入(在開口 18)和水流出(在第二開口 16)的裝置兩端處的錐形效應(聯(lián)合作用)，產(chǎn) 生比用橫跨兩入口的直線進口和出口所實現(xiàn)的大得多的抽空矢量。這致使橫跨 吸氣開口、第三開口 18的真空強度(以mmHG計)增加，如此后討論的那樣。 該增加既直接影響到將氧分子裝入移動的水流，同時也對移動的水流的線性加 速度提供一個提升。除了更多的傳輸力(g-cm/sec2)，所實現(xiàn)的最深刻的影 響在于移動較少的水的效率的可測量的增加(由于給定增加的真空拉力下載入 大氣02:H20的8: l化學計量比)。這是在此揭示和示出的、在大氣進氣開 口 18和水流出第二開口 16處包括張開部分26的真空文氏管裝置IO的構造的 直接結果。此外，張開部分26允許第三開口 18定位成更靠近第一開口。
此外，示出的真空文氏管位于管道28內。管道28設計成將流體30沿方向 箭頭32的方向傳輸。通常，流體30是水且管道28是噴淋管。如圖所示，塞件12適于直接插入管道28內或附連到管道28上，如此后揭示和討論的那樣。 由于大多數(shù)管道是圓柱形，根據(jù)本發(fā)明，塞件12也是圓柱形并適于精確地配 合在管道28內，使得沒有流體圍繞塞件12逸出且迫使所有流體穿過在第一開 口14處開始的塞件12。 SP，引導流體30朝向接納流體30進入真空文氏管裝 置10的第一開口 14。顯然，塞件12可以是現(xiàn)在已知的任何形狀或此后開發(fā) 的、適合使用者選擇和需要的任何形狀。即，無論管道28是什么形狀，塞件 12可適配或容納它并仍然如在此所述那樣起作用。
圖l還示出了第三開口 18直接向大氣打開。在塞件12插入管道28內的情 況下，必須將管道28中的開口設置成與第三開口 18對應，以按本發(fā)明的要求 提供通向大氣的開口。
還如圖所示，管道28可延伸超過塞件12的長度和第二開口 16。在一些情 況下，噴淋頭(未示出)可附連到管道28上超過第二開口 16，而可適合于用 戶的用途。在任何情況下，有或沒有張開部分26的第二開口 16是當流體30 沿前述方向箭頭32的方向穿過塞件12時流體從中穿過的開口 。然后，同樣流 體30進入第一開口 14，穿過塞件12并在第二開口 16處流出塞件12，如圖所 示。顯然，當噴淋頭附連到塞件12時，第二開口是間接"向大氣打開"的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，第二開口 16的第一直徑20約為4.5mm。此外， 根據(jù)本發(fā)明的該方面，第二開口 16第二直徑22和單個統(tǒng)一直徑24約為 3.0mm。同樣，第三開口 18第一直徑21大于第三開口 18第二直徑23。此外， 第三開口 18第二直徑23小于為第一開口 14選擇的任何直徑。根據(jù)本發(fā)明的 一方面，第三開口 18第一直徑是2.0mm且第三開口第二直徑23是1.5mm且 小于第一開口 14的直徑。申請人已確定這些直徑一起作用而產(chǎn)生特別的文氏 管效應，如此后將更完整討論的那樣。在任何情況下，這些特定直徑的變化包 含在本發(fā)明的范圍內，只要將在此以及通過附圖所討論和揭示的設置保持成第 二開口 16第一直徑20大于第二開口 16第二直徑22且第三開口 18第一直徑 21大于第三開口 18第二直徑23、且第二直徑23小于第一開口 14的直徑，以 及開口的連接為所述那樣。此外，根據(jù)本發(fā)明的一方面，第二開口16和第三 開口 18的張開部分26形成約45度的角度，如圖所示。還有，張開部分26 的深度約5mm。再則，只要保持相對尺寸和定位，各種角度和深度都包含在本發(fā)明的范圍內。
現(xiàn)參見圖2，揭示了本發(fā)明的真空文氏管IO的另一實施例的局部側剖圖。
根據(jù)該實施例，塞件12包括連接件34和連接件36。根據(jù)一方面，連接件34 是一組外螺紋且連接件36是一組內螺紋。因而，在管道28具有外螺紋(未示 出)處，連接件36內螺紋用于將塞件12附連到管道28端部。其后，噴淋頭 (未示出)可使用連接件34外螺紋附連到塞件12上。顯然，現(xiàn)在已知或此后 開發(fā)的、對連接本發(fā)明的真空文氏管裝置IO有用的任何連接都包含在本發(fā)明 范圍內。
在操作中，真空文氏管裝置10放置成與管道28連結。這可是通過如上所 述將塞件12放置在管道28內并提供對應于第三開口 18的開口或它可通過真 空文氏管10相對管道28放置的連接件34和/或36。但是一旦完成就位，流體 30沿方向箭頭32的方向流動，如圖所示，從而使流體首先通入第一開口 14。 一旦選定后，第一開口 14具有單個統(tǒng)一直徑24。即，不同的塞件12可構造 成各種直徑的第一開口，還是在一旦選定后，在任何圖中所示的塞件12中第 一開口 12的直徑不再變化。由于流體30通入第一開口 14，申請人已確定那 是少量的水(大約是O.OOlml)從第三出口 18逸出。這起到了使文氏管效應 起作用的引子的作用。申請人已確定除非在第一開口 14處進口和第二開口 16 處出口之間有"壓載效應"，否則就不會發(fā)生這種現(xiàn)象。壓載效應在百分之幾 秒中瞬時發(fā)生，并就在其后面形成真空密封。如果不立即在其后面形成真空密 封，文氏管效應條件無法形成且水直接通過第三開口 18離開而通到敞開的大 氣。借助于第一直徑20和21和第二直徑22和23的聯(lián)合，通過申請人認定壓 載效應的作用而形成真空密封。也就是說，通過大和小直徑聯(lián)合的、所描述的 開口的聯(lián)合形成壓載效應。
一旦形成真空文氏管效應后，局部壓力梯度轉回到流體從其流出的第二開 口 16的方向上，且利用流體30的流動流的權利作為其能量源而使真空強度變 得更強。申請人已確定本發(fā)明的真空文氏管10可拉動極強的-26.6英寸HG的 真空壓力。僅使用流體30 (例如水)的流動流作為能量源來產(chǎn)生這么大量的 真空在本行業(yè)中是未曾聽說過的。在以前申請人能產(chǎn)生的最大壓力是-21.4英 寸HG。這表示文氏管的總體強度有大于24%的增加。此外，這可通過申請人的裝置直接轉化成約18%的效率增加。該效率已由申請人通過根據(jù)時間的移 動水量的標準測試并以每分鐘加侖對其進行測量而測得?？傊?，作為其文氏管 效應強度增加的結果，申請人的本發(fā)明在節(jié)水的領域的改進中可提供相當大的 優(yōu)越性。
通過本發(fā)明的文氏管效應有效性的其它說明，可將附連管線(以虛線示出) 附連到第三開口 18。當附連后，附連管線38在相對的未連接到第三開口 18 的附連管線端部(未示出)產(chǎn)生吸力并因此在第三開口 18的遠距離處產(chǎn)生吸 力。
權利要求
1.一種真空文氏管裝置，包括a)塞件，具有第一開口、第二開口和第三開口；b)所述第一開口位于所述塞件中以接納來自流體源的流體，所述第一開口具有單個統(tǒng)一的直徑；c)所述塞件中的所述第二開口連接到所述第一開口，所述第二開口具有第一直徑和第二直徑，其中所述第一直徑大于所述第二直徑且所述第二直徑與所述第一開口的所述單個統(tǒng)一直徑相同，且其中所述第二開口第二直徑連接到所述第一開口；以及d)所述第三開口位于所述塞件中，向大氣打開，所述第三開口具有第一直徑和第二直徑，其中所述第一直徑大于所述第二直徑，且所述第二直徑小于所述第一開口的所述單個統(tǒng)一直徑，且其中所述第三開口第二直徑連接到所述第一開口。
2. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二開口第一直徑包括所 述流體穿過其中的朝向大氣開口的較大的張開部分。
3. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述塞件可移除地附連到噴淋管。
4. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述塞件適配在噴淋管內。
5. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述塞件包括用于將所述塞件 固定到噴淋管的連接件和用于將噴淋頭固定到所述塞件的連接件。
6. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二開口第一直徑約為 4.5mm且所述第二開口第二直徑和所述第一開口的直徑約為3.0mm。
7. 如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述較大張開部分形成約為45 度的角度且深度約為5mm。
8. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第三開口第一直徑約為 2.0mm且所述第三開口第二直徑約為1.5mm。
9. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第三開口第一直徑包括較 大的張開部分。
10. 如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述較大的張開部分形成約為 45度的角度且深度約為5mm。
11. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括連接到所述第三開口的 附連管線。
12. —種真空文氏管裝置，包括a) 圓柱形塞件，具有第一開口、第二開口和第三開口；b) 所述第一開口位于所述圓柱形塞件內以接納來自流體源的流體，所述第 一開口具有單個統(tǒng)一的直徑；c) 所述圓柱形塞件中的所述第二開口連接到所述第一開口，所述第二開口 具有第一直徑和第二直徑，其中所述第一直徑大于所述第二直徑，且所述第二 直徑與所述第一開口的所述單個統(tǒng)一直徑相同，且其中所述第二開口第二直徑 連接到所述第一開口；d) 所述第三開口位于所述圓柱形塞件內，向大氣打開，所述第三開口具有 第一直徑和第二直徑，其中所述第一直徑大于所述第二直徑，且所述第二直徑 小于所述第一開口的所述單個統(tǒng)一直徑，且其中所述第三開口第二直徑連接到 所述第一開口；以及e) 其中所述第二開口第一直徑和第三開口第一直徑包括較大的張開部分。
13. 如權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述圓柱形塞件可移除地附 連到噴淋管。
14. 如權利要求12所述的裝置，其特征在于，還包括連接到所述第三開口 的附連管線。
15. 如權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述較大張開部分形成約為 45度的角度且深度約為5mm。
16. —種產(chǎn)生有液體流動的真空文氏管的方法，所述方法包括以下步驟a) 形成具有第一開口、第二開口和第三開口的圓柱形塞件；b) 將所述第一開口定位在所述圓柱形塞件中以接納來自流體源的流體，且 其中所述第一開口形成為具有單個統(tǒng)一直徑； 'c) 將所述圓柱形塞件中的所述第二開口連接到所述第一開口，其中所述第 二開口具有第一直徑和第二直徑，且其中所述第一直徑大于所述第二直徑，且所述第二直徑與所述第一開口的所述單個統(tǒng)一直徑相同，且其中所述第二開口 第二直徑連接到所述第一開口；以及d) 將所述圓柱形塞件中的所述第三開口定位成使得它朝向大氣打開，其中 所述第三開口具有第一直徑和第二直徑，且其中所述第一直徑大于所述第二直 徑，且所述第二直徑小于所述第一開口的所述單個統(tǒng)一直徑，且其中所述第三 開口第二直徑連接到所述第一開口 ；e) 在所述第二開口第一直徑和所述第三開口第一直徑中形成較大的張開部 分；以及f) 將所述圓柱形塞件連接到運載流體的管道上，使得所述流體從所述第一 開口穿過所述圓柱形塞件到所述第二開口 。
17. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，還包括將附連管線連接到所 述第三開口的步驟。
18. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述第二開口第一直徑形成 約為4.5mm且所述第二開口第二直徑和所述第一開口的直徑形成約為3.0mm。
19. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述較大的張開部分形成約 為45度的角度且深度約為5mm。
20. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述第三開口第一直徑形成 為約2.0mm且所述第三開口第二直徑和所述第一開口的直徑形成為約1.5mm。
全文摘要
真空文氏管裝置(10)包括具有第一開口(14)、第二開口(16)和第三開口(18)的塞件(12)。第一開口(14)位于塞件(12)中以接納來自流體源的流體(30)且第一開口(14)具有單個統(tǒng)一的直徑(24)。塞件(12)中的第二開口(16)連接到第一開口(14)，且第二開口(16)具有第一直徑(20)和第二直徑(22)，且第一直徑(20)大于第二直徑(22)且第二直徑(22)與第一開口(14)的單個統(tǒng)一直徑(24)相同。此外，第二開口(16)第二直徑(22)連接到第一開口(14)。第三開口(18)位于塞件(12)中并向大氣打開。第三開口(18)具有第一直徑(20)和第二直徑(22)，且第一直徑(20)大于第二直徑(22)，且第二直徑(22)小于第一開口(14)的單個統(tǒng)一直徑(24)。此外，第三開口(18)第二直徑(22)連接到第一開口(14)。此外，第三開口(18)可具有或不具有用來將真空先引導到儲存器的附連件(38)。
文檔編號E03C1/08GK101287877SQ200680002923
公開日2008年10月15日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權日2005年1月27日
發(fā)明者約翰·布賴斯 申請人:約翰·布賴斯