專利名稱：水箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于馬桶套件中的水箱以及出口閥部件。該水箱在美國被稱為沖 水箱。本發(fā)明主要用于重力沖洗水箱(即非虹吸式)，下面將參考本申請對其進行描述。
背景技術(shù)：
在水箱中使用溢流管是已知的。溢流管允許水從水箱中流到馬桶或地板上，而不 會引起任何溢流或者虹吸倒流。當(dāng)水箱的水由于施加在水箱進口閥上的負壓而回流到主 供水系統(tǒng)時，就會發(fā)生虹吸倒流。例如，突發(fā)的水能夠引起虹吸倒流，使水從一個高層建筑 的衛(wèi)生管道系統(tǒng)排出。在溢流情況下使水箱中的水位上升到溢流管頂部之上，這將大大增 加了虹吸倒流發(fā)生的風(fēng)險。許多國家的管理機構(gòu)都要求水箱中在溢流溢出水平面和任何一 個水箱開口之間存在一個空氣分離間隙，在該處可能發(fā)生虹吸倒流。然而，這種安排并不可 取，因為溢流溢出水平面大大高于溢流管的頂部，這極大地增加了水箱最小高度，從而減少 了安裝使用。已知的溢流管依賴于在其頂部的一個大的開口，從而最大化溢流管的流速，從而 最小化溢流溢出水平面。然而，出口閥本身也必須被設(shè)計成能夠允許水以一個相對高的流 速從溢流管通過的結(jié)構(gòu)。這降低了設(shè)計的靈活性并增加了出口閥所需的最小尺寸。已知的水箱出口閥在較高的安裝位置運行時同樣存在性能問題(例如在天花板 上)。其中的一個問題是一個較快的輸出流速導(dǎo)致出口閥過早關(guān)閉。這種過早關(guān)閉主要由 兩個問題所引起。第一，在溢流管內(nèi)部流動的沖水水有效地形成了一個塞子，在此處離開水 箱的水施加一個負壓(例如，虹吸作用)，這使的閥門關(guān)閉。第二，該水流同樣將作為閥的浮 力來源的空氣從管中移走，并因此降低了閥的整體浮力，導(dǎo)致其過早關(guān)閉。另外一個性能的問題是在沖水過程中空氣被困在在水箱底部和馬桶后部之間的 沖水管中。該空氣形成了一個空氣鎖，限制沖水水的流速，直到出口閥關(guān)閉并允許被困住的 空氣離開水箱。這將導(dǎo)致在沖水最后釋放的水的快速脈沖，導(dǎo)致出現(xiàn)飛濺、噪音并降低馬桶 的清除能力。另外一個已知的出口閥的性能問題是，它們會在沖水的后期制造咕嚕的噪音，這 是因為空氣通過文丘里效應(yīng)被向下吸入到溢流管中并進入沖水管內(nèi)部。咕嚕噪音的產(chǎn)生是 由于水不斷地關(guān)閉和隨后重新打開溢流管底端。為了解決上述問題，針對不同的安裝配置，水暖工通常需要使用一系列不同尺寸 的限制器去限定通過出口閥的流速。雖然這些可以解決如上所述的一些問題，該限制器也 對整個馬桶的清除性能有影響，并且需要測試和誤差檢測，以確保找到最佳的解決方案。發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于實質(zhì)上克服或至少改善上述缺點中的一種或多種缺點。

發(fā)明內(nèi)容
因此，第一方面，本發(fā)明提供了一種水箱，包括一水箱槽，具有一預(yù)定的最大填充水位；一溢流管，具有一個高于預(yù)定的最大填充水位的入口，和一出口 ；和一帽，其具有與溢流管入口水平向外地和垂直向上地分隔開的最下部邊緣。所述溢流管和帽優(yōu)選基本上為圓柱形。所述帽優(yōu)選為基本上扁平的、最優(yōu)選為圓形的頂部，以及最優(yōu)選基本為圓柱形的 依賴于此的側(cè)壁。所述水箱槽優(yōu)選包括一個底座和一個延伸通過水箱槽底座的溢流管，該溢流管最 優(yōu)選具有一個在槽底座下方的溢流管出口。帽的最下部邊緣優(yōu)選位于溢流管入口之上5mm。帽的最下部邊緣優(yōu)選位于溢流管 入口水平向外10mm。第二方面，本發(fā)明提供一個水箱，包括一個具有一個沖水出口孔的水箱槽；一個溢流管，具有一與在預(yù)定的最大大充水位之上的大氣相通的上端，和一下端；一個沖水管，與沖水出口孔流體連通；一個出口閥，可以打開或關(guān)閉沖水出口孔；一個出口管，位于下方并且與出口閥流體連通；和一個通氣管，具有一與溢流管下端流體連通的上端，以及一延伸至出口管內(nèi)的下端。通氣管優(yōu)選在出口管內(nèi)延伸到至少一定程度，從而在水箱沖水時在出口管內(nèi)形成 實質(zhì)上的層流。通氣管下端優(yōu)選在出口管內(nèi)延伸到至少一定程度，從而在水箱沖水時在通氣管下 端的下面形成一不閉合的氣袋。通氣管下端優(yōu)選在出口管內(nèi)延伸到至少一定程度，從而在通氣管下端的出口管流 過的流體并沒有在出口管的整個截面上延伸。通氣管的長度優(yōu)選大約是出口管直徑的3到4倍。通氣管的直徑優(yōu)選大約是出口 管直徑的1/3。通氣管優(yōu)選可從溢流管上端插入到溢流管內(nèi)。溢流管的上端優(yōu)選大于溢流管的下 端。溢流管的上端優(yōu)選與溢流管的下端接合。第三方面，本發(fā)明提供一個水箱出口閥組件，包括一個溢流管，具有一與預(yù)定的最大正常水箱水位之上的大氣相通的上端，和一下端；一個沖水管，與水箱沖水出口孔流體連通；一個出口閥，可以打開或關(guān)閉沖水出口孔；和一個通氣管，具有一與溢流管下端流體連通的上端，以及一延伸至出口管內(nèi)的下端。


本發(fā)明的優(yōu)選實施例將在下文中通過舉例的方式參照附圖進行描述，其中
圖1示出了水箱第一實施方式的正視截面圖，其填充到了預(yù)定的最大正常水位。圖2示出了圖1中的水箱在溢流狀態(tài)開始時的視圖。圖3示出了圖1中的水箱在由溢流狀態(tài)下形成的虹吸作用時的視圖。圖4示出了水箱第二個實施方式的正視截面圖，其具有一關(guān)閉的出口閥。圖5示出了圖4中的水箱在打開出口閥后的視圖。圖6示出了一個類似于圖4所示的水箱在打開出口閥后的視圖，但是沒有通氣管； 禾口圖7示出了圖6中的水箱在半沖時的視圖。
具體實施例方式圖1到3示出了一種具有槽10的水箱8的實施方式。圖1示出了被到達預(yù)定的 最大正常水位14的沖水水12填滿了的槽10的視圖。一個位于槽10內(nèi)部的溢流管16，其 具有一上部的入口 18和一下部的出口 20。槽10的底部具有一由閥座21限定的出口孔，這 通向一個出口栓22。該栓22通過一個減徑管25連接到一個沖水管24上。所述沖水管24 通過一個座便器或者小便器連接到主要的排水設(shè)備上，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。附圖標記26所示的一個出口閥，與栓22相鄰并位于其上。出口閥26包括一個浮 子26a、一個出口密封26b和一個出口密封鎖緊螺母26c。所述水箱8具有一基本上圓柱形的帽28，該帽28具有最下部的邊緣30。邊緣30 與溢流管入口 18水平向外地和垂直向上地分隔開。換句話說，帽28的最下部邊緣30比溢 流管入口 18高并繞溢流管入口 18的周圍延伸。現(xiàn)在描述水箱8在溢流情況時的操作。如上所述，圖1示出了被到達最大正常水 位14的水填充的水箱8的視圖。在槽10中有這樣的水量時，溢流管入口 18比水位14高。圖2示出了水箱8中，水位14從最大正常水位升高并且如箭頭32所示，開始從溢 流管入口 18溢出到溢流管16內(nèi)部，之后到達溢流管出口 20的視圖。溢出水之后主要通過 沖水管24和馬桶或小便器流到下水道。圖3示出了在水箱8中，在達到溢流管16的最大流量后且整個溢流管16的橫截 面積全部被水填滿時的視圖。這在管16內(nèi)部形成了一個虹吸現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生虹吸現(xiàn)象，帽28 阻止空氣進入溢流管16并且破壞虹吸。帽28因此有利地增加了溢流管16的流量，它利用 了離開溢流管16的水的勢能將水從槽10中通過虹吸作用吸到溢流管16中。例如，如果槽 10大約250mm深，帽28的最下部邊緣30位比溢流管入口 18高5mm，就有255mm的水位差 把水吸到溢流管16里。但是，沒有帽28的相同的設(shè)備只能提供5mm的水位差將水吸到溢 流管入口 18。因此，這個帶帽的設(shè)備理論上比類似的無帽設(shè)備在排空槽的能力上更有效50 倍。該理論上的改進在實踐中并沒有達到，因為有其他因素限制水流。但是仍然達到了明 顯的改進。所述帽28同樣將水流到溢流管16的溢出水位限制到相當(dāng)于帽最下部邊緣30的 水平，直到達到溢流管16的最大虹吸容量。所述帽28同樣給水箱8提供了一些其它優(yōu)點。第一，帽不影響水箱沖水和回填的 操作。第二，由于虹吸管的使用，帽在溢出水平性能上有顯著的流動改進，這增加了安全性 和設(shè)計因素。第三，帽降低了溢流管頂部(即入口)上方的溢出水平高度，從而實現(xiàn)更緊湊的水箱設(shè)計，因此改善了安裝應(yīng)用。最后，帽提高了設(shè)計的靈活性，因為它允許使用具有更 多流動限制的較小的溢流管。所述水箱8，的第二個實施方式如圖4到7所示。同樣的部件用與圖1到3所示 相同的附圖標記表示。水箱8，包括一個通氣管32，其具有一與溢流管出口 20流體連通的 上端34以及一延伸到?jīng)_水管24內(nèi)的下端36?，F(xiàn)在參照附圖4和5對沖水時水箱8’的操作進行描述。圖4示出了槽10中填充 的水達到預(yù)定了最大正常水位14的視圖。為了開始沖水，利用按鈕或者杠桿(未示出)來 操作一個提升器(同樣未示出)提升溢流管16。這同樣提升了密封26b使其離開閥座21。 如圖5所示，這使得水通過出口栓22和沖水管24退出槽10。困在浮子26a中的空氣提供 浮力，使出口閥26保持開啟。當(dāng)出口閥26釋放浮力時，既因為水位下降也因為一些機械作 用，出口閥26下降同時密封26b與閥座21結(jié)合，從而停止水流。然后水箱8，被一個入口 閥(未示出)回填，準備另一次沖水。該沖水操作是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。如圖5所示，通氣管32的下端36在沖水管24內(nèi)延伸至一定程度(深度)，從而層 流在此形成。這阻止了水流回到通氣管32和溢流管16中，并且因此有利地阻止前面討論 的過早關(guān)閉的問題。圖6示出了在缺少一個通氣管時發(fā)生的等效情況(例如水回流到溢流管16內(nèi))。另外，流出槽10的水由于重力作用而加速。隨著水流速的增加，因而在沖水管24 內(nèi)部占用了一個較小的橫截面積，因此在通氣管32下方形成永遠不會關(guān)閉的氣袋38。這 允許在沖水管24內(nèi)的空氣通過溢流管16退出，并因此有利地克服前面討論的空氣鎖問題。 這導(dǎo)致了在整個沖水過程中形成一致的流速。另外，通氣管32下端36永遠不會被水完全 關(guān)閉，前面討論的咕嚕的噪聲問題也不會出現(xiàn)。圖7示出了在缺少一個通氣管時發(fā)生的等效情況(即水關(guān)閉了溢流管16的下 端)。盡管本發(fā)明已經(jīng)參照優(yōu)選實施方式進行了描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以領(lǐng)會的是 本發(fā)明可以以其它的形式實現(xiàn)。例如，溢流管、帽和通氣管可以不是圓柱形并且可以是任何 截面形狀。
權(quán)利要求
一種水箱，包括一個水箱槽，其具有一預(yù)定的最大填充水位；一個溢流管，其具有在預(yù)定最大填充水位之上的入口，和一個出口；和一個帽，其具有與溢流管入口水平向外地和垂直向上地分隔開的最下部邊緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水箱，其中溢流管和帽基本上為圓柱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水箱，其中帽具有一基本上扁平的頂部和依靠于此的側(cè)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水箱，其中帽的頂部是圓形的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的水箱，其中帽的側(cè)壁基本上為圓柱形。
6.根據(jù)在前的任一項權(quán)利要求所述的水箱，其中水箱槽包括一底座且溢流管延伸通過 該底座。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水箱，其中溢流管出口在槽底座下方。
8.根據(jù)在前的任一項權(quán)利要求所述的水箱，其中帽的最下部邊緣位于溢流管入口之上5mm ο
9.根據(jù)在前的任一項權(quán)利要求所述的水箱，其中帽的最下部邊緣位于溢流管入口水平 向夕卜10_。
10.一種水箱，包括一個水箱槽，其具有一沖水出口孔；一個溢流管，其具有一與預(yù)定最大填充水位之上的空氣相通的上端，和一下端； 一個沖水管，其與沖水出口孔流體連通； 一個出口閥，其可以打開或關(guān)閉沖水出口孔； 一個出口管，其位于下方并且與出口閥流體連通；和一個通氣管，其具有一與溢流管下端流體連通的上端以及一延伸到出口管內(nèi)的下端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水箱，其中通氣管在出口管內(nèi)延伸到至少一定程度，從而 在水箱沖水時出口管內(nèi)形成實質(zhì)上的層流。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水箱，其中通氣管下端在出口管內(nèi)延伸到至少一定程度， 從而在水箱沖水時通氣管下端形成一不閉合的氣袋。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水箱，其中通氣管下端在出口管內(nèi)延伸到至少一定程度， 從而在在通氣管下端的出口管流過的流體并沒有在出口管的整個截面上延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求10到13任一項所述的水箱，其中通氣管的長度大約是出口管直徑的 3到4倍。
15.根據(jù)權(quán)利要求10到14任一項所述的水箱，其中通氣管的直徑大約是出口管直徑的1/3。
16.根據(jù)權(quán)利要求10到15任一項所述的水箱，其中通氣管可從溢流管上端插入到溢流管內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10到16任一項所述的水箱，其中溢流管的上端大于溢流管的下端。
18.根據(jù)權(quán)利要求10到17任一項所述的水箱，其中溢流管的上端與溢流管的下端接合
19.一種水箱出口閥組件，包括一個溢流管，其具有一與預(yù)定最大填充水位之上的大氣相通的上端，和一下端； 一個沖水管，其與沖水出口孔流體連通； 一個出口閥，其可以打開或關(guān)閉沖水出口孔；和一個通氣管，其具有一與溢流管下端流體連通的上端，和一延伸到水箱出口管內(nèi)的下端。
全文摘要
一種水箱(8)，包括一水箱槽(10)，一溢流管(16)和一帽(28)。水箱槽(10)具有一預(yù)定的最大填充水位(14)。溢流管(16)具有一在預(yù)定的最大填充水位(14)之上的入口(18)，和一出口(20)。帽(28)具有一與溢流管入口(18)水平向外地和垂直向上地分隔開的最下部邊緣(30)。
文檔編號E03D11/18GK101821461SQ200880109035
公開日2010年9月1日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者薩姆·羅伯特森·恩蘭德 申請人:卡羅馬工業(yè)有限公司