УЗЕЛ ВЫПУСКНОГО КАНАЛА ДЛЯ ЧАШИ УНИТАЗА
ASSEMBLY OF DISCHARGE CHANNEL FOR TOILET BOWL

Настоящее изобретение относится к унитазам и, более конкретно, к клапанам, регулирующим поток нечистот из чаши унитаза в сифон унитаза.
Хотя смывные унитазы способствуют ассенизации испражнений организма человека, уровень использования воды в них является проблемой. Обычный унитаз включает в себя клапан, расположенный впереди чаши унитаза, например, в нижней части емкости для хранения воды. При смыве унитаза клапан в такой емкости для воды открывается, и емкость для воды обеспечивает приток воды в чашу унитаза.
Однако в традиционных унитазах обычно существует период запаздывания между началом цикла смыва и моментом, когда основная масса нечистот удалена из чаши. Таким образом, нежелательно большой объем воды для смыва требуется только для удаления основной массы нечистот из чаши, и дополнительный объем воды требуется для обеспечения окончательного смыва.
Один из вариантов для уменьшения данного уровня использования воды заключается в размещении непосредственно позади выпускного отверстия чаши унитаза выпускного клапана, который выполнен таким образом, что когда он открывается, основная масса нечистот в чаше может смываться из чаши независимо от любого объема воды для смыва, поступающей в чашу. Пример данного варианта описан в патенте США № 279048.
Однако такие клапаны иногда приводят к засорам, проблемам в техническом обслуживании или износу. Кроме того, они могут быть дорогими для изготовления и установки или ненадежными при длительном использовании, особенно когда запорный элемент находится непосредственно против потока из выходного отверстия чаши.
Патент СЩА № 5345618 раскрывает клапан сифона, соединенный с выпускным отверстием чаши унитаза, в котором сферический сегментный затвор принудительно поворачивается вокруг оси, которая также является центром радиуса сферы. Это обеспечивает постепенное запирание выпускного отверстия. Проблема данного устройства заключается в том, что когда сферический затвор вращается через уплотнительный элемент или прокладку, затвор беспрерывно истирает прокладку, что изнашивает прокладку и может приводить к потере жидкостного уплотнения в затворе. Кроме того, выпускное отверстие чаши, которое перекрывается затвором, расположено в горизонтальной плоскости, что приводит к тому, что передняя кромка затвора начинает перекрывать отверстие из положения, соответствующего приблизительно 9 часам, в положение свыше 3 часов. Это приводит к некоторому перемещению во время запирания вопреки силе тяжести нечистот чаши.
Другие примеры клапанов сифонов или клапанов с затворами, выполненными в виде сферических сегментов, раскрыты в патентах США № 289495, 3214772, 3599248, 3885771, 3926407, 4164343, 6212700, 5345618, 6332229, а также в заявке на патент США 2005/0211942. Тем не менее, несмотря на данные усовершенствования, существует потребность в усовершенствованных узлах клапанов для сифонов унитазов, особенно таких, которые обеспечивают смыв с использованием уменьшенных объемов воды.
Согласно одному аспекту настоящее изобретение описывает унитаз, содержащий чашу с нижним выпускным отверстием, сифон, соединенный с возможностью прохождения текучей среды с данным выпускным отверстием, и клапан сифона, выполненный с возможностью регулирования потока из выпускного отверстия в сифон. Клапан сифона включает в себя корпус клапана, содержащий входное отверстие, выходное отверстие и полость, соединяющую входное отверстие и выходное отверстие.
В полости находится затвор, который способен поворачиваться с использованием рычажного механизма, который проходит с внешней стороны корпуса в затвор. Имеется также уплотнительная прокладка (предпочтительно расположенная рядом с входным отверстием), так что затвор может поворачиваться из первого положения, блокирующего входное отверстие и по существу перекрывающего поток из выпускного отверстия, во второе положение, обеспечивающее поток из выпускного отверстия в сифон, и так что затвор может начинать перекрытие входного отверстия, когда передняя кромка затвора находится в пределах 25° от вертикали.
В предпочтительных вариантах осуществления корпус клапана выполнен в виде вставного блока, содержащего две створки, образующие полость. Затвор может быть выполнен в виде сферического сегмента с радиусом кривизны, проходящим из центра кривизны, так что затвор способен поворачиваться вокруг центра вращения, смещенного из упомянутого центра кривизны.
Поворот затвора может осуществляться в рамках цикла смыва унитаза, и сифон может содержать нормальный уровень воды сифона для ограничения обратного проникновения канализационных газов в чашу, при этом затвор расположен таким образом, чтобы находиться выше уровня воды.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение описывает такой клапан сифона, выполненный в виде вставного блока, который пригоден для соединения на одном конце с выпускным отверстием чаши унитаза, а на другом конце - с сифоном унитаза.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение описывает унитаз, включающий в себя чашу, содержащую нижнее выпускное отверстие, сифон, соединенный с данным выпускным отверстием с возможностью прохождения текучей среды, и клапан сифона, выполненный с возможностью регулирования потока из выпускного отверстия в сифон. Клапан сифона включает в себя корпус клапана, содержащий входное отверстие, выходное отверстие и полость, соединяющую входное отверстие и выходное отверстие. Затвор расположен в полости и способен поворачиваться с использованием рычажного механизма, который проходит с внешней стороны корпуса клапана в полость.
Уплотнительная прокладка расположена рядом с входным отверстием корпуса клапана, при этом затвор способен поворачиваться из первого положения, по существу перекрывающего поток из выпускного отверстия, во второе положение, обеспечивающее поток из выпускного отверстия в сифон. Затвор соединен с рычажным механизмом посредством шарового шарнира.
В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение предпочтительно минимизирует склонность затвора к истиранию уплотнительной прокладки и способствует устранению утечки посредством размещения затвора выше нормального уровня воды в сифоне. Кроме того, в данных вариантах осуществления запирание требует малого усилия, поскольку затвор закрывается первоначально преимущественно перпендикулярно потоку из чаши, а не прямо вверх.
В других вариантах осуществления шаровой шарнир расположен между затвором и его рычажным механизмом таким образом, что когда затвор закрывается, он может исправлять производственные допуска или незначительные нечистоты вдоль уплотнения.
Кроме того, в случае возникновения какой-либо проблемы технического обслуживания в отношении клапана сифона, которая требует замены вставного клапана или его элемента, вставной клапан или его элемент может быть заменен без необходимости удаления чаши или сифона.
Эти и другие преимущества настоящего изобретения будут очевидны из приведенного ниже подробного описания и сопроводительных чертежей. Поэтому при оценке данного изобретения необходимо ознакомиться с приведенной ниже формулой изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает вид в вертикальном разрезе узла нижней части чаши и сифона унитаза, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 изображает перспективный вид с разделением элементов вставного клапана сифона, изображенного на фиг.1;
Фиг.3 изображает перспективный вид затвора клапана сифона, изображенного на фиг.2, причем затвор рассматривается под другим углом, отличающимся от угла рассмотрения на фиг.2;
Фиг.4 изображает увеличенный местный вид в разрезе части, изображенной на фиг.1;
Фиг.5 изображает другой увеличенный местный вид в разрезе части, изображенной на фиг.1, на котором затвор показан в процессе запирания;
Фиг.6 изображает вид, аналогичный виду на фиг.5, на котором запорный клапан полностью закрыт;
Фиг.7 изображает вид, аналогичный виду на фиг.1, но соответствующий второму варианту осуществления, в котором вставной блок прикреплен к чаше под немного другим углом; и
Фиг.8 изображает перспективный вид в разрезе другого варианта осуществления клапана в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
На фиг.1 показана нижняя часть унитаза, обозначенная в целом ссылочной позицией 10, в которой имеется обычная чаша 12 унитаза с выпускным отверстием 14. Унитаз 10 может иметь обычную конструкцию.
Например, выше выпускного отверстия унитаз может иметь конструкцию, аналогичную конструкции, соответствующей патенту США № 5345618, описание которого включено в данный документ в полном объеме согласно ссылке. Таким образом, могут использоваться электрические или механические устройства управления смывом, включая рычажные механизмы из устройств для управления клапаном 18 сифона. В качестве альтернативы клапан сифона может перемещаться вручную.
В любом случае в настоящем изобретении имеется также сифон 16, соединенный с возможностью прохождения текучей среды с выпускным отверстием 14, и затвор 18, расположенный позади чаши 12 и впереди сифона 16. Унитаз 10, предпочтительно, включает в себя фланец 20, расположенный рядом с нижней частью выпускного отверстия 14 чаши и другие соединительные элементы, такие как крепежные средства для соединения с вставным клапаном 18 сифона на фланце 22.
Сифон 16 содержит нормальный уровень 24 воды в сифоне для предотвращения обратного проникновения канализационных газов и может соединяться с клапаном 18 сифона на кольцевом выступе 26 при помощи гибкого резинового элемента и/или других соединительных элементов, таких как зажимы (не показаны). Когда клапан 18 сифона находится в открытом положении, в соответствии с фиг.1, он обеспечивает прохождение нечистот и текучей среды из чаши 12 в сифон 16.
Как показано на фиг.1-3, клапан 18 сифона включает в себя первый элемент 28 двухстворчатого корпуса и второй, обычно зеркально повторяющий его, элемент 30 двухстворчатого корпуса, соединяемый с первым элементом 28 двухстворчатого корпуса. Имеется также поворотный затвор 32, установленный внутри полости, образованной первым и вторым элементами 28/30 двухстворчатого корпуса.
Данная полость содержит впускное отверстие 34 (см. фиг.1), которое включает в себя, по меньшей мере, одну прокладку 36, 38, 40, окружающую впускное отверстие 34. Поворотный затвор 32 расположен в полости таким образом, чтобы обеспечить перемещение между первым закрытым положением, перекрывающим впускное отверстие 34 между смывами (фиг.6), и по существу открытым положением (фиг.1) и при этом положение возврата начинает перекрывать поток (как показано на фиг.5).
Поворотный затвор 32, предпочтительно, включает в себя по существу сферический контактный сегмент 42, который имеет радиус кривизны 44 (фиг.5), проходящий из центра кривизны 46. Поворотный затвор 32 вращается вокруг центра вращения 48, смещенного из центра кривизны 46, что обеспечивает вращение затвора 32 с небольшим эксцентриситетом относительно его закрытого положения. Это обеспечивает полный контакт сферического контактного сегмента 42 с уплотняющей поверхностью прокладки 36 только тогда, когда затвор 32 находится приблизительно в положении, проиллюстрированном на фиг.6.
Это означает, что затвор не будет беспрерывно задевать прокладку 36 при полном повороте затвора. Точнее он смыкается с уплотняющей поверхностью прокладки эксцентрическим способом, таким образом, уменьшая проблемы износа и технического обслуживания.
Кроме того, передняя кромка затвора 50 пересекает воду, выходящую из чаши в поперечном направлении, а не проталкивается перпендикулярно потоку. Это облегчает запирание, способствуя минимизации требуемого усилия для противодействия эффектам гравитации.
Более конкретно, поворотный затвор 32 содержит переднюю кромку 50, которая при нахождении затвора 32 в положении, проиллюстрированном на фиг.4, расположена в пределах приблизительно от +40° до -40° (более предпочтительно от +25° до -25°) от вертикали. Таким образом, когда во время запирания затвор 32 начинает уменьшать отверстие, передняя кромка 50 является приблизительно вертикальной.
Как показано на фиг.1-6, затвор 32 может быть выполнен в виде сферического сегмента 42, соответствующего приблизительно четвертой части круга. Кроме того, поворот затвора 32 может обеспечиваться перемещением стержня 52, который проходит с наружной стороны элементов 28, 30 корпуса в полость.
Поворотный затвор 32 может быть расположен таким образом, чтобы всегда быть выше нормального уровня 24 воды в сифоне. Это помогает избежать намокания элементов клапана сифона в грязной воде между смывами, таким образом, уменьшая проблемы технического обслуживания и утечки. Кроме того, нечистоты не скапливаются между затвором 32 и полостью вставного блока. Это уменьшает сопротивление, которое в противном случае может возникать при открытии.
Стержень 52 соединяется с гнездом 54, так что во время цикла смыва пользователь расцепляет запускающий элемент смыва, соединенный со стержнем 52, который в конечном итоге поворачивает затвор 32 из закрытого положения. Это обеспечивает быстрое удаление нечистот через впускное отверстие 34 вставного клапана. Предпочтительно, чтобы пуск воды для смыва происходил с задержкой, чтобы обеспечить удаление основной массы нечистот до того, как чистая вода для смыва начинает промывать чашу.
По истечении заданного периода времени клапан 18 сифона может иметь свой затвор 32, принудительно возвращенный в закрытое положение, проиллюстрированное на фиг.6, и предпочтительно зафиксированный в данном положении, так что некоторое количество воды будет оставаться в чаше выше затвора 32 между промываниями. Затем вода на впуске будет перекрыта, и цикл промывания завершается.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.7, унитаз 60 содержит вставной блок 18А клапана сифона, установленный под немного другим углом по сравнению с фиг.1. Другие элементы являются по существу аналогичными элементам, изображенным на фиг.1, и поэтому обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.8, клапан 80 сифона выполнен с возможностью регулирования потока из выпускного отверстия унитаза в сифон унитаза. Клапан 80 сифона включает в себя корпус 81, содержащий входное отверстие, выходное отверстие и полость, соединяющую входное отверстие и выходное отверстие. Уплотнительная прокладка 82 расположена рядом с входным отверстием корпуса клапана. Затвор 83 расположен в полости и способен поворачиваться с использованием рычажного механизма 85, который проходит с наружной стороны корпуса 81 в полость. Затвор 83 способен поворачиваться из первого положения, по существу перекрывающего поток из выпускного отверстия, во второе положение, обеспечивающее поток из выпускного отверстия в сифон. Имеется рычаг 84, соединенный с рычажным механизмом 85, причем рычаг соединен с возможностью поворота с затвором 83.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.8, соединением между рычагом 84 и запорным клапаном 83 является шаровой шарнир 88. Это позволяет регулировать положение затвора 83, когда он прижимается к уплотнительной прокладке 82 в закрытом положении, и следовательно, увеличивает возможности для уплотнения затвора 83 (делая его менее чувствительным к монтажным допускам и незначительному загрязнению уплотнения).
Независимо от варианта осуществления настоящее изобретение облегчает использование клапана сифона для регулирования опорожнения чаши унитаза. Проблемы технического обслуживания, связанные с износом уплотнительной прокладки, уменьшаются за счет эксцентрического запирания. В некоторых вариантах осуществления расположение затвора рядом с вертикалью в момент начала перекрытия отверстия затвором облегчает запирание вопреки весу материала чаши. Размещение запорного клапана выше уровня воды в сифоне дополнительно уменьшает проблемы технического обслуживания и повышает надежность.
Вставной клапан может быть выполнен из металлических или пластмассовых элементов.
Хотя описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, необходимо понимать, что другие модификации и варианты предпочтительных вариантов осуществления будут очевидны для специалистов в данной области техники, и должны находиться в пределах сущности и объема данного изобретения. Например, хотя вставной клапан, предпочтительно, используется с керамической чашей и сифоном, он может быть также использован с элементами унитаза, выполненными из других материалов (например, металлическими, пластмассовыми). Кроме того, угол установки клапанов сифона 18/18А и затвора 32 может немного изменяться.
Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается только описанными наиболее предпочтительными вариантами осуществления. Для определения полного объема настоящего изобретения ниже приведена формула изобретения.
Настоящее изобретение описывает унитазы, которые содержат усовершенствованные выпускные клапаны для сифонов.