[发明专利]具有块状物加载虹吸辅助的压力抽水马桶

说明书

本发明涉及抽水马桶，具体地涉及具有虹吸辅助的压力抽水马桶。

在钵体(bowl)被填充粪便和卫生纸以及其它固体物时实现抽水马桶有效的冲水是困难的，特别是对耗水量小的抽水马桶。通常对于某些低耗水量的抽水马桶，用户需要冲水抽水马桶两次或更多次数从而清洁到满意的程度。对于用户，这不仅是困扰人和耗时的，而且在许多调节水消耗的管辖区域中，其中在许多地区要求每次冲水不超过1.6加仑(6.1升)，削弱环境保护和节约用水的努力。

常规抽水马桶具有钵体和储水箱，通常以一体或分体式形成。弯曲通道，通常被称为“排污通道(trapway)”，被设置在钵体后面和下面用作钵体的容纳物到达建筑物污物管线的导管。虽然抽水马桶排污通道的精确配置改变，但通常都包括上支路，该上支路通常填充有水，以“捕获”下游的下水道气体，从而防止它们进入建筑内部。通过排污通道的弓形溢流堰(arched weir)或坝(dam)，水被保持在钵体和上支路之间，该坝被提升到钵体开口以上。因此排污通道能够在冲水前帮助将水保持在钵体中。

在冲水周期中，钵体中的水和污物向上通过上支路且经过坝，并向下通过下支路，然后通过出口进入管线。将压力冲水抽水马桶和重力冲水抽水马桶比较，产生冲水的机制是不同的。后者利用下支路中的空气和坝上强加的上支路中压力水头，从而在排污通道中建立虹吸，该虹吸从钵体中抽水和污物，并将其抽出排污通道。由于钵体是空的，所以空气进入钵体并中止虹吸，且来自水箱的新鲜水再注入钵体。

在加压的抽水马桶中，该类马桶利用线压力，存储加压水的水箱，或泵送水的水窝(sump)中的一个或其组合，将加压水流注入到排污通道或钵体中从而将钵体的物体通过排污通道冲出。在常规重力抽水马桶中的该类虹吸通常不用在加压抽水马桶中。然而，某些加压的抽水马桶(如，美国专利6,219,855)也宣称使用虹吸。

在常规压力抽水马桶的排污通道中持续维持虹吸很难。这是由于常规压力抽水马桶的排污通道的设计通常与重力抽水马桶不同。具体地，压力抽水马桶中的排污通道通常从上支路具有大面积下游。该增大的面积能够容纳液体和块状污物，这些液体和污物能够通过水注快速从钵体中排出至排污通道中。如果没有该增大面积，则水和污物可能被迫通过上支路返回至钵体中，这就不能实现有效的冲水。

然而，从上支路开始的大空间下游使得很难实现和保持虹吸。一个原因是在排污通道的冲出区域中大横截面要求更多液体和污物填充。另一个原因是下支路中的空气在开始冲水周期之前可能通过没有被排出水和污物填充的部分放大区域返回到上支路中。

因此，要在加压抽水马桶中使用虹吸，则改进是必要的。

发明内容

本发明提供压力抽水马桶，其提供“按需”虹吸辅助，即在抽水马桶块状物负载增加时提供。在正常液体污物或小块状物冲水过程中，排污通道中没有发生虹吸，且钵体中水和轻污物在加压的水注压力下被充分地抽空。靠近或在坝下游的额外容积被提供来容纳水注冲出物。仅在下支路中块中污物材料的浓度到达阈值时，排污通道才会启动虹吸(如，当粪便和卫生纸出现在排污通道中时)。在下支路的下部的水平挡板可辅助积累块状污物至足够的浓度，从而在排污通道中形成虹吸。

本发明的一个方面提供具有钵体和加压供水系统以便将加压水注入排污通道(要么直接注入要么先通过钵体注入)的抽水马桶，该排污通道在钵体开口和出口之间延伸。排污通道仅在排污通道中块状污物的浓度在阈值以上时产生虹吸，使得在阈值以下不产生虹吸。

排污通道具有上支路，其从钵体开口向上和向后延伸到钵体开口上的弯曲的水坝区域，继而到达下支路，该下支路向下倾斜并向前与出口连通。在排污通道中提供较大横截面积的容积增加的冲出段，其恰好在上支路或坝的下游以便快速排出压力注冲出的污物的“冲出物”，而不会引起经上支路回流至钵体。

块状污物浓度的阈值优选在排污通道中除去排污通道自身重量之后的所有物质重量的2％和5％。优选地，采用排污通道下支路中浓度水平。小于该阈值的块状污物浓度相应于轻污物负载，包括仅有液体的污物，基本不需要虹吸辅助压力注入，且当虹吸有助于实现充分冲水时，在块状污物浓度处于或大于与大负载对应的浓度。

排污通道也可具有基本水平的挡板，其在靠近下支路下部处从下支路后壁向前延伸。该挡板在排污通道的下支路中收集块状物，从而在较大块状物要通过排污通道时，达到块状污物浓度的阈值并且在冲水周期中更快形成虹吸。虹吸及其较早启动有助于确保污物将在单次冲水中被排出，即使是在低耗水的抽水马桶中。