Туалет с магнитным запорным клапаном - RU2137883C1

Чертежи

Описание

Это изобретение, в целом, относится к портативным туалетам и к туалетам для транспортных средств для путешествий. Более конкретно, изобретение относится к туалету, включающему сливной узел, в котором желательной характеристикой является уменьшенное давление, необходимое для обеспечения надлежащего слива туалета. Для туалетов со сливом типа, к которому относится настоящее изобретение, обычно применяется насос, приводимый в действие вручную или при помощи батареи, для накачивания свежей воды для слива из источника воды для слива в унитаз. Ручные насосы имеют низкую стоимость, и в них часто применяются мехи. При применении насоса, работающего по принципу мехов, пользователю обычно приходится прилагать к мехам для приведения в действие насоса силу, примерно равную 16 кг. Если сила прилагается в чрезмерном количестве или слишком энергично, вода для слива выбрасывается через выпускную насадку и выплескивается из унитаза. Если к мехам прилагается недостаточная сила, слив получается неудовлетворительным. В то время как ручные насосы могут быть признаны пригодными для некоторых пользователей, лица, имеющие физические недостатки, престарелые и малолетние, как правило, не имеют достаточно сил для обращения с мехами насоса. Для таких пользователей были разработаны сливные узлы с силовым приводом.

Электрические сливные узлы или узлы с силовым приводом требуют приложения к приводящему средству меньшего усилия, чем ручные насосы, и обеспечивают многократное однообразное увлажнение и более основательный слив в унитазе туалета, одновременно обеспечивая более эффективный расход запаса воды для слива. В патенте США N 4926508 описывается туалет, включающий сливной узел с силовым приводом.

Одной из причин необходимости получения достаточной силы слива является то, что в выпускную насадку обычно включается запорный клапан для предотвращения утечки воды для слива из источника воды. В запорных клапанах обычно применяется спиральная или нажимная пружина, вводящая диск клапана в уплотненное взаимодействие с седлом клапана. Из-за применения пружины, сила, необходимая для открывания запорного клапана, меньше силы, необходимой для удержания клапана в открытом положении. Таким образом, сила, необходимая для удержания клапана в открытом положении, увеличивается при отходе диска клапана от седла клапана.

В туалетах с ручным сливным устройством такое ограничение не является существенным, поскольку одинаково большая сила необходима для первоначального открывания запорного клапана и удержания его в открытом положении до завершения слива. Однако это сопротивление часто достигает величины, которая приводит к быстрому разряду батареи или истощению энергии привода сливного узла. Таким образом, одной задачей, при создании сливного узла с силовым приводом, является использование как можно меньшей энергии при сливе, так чтобы существенно не истощать источник энергии. На практике это приводит к замене в некоторых сливных узлах с силовым приводом запорного клапана ручным клапаном, выполненным в сливном узле так, что он работает независимо от силы давления, необходимой для приведения в действие собственно слива. Это вновь вызывает проблему для престарелых, малолетних и других лиц, которые, в целом, не имеют достаточно физических сил или способности управлять механической частью насоса.

Этот вышеупомянутый ручной клапан в обычном положении остается закрытым и является составной частью насоса. Клапан открывается вручную при начале слива, вызываемого движением того же приводящего средства, которое замыкает выключатель, который, в свою очередь, вызывает слив с силовым содействием. Однако, этот клапан усложняет сливной узел и требует исключения запорного клапана из устройства туалета, которое в остальном остается идентичным, что также повышает производственные затраты.

Принимая во внимание вышеупомянутые недостатки, принципиальной задачей настоящего изобретения является создание туалета, который требует уменьшенной силы слива как с ручным насосом, так и с насосом с силовым приводом.

Другой задачей настоящего изобретения является применение ограничения потока при помощи запорного клапана в туалете, который одинаково может использоваться как с ручным насосом, так и с насосом с силовым приводом.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание туалета, который обладает улучшенным смывающим действием, эффективным использованием воды для слива и который обеспечивает более эффективное использование источника энергии, если он оснащен насосом с силовым приводом.

Другой задачей настоящего изобретения является создание туалета, имеющего запорный клапан, требующий меньшего усилия для его удержания в открытом положении, чем для его первоначального открывания.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание туалета с запорным клапаном, который удерживается в закрытом положении не пружиной.

Другой задачей настоящего изобретения является создание туалета с запорным клапаном, в котором для поддержания закрытого положения клапана применяется магнит.

Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение относится к новому и усовершенствованному туалету для транспортных средств для путешествий, который требует меньшей силы слива, чем конструкция предшествующего уровня техники. Туалет включает секцию для сидения с унитазом, имеющим донное выпускное отверстие. Туалет также включает источник воды для слива, такой как камера для содержания воды для слива, из которой подается вода для слива, и резервуар для содержания нечистот, в который они сливаются из унитаза. Ручное, электрическое, с силовым приводом или другое накачивающее средство подает свежую воду для слива из источника воды для слива через сливную трубу и выпускную насадку в унитаз. Накачивающее средство подает воду для слива под давлением и с расходом, которые достаточны для открывания запорного клапана в выпускной линии и которые обеспечивают хороший слив со 100%-м охватом водой для слива поверхности унитаза.

Запорный клапан предотвращает утечку, проливание или неумышленный пропуск другим образом воды для слива в унитаз. Через корпус запорного клапана и седло клапана образован проход, ограничивающий отверстие, через которое должна протекать вода для слива. Внутри прохода подвижно установлен плунжер. Плунжер приспособлен для водонепроницаемого взаимодействия с седлом клапана и для перемещения между положением, в котором он посажен на седло клапана (предотвращая прохождение потока воды для слива через клапанный узел) и положением, в котором он отделен от седла клапана (допуская прохождение потока воды для слива через клапанный узел).

Вместо обычной нажимной пружины, которая используется для подпружинивания диска клапана для его посадки на седло клапана, настоящее изобретение применяет магнит и штырь для удержания плунжера и седла клапана в посаженном положении. При помощи магнитного способа воздействия на клапан, для поддержания открытого положения клапана требуется меньшая сила, чем для его первоначального открывания. Этот признак делает возможным оснащение туалета как ручным накачивающим средством, так и накачивающим средством с силовым приводом, без необходимости осуществления дополнительных модификаций туалета или накачивающего средства, в результате чего снижаются производственные затраты.

Дополнительные выгоды и преимущества настоящего изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, из нижеследующего описания предпочтительных вариантов воплощения изобретения и прилагаемой формулы изобретения в сочетании с сопутствующими чертежами.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1 изображает вид сверху в плане с частичными вырезами туалета, выполненного в соответствии с признаками настоящего изобретения;
фиг. 2 изображает вид в разрезе, сделанном по существу по линии 2-2 на фиг. 1;
фиг. 3 изображает вид поперечного сечения закрытого запорного клапана, применяемого в туалете, выполненном в соответствии с признаками настоящего изобретения;
фиг. 4 изображает вид сечения открытого запорного крана, применяемого в туалете, выполненном в соответствии с признаками настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
Усовершенствованный туалет, соответствующий признакам настоящего изобретения, в целом изображен на фиг. 1 и 2 и обозначен цифрой 10. Хотя туалет 10 изображен в качестве портативного туалета, настоящее изобретение не ограничивается этим и будет в равной мере применимо и для непортативных туалетов и для полупортативных туалетов. Туалет 10 включает секцию для сидения 12, которая устанавливается с возможностью отсоединения на резервуар 14 хорошо известным обычным способом. Секция для сидения 12 включает унитаз 16, лежащее на нем сидение 18 и крышку 20. Сидение 18 и крышка 20 крепятся при помощи шарниров к задней части секции для сидения 12. Резервуар или камера 22 для свежей воды для слива расположен внутри секции для сидения 12 и камера 22 может заполняться свежей водой для слива через заливное отверстие, закрытое съемной крышкой 24. В альтернативном варианте, вода для слива может подаваться снаружи или из другого источника, вместо камеры 22.

Унитаз туалета 16 снабжен выпускным отверстием 26, расположенным на дне унитаза 16 так, что оно соответствует отверстию (не показано) в резервуаре 14, когда две эти секции установлены одна на другую. Выпускное отверстие 26 обеспечивает перемещение нечистот из унитаза 16 в камеру для содержания нечистот 28, заключенную в резервуаре 14. Когда туалет 10 не используется, выпускное отверстие 26 перекрывается диском или перекрывающим клапаном 30 другого типа, который может управляться пользователем туалета.

Ручное, электрическое или имеющее силовой привод накачивающее средство 32 применяется для накачивания свежей воды для слива из источника воды для слива 22 в унитаз 16 для удаления нечистот из унитаза 16. Накачивающее средство 32 установлено на секции для сидения 12 в обращенном вверх отверстии 34, которое изображено в правом заднем верхнем углу 36 секции для сидения. Кольцо, прокладка или другое средство уплотнения (не показано) используется для влагонепроницаемого уплотнения вокруг отверстия 34, когда накачивающее средство 32 и секция для сидения 12 соединены между собой. Верхняя часть накачивающего средства 32 включает колпачок 38 приводящего средства, который имеет верхнюю стенку 40 и отходящую от него юбку 42. Выдвигающийся над частью корпуса 44 колпачок 38 приводящего средства нажимается для приведения в действие сливного устройства 32 и начала слива. Колпачок 38 приводящего средства иногда называют "кнопкой для ладони", поскольку пользователь нажимает на нее ладонью руки.

Само накачивающее средство 32 имеет хорошо известную обычную конструкцию. Например, накачивающее средство 32 может быть приводимым в действие полностью вручную, и включать мехи или, в альтернативном варианте, накачивающее средство 32 может иметь электрический привод. Накачивающее средство 32, показанное на фиг. 2, является последней разновидностью. Поскольку накачивающее средство 32 может иметь одну из множества конфигураций, нет необходимости описывать здесь его конкретные детали.

Независимо от типа накачивающего средства 32, которым снабжен туалет 10, средство 32 будет включать входное отверстие 46, через которое всасывается вода для слива, и выпускное отверстие 48, через которое вода для слива выпускается. С выпускным отверстием 48 соединен сливной канал или труба 50, которая подает воду для слива к выпускной насадке 52, где вода направляется в унитаз 16 туалета 10.

Более конкретно, выпускная насадка 52 ориентирована так, что вода для слива направляется в унитаз 16 туалета по его периметру, обеспечивая увлажнение всей поверхности унитаза. Для содействия увлажнению всей поверхности унитаза и обеспечения слива всего содержимого унитаза 16 через выпускное отверстие 26 в камеру 28 для содержания нечистот резервуара 14, унитаз 16 снабжен сливным уступом 54. Сливной уступ 54 расположен вокруг верхнего периметра унитаза 16, способствуя направлению потока воды вдоль уступа 54. Часть воды для слива стекает с уступа 54 внутрь, увлажняя всю поверхность унитаза 16.

Как было отмечено выше, запорные клапаны обычно были установлены либо у выпускной насадки, либо в одной линии со сливной трубой, чтобы предотвратить неумышленный пропуск воды для слива через трубу. Запорные клапаны, как правило, включали нажимную пружину, прижимавшую диск клапана к седлу клапана, когда туалет не смывался. Очевидно, что с применением нажимной пружины, когда диск отжимается от седла клапана, давление, необходимое для дальнейшего отклонения диска клапана от седла клапана, возрастает в результате сжатия пружины. В целом, сила, требуемая для управления ручным накачивающим средством, образует давление в линии, достаточное для движения запорного клапана в его открытое положение. Давление дополнительно обеспечивает сохранение открытого положения клапана в течение всей процедуры слива.

Не всегда бывает желательно включать в конструкцию туалета средства ручного накачивания. Часто сила, необходимая для управления ручным накачивающим средством, приводит к трудностям при пользовании туалетом лиц, имеющих физические недостатки, престарелых, страдающих артритом или малолетних лиц. По этой причине становятся популярными накачивающие средства с электрическим или силовым приводом. В накачивающих устройствах с электрическим или силовым приводом насос работает от батареи и, таким образом, подача энергии ограничена. Прежде, для обеспечения работы накачивающего средства с уровнями давления воды для слива, которые бы давали хороший слив туалета без чрезмерного разряда батарей, запорный клапан, соединенный с выпускной насадкой, извлекался и накачивающее устройство должно было включать другие средства, которые бы предотвращали неумышленный пропуск воды для слива в унитаз.

Вместо этого, настоящее изобретение обеспечивает создание запорного клапана 56, который может использоваться как с ручным накачивающим устройством 32, так и с накачивающим устройством, имеющим электрический или силовой привод, при этом не приводя к чрезмерному разряду батарей последнего. При производстве туалета 10, признаки настоящего изобретения устраняют необходимость в отдельных производственных линиях на предприятии, которые были бы предназначены специально для производства накачивающего устройства 32. Дополнительно и в противоположность предшествовавшей практике, настоящее изобретение устраняет необходимость в конечном контроле качества для получения гарантии того, что накачивающее устройство 32 с силовым приводом не смонтировано в сочетании с туалетом 10, имеющим запорный клапан у выпускной насадки. Это, кроме того, устраняет необходимость разработки накачивающего устройства 32 с собственным встроенным клапанным средством. Запорный клапан 56, применяемый в настоящем изобретении, имеет все вышеупомянутые признаки, одновременно требуя меньшего усилия для поддержания клапана в открытом положении, чем для первоначального его открывания.

Как показано на фиг. 3 и 4, часть запорного клапана 56 выполнена как единое целое с выпускной насадкой 52. Конечно, запорный клапан 56 может выполняться отдельно от выпускной насадки 52 и располагаться полностью или частично внутри сливной трубы 50 без отхода от принципов настоящего изобретения.

Крепежные фланцы 58 закрепляют выпускную насадку 52 внутри отверстия (не показано), образованного в секции для сидения 12 туалета 10. Насадка 52 ориентирована так, что вода для слива, выпускаемая из насадки 52, будет надлежащим образом направлена в унитаз. Назад или от крепежных фланцев 58 отступает цилиндрическое удлинение или корпус 60 запорного клапана 56. Канал или проход 62 образован в корпусе 60 запорного клапана с сообщением с проходом 64, подобным образом образованным в выпускной насадке 52. К дальнему концу 66 корпуса 60 (конец, удаленный от выпускной насадки 52) примыкают сформированные на наружной его поверхности ребро 68 и воротник 70, которые выступают по кольцу вокруг корпуса 60 и действуют как средства для крепления резинового кожуха или уплотнителя 72. Уплотнитель клапана 72 включает кольцевую канавку 78, которая разделяет уплотнитель 72 на наружную юбку 74 и внутреннюю юбку 80. Уплотнитель 72 надевается или насаживается с обжимом на дальний конец 66 корпуса 60 так, что концевая часть 76 наружной юбки 74 защелкивается над ребром 68 и ее упругость удерживает уплотнитель 72 на корпусе 60. Воротник 70 и канавка 78 взаимодействуют, ограничивая глубину, на которую уплотнитель 72 может быть натянут на корпус 60. При правильной установке уплотнитель 72 принимает дальний конец 66 корпуса 60 в канавку 78, и внутренняя юбка 80 проходит вдоль внутренних поверхностей корпуса 60 в проходе 62. Внутренняя юбка 80 оканчивается загнутым радиально внутрь выступом, ограничивающим отверстие 81 (фиг. 4), вокруг которого расположен участок, на который делаются ссылки как на седло клапана 82 запорного клапана 56.

Сливная труба 50 также крепится к дальнему концу 66 корпуса 60 запорного клапана поверх юбки 74 уплотнителя 72. Для предотвращения неумышленного стягивания сливной трубы 50 или отделения ее от дальнего конца 66 запорного клапана 56, сливная труба 50 может снабжаться выступом 51, который будет защелкиваться на воротнике 70. Для удержания сливной трубы 50 на запорном клапане 56, в альтернативном варианте могут применяться хомуты или другие средства.

Когда запорный клапан 56 находится в закрытом положении, как видно на фиг. 3, плунжер 84 плотно прилегает к седлу клапана 82, и проход 62 в запорном клапане 56 оказывается полностью перекрытым. Полукруглая или полусферическая контактная поверхность 86 образована на плунжере 84 для обеспечения влагонепроницаемого контакта между седлом клапана 82 и плунжером 84, когда они находятся в соединенном положении. Очевидно, что могут использоваться другие конфигурации контактной поверхности 86 и отверстия, ограниченного седлом клапана 82, если они обеспечат влагонепроницаемое уплотнение.

Плунжер 84 может свободно перемещаться в проходе 62, ограниченном корпусом 60 запорного клапана 56. В проходе 62 также расположена пружина клапана 88, которая в предпочтительном варианте воплощения изобретения имеет конфигурацию спиральной пружины. Один конец пружины клапана 88 контактирует с суженной, имеющей уменьшенный диаметр или изогнутой частью 90 прохода 62, в целом, примыкающей к проходу 64 выпускной насадки 52, в то время как противоположный конец пружины клапана 88 охватывает часть плунжера 84 со стороны, противоположной контактной поверхности 86. Плунжер 84 снабжен упорами 92, предотвращающими соскальзывание плунжера 82 внутрь пружины 88. Упоры 92 обеспечивают поддержку плунжера 84 пружиной клапана 88.

Пружина клапана 88 является слабой пружиной, которая лишь слегка подпружинивает плунжер 84 в направлении седла клапана 82. Важно отметить, что подпружинивающая сила, образуемая пружиной клапана 88, в целом, достаточна для поддержания плунжера 84 в уплотненном контакте с седлом клапана 82 так, чтобы не допускать неумышленного пропуска воды для слива через запорный клапан 56. Пружина клапана 88 скорее действует как средство обеспечения надлежащей работы другого основного или первого нагружающего средства. Это другое нагружающее средство предназначено для обеспечения поддержания уплотненного контакта между седлом клапана 82 и плунжером 84, когда не производится слив.

Следует отметить, что проход 62 обеспечивает допуск для свободного движения пружины 88 в корпусе 60. Нагружающее средство, обеспечивающее уплотненный контакт плунжера 84 и седла клапана 82, в целом, расположено со стороны контактной поверхности 86, которая обращена навстречу потоку воды, и включает магнит 94, штырь 96 и держатель штыря 98. Магнит 94 и штырь 96 установлены так, что они располагаются, в целом, вдоль оси прохода 62 в корпусе 60 запорного клапана 56. В одном варианте воплощения настоящего изобретения, магнит 94 вклеен или закреплен другим способом в цилиндрической выемке в контактной поверхности 86 плунжера 84, тогда как штырь 96 удерживается в держателе штыря 98, который вклеен или другим способом закреплен в уплотнителе клапана 72 перед (по ходу подачи воды) магнитом 94. Держатель 98 включает наружное кольцо 99, от которого отходит одно или более, предпочтительно, три направленные радиально внутрь лопатки 100, удерживающие и устанавливающие штырь 96, предпочтительно, в центре кольца 99 соосно с магнитом 94. Лопатки 100 равноудалены друг от друга в отверстии, образованном кольцом 99, обеспечивая существенные открытые пространства, через которые вода для слива может по существу протекать свободно. Штырь 96 может удерживаться в держателе 98 множеством способов, включая вклеивание или запрессовку.

Поскольку в запорный клапан 56 включены магнит 94 и штырь 96, которые изготовлены из металла, такого как сталь, нет необходимости в том, чтобы пружина клапана 88 обеспечивала уплотненный контакт между седлом клапана 82 и плунжером 84. Этот контакт в большей степени обеспечивается за счет магнитного притяжения магнита 94 и штыря 96. Назначение пружины клапана 88 состоит в том, чтобы толкать плунжер 84 до точки, где магнит 94 оказывается достаточно близок к штырю 96, чтобы магнитное притяжение между этими двумя элементами было достаточным для обеспечения уплотненного контакта седла клапана 82 с контактной поверхностью 86 плунжера 84. Предпочтительно, магнит 94 и штырь 96, при полном установлении уплотненного контакта, будут контактировать друг с другом.

В альтернативном варианте, магнит 94 и штырь 96 могут быть переставлены так, что штырь 96 будет подвижно удерживаться плунжером 84, а магнит 94 будет удерживаться держателем 98. Независимо от такой перестановки, запорный клапан 56 работает тем же способом.

При работе туалета 10, необходимо первичное давление воды для слива для разъединения магнита 94 и штыря 96 и плунжера 84 и седла клапана 82. При таком разъединении, как видно на фиг. 4, для поддержания открытого положения запорного клапана 56 требуется меньшее давление, поскольку притяжение между магнитом 94 и штырем 96, при их разъединении, уменьшается и поскольку слабой силы пружины недостаточно для их соединения. При уменьшении давления в сливной трубе 50, пружина толкает плунжер 84 в направлении седла клапана 82 и, в конечном счете, магнитное притяжение между магнитом 94 и штырем 96 вновь вызывает уплотненный контакт между плунжером 84 и седлом клапана 82.

Хотя приведенное выше описание касается предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения, будет понятно, что изобретение может подвергаться модификациям и изменениям без отхода от его объема и сущности приведенной ниже формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к портативным туалетам и к туалетам для транспортных средств для путешествий. Туалет (10) для транспортных средств для путешествий имеет секцию для сидения (12), которая включает унитаз с донным выпускным отверстием. Туалет (10) также включает источник воды для слива (22) для смыва унитаза и удаления нечистот через выпускное отверстие в резервуар (14) для содержания нечистот. Насос (32) подает воду для слива через насадку (52), которая направляет воду для слива в унитаз. Запорный клапан соединен с выпускной насадкой (52) для предотвращения неумышленного пропуска воды в унитаз. Запорный клапан может применяться как с насосами, приводимыми в действие вручную, так и с насосами с силовым приводом, и уменьшает силу, требуемую от насоса, необходимую для поддержания клапана в открытом положении, по сравнению с силой, требуемой для первоначального открывания клапана. 7 з.п.ф-лы, 4 ил.

Формула