[发明专利]罐式冲洗阀

说明书

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声明联邦资助的研究或开发

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技术领域

本发明涉及控制水从马桶水箱流至马桶座便器的冲洗阀。更具体地说本发明涉及罐式冲洗阀。

背景技术

已知多种用于控制马桶水箱水冲洗马桶座便器的系统，参见美国专利5,329,647和5,896,593。此类系统具有用于水箱的进水阀，所述进水阀通常由感知水箱水位的浮子控制。压下解扣杆移动了水箱出口的冲洗阀使得水可经玻璃通道从水箱排空至座便器。当水箱水排出时，进水阀浮子随水箱内的水位下降，从而触发进水水流。水箱水充分排出后，冲洗阀关闭使得水箱内的水位可恢复。当水箱重新装水时，进水阀浮子随水上升并最终关闭进水阀以切断水的供给。

已经设计出了多种冲洗阀用来控制水从水箱至座便器的流动。目前普遍使用的一种是挡板类冲洗阀。挡板冲洗阀具有支撑大直径挡块的枢转轭，该挡块密封水箱出口直到解扣杆被解扣以开始一个冲洗循环。大挡块充满了空气，空气减慢了其复位，直到水已经充分从水箱排出。另一种冲洗阀具有安装了主密封件的专用浮子。当压下解扣杆时，浮子上升并且密封件脱开以允许水从水箱流至座便器。一种这类冲洗阀称为“罐式”冲洗阀，这是由于所述阀通常具有一个像罐子的大致为圆柱形的大浮子。

对多种冲洗阀而言，普遍考虑的是冲洗循环结束后在水箱出口形成并保持紧密密封。挡板阀的球形挡块最初一般都能获得并保持密封，但时间长了(例如经过多年运行)可能会形成泄漏。罐式阀中普遍采用的垫圈状密封件也经常有类似问题。

如果密封件泄漏，水将会从水箱排出至座便器。水箱排水时，进水阀浮子将落下并导致进水阀打开以对水箱重新充水。如果持续泄漏，进水阀将保持打开并且水将会连续排入座便器。这将导致座便器溢流，或如果座便器具有溢流通道，水将从座便器流至建筑物管线。两种情况都浪费了水，特别是在强调需要低水耗马桶的社区极不受欢迎。

Han等人在美国专利No.6,715,162中披露了一种罐式冲洗阀的示例。所披露的冲洗阀具有安装在马桶水箱与座便器相通的出口上形成了流动通道的阀体以及上阀座。阀体也具有浮子在冲洗循环期间沿其移动的垂直导向装置。浮子大致是具有开口端的圆柱形中空体，其上端在水箱的充满水位之上。在溢流的情况下水可经浮子的内侧并经阀体流出。浮子的底端具有凹槽，绕该凹槽的圆周保持了平垫圈型密封件。当浮子处于正常状态时密封件座置在阀座上，在所述正常状态中，水箱水从出口至座便器的通路被封闭。

常规罐式冲洗阀的密封问题是由多种因素造成的。在现有设备中取得良好的密封的关键在于密封件与阀座匹配的程度如何。尽管这是重要的，但一个经常被忽略的泄漏途径形成在浮子/密封件界面上。特别是时间长了材料收缩或密封件老化后，水会从密封件和浮子之间的空间泄漏。由于所述界面大致为又短又直的垂直路径，这会变成水箱内的水的低阻力泄漏路径。

至于密封件的密封面与阀座的接触，仍然是时间长了以后，密封件可能变形并且呈现一定程度下垂的外形使得密封件不与阀座完全匹配。因此，重要的是用充分的背面(非密封侧)支撑将密封件安装至浮子以防止密封件从阀座挠曲，而不会妨碍密封侧的密封并且由于提供了充分的向下的力使得维持了紧密密封。现有的罐式冲洗阀在一个或多个这些方面中是失败的，因此提供了非最佳密封。

对冲洗阀的另一种考虑是是控制马桶的水耗。水耗很大程度上是冲洗阀打开的时间量的一个因素。对罐式冲洗阀而言，这取决于浮子的关闭时间，亦即，浮子被拉离阀体后沉下并使密封件复位所花的时间。至少有两个因素影响冲洗阀的关闭时间，即取得浮起的方式和致使浮子沉下的方式。

许多冲洗阀具有带开口底部和封闭顶部的倒置杯状浮子。当浮子被冲洗解扣杆拉起时，倒置杯的作用就像降落伞并且在水箱内的水的摩擦力作用下减慢了其下降。Nardi等人在美国专利No.5,305,474中披露了一种具有这种浮子的冲洗阀。另一种普通类型冲洗阀具有封闭的中空容器作为浮子。中空容器中收集的空气使其可浮起使得其缓慢下沉。Condon的美国专利No.5,329,647就是具有这种封闭浮子的冲洗阀的示例。上述两个示例中，浮子都在重力作用下完全沉下。因此浮子的给定尺寸和质量可使这些阀的关闭时间固定。