带有冲水阀启动器的卫生洁具及校准冲水阀启动器的方法

摘要

本发明公开了卫生洁具，所述卫生洁具带有用于自动地控制冲水阀(26)的枢转的阀启动器(28)，本发明还公开了对所述冲水阀的运动进行校准的方法。阀启动器的马达(48)可以定位在卫生洁具的桶体(18)和排污通道(24)的支段之间，以提供紧凑的组装。沿排污通道横向延伸的带式驱动器(54)将所述马达连接至所述冲水阀。进行校准的方法包括建立停止点，所述停止点位于比硬停止位置具有更小阻力的位置。

说明书

相关申请的交叉引用

无。

关于联邦资助研究的声明

无。

技术领域

本发明涉及卫生洁具，例如马桶和坐浴盆，它们具有从其主体的下出口延伸的排污通道。特别地，本发明涉及与卫生洁具一起使用的自动的出口冲水阀，以及对用于所述冲水阀的启动器进行定位和校准的方法。

背景技术

人们已经了解，马桶具有可枢转的出口冲水阀，所述冲水阀位于桶体的下出口与从所述下出口向下水道系统延伸的排污通道之间。例如参见美国专利申请公布2008/0072372。正如在该公布中描述的，枢转阀能够连接至自动控制系统，以便经由该装置控制马桶的冲水。

然而，使用该类型的系统目前具有一些缺点。一则，用于枢转阀的马达或其他启动器系统通常定位为从排污通道侧向突出，这样破坏了美感或者用尽了所需的侧向空间。再则，附接至枢转阀的马达系统可能具有与人们意愿相反的阻碍其他物体(例如在清洁期间)的表面。

此外，当由马达在硬停止点(hard stop)的打开和关闭位置之间重复性地驱动这样的可枢转冲水阀时，在不使用更加昂贵的材料的情况下，密封件和马达组件的寿命将会受到损害。这将产生维修问题和/或令人不快地向消费者增加生产成本。

由此需要作出改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个方面提供了卫生洁具，其具有带下开口的桶体。所述下开口选择性地与排污通道连通。所述排污通道具有向上延伸的支段，所述向上延伸的支段以弯折的方式连接至向下延伸的支段。在所述排污通道的外部，在所述桶体和向上延伸的支段之间存在一空间。

冲水阀位于所述下开口和所述排污通道的一部分之间，用于控制从所述桶体经过所述排污通道的流动。所述卫生洁具进一步包括具有至少部分地位于所述空间中的马达的阀启动器。还存在连接至所述马达并将被所述马达驱动的联动装置。所述阀启动器还连接至所述冲水阀，从而在冲水循环期间，所述阀启动器能够可控地将所述冲水阀在第一位置和第二打开位置之间移动，在所述第一位置中，所述冲水阀防止流体从所述桶体经由所述排污通道流走，而在所述第二打开位置，允许所述桶体中的流体经过排污通道从桶体排出。

在本发明优选的方面：

(a)所述联动装置可以是带式驱动器；

(b)所述联动装置可以至少部分地位于所述排污通道的侧面；和/或

(c)所述联动装置可以将所述冲水阀枢转。

为控制所述冲水阀的枢转，控制器安排为与所述马达电连接。所述控制器限定了冲水阀在一密封位置及一打开位置之间有限的枢转范围。所述控制器至少部分地通过识别高阻力的密封位置并且接着在所述高阻力的密封位置附近的较低阻力的密封位置处设定操作性的密封位置来建立所述有限的范围。所述控制器还优选地部分地通过识别高阻力的打开位置并且接着在所述高阻力的打开位置附近的较低阻力的打开位置处设定操作性的打开位置来建立所述有限的范围。

根据本发明的另一方面，提供了设置上述类型的卫生洁具的方法。所述方法至少部分地通过识别高阻力的密封位置并且接着在高阻力的密封点附近的较低阻力的密封位置处设定操作性的密封位置来建立所述冲水阀枢转的有限范围。所述方法可以进一步包括，还部分地通过识别高阻力的打开位置并且接着在所述高阻力的打开位置附近的较低阻力的位置处设定操作性的打开位置来建立所述有限的范围。

为此，马达可以运行，以在第一方向上枢转所述冲水阀，直到所述冲水阀碰到第一障碍(例如阀座)，由此限定第一校准位置。马达可以接着反转，以在第二方向上枢转所述冲水阀，直到所述冲水阀碰到第二障碍(例如完全打开的停止表面)，由此限定第二校准位置。

将所述冲水阀在所述第一校准位置和第二校准位置之间枢转所需的马达操作量由该运动确定。操作性的密封位置接着限定在校准位置之间，但是依然在冲水阀与阀座牢固接触之处(尽管力有一定程度的减小)。例如，系统能够对将冲水阀在所述第一校准位置和所述第二校准位置之间枢转所需的马达脉冲的数目进行计数，并且使用该数目来帮助限定所述密封位置。例如，如果从硬密封点移动至完全打开的位置需要390个脉冲，则系统可以将操作性的密封点定义为从完全打开的位置返回硬密封点的388个脉冲。可以接着将不完全打开的操作性的打开位置定义为从操作性的密封位置返回的386个脉冲。

由此，本专利提供了用于卫生洁具的更加紧凑的组装，所述卫生洁具带有自动的冲水阀。通过将阀启动器的马达放置在桶体和排污通道的支段之间的空间中，并且开发本质上平行于所述卫生洁具的侧方向的联动装置，该设计是更加美观的，其减少了令人讨厌的阻碍物体的隐患，并且其占据更少的空间。

另外，通过使用设置启动器/冲水阀的方法，减少了维修问题并且不必要使用高成本材料。

本发明上述及其他的优点将从下文的描述中显现出来。在描述中参照了附图，附图构成描述的一部分，并且在附图中通过示例的方式示出了本发明的优选实施例。这些实施例并不表示本发明的全部范围。相反，应当根据权利要求书判断本发明的全部范围。

附图说明

图1是本发明优选的马桶的立体图；

图2是图1的马桶的局部剖视图；

图3是图1的排污通道及附接的阀启动器的后顶侧面立体图；

图4是图3的构件的侧面正视图；

图5是图3的构件的俯视平面图；

图6是图3的部分部件的放大立体图，示出为去除了带式驱动器罩；

图7是图4的部分结构的局部放大剖视图，示出了这些部分在冲水阀处于操作性的密封位置时是如何呈现的；

图8是与图7相似的视图，但是示出了这些部分在冲水阀处于操作性的打开位置时是如何呈现的；

图9是校准启动器/冲水阀的优选方法的流程图；以及

图10是剖视图，示出了冲水阀在校准方法的多个阶段的位置。

具体实施方式

首先参照图1和2，示出了马桶10，其具有前部12、背箱部14和活动的盖子16。前部12包括从上边沿20向下延伸至下开口22的桶身18，下开口22进而连接至排污通道24。

将在下文进行更详细描述的出口冲水阀26位于桶体18的下开口22和排污通道24之间，以将二者选择性地彼此连通。存在阀启动器28，其连接至冲水阀26并由控制器27控制(参见图6)。

在本发明最为美观的形式中存在外部的护罩30，其包围桶体18、排污通道24和阀启动器28。然而其并不是必需的。大量的其他操作件(包括但不限于水箱、备用电池、空气循环器和多种电子元件)容纳在背箱部14中。

另外参照图3至图6，排污通道24的形状是蜿蜒的/弯折的。随着排污通道24从下开口22向下且朝着下水道连接器32延伸，排污通道24包括入口34，所述入口34接着以常规方式在桶体18的后方向后向上弯曲，以与向上延伸的支段36连通。

接着，向上延伸的支段36以弯折的方式向下弯曲，以与向下延伸的支段38连通。这在向上延伸的支段36和向下延伸的支段38之间形成了常见的堰(weir)42。当马桶10处于冲水循环之间时，水会聚集在图2的点40上方的存水弯中，以防止下水道气体返回卫生间。

特别应当领会的是，如图2所示，所述存水弯和桶体的外部存在空间60，形成于桶体和向上的支段36之间。这是启动系统的多个部分现在所处的位置，正如下文将要讨论的。

优选的冲水阀26具有大体弓形的密封表面44，其能够围绕图6中的旋转轴线A-A枢转。正如最佳地由图10所理解的，所述大体弓形的密封表面44能够放置为与阀座46密封接触(取决于冲水阀26的枢轴位置)，以在桶体18和排污通道24之间形成密封，或者可选择地，能够充分远离该边缘，以允许桶体排空。

优选的阀启动器28包括与控制器27电连接的马达48、附接至所述马达48的第一可旋转部件50、附接至冲水阀26的第二可旋转部件52，以及在所述第一和第二可旋转部件50/52之间延伸的驱动带54。张力调整元件56能够沿所述驱动带54定位，目的是提高张紧力，以将驱动带54保持在张紧状态。防护罩58安置在驱动带54以及可旋转部件50和52周围。

尽管最优选的驱动是带式驱动系统，然而应当理解，也可以为阀启动器28设置其他的驱动系统和/或联动装置。例如，可以使用链条和链齿轮类型的驱动系统。

马达48主要位于空间60中。这呈现出非常紧凑的组装。然而，这样仍然需要将所述马达提供的运动转变为冲水阀的运动。这通过使用带式驱动器来实现，尽管位于存水弯的侧面上，然而带式驱动器本质上平行于马桶的前后轴线。

接着参照图7和图8，示出了冲水阀26的操作。在这些图中，冲水阀26以虚线示出。

在图7中，冲水阀26处于操作性的密封位置，其中冲水阀26的弓形密封表面44接触阀座46的边缘，以在桶体18和排污通道24之间形成有效的密封。冲水阀26将在冲水循环之间位于该位置，以在桶体18中保持一池水。如果冲水阀26尚未处于该位置，则通过运行马达48使得驱动带54以顺时针的方式(相对于图7所示的阀启动器28的视图，并且如图7中运动箭头所示)被驱动，冲水阀26能够移动或枢转至该位置。

在图8中，冲水阀26示出为处于打开位置，其中冲水阀26的弓形密封表面44已经枢转，从而破坏了弓形密封表面44和阀座46的边缘之间的密封。冲水阀26通常在冲水循环期间移动至该位置，从而在阀打开时，桶体18和排污通道24彼此流体连通。当打开时，桶体18中的流体和污物将经过冲水阀26排进排污通道24，离开下水道连接器32，并且进入连接的下水道。为了从密封的位置移动至打开的位置，驱动带54可以在逆时针的方向(相对于图8所示的阀启动器28的视图，并且如图8中的运动箭头所示)被驱动。

现在参照图9和图10，示意性地示出了设置/校准冲水阀26的方法100。校准程序可以在工厂进行，或者系统可以设置为，使其能够在安装后进行周期性复检。例如，可以设置传感器，其确定系统是否在冲水之间使水渗入排污通道。当检测到这种情况时，能够进行校准循环，以重新设置密封位置。

然而，校准系统的主要目的是将操作性的密封位置和操作性的打开位置设定为稍稍偏离完全硬停止点的位置，以减少磨损和由此带来的维修问题。根据方法100，确定至少一个(而优选地是两个)硬停止点或高阻力(high resistance)位置，并且接着基于此确定至少一个(而优选地是两个)操作性的位置。

为确定第一硬停止点或高阻力位置(例如阀座)，根据步骤110，马达48在第一方向上运行，直到冲水阀26在位置1受到高阻力地撞击阀座。此时已经确定第一参考位置，其对应冲水阀26的枢转范围的一个极端。

接着，可以确定冲水阀的枢转范围的另一极端。马达48可以在与所述第一方向相反的方向上运行(根据步骤112)，直到冲水阀26在位置2进入对应于完全打开的第二高阻位置(根据步骤114)。

在整个距离上对马达脉冲进行计数。例如，在马达48根据步骤112的反转过程中，马达48可以被“施以脉冲”，以在冲水阀26的弓形路径上递进地使冲水阀26步进前进。可以对这些脉冲进行计数，以确定位置1和2之间的脉冲数，从而估算位置1和2之间的等效距离(根据步骤116)。

由该值可以设定位置3，位置3对于密封是有效的，但是与对于位置1的枢转不完全一致。这对应操作性的密封位置。还可以接着设定操作性的打开位置4，其与对于位置2的枢转近乎一致，但不完全一致(根据步骤118)。

操作性的密封位置是与位置1处的高阻力密封点邻近的位置，但是稍有偏离，使其处于较低的阻力下。相似地，操作性的打开位置是与位置2处的高阻力打开位置邻近的位置，但是其同样处于较低的阻力下。在冲水阀26接下来的启动过程中，所述阀在位置3和4之间启动，由此避免了猛烈撞击停止点。

如果马达48使用脉冲计数，以确定枢转距离和/或位置3和4，则计算步骤118可以根据下面的示例进行操作。由于将在步骤116之后知道位置1和2之间的脉冲数，因此位置3和4(对应于从高阻力的位置1和2向内具有角向偏离的位置)可以根据步骤118使用简单的算法确定。

例如，从位置2(第二硬停止点)返回位置3(其可以从位置1处的第一硬停止点偏离一个脉冲)的脉冲数可以是所计的脉冲数减去一个脉冲。进而，从位置3(与位置1有偏离)到达位置4(与位置2有偏离)的脉冲数可以是从位置1到位置2所计的脉冲数减去两个脉冲。

应当理解，尽管对脉冲计数是估计/估算两个高阻力点和两个操作性的点之间的枢转范围量的一种方式，然而可以使用确定冲水阀26的空间位置的其他方式，例如传感器或非递进的估算装置。

由此公开了具有紧凑且美观的阀启动系统的卫生洁具。还公开了对冲水阀(由这样的系统进行枢转)的移动进行校准的方法，以减少维修问题。

此外，通过减少启动机构的占用面积，这样的马桶能够用于多种环境中，在这些环境中，先前在卫生间中没有足够的空间来使用这样的马桶。可选择地，通过本发明的技术来节省空间可以为卫生洁具其他部件的纳入提供更多的空间。

尽管已经示出了本发明具体的实施例，然而落在本发明的广度和范围内的多种变型对于本领域技术人员将是显而易见的。例如，可以对坐浴盆应用相似的原理。由此，不应将本发明视为仅限于附图中的实施例。相反，应当根据下述权利要求来理解本发明的全部范围。

工业应用性

本发明公开了具有自动的桶体出口冲水阀的卫生洁具，其中用于冲水阀的启动器紧凑地进行定位和连接。本发明还公开了用于通过此类冲水阀来减少维修问题的技术。