应用于改进卫生马桶的排水和溢流装置 【技术领域】
本发明涉及应用于改进卫生马桶的排水和溢流装置，尤其是涉及一种排水设备，作为用以开闭卫生马桶厕坑的阻塞件，特别是没有虹吸管；该排水设备的形式和结构都特别设计以适应排水驱动器，另外排水设备还装有流出漏斗，即铰接式水门，平衡块和具有磁力锁或电子锁的排水启闭器驱动器，从而可更好地调节卫生马桶排水的操作，使每次清洁冲水仅用3升水。
背景技术
众所周知，一个最普及的问题就是涉及节水和人口排泄物增加之间的成反比关系，使用卫生马桶冲水的人口越多，卫生马桶的消费量就越大。
就目前设计，卫生马桶是一种设置有容纳人体排泄物的厕坑的解剖式容器，其内部装置能够利用冲水将排泄物清除，众所周知的是虹吸管。
老式卫生马桶需要大量的冲水，因而家庭用水就很高。
在1997年，由于在第一世界国家已经设立有旨在减少卫生洁具冲水量的法规，所以内政部根据巴西家用品质量和制造规划-PBQP-H，订立了法规，结合于制造领域，逐渐在2002年设定了卫生马桶清洁用水地新的最大上限。
根据这些政府法令，在1999年，巴西国内使用的卫生马桶每次冲水为大约12升左右。在2002年，卫生马桶每次冲水的最大上限又变为9升，而在2002年，该上限又变为6,8升，与欧盟和北美国家标准相类似但要求更高。
为了能够控制卫生马桶的耗水量，就有必要设置具有排水箱的排水装置，因其性质，根据水箱容积来释放水量。由下压按钮的时间量来确定壁阀(wall valve)所释放的水量。
在卫生马桶清洁过程中，供给卫生马桶合适水流量和流速的排水装置产生的流体能量不仅仅是用以清除那里的排泄物，还可在水平方向驱使它们通过下水管道，直达建筑物的落管(drop pipe)。
众所周知的是，卫生马桶可利用虹吸装置或者弯管系统来进行操作。
仅仅作为描述，虹吸系统和弯管系统可用于三种完整的基本设备，即卫生马桶、排水箱和下水道，分为三种不同的步骤进行处理(参见图1)：a)第一步，耗水量不能超过水箱水量的40％，用以克服厕坑内液体和固体的重量，并将其冲入下水道管网；b)第二步，利用排水量的另外40％，功能是作为一种流体活塞，由清洁用水，来清洁下水管中水平一段中残留的污水，直到将其冲洗到建筑的落管中；c)利用余下的20％水量再注满上述厕坑，重新构成上述系统的流体锁，以防止气体和臭味进入周围环境。
下列图1中，可以看出卫生马桶(1)通常为由从底座(2)引出的侧壁构成，底座上面设置有具有上边缘(4)和水坑(5)的解剖式容器(3)，该水坑用以容纳人的排泄物，通常都设置有虹吸管或者管壁T，需要在合适的水箱(A)中保持6,8升的水量，用以供给80％的排水量(a)和作为流体密封的20％水量(b)。
因此卫生马桶的低耗水量是取决于排水设备所排出的初始40％水量清除固体排泄物总量的能力，从而还存有2,5升清洁用水以将固体排泄物冲刷到系统的落管中。
如下列专利所述，应用于卫生马桶的排水装置具有漏斗形式的溢流机构，例如PI 7907568公开了一个机构和复杂的驱动臂相连，由上述驱动臂作用的压力，节水门式的叶片能够密封上述漏斗的边缘。
欧洲专利EP 1045077公开了一种用作为厕坑的马桶体，在复杂排水结构之上支承有漏斗，连接到排水箱以及和驱动踏板相连的臂，从而在流体密封之间水位没有偏移，排水箱和溢流管就有助于冲水。
法国专利FR 2618817涉及一种利用水自身重力冲水的卫生马桶，设置有漏斗内缘的水平关闭板。
从上述文件可以看出，即使法国专利清楚地示出了如何节水，但却并没有注意到其余专利中涉及的流体密封，因此就十分需要避免下水道中恶臭气体的回流。
这些专利中的另一个重要问题就是节水门都需要利用复杂的机构才能回到静止位置，另外还增加了系统的成本，要在规定时间内进行保养。
申请人在2000年12月19日已经申请了一专利，专利号为PI 0006521-8，请求保护一种具有多层节水门的排水装置，和上述国外专利具有相同的理念，但是更具有创造性，这是因为操作不同于上述所述的操作，示出了具有利用排水启闭器锁定的改进型驱动机构，且可借助于平衡块返回初始位置。而且就研发和现场测试来看，申请人已经改进了这种排水装置，并将这种改进融入到本发明的排水装置内。
发明简述
鉴于上述问题，本发明的排水装置研发用以应用到改进的卫生马桶内，以达到每次冲水的最大上限为3升，且在构成上设置有上述流体密封。
所引入的一个改进包括，上述卫生马桶由垂直漏斗式管部构成，尤其是位于在马桶体内壁形成的厕坑的最下端，且直接和下水道相连，上述在下文中所称为漏斗的尺寸和形式构成本发明的一个主要目的，这是因为其他装置都连接到该机构上。
涉及的另一改进是指上述马桶设置有一背部延伸平面，且该平面上具有一或两个横向孔，尤其是如由本发明申请人所申请的专利申请No.PI0203700-0所述，用以连接具有两个溢流管的排水箱。
另一改进就是涉及漏斗式管部，尤其是用在厕坑的外部区域和下水溢流管之间的漏斗式管部，该漏斗设置有排水驱动器，在文中开头已经叙述，作为专利BR PI 0006521-8的一部分，包括有三个基本构件，即对应于厕坑外部区域的节水门容器，平衡块和用以释放排水的排水启闭器；这些基本构件都设置在上述漏斗式管部内的一侧上，用以在厕坑和下水道之间进行连接，从而保证上述排水系统的密封性能。
本发明的另一目的在于上述排水驱动器可以由多种元件构成，即其可以由机械、磁力或者电子装置构成。
根据上述目的，实现的主要方面就是从排水箱中可仅排水3升，因而相比较于任何一种传统排水装置，本发明的装置能够大大的节水。
附图简述
根据本发明优选实施例，为了补充本发明，可以通过附图的解释以使本发明的特征得到更好的理解，这些附图仅仅为实例，并非起限制性作用，附图如下：
图1和1A是由传统装置驱动弯管进行操作的卫生马桶操作的示意图，其中之一可以观察所需清洁厕坑的用水量，以及用以流体密封的存水量；
图2示出了设有改进特征的卫生马桶的透视图；
图3示出了马桶的顶视图；
图4示出了上述图中A-A线的剖图；
图5示出了上述装置的透视图，在安装位置即关闭卫生马桶溢流管的位置，设置有驱动机构；
图6示出了上述装置的另一透视图，在拆卸位置即卫生马桶的排水位置，设置有上述驱动机构；
图7和7A示出了具有在不同位置上的磁致动驱动器的排水装置的剖视图；
图8和8A示出了具有电力/电子致动驱动器的排水装置的剖视图；
图9示出了应用于卫生马桶的改进排水装置，排入垂直的粪便管；
图10示出了应用于卫生马桶的排水装置，具有弯管排水装置，说明了漏斗式管部的一个优选实例；
图11示出了上述改进装置的变形实例，其中上述漏斗式管部由硬质塑料制成。
本发明的简述
参考上述附图，本发明涉及一种“应用于改进卫生马桶的排水和溢流装置”，卫生马桶(1)(图2、3和4)由从底座(2)引出的侧壁构成，底座上面设置有具有上边缘4和水坑5的解剖式(anatomic form)容器(3)，该水坑用以容纳人的排泄物，通常都设置有虹吸管或者管壁T(参考图1和1A)，需要在合适的水箱(A)中保持6,8升的水量，用以供给80％的排水量(a)和作为流体密封的20％水量(b)。
根据本发明，同其余装置和改进排水装置相连的马桶体结构(图2、3和4)可使马桶(2)每次清洁冲水最多只需3升水，而且这还包括用以产生流体密封的15％水量，上述水坑(5)由椭圆形截面的漏斗式管部(6)构成，该管部向外突出且相对水坑(5)底部的顶点相垂直，并扩散开来；漏斗(6)的高度(x)实际上对应于马桶体底座(2)的侧壁高度(y)的1/2。
在漏斗(6)的内表面，连接有用以驱动排水的装置(D)，其中它们可释放、关闭和设置流体密封(参考其他图)。
马桶的顶面设置有背部延伸平面(7)，该平面具有一或两个横向的中空孔(8)，尤其是用以连接排水箱(C)，能够适应不同容积和流量控制的传统溢流管口或者两个溢流管口。
环绕上述卫生马桶的漏斗式管部(6)，安装有装置(D)，其包括漏斗(10)，优选由陶瓷制成(图5以及其他)，还设置有马桶体排水驱动器，该驱动器包括三个基本元件，其中为以容器(11)形式的节水门，平衡块(12)和具有磁力锁驱动器(14)或者电力/电子锁驱动器(15)的排水启闭器(13)。
这种漏斗(10)具有特别的尺寸，还包括安装在马桶体漏斗式管部(6)的外表面上的上边缘(10a)，而最内部的边缘(10b)和下水系统的溢流管(E)相连；上述漏斗式管部(10)用以在马桶体水坑(5)和下水道(E)之间进行连接，且保证排水系统的密封性能。
马桶体漏斗(10)的节水门(11)在外表面一侧上设置有一端相附联的杆(16)，而其另一端连接到上述平衡块(12)上，平衡块自由面具有锁定突出件(17)的机构，该锁定机构包括锁紧或释放排水启闭器(13)的部件，能够由外部传统控制驱动器所释放，并和水箱(C)的排水管路或者其他驱动机构相连，上述锁紧是由磁力装置(14)，电力/电子装置(15)来完成。
在漏斗式管部(10)内足够的位置上，上述节水门(11)和相应的平衡块(12)通过铰接式元件(T)，可以相对厕坑(6)转动。而利用给定量的冲水(AG)，这些节水门和平衡块保持在静止的位置上，由马桶体的物理特性而确保了上述的流体密封。
排水驱动的一种方案就是由磁力装置(14)(图5和5A)完成，其中平衡块(12)的突出件包括磁铁(M1)，而上述排水启闭器(13)由备用磁铁(M2)所构成，且支承一限位突出部(13b)，该限位突出部能够将上述节水门(11)和相应的水量(AG)保持在静止位置，直到排水量足够克服上述磁力，转动上述节水门，将水和粪便排出；上述平衡块用以将上述节水门返回其由磁力所保持的静止位置。
根据图8，仅作为示意性实例，上述磁铁(M1)、(M2)可以连接到其他位置，例如磁铁(M1)连接到漏斗式管部(10)的内表面，而磁铁(M2)被连接到节水门(11)的上边，以便于在节水门(11)处于静止位置时，保持磁场的平衡，直到从排水箱排出水量；上述平衡块(12)保持在转动位置，目的在于可驱动上述节水门打开和关闭。
驱动装置(图6和6A)由电力或电子装置(15)构成，优选地，该装置(15)由销钉(18)和操作上述排水启闭器(13)的螺线管(18)组成，该螺线管可释放或者锁定上述平衡块11。
上述漏斗式管部，尤其是其顶部开口可设置有上边缘(10a)，该上边缘还包括有突出缘(19)，以避免作为流体密封的水层溢出马桶体；这个突出缘(19)可受排水的连续冲洗。
如上述，上述改进装置最好是由卫生陶瓷制成，但是也可以由不锈钢或者具有抗水和其他排泄物腐蚀的分子特性的给定塑料制成，如图10所示，这些特性由具有相关零件的漏斗式管部(10)所构成，该管部包括有容器形式的节水门(11)，平衡块(12)，排水启闭器(13)，这些零件设置在漏斗式管部(10)内的一侧上，且该管部还包括具有密封突出边缘(19)的上边缘(10a)和内缘(10b)，可和溢流管(E)相连。
图8示出了应用到卫生马桶(1)的排水装置(10)，具有流入垂直的粪便管(3)的溢流管，图8还示出了上述装置(10)应用于具有弯管排水装置的卫生马桶，说明漏斗式管部的优选实例，包括有朝向后壁的下水溢流管(E)。
尽管详细描述了本发明，但是可以理解这里所述的细节和步骤并不是一种限制，本发明还可以采用其他方式，通过其他特征来完成不同的实例。可以理解，这里所用的术语都只是示意性，而并非是限制性目的。