模塊式真空馬桶的製作方法

2023-09-22 22:26:45 2

專利名稱：模塊式真空馬桶的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種馬桶，更為具體地是涉及真空馬桶系統，根據權利要求1的前序部分所述的模塊式真空馬桶，根據權利要求15和24的前序部分所述的用於維修真空馬桶的方法和根據權利要求38的前序部分所述的閥組。
背景技術：
在現有技術中已知的真空馬桶系統通常是用於車輛中和固定設備中。典型的真空馬桶系統包括一個馬桶槽，該馬桶槽用於容納垃圾並具有一個與一個真空下水管道相連的出口。一個排出閥位於該馬桶槽出口和真空下水管道之間，以選擇性地建立它們之間的流體連通。該真空下水管道與一個集汙艙相連，該集汙艙處於一個真空源、例如一個吸入式輸運器的部分真空壓力下。當排出閥打開時，馬桶槽中的物質便由於在馬桶槽的內部和下水管道的內部之間的壓力差而被運輸到下水管中。傳統的真空馬桶系統還包括一個衝洗流體源和一個用於控制向馬桶槽中引入衝洗流體的衝洗流體閥。
傳統真空馬桶系統的構件通常是獨立設置的，並且極難組裝。排出閥通常安裝在一個第一位置，而衝洗閥則安裝在一個第二獨立位置。一個噴湧控制單元(FCU)安裝在遠離這兩個閥的位置，並向排出閥和衝洗閥致動器提供控制信號。相應地，需要各種安裝支架、管件和導線來相互連接各種構件，使得組裝極為複雜和費時。
此外，用於傳統真空馬桶系統中的構件的修理和維護是極為費時並要使用大量勞動力。維護問題在飛行器應用中是特別重要的，其中要有大量的子系統安裝在板上。根據航空工業的通常實踐，每個子系統包括一個或多個構件，這些構件一旦失效就必需被替換，這些替換構件被通稱為航線可替換單元(LRUs)。目前，整體馬桶組件被定義為用於真空馬桶系統的LRU。因此，一條航線必需儲備一個或多個替換用馬桶，以備馬桶失效之需，從而該替換用馬桶可以替換有故障的馬桶。然後在該有故障的馬桶上進行一種「試驗臺試驗」，以確定該馬桶中哪些構件已經失效。然後修理或替換這些有故障的構件(這可能包括對馬桶的很大程度的拆卸和重新組裝)，以使該馬桶可以重新用在另一個飛行器上。
在馬桶修理過程中進行的每一個步驟都是極為困難和費時的。為了從一個飛行器上拆下整個馬桶需要拆卸至少四個自鎖安裝的緊固件、一個電連接件、一個接地母線、一個飲用水管線連接件和一個垃圾排出管連接件。每一個連接件都可能是難於接近的，並可能需要一種特別的工具以便使之拆卸和斷開連接。然後相同的連接件必需重新連接到替換用馬桶上。
即使有可能只拆下和替換一個單一馬桶構件，但這樣做是極為困難和費時的。構件的拆卸需要斷開數個導線和管件的連接，而且這些構件通常是位於難於接近的位置。另外，判斷一個構件或數個構件是否已失效也是很難的。存在同時有多個構件失效的多種組合情況，這就可能導致故障判斷錯誤和對沒有故障的構件進行替換或修理。
如上所述，顯而易見地是，傳統馬桶的更換和修理是非常費時的，且需要一條航線儲備大量替換用馬桶，以備馬桶裝置失效之需。
某些可能不需要大量故障檢修來確定失效構件的修理仍需要大量的拆卸和重新組裝。例如通常由不鏽鋼製成的馬桶槽，其塗覆的非粘附性塗層易於失效。在傳統的馬桶中，該馬桶槽是一種安裝到基礎支撐上的結構承重的構件。在某些馬桶中，該基礎支撐永久地與該馬桶槽相連接，因此必須拆下整個馬桶來更換塗層。在其它的馬桶中，該馬桶槽可從基礎支撐上拆下來，因此必須拆下緊固件，而且馬桶槽必須與衝洗流體和排水管道斷開連接。另外，必須拆下用於將衝洗流體引到馬桶槽中的衝洗環或噴嘴。此外，如果非粘附性塗層失效，則必須從所有其它的馬桶構件上拆下馬桶槽，以進行再塗覆過程，在高溫下執行該再塗覆步驟以去除舊的塗層並在馬桶槽表面上塗敷新的塗層。因此，傳統馬桶槽的更換是非常複雜和費時的。
如上所述，應該理解的是，必須儲備大量的馬桶以便在馬桶失效時進行更換。由於傳統真空馬桶左手側和右手側的排出結構進一步增加了儲備馬桶的數量。典型而言，傳統真空馬桶的構件布置形式必須根據所需的排出結構的類型進行改動。另外，可能需要不同的構件，例如一個具有左手側和右手側排出結構的馬桶槽。因此，一條航線必須同時備有左手側和右手側排出結構的替換用馬桶，從而增加了所需儲備部件的數量。
如上所述，應該理解的是，存在對較容易維修的並減少所需儲備部件數量的真空馬桶的需要。

發明內容
根據本發明的某些方面，提供了一種根據權利要求1的用於一種真空馬桶系統中的模塊式真空馬桶，該真空馬桶系統具有一個可處於部分真空壓力下的下水管道和一個衝洗流體源。該模塊式真空馬桶包括一個支撐結構和一個由該支撐結構支撐的可活動的馬桶槽，馬桶槽限定一個出口並具有一個與之相連的衝洗流體分配器。設置一個閥組模塊，其具有一個排出閥，其具有一個與垃圾容器出口流體連通的入口、一個與下水管道流體連通的出口和一個位於在該排出閥入口和出口之間的可運動的排出閥元件；一個衝洗流體閥，其具有一個與衝洗流體源流體連通的入口、一個與衝洗流體分配器流體連通的出口和一個位於在該衝洗流體閥入口和出口之間的衝洗流體閥元件；和一個衝洗控制單元，其具有一個與排出閥和衝洗流體閥可操作相連的電路板，其用於控制排出閥元件的和衝洗流體閥元件的致動。
根據本發明的其它方面，提供了一種根據權利要求15的真空馬桶的維修方法，該真空馬桶安裝到一種真空馬桶系統中，該真空馬桶系統具有一個可處於部分真空壓力下的下水管道和一個衝洗流體源，該真空馬桶系統包括一個限定一個出口的垃圾容器並具有一個與之相關聯的衝洗流體分配器。該方法包括提供一個第一閥組模塊，該閥組模塊具有一個排出閥，其具有一個與垃圾容器出口流體連通的入口、一個適用於與下水管道可拆卸地連接的出口和一個適用於控制該排出閥和衝洗流體閥的操作的衝洗控制單元。從馬桶槽出口拆下排出閥入口，從下水管道拆下排出閥出口，從衝洗流體源拆下衝洗流體閥入口，和從衝洗流體管線拆下衝洗流體閥出口；和從真空馬桶拆下閥組模塊。將一個第二閥組模塊插入該真空馬桶，該新的閥組模塊包括一個排出閥，其具有一個與垃圾容器出口流體連通的入口、一個適用於與下水管道可拆卸地連接的出口；包括一個衝洗流體閥，其具有一個適用於可拆卸地連接到衝洗流體源上的入口和一個適用於可拆卸地連接到衝洗流體分配器上的出口；和包括一個適用於控制該排出閥和衝洗流體閥的操作的衝洗控制單元。然後，將第二閥組排出閥入口安裝到馬桶槽出口上，將排出閥出口安裝到下水管道上，將衝洗流體閥入口安裝到衝洗流體源上，並將衝洗流體閥出口安裝到衝洗流體管線上。
此外，根據本發明的其它方面，提供了一種根據權利要求24的維修一種真空馬桶的方法，在該方法中，馬桶具有一個用於容納垃圾的容器，該容器限定一個出口，和具有一個與之相關聯的衝洗流體分配器。一個排出閥具有一個與垃圾容器出口流體連通的入口、一個與可處於部分真空壓力下的下水管道流體連通的出口和一個位於在該排出閥入口和排出閥出口之間的可運動的排出閥元件。一個衝洗流體閥具有一個與衝洗流體源流體連通的入口、一個與衝洗流體分配器流體連通的出口和一個位於在該衝洗流體閥入口和該衝洗流體閥出口之間的衝洗流體閥元件。一個衝洗控制單元適用於控制排出閥元件和衝洗流體閥元件的致動，其中該排出閥、衝洗流體閥、衝洗控制單元和垃圾容器中的至少一個是一個航線可更換單元。該方法包括從馬桶上拆下失效的航線可更換單元；和將新的航線可更換單元安裝到馬桶上。
此外，根據本發明的其它方面，提供了一種根據權利要求38的用於一個真空馬桶系統中的閥組，該真空馬桶系統具有一個可處於部分真空壓力下的下水管道。該閥組包括一個排出閥，其具有一個出口；一個出口管道，其安裝到該排出閥出口上並限定一個支管。一個排出管道具有一個適用於可拆卸地接合下水管道的第一端部和一個適用於在至少一個相應於一種左手排出結構的第一位置和一個相應於一種右手排出結構的第二位置處可拆卸地安裝到支管上的第二端部。
從下文僅以示例方式進行的詳細說明及其所附簡圖，本領域的普通技術人員將清楚所要求保護的和公開的本裝置中固有的其它特徵和優點。


圖1A和1B分別是根據本發明的一種模塊式真空馬桶的前透視圖和後透視圖。
圖2是圖1的真空馬桶的原理圖。
圖3是用於將馬桶槽固定到框架上的一個片的放大視圖。
圖4是裝入圖1的真空馬桶中的閥組的放大透視圖。
圖5A和5B是裝入該閥組中的一個排出閥和致動器的透視圖。
圖6是裝入該閥組中的一個衝洗閥組件的橫截面側視圖。
圖7A-D是該衝洗閥組件的橫截面側視圖，示出了衝洗循環的各不同階段。
具體實施例方式
在圖1A、1B和2中示出了一種根據本發明的適於用在車輛中的模塊式真空馬桶10，其整體用附圖標記10表示。模塊式真空馬桶10通常包括一個閥組8、一個框架20和一個馬桶槽36。該車輛設置有一個下水管道11、一個與該下水管道11相連的真空罐13和一個用於使真空罐13處於部分真空壓力下的真空源(未示出)。該車輛還包括一個衝洗流體源15，其與一個衝洗流體供給管線19相連。
框架20用於支撐真空馬桶10的構件。如結合圖1A和1B可清楚看出的那樣，框架20包括一個底部件24，其適用於安裝到車輛的支撐表面上。垂直支撐件26從底部件24向上延伸，一個頂部件28安裝到這些垂直支撐件上。頂部件28在靠近前部處形成有一個開口30，在靠近其後部處形成有兩個槽口29。在所示實施例中，一個中間支撐件32安裝在相鄰的垂直支撐件26之間，一個支架27安裝在底部件24上。底部件24、頂部件28和支架27優選由金屬片材製成，而垂直支撐件26和中間支撐件27優選由鋼管制成，這兩種材料都是容易獲得且廉價的。然而，也可以使用其它具有足夠剛性的材料。
馬桶槽36用於容納垃圾。馬桶槽36具有一個彎曲的側壁38和一個圍繞該側壁的上邊緣延伸的向外翻的凸緣40(圖1A和1B)。向外翻的凸緣40還包括尺寸適於插入形成在框架頂部件28中的槽口29中的片39，可從圖3中清楚中看出。該側壁的底部形成為一個出口42，側壁38的尺寸適於插入框架頂部件28的開口30。出口42通過一個輸送管44與一個排出閥70流體連通。輸送管44優選包括一個套環47，該套環的尺寸適於與出口42摩擦接合併密封該出口。
為了將馬桶槽36安裝到框架20上，將馬桶槽36插入開口30中並如此就位，從而使片39與槽口29對齊，使出口42與套環47對齊。將馬桶槽36降下來，從而使片39通過槽口29並與之鎖止在一起。同時，出口42被插入套環47並與之相接合。在該位置處，向外翻的凸緣40被緊密地平放在框架頂部件28上，從而向下施加到馬桶槽36上的力被傳遞級框架20。因此，馬桶槽36不是承重構件，並可由非結構性材料，例如塑料、薄壁金屬(本文限定為小於大約1mm(大約0.040」)的厚度)或其它已知的替代材料製成。另外，馬桶槽36與框架20獨立開來，因此可以獨立於馬桶10的剩餘部分進行更換。此外，可以手工操縱片39，因此不需要工具來安裝或拆除馬桶槽36。
至少一個衝洗流體分配器，例如噴嘴46設置在馬桶槽36內側，用以將衝洗流體引到馬桶槽的整個表面上。如從圖11和1B中可清楚看出的那樣，數個噴嘴46圍繞馬桶槽側壁38間隔設置，並取向成將衝洗流體引到馬桶槽表面的所有部分上。根據待衝洗的馬桶槽表面的尺寸，噴嘴的數目可以多於或少於所示的數目。如本文所使用的那樣，術語「衝洗流體分配器」包括所示的噴嘴46，以及已知的替代物，例如噴環。
一個真空斷路閥33位於馬桶槽36的頂邊緣之上，一個第一衝洗流體管道35a從噴嘴46延伸到真空斷路閥33。一個第二衝洗流體管35b從真空斷路閥33延伸到一個衝洗閥72。設置快速斷開連接件108a、108b用於分別使第一衝洗流體管35a和第二衝洗流體管35b與真空斷路閥33連接。
獨立的框架20有利地允許馬桶槽36為一種航線可替換單元(LRU)。當馬桶槽36變得破舊或是需要更換時，維修者可以用快速斷開連接件108a簡單地斷開第一衝洗流體管道35a，並操縱片39，從而使其與槽口29斷開連接，並向上拉動馬桶槽36，以將馬桶槽36從框架20上拆下來。然後可以將一個新的馬桶槽36插入框架20中，如上所述，並可用快速斷開連接件108a使第一衝洗流體管道35a與真空斷路閥33相連。因此，不再需要拆卸和維護整個馬桶。馬桶槽的更換過程不僅迅速，而且不需要使用任何工具。除了便於馬桶槽的拆卸和更換之外，框架20允許較寬範圍的材料可以用於馬桶槽36，因為是框架20而不是馬桶槽36支撐重量。
如從圖1A中清楚可見，閥組8安裝在框架支架27上。閥組8優選通過使用緊固件安裝在支架27上，這些緊固件可以是手工操作的，例如滾花螺釘37。閥組8包括四個子構件一個排出閥70、一個衝洗閥72、一個噴湧控制單元(FCU)74和一個致動器76。排出閥70包括一個排出閥殼體78，該殼體被分成兩個半殼體78a、78b。如圖4A和4B清楚所示，殼體78包括一對入口79、80，它們形成在半殼體78a中，並對準形成在半殼體78b中的一對出口81、82。
殼體78還限定一個腔室，該腔室用於容納一個排出閥元件，例如閥盤83。一個軸84安裝在閥盤80上，並具有兩個端部84a、84b。在半殼體78a、78b中形成孔，它們的尺寸分別可容納軸端部84a、84b，從而支撐閥盤83圍繞軸84轉動。閥盤83的圓周形成有齒輪齒85，一對孔86、87形成穿過閥盤83。孔86、87相互間隔開，從而當閥盤83轉動時這兩個孔同步調準相關的入口/出口對79/81、80/82。在所示實施例中，孔85、86和相關的入口/出口對79/81、80/82相互間隔180度。
根據所示實施例，入口79與輸送管44的一端相連，輸送管44的另一端安裝在馬桶槽36的出口42上。一個進氣止回閥45安裝在另一個入口80上，並取向成允許流體流入入口80，但卻防止流體排出止回閥45(圖1A和2)。一個U形出口管12(圖1B)具有一個連接到出口81上的第一端部和一個連接到出口82上的第二端部。出口管12還具有一個通向排出管21的支管17。
根據本發明的某些方面，支管17和排出管21適用於提供同時為右手排出和左手排出的結構。如從圖1B中清楚可見，支管17包括一對間隔銷160(在圖1B中只示出了一個)，排出管21包括一對就位成接合上述銷的J形槽縫162(在圖1B中只示出了一個)，從而排出管21可拆卸地安裝在支管17上。銷160和J形槽縫162優選間隔180度，從而排出管21在安裝前可簡單地通過旋轉該排出管而就位成或者是右手排出的或者是左手排出的，而不需要改變其它的馬桶構件。排出管21的自由端適用於可釋放的連接下水管道11，例如用一個蛤殼式連接件(未示出)來連接。
在工作中，當閥盤孔86、87對準入口/出口對79/81、80/82時，排出閥70不僅將垃圾從排水管44輸送到下水管道11中，而且還將附加的空氣經過進氣止回閥45推入下水管道11中。該附加的進氣減小了通常在噴湧過程中產生的噪聲。
致動器76設置用於驅動閥盤83。如圖4A清楚所示，致動器76包括一個正齒輪90，該正齒輪與圍繞閥盤83的圓周形成的齒輪齒85相嚙合。正齒輪90安裝在一個可旋轉的軸92上，一個驅動件設置用於使軸92旋轉。FCU 74與致動器76可操作地連接，以控制該致動器的操作。根據所示實施例，閥盤83可以沿一個單一的方向旋轉一個90度的增量，以打開和關閉排出閥70。作為選擇方案，閥盤83也可以前後往復轉過一個90度的弧度，以打開和關閉排出閥70，或者也可以根據其它的閥盤設計和布置形式以其它方式控制閥盤83。
衝洗閥72設置用於控制衝洗流體向馬桶槽36的流動。如圖5清楚所示，衝洗閥72包括一個殼體塊100，該殼體塊形成有一個限定一個入口102的入口孔101和一個出口孔103。出口孔103適用於通過一個快速斷開連接件(未示出)來連接衝洗流體管線19。一個插入件104位於入口孔101的下遊部分中，並限定一個出口105。插入件104的出口端形成有倒鉤，以將衝洗流體管35b的一端固定在其上，而該第二衝洗流體管35b的另一端則具有快速斷開連接件108b(圖1A和1B)。一個提升閥孔106也形成在殼體塊100中，並與入口孔101流體連通。一個環形凹槽107與提升閥孔106同中心地形成在殼體塊100中，以建立提升閥孔106和出口孔103之間的流體連通。
衝洗閥72包括一個衝洗閥元件，例如一個球閥110，該衝洗閥元件位於出口孔103中，以選擇性地建立出口孔103和出口105之間的流體連通。球閥110包括一個軸111和一個閥元件112，該閥元件具有一個延伸穿過其中的流道113。一個密封件114設置在閥元件112的下遊，用於防止在閥元件112和出口孔103的下遊部分之間的洩漏。如圖5所示，流道113垂直於出口孔103，從而防止流體流動。然而，球閥110是可轉動的，以使流道113對準出口孔103，從而建立出口孔103和出口105的下遊部分之間的流體連接。
在該優選實施例中，軸111的頂部適用於機械地接合軸端部84a，如圖4清楚所示，從而閥盤83的轉動也帶動球閥110的旋轉。在所示實施例中，球閥110形成有一個鍵115，而軸端部84a具有一個尺寸適於容納鍵115的槽口。因此，不再需要一個單獨的致動器來致動球閥110，從而減小了馬桶所需的費用和空間需要。
衝洗閥72還包括一個熔斷閥120，該熔斷閥用於計量當球閥110打開時流經該衝洗閥的衝洗流體。如同本文所使用的，術語「熔斷閥」表示一個當設定值的流量已經從中經過後才致動的閥。如圖5清楚所示，一個閥帽121安裝在殼體塊100上，用於隔離提升閥孔106和凹槽107。一個彈性橫隔膜122安裝在殼體塊100和閥帽121之間，以限定一個位於橫隔膜122之上的導向室117和一個位於橫隔膜122之下的流動室118。如圖5所示，橫隔膜122處在一個關閉位置，在該位置中橫隔膜122與一個在提升閥孔106和凹槽107之間延伸的環形中間壁123相接合，從而隔離提升閥孔106和凹槽107之間的流體連通。一個提升閥124位於提升閥孔106的內側，並安裝到橫隔膜122上，從而提升閥124和橫隔膜122一起運動。提升閥124的頂部形成有一個導向口125，流動口126穿過提升閥124的側壁徑向延伸。一個彈簧127位於該提升閥孔中，用於使橫隔膜122偏離中間壁123朝向一個打開位置，在該位置建立了在提升閥孔106和凹槽107之間的流動連通。
熔斷閥120限定了在球閥110打開時所允許流經衝洗閥72的衝洗流體的量。在工作中，球閥110通常處於一個關閉位置，以防止衝洗流體通過衝洗閥72流動。該衝洗流體既流經導向口125以在導向室117處調準，又流經流動口126以在流動室118處調準。因為此處沒有衝洗流體流動，所以衝洗流體壓力在導向室117和流動室118這二者中都是相同的，從而彈簧127推動橫隔膜122和提升閥124進入打開位置，如圖7A所示。
響應於一個噴湧命令，球閥110旋轉到一個打開位置，從而球閥流道113連通出口孔103和出口105，從而產生經過閥72的流體流動(圖6B)。在流體流動期間，當衝洗流體流經流動口126時經歷一個壓力降，它所以減小了流動室118中的流體壓力，而導向室117中的壓力仍保持大體相同。所導致的橫跨橫隔膜122的壓力差最終克服彈簧127的力，從而橫隔膜122和提升閥124進入關閉位置，如圖6C所示。當橫隔膜處於關閉位置時，流經衝洗閥72的流體再次被關斷，這次是由橫隔膜122與中間壁123的接合而關斷的。由於熔斷閥120，流經打開的球閥110的衝洗流體的體積在每次噴湧時大體都是恆定的，與施加在衝洗閥72上的衝洗流體壓力無關。還應該指出的是，熔斷閥120提供了一種冗餘關斷，從而在出現其它故障時球閥110或熔斷閥120可以用於停止衝洗流體的流動。
衝洗閥72還包括一個座閥130，該座閥用於在球閥110隨後關閉之後使橫隔膜122回到打開位置。參見圖5，一個旁通孔131形成在殼體塊100中，以連接入口孔101和一個輔助孔132。一個復位孔134相交於旁通孔131，並連通形成在殼體塊100中的一個球閥孔135。一個復位插入件136插入在復位孔134中，並具有一個適用於接合球閥110的底部的頂表面。球閥110形成有延伸到球閥110中的橫向通道138中的復位通道137，其中該橫向通道整體延伸穿過球閥110。復位通道137如此位於球閥110上，從而它們只有在球閥110處於關閉位置時才對準復位插入件136。密封件114防止衝洗流體從橫向通道138向出口105洩漏。在球閥110的上遊沒有設置密封件，從而當復位通道137中的一個通道對準復位插入件136時，便建立了從入口孔101、經過旁通孔131和復位孔134以及復位通道137中的一個、到流動室118的流體連通。
根據所示實施例，衝洗閥72還包括一個排水閥133，該排水閥位於輔助孔132中，以提供冰凍防護，如現有技術中已眾所周知的那樣。
在工作中，橫隔膜122運動到關閉位置，而球閥110打開，從而停止流體經過衝洗閥72的流動(圖7C)。由於球閥110處於打開位置，所以復位通道137都不對準復位插入件136。球閥110隨後關閉，從而使復位通道137中的一個對準插入件136，並建立從入口孔101到流動室118的流體連通(圖7D)。所獲得的衝洗流體壓力在流動室118處調準，從而流動室達到與導向室117相同的壓力。由於消除了橫跨橫隔膜122的壓力差，所以再次允許彈簧127推動橫隔膜122進入打開位置，從而使熔斷閥120復位到圖6A中所示的位置。
在該優選實施例中，一個位置傳感器用於提供關於提升閥位置反饋的反饋。在所示實施例中，一個磁鐵140安裝在提升閥124上，一個霍爾效應開關141位於閥帽121的外側，並位於安裝在閥帽121上的開關蓋142中(圖6)。霍爾效應開關141提供一個信號，該信號根據磁鐵140的位置而改變，以指示出提升閥124的位置。該提升閥位置信號可以通過比較該位置信號和閥盤83或球閥110的位置而用於分析目的，例如故障檢測。
FCU 74包括一個殼體150，該殼體安裝在排出閥半殼體78b上，並且其位置與衝洗閥72相對(圖4)。殼體150包封住一個或多個用於通過致動器76來控制排出閥70的工作的電路板155(未示出)。因為FCU 74位於鄰近致動器76的位置，所以在FCU 74和致動器76之間所需的導線的數目減小了。除了典型的輸入和輸出之外，FCU 74還接收來自提升閥位置傳感器141的反饋。
FCU殼體150還容納有一個用於確定閥盤83的位置的位置傳感器。如圖4A清楚所示，磁鐵152安裝在閥盤83的軸端部84b上。軸端部84b延伸到FCU殼體150中，從而磁鐵152位於鄰近控制板的位置。霍爾效應開關154直接設置在電路板上用於傳感檢測磁鐵152，並由此確定閥盤83的轉動位置。在所示實施例中，一對磁鐵152安裝在軸端部84b上，一對霍爾效應開關154安裝在電路板上。開關154根據磁鐵的接近程度在開和關位置之間致動，從而指示出閥盤83的位置。因此，可以直接傳感檢測到閥盤83的位置，而不是基於致動器的位置來推斷閥盤位置。因為開關154直接設置在電路板上，所以不再需要從FCU 74到開關的連線。另外，位於FCU殼體150內側的霍爾效應開關154的使用防止了機械磨損、接觸腐蝕和由於潤滑或其它與排出閥70相關的物質造成的汙染。
通過上述結構，閥組8可被快速且容易地拆卸和更換。為了拆卸閥組8，排出閥21與下水管道11斷開連接，衝洗閥入口102與衝洗流體供給管線19斷開連接，第二衝洗流體管35b的快速斷開連接件108b與真空斷路閥33斷開連接。然後從支架27上拆下滾花螺釘37，降低閥組8和安裝在其上的輸送管44，從而該輸送管與馬桶槽出口42脫開接合。因此將閥組8與輸送管44、出口管12、排出管21和第二衝洗流體管35b一起拆下。然後，一個新的閥組8，其也具有一個新的輸送管44、出口管12、排出管21和第二衝洗流體管35b，可以被安裝在支架27上，並與之重新連接。
從上文可知，應該指出的是，本發明的閥組8裝入了所有的閥和控制裝置。衝洗閥72、FCU 74和致動器76都安裝在排出閥70上，以產生一個LRU，其中在一個閥失效或控制失效的情況下，可以作為一個單一的模塊進行拆卸和替換。構件之間的連線可以保持就位，從而在一個閥失效或控制失效的情況下，只需拆開閥組8和排水管道、下水管道以及衝洗水管道之間的管道連接來更換閥組8。
模塊式真空馬桶10的維護與傳統真空馬桶的維護完全不同。馬桶10不是將整個馬桶限定為一個LRU，而是將單獨的構件或構件組限定為LRUs。馬桶槽36可單獨地從馬桶10拆下來並進行更換。同樣，閥組8可單獨地從馬桶10拆下來並進行更換。另外，可以使用很少的工具或不用工具將單個的構件快速拆卸下來。
支管17和閥組8的排出管道21適用於提供右手排出和左手排出的結構，而不需要對其它馬桶構件進行附加的改動，從而進一步減少了需要儲備的部件的數量。
上述詳細的說明只是為了清楚和便於理解而給出的，應該將其理解為不必要的限定，因為修改對於本領域的普通技術人員是顯而易見的。
權利要求
1.一種用於一種真空馬桶系統中的模塊式真空馬桶，該真空馬桶系統具有一個可處於部分真空壓力下的下水管道(11)和一個衝洗流體源(15)，其特徵在於，該模塊式真空馬桶包括一個支撐結構(20)；和一個馬桶槽(36)，其由支撐結構(20)支撐，該馬桶槽限定一個出口(42)並具有一個與之相連的衝洗流體分配器(46)；和一個閥組(8)模塊，其包括一個排出閥(70)，其具有一個與馬桶槽出口(42)流體連通的入口(79、80)、一個與下水管道(11)流體連通的出口(81、82)和一個位於該排出閥入口和出口之間的可運動的排出閥元件(83)；一個衝洗流體閥(72)，其具有一個與衝洗流體源(15)流體連通的入口(102)、一個與衝洗流體分配器(46)流體連通的出口(105)和一個位於該衝洗流體閥入口和出口之間的衝洗流體閥元件(110)；和一個衝洗控制單元(74)，其具有一個與排出閥(70)和衝洗流體閥(72)可操作相連的電路板，其用於控制排出閥元件(83)和衝洗流體閥元件(110)的致動。
2.如權利要求1所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，支撐結構(20)包括一個框架。
3.如權利要求2所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，支撐結構(20)限定一個開口(30)，其中馬桶槽(36)包括一個其尺寸適於插入該開口中的側壁(38)。
4.如權利要求1所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，支撐結構(20)包括槽口(29)，其中馬桶槽(36)包括片(39)，所述片適用於鎖定接合所述槽口，從而將該馬桶槽固定就位。
5.如權利要求2所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，片(39)可以被手動拆卸，以與槽口(29)脫離接合。
6.如權利要求1所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，一個衝洗流體管道(35a、35b)連通在衝洗流體閥出口(105)和衝洗流體分配器(46)之間，其中，該衝洗流體管道用一個連接件(108a、108b)可拆卸地安裝到該衝洗流體出口上。
7.如權利要求6所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，連接件(108a、108b)可手動拆卸。
8.如權利要求1所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，一個輸送管(44)具有一個與排出閥入口(79)相連的第一端部和一個適用於可拆卸地接合馬桶槽出口(42)的第二端部。
9.如權利要求8所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，輸送管(44)的第二端部包括一個套環(47)，該套環的尺寸適於與馬桶槽出口(42)可拆卸地接合併密封該出口。
10.如權利要求1所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，一個衝洗流體管線(19)連通在衝洗流體閥入口(102)和衝洗流體源(15)之間，其中，該衝洗流體閥入口用一個連接件可拆卸地安裝到該衝洗流體管線上。
11.如權利要求10所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，該連接件可手動拆卸。
12.如權利要求1所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，一個排出管道(21)連通在排出閥出口(81、82)和下水管道(11)之間，其中，該排出管道適用於與下水管道可拆卸地連接。
13.如權利要求1所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，支撐結構(20)包括一個支架(27)，並且其中設置緊固件(37)來將閥組(8)模塊可拆卸地固定到該支架上。
14.如權利要求13所述的模塊式真空馬桶，其特徵在於，緊固件(37)包括滾花螺釘。
15.一種真空馬桶的維修方法，該真空馬桶安裝到一種真空馬桶系統中，該真空馬桶系統具有一個可處於部分真空壓力下的下水管道(11)和一個衝洗流體源(15)，該真空馬桶系統包括一個限定一個出口(42)的垃圾容器(36)並具有一個與之相連的衝洗流體分配器，其特徵在於，該方法包括提供一個第一閥組(8)模塊，該閥組模塊具有一個排出閥(70)，該排出閥具有一個與垃圾容器出口(42)流體連通的入口和一個適用於與下水管道(11)可拆卸地連接的出口，一個衝洗流體閥(72)，其具有一個與衝洗流體源(15)可拆卸地連接的入口和一個與衝洗流體分配器(46)可拆卸地連接的出口，和一個適用於控制該排出閥和衝洗流體閥的操作的衝洗控制單元(74)；從馬桶槽出口(42)拆下排出閥(70)入口，從下水管道(11)拆下排出閥出口，從衝洗流體源(15)拆下衝洗流體閥(72)入口，和從衝洗流體管線(19)拆下衝洗流體閥出口；從真空馬桶(10)拆下閥組(8)模塊；將一個第二閥組(8)模塊插入該真空馬桶，該新的閥組模塊包括一個排出閥(70)，其具有一個與垃圾容器出口(42)流體連通的入口和一個適用於與下水管道(11)可拆卸地連接的出口；包括一個衝洗流體閥(72)，其具有一個適用於可拆卸地連接到衝洗流體源(15)上的入口和一個適用於可拆卸地連接到衝洗流體分配器(46)上的出口；和包括一個適用於控制該排出閥和衝洗流體閥的操作的衝洗控制單元(74)；和將第二閥組(8)的排出閥(70)入口安裝到馬桶槽出口(42)上，將排出閥(70)出口安裝到下水管道(11)上，將衝洗流體閥(72)安裝到衝洗流體管線(19)上。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，第一和第二閥組(8)包括一個安裝到排出閥(70)入口上的輸送管(44)，該輸送管(44)包括一個套環(47)，該套環適於與馬桶槽出口(42)可拆卸地接合併密封該出口。
17.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，第一和第二閥組(8)包括一個連通在衝洗流體閥(72)出口和衝洗流體分配器(46)之間的衝洗流體管道(35a、35b)，其中用一個連接件(108a、108b)將該衝洗流體管道可拆卸地安裝到衝洗流體分配器上。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，連接件(108a、108b)可手動拆卸。
19.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，第一和第二閥組(8)包括一個連通在衝洗流體閥入口(102)和衝洗流體源(15)之間的衝洗流體管道(19)，其中用一個連接件將該衝洗流體閥入口可拆卸地安裝到衝洗流體管道上。
20.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，該連接件可手動拆卸。
21.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，第一和第二閥組(8)包括一個連通在排出閥出口(81、82)和下水管道(11)之間的排出管道(21)，其中該排出管道適用於可拆卸地連接到下水管道上。
22.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，真空馬桶(10)還包括一個支撐結構(20)，該支撐結構具有一個支架(27)，並且其中設置緊固件(37)來將第一和第二閥組(8)模塊可拆卸地固定到該支架上。
23.如權利要求22所述的方法，其特徵在於，緊固件(37)包括滾花螺釘。
24.一種維修真空馬桶的方法，其特徵在於，該方法用於維修一種真空馬桶系統(10)，該真空馬桶系統具有一個用於容納垃圾的容器(36)，該容器限定一個出口(42)並具有一個與之相連的衝洗流體分配器(46)；一個排出閥(70)，其具有一個與垃圾容器出口(42)流體連通的入口(79、80)、一個與可處於部分真空壓力下的下水管道(11)流體連通的出口(81、82)和一個位於該排出閥入口和排出閥出口之間的可運動的排出閥元件(83)；一個衝洗流體閥(72)，其具有一個與衝洗流體源(15)流體連通的入口(102)、一個與衝洗流體分配器(46)流體連通的出口(105)和一個位於該衝洗流體閥入口和出口之間的可活動的衝洗流體閥元件(110)；和一個衝洗控制單元(74)，其適用於控制排出閥元件和衝洗流體閥元件的致動，其中該排出閥、衝洗流體閥、衝洗控制單元和垃圾容器中的至少一個是一個航線可更換單元，並且該方法還包括從馬桶(10)上折下失效的航線可更換單元；和將新的航線可更換單元安裝到馬桶(10)上。
25.如權利要求24所述的方法，其特徵在於，真空馬桶(10)包括一個支撐結構(20)，並且其中馬桶槽(36)適用於與該支撐結構可拆卸地接合，該馬桶槽是一個航線可更換單元。
26.如權利要求25所述的方法，其特徵在於，支撐結構(20)包括槽口(29)，其中馬桶槽(36)包括片(39)，所述片適用於鎖定接合所述槽口，從而將該馬桶槽固定就位。
27.如權利要求26所述的方法，其特徵在於，所述片(39)可手動拆卸，以與槽口(29)脫離接合。
28.如權利要求24所述的方法，其特徵在於，排出閥(70)、衝洗流體閥(72)和衝洗控制單元(74)被整體設置在一個閥組(8)中，該閥組是一個航線可更換單元。
29.如權利要求24所述的方法，其特徵在於，一個衝洗流體管道(35a、35b)連通在衝洗流體閥出口(105)和衝洗流體分配器(46)之間，其中，該衝洗流體管道用一個連接件(108a、108b)可拆卸地安裝到該衝洗流體分配器上。
30.如權利要求29所述的方法，其特徵在於，連接件(108a、108b)可手動拆卸。
31.如權利要求24所述的方法，其特徵在於，一個輸送管(44)具有一個與排出閥入口相連的第一端部和一個適用於可拆卸地接合馬桶槽出口(42)的第二端部。
32.如權利要求31所述的方法，其特徵在於，輸送管(44)的第二端部包括一個套環(47)，該套環的尺寸適於與馬桶槽出口(42)可拆卸地接合併密封該出口。
33.如權利要求24所述的方法，其特徵在於，一個衝洗流體管線(19)連通在衝洗流體閥入口(102)和衝洗流體源(15)之間，其中，該衝洗流體閥入口用一個連接件可拆卸地安裝到該衝洗流體管線(19)上。
34.如權利要求33所述的方法，其特徵在於，該連接件可手動拆卸。
35.如權利要求24所述的方法，其特徵在於，一個排出管道(21)連通在排出閥出口(81、82)和下水管道(11)之間，其中，該排出管道適用於與下水管道可拆卸地連接。
36.如權利要求24所述的方法，其特徵在於，真空馬桶(10)包括一個支撐結構(20)，該支撐結構具有一個支架(27)，並且設置緊固件(37)來將閥組(8)模塊可拆卸地固定到該支架上。
37.如權利要求36所述的方法，其特徵在於，緊固件(37)包括滾花螺釘。
38.一種用於一種真空馬桶系統中的閥組，該真空馬桶系統具有一個可處於部分真空壓力下的下水管道(11)，其特徵在於，該閥組包括一個排出閥(70)，其具有一個出口(79、80)；一個出口管道(12)，其安裝到該排出閥出口上並限定一個支管(17)；一個排出管道(21)，其具有一個適用於可拆卸地接合下水管道(11)的第一端部和一個適用於在至少一個相應於一種左手排出結構的第一位置和一個相應於一種右手排出結構的第二位置處可拆卸地接合支管(17)的第二端部。
39.如權利要求38所述的閥組，其特徵在於，支管(17)包括一對間隔銷(160)，排出管(21)包括一對形狀為J形的槽縫(162)，該槽縫的尺寸適於容納和接合上述銷。
40.如權利要求39所述的閥組，其特徵在於，銷(160)和J形槽縫(162)間隔180度。
全文摘要
本發明公開了一種模塊式真空馬桶和維修這樣一種馬桶的方法。與一種真空馬桶系統一起使用的馬桶(10)具有一個可處於部分真空壓力下的下水管道和一個衝洗流體源。該模塊式真空馬桶(10)包括一個框架(20)和一個馬桶槽(36)，該馬桶槽接合該框架並被其支撐，該馬桶槽限定一個出口(42)並具有一個與之相連的衝洗流體分配器(46)。該模塊式真空馬桶還包括一個閥組(8)模塊。該閥組(8)模塊包括一個排出閥(70)，其具有一個與馬桶槽出口流體連通的入口、一個與下水管道流體連通的出口和一個位於該排出閥入口和出口之間的可運動的排出閥元件。在該閥組模塊中也裝入有一個衝洗流體閥(72)，該衝洗流體閥具有一個與衝洗流體源流體連通的入口、一個與衝洗流體分配器(46)流體連通的出口和一個位於該衝洗流體閥入口和出口之間的可活動的衝洗流體閥元件。該閥組模塊還包括一個衝洗控制單元(74)，其具有一個與排出閥和衝洗流體閥可操作地相連的電路板、其用於控制排出閥元件和衝洗流體閥元件的致動。
文檔編號E03D11/02GK1486382SQ01821872
公開日2004年3月31日 申請日期2001年10月29日 優先權日2000年11月16日
發明者M·龐德利克, J·D·斯特拉丁格, W·B·安德森, D·M·華萊士, M·B·漢庫克, A·J·小麥克戈萬, I·廷克勒, M 龐德利克, 華萊士, 安德森, 小麥克戈萬, 斯特拉丁格, 死, 漢庫克 申請人:埃瓦克國際有限公司