真空辅助坐便器系统及使用其的方法与流程

背景技术：

由于与其他类型的坐便器相比，真空辅助坐便器使用的水较少，因此真空辅助坐便器通常用于飞机、巡游船和其他缺水的地方。真空辅助坐便器也开始用于没有飞机、巡游船等的用水限制的地方，诸如用于住宅应用中以节约用水。

通常，真空辅助坐便器系统包括坐便器缸(toiletbowl)、设置在坐便器缸下游的单个冲洗阀以及流体地联接至单个冲洗阀的真空源。在操作期间，当单个冲洗阀处于关闭状态(例如，限制流体流过单个冲洗阀)时，在冲洗阀两端存在较大的压力差。例如，单个冲洗阀的上游侧暴露于与坐便器缸中的压力相似的压力(例如，等于或大于室内压力的压力)下，单个冲洗阀的下游侧暴露于真空(即，显著小于室内压力的压力)下。将单个冲洗阀从关闭状态切换到打开状态(例如，允许流体流过单个冲洗阀)，并由于单个冲洗阀的两侧之间的压力差，通常导致流过单个冲洗阀的任意废物的湍流。如本文所使用的，废物是指水、尿液、粪便、厕纸、空气或设置在坐便器缸中的任意其他物品。在单个冲洗阀处于打开状态之后，废物可能继续表现为通过单个冲洗阀的湍流。通过单个冲洗阀的废物的湍流产生有很大的噪声。

技术实现要素：

在一个实施例中，公开了一种真空辅助坐便器系统。真空辅助坐便器系统包括坐便器缸，坐便器缸包括出口。真空辅助坐便器系统还包括流体联接至坐便器的出口的第一冲洗阀。第一冲洗阀被配置为在第一打开状态与第一关闭状态之间进行可控制地切换。真空辅助坐便器系统还包括第二冲洗阀，该第二冲洗阀在第一冲洗阀下游的位置处流体地联接至第一冲洗阀。第二冲洗阀被配置为在第二打开状态与第二关闭状态之间进行可控制地切换。此外，真空辅助坐便器系统包括真空源，该真空源在第二冲洗阀下游的位置处流体地联接至第二冲洗阀。第一冲洗阀被配置为在第一时间从第一关闭状态可控制地切换到第一打开状态，第二冲洗阀被配置为在第一时间之后的第二时间从第二关闭状态可控制地切换到第二打开状态。

在一个实施例中，公开了一种操作真空辅助坐便器系统的方法。该方法包括：操纵冲洗致动器。该方法还包括响应于操纵冲洗致动器，在第一时间将第一冲洗阀从第一关闭状态可控制地切换到第一打开状态，第一冲洗阀流体地联接至坐便器缸的出口。该方法还包括响应于将第一冲洗阀从第一关闭状态可控制地切换到第一打开状态，将至少一些废物从坐便器缸移除至第一冲洗阀下游的位置。此外，该方法包括响应于操纵冲洗致动器，在第一时间之后的第二时间将第二冲洗阀从第二关闭状态可控制地切换到第二打开状态。第二冲洗阀联接至第一冲洗阀并位于第一冲洗阀的下游。该方法还包括响应于将第二冲洗阀从第二关闭状态可控制地切换到第二打开状态，使来自坐便器缸的废物处于来自真空源的真空下，并且将实质上所有的废物移除至第二冲洗阀下游的位置。

在一个实施例中，公开了一种真空辅助坐便器系统。该真空辅助坐便器系统包括：坐便器缸，其包括出口；第一冲洗阀，其被配置为在第一打开状态与第一关闭状态之间进行可控制地切换；第一管道，其在坐便器缸的出口与第一冲洗阀之间延伸并将坐便器缸的出口流体地联接至第一冲洗阀；第二冲洗阀，其被配置为在第二打开状态与第二关闭状态之间进行可控制地切换；第二管道，其在第一冲洗阀与第二冲洗阀之间延伸并将第一冲洗阀流体地联接至第二冲洗阀；至少一个储纳箱，其被配置以接纳来自坐便器缸的废物；以及第三管道，其在第二冲洗阀与至少一个储纳箱之间延伸并将第二冲洗阀流体地联接至至少一个储纳箱；以及真空源，其在第二冲洗阀下游的位置处流体地联接至第二冲洗阀。第一冲洗阀被配置为在第一时间从第一关闭状态可控制地切换到第一打开状态，并且第二冲洗阀被配置为在第一时间之后的第二时间从第二关闭状态可控制地切换到第二打开状态。

来自任意所公开的实施例的特征可彼此组合使用，而不受限制。此外，通过考虑以下的详细描述和附图，本公开的其他特征和优点对于本领域普通技术人员将变得明了。

附图说明

附图示出了本公开的多个实施例，其中在附图中示出的不同示图或实施例中，相同的参考标号指代相同或相似的元件或特征。

图1是根据一个实施例的真空辅助坐便器缸系统的示意性图示。

图2是根据一个实施例的真空辅助坐便器系统的示意性图示。

图3是根据一个实施例的包括控制系统的真空辅助坐便器系统的一部分的示意性图示，该控制系统被配置为至少部分地控制真空辅助坐便器系统的一个或多个部件的操作。

图4是根据一个实施例的使用本文所公开的任意真空辅助坐便器系统的示例方法的流程图。

图5是示出了在对比较示例和工作示例的真空辅助坐便器系统进行冲洗(例如，操纵冲洗致动器)之后的一段时间内被检测到的噪声(以分贝为单位)的曲线图。

具体实施方式

本文所公开的实施例涉及真空辅助坐便器系统和使用真空辅助坐便器的方法。示例真空辅助坐便器系统包括坐便器缸，坐便器缸包括出口。坐便器缸的出口例如使用第一管道流体地联接至第一冲洗阀。第一冲洗阀流体地联接至第二冲洗阀，该第二冲洗阀定位在第一冲洗阀的下游。例如，第一冲洗阀可使用第二管道流体地联接至第二冲洗阀。第二冲洗阀流体地联接至真空源。真空源可包括例如其中具有真空压力的存储罐、真空泵或任意其他合适的真空源。

本文所公开的真空辅助坐便器系统使能够至少部分地通过减小在任意冲洗阀两端的压力差和/或使压力差移动远离坐便器缸来减少操作期间产生的噪声。例如，如先前所论述的，本文所公开的真空辅助坐便器包括第一冲洗阀和定位在第一冲洗阀下游的第二冲洗阀。第一冲洗阀和第二冲洗阀可使用管道流体地联接在一起。第一冲洗阀流体地联接至坐便器缸，如此，当第一冲洗阀处于第一关闭状态(例如，第一冲洗阀限制废物从其流过)时，第一冲洗阀的上游侧暴露于与坐便器缸中存在的压力基本相同的压力(例如，处于室内压力下或大于室内压力的压力)下。第二冲洗阀流体地联接至位于第二冲洗阀下游的真空源，如此，当第二冲洗阀处于第二关闭状态(例如，第二冲洗阀限制废物从其流过)时，第二冲洗阀的下游侧暴露于真空。同时，第一冲洗阀的下游侧和第二冲洗阀的上游侧流体地联接在一起并且暴露于相同的压力下。当第一冲洗阀和第二冲洗阀处于其相应的关闭状态时，第一冲洗阀的下游侧和第二冲洗阀的上游侧暴露于其下的压力大于真空压力(例如，与冲洗阀的上游侧暴露于其下的压力基本上相同)。如此，当第一冲洗阀处于第一关闭状态时，第一冲洗阀的上游侧与下游侧之间的压力差小于如果第一冲洗阀的下游侧暴露于真空的情况下的压力差。

在操作期间，在第一时间，第一冲洗阀从第一关闭状态切换到第一打开状态(例如，第一冲洗阀允许废物从其流过)。然而，由于第一冲洗阀的下游侧不暴露于真空下，因此与如果第一冲洗阀的下游侧暴露于真空下的情况相比，流过第一冲洗阀的废物湍流更少并且明显地更安静。在第一时间之后的第二时间，第二冲洗阀从第二关闭状态切换到第二打开状态(例如，第二冲洗阀允许废物从其流过)。

然而，在坐便器缸处和/或在坐便器缸附近(例如，在坐便器缸的前方的1米至2米内)由第二流经过第二冲洗阀产生的可感知的噪声可小于由常规的真空辅助坐便器系统所产生的噪声。例如，与常规的真空辅助坐便器缸的单个冲洗阀相比，第二冲洗阀可被定位在坐便器缸的出口的更远的下游。坐便器缸的出口与第二冲洗阀之间的较远距离使坐便器缸与在流体流过第二冲洗阀时所产生的任意噪声在声学上至少部分地隔离。此外，在将第二冲洗阀切换到第二打开状态之前将第一冲洗阀切换到第一打开状态，使废物中的至少一些在第二冲洗阀切换到打开状态之前朝向第二冲洗阀转移。将废物朝向第二冲洗阀转移可使由废物引起的高压力与真空之间的压力差移动，使该压力差更靠近第二冲洗阀，这进而减少了通过第一冲洗阀的废物湍流，并降低了通过使用真空辅助坐便器系统而产生的噪声。

图1是根据实施例的真空辅助坐便器缸系统100的示意图示。真空辅助坐便器缸系统100包括限定出口104的坐便器缸102。真空辅助坐便器缸系统100还包括流体地联接至出口104的第一冲洗阀106和流体地联接至第一冲洗阀106并位于第一冲洗阀106的下游的第二冲洗阀108。第一冲洗阀106被配置为在第一时间从第一关闭状态切换到第一打开状态，第二冲洗阀108被配置为在第一时间之后的第二时间从第二关闭状态切换到第二打开状态，如以下更详细地论述的，这可减小由真空辅助坐便器系统100产生的噪声。此外，在一个实施例中，第二冲洗阀可被配置为在第二时间之后的第三时间切换到第二关闭状态，并且第一冲洗阀可被配置为在第四时间切换到第一关闭状态，如以下将更详细地论述的，这可减少由真空辅助坐便器系统100产生的噪声。真空辅助坐便器缸系统100还包括真空源110，真空源110流体地联接至第二冲洗阀108并且位于第二冲洗阀108的下游。

坐便器缸102可包括任意合适的坐便器缸。例如，坐便器缸102通常包括至少一个凹入部，该凹入部被配置为接收来自个体(individual)的人类废物(例如，尿液粪便等)。根据坐便器缸102的应用，凹入部还可被配置为接收其他类型的废物，诸如厕纸。坐便器缸还可包括被配置为支撑个体的座圈。该座圈可包括至少一个孔，该孔允许当个体坐在座圈上的同时，人类废物进入坐便器缸102的凹入部。

在一个实施例中，真空辅助坐便器系统100可包括第一管道112，其在坐便器缸102的出口104至第一冲洗阀106之间延伸。如此，第一管道112可将坐便器缸102流体地联接至第一冲洗阀106。注意的是，在冲洗阀106切换到其打开状态之前，第一管道112可代替坐便器缸102或与坐便器缸102配合地将废物储纳在其中。

第一管道112可由连接在一起的多个构件(piece)形成，或者可包括单个构件。与如果第一管道112由多个构件形成的情况相比，由单个构件形成第一管道112可限制第一管道112中的泄漏。通常，第一管道112与坐便器缸102不同。然而，第一管道112的至少一部分可与坐便器缸102一体地形成。例如，当真空辅助坐便器系统100被制成为用于住宅应用并且至少部分地由单个瓷器构件形成时，第一管道112可与坐便器缸102一体地形成。当第一管道112与坐便器缸102一体地形成时，第一管道112与坐便器缸102是可区分的，因为第一管道112的宽度基本上是恒定的(例如，最多变化30％)，而第一管道112的宽度通常是变化的。此外，第一管道112通常与第一冲洗阀106不同。然而，第一管道112的至少一部分可与第一冲洗阀106一体地形成。当第一管道112与第一冲洗阀106一体地形成时，第一管道112与第一冲洗阀106是可区分的，这是由于以下中的至少一者：第一冲洗阀106可相对于第一管道112形成凸起，或者第一管道112终止于第一冲洗阀106的可储纳可移动的障碍物(该可移动的障碍物可调节地限制通过第一冲洗阀106的流量)的任意部分。

第一管道112将第一冲洗阀106与坐便器缸102间隔开，以使坐便器缸102与通过第一冲洗阀106的废物的湍流所产生的噪声在声学上部分地隔离。第一管道112的用以使坐便器缸102与第一冲洗阀106在声学上隔离的能力通常取决于第一管道112的长度。如本文所使用的，第一管道112的长度是指由第一管道112限定的流动路径的中心的长度。在一个实施例中，由于坐便器缸102附近的真空辅助坐便器系统100的空间限制，第一管道112呈现出约7cm至约30cm的长度，诸如约15cm。然而，注意的是，当第一管道112沿着至第一冲洗阀106的间接路径时(例如，第一管道112在其中包括一个或多个弯曲部)，第一管道112可呈现出大于约30cm的长度。在tbd上提交的tbd号申请(代理人案卷号为280775wo01_495273-57)中公开了遵循至第一冲洗阀106的间接路径的管道的示例，该申请的公开内容通过引用而全部并入本文。

在一个实施例中，从真空辅助坐便器系统100中省略了第一管道112。在这样的实施例中，第一冲洗阀106可直接连接至坐便器缸102的出口104。

第一冲洗阀106可包括任意合适的阀。例如，第一冲洗阀106可包括球阀、蝶形阀、螺线管或任意其他合适的阀。根据形成第一冲洗阀106的阀的类型，第一冲洗阀106可包括形成入口和出口的主体。第一冲洗阀106还可包括位于主体中的可移动的障碍物，该可移动的障碍物可调节地限制通过第一冲洗阀106的流体流量。当第一冲洗阀106处于第一关闭状态时，可移动的障碍物限制通过第一冲洗阀106的流体流量，并且当第一冲洗阀106处于第一打开状态时，可移动的障碍物允许流体流过第一冲洗阀106。如以上所论述的，当第一冲洗阀106处于第一关闭状态时，可移动的障碍物是第一冲洗阀106的上游侧与下游侧之间的边界。

第一冲洗阀106还包括阀致动器(例如，第一冲洗阀106与阀致动器一体地形成或机械地联接至阀致动器)，该阀致动器被配置为在第一打开状态与第一关闭状态之间切换第一冲洗阀106。例如，激活阀致动器可将第一冲洗阀106的可移动的障碍物从限制废物流过第一冲洗阀106的位置移动至允许废物流过第一冲洗阀106的位置，和/或反之亦然。阀致动器可包括可在第一关闭状态与第一打开状态之间切换第一冲洗阀106的任意致动器。例如，第一冲洗阀106可以是电动机、电能供应(例如，当第一冲洗阀106是螺线管时)或任意其他合适的致动器。

常规的真空辅助坐便器系统通常具有被定位在其坐便器缸附近或与被定位为与其坐便器缸相邻的冲洗阀。例如，常规的真空辅助坐便器系统的冲洗阀可以是以下中的至少一者：附接至坐便器缸，附接至支撑坐便器缸的结构，附接至被附接到坐便器缸的结构，或被定位在距坐便器缸15cm之内(例如，被定位在距坐便器缸的出口15cm之内)。在一个实施例中，可以以与以上论述的常规的真空辅助坐便器系统的任意冲洗阀相同的方式将第一冲洗阀106定位在坐便器缸102的附近或定位为与坐便器缸102相邻。在这样的实施例中，真空辅助坐便器系统100可在被配置为接纳常规的真空辅助坐便器系统的位置中使用。例如，如果第一冲洗阀106与坐便器缸102间隔开，则重新设计或修改现有的飞机设计以容纳真空辅助坐便器系统100可能是困难的和/或昂贵的。此外，将第一冲洗阀106定位为接近坐便器缸102可允许通过对常规的真空辅助坐便器系统进行改造以包括本文所公开的特征中的至少一些(例如，包括第二冲洗阀108)来形成真空辅助坐便器系统100。然而，在一个实施例中，真空辅助坐便器系统100可包括与坐便器缸102间隔开的第一冲洗阀106。

在一个实施例中，真空辅助坐便器系统100包括在第一冲洗阀106与第二冲洗阀108之间延伸的第二管道114，该第二管道114被配置为将第一冲洗阀106和第二冲洗阀108流体地联接在一起。除非本文另外公开，否则第二管道114可与第一管道112相同或基本上相似。例如，第二管道114可与第一冲洗阀106或第二冲洗阀108中的至少一个不同或与第一冲洗阀106或第二冲洗阀108中的至少一个一体地形成，并且第二管道114可由单个构件或多个构件形成。

第二管道114呈现出沿由此限定的流动路径的中心测量的长度。第二管道114的长度可被选择为大于约7cm，诸如在约7cm至约15cm的范围内、在约10cm至约20cm的范围内、在约15cm至约30cm的范围内、在约25cm至约50cm的范围内或者大于约50cm的范围内。可基于多种因素来选择第二管道114的长度。在一个示例中，基于通过第二冲洗阀108的废物的湍流所产生的期望噪声来选择第二管道114的长度。例如，增加第二管道114的长度使得通过第二冲洗阀108的废物的湍流与坐便器缸102进一步隔开，从而减小了在坐便器缸102处和/或在坐便器缸102附近被检测到的噪声。然而，值得注意的是，在某些时候，将第二管道114的长度增加至超过一定长度(当前被认为在60cm处或在60cm附近)仅可以忽略不计地减少在坐便器缸102处和/或在坐便器缸102附近被检测到的由通过第二冲洗阀108的废物的湍流所引起的噪声。

在一个示例中，基于第二冲洗阀108相对于第一冲洗阀106的位置来选择第二管道114的长度。在一个实施例中，第二冲洗阀108可被定位为接近第一冲洗阀106(例如，在距第一冲洗阀10630cm之内)，诸如将第二冲洗阀108定位为附接至坐便器缸102、附接至支撑坐便器缸102的结构或被坐便器缸102支撑的结构，或以其他方式定位为接近坐便器缸102。例如，真空辅助坐便器系统100可形成一个或多个间隙或未填充位置，例如在将部件(例如，第一冲洗阀106和第一管道112)对使用真空辅助坐便器系统100的个体进行隐藏的壳体下方形成一个或多个间隙或未填充位置，并且该间隙和未填充位置可能足够大，以使第二冲洗阀108设置在其中。在这样的示例中，第二冲洗阀108可以被定位为接近第一冲洗阀106，并且可基于第一冲洗阀106与第二冲洗阀108之间的相对接近度来选择第二管道114的长度。然而，注意的是，第二管道114中可包括一个或多个弯曲部，使得第二管道114的长度大于第一冲洗阀106与第二冲洗阀108之间的距离。在一个实施例中，第二冲洗阀108可与第一冲洗阀108明显间隔开(例如，间隔开大于30cm)。例如，真空辅助坐便器系统100可被配置为在第一冲洗阀106附近没有足够空间来具有第二冲洗阀108的位置中使用。在这样的示例中，重新配置接纳至少第一冲洗阀106以便也接纳第二冲洗阀108的空间可能是困难和/或昂贵的。如此，代替被定位在第一冲洗阀106附近，第二冲洗阀108可被定位在位于第一冲洗阀106与真空源110之间的任意位置，该位置具有足够的空间来接纳第二冲洗阀108。例如，改造常规的真空辅助坐便器系统以形成本文所公开的真空辅助坐便器系统100可至少包括沿原始冲洗阀与真空源110之间的流动路径的某些位置附接第二冲洗阀108。如此，在这样的实施例中，由于第一冲洗阀106与第二冲洗阀108之间的空间大于30cm，因此第二管道114可具有大于30cm的长度。

在一个实施例中，从真空辅助坐便器系统100中省略了第二管道114。在这样的实施例中，可使用可替代技术将第一冲洗阀106和第二冲洗阀108流体地联接在一起。在一个示例中，第一冲洗阀106和第二冲洗阀108可流体地联接在一起。在这样的示例中，第一冲洗阀106的可移动的障碍物与第二冲洗阀108的可移动的障碍物之间的固有空间可足以减小由真空辅助坐便器系统100所产生的噪声，虽然该噪声减小可小于如果第一冲洗阀106和第二冲洗阀108通过第二管道114彼此间隔开的情况下的噪声减小。在一个示例中，真空辅助坐便器系统100可包括位于第一冲洗阀106与第二冲洗阀108之间的储存器。

第二冲洗阀108可包括本文所公开的任意冲洗阀。在一个实施例中，第一冲洗阀106和第二冲洗阀108是相同的(例如，相同类型的阀)，这可有助于真空辅助坐便器系统100的设计和维修。在一个实施例中，第一冲洗阀106和第二冲洗阀108可以是不同的。在一个示例中，在操作期间，尤其是当第一冲洗阀106和第二冲洗阀108处于其相应的关闭状态时，第一冲洗阀106的上游侧与下游侧之间的压力差和第二冲洗阀108的上游侧与下游侧之间的压力差可以是不同的。例如，第一冲洗阀106的上游侧和下游侧可处于室内压力下或接近室内压力，同时第二冲洗阀108的上游侧处于室内压力下或接近室内压力，而第二冲洗阀108的下游侧暴露于真空下。如此，第二冲洗阀108可由比第一冲洗阀106更强的阀(例如，具有更厚的壁的阀或由更坚固的材料形成的阀)形成。在一个示例中，第一冲洗阀106和第二冲洗阀108可以是不同的，因为由于第一冲洗阀106可以基本上连续地暴露于坐便器缸102中的流体，因此第一冲洗阀106与第二冲洗阀108相比可暴露于更多的流体。如此，与第二冲洗阀108相比，第一冲洗阀106可由更抗腐蚀和/或更抗氧化的材料形成。

在一个实施例中，真空辅助坐便器系统100被配置为用于飞机、巡游船或未连接至下水道系统、化粪池或其他合适替代物的其他位置上。在这样的实施例中，真空辅助坐便器系统100可包括至少一个储纳箱118。储纳箱118流体地联接到第二冲洗阀108，并且限定了内部空间，该内部空间被构造成以至少基本上不透流体的方式接收和存储流过第二冲洗阀108的废物。

在一个实施例中，储纳箱118可经由第三管道116流体地连接至第二冲洗阀108。换句话说，第三管道116可在第二冲洗阀108与储纳箱118之间延伸。在一个实施例中，例如，当第二冲洗阀108与储纳箱118相邻或与储纳箱118一体地形成时，可以从真空辅助坐便器系统100中省略第三管道116。储纳箱118还可例如经由第四管道120(例如，第四管道120在储纳罐118与真空源110之间延伸)流体地连接至真空源110。在一个实施例中，例如，当储纳箱118与真空源110相邻或与真空源110一体地形成时，可以从真空辅助坐便器系统100中省略第四管道120。

注意的是，例如，当真空辅助坐便器系统100被配置为流体地连接至下水道系统、化粪池等时，可以从真空辅助坐便器系统100中省略储纳箱118。例如，当真空辅助坐便器系统100被配置为用于住宅应用时，由于住宅建筑通常连接到下水道系统、化粪池等，因此可以从真空辅助坐便器系统100中省略容储纳箱118。当从真空辅助坐便器系统100中省略了储纳箱118时，第三管道116可从第二冲洗阀108延伸至真空源110，或者第二冲洗阀108可被定位为与真空源110相邻或与真空源110一体地形成。

如先前所论述的，真空辅助坐便器系统100包括真空源110，真空源110被配置为根据第一冲洗阀106和第二冲洗阀108处于其相应的打开状态还是处于其相应的关闭状态来向真空辅助坐便器的一个或多个部件施加真空(例如，显著小于室内压力的压力)。在所示出的实施例中，真空源110被配置为将真空施加到储纳箱118，使得储纳箱118的内部空间呈现出真空。使储纳箱118的内部空间呈现出真空可有助于将废物拖拉至储纳箱118中。真空源110还可将真空施加到第二冲洗阀108的至少下游侧。当第二冲洗阀108处于第二打开状态时，真空源110还将真空施加到第二管道114和第一冲洗阀106的下游侧。此外，当第一冲洗阀106处于第一打开状态时，真空源110还将真空施加到第一冲洗阀106的上游侧、第一管道112和坐便器缸102，从而将废物拖拉至储纳箱118中。

注意的是，当真空辅助坐便器系统100不包括储纳箱118时，真空源110可被定位在第二冲洗阀108与下水道系统、化粪池等之间。真空源110可将真空施加到第二冲洗阀108与下水道系统、化粪池等之间的位置，从而将废物拖拉至该位置并朝向下水道系统、化粪池等。

在真空辅助坐便器系统100中使用的真空源110的类型可取决于真空辅助坐便器系统100的应用。在一个实施例中，例如，当真空源110用于巡游船、住宅应用等时，真空源110可以是真空泵。在一个实施例中，当真空辅助坐便器系统100用于飞机时，真空源110可位于飞机的外部。例如，在飞行期间，在约35000英尺的巡航高度下，飞机的内部可展现出约0.7个大气压至约1.0个大气压的压力(例如，室内压力)，同时飞机的外部呈现出约0.4个大气压或更小的压力。换句话说，相对于飞机内部的压力，飞机的外部是真空的。如此，飞机的外部可以是真空源110，并且第四管道120可从储纳箱118延伸至飞机的外部。然而，注意的是，真空源110可包括代替飞机的外部的真空泵或与飞机的外部结合的真空泵。在一个实施例中，真空源110可以包括储水箱，该储水箱流体地联接至坐便器缸102，并且被配置为在冲洗坐便器缸102时排空自身。例如，当储水箱基本上不透流体时排空储水箱，可在储水箱中产生真空。然后，可使用储水箱中的真空从坐便器缸102并通过第一冲洗阀106和第二冲洗阀108来移除废物(例如，包括最初在储水箱中的水)。

图2是根据实施例的真空辅助坐便器系统200的示意性图示。除非本文另外公开，否则真空辅助坐便器系统200与本文所公开的任意真空辅助坐便器系统相同或基本上相似。例如，如所示出的，真空辅助坐便器系统200包括限定出口204的坐便器缸202、第一冲洗阀206、第二冲洗阀208、真空源210以及可选地包括至少一个储纳箱218。真空辅助坐便器系统200还可包括：第一管道212，其将坐便器缸202的出口204流体地联接至第一冲洗阀206；第二管道214，其将第一冲洗阀206流体地联接至第二冲洗阀208；第三管道216，其将第二冲洗阀208流体地联接至储纳箱218；以及第四管道220，其将储纳箱218流体地联接至真空源210。

真空辅助坐便器系统200包括高压源222。高压源222呈现出的压力大于由真空源210提供的真空。在一个示例中，高压源222可以仅仅是真空辅助坐便器系统200的其余部分的外部的位置。例如，高压源222可以是周围大气。在一个示例中，高压源222可包括真空泵或风扇，该真空泵或风扇被配置为使空气流入真空辅助坐便器系统200。

高压源222可用于控制真空辅助坐便器的管道中的一个或多个管道中的压力。控制一个或多个管道中的压力可影响在第一冲洗阀206和/或第二冲洗阀208中的至少一者两端的压力差，这进而可减少通过相应的冲洗阀的废物的湍流和相关联的噪声。

在所示出的实施例中，高压源222流体地联接至第二管道214并且被配置为至少部分地控制第二管道214中的压力。如此，高压源222可影响由流过第一冲洗阀206或第二冲洗阀208中的至少一者的废物所产生的噪声。高压源222可使用任意合适的技术来流体地联接至第二管道214。

在所示出的实施例中，第二管道214包括形成在其中的入口224，该入口224允许第二管道214流体地联接至高压源222。入口224可形成在第一冲洗阀206与第二冲洗阀208之间，使得入口224被定位在第一冲洗阀206的下游和第二冲洗阀208的上游。当高压源222与入口224间隔开时，真空辅助坐便器系统200可包括从第二管道214延伸的第五管道226。

在一个实施例中，真空辅助坐便器系统200可包括至少一个附加阀228，该至少一个附加阀228流体地联接至入口224和高压源222并定位在入口224与高压源222之间。附加阀228可与本文所公开的任意阀相同或基本上相似。附加阀228可被配置为控制从高压源222至第二管道214的空气流。例如，当第一冲洗阀206和第二冲洗阀208切换到其相应的打开状态时，附加阀228可处于其关闭状态，这使得与如果附加阀228处于其打开状态的情况相比，由真空源210供应的真空以更大的力从坐便器缸202拖拉废物。然而，在第一冲洗阀206或第二冲洗阀208中的任一者切换到其关闭状态之前，附加阀228可从其关闭状态切换到其打开状态。然后，在第二冲洗阀208和附加阀228处于其相应的打开状态的同时，第一冲洗阀206可从第一打开状态切换到第一关闭状态，并且由于附加阀228被打开，第一冲洗阀206的上游侧与下游侧之间的压力差小于如果附加阀228处于其关闭状态的情况下的压力差。第一冲洗阀206的上游侧与下游侧之间的低压力差可减小如下噪声：该噪声通常由在第二冲洗阀208保持在第二打开状态的同时将第一冲洗阀206从第一打开状态切换到第一关闭状态所引起。然后，第二冲洗阀208可被配置为在第一冲洗阀206处于第一关闭状态之后切换到第二关闭状态。此外，附加阀228可被配置为在第二冲洗阀208切换到第二关闭状态之后切换到其关闭状态，使得第二管道214呈现出由高压源222提供的较高压力。

附加阀228可具有相对于入口224和高压源222的任意合适的位置。在一个示例中，如所示出的，附加阀228与入口224间隔开。在这样的示例中，如先前所论述的，真空辅助坐便器系统200包括在入口224与附加阀228之间延伸的第五管道226。在一个示例中，如所示出的，附加阀228也与高压源222间隔开。在这样的示例中，真空辅助坐便器系统200可包括第六管道230，该第六管道230在附加阀228与高压源222之间延伸并流体地联接附加阀228和高压源222。注意的是，当附加阀228与高压源222相邻或与高压源222一体地形成时，可以从真空辅助坐便器系统200中省略第六管道230。

图3是根据一个实施例的包括控制系统332的真空辅助坐便器系统300的一部分的示意性图示，该控制系统332被配置为至少部分地控制真空辅助坐便器系统300的一个或多个部件的操作。除非本文另外公开，否则真空辅助坐便器系统300与本文所公开的任意真空辅助坐便器系统相同或基本上相似。例如，真空辅助坐便器系统300可包括坐便器缸(未示出)、第一冲洗阀306、第二冲洗阀308、真空源310以及可选地包括高压源322和至少一个附加阀328。注意的是，为简单起见，在图3中仅示出了可由控制系统332至少部分地控制的真空辅助坐便器系统300的部件。

控制系统332包括冲洗致动器334。冲洗致动器334可包括例如被配置为由个体操纵的手柄或按钮。操纵冲洗致动器334可使得真空辅助坐便器系统300进行冲洗(例如，从坐便器缸移除废物)。例如，冲洗致动器334可联接至电气控制器336。电气控制器336可以可通信地联接至真空辅助坐便器系统300的一个或多个部件，诸如第一冲洗阀306、第二冲洗阀308、真空源310、高压源322或附加阀328中的至少一者。电气控制器336可被配置为响应于个体操纵冲洗致动器334而至少部分地控制一个或多个部件的操作。

电气控制器336包括存储一个或多个可操作指令的存储器338(例如，非暂时性存储器)。该可操作指令可包括关于电气控制器336如何控制真空辅助坐便器系统300的一个或多个部件的操作的指令。在一个实施例中，当真空辅助坐便器系统300与图1的真空辅助坐便器系统100相同时，可操作指令可包括以下指令中的至少一个：用以在第一时间将第一冲洗阀306从第一关闭状态切换到第一打开状态的指令、用以在第一时间之后的第二时间将第二冲洗阀308从第二关闭状态切换到第二打开状态的指令、用以在第二时间之后的第三时间将第二冲洗阀308从第二打开状态切换到第二关闭状态的指令或用以在第三时间之后的第四时间将第一冲洗阀306从第一打开状态切换到第一关闭状态的指令。在一个实施例中，当真空辅助坐便器系统300与图2的真空辅助坐便器系统200相同时，可操作指令可包括以下指令中的至少一个：用以在第一时间将第一冲洗阀306从第一关闭状态切换到第一打开状态的指令、用以在第一时间之后的第二时间将第二冲洗阀308从第二关闭状态切换到第二打开状态的指令、用以在第二时间之后的第三时间将附加阀328从第三关闭状态切换到第三打开状态的指令、用以在第三时间之后的第四时间将第一冲洗阀306从第一打开状态切换到第一关闭状态的指令、用以在第四时间之后的第五时间将第二冲洗阀308从第二打开状态切换到第二关闭状态的指令或用以在第五时间之后的第六时间将附加冲洗阀328从第三打开状态切换到第三关闭状态的指令。在一个实施例中，可操作指令可包括附加指令，诸如当真空源310和/或高压源322是可控制的致动器(例如，风扇或真空泵)时控制真空源310和/或高压源322的指令。

电气控制器336还包括至少一个处理器340，该至少一个处理器340被配置为执行存储在存储器338上的一个或多个可操作指令。例如，处理器340可响应于对冲洗致动器334进行操纵而执行一个或多个可操作指令。处理器340可响应于执行一个或多个可操作指令而至少部分地控制真空辅助坐便器系统300的一个或多个部件的操作。例如，如先前所论述的，本文所公开的阀可包括在阀的打开状态与关闭状态之间切换阀的阀致动器。响应于执行可操作指令，处理器340可指示阀致动器在其相应的时间在阀的打开状态与关闭状态之间切换阀。

在一个实施例中，真空辅助坐便器系统300包括代替电气控制器336的机械控制器或与电气控制器336结合的机械控制器。机械控制器不包括存储器或处理器。相反，机械控制器可包括一个或多个杆(lever)、齿轮、弹簧等。机械控制器可以可操作地联接至冲洗致动器334，使得对冲洗致动器334的操纵引起对机械控制器的机械致动。机械控制器的机械致动器可使得机械控制器至少部分地控制如本文所公开的真空辅助坐便器系统300的操作(例如，在第一时间将第一冲洗阀306从第一关闭状态切换到第一打开状态、在第一时间之后的第二时间将第二冲洗阀308从第二关闭状态切换到第二打开状态等)。

图4是根据一个实施例的使用本文所公开的任意真空辅助坐便器系统的示例性方法400的流程图。示例方法400可包括如由动作405、动作410、动作415、动作420或动作425中的一个或多个动作示出的一个或多个动作。可响应于由至少一个处理器执行一个或多个可操作指令来执行执行方法400中公开的动作中的一个或多个动作或使得方法400中公开的动作中的一个或多个动作被执行。

示例方法400可包括动作405，动作405叙述为“操纵冲洗致动器”。示例方法400还可包括动作410，动作410叙述为“响应于操纵冲洗致动器，在第一时间将第一冲洗阀从第一关闭状态可控制地切换到第一打开状态”。示例性方法400还可包括动作415，动作415叙述为“响应于将第一冲洗阀从第一关闭状态切换到第一打开状态，将废物中的至少一些从坐便器缸移除至第一冲洗阀下游的位置。”示例性方法400还可包括动作420，动作420叙述为“响应于操纵冲洗致动器，在第一时间之后的第二时间将第二冲洗阀从第二关闭状态可控制地切换到第二打开状态。”示例方法400还可包括动作425，动作425叙述为“响应于将第二冲洗阀从第二关闭状态可控制地切换到第二打开状态，使废物处于真空下，并且将实质上所有的废物移除至第二冲洗阀下游的位置。”

图4中示出的动作是出于说明性目的。例如，可以以不同的顺序执行动作中的至少一者，可以从示例方法400中省略动作中的至少一者，可将动作中的至少一动作些组合在一起，可将动作中的至少一者分为多个动作，或者可对动作中的至少一者进行修改或补充。在一个示例中，方法400可包括一个或多个附加动作，如以下更详细地讨论的。

动作405包括：“操纵冲洗致动器”。在一个实施例中，冲洗致动器包括杆、按钮或可由个体操纵的其他合适的装置。在一个实施例中，冲洗致动器可包括接近传感器或运动传感器，该接近传感器或运动传感器检测个体何时使用真空辅助坐便器系统和/或个体何时起身并离开真空辅助坐便器系统。在这样的实施例中，操纵冲洗致动器可包括使接近传感器或运动传感器检测个体当前正在使用真空辅助坐便器系统和/或个体已结束使用真空辅助坐便器系统。

动作410包括：“响应于操纵冲洗致动器，在第一时间将第一冲洗阀从第一关闭状态可控制地切换到第一打开状态”。例如，执行动作405可使得控制器(例如，电气控制和/或机械控制)在第一时间指示第一冲洗阀从第一关闭状态切换到第一打开状态。通常，第一时间为基本上与操纵冲洗致动器同时或在操纵冲洗致动器之后的短时间(例如，约0.1秒至约0.5秒、约0.25秒至约0.75秒、约0.5秒至约1秒或约0.75秒至约2秒)。注意的是，可选择第一时间与第二时间之间的间隙以优化噪声消减。

动作415包括：“响应于将第一冲洗阀从第一关闭状态切换到第一打开状态，将废物中的至少一些从坐便器缸移除至第一冲洗阀下游的位置”。例如，将第一冲洗阀从第一关闭状态切换到第一打开状态允许废物中的至少一些(例如，水、尿液、粪便、厕纸等)从坐便器缸流出并通过第一冲洗阀。然而，由于在动作410和动作415期间在第一冲洗阀的上游侧与下游侧之间的压力差可能相对小，因此动作415可产生比常规的真空辅助坐便器系统明显少的噪声。例如，在将第一冲洗阀切换到第一打开状态之前，第一冲洗阀的上游侧可受到第一压力(例如，室内压力或略大于室内压力的压力)，并且第一冲洗阀的下游侧可受到第二压力。第二压力大于动作425中论述的真空，并且例如，第二压力可与第一压力相似。与如果第二压力用真空代替的情况相比，第一压力与第二压力之间的相对小的压力差使得废物流过第一冲洗阀，以较少湍流地流动。此外，使废物流过第一冲洗阀使得第一冲洗阀的上游侧与下游侧之间的压力处于至少大体平衡的状态，并且使任意压力差朝向第二冲洗阀移动。

动作420包括“响应于操纵冲洗致动器，在第一时间之后的第二时间将第二冲洗阀从第二关闭状态可控制地切换到第二打开状态”。例如，执行动作405可使得控制器(例如，电气控制和/或机械控制)在第二时间指示第二冲洗阀从第二关闭状态切换到第二打开状态。通常，第二时间为在第一时间之后的至少约0.1秒，诸如在约0.1秒至约0.5秒的范围内、在约0.25秒至约0.75秒的范围内、在约0.5秒至约1秒的范围内、在约0.75秒至约1.5秒的范围内或者在约1秒到约2秒的范围内。当前认为的是，在第一时间与第二时间之间的这样的时间间隙足以允许减小在示例性方法400期间产生的噪声。注意的是，可选择每个时间之间的间隙以优化噪声消减。

动作425包括：“响应于将第一冲洗阀从第二关闭状态可控制地切换到第二打开状态，使废物处于真空下，并且将实质上所有的废物移除至第二冲洗阀下游的位置。”例如，将第二冲洗阀从第二关闭状态切换到第二打开状态允许从至少坐便器缸的出口至第二冲洗阀施加真空，这进而将废物朝向第二冲洗阀拖拉并使废物通过第二冲洗阀。真空可使得废物的湍流通过第一冲洗阀和第二冲洗阀。然而，由于先前所论述的原因，通过第一冲洗阀和第二冲洗阀的废物的湍流可少于常规的真空辅助坐便器系统。例如，第一冲洗阀已经处于第一打开状态，并且废物中的至少一些已经流过第一冲洗阀。如此，与如果在将第一冲洗阀切换到第一打开状态之前使第一冲洗阀暴露于真空下的情况相比，由通过第一冲洗阀的废物的湍流所产生的噪声较小。此外，与第一冲洗阀相比，第二冲洗阀与坐便器缸进一步间隔开，这将坐便器缸与通过第二冲洗阀的湍流空气流所产生的噪声在声学上部分地隔离。

在一个实施例中，如先前所讨论的，真空辅助坐便器系统可被配置为用于飞机、巡游船或水供应受限的其他位置。在这样的实施例中，在动作425期间，真空辅助坐便器系统可从坐便器缸移除最多120毫升的非人类废水(即，不是来自尿液或粪便的水)。然而，用于从坐便器缸移除废物的非人类废水的量可改变(例如，小于60毫升或大于120毫升)。在一个实施例中，如先前所讨论的，真空辅助坐便器系统可被配置为用于住宅应用。在这样的实施例中，在动作425期间，由于住宅式真空辅助坐便器没有如例如飞机或巡游船用真空辅助坐便器系统那样的用水限制，因此真空辅助坐便器系统可从坐便器缸移除超过120毫升的水。

如先前所论述的，示例方法400可包括一个或多个附加动作。在一个实施例中，当真空辅助坐便器系统与图1的真空辅助坐便器系统100相似时，示例方法400的附加动作可包括在第二时间之后的第三时间将第二冲洗阀切换到第二关闭状态，以及在第三时间之后的第四时间将第一冲洗阀切换到第一关闭状态。例如，在对至少冲洗阀的下游侧施加真空的同时关闭第一冲洗阀或第二冲洗阀中的一者，可由于流动路径的尺寸减小而增加湍流的通过。增加的湍流可增加由阀所产生的噪声。由于与第一冲洗阀相比，第二冲洗阀与坐便器缸进一步间隔开，因此可在第一冲洗阀切换到第一关闭状态之前将第二冲洗阀切换到第二关闭状态。如此，与如果在第二冲洗阀切换到第二关闭状态之前将第一冲洗阀切换到第一关闭状态的情况相比，在坐便器缸处和/或在坐便器缸附近被检测到的由将第二阀切换到第二关闭状态所引起的噪声较小。然后，在第二冲洗阀切换到第二关闭状态之后，可将第一冲洗阀切换到第一关闭状态，这是由于第一冲洗阀不再暴露于真空下，因此这样做不会如第一冲洗阀暴露于真空下的情况那样产生那么多的噪声。此外，在第一冲洗阀切换到第一关闭状态之前将第二冲洗阀切换到第二关闭状态可使得第一冲洗阀的上游侧和下游侧处于基本相同的压力下。

第三时间可以为在第二时间之后的至少约0.5秒(例如，约0.5秒至约1.5秒、约1秒至约2秒、约1.5秒至约3秒、约2秒至约4秒或大于3秒)，第四时间可以为在第三时间之后的至少约0.1秒(例如，约0.1秒至约0.5秒、约0.25秒至约0.75秒、约0.5秒至约1秒或约0.75秒至约1.5秒)。当前认为的是，第二时间与第三时间之间的这样的间隙、第三时间与第四时间之间的这样的间隙足以减小由将第一冲洗阀和第二冲洗阀切换到其相应的关闭状态所产生的噪声。注意的是，可选择每个时间之间的间隙以优化噪声消减。

在一个实施例中，当真空辅助坐便器系统与图2的真空辅助坐便器系统200相似时，示例方法400的附加动作可包括在第二时间之后，在第一时间之后的第三时间(例如，在第二时间之后)将附加阀切换到第三打开状态。打开附加阀提供第二个空气源，该第二个空气源朝向真空源流动。在将附加阀切换到第三打开状态之后，第一冲洗阀可在第二时间和第三时间之后的第四时间切换到第一关闭状态。由于附加阀的第三打开状态减少了流过第一冲洗阀的废物(例如，空气)的量并且如此减少了由将第一冲洗阀切换到第一关闭状态所产生的噪声的量，因此第一冲洗阀可在第三时间切换到第一关闭状态。在将第一冲洗阀切换到第一关闭状态之后，第二冲洗阀可在第四时间之后的第五时间切换到第二关闭状态。注意的是，由于当第二冲洗阀切换到第二关闭状态时，附加阀仍处于第三打开状态，因此第一冲洗阀的下游侧暴露于大于真空的压力下。最终，示例方法400包括在第五时间之后的第六时间将附加阀切换到第三关闭状态。

第三时间可在第一时间或第二时间中的至少一者之后，第四时间可在第三时间之后，并且第五时间可在第六时间之后至少约0.1秒，诸如在约0.1秒至约0.5秒的范围内、在约0.25秒至约0.75秒的范围内、在约0.5秒至约1.5秒的范围内、在约1秒至约2秒的范围内、在约1.5秒至约3秒的范围内、在约2秒至约4秒的范围内或者在大于3秒的范围内。当前认为的是，不同时间之间的这样的间隙足以减小由将第一冲洗阀和第二冲洗阀切换到其相应的关闭状态而产生的噪声。注意的是，可选择每个时间之间的间隙以优化噪声消减。

在一个实施例中，为了节约能量，示例方法400的附加动作可包括当真空源或高压源包括真空泵、风扇等时，可控制地启动(例如，开启)和停用(例如，关闭)真空源或高压源中的至少一者。

以下的比较示例和工作示例提供了与本文所公开的具体真空辅助坐便器系统有关的更多细节。

比较示例

比较示例的真空辅助坐便器系统包括：坐便器缸；冲洗阀，其经由第一管道流体地联接至坐便器缸；储纳箱，其经由第二管道流体地联接至冲洗阀；以及真空泵，其经由第三管道流体地联接到储纳箱，使得储纳箱的内部空间暴露于真空下。第一管道呈现约15cm的长度，第二管道呈现约5m的长度。麦克风设置在坐便器缸中或在坐便器缸附近，以检测在使用真空辅助坐便器系统期间产生的噪声。

图5是示出在对比较示例的真空辅助坐便器系统进行冲洗(例如，操纵冲洗致动器)之后的一段时间内被检测到的噪声(以分贝为单位)的曲线图。如图5中所示，在冲洗阀的打开状态与关闭状态之间切换冲洗阀导致了由比较示例的真空辅助坐便器系统所产生的噪声的大的且突然的尖峰。例如，图5示出了在约0.5秒处由将冲洗阀从关闭状态切换到打开状态而引起的噪声的第一大的且突然的尖峰，以及在约4.25秒处由将冲洗阀从打开状态切换到关闭状态而引起的噪声的第二大的且突然的尖峰。噪声的这些大的且突然的尖峰是当在冲洗阀的打开状态与关闭状态之间切换冲洗阀时，由冲洗阀之间的压力差而引起的。

工作示例

比较示例的真空辅助坐便器系统被修改为包括位于原始冲洗阀(“第一冲洗阀”)与储纳箱之间的附加冲洗阀(“第二冲洗阀”)，以形成工作实例的真空辅助坐便器系统。工作示例的真空辅助坐便器系统包括：第一管道，其具有约15cm的长度，第一管道将坐便器缸流体地联接至第一冲洗阀；第二管道，其具有约5m的长度，第二管道将第一冲洗阀流体联接至第二冲洗阀；以及第三管道，其具有约25cm至约30cm的长度，第三管道将第二冲洗阀流体联接至储纳箱。在操作期间，在将第二冲洗阀切换到第二打开状态之前，将第一冲洗阀切换到第一打开状态。此外，在将第一冲洗阀切换到第一关闭状态之前，将第二冲洗阀切换到第二关闭状态。

图5还示出了在冲洗工作示例的真空辅助坐便器系统之后的一段时间内被检测到的噪声。如通过将比较示例与工作示例的被检测到的噪声进行比较所示出的，操作工作示例的真空辅助坐便器系统减小了与在第一冲洗阀(即，比较示例的冲洗阀)的关闭和打开状态之间切换第一冲洗阀相关联的噪声的大的且突然的尖峰。

虽然本文已经公开了各个方面和实施例，但是可设想到其他方面和实施例。本文所公开的各个方面和实施例是出于说明的目的，而非旨在进行限制。

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