专利名称：节水型座便器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节水型座便器。
座便器是现代文明的产物，它解决了人类干净、卫生排便的需要。但是座便器必须用水冲刷才能将排泄物排走，随着水资源的日益紧张，座便器的用水量越来越被人们关注，节水型座便器成为众多座便器生产厂家开发和研究的目标。现在已有许多节水型座便器问世，例如3升/6升节水型座便器，这类产品对节水来说有一定的作用，取得了一定的效果；在有些时候3升水可以满足排污需要，但在有些时候(特别是大便后)6升水也不能满足需要，这时需要将水箱的水全部放掉(用水量在10升以上)才能将排泄物排走；在现有的这些节水产品中还没有只配备6升水箱的产品，都是配备较大的水箱(10升以上)以满足不时之需，所以这类产品还有许多改进的地方。
现有民用座便器的结构(飞机上抽气式座便器或其它特殊用途的座便器除外)都是在座便器集污口下设计一个横“S”型排污管道，以达到水密封和排污的目的，但是这种横“S”型排污管道设计带来的问题是需要用水将排泄物从横“S”型排污管道的最低点冲过最高点才能排到污水口中，对内径为50毫米的横“S”型排污管道最高点到最低点的高差应在60毫米以上(内径+管道壁厚)，在没有其它外力辅助只有水流的情况下，要将排泄物(特别是固型排泄物)克服重力从最低点冲过最高点，3到5升水是很难胜任的；这种横“S”型排污管道的结构是造成用水量大的一个重要原因，如果在座便器集污口下不采用横“S”型排污管道，采用顺直型的排污管道，这样就不必用水携带排泄物克服重力，而且还可以利用座便器集污口高于排污口的实际情况实现顺流排污，这看来是节水的好方法。但这又带来如何防止从排污口反上来的臭味传到室内的问题，我们知道横“S”型排污管道设计的最大好处就是可以利用其中的“U”型管道灌满水后达到密封的效果，防止排污口的臭味传到室内，这种密封的措施是最可靠和经济的；对顺直型排污管道的密封就会困难的多、复杂的多，而且可靠性和经济性都不会达到横“S”型排污管道水密封的水平。如果能设计一种座便器的排污管道既有横“S”型排污管道用水密封可靠、经济隔离臭味的长处，又有平顺型排污管道节水的长处，则一定是一个既节水又实用的节水型座便器。
本发明的目的就是要提供一种既具有横“S”型排污管道在水密封隔离臭味方面可靠、经济的长处，又有顺直型排污管道节水长处的节水型座便器。该座便器未排污时在集污口下方有一水密封的“U”型管道，实现密封隔离异味的功能；在排污时该“U”型管道变成“L”型管道，使排泄物可以从集污口自流排污，由于没有起伏障碍可用较少的水将排泄物冲走，实现节水的目的。
本发明是这样实现的用一段可弯曲的软管，将其一端接到集污口下的出口弯头外径上作为排污软管替代传统排污管道的“S”型部分，软管的另一端是可活动的、它向上抬起可带动排污软管向上弯曲使管口高过集污口、它放下可使排污软管的管口插入排污管道余下部分的入口，通过控制排污软管的这一端抬起使其管口高过集污口并被固定或使其放下，使排污软管的管口与集污口之间形成一“U”型管道或“L”型管道。由于座便器(包括水箱部分)是密封的排污口中的异味只能通过集污口扩散到室内，因此向与集污口相连的“U”型管道注满水即可实现水密封的功能，在不排污时一直让它保持此状态；在排污时控制排污软管的活动端放下并插入排污管道，排污软管的管口与集污口之间形成“L”型管道，使排泄物通过集污口、出口弯头、排污软管和排污管道向下自流排污，经过一定时间的延迟(这个延迟时间应大于等于从排污开始到对座便器盆内壁进行冲刷的水流流过排污软管的这段时间)再将排污软管弯起并注满水恢复到排污前的状态。
本发明由于用可弯曲的软管作为排污软管取代了传统排污管道“S”型部分，排污软管未排污时弯起与集污口形成“U”型管道、排污时弯下并插入排污管道与集污口形成“L”型管道，在排污过程中排泄物和水流都是向下自流排污，水流对排泄物的冲力会达到很好的效果，用较少的水就可以将排泄物排放掉，因此节水是本发明的优点。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明
图1是节水型座便器的结构示意图；图2是节水型座便器上部水箱部分结构示意图；图3是图2F-F俯视剖视图；图4是配重水箱排水阀结构示意图和俯视图；图5是密封拉环结构示意图；图6是控制开关结构示意图；图7是水浮子延时打开注水箱排水阀的示意图；图8是节水型座便器主要部件排污前和排污时位置变化对比以及排泄物流出示意图；图9是选择节水排污开关水箱内各部分工作情况示意图。
在图1中，在座便器盆的集污口[2]下端有一个出口弯头[3]，在出口弯头[3]出口方向有一与排污口[15]相通的“L”型排污管[21]，排污管[21]两侧与两面导向墙[20]相连，导向墙[20]与出口弯头[3]出口方向平行，在出口弯头[3]之下有托架[19]，托架[19]与导向墙[20]的下端和排污管[21]拐弯处相连形成一个凹型槽，排污管[21]在导向墙[20]之间和托架[19]之上开有一个与两导向墙[20]间距同宽的长方形开口；用可弯曲材料制作的排污软管[1]一端与出口弯头[3]相连、另一端与管箍[4]、防溅帘[5]及防溢出帘[6]相套接，管箍[4]与牵引线[10]相连，在座便器底座有一通向上面水箱的预留孔[12]并安装了2-3个理线环[7]；在座便器底座左侧有一可开启的活动门以便于各种装置的安装和今后的维护、此活动门有密封措施能保证用螺丝固定后不会从此活动门处泄漏异味。
在图2中，在本发明中由于用水量较少图中水箱被分为四部分注水箱[14]、冲水箱[24]、配重水箱室[25]和过渡箱室[26]，其中配重水箱室[25]和过渡箱室[26]是相通的；在注水箱[14]中有出水口[33]和排水阀[11]，在配重水箱室[25]有配重水箱[9]、定滑轮[8]、理线环[7]、导轨[17]、牵引线[10]、控制开关[18]、预留口[12]、出水口[33]、排水阀[13]，冲水箱室[24]有排污开关[22]、排污开关[16]、理线环[7]、牵引线[10]、防溢出管[27]、补水阀[32]、密封拉环[31]、排水阀[30]、水浮子[36]，在注水箱[14]和冲水箱[24]中间的隔断上有支点[35]和杠杆[34]，过渡箱室[26]有冲水管[28]、出水口[33]，水箱外有进水管及进水开关[29]，水箱左侧有一可开启的活动门以便于各种装置的安装和今后的维护、此活动门有密封措施能保证用螺丝固定后不会从此活动门处泄漏异味。
图1中各部分是这样安装的将座便器底座左侧的固定活动门的螺丝拧下后拿下活动门，取一段适当长度的可弯曲软管作为排污软管[1]，取一块防水、薄且柔软的材料裁成长方形并在中心处挖一个可以将排污软管[1]穿过的圆孔、一半作为防溅帘[5]、一半作为防溢出帘[6](该材料不裁开)；将排污软管[1]的一端从两侧导向墙[20]中穿过并套在出口弯头[3]的外径上，先用防水胶做好密封后再用管卡[37]固定牢，在排污软管[1]的另一端套接一个用较重材料制作的管箍[4]，然后将防溅帘[5]和防溢出帘[6]中间的圆孔套在排污软管[1]出口上用防水胶粘牢(在管口上方的为防溅帘[5]、下方为防溢出帘[6])，防溢出帘[6]的另一端用防水胶固定在排污管[21]开口处的下端并用适当长度的橡胶条[23]将防溢出帘[6]的中部和出口弯头[3]的管卡[37]连接起来，防溢出帘[6]的安装要求是当排污软管[1]抬起到A(A为排污软管[1]管口抬起下边缘的最高点)时防溢出帘[6]全部展开把导向墙[20]间从管口以下部分的间隙全部挡住、当排污软管[1]落下并逐渐至B(B为排污软管[1]落下时的最低点)时橡胶条[23]会将防溢出帘[6]向管卡[37]的方向拉并使该帘折叠在排污软管[1]的下方；防溅帘[5]的另一端用防水胶固定在排污管[21]开口处的上端，防溅帘[5]的安装要求是当排污软管[1]落至B时，防溅帘[5]全部展开把排污管[21]开口处与导向墙[20]间的缝隙全部挡住，当排污软管[1]抬起到A时防溅帘[5]可垂在管口的上方；管箍[4]上方接一牵引线[10]，牵引线[10]通过理线环[7]并穿过座便器底座预留孔[12]通往上面配重水箱室[25]，拽牵引线[10]使已套接防溅帘[5]、防溢出帘[6]和管箍[4]的排污软管[1]可以在两侧导向墙[20]中间顺畅的抬起和落下，否则需要调整已安装在排污软管上的各部件，一直到排污软管[1]可以在导向墙[20]中间顺畅的抬起和落下。
图2中各部分是这样安装的将水箱的顶盖拿下和拧下固定左侧活动门的螺丝并拿下活动门，首先将控制开关[18]安装里侧导轨[17]的预留位置上、将密封拉环[31]用防水胶安装在冲水箱[24]的预留孔[12]上并用牵引线[10]将密封拉环[31]下端的接线接口和控制开关[18]接线接口相连，将排水嘴[37]用防水胶安装在注水箱的出水口[33]下面，配重水箱[9]是一个顶端无盖中间只有一横梁、横梁中间有一接牵引线[10]的接口、横梁两端的侧面各有一垂直的凹槽、底端有一预留出水口[33]的容器，将排水阀[11]安装在配重水箱[9]预留的出水口[33]上、已从下面预留孔[12]中穿过的牵引线[10]穿过相应的理线环[7]和定滑轮[8]并与横梁上的接口相连、配重水箱[9]一侧的凹槽放入相应一侧的导轨[17]，然后将水箱活动门上的导轨[17]与配重水箱[9]的另一侧凹槽相接，在确认配重水箱两侧的凹槽都已进入导轨[17]的情况下，将水箱活动门安好并用螺丝将其固定；在底座的开口处拽牵引线[10]检查配重水箱[9]是否可以沿导轨[17]上下顺畅的运动，在确认其可以顺畅上下运动的情况下，在底座调整牵引线[10]的长度使排污软管[1]抬起到A时配重水箱[9]处于导轨D处(D为配重水箱[9]上边缘下落的最低点)，然后将这一长度的牵引线[10]固定在管箍[4]的接口上并用控制开关[18]将配重水箱[9]锁在D，将排水阀[13]安装在注水箱[14]下端预留的出水口[33]上，将与杠杆[34]相连的水浮子[36]放入冲水箱[24]、杠杆[34]安装在支点[35]上，然后调整水浮子[36]的设计位置，用牵引线[10]将排水阀[11]的接线口和杠杆[34]接线口相连、用牵引线[10]将排水阀[30]和密封拉环[31]的上接口与排污开关[22]相连，用牵引线[10]将排水阀[11]和密封拉环[31]的上接口的接线口与排污开关[16]相连。然后将各活动门关好及固定、盖好水箱顶盖打开进水开关[29]水源对水箱灌水，水满后按排污开关[22]放一次水，水箱再满后即可正常使用。
图4是配重水箱[9]排水阀[13]的结构示意图，在配重水箱[9]的出水口[33]的边上有两根立柱作为此排水阀[13]的导向柱，排水阀的阀门是一个用厚橡胶制作的一个圆片、边缘有两个圆孔可使导向柱穿过、圆片中间接有一根适宜长度的橡胶柱(橡胶柱的直径小于出水口[33]直径的二分之一)，将橡胶柱向下并使两个圆孔穿过相应的导向柱；当配重水箱[9]到达配重水箱室[25]的底部时，橡胶柱将阀门顶起、配重水箱[9]中的水就会从阀门下经出水口[33]流出，当配重水箱[9]被吊起时、在重力的作用下阀门就沿着导向柱向下将出水口[33]盖住，当配重水箱[9]落下橡胶柱将阀门顶起后出水口[33]又被重新打开。
图5是密封拉环[31]的结构示意图，由于控制开关[18]安装在配重水箱室[24]中、而排污开关[16]和排污开关[22]是在冲水箱室[25]中、牵引线[10]必须从冲水箱室[25]穿过其底部的预留口[12]和下面配重水箱室[24]中的控制开关[18]相连并且还要保证在这里不会漏水，密封拉环[31]可以解决这个问题；密封拉环[31]是一个直径比预留口[12]直径大一些、边缘较厚中间较薄的橡胶圆片、在其中间有一个两端各有一接线环的橡胶柱从中穿过并在此处做好密封；由于密封拉环[31]中间较薄的橡胶具有较好弹性、它会随着中间橡胶柱的上下运动而运动；当密封拉环[31]被粘在预留口[12]上时它首先具有密封圈的功能、拉环中间可上下移动的橡胶柱可以使分别与其两端接线环相连的牵引线同时向上或向下移动。
图6是控制开关[18]的结构示意图，该开关只有当牵引线[10]向上拉活动臂才会向导轨一侧闭合、使导轨[17]形成通路，配重水箱[9]才可以向上通过活动臂；当配重水箱[9]从上面沿导轨[17]向下滑时，活动臂受箱体的挤压向内侧闭合让箱体自上而下通过，当配重水箱[9]通过后活动臂在弹簧的作用下立即向外打开，将配重水箱[9]锁在控制开关[18]处。
它们是这样工作的，需要排污时当按下排污开关[22]时，控制开关[18]、排水阀[30]同时打开，(1)打开控制开关[18](a)使固定在抬起位置A的排污软管[1]在重力的作用下迅速落至B处并被托架[19]托住，(b)空配重水箱[9]通过牵引线[10]和定滑轮[8]在排污软管[1]的重力作用下被牵引到导轨[17]的C处(C为配重水箱[9]上边缘升起的最高点)，(c)防溅帘[5]随着排污软管[1]的落下而展开将导向墙[20]和污水管[21]的开口处全部遮盖住，(d)防溢出帘[6]随着排污软管[1]的落下而开始折叠橡胶条[23]则把防溢出帘[6]向出口弯头方向拉抻使其向导向墙[20]开口外方折叠(参见图8)；(2)打开排水阀[30]使冲水箱[24]中的水向座便器盆开始放水对其进行冲刷。落到托架[19]上的排污软管[1]与集污口[2]形成一“L”型管道，排泄物和水的混合物以及冲刷座便器盆的水流迅速通过集污口[2]、出口弯头[3]、排污软管[1]向排污管[21]排放，如果排放过程中排泄物和污水被污水管[21]的管壁反溅向其开口处，展开的防溅帘[5]则将排泄物全部挡住并使其流向排污管[21]，从而保证排泄物和污水不会溅到排污管[21]外面(参见图8之右图)；排水阀[30]打开后冲水箱[24]放水对座便器盆冲刷，水浮子[36]随冲水箱[24]水位的下降而带动杠杆[34]下降、杠杆[34]在支点[35]的作用下其另一端逐渐抬起将牵引线[10]渐渐拉直、当到达设计水位时牵引线[10]将排水阀[13]打开(参见图7)，注水箱[14]向配重水箱[9]开始注水(这里从排污开始到开始注水有一段延迟时间T1)、当配重水箱[9]注水后的总重力与排污软管[1]、管箍[4]的总重力和磨擦力(假设所有的磨擦力之和小于50克)之和平衡后(从开始注水到总重力达到平衡所需时间为T2)，注水箱[14]继续向配重水箱[9]注水，在重力的作用下配重水箱[9]向下沿着导轨[17]移动至D。在这个过程中通过降低水浮子[36]的设计水位来延长T1(反之提高设计水位可使T1减少)，通过减小注水箱[14]出水口[33]口径使单位时间内对配重水箱[9]注水量的减少，来控制从开始注水到总重力达到平衡所需时间T2的增加(反之加大出水口口径可使T2减少)，最终达到对排污软管[1]延迟弯起时间(T1+T2)的控制，这段延迟时间的间隔应大于等于从排水阀[30]打开冲水箱[24]开始放水对座便器盆内壁进行冲刷到排水阀[30]关闭停止放水期间所产生水流全部流过排污软管[1]所需的时间。当配重水箱[9]沿导轨[17]从C到达D的过程中(1)排污软管[1]被渐渐牵引到抬起到A处与集污口[2]形成了“U”型管道，(2)防溢出帘[6]随着排污软管[1]的抬起而展开将排污管[21]开口从排污软管[1]管口以下到托架[19]之间的缺口部分全部遮盖住，(3)防溅帘[5]随着排污软管[1]的抬起而开始在其出口的上方弯折，(4)注水箱[14]会继续向配重水箱[9]注水。配重水箱[9]降到D时(1)控制开关[18]将配重水箱[9]锁住，(2)控制阀[11]被打开配重水箱[9]中的水开始向座便器盆放水。配重水箱[9]向座便器盆中所放的水可以完成对座便器盆的二次冲洗，这时注水箱[14]如没有排水完毕，会继续向配重水箱[9]排放一直到注水箱[14]中的水排完排水阀[13]关闭，冲洗后的水通过集污口[2]流向下面的“U”型管道中，最后实现水密封隔离臭味的目的。冲水箱[24]在排水阀[30]被打开后冲水箱[24]中的水被迅速排空，排水阀[30]关闭后通过补水阀[32]向冲水箱[24]中补充的水被保留下来，补充的水首先进入冲水箱[24]，当水位到达冲水箱[24]和注水箱[14]之间隔断的上边缘后继续补水，水就会漫过隔断上边缘进入注水箱[14]，注水箱[14]补满水后水位继续上升达到设计水位时补水阀[32]关闭，等待下一次的使用。在“U”型管道中充满水的情况下，当人们使用座便器时排泄物都会流向集污口[2]，这时必然会有等量的污水会从排污软管[1]的出口处溢出，这些溢出的污水都会被防溢出帘[6]导向排污管[21]而不会流向其它地方。
当小便后排泄物会全部流进集污口与“U”型管道的水混合、座便器盆不需要用大水流冲刷时，可选择节水排污开关[16]。当按下排污开关[16]时，控制开关[18]和排水阀[13]被同时打开，其后的工作过程与上面所述基本相同；不同的只是注水箱[14]中的水和高过冲水箱[24]与注水箱[14]之间隔断上边缘的水漫过隔断从排水阀[13]排出、没有漫过该隔断上边缘的水仍然保留在冲水箱[24]中(参见图9)；所以排污软管[1]的抬起只受注水箱[14]对配重水箱[9]注水速度的控制，当排污软管[1]放下后排泄物会随既全部涌出，因全部是液体没有固状物所以排放速度很快，只要T2大于等于这部分混合液体从排污软管[1]中涌出所需的时间即可，其余的工作过程这里就不再累述。小便后选择节水排污开关[16]时，排污所需的水量在2升左右，从这就可看出它的节水效果是很可观的。
权利要求
1.一个具有用可弯曲材料制成的排污软管[1]、一端被固定在出口弯头[3]上、另一端为活动端，通过控制使排污软管[1]活动端向上抬起使其管口与集污口[2]之间形成“U”型管道、灌满水后可实现水密封隔离异味的功能，通过控制将排污软管[1]活动端放下并将管口插入排污管[21]入口使其管口与集污口之间形成“L”型管道可实现顺流排污功能的节水型座便器；其特征是排污软管[1]的一端固定在出口弯头[3]上、排污软管[1]的另一活动端可在控制下沿导向墙[20]向上抬起至A处并被控制开关[18]将其固定在A处、使排污软管[1]的管口与集污口之间形成“U”型管道，活动端亦可在控制下沿导向墙[20]向下落至B处插入排污管[21]的入口、使活动端的管口和集污口[2]之间形成“L”型管道；排污时控制排污软管[1]活动端保持插入排污管[21]的状态经一段延迟时间排污结束后、再将排污软管[1]的活动端向上抬起至A处；在排污管[21]开口处和排污软管[1]管口之间有防止排泄物和污水溅出及溢出设施。
2.根据权利要求1所规定的节水型座便器，其特征是可弯曲排污软管[1]的活动端只能在导向墙[20]间上下活动。
3.根据权利要求1所规定的节水型座便器，其特征是排污软管[1]活动端抬起至A处时其管口的高度超过集污口[2]的高度。
4.根据权利要求1所规定的节水型座便器，其特征是延迟时间等于T1+T2，当选择节水排污开关[16]排污时，T1＝0。
5.根据权利要求1所规定的节水型座便器，其特征是在排污管[21]开口处的上边缘和排污软管[1]活动端管口的上方有一防溅帘[5]；在排污管[21]开口处的下边缘和排污软管[1]活动端管口的下方有防溢出帘[6]。
6.根据权利要求1所规定的节水型座便器，其特征是控制排污软管[1]活动端抬起和落下是通过排污软管[1]和配重水箱[9]两者重力交叉变化来实现的。
7.根据权利要求1所规定的节水型座便器，其特征是排污管[21]有一个开口使排污软管[1]的活动端口可以顺利的插入和抬起。
全文摘要
本发明就是用一段软管来替代横“S”型排污管道，使排污管道既具有横“S”型排污管道在水密封隔离臭味方面可靠、经济的长处，又有顺直型排污管道节水长处的节水型座便器。该座便器未排污时软管和集污口形成一水密封的“U”型管道，实现密封隔离异味的功能；在排污时该“U”型管道变成“L”型管道，使排泄物可以通过集污口、出口弯头、排污软管和排污管实现自流排污，由于没有起伏障碍可用较少的水将排泄物冲走，实现节水的目的。
文档编号E03D11/02GK1560390SQ20041000655
公开日2005年1月5日 申请日期2004年3月9日 优先权日2004年3月9日
发明者高静宇 申请人:高静宇