隔臭自动坐便器和蹲便器的制作方法

专利名称：隔臭自动坐便器和蹲便器的制作方法
技术领域：
涉及一种卫生洁具设备，包括蹲便器和坐便器，具有节水，隔臭，自动的优点。
同时还涉及一种制造封闭排污口的阀门的方法。
背景技术：
目前，蹲便器是由便池，排污管，冲洗水槽组成，坐便器则增加了水箱和坐垫，底座。目前的便器存在如下缺点(1)便池无存水弯的便器便池中不存水，使用者怕排污管中的臭水溅上来，臭气熏着下体，常把粪便拉在便池中，刚拉出的粪便极臭，但也得忍耐到便完后，再用大量水冲洗。
(2)便池中有存水弯的便器使用者常感觉粪便溅起的水污染下体，耗水量也大。
(3)尿液射到便器中，与尿液碰撞的壁面是与便池底面成直角或钝角的曲面，尿液经常溅到使用者阴部。
(4)多数专利，比如分类号为E03D11/10，申请号为90208239.6和分类号为A47L13/24，申请号为92205841.5的专利，封闭排污口的阀，都是用弹簧或重锤来实施的，还要待便完后用人手操控打开排污口，还存在一定噪声。
上述缺点(1)和(2)是一对立的矛盾，解决了缺点(1)，则无法避免缺点(2)，解决了(2)又无法避免(1)。

发明内容
为克服上述技术问题，本发明提供一种新式坐便器和蹲便器，具有节水，隔臭，卫生，自动的优点。
同时，还提供一种制造排污中浮阀的方法。
本发明解决缺点(1)，(2)所采用的技术方案是用一块浮板阀，把排污口封住，使用者就愿意把粪便拉在排污口的浮板上。浮板阀靠水的浮力和自重的杠杆上升力矩封住排污口。浮板上粪便重量达到普通成人一般粪便重量的3/4，即150克，浮板就以螺栓轴为轴心向下转动至全开，粪便自动滑入水中，浮板随即上转，封住排污口，浮板上沾着的少量粪便在水中冷却，浸泡后，也很少臭气逸出了。排污管设计成存水弯管，管中水位控制在浸入浮板一定位置。浮板转动位置的管壁设计成直壁，减少存水量，用3升水就能把弯管中的水全部更换，既节水，又防臭。便池中不存水，自然不会溅水到使用者下体上。缺点(1)和(2)就迎刃而解。
本发明解决缺点(3)所采用的技术方案是根据水注和光线反射原理，设置一个顺着射尿方向的斜面，而不是垂直或正挡住射尿方向，尿注碰到该斜面后，不会向使用者阴部反溅。接尿斜面与底面是成60°-80°角的锐角，其不易冲洗干净，就设置两条冲洗水槽在斜面两侧，侧冲水槽冲洗口沿斜面布置，隔20mm设一个冲洗口，冲洗口长8mm宽4mm。其边缘设置面为L形的导流块，见附

图15，导流块使冲洗水能横向冲洗到斜面中部。接尿斜面不再是曲面，而是平面，其上部的冲洗水槽的冲洗口长115mm宽1.5mm，沿斜面中线对称布置，两端不开口。上冲洗口边缘也设置导流板，其是冲洗水槽壁弯曲，延伸而成，其作用是使冲洗水沿斜面流淌。
下面具体描述排污口浮阀结构，分坐便器和蹲便器两种稍有不同的结构(下述未标单位的数据，单位都是“mm”)一、坐便器排污口浮阀在排污管顶部，即排污口池壁背面，设置一个圆环形水平平整的密封面，与浮板阀上的密封圈贴紧密封。转轴轴孔位于方形管直壁上，轴心水平，与支撑其的直管壁垂直。方形管底面是平面，分三段，上段为水平面，中段为与水平面成60°角的斜面，下段为与水平面成30°角的斜面。方形管下部逐渐圆滑成内径106mm的排污管。方形管与便池排污口做成三边直线，一边为弧线的胶接口，以便于制模。排污管前段轴线与水平面成33°30′角。阀板是圆台形空心板和一长方体的组合体，两者连成一体，并有一小部分重合，即圆台形板一侧纵向切除后与长方体相连。在长方体中，以距长方体与圆台板相连的侧面13mm，距表面10mm的点为轴心开一通孔直径12+11o，加工精度IT6级，与该轴孔配合的是一轴螺栓，其为非标制作，靠螺栓头一侧是长23mm，直径 的轴，接着是长100mm，直径 的轴，接着是长30mm，M10的普通螺纹。螺栓头用M16的螺栓头规格，螺母用M10的规格。螺栓两端加厚4mm的密封垫圈，平垫圈，螺母端要加弹簧垫。靠螺栓头侧加一减摩自润滑材料轴套，直径16，长10mm，另一侧是直径18，长12mm的减摩轴套，两轴套内径均为直径 支撑螺栓的是方形管直壁。壁的通孔是直径 和直径 圆台形空心板大圆直径100，小圆直径30，高20mm，圆周壁厚2mm，盖和下底面厚也是2mm。整块阀块阀板从圆台中线和长方体的中线处纵向分成两半，用长条形销、孔连接。销、孔用基孔制过渡配合 圆台板的两分隔直壁厚3mm，中部布置长条形销孔的位置增厚，为6mm，增厚部分长25mm。盖板用防水胶粘剂粘接在圆台壳体上。圆台大圆表面胶接两个半圆环形密封平垫片直径90×98×h2，聚四氟乙烯材料。两盖板上对称布置两长方块长10×宽5×高4mm，以便对准用力使两半阀体相合。销、孔尺寸是长20×宽、深4×厚4mm。
长方体长60mm，宽45mm,高20mm,与圆台板重合部分为10mm，实心。在距转轴轴线水平距离20mm，垂直距离为0mm，并与其平行的轴线上崭入直径14，长20mm的圆钢，圆钢端面与长方体侧面相距5mm。
材料选用共聚甲醛，吸水率低0.03％，自润滑性好，不易老化，密度低0.91g/cm3。
存水弯水位线浸到阀板2-3mm,即距排污口背面19～20mm。
体积计算1、圆台部份 V1＝22.9cm32、直壁部分 中部增厚部分3×25×16＝1.2cm3V2＝4.32cm33、长方体轴孔左端(含轴孔)部分宽18×长60×高20＝21.6cm3轴孔πn＝6.78cm3V3＝21.6-6.78＝14.82cm3故轴孔左侧(含轴孔)部分总体积为42.04cm3。总质量为38.2g。
4、长方体轴孔右端部分宽27×长60×高20=32.4cm3圆钢体积π×r2h＝π×72×20×2＝6.15cm3m钢＝48g32.4-6.15＝26.25cm3，聚甲醛重量为23.89g。
右端V4＝32.4cm3，m4＝71.9g。
5、重心位置总重量为110.1g，重心位置在圆钢轴线左边2mm上边2mm处。与转轴轴线重直距离18mm,此即重力臂。
具体实施例和浮力、重力力距计算当浮板静止封闭排污口时受力和力矩分析使浮板向上的力矩重力力矩110.1×18＝1980g.mm＝1.98×10-2N.m。
浮力矩圆台πr2h＝1.413cm3，L＝52mm，pgvL＝73g·mm长方体12×2×60＝1.440cm3，L＝6，力矩＝8.64g·mm使浮板向下的力矩右侧浮力矩V＝30×2×60＝3.600cm3，L＝15mm，力矩＝54g·mm无疑浮板受向上的力矩，并对排污口背面有一点密封压力。
当粪便下落时，被浮板接住，不会溅上水来，在浮力的缓冲作用下，浮板慢慢向下转动，粪便达到100g时，下转力矩为100×51＝5100g·mm，这时，浮板就下沉到水中某一位置，粪便也浸入水中，水给粪便和浮板的浮力与粪便自重和阀自重以轴螺栓为支点的杠杆力矩达到平衡时，浮板在惯性作用下继续下转一角度，粪便此时也慢慢从浮板滑脱，落入水中，浮板则在浮力和自重力作用下，以轴螺栓为轴向上转动。
浮板向下转动60°角，即挨到排污管方形管壁时的受力和力矩分析，浮板上、下面所受水压方向相反，大小相差不大，可抵消。
浮板所受向上的力矩圆台浮力矩72.7×L，质心在圆台轴线上距圆台表面8mm处，浮力臂为33.5×cos60°＝16.75mm，浮力矩为1217.7g·mm重力矩110.1×18×cos60°＝990.9(g·mm)不受向下的力矩，所以浮板一定会向上转动，封闭排污口，此时，还未滑落排污管的粪便在浮板向上转动的过程中也会掉进水中，这样，粪便经过水的冷却浸泡，也很少臭气外逸了。粪便不用水冲直接进入排污管，使水箱尺寸也可缩小。
二、蹲便器蹲便器排污管也如前述的坐便器，做成三面直壁一面弧形壁，底面分两段，一段是与水平面成45°角的平面，另一段是与水平面成5°的斜面。接着就圆滑成直径106的排污管。与坐便器不同的是排污管是转向便器前端的。排污管壁a面如图10所示，是一段8一10mm的平面，排污管前段轴线与水面成40°角。
蹲便器是安装在地面的，若浮板阀的转轴安装在排污管壁上会使更换阀板变难，就把浮板阀转轴安装在排污口后侧的便池壁底部的支撑座上，设置支撑座的壁面斜度为30°角。转轴是螺栓GB5782-86-M6×50。转臂与一平衡斜板连在一起，斜板与转臂成120°角，浮阀关闭时转臂竖直向上，斜板与支撑壁面平行，与水平面成30°角。转臂的轴孔外径12mm，内径 与轴孔两端面接触的是厚2.5mm的减摩轴套，使转臂转动灵活。
平衡斜板用两枚十字沉头螺栓与倒J形浮板弯臂相联接。浮板弯臂插入平衡斜板的插槽中。插槽长28.5mm，宽18.5mm，深16.3mm，插槽不穿透斜板上表面，以免崭入脏物。平衡斜板的作用一是挡住落向支撑座的粪便或纸、脏物，以免影响转动灵活；二是浮阀关闭时帮助关闭，浮阀打开时加快打开，都是依靠其重心的偏移完成。
浮板也是圆台形，同坐便器的浮板相似，也从中部分成两个半圆台形板，用长条形销、孔连接成一体。两半圆台也由壳体和盖板构成，用胶粘剂粘接。壳体上的分隔直壁上，距圆台轴心线25mm处设一倒J形浮板弯臂，弯臂基部四周布置加强筋，布成一个四棱台状，长30mm，宽18mm，高10mm，不留卫生死角。
浮板弯臂转弯处开始增厚为16mm，在侧面中部开通孔直径5+11o，十字沉头螺栓穿入固定浮板与转臂。半圆台板大圆直径100mm，小圆直径40mm，高20mm，圆周壁厚2mm，盖、底厚2mm，分隔直壁厚4mm，设置浮板弯臂的位置增厚为18mm，增厚部分长22mm，圆周密封面增厚为4mm，增厚高度为3mm。
冲洗水槽设两个冲洗短管对准浮板弯臂冲洗。
两半圆台板和浮板弯臂的重量圆周壁15cm3，分隔直壁15.56cm3，弯臂5.76cm3，2枚M5螺栓重20g，聚甲醛密度0.91g/cm3，总重53g。
平衡斜板长70mm，厚18mm，宽40mm，距端部16mm处倒角。
其体积为44.63cm3，重40.6g，转臂右侧体积约26.6cm3，重24.2g。存水水位线在浸到浮板10mm处。
浮板受力和力矩分析1、当浮板静止关闭排污口时受浮力和重力，此时转臂竖直向上。使浮板向上的力矩是浮力和转臂左侧的平衡斜板重力。
浮力矩ρvg×L1V＝56.78cm3，L1＝53mm浮力矩为3009.3(g·mm)即3.009×10-2(N·m)，重力矩mgL2，m=24.2g,L2=422=21mm,]]>重力矩为508.2(g·mm)故向上力矩为3517.5g·mm。
使浮板向下的力矩是浮板的重力矩mgL3m＝53g重心位置一定在弯臂中线上。
L3＝53-28-3＝22mm故重力矩为1166g·mm，显然，浮板是有向上转的趋势，对排污口背面施加了一定压力，起密封效果。
2、有100g粪便落在浮板上时粪便中心应在浮板圆心以右某位置，保守一点，且以该圆作为粪便重心。给浮板向下转的力矩是5300g·mm，加上浮板本身的重力矩1166g·mm，总力矩为6466g·mm，浮板要下沉。下沉时，平衡斜板重心也逐渐往右偏移，使浮板尽量下沉多一些。
当粪便浸入水中后，也受浮力作用，还有一部分粪便未浸入水中时，两端力矩已平衡，但由于惯性使浮板继续往下转，使浮力矩继续增大，直到浮力矩克服了浮板的动能，然后再上浮一点。在此时，粪便在水的浸泡下也慢慢从浮板上滑脱，进入排污管。于是浮板就上浮，上浮转动过程中，少量未掉下的粪便也将滚落进排污管内。
3、为检查浮阀工作的可靠性，设浮板处于最大打开位置与水平面成45°角的位置，受力和力矩分析如下浮板转动45°后，露出水面的部分是一个斜截圆台，露出总高度为14.14mm，其体积可看成近似弓形台体计算面积S大＝1335.7cm2，S小＝126.7cm2。 故浸入水中的体积是127.4-12.49＝114.9cm3力臂L4=53×22=37.4mm]]>向上的力矩是4305.4(g·mm)向下力矩重力矩总重力(53+40.6)g＝93.6g总重心位置是在转臂上部的十字沉头螺栓中心。力臂L5=32×22=22.6mm]]>向下的力矩是2115.36(g·mm)故合力矩是向上的，浮板一定会转向上封闭排污口。本发明的有益效果是坐便器和蹲便器的浮板阀能及时，自动打开，把粪便倒进充满水的排污管，再关闭，而不必忍受粪臭到便完后再用水冲洗干净，极大地减少了臭气逸出，同时又使粪便不溅上水污染使用者下体，尿液也不再溅到使用者阴部，同时也非常节水，只需3升水就能把排污管内的水置换干净。没有弹簧和易损件，免润滑。坐便器还设置了一个排污管与便池底部的胶接口，使制模更简单。
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的坐便器俯视图。
图2是图1的I-I向剖视图。
图3是图1的左视图。
图4是图2的C-C向剖视图。
图5是图2的G-G向剖视图。
图6是坐便器浮板阀俯视图。
图7是图6的D-D向剖视图。
图8是蹲便器浮板阀俯视图。
图9是蹲便器浮板阀主视图。
图10是蹲便器剖面主视图。
图11是图10的右向视图。
图12是坐便器排污管与便池接口主视图。
图13是图9的F-F向剖视图。
图14是图9的E-E向剖视图。
图15是图5的H-H剖视图。
图中1、便池， 2、接尿斜面，3、侧冲洗水槽，4、排污管，5、排污口壁， 6、坐便器浮板， 7、方形管接口，8、方形管，9、水箱， 10、轴螺栓， 11、减摩轴套18×12×12，12、减摩轴套16×12×10，13、密封垫18×12×4，14、平垫圈GB97.2-85-10，15、弹簧垫GB93-87-10，16、螺母GB6170-86-M10， 17、密封垫26×17×4，18、平垫圈GB97.2-85-16，19、底座， 20、对准方块，21、平衡圆钢， 22、隔臭垫圈， 23、长条形销， 24、长条形孔，25、蹲便器浮板， 26、浮板弯臂， 27、密封圈98×90×2， 28、平衡斜板，29、转臂， 30、支撑座， 31、减摩轴套12×6×2.5，32、螺栓M6×55， 33、坐垫， 34、接尿斜面的侧壁，35、侧冲洗口， 36、L形导流块， 37、冲洗水槽环，38、便池后壁， 39、进水管， 40、冲洗短管，41、排污口背面， 42、最高水位控制面， 43、粪便，44、射尿抛物线。
具体实施例方式在图2中，浮板阀(6)通过轴螺栓(10)安装在方形管直壁上，密封圈(27)与浮板胶接，受浮力和右端浮板重量对轴螺栓(10)为支点的力矩作用，压紧在排污口背面(41)上，便池(1)底部设一方形管接口(7)，与方形管(8)胶接。存水弯管最高水位控制面(42)在排污口背面下20mm处。两半浮板(6)由长条形销(23)，孔(24)连接。粪便(43)落在浮板(6)上，粪便给浮板(6)的压力矩大于浮板上转力矩，浮板即逐渐下沉，沉到某一位置，力矩达到平衡，惯性使浮板继续下沉一点，然后再上浮一点。此时粪便已大部分浸在水中，便滑落到排污管最低处，浮板便又转回原来的贴紧排污口背面的位置。当水冲洗时，与粪便下落过程一样，而水是流体，F尚速度更快，水量大浮阀(6)开度也大。
在图16中，Y轴代表排污口中心轴线，X轴代表虚拟水平线。图中展示了坐便器接尿斜面2和蹲便器接尿斜面2′两个接尿实施例。
普通成人射尿抛物线(44)，如图示，距尿道口垂直距离160mm高时射尿远是130mm，当射到坐便器接尿斜面2上的A点，就自然反射到便池的B点上。蹲便器实施例中，射尿抛物线射到蹲便器接尿斜面2′上的C点，则自然反射到便池的D点上，不会溅到便用者下体。
权利要求
1.一种坐便器或蹲便器，由便池，冲洗水槽，排污管组成，其特征是在排污管口设置一浮板阀，由排污管存水隔臭弯管提供适当水位，设置防溅接尿斜面及其侧冲洗水槽。
2.一种浮板阀制造方法，由浮板，密封圈组成，其特征是利用浮力和重力对转轴为支点的杠杆力矩大小变化工作，通过对体积和重力的适当设置的制造无动力的自动启闭浮板阀的方法。
3.根据权利要求1所述的坐便器，其特征是，在浮板上开一通孔，穿入一轴螺栓，浮板以轴为支点构成一杠杆，与浮板接触的是一减摩轴套，轴套与排污方形管直壁接触，轴螺栓支撑在排污方形管直壁上。轴螺栓两侧设密封垫圈。
4.根据权利要求1所述的坐便器或蹲便器，其特征是，在便池后壁设一支撑座，转臂通过轴螺栓与支撑座相连，转臂通过减摩轴套与支撑座端面接触，转臂另一端与平衡斜板连成一体，平衡斜板通过螺栓与浮板弯臂连接，浮板弯臂基部设在浮板上，与浮板连成一体，浮板可拆开，放入排污口后合并。
5.根据权利要求1所述的坐便器和蹲便器，其特征是便池前端设一接尿斜平面，其与便池底面的水平面成锐角，侧冲洗水槽的冲洗口边缘设导流块。
6.根据权利要求1所述的坐便器或蹲便器，其特征是，便池排污口与方形管设一胶接口。
7.根据权利要求1所述的蹲便器，其特征是，冲洗水槽设两个冲洗短管对准浮板弯臂冲洗。
8.根据权力要求2所述的浮板阀制造方法，其特征是，存水弯管的水位控制在封闭排污口时浸到浮板又使浮板露出部分的位置，轴螺栓轴心与排污口底面都水平，轴心与便器纵向中心线垂直，与浮阀圆心的距离大于排污口半径。
全文摘要
一种节水、隔臭、卫生的坐便器和蹲便器。一种自动启闭的便器浮板阀制造方法，它是利用浮力和重力对以轴螺栓为支点的力矩大小变化自动启闭浮阀。蹲便器的轴设在便池后壁支撑座上，转臂与平衡斜板相连，套在轴螺栓中，转臂两侧设减摩轴套，平衡斜板与浮板上的浮板弯臂螺栓联接。坐便器的轴设在排污方管直壁上，两端加密封垫圈，浮板与两侧的减摩轴套接触。存水弯最高水位控制面控制水位，提供适当的水位浮力。不使用弹簧之类的动力件，即可通过浮板自身特点可靠、及时开闭排污口，从而达到节水，隔臭卫生的目的，此外还设置接尿斜面及其侧冲洗水槽，使尿液不溅到使用者下体。
文档编号E03D11/02GK1436902SQ0210295
公开日2003年8月20日 申请日期2002年2月3日 优先权日2002年2月3日
发明者王榕 申请人:王榕