蓄能节水马桶冲水器的制作方法

文档序号:11846841阅读:461来源:国知局

本发明涉及一种冲水装置,特别是在居民家庭中广泛使用的蓄能节水马桶冲水器。



背景技术:

传统式马桶冲水器,一般都是简单蓄水式,即在马桶后部专门设置一个水箱,该水箱与大气连通,水仅仅依靠水箱里0.3米高的低能水位,没有额外压头,当冲水时,手动拉起位于水箱底部的盖板阀盖板,此时,水箱中先前蓄积的定量水涌出,冲走污物。这种设计一般一次动作耗水量在8升左右,有的更是达到12升的用量,再加上冲洗效果不理想,一次污物经常需要冲几次,而反复冲洗所带来的累加耗水量更是惊人。

近几年,由于居民饮用水资源日趋紧张,全社会节能环保意识日趋高涨,节水型冲水器水箱出现并得到大量使用,这种冲水器节水的原理是专门设置了大水和小水两个按键供使用者选择,这在主观上对节约用水起到一定缓解作用,但客观上没有彻底改变。

这些传统冲水器其固有缺点是:

1、水没力:这也是老式冲水器最致命缺点,置于水箱中的水靠自然流动,没有冲击力,通常一次冲水动作往往达不到效果,而需要二次、三次冲水,原因就是因为水箱中所蓄之水水位仅仅0.3米,形成的势能太小,这样,当水涌出时势能变成动能时,产生的速度头非常小,不到2米/秒,水缓缓流出,产生的冲刷力也就微乎其微;

2、水箱蓄水量大,耗费水:如此结构,为保证冲刷效果,这些储水箱容量通常都不能太小,通常都在6升以上,有的更大至12升,而一旦打开避水阀,所容之水即全部涌出,一次冲洗效果不行,再反复冲多几次,单次和累积用水量非常大,所以极端浪费水;

3、必须设置大型储水箱:现在市场上的马桶一般为分体式和一体式两种,但不管哪一种均配备陶瓷专用储水箱,该水箱与坐便器一体,其不仅占地大,而且陶瓷水箱易碎,生产过程中耗用大量粘土和燃料,同时,由于陶瓷体积大,密度小,产品运输过程中,单位体积运输物流成本非常高,间接浪费能源。

4、由于水的冲刷力度太小,污物数次冲洗不掉,直接影响用户心情。

5、现在使用的下沉式的阀门盖板不承压,压力稍高时会自动打开;而抬起式的阀门,压力过高时,人工又难以开启。

以上这些缺点都是需要迫切消除或改进的,亟需创新和发展。

为消除上述缺点,并达到节约用水,节约能源,减少使用空间,提高用户幸福度,高性能马桶冲水器出现了。



技术实现要素:

本发明涉及一种冲水器,特别是在居民家庭中广泛使用的蓄能节水马桶冲水器。

千家万户每天都在使用的马桶,其用水量相当大,绝对不可小觑,尤其在比较缺水的地区,水资源显得尤其珍贵,如何能够在减少用水的前提下,又能够保证冲洗效果,是摆在大家面前不容回避的现实问题。

解决这一问题的途径是:要减少用水量,必须高效率使用水,也就是必须尽可能提高水的势能,提高水的做功能力。

附图说明

附图是本发明的结构剖视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明作进一步详述:

本发明的结构如下:

参照附图所示,蓄能节水马桶冲水器,包括有:进水管1,紧固螺栓2,密封圈3,箱体4,外隔膜5,孔板6,顶盖7,沉筒8,压杆9,压杆弹簧10,单向阀11,驱动阀阀体12,水嘴盖中心弹簧13,水嘴盖14,磁环组15,水嘴盖导压孔16,水嘴盖胶块17,链接弹簧18,底板19,安装支架20,内隔膜21,驱动阀底部法兰22,驱动阀紧固螺丝23,水嘴24,泄压孔25,排水口26,节流孔27。

各部件之间位置关系如下:

由进水管1、底板19、安装支架20、排水口26组成本蓄能节水马桶冲水器底座。

由水嘴盖中心弹簧13、水嘴盖14、水嘴盖导压孔16、水嘴盖胶块17组成可上下移动的水嘴盖子,并预压在水嘴24入口上,安置于驱动阀阀体12内。

水嘴盖14由链接弹簧18与水嘴24形成弹性连接体。

水嘴24与内隔膜21以同心方式铆接在一起。

内隔膜21上开设有节流孔27。

内隔膜21通过驱动阀紧固螺丝23、驱动阀底部法兰22与驱动阀阀体12紧固联接。

在箱体4与沉筒8之间的立体空间安放有外隔膜5,外隔膜5的上端边缘与箱体4的外边缘同心布置,并通过紧固螺栓2与顶盖7和箱体4一起固定,外隔膜5的底端中心开有与驱动阀底部法兰22的内孔尺寸相一致的孔,并与驱动阀底部法兰22、内隔膜21、驱动阀阀体12同心布置,并通过驱动阀紧固螺丝23一起固定。

在沉筒8外侧与箱体4之间的空间靠近顶盖7的方向上安放孔板6,孔板6通过其中心孔与沉筒8同心布置,并固定在沉筒8外表面上。

驱动阀阀体12的上表面紧固联接沉筒8的底端,沉筒8再向上穿越顶盖7,并与顶盖7紧密固定。

在沉筒8的内部置入压杆9,压杆9内部放有压杆弹簧10,压杆9套入驱动阀阀体12的外凸部分并通过压杆弹簧10顶托在驱动阀阀体12的上凸部位,在压杆9的底部外缘安放有磁环组15。

排水口26的入口由水嘴盖弹簧13、水嘴盖胶块17、内隔膜21联合预压着。

排水口26与底板19同心布置,其颈部紧紧贴在底板19的下表面。

底板19通过紧固螺栓2与密封圈3、箱体4、外隔膜5、顶盖7紧固在一起。

在顶盖7的弧形部位开口并安装单向阀11。

在底板19开孔接进水管1。

本装置通过安装支架20与坐便器联接起来。

工作过程如下:

进水过程:城市居民自来水管来水水压约为0.25MPa,居民家庭里的自来水管上的自备手动阀门与进水管1直接相连,当打开该自备手动阀门时,由于自来水自带压头,水压大于环境空气压力,水便由进水管1进入外隔膜5与底板19之间的空隙,并同时到达位于驱动阀阀体12下面的内隔膜21底部处。本冲水器的进水过程包括两个过程,且这两个过程是同时发生的:

第一个过程:水到达内隔膜21底部后,水首先由节流孔27进入由驱动阀阀体12与内隔膜21、水嘴24、水嘴盖胶块17围成的封闭空间,由于水的压力大于该空间内仅留的气体初始压力,于是内压逐步升高,并传递到水嘴盖14的顶部端面,并作用于该端面,然后紧紧下压水嘴盖14和水嘴盖胶块17,继而压住水嘴24的进水口,并保持,当该空间的填充水压等于来水水压后,则水不再进入。同时,该空间压力平衡后,水嘴24与内隔膜21一起紧紧压住本冲水器排水口26的入口。

第二个过程:当来水填充驱动阀阀体12下部空间的时候,水也在同时填充本冲水器外隔膜5与箱体4、底板19之间的空隙,并一直填充,并不断将外隔膜5推挤上移,当填充水的压力与顶盖7和外隔膜5空间内的空气压力相同后,则水不再进入,两者保持平衡。

排水过程:参照附图所示,箱体4中的水位到达设计水位后处于保压蓄能状态,此时,若按压压杆9,则压杆弹簧10收缩,磁环组15迅速下移并靠近位于驱动阀阀体12内部的水嘴盖14上端,由于水嘴盖14为导磁材料,当两者充分接近后,磁吸力大于水嘴盖中心弹簧13的弹性阻力和水压静推力之和,于是,水嘴盖14、链接弹簧18与水嘴盖胶块17一起迅速上移,瞬间将水嘴24上的泄压孔25打开,先前蓄留的少量水立即从水嘴24中流出,排入冲水器排水口26,内压立即减小,而位于内隔膜21外部的泛水区水压仍然保持着高位,而铆接了部件水嘴24的内隔膜21为弹性材料,这样,在泛水区水压作用下,内隔膜21与水嘴24一起同时上抬,打开内隔膜21与冲水器排水口26之间的流通空间,就打开了本冲水器的主流通道,冲水器被打开后,原先蓄积在箱体4内的大量富压水,瞬间喷涌而出。

自动复位:参照附图所示,自动复位包括两个过程,一是外隔膜5自动复位,另一个是内隔膜21自动复位,具体详述如下:

外隔膜5自动复位:当箱体4蓄积的高能水被释放后,外隔膜5在顶盖7下部的被压空气复原力和自身回复力的双重作用下,迅速复位到起始状态。

内隔膜21自动复位:当按压压杆9的外力消失后,压杆9在压杆弹簧10与水嘴盖中心弹簧13的两个恢复力作用下将磁环组15与水嘴盖14上部分离,并各自归位。水释放完全后,水嘴盖14在链接弹簧18的牵引作用下自然压向内隔膜21上的水嘴24上的泄压孔25,而水嘴24通过内隔膜21也自动压住本冲水器的排水口26也就是主出水口,如此完成自动密封,自动闭锁,阻挡水流。

完成上述两个复位后,本冲水器又开始新的充水蓄能过程,直到下一次按动压杆9。

这样做的好处是:

1.采用空气蓄能,没有疲劳寿命问题,水流挤压空气,箱体4内的封闭空气体积迅速缩小而压力陡然上升,形成空气弹簧,而箱体4外隔膜5下面的蓄集的大量进水同时获得了相同的压力势能,这个压力大小等同于自来水管内的压力。当冲水器打开时,被压缩着的空气迅速把水压出水箱。如此,内部空气被反复挤压和释放,体积忽大忽小,就像弹簧伸缩一样。

2.独到的是:设置在驱动阀阀体12内的内隔膜21,与外隔膜5之间形成连通器,即采用小活塞来推动大活塞,起到四两拨千斤的作用,这样就保证了冲水器操作灵敏,动作轻松。

3.由于压力能的存在,蓄集水富有极高的做功能力,水体任意水平横截面处均为等压面,根据积分定理,这个横截面会产生非常高的合成推力,该推力会驱动水面急速下移,排水过程中蓄集水会整体瞬间往低压区移动,水体形成了刚性体,同步性好,移动迅速,排水超快。

4.由于压力能的存在,根据流体总压定理,水的静压会变成动压,也就是水流具有极高的速度头,计算表明,此种水流,其出口速度可达20米/秒以上,而老式冲水器其水流出口速度仅仅不到2米/秒,两者相比,本蓄能节水马桶冲水器的优势显而易见。

5.由于水流射流强,冲刷效果显著,水箱的容积非常小,为定容式设计,每次耗水量3升以内,从客观上、根本上减少用水,并高效使用水。

6.水头被抬高到25米左右,远远大于老式水箱水头的0.3米,是老式冲水阀的80多倍,水的冲击力度超大,一次操作即可达到预定效果,无须反复操作,使用者获得极佳的用户体验。

7.由于水流湍急,冲洗过程也是马桶流体通道的自我保洁过程。

8.在箱体4与顶盖7之间设置了外隔膜5,其好处是可以将上部的空气与下部的进水进行强制隔离。

9.在外隔膜5与顶盖7之间布置了孔板6,其好处之一是起阻尼器作用,可以延缓气体恢复力对外隔膜5的冲击力,减少机械损伤,同时又对外隔膜5的顶部上升位置进行限位保护。

10.在顶盖7本体上设置了单向阀11,该阀只允许气体由外部进入冲水器顶盖7内,而不允许由内部向外泄,其好处是对可能造成的内部封闭气体遗失进行补充,该单向阀也可以布置在沉筒8主体上。

11.尤其独到的是:本装置采用了磁环组15驱动,除保证可靠传递动力以外,还可以保证整个装置的密封性能不受影响。

12.采用球形顶盖7与圆柱形箱体4相结合的空间结构方式,可有效保证本装置的长期工作的良好密封性能。

13.本装置工作是不用外加动力电源,安全、可靠。

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