一种翻转式节水型蹲便器及其方法与流程

本发明属于卫浴设备领域，具体设计一种翻转式节水型蹲便器及其方法。

背景技术：

日常生活中，如厕是每个人必须的生理要求，家用厕所约有3亿个。目前我国普遍采用自来水冲厕，而我国是一个严重缺水的国家，人均水资源拥有量仅为世界平均水平的28％，每年冲厕需消耗自来水150亿吨，约占我国每年缺水总量的30％。

除家庭厕所外，公共厕所是城市最重要的基础设施之一，公共场所优劣反映了一个城市的公共形象和素质水平，2015年我国共有公共厕所12.63万座，每年冲厕用水量达6亿吨，而目前我国公共厕所普遍存在着脏、臭、差等问题，严重影响人们的体验。

如表1所示，市面已有的厕所中都不同程度的存在着缺陷。①普通蹲、坐便器耗水量大。根据国家标准《节水型卫生洁具》gb/t31436-2015要求，节水型蹲便器用水量不大于6l，节水型坐便器不大于5l，然而依然耗水严重，冲厕用水量占日常生活用水的1/3以上。②冲厕带来的微生物污染和臭气弥散影响人们的体验。③高档厕所价格昂贵。不适合日常生活使用和公共场所安装。

针对厕所如何节能环保，优化用户体验，设计研制了一种翻转式节水型蹲便器，实现了节水，同时保持厕所清洁卫生健康的环境，减少对人体健康的威胁，改善人们的如厕体验，彻底改变公共厕所脏、乱、差的现状。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种翻转式节水型蹲便器及其方法。

本发明的技术方案如下,翻转式节水型蹲便器包括便池本体、下方管路、触发装置、机械传动单元，翻转密封单元和射流清洁单元；所述翻转密封单元包括传动轴和翻转密封件；所述的传动轴通过轴承固定在便池本体内并与机械传动单元传动连接，所述的触发装置与机械传动单元传动连接；所述的便池本体下部设置有下方管路；翻转密封件固定在传动轴上，所述的便池本体的下部通过翻转密封件密封；所述的射流清洁单元位于翻转密封件下部用于对翻转密封件进行清洁。

优选的，所述的机械传动单元包括齿条、小齿轮、不完全齿轮、特殊齿轮；所述的小齿轮与齿条啮合，齿条与触发装置相连；小齿轮与不完全齿轮同轴连接，所述的特殊齿轮安装在传动轴上；所述的不完全齿轮的锁止圆弧长度为周长的一半；所述的特殊齿轮上对称设置有两个厚齿；所述的厚齿齿顶设有齿顶锁止弧，所述的不完全齿轮与特殊齿轮啮合。

优选的，所述的翻转密封件的结构为圆柱体上对称设有两个凹槽形成的结构；且所述的翻转密封件在翻转过程中，始终对便池本体进行密封。

优选的，所述的触发装置位踏板，所述的踏板一端与齿条相连。

优选的，所述下方管路上设有弹簧挡板。

优选的，所述射流清洁单元包括对称设置的扇形喷嘴；所述的扇形喷嘴喷射流体为水或水与空气混合物。

本发明还公开了一种所述蹲便器的工作方法：

初始状态时，翻转密封件的一面凹槽朝上，翻转密封件对便池本体进行密封，各单元处于初始位置；

当如厕后，排泄物位于翻转密封件的一面凹槽上；此时触动触发装置；触发装置带动齿条运动，齿条的运动带动小齿轮转动，小齿轮将转动传递给不完全齿轮；由于不完全齿轮的锁止圆弧长度为周长的一半，且特殊齿轮上对称设置有两个厚齿；当不完全齿轮转动一周时，与其啮合的特殊齿轮只转动半周，且转动半周后特殊齿轮上的齿顶锁止弧与不完全齿轮的锁止圆弧互相锁死，特殊齿轮的转动带动传动轴转动，继而带动翻转密封件翻转，使盛有排泄物凹槽面朝下，排泄物依靠重力与凹槽面分离；翻转过程中，翻转密封件始终对便池本体进行密封；

位于翻转密封件下部的射流清洁单元开始工作，此时射流清洁单元对朝下的凹槽面上的残留物进行清洁，朝上的凹槽面可继续工作；

通过再次触动触发装置或反向触动触发装置，翻转密封件即可继续反面实现反复工作。

本发明装置颠覆传统的外部冲洗过程，创新性的将清洁过程转移至下方，隔绝与外界的联系，减少因冲洗带来了的微生物扩散污染，同时也减少了因水渍外溅带来的人力物力的清洁成本。本发明通过巧妙设计便池结构和固定端内壁形状，实现翻转过程中内外始终隔绝，达到密封效果，减少臭气溢出。通过实验验证，该装置每次清洁用水量为0.95l，相较于传统蹲便器能节约87％的用水量，同时减少了微生物污染，改善人们的如厕体验，改善公共厕所的环境，让方便真正方便。

附图说明

图1为本发明蹲便器的外部结构示意图；

图2为本发明蹲便器的结构示意图；

图3为本发明蹲便器的机械传动单元结构示意图；

图4为本发明不完全齿轮和特殊齿轮配合示意图；

图5为本发明翻转密封件工作示意图，其中(a)为初始状态，(b)和(c)为翻转过程中的不同状态。

图中：固定外壳1、便池本体2、下方管路3、齿轮箱盖4、踏板5、踏板支架6、连杆7、导轨8、连接轴9、轴承10、齿条11、特殊齿轮12、轴承13，轴承14、不完全齿轮15、小齿轮16、键17、轴承18。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1和2所述，本发明的翻转式节水型蹲便器包括便池本体2、下方管路3、触发装置、机械传动单元，翻转密封单元和射流清洁单元；所述翻转密封单元包括传动轴和翻转密封件；所述的传动轴通过轴承固定在便池本体内并与机械传动单元传动连接，所述的触发装置与机械传动单元传动连接；所述的便池本体下部设置有下方管路；翻转密封件固定在传动轴上，所述的便池本体的下部通过翻转密封件密封；所述的射流清洁单元位于翻转密封件下部用于对翻转密封件进行清洁。

便池本体2由固定外壳1固定安装在地面上，齿轮箱盖4作为机械传动单元的外壳，与固定外壳1连接。触发装置采用踏板5；踏板5由踏板支架6固定。传动轴一端通过轴承18固定安装，另一端通过建17与轴承13连接。

如图3和4所示，在本实施例中，所述的机械传动单元包括齿条11、小齿轮16、不完全齿轮15、特殊齿轮12，各齿轮的基本参数如下标1所示；所述的小齿轮与齿条啮合，小齿轮通过连接轴9与轴承10固定安装；齿条11通过连杆7与踏板5相连；齿条11设置导轨8内，可与导轨8相对运动，小齿轮与不完全齿轮同轴连接，不完全齿轮通过轴承14固定，所述的特殊齿轮与传动轴同轴连接，特殊齿轮通过轴承13固定；所述的不完全齿轮的锁止圆弧s1长度为周长的一半；所述的特殊齿轮上对称设置有两个厚齿；所述的厚齿齿顶设有齿顶锁止弧s2，所述的不完全齿轮与特殊齿轮啮合。

表1传动机构齿轮的基本参数

如图5所示，所述的翻转密封件的结构为圆柱体上对称设有两个凹槽形成的结构；且所述的翻转密封件在翻转过程中，始终对便池本体进行密封。

本发明的一个实施例中，所述的触发装置位踏板，所述的踏板一端与齿条相连。所述下方管路上设有弹簧挡板；当排泄物落下时，挡板打开，否则挡板关闭，起到密封的效果。所述射流清洁单元包括对称设置的扇形喷嘴；所述的扇形喷嘴喷射流体为水或水与空气混合物。水流量为95ml/s，冲洗时间为5s

本发明还公开了一种所述蹲便器的工作方法：

初始状态时，翻转密封件的一面凹槽朝上，翻转密封件对便池本体进行密封，各单元处于初始位置；

当如厕后，排泄物位于翻转密封件的一面凹槽上；此时触动触发装置；触发装置带动齿条运动，齿条的运动带动小齿轮转动，小齿轮将转动传递给不完全齿轮；由于不完全齿轮的锁止圆弧长度为周长的一半，且特殊齿轮上对称设置有两个厚齿；当不完全齿轮转动一周时，与其啮合的特殊齿轮只转动半周，且转动半周后特殊齿轮上的齿顶锁止弧与不完全齿轮的锁止圆弧互相锁死，特殊齿轮的转动带动传动轴转动，继而带动翻转密封件翻转，使盛有排泄物凹槽面朝下，排泄物依靠重力与凹槽面分离；翻转过程中，翻转密封件始终对便池本体进行密封；设计转动时间应该在0.5-1s。

位于翻转密封件下部的射流清洁单元开始工作，此时射流清洁单元对朝下的凹槽面上的残留物进行清洁，朝上的凹槽面可继续工作；

通过再次触动触发装置或反向触动触发装置，翻转密封件即可继续反面实现反复工作。

实地调研杭州市某区某公共厕所，统计出一天用水量作为样本数据。

表2某公共厕所平均一天用水量统计表

通过实验验证，本发明装置每次清洁用水量为0.95l，相较于传统蹲便器能节约87％的用水量，同时减少了微生物污染，改善人们的如厕体验，改善公共厕所的环境，让方便真正方便。

通过实验得出平均节水效率为87％，每蹲位日均节水量为1113.6l,每座公厕日冲厕节约用水量12249.6l，按每座厕所每天减少清洁次数6次算，清扫节水180l。以杭州市公共厕所数量1569座(截止至2016年)，平均拥有厕位11个计算，使用该装置后，杭州市全年可节约用水量712万吨，以杭州市第一梯度水费2.9元/立方米计算，杭州市年均节水费用可达2064.8万元，全国12.63万座公厕节水费用约16.62亿元。

本发明通过对清洗过程的动力源进行改进，利用污物的自身重力与扇形喷嘴射流出水的打击力作为混合动力对蹲便器进行清洗，相比于现有的蹲便器仅用水冲力作为动力更节约有限的水资源和减少能耗。将传统的外部冲洗改变为便池下方的内部清洗，能够有效减少微生物的扩散和水渍的外溅，从而改善厕所的整体环境，减少对人体健康的威胁，提升使用体验，同时减少人力清洁成本的投入。

采用隔绝式结构，在便池翻转的任意角度，中间便池机构外壁与固定内壁时刻配合，上下方始终不贯通，在下方管路出口采用弹簧挡板，能够有效阻止臭气溢出，达到密封效果。

2015年，我国共有公共厕所12.63万座，每年的使用耗水量巨大，而我国是世界上缺水的国家之一，特别是北方缺水地区，采用本作品方案，能够节约87％的冲厕用水资源，有效减轻城市供水压力。本产品的制造成本与普通蹲便器相差不大，在新建厕所投入中与传统投资无明显差别，老旧厕所改造中增加的成本可短时间内回收，日常维护中，可减少清洁人员，节约城市公共管理成本，因此本产品应用前景十分广阔。可在城市街道社区、旅游景区等地推广使用。