一种手控磁吸开闭式控制器的制作方法

本发明涉及真空厕所等厨卫领域相关设备用控制器技术领域，包括真空马桶等需要气控控制进行真空排污的相关产品用控制器技术领域，特别涉及一种手控磁吸开闭式控制器。

背景技术：

基于低于大气压力的压力与大气压力之间形成的压力差的真空技术，真空马桶在控制器的作用下降真空马桶内的人体排泄物和垃圾通过真空排污阀(国外叫真空隔膜阀，国内叫隔膜阀)和手动球阀后，排入真空下水管中，进而排入真空污水输送管路系统中；它的基本工作原理如下所述：当冲洗真空马桶时，按压控制器按钮后，真空排污阀会打开，依靠于作用于真空马桶中污水和固体垃圾混合物上的气体压力差产生的推动力，将气液固体垃圾混合物经真空排污阀和手动球阀后，排入下水管中，进而清理掉马桶内的垃圾。当不需要冲洗马桶时，控制器延时复位后，关闭了真空排污阀，进而停止了真空马桶中和固体垃圾混合物两侧产生的压力差的动力来源，因而马桶停止工作。

相较于传统的重力虹吸式马桶和直排式马桶，真空马桶的主要优点是节能节水和无臭气泄露的隐患，因而它的应用领域及其广泛，比如应用于医院、学校、宾馆等领域。

众所周知的是，真空马桶在运行中其控制器故障发生频次较高，而且使用不方便，其控制器类型有如下几种：

其一，纯机械式，该控制器主要是利用了杠杆机构和凸轮机构进行控制的，参考专利有cn1201057c、us6128789；该控制器由于具有相关机械零部件，零部件数量多，可靠性差，笨重，体积大。

其二，气控式，包括两种类型的控制器：

(1)单按钮控制器，比如cn200680003008.7、cn201580081233.1、us5069243、us4373838、us4171853、us5570715；

(2)双按钮控制器，比如cn111677069a大小水双按钮控制器及其真空排污系统。

这些控制器故障原因和不足之处在于：

其一，机械式电控控制器由于具有相关机械零部件，零部件数量多，结构复杂，可靠性差，笨重，体积大，特别是遇到洪涝灾害的情况下，真空马桶彻底瘫痪了。

其二，已公知的气动式气控控制器(即专利号为cn111677069a，名称为一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置)具有按压延时接通，非按压状态是断开状态的功能，存在以下的技术问题：第一，活塞技术存在制造精度高，费用高的问题；第二，大小水按钮偏心配置，对执行组件阀杆产生一定的弯矩力，进而导致执行组件回弹不佳，甚至卡顿；第三，唇形密封圈的密封性能差，寿命短，与杆之间的摩擦阻力大，导致按钮力比较大；执行组件阀杆上下端面所受到的压力不一样，会导致回弹弹簧力大，进而按钮力较大；第四，执行组件会受到气压压力波动的影响延时时间的效果和准确性；第五，钢球-弹簧式单向阀的开启压力很大，无法满足高灵敏性的低开启压力的要求；第六，腔室排水效果不佳，会引起其中的零件的使用寿命的降低。

因此针对气动式气控控制器存在的诸多不足，本发明研制了一种适用于真空马桶等需要利用真空技术进行排泄污水相关领域的控制器，即一种手控磁吸开闭式控制器，以解决现有技术中存在的问题，经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。

技术实现要素：

本发明目的是：提供一种手控磁吸开闭式控制器，以应用于真空马桶等需要利用真空技术进行排泄污水的相关技术领域，以解决现有技术中存在的一系列问题。

本发明的技术方案是：一种手控磁吸开闭式控制器，包括阀体、设置在阀体内部的按钮组件、通过按钮组件触发动作的执行机构；所述阀体外壁上设置有真空接口、空气接口及输出接口，内部依次设置有与真空接口连通的真空管路、与空气接口连通的空气管路、以及与输出接口相连通的输出管路；所述执行机构包括通过按钮组件触发升降并间歇性的通断真空管路与空气管路的堵头、用于使输出接口间歇性的与真空接口及空气接口相连通的阀芯组件。

优选的，所述阀体内部由上至下依次设置有第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室及第五腔室，所述按钮组件贯穿阀体上端部并延伸至第一腔室内，并将第一腔室分隔为第一上腔室及第一下腔室；所述堵头插套滑动配合在第二腔室内，下方设置有连通真空管路与空气管路的通气孔；所述阀芯组件插套滑动配合在第三腔室与第四腔室之间，上端部处在第三腔室内，并将第三腔室分隔为第二上腔室及第二下腔室，第二上腔室与第二下腔室之间设置有节流孔；所述阀芯组件下端部延伸至第四腔室内，可通过升降运动封堵第五腔室，并间歇性的通断第二下腔室与第四腔室之间的连通；所述真空接口分别与第五腔室及通气孔相连通，并构成真空管路；所述空气接口与第二下腔室相连通，所述第二下腔室与第二上腔室通过节流孔相连通，所述第二上腔室与第二腔室相连通，并共同构成空气管路；所述空气接口还与第一上腔室相连通；所述输出接口与第四腔室相连通，并构成输出管路。

优选的，所述按钮组件包括按钮杆、依次固定在按钮杆下端的大波纹膜片及磁铁、设置在大波纹膜片下方与第一腔室下端面之间的第一复位弹簧；所述堵头上端设置有具有磁性的下嵌件及第二复位弹簧；所述阀芯组件包括阀杆、固定在阀杆上端的小波纹膜片、设置在小波纹膜片上端与第三腔室上端面之间的第三复位弹簧；所述阀杆侧壁上设置有实现第二下腔室与第四腔室连通的凹槽，下端设置有实现第二下腔室与第四腔室不连通的密封板；所述节流孔处在小波纹膜片上。

优选的，所述按钮杆内部呈中空状，上端部固定有按压头；所述按钮杆内部还设置有冲水量调节组件，所述冲水量调节组件包括插接配合在按钮杆内部的密封杆、与密封杆上端固定连接的拨盘、以及贯穿按压头将密封杆进行锁紧的锁紧螺钉；所述密封杆下端与侧壁之间形成一呈“7”字型的导气管路，所述阀体上端部内侧设置有将导气管路与第一上腔室相连通的上通气管路，所述按钮杆内部设置有将导气管路与第二下腔室相连通的下通气管路；所述密封杆通过转动实现上通气管路与下通气管路的通断。

优选的，所述导气管路侧边与上通气管路对齐时，上通气管路与下通气管路相连通，此时为小冲水模式；所述导气管路侧边与上通气管路不对齐时，上通气管路与下通气管路不连通，此时为大冲水模式。

优选的，所述拨盘下端具有一凸块，所述按压头内部具有一供凸块滑动配合的滑槽，所述滑槽呈1/4圆弧形。

优选的，所述拨盘上端面设置有向上凸起的拨盘钮。

优选的，所述阀体包括由上至下依次扣合并固定连接的上壳体、第一中壳体、第二中壳体、第三中壳体、第四中壳体及下壳体；所述大波纹膜片外侧边缘扣合并固定在上壳体与第一中壳体之间，所述小波纹膜片扣合并固定在第三中壳体与第四中壳体之间。

优选的，所述按钮杆下端部设置有磁铁座及与磁铁座嵌套配合的上嵌件，所述磁铁套设在磁铁座外侧，所述上嵌件下端延伸至磁铁座下方，并呈下端开口的筒状结构，所述第一下腔室下端面设置有环绕堵头运动区域的环形凹腔。

优选的，所述按钮杆下端部设置有磁铁座及与磁铁座嵌套配合的上嵌件，所述磁铁套设在磁铁座外侧，所述上嵌件设置在磁铁座内部。

优选的，所述第五腔室上端内壁处嵌套设置有用于与阀杆下端部密封配合的密封件。

优选的，所述第一下腔室相对的阀体侧壁上安装有用于将第一下腔室内部的空气外排的单向阀组件、以及用于实现空气右外向内进入的针阀组件。

优选的，所述单向阀组件包括底座、安装在底座上的橡胶膜片、与底座配合并对橡胶膜片中部进行限位的压板、以及盖设在底座及压板外侧端的端盖；所述底座、压板及端盖中部共同形成有实现空气外排的出气孔。

优选的，所述针阀组件包括针阀座及插接配合在针阀座内的针阀芯；所述阀体外壁上具有一进气孔，所述针阀座内部呈中空状，并与进气孔相连通，内侧端部具有一与第一下腔室相连通的限流孔；所述针阀芯插接配合在限流孔内。

优选的，所述真空接口、空气接口及输出接口均设置在阀体下端面，且所述输出接口共具有三个。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)本发明主要采用手动触发实现控制器的动作，以便输出接口可切换的通入空气或形成真空，进而控制与其连接的真空排污阀、或隔膜阀、或气动水阀等动作，控制方便高效；且适用于气压变化范围较大，压力不稳定的场合。

(2)配置了冲水量调节组件，使用过程具有大小水冲水功能，大冲水功能用于水量大的场合，小冲水功能用于水量少的场合，进一步降低耗水量，提高用水能效比；小冲水功能状态下，第一上腔室与第一下腔室相连通，两者之间的气压能够迅速到达平衡，按钮组件能够迅速复位，进而使用水量少；大冲水功能状态下，第一上腔室与第一下腔室不连通，此时第一下腔室的空气需经过针阀组件处得以获取，具有延时功能，按钮组件复位速度慢，进而使用水量多；同时延时功能可调，即大冲水功能的延时时间是可以手动调节的，不需要拆开设备，调节迅速方便。

(3)通过合理的内部腔室的设计，实现手动控制器具有主动排水功能，确保腔室内部形成的冷凝水能够及时畅通无阻的经真空接口排出，进而保证手动控制器高效工作，避免冷凝水影响控制器密封性、动作灵活性等，使与之连接的器件能够正常高效工作。

(4)整体结构设计紧凑，小巧轻便，尺寸设计灵活可调，同时制作时大多采用注塑工艺，单次产品运输成本低；且合理的结构设计能够使得安装更加方便。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述的一种手控磁吸开闭式控制器的结构示意图；

图2为本发明所述的一种手控磁吸开闭式控制器的剖面图；

图3为本发明所述阀体的剖面图；

图4为本发明所述阀体的仰视图；

图5为本发明所述真空管路、空气管路及输出管路的连通结构示意图；

图6为本发明所述阀杆的剖面图；

图7为本发明所述上嵌件外凸设置时的结构放大图；

图8为本发明所述上嵌件内陷设置时的结构放大图；

图9为本发明所述单向阀组件的剖视图；

图10为本发明所述针阀组件与阀体的设置结构示意图；

图11为本发明所述针阀组件的剖视图；

图12为本发明所述按钮杆及冲水量调节组件的剖视图；

图13为本发明所述冲水量调节组件与按压头连接时的剖视图；

图14为本发明所述冲水量调节组件的结构示意图(拨盘上端面不设置拨盘钮)；

图15为本发明所述冲水量调节组件的结构示意图(拨盘上端面设置拨盘钮)；

图16为本发明所述冲水量调节组件为小冲水模式时，第一上腔室与第一下腔室相连通的结构示意图，即图5中的a处结构放大图；

图17为本发明所述冲水量调节组件为大冲水模式时的结构示意图；

图18为本发明所述按压头的结构示意图；

图19为本发明所述的一种手控磁吸开闭式控制器非工作状态下的剖面图；

图20为本发明所述的一种手控磁吸开闭式控制器工作状态下的剖面图。

其中：1、阀体；

101、上壳体，102、第一中壳体，103、第二中壳体，104、第三中壳体，105、第四中壳体，106、下壳体；

11、第一腔室，12、第二腔室，13、第三腔室，14、第四腔室，15、第五腔室，16、真空接口，17、空气接口，18、输出接口，19、通气孔；

111、第一上腔室，112、第一下腔室，1121、环形凹腔；

161、真空管路；

171、空气管路；

181、输出管路；

131、第二上腔室，132、第二下腔室；

2、按钮组件；

21、按钮杆，22、大波纹膜片，23、磁铁，24、第一复位弹簧，25、按压头，26、上嵌件(26a、26b)；

251、滑槽；

3、堵头；

31、下嵌件，32、第二复位弹簧；

4、阀芯组件；

41、阀杆，42、小波纹膜片，43、第三复位弹簧；

411、凹槽，412、密封板；

421、节流孔；

5、单向阀组件；

51、底座，52、橡胶膜片，53、压板，54、端盖，55、出气孔；

6、针阀组件；

61、进气孔，62、针阀座，63、针阀芯，64、限流孔；

7、冲水量调节组件；

71、密封杆，72、拨盘，73、锁紧螺钉，74、上通气管路，75、下通气管路；

711、导气管路；

721、凸块，722、拨盘钮。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

如图1、图2所示，一种手控磁吸开闭式控制器，包括阀体1、设置在阀体1内部的按钮组件2、通过按钮组件2触发动作的执行机构；阀体1外壁上设置有真空接口16、空气接口17及输出接口18，内部依次设置有与真空接口16连通的真空管路161、与空气接口17连通的空气管路171、以及与输出接口18相连通的输出管路181；执行机构包括通过按钮组件2触发升降并间歇性的通断真空管路161与空气管路171的堵头3、用于使输出接口18间歇性的与真空接口16及空气接口17相连通的阀芯组件4。

如图3所示，阀体1包括由上至下依次扣合并固定连接的上壳体101、第一中壳体102、第二中壳体103、第三中壳体104、第四中壳体105及下壳体106；内部由上至下依次设置有第一腔室11、第二腔室12、第三腔室13、第四腔室14及第五腔室15，如图4所示，真空接口16、空气接口17及输出接口18均设置在阀体1下端面，且输出接口18共具有三个。

简单的，如图2所示，按钮组件2贯穿阀体1上端部并延伸至第一腔室11内，并将第一腔室11分隔为第一上腔室111及第一下腔室112；堵头3插套滑动配合在第二腔室12内，下方设置有连通真空管路161与空气管路171的通气孔19；阀芯组件4插套滑动配合在第三腔室13与第四腔室14之间，上端部处在第三腔室13内，并将第三腔室13分隔为第二上腔室131及第二下腔室132，第二上腔室131与第二下腔室132之间设置有节流孔421；阀芯组件4下端部延伸至第四腔室14内，可通过升降运动封堵第五腔室15，并间歇性的通断第二下腔室132与第四腔室14之间的连通；因此，上述真空接口16、空气接口17及输出接口18的具体连通方式如下：

如图5所示，真空接口16分别与第五腔室15及通气孔19相连通，并构成真空管路161，如图中的粗虚线所示；空气接口17与第二下腔室132相连通，第二下腔室132与第二上腔室131通过节流孔421相连通，第二上腔室131与第二腔室12相连通，并共同构成空气管路171，如图中的粗实线所示；空气接口17还与第一上腔室111相连通；输出接口18与第四腔室14相连通，并构成输出管路181，如图中带箭头的粗点划线所示。

更具体的，如图2所示，按钮组件2包括按钮杆21、依次固定在按钮杆21下端的大波纹膜片22及磁铁23、设置在大波纹膜片22下方与第一腔室11下端面之间的第一复位弹簧24；堵头3上端设置有具有磁性的下嵌件31及第二复位弹簧32；阀芯组件4包括阀杆41、固定在阀杆41上端的小波纹膜片42、设置在小波纹膜片42上端与第三腔室13上端面之间的第三复位弹簧43，其中节流孔421处在小波纹膜片42上，结合图6所示，阀杆41侧壁上设置有实现第二下腔室132与第四腔室14连通的凹槽411，下端设置有实现第二下腔室132与第四腔室14不连通的密封板412；阀杆41用于向下运动并封堵第五腔室15上端部，对应的第五腔室15内壁处设置有密封件，该密封件采用铝合金6061材质进行制作；其中，大波纹膜片22外侧边缘扣合并固定在上壳体101与第一中壳体102之间，小波纹膜片42扣合并固定在第三中壳体104与第四中壳体105之间。

本实施例中，按钮杆21下端部设置有磁铁座及与磁铁座嵌套配合的上嵌件26，磁铁23套设在磁铁座外侧，上嵌件26具有两种设置方式，如图7所示，上嵌件26a下端延伸至磁铁座下方，并呈下端开口的筒状结构，第一下腔室112下端面设置有环绕堵头3运动区域的环形凹腔1121，起到有效的定位作用；如图8所示，上嵌件26b设置在磁铁座内部；该上嵌件26可选用塑料材质，或者不带磁性的不锈钢材质。

如图2、图10所示，第一下腔室112相对的阀体1侧壁上安装有用于将第一下腔室112内部的空气外排的单向阀组件5、以及用于实现空气右外向内进入的针阀组件6；其中，如图9所示，单向阀组件5包括底座51、安装在底座51上的橡胶膜片52、与底座51配合并对橡胶膜片52中部进行限位的压板53、以及盖设在底座51及压板53外侧端的端盖54；底座51、压板53及端盖54中部共同形成有实现空气外排的出气孔55；如图11所示，针阀组件6包括针阀座62及插接配合在针阀座62内的针阀芯63；阀体1外壁上具有一进气孔61，针阀座62内部呈中空状，并与进气孔61相连通，内侧端部具有一与第一下腔室112相连通的限流孔64；针阀芯63插接配合在限流孔64内。

同时，本发明还具有大冲水模式与小冲水模式，应用于水量大和水量小的场合，其具体结构如下：

如图12所示，按钮杆21内部呈中空状，上端部固定有按压头25；按钮杆21内部还设置有冲水量调节组件7，如图13、图14所示，冲水量调节组件7包括插接配合在按钮杆21内部的密封杆71、与密封杆71上端固定连接的拨盘72、以及贯穿按压头25将密封杆71进行锁紧的锁紧螺钉73；密封杆71下端与侧壁之间形成一呈“7”字型的导气管路711，阀体1上端部内侧设置有将导气管路711与第一上腔室111相连通的上通气管路74，按钮杆21内部设置有将导气管路711与第二下腔室132相连通的下通气管路75；密封杆71通过转动实现上通气管路74与下通气管路75的通断；作为本实施例的进一步优化，为方便密封杆71的转动，如图15所示，在拨盘72上端面设置有向上凸起的拨盘钮722。

如图16所示，当导气管路711侧边与上通气管路74对齐时，上通气管路74与下通气管路75相连通，连通路径如图中的虚线所示，此时为小冲水模式；如图17所示，当导气管路711侧边与上通气管路74不对齐时，上通气管路74与下通气管路75不连通，此时为大冲水模式；为了便于转动，如图14、图15所示，拨盘72下端设置有一凸块721，如图18所示，按压头25内部具有一供凸块721滑动配合的滑槽251，滑槽251呈1/4圆弧形，大冲水模式与小冲水模式的调节只需单次转动拨盘90°即可。

本发明的工作原理具体如下：

非工作状态下：如图19所示，按钮组件2在第一复位弹簧24的作用下回弹至最顶部，此时磁铁23与下嵌件31之间的距离过远，进而磁铁23的磁力不足以克服堵头3上端的第二复位弹簧32的弹力，致使堵头3在第二复位弹簧32的作用下关闭通气孔19，真空管路161与第二腔室12不连通；在小波纹膜片42上节流孔421的作用下，整个空气管路171中(图5中粗实线所经过的路径)均为空气，此时第二上腔室131与第二下腔室132内部均为空气，气压压力相同，进而阀芯组件4在第三复位弹簧43的弹簧力作用下封堵第五腔室15；由于阀杆41侧壁凹槽411的存在，此时第二下腔室132与第四腔室14相连通，由于空气接口17与第二下腔室132相连通，输出接口18与第四腔室14相连通，进而空气接口17与输出接口18实现连通，输出接口18处通入空气，空气的流动路径如图中的粗虚线所示。

工作状态下：如图20所示，按钮组件2在向下移动的过程中，人手施加的力克服第一复位弹簧24的弹簧力，此时磁铁23不断靠近下嵌件31，当两者之间的距离逐渐缩小，磁力不断增大，并克服第二复位弹簧32的弹簧力将堵头3及下嵌件31吸引上升，打开通气孔19，由于小波纹膜片42上的节流孔421来不及通气，此时第二上腔室131内形成真空，而第二下腔室132内部为空气，则小波纹膜片42上下两端形成压力差，并产生一个方向向上的压差力，阀芯组件4向上运动，密封板412与第四腔室14上端面贴合，关闭第二下腔室132与第四腔室14之间的连通，此时第四空腔与第五腔室15相连通，由于真空接口16与第五腔室15相连通，输出接口18与第四腔室14向连通，进而真空接口16与输出接口18实现连通，输出接口18处形成真空，真空的形成路径如图中的粗虚线所示，空气的流通路径如图中的粗实线所示。

延时功能状态下：将冲水量调节组件7调节为大冲水模式，由于在工作状态下，第一下腔室112内部的空气经单向阀组件5排出阀体1外部，随着人手的离开，按钮组件2在第一复位弹簧24的作用下开始复位回弹，第一下腔室112内部需不断补入空气，由于针阀组件6的限流作用，导致复位时间延长，进而实现了延时功能。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。