CN101250894B

CN101250894B - 抽水马桶的自动顺序冲水方法与自动顺序冲水装置

Info

Publication number: CN101250894B
Application number: CN2008100445917A
Authority: CN
Inventors: 白雪; 罗麟
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2028-04-11
Also published as: CN101250894A

Abstract

一种抽水马桶的自动顺序冲水方法，冲洗马桶时，依次用中水、清水自动冲洗，所述中水为经过城市污水处理厂或住宅小区污水处理站处理达标排放的出水，或住宅小区收集的雨水，或家庭中的洗涤弃水，所述清水为自来水。一种用于抽水马桶的双箱顺序冲水装置，包括清水箱、中水箱和冲水启动手柄，清水箱、中水箱中各安装有一套进水控制机构和冲水控制机构；设置了顺序冲水控制机构，所述顺序冲水控制机构分别与中水箱中安装的中水进水控制机构和清水箱中安装的清水冲水控制机构连接；冲水启动手柄与中水箱中的中水冲水控制机构连接。本发明所述的方法和装置，可以保持水封用水为清洁水，在感官及卫生方面达到完全清水冲洗的同样效果。

Description

抽水马桶的自动顺序冲水方法与自动顺序冲水装置

技术领域

本发明属于卫生洁具领域，特别涉及一种用于抽水马桶的冲水装置。

背景技术

在家庭用水中，卫生间用水量占家庭用水的60％到70％，抽水马桶则是卫生间中用水量最大的设施。目前，家庭卫生间抽水马桶普遍采用单箱水箱，自来水冲洗，一次冲洗用水量约6L～10L，因而自来水耗费量较大。为了节约水资源，实现水资源的循环利用，有的小区建设了中水系统，对小区内微污染的水进行处理后回用于小区内的水景、绿化、冲厕；有的家庭将洗衣、洗菜、洗脸、洗脚后的废水用于冲洗抽水马桶。与此节水措施相适应，出现了双箱式抽水马桶(如ZL 03221322.0、ZL 200620044093.9等)，此类抽水马桶的冲水装置有两个水箱——清水箱和废水箱，清水箱与外接自来水管相通，废水箱与外接二次水(或称中水、废水)进水管相通，两个水箱内分别设置相互独立的放水装置，且两个放水装置的出水管均与马桶本体的冲水腔相通。当废水箱中的水足够冲洗马桶时，则操作废水箱的放水装置，利用废水冲洗马桶；当废水箱中的水较少或根本没有水时，则操作清水箱的放水装置，用自来水冲洗马桶。从上述描述可以看出，现有双箱式抽水马桶及其使用方式存在的问题是：1、由于二次水(或称中水、废水)一般浊度较高、清洁度较低，只用二次水冲洗，冲水完毕后残存在马桶内的水封用水依然是浑浊的，存在潜在的卫生风险且视觉感官不佳；2、由于两个水箱内的放水装置是相互独立的，若对马桶用二次水冲洗后再用自来水冲洗，则要再一次操作清水箱的放水装置，可操作性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抽水马桶的自动顺序冲水方法和自动顺序冲水装置，此种冲水方法和装置不仅通过一次操作即可实现依次用中水、清水顺序冲洗马桶，而且马桶内存留的水封用水将是清洁水，可使其在感官及卫生方面达到与完全清水冲洗同样的效果。

本发明所述抽水马桶的顺序冲水方法，是指在冲洗马桶时，依次用中水、清水自动冲洗，即使用者通过一次操作，冲水装置的中水箱、清水箱便联动工作，先放中水、再放清水冲洗抽水马桶，所述中水为经过城市污水处理厂或住宅小区污水处理站处理达标排放的出水，或住宅小区收集的雨水，或家庭中的洗涤弃水，所述清水为自来水。中水冲洗的作用是冲走马桶中的排放污物，清水冲洗的作用是清洁马桶，避免潜在的卫生风险，给人以清洁、卫生的视觉感官和心理感受。

本发明所述用于抽水马桶的顺序冲水装置包括清水箱、中水箱和冲水启动手柄，清水箱、中水箱中各安装有一套进水控制机构和冲水控制机构；设置了自动顺序冲水控制机构，所述自动顺序冲水控制机构分别与中水箱中安装的中水进水控制机构和清水箱中安装的清水冲水控制机构连接；冲水启动手柄与中水箱中的中水冲水控制机构连接。

中水箱中安装的中水进水控制机构为浮球阀，清水箱中安装的清水冲水控制机构为皮塞II。自动顺序冲水控制机构有两种结构，一种为定滑轮结构，一种为杠杆结构。定滑轮结构由滑轮和缠绕在滑轮上的拉线II组成，滑轮安装在清水箱与中水箱之间的隔板上，拉线II的一端与位于中水箱的浮球阀的浮球I连接，拉线II的另一端与清水箱中的皮塞II连接。杠杆结构由杠杆II和连接在杠杆II两端的拉线III组成，杠杆II的支点位于清水箱与中水箱之间的隔板上，杠杆II一端的拉线III与位于中水箱的浮球阀的浮球I连接，杠杆II另一端的拉线III与清水箱中的皮塞II连接。

由于中水箱和清水箱的排水口均与抽水马桶的冲水腔相连，中水箱排水时会带走一部分清水箱排水管内的空气，使排水管内形成负压，但是清水箱内的清水溢水管使清水箱的排水口与大气相通，因而消除了负压影响，不会影响中水箱和清水箱联动排水的启动。

本发明所述用于抽水马桶的顺序冲水方法和顺序冲水装置的工作方式：在冲洗抽水马桶时，用手扳动位于中水箱一侧的启动手柄，则中水箱内的皮塞I被提起，中水箱开始排水；当中水箱内的浮球I下落到设定高度时，在自动顺序冲水控制机构的作用下，清水箱内的皮塞II被提起，清水箱开始排水，同时中水箱进水控制阀开启，中水箱开始进水；当中水箱内排水结束，皮塞I回落，中水箱水位上升，中水箱内的浮球I升至设定位置，则进水控制阀关闭，停止进水；当清水箱开始冲水时，浮球II下降，其进水控制阀开启，清水箱开始进水；当清水箱内排水结束，皮塞II回落，清水箱水位上升；当清水箱内的浮球II升至设定位置，则进水控制阀关闭，停止进水，恢复到使用前的初始状态。

需要说明的是：为了防止出现中水供给不足时无法进行马桶冲洗的问题，中水箱的进水管可通过三通接头分别连接中水输送管、自来水管，在中水供给不足时补给自来水。在未建有中水系统的小区，可用家庭洗衣、洗菜等生活废水作为中水箱的水源，具体实施可采用ZL 200620071387.0所述的“组合节水洁具”或ZL 200620072998.7所述的“利用中水的节水冲水系统”等专利提供的技术方案。

本发明所述方法和装置除可用于抽水马桶外，还可用于所有采用水箱冲水的卫生洁具。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明所述的方法，用中水进行第一遍冲洗，有利于节水，继后用清水冲洗，可以保持水封用水为清洁水，在感官及卫生方面达到完全清水冲洗的同样效果。

2、本发明所述的装置，由于设置了自动顺序冲水控制机构，且冲水启动手柄与中水箱中的冲水控制机构连接，因此一次操作即可实现依次用中水、清水顺序冲洗马桶，使用非常方便。

3、本发明所述的装置结构简单，易于制作，便于工业化生产。

附图说明

图1是本发明所述抽水马桶的顺序冲水装置的一种结构示意图，顺序冲水控制机构为定滑轮结构；

图2是图1所述结构的顺序冲水装置的一种尺寸设计图，图中，实线表示初始状态，双点划线表示缠绕在滑轮上的拉线II被拉紧，清水箱中的皮塞II处于被拉动状态；

图3是中水箱中的浮球I和清水箱中的皮塞II的受力分析图；

图4是本发明所述抽水马桶的顺序冲水装置的另一种结构示意图，顺序冲水控制机构为杠杆结构。

图中，1-冲水启动手柄、2-杠杆I、3-拉线I、4-皮塞I、5-浮球I、6-中水进水管、7-中水溢水管、8-中水箱、9-滑轮、10-拉线II、11-皮塞II、12-浮球II、13-清水进水管、14-清水溢水管、15-隔板、16-清水箱、17-杠杆II、18-拉线III、19-支点。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明所述抽水马桶的顺序冲水方法及顺序冲水装置的结构作进一步说明。

实施例1

本实施例中，抽水马桶的顺序冲水装置的结构如图1所示，包括中水箱8，清水箱16，冲水启动手柄1，顺序冲水控制机构，中水箱中安装的中水进水管6、中水溢水管7、中水进水控制机构和中水冲水控制机构，清水箱中安装的清水进水管13、清水溢水管14、清水进水控制机构和清水冲水控制机构。中水冲水控制机构由杠杆I 2、拉线I 3、皮塞I 4组成，杠杆I 2与中水箱8的箱壁铰接，杠杆I 2的一端与冲水启动手柄1连接，另一端与拉线I 3连接，拉线I 3与皮塞I 4连接。中水进水控制机构为浮球阀，主要由安装在中水进水管路上的进水控制阀、与阀体铰接的浮球I 5组成。清水冲水控制机构由皮塞II 11组成；清水进水控制机构为浮球阀，主要由安装在清水进水管路上的进水控制阀、与阀体铰接的浮球II 12组成。自动顺序冲水控制机构为定滑轮结构，由滑轮9和缠绕在滑轮上的拉线II 10组成，滑轮9安装在中水箱8与清水箱16之间的隔板15上，拉线II 10的一端与位于中水箱的浮球阀的浮球I 5连接，拉线II 10的另一端与清水箱中的皮塞II 11连接。

为了说明自动顺序冲水控制机构能够自动控制清水箱中的皮塞II被提起，下面结合图2、图3，对中水箱中的浮球I和清水箱中的皮塞II进行受力分析。

如图2所示，中水箱8长200mm、宽150mm、高200mm，清水箱16长100mm、宽150mm、高200mm，中水箱和清水箱容积比为2∶1；中水箱8和清水箱16的水位高均为150mm；中水箱中的浮球I 5球半径R为35mm；在中水箱8的水位为150mm时，浮球I 5的球心距其球柄铰接处的距离为120mm，浮球I 5的球心距隔板15的距离为50mm。

设中水箱8中的浮球I 5球心下落到距箱底50mm时，缠绕在滑轮9上的拉线II 10被拉紧，清水箱16中的皮塞II11处于被拉动状态，此刻，中水箱8中的浮球I 5受到重力G、拉线II 10的拉力T1和浮球柄的拉力T2的作用，忽略皮塞II 11的重量，清水箱16中的皮塞II只受到静水压力F和拉线II10的拉力T的作用，受力分析见图3。

设清水箱16中的皮塞II 11直径为20mm，当清水箱水位为150mm时，皮塞II受到的静水压力F为：

F＝PA＝ρghA＝1000×9.8×0.15×3.14×0.01²＝0.462(N)

式中ρ-水的密度，kg/m³

g-重力加速度，m/s²

h-物体淹没深度，m

A-物体的受压面积，m²

当清水箱水位为150mm时，皮塞II受到竖直向上的拉力T＝F＝0.462(N)，

根据定滑轮传动原理，中水箱8中的浮球I 5受到的拉线II 10的拉力T1≈T＝0.462(N)，

当中水箱8中的浮球I 5带动缠绕在滑轮9上的拉线II 10下落时，浮球I所受的重力应大于或等于浮球柄和拉线II提供的竖直向上的合力。

当水箱尺寸如图2所示时，浮球I所受到的拉线II的拉力T₁竖直方向的分力经计算为0.356N，水平方向分力经计算为0.295N，浮球I所受到的浮球柄拉力T₂为0.695N，T₂水平方向分力为0.295N，竖直方向分力为0.445N。中水箱8中的浮球I 5受到竖直向上方向的力共为：0.356+0.445＝0.801(N)。因此，只要浮球I所受的重力G大于或等于0.801N时就能保证中水箱中的浮球I下落至设定位置时能够使拉线II将清水箱16中的皮塞II 11提起，达到自动顺序冲水的目的。

设中水箱中的浮球I直径为70mm，设计中必须保证当中水箱水位到达设计水位时，浮球I浮起能够关闭进水控制阀。直径为70mm的浮球I 5在设计水位时当半个球体在水面以下时受到的浮力为：

式中ρ-液体的密度，kg/m³

g-重力加速度，m²/s

V-物体排开水的体积，m³

可知，F_浮＞G，所以，当浮球I 5所受重力G为0.801N时，浮球I在设计水位时能够浮起。

使用上述顺序冲水装置，用手扳动冲水启动手柄1，中水箱8、清水箱16便联动工作，先放中水、再放清水冲洗抽水马桶。

实施例2

本实施例中，用于抽水马桶的双箱顺序冲水装置的结构如图4所示。与实施例1不同之处是顺序冲水控制机构为杠杆结构，由杠杆II 17和连接在杠杆II两端的拉线III18组成，杠杆II 17的支点19位于中水箱8与清水箱16之间的隔板15上；杠杆II一端的拉线III18与位于中水箱的浮球阀的浮球I 5连接，杠杆II另一端的拉线III18与清水箱中的皮塞II11连接。

Claims

1.一种抽水马桶的自动顺序冲水装置，包括中水箱(8)、清水箱(16)和冲水启动手柄(1)，中水箱(8)、清水箱(16)中各安装有一套进水控制机构和冲水控制机构，其特征在于设置了自动顺序冲水控制机构，

中水箱(8)中安装的中水进水控制机构为浮球阀，中水冲水控制机构由第一杠杆(2)、第一拉线(3)、第一皮塞(4)组成，第一杠杆(2)与中水箱的箱壁铰接，第一杠杆(2)的一端与冲水启动手柄(1)连接，另一端与第一拉线(3)连接，第一拉线(3)与第一皮塞(4)连接，

清水箱(16)中安装的清水进水控制机构为浮球阀，清水冲水控制机构为第二皮塞(11)，

自动顺序冲水控制机构为定滑轮结构，由滑轮(9)和缠绕在滑轮上的第二拉线(10)组成，滑轮(9)安装在中水箱(8)与清水箱(16)之间的隔板(15)上，第二拉线(10)的一端与位于中水箱的浮球阀的第一浮球(5)连接，第二拉线(10)的另一端与清水箱中的第二皮塞(11)连接。

2.一种抽水马桶的自动顺序冲水装置，包括中水箱(8)、清水箱(16)和冲水启动手柄(1)，中水箱(8)、清水箱(16)中各安装有一套进水控制机构和冲水控制机构，其特征在于设置了自动顺序冲水控制机构，

自动顺序冲水控制机构为杠杆结构，由第二杠杆(17)和连接在第二杠杆两端的第三拉线(18)组成，第二杠杆(17)的支点(19)位于中水箱(8)与清水箱(16)之间的隔板(15)上；第二杠杆一端的第三拉线(18)与位于中水箱的浮球阀的第一浮球(5)连接，第二杠杆另一端的第三拉线(18)与清水箱中的第二皮塞(11)连接。