CN101638910B - 自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抽水马桶，特别是涉及：通过自来水水压压力和弹簧力交替互相作用，驱动液气压缸所产生的真空抽离秽物的“自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶”。本马桶配置一个液气压缸(300)，用一个弹簧(250)对该液气压缸(300)的液气压缸活塞(350)产生预拉力。自来水进水管(330)、马桶进水管(310)和液气压缸进出水管(320)之间有一自复水喉(340)，自复水喉(340)处于初始位置时，自来水对液气压缸(300)充水，利用自来水水压克服弹簧(250)的拉力将液气压缸活塞(350)顶起。液气压缸内另一侧的气体通过活塞柱管腔(231)排出。冲水时，将自复水喉(340)开关打到另一侧。液气压缸(300)中的水被弹簧(250)的拉力压入马桶中冲水，同时，液气压缸另一侧通过气管(360)将马桶真空腔(112)中的气体抽入气压腔(301)，马桶活塞(210)随着液气压缸活塞(350)一起下压，在马桶真空腔(112)内形成很大的负压，将马桶排污弯管(113)内的秽物吸出。由液气压缸(300)内压入马桶内的水对马桶内壁进行冲刷和填满排污弯管(113)，起到隔离马桶内和下水道(500)的作用。冲水完毕，自复水喉(340)自动回复到初始位置，自来水进水管(330)重新对液气压缸(300)充水。
Description
自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶
技术领域
[0001] 本发明总的涉及马桶。特别是一种利用自来水水压压力和弹簧力交替互相作用，驱动液气压缸所产生的真空来吸排秽物的自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶。
[0002] 具体来说，此发明涉及此类型的一种自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶，它利用一个液气压缸取代了传统的水箱浮阀机构；它通过利用自来水水压压力和弹簧力对液气压缸活塞和马桶活塞的推拉作用产生的进排气和进排水现象，对马桶中的秽物进行真空吸排。其优点是，相对主要利用冲水方式冲排的马桶大量节约用水；而相对于一般采用电动气泵驱动的真空吸排式马桶，它具有结构简单、成本低廉、节约电能和使用安全的特点。自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶的自复水喉在常态时使自来水管向液气压缸的液压缸中充水，在需要冲刷马桶时，人手将自复水喉手柄切换角度，使液气压缸的液压缸中的水被导入到马桶，冲水完毕后，水喉开关将自动回复到常态，自来水管重新向液气压缸的液压缸充水，如此既节约了用水，又方便了使用；利用液气压缸上的弹簧预压力机构，加大了冲水时的水流速度和压力，提高了马桶的洗净率；马桶入水喷口设计成接近水平的倾斜结构，使冲入的水在马桶内壁呈螺旋形下降，最大限度的利用水流，也提高了洗净率；活塞柱管设计成空心，并单向连通液气压缸气压腔和马桶排污管末端，另有一根气管单向连通排污管真空腔和液气压缸的气压腔，最大限度的增加排污管真空腔和马桶内的气压差，增加吸排效率；马桶活塞设计成和排污管末端一样的角度，活塞柱管紧贴排污管真空腔远端壁面，最大限度的增加吸排效率和减少马桶活塞柱管对吸排的干扰。
背景技术
[0003] 图1显示了当前抽水马桶的结构
[0004] 当前抽水马桶采用的结构通常分为水箱600和马桶100两大部分。在初始状态下，自来水通过接在进水管接头331上的自来水进水管330充入水箱600。直到水箱600内部的浮球640被水面支撑到足够的高度，通过支撑柱620和悬臂梁630的产生的杠杆作用，将开关610关闭，自来水不再充入。
[0005] 用户在使用马桶后，利用一个按钮或类似的装置将下水盖650打开。水箱600中的水通过马桶上的出水口冲入马桶。当冲入马桶中的水超过一定量的时候，排泄物和水被冲入下水道500。在这个过程中，由于虹吸现象，大多数的水和排泄物被排出，部分回流的清水阻隔了马桶内部和下水道，使异味不会进入马桶和卫生间。
[0006] 当前所使用普通抽水马桶和真空式马桶的主要缺点如下:
[0007] 1，用水量比较大:由于传统马桶主要是利用水的冲力和部分虹吸现象产生的惯性力来冲洗马桶，所以，用水量比较大，通常需要6升以上；
[0008] 2，洗净率不足:由于传统马桶冲洗用的水是先被放入水箱。当冲洗的时候，水从水箱流入马桶，只是依靠水本身的势能。故水压不足、水流不快、冲刷力不强，有时不能完全达到洗净的目的；
[0009] 3，一般的真空式马桶都需要使用真空泵产生真空。增加了很大的成本；[0010] 4，一般的真空式马桶采用真空泵后，对于产品的使用、维护产生了较大的不便，虽然降低的水的损耗，但是增加了电能的损耗；
[0011] 5，一般的真空式马桶采用真空泵后，因为真空泵都是电力驱动，而马桶使用环境一般为多水潮湿的卫生间，这样增加了不安全因素。
[0012] 由于现有的马桶设计存在以上缺点，特别是用水量大的缺陷，因此，在经过大量的研究和开发后，本发明寻找一种方法，能够解决上述问题。
发明内容
[0013] 为了解决目前马桶用水量过大的问题；为了克服目前马桶洗净率不足的问题和普通真空马桶的成本高、耗电、维修使用不便和安全性不高的问题。
[0014] 本发明所涉及的自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶提供一种新的解决方案，该方案马桶由马桶组件100、活塞组件200和液气压缸组件300构成。
[0015] 这种自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶结构的特征在于:
[0016] 一、具备真空吸排作用的液气压缸结构:
[0017] 在液气压缸300的液气压缸活塞350两边，一边腔体是气压腔301，另一边腔体是液压腔302。液气压缸300设计总容积为L，液气压缸活塞350设计行程S。液气压缸活塞350通过活塞柱管230和安装于马桶真空腔112中的马桶活塞210连接。液气压缸300内的液气压缸活塞350和马桶活塞210是利用自来水进水管330内的水压和弹簧250的推力轮流作用来充排水和充排气的。
[0018] 在气压腔301底部有一气管360穿过马桶真空腔112上的密封盖114和马桶的真空腔112连通。在气管360端部，有一个气管单向阀370，通过它气体只能从马桶真空腔112吸入气压腔301。
[0019] 在活塞柱管230内通过活塞柱管腔231把气压腔301和马桶真空腔112连通起来。在活塞柱管壁232靠近马桶活塞210的位置有一活塞柱管单向阀220，通过它气体只能从气压腔301排入马桶排污管末端111。
[0020] 马桶在无人使用的时候，液气压缸活塞350被自来水水压顶向气压缸301，直到液气压缸300内被自来水充满。当马桶使用过后，自复水喉340被推向排水的一侧，液气压缸300向马桶冲水的同时，液气压缸活塞350和马桶活塞210也向下运行，马桶真空腔112的空间被拉大气压减小；同时，液气压缸300中的气压腔301也一边扩大以便从马桶真空腔112中吸气，马桶真空腔112中的气压进一步减小。这样和马桶桶体120内部形成巨大的压差，停留在马桶排污弯管113内的秽物就被吸入了马桶真空腔112。当马桶活塞210运行到底部，真空腔112和排污管末端111连通，秽物即因重力和水流的原因被排入下水道500。
[0021] 二、具有预张紧力作用的活塞弹簧结构(以下所述具体数值，均为约数，只为了更直观的描述和更清晰的理解):
[0022] 该结构在液气压缸300下设计一个弹簧槽380，弹簧250套装在活塞柱管230上并安置在弹簧槽380内，在活塞柱管230上某一位置固定一个弹簧挡圈240，弹簧挡圈240也保持在弹簧槽380内运行，这个弹簧挡圈240对弹簧的预压力介于50N到100N之间，弹簧250被完全压缩后的弹力介于450N和500N之间。当液气压缸300充水时，自来水进水管330的水压(最少有0.04MPa。如果小于这个水压，家里的热水器将无法启动)对液气压缸活塞350 (假设活塞半径约为70mm)产生的压力大于600N，直接推动液气压缸活塞350和马桶活塞210克服弹簧250的弹力向上运行，直到液气压缸活塞350运行到顶。当自复水喉340被人为推置到排水位置，液压腔302与自来水进水管330的联系切断，液压腔302内的水压为零，弹簧250通过弹簧挡圈240推动液气压缸活塞350和马桶活塞210向下运行，将液压腔302中的水压入马桶桶体120进行冲洗，同时也将马桶真空腔112中的空气抽出。这样和马桶桶体120内部形成巨大的压差，停留在马桶排污弯管113内的秽物就被吸入了马桶真空腔112。当马桶活塞210运行到底部，真空腔112和排污管末端111连通，秽物即因重力和水流的原因被排入下水道500。
[0023] 三、自动切换水压和水流的自复水喉结构和产生螺旋冲洗水流的喷口结构:
[0024] 自复水喉340安装在自来水进水管330、液气压缸进出水管320和马桶进水管310之间的交界处。通常情况下，自复水喉流道342接通自来水进水管330和液气压缸进出水管320，此时液气压缸300充水并保持。当人为扳动自复水喉手柄341，使自复水喉流道342接通液气压缸进出水管320和马桶进水管310。在上节描述的弹簧250的作用下，液气压缸300开始向马桶桶体120内冲水。在设定的时间后，马桶冲水完毕，自复水喉手柄341回复到初始位置。自复水喉流道342重新接通自来水进水管330和液气压缸进出水管320，此时液气压缸300充水并保持，直到下一次有人使用马桶扳动自复水喉手柄341.[0025] 液压腔302中的水通过液气压缸进出水管320、自复水喉流道342和马桶进水管310进入马桶水腔122。水腔122通过喷口 121和马桶桶体120内部相通。喷口 121的设计沿着马桶边线的切线方向偏向内，与马桶平面约呈10度角。当水从喷口 121冲入马桶桶体120时,弹簧250和液气压缸350提供的压力和水流以一种螺旋向下的方式向下冲,互相作用，最大限度的保证了冲洗效果。
[0026] 本发明的进一步的特征和优点将会在下面详细的描述中出现，这些描述将通过不局限的实施例并结合附图完全的给出。
[0027] 本发明的有益效果是:
[0028] 通过自来水水压压力和弹簧推力的相互作用，利用液气压缸活塞和马桶活塞两个活塞的上下活动形成真空抽排的方式，最大限度的减少了冲洗马桶所需要的用水量。
[0029] 通过利用冲水时间滞后的现象，当马桶中的秽物被通过真空吸排的方式排出后，液压腔中的水仍在持续冲刷马桶，并且这些水最终会填补秽物被吸排后在马桶排污弯管113中的空间，起到隔绝马桶内腔卫生间和下水道，防止异味进入的作用。
[0030] 通过弹簧对冲刷水流的持续压力，提高了冲洗效果。
[0031] 通过水流喷管的倾斜式设计，使冲洗水流呈螺旋状下降，增加了冲洗密度和面积，提高了冲洗效果。
附图说明
[0032] 图1，是显示背景方案一般马桶的结构示意图。
[0033] 图2，是显示本发明的一种结构类型的三维视图，该图反映了自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶的整体结构。
[0034] 图3，是显示本发明的一种结构类型的正视图，该图反映了自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶的整体结构以及主要结构的相对关系。[0035] 图4，是显示本发明的一种结构类型的右视图的半剖视图。该图反映了自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶的内部结构及其相对关系。
[0036] 图5，是显示本发明的一种结构类型的仰视图的剖视图。该图反映了自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶在液气压缸充水状态时候，自复水喉的位置关系。
[0037] 图6，是显示本发明的一种结构类型的仰视图的剖视图。该图反映了自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶在液气压缸排水状态时候，自复水喉的位置关系。
[0038] 图7，是显示本发明的一种结构类型的俯视图的剖视图。该图反映了自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶在液气压缸充水状态时候，自复水喉的位置关系。
[0039] 图8，是显示本发明的一种结构类型的俯视图的剖视图。该图反映了自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶在液气压缸排水状态时候，自复水喉的位置关系。
[0040] 主要部分附图标记说明:
[0041] 100:马桶 110:马桶排污管
[0042] 111:排污管末端 112:真空腔
[0043] 113:排污弯管 114:密封盖
[0044] 120:马桶桶体 121:喷口
[0045] 122:水腔
[0046] 200:活塞 210:马桶活塞
[0047] 220:活塞柱管单向阀 230:活塞柱管
[0048] 231:活塞柱管腔 232:活塞柱管壁
[0049] 240:弹黃挡圈 250:弹黃
[0050] 300:液气压缸 301:气压腔
[0051] 302:液压腔 310:马桶进水管
[0052] 320:液气压缸进出水管 330:自来水进水管
[0053] 331:进水管接头 340:自复水喉
[0054] 341:自复水喉手柄 342:自复水喉流道
[0055] 350:液气压缸活塞 360:气管
[0056] 370:气管单向阀 380:弹簧槽
[0057] 400:地板
[0058] 500:下水道
[0059] 600:水箱 610:开关
[0060] 620:支撑柱 630:悬臂梁
[0061] 640:浮球 650:下水盖
具体实施方式
[0062] 下面结合附图和具体实施方案对本发明做进一步地详细说明。
[0063] 这种结构的实施例如下:
[0064] 在图2和图8所示的依据本发明的自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶实施方式中，真空吸排马桶主要包含马桶100部分、活塞200部分和液气压缸300部分。在这里，自复水喉340是连通液气压缸300和马桶以及自来水进水管330的重要枢纽。[0065] 上述液气压缸300垂直放置在马桶真空腔112的上端。并且包含气压腔301和液压腔302以及液气压缸活塞350 ；
[0066] 活塞柱管230连接液气压缸活塞350和马桶活塞210，上述马桶活塞210被包容在马桶100的真空腔112内，具有一定的密封性；
[0067] 上述活塞柱管230内包含有活塞柱管腔231和活塞柱管壁232，活塞柱管腔231连通了位于液气压缸300上的气压腔和位于马桶100上的排污管末端111。安装在上述活塞柱管壁232上的活塞柱管单向阀220起到使空气只能从气压腔301 —边流向排污管末端111 一边的流通的作用；
[0068] 液气压缸300底部包含有弹簧槽380、液气压缸进出水管320等。通过固定在上述活塞柱管230上的弹簧挡圈240的预压，弹簧250被放置在弹簧槽380内。
[0069] 在上述液气压缸300的顶部，包含有一个气管360，该气管360的另外一头通过马桶真空腔112顶部的密封盖114伸入真空腔112中，使真空腔112和液气压缸300的气压腔导通起来，位于这个气管360上的一个气管单向阀370使空气只能从马桶真空腔112 —边流向气压腔301 —边。
[0070] 当马桶未被使用时，自复水喉340处于常态:
[0071] 1.此时自复水喉流道342接通自来水进水管330和液气压缸进出水管320，自来水的水压大于0.04MPa，此时自来水对液气压缸活塞350的压力克服弹簧250的推力，液气压缸活塞350和马桶活塞210向上运行；
[0072] 2.液气压缸活塞350和马桶活塞210 —直向上运行至底部无法继续向上运行时停止，液压腔302中充满了自来水。在此过程中，气压腔301中的空气通过活塞柱管腔231和活塞柱单向阀220排入马桶的排污管末端111 ;(此时，气管单向阀关闭)
[0073] 3.若无人使用马桶，马桶一直保持上述两个活塞在顶部静止的状态；
[0074] 4.当有人使用了马桶，并打开了自复水喉340的开关；
[0075] 5.自复水喉手柄341被扳动90度，使自复水喉流道342接通液气压缸进出水管320和马桶进水管310。液压腔302中的水和自来水进水管330切断，失去了水压；
[0076] 6.液气压缸活塞350和马桶活塞210在弹簧240的推力下向下运行，在液压腔302中的水通过液气压缸进出水管320、水喉流道342和马桶进水管310进入马桶水腔122 ；
[0077] 7.进入马桶水腔122的水通过倾斜设计的喷口 121冲入马桶桶体120内壁，在弹簧250造成的水压、水的自重的作用下，水流螺旋下冲；
[0078] 8.在步骤6开始的同时，液气压缸活塞350和马桶活塞210在弹簧240的推力下向下运行，造成马桶真空腔112内的气压降低，同时液气压缸300中气压腔也从马桶真空腔112中抽气，加大了马桶真空腔112内气压降低的速度；(此时，活塞柱管单向阀关闭)
[0079] 9.由于马桶真空腔112中的气压极低，处于马桶排污管弯管113内的秽物被吸入马桶真空腔中；
[0080] 10.此时马桶活塞210继续向下运行，当液气压缸活塞350和马桶活塞210运行到底部的时候，马桶真空腔112和马桶排污管末端111连通，利用秽物自重和水流作用，秽物被继续排入下水道500 ；
[0081] 11.与步骤9、10同时，由于冲水时间滞后的现象，当马桶中的秽物被通过真空吸排的方式排出后，液压腔中的水仍在持续冲刷马桶，并且这些水最终会填补秽物被吸排后在马桶排污弯管113中的空间，起到隔绝马桶内腔卫生间和下水道，防止异味进入的作用；
[0082] 12.在自复水喉340设定的时间后，马桶冲水完毕，自复水喉手柄341回复到初始位置。自复水喉流道342重新接通自来水进水管330和液气压缸进出水管320，此时进入步骤I。
Claims (6)
1.一种利用自来水水压压力和弹簧压力交替相互作用由液气压缸及活塞产生真空负压来吸排秽物的自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶，包括液气压缸、马桶、活塞组件；其特征在于:该液气压缸包括气压腔和液压腔以及活塞、液气压缸进出水管、自复水喉、气管及单向阀组件；当利用自来水本身的水压驱动液气压缸活塞和马桶活塞克服弹簧推力上升时，液压腔内充满自来水，气压腔内的气体通过活塞柱管腔排出；当马桶需要冲水时，由人力将自复水喉变换角度，液压腔内失去水压，弹簧推动液气压缸活塞和马桶活塞下降，将液压腔内的自来水压入马桶进行冲洗；与此同时，气压腔和马桶活塞同时从马桶的真空腔中抽气形成负压将马桶排污管弯管中的秽物吸排下去，从而达到真空吸排的目的；当冲洗完毕后，自复水喉将回复到初始位置，自来水水压重新为液气压缸的液压腔充水，直到下一次有人使用马桶。
2.根据权利要求1所述的自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶，其特征在于: 所述液气压缸，这个液气压缸的特征是，在液气压缸活塞的两面，一边是液压腔，一边是气压腔；气压腔底部有所述气管通过单向阀和马桶真空腔单向连通，只可从马桶真空腔中抽气而不能向其中排气；液气压缸的活塞是通过自来水水压和弹簧力的交互作用达到充排水和抽排气功能的； 还包括活塞柱管，这个活塞柱管的特征是，液气压缸活塞通过它和马桶活塞连接，使上述的两个活塞同升同降；在上述活塞柱管中有一个所述活塞柱管腔，通过一个单向阀来连通上述液气压缸中的气压腔和马桶的排污管末端，使这个活塞柱管腔只能从气压腔中排气到排污管末端，而不能反向抽气到气压腔中。
3.根据权利要求1所述的自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶，其特征在于: 所述自复水喉，这个自复水喉的特征是，它有一个弹性自复位机构，当它处于初始状态时，它连通自来水进水管和液气压缸进出水管，当人为旋转某个角度后，它连通液气压缸进出水管和马桶进水管；当离开人的操作后，该自复水喉在某个设计的时间内会恢复到初始状态。
4.根据权利要求2所述的自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶，其特征在于: 所述弹簧，弹簧为预压弹簧，这个预压弹簧的特征是，通过固定在所述活塞柱管上的弹簧挡圈，给弹簧一个预压力，当自来水水压压力促使液气压缸活塞上升的时候，弹簧被压缩；当液气压缸中失去水压力的时候，弹簧推动液气压缸活塞下行，将水压入马桶，同时将马桶真空腔中的空气抽出。
5.根据权利要求1所述的自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶，其特征在于: 所述气管，这个气管的特征是，在液气压缸气压腔和马桶真空腔的气管上有一个单向阀，使气体只能从马桶真空腔向液气压缸气压腔的方向流动； 所述活塞柱管腔，这个活塞柱管腔的特征是，它被用来连通液气压缸气压腔和马桶排污管末端，在所述活塞柱管腔上安装一个单向阀，使气体只能从液气压缸气压腔向马桶排污管末端的方向流动。
6.根据权利要求1所述的自来水水压自驱式液气压缸真空吸排马桶，其特征在于: 还包括斜向喷口结构，位于马桶内部的冲水喷口，采用倾斜式设计，这样使冲入马桶的水流可以沿着马桶内壁呈涡旋式向下冲水，提高冲洗的效果。
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