CN102720256A - 一种节水、不易堵、洁净卫生、可安电子秤的自动便器 - Google Patents

Abstract

本发明为一种可节约大量用水、全自动、无添加物、洁净卫生的便器。采用本发明装置，利用人体重力转换产生动力，而且人方便后离开，便器自动冲水。本便器装置，便器下口采用活塞方式隔断与下水道等出口，空气密封效果好于传统便器靠存水弯存水密封异味的效果。本便器活塞可向下移动，从而把人排泄物直接移至便器通道并旋转，便器冲洗水压更高，所以节约了大量用水，对于人小便后按时间定量喷水，更是大大节约了用水。便器可带有卫生巾粉碎机，可避免下水道堵塞的问题。便器还可按需安装电子秤。

Description

一种节水、不易堵、洁净卫生、可安电子秤的自动便器

技术领域

本发明涉及家用、公共场所卫生间座便器、蹲便器应用技术领域，还涉及重力、弹力、大气压力、液体压力转换，涉及电子秤装置技术领域。 

背景技术

现代城镇家庭及公共场所座便器、蹲便器大多采用冲水方式，对水消耗巨大，极为浪费，而且由于有存水弯原因，有时冲洗不干净、向上返排泄物，更有不少不自觉者在公共场所方便后不冲水，下水道容易堵塞，对公共卫生造成不良影响。现代农村厕所，主要还是老式的敞开式不冲水厕所，环境一般很不卫生，有点不适合现代生活需要，这与现代冲水便器用水量巨大、农村无下水道及污水处理配套设施有极大关系。即使没有以上弊端，家用卫生间或公共要设置纸篓放卫生纸(巾)、增加了工作、不利于环境卫生，大量用水，对排泄物、水的利用或处理增加了工作量。 

另外，随着生活水平提高，肥胖人群越来越多，对人们健康造成不利影响。 

发明内容

本发明为一种节水、不易堵、洁净卫生、可安电子秤的自动便器。 

本发明便器装置，可以极大解决其它便器冲水浪费水、公共场所卫生难维护或很差等维护成本高、下水道易堵塞等问题，降低对排泄物、冲水的利用或处理工作量，监控人们肥胖进程。 

优选的，本便器活塞可向下移动，人排泄物直接移至便器通道并旋转，便器冲洗水压更高，所以节约了大量用水，对于人小便后按时间定量供水喷水，更是大大节约了用水，而且冲洗更干净。最低用水量可在0.1-0.5升，而且便器冲洗更干净，不返排泄物，下水道不易堵塞，本便器装置，便器下口采用活塞方式隔断外界空间与下水管道，空气密封效果好于传统便器靠存水弯存水密封异味的效果，使用本便器可更省水，更卫生。 

优选的，本发明装置，利用人体重力转换产生动力，无需电源控制，提高了便器应用灵活性、性能更稳定、成本更低。由于重力控制，人方便后离开，便器自动冲水，避免了公共场所便后无人冲洗的弊端，提高了卫生环境，降低了环卫工作量。 

优选的，便器通道直通而粗，且无存水弯，便器可有卫生纸(巾)粉碎机，可避免下水道堵塞、的问题，提高卫生间环境卫生。 

同时，对于对收集利用人类排泄物的工作，由于排泄物含水量大大降低，也可降低环卫工作量，提高排泄物质量。 

优选的，当便器安装了电子秤，可对自己体重天天观测，有利于防止肥胖产生。 

附图说明

图1便器人体重力转换结构图 

图2人刚离开时便器状态及活塞移动、旋转控制系统图 

图3人刚离开时便器状态及非粉碎机通道、结构、与控制系统图 

图4人未方便时便器喷水结构状态及控制图 

具体实施方式：

现以人方便之前到方便离开便器运转过程举例说明具体实施方式： 

当便器上没有人时，其系统两条弹簧(32)处于具有最大势能的拉伸状态，两弹簧(32)弹力小于弹簧(31)和气缸(33)回复力，三气缸(33、35)活塞位于缸筒固定端，气缸(31、35)内有左右两气孔(40)，一弹簧(31)处于收缩的没有势能状态，活塞轴弹簧(28)处于没有势能的伸长状态，活塞位于便器下口(3)位置。 

当有人方便时，系统装置在经重力传导转换轴(15)转换后的拉绳(34)作用力下运动，到达指定位置，一弹簧(31)和一气缸(33)活塞被拉伸相同长度，都到达不了定滑轮(30)，另两气缸(35)也被拉伸，三气缸(33、35)固定端气孔关闭(只在安装或维修时打开)，另一端气孔阀门(由止回阀改造)可迅速向外排气，但活塞复位时往里进气极为缓慢，而且进气速度可调，此时气缸固定端密闭空间为负压状态，两气缸活塞具有向固定端的回复力和重力拉力平衡，此时刚好两弹簧(32)回到收缩的没有势能状态，此时活塞轴弹簧(28)仍然处于没有势能的伸长状态，活塞仍位于便器下口位置。 

同时，有人方便时，粉碎机系统在重力转换后的拉线(34)拉力作用下，气缸(48、49、55、56)活塞移动，此时，装置中轴(42)上的弹簧下挡(50)在气缸(55)和拉线(51)作用下向上移动，使得中轴(42)向上移动。 

同时，当有人方便时，自动加水、喷水便器装置在作用力(34)拉动下，储水缸筒排水 口阀门(89)打开，缸筒活塞(83)向出水口方向移动，缸筒内的水经排水口流入存水水箱；缸筒内弹性储水胶管(胶管内存水)所受压力只有胶管液面至缸筒活塞下方液面高度水压，可忽略不计；同时，在拉力作用下，系统加水管道(84、85)阀门(91)打开，加水管道由外管道(84)和内管道(85)组成，自来水经管道把水加入到弹性储水胶管(82/或81或/80)中，弹性胶管受自来水压力膨胀，完成加水。当人从便器离开时，一弹簧(31)迅速回复，一气缸(33)左端气孔往活塞左端气缸进气极为缓慢，所以活塞左端气缸空间也产生负压，活塞在极小大气压作用下缓慢向右移动，两弹簧(32)与弹簧(28)拉力之和小于弹簧(31)拉力，两弹簧(32)便被弹簧(31)迅速向左拉动，活塞轴弹簧(28)上端拉线也随之迅速沿定滑轮(30)向左迅速移动，此时，便器活塞被拉线迅速向下拉动，到达便器通道大肚管道(19)位置，同时两气缸活塞(35)由于具有向气缸固定端的回复力(大气压力)，活塞开始移动(可调节远离气缸固定端的气孔进气速度控制活塞移动速度)，有一两端分别有齿轮(36)、角带轮(37)的传动轴(38)，传动轴角带轮内角带两端与两气缸(35)活塞相连，角带在移动的活塞带动下，使传动轴(38)开始转动，传动轴一端的齿轮(36)和活塞下轴(21)下端对应位置有一圈齿轮(39)互相齿合，在传动轴齿轮(36)的带动下，活塞下轴齿轮(39)和活塞(18)同时转动起来。 

当人离开便器后，粉碎机系统气缸(48、49、56、55)具有回复势能，上轴下端有弹簧上挡(52)，在弹簧上下挡作用下，弹簧(53)具有回复势能，中轴与上轴相套部分为非圆柱体同心结构，当上轴部分旋转时，可带动中轴旋转；人离开后，在各种势能及设备作用下，指定时间后(由气缸外端气阀(由止回阀改造)控制改变原来进气速度，由大气压力完成气缸活塞回复)，有卫生巾落到下轴刀片组(45)上，中轴(43)落下，上下刀片组开始反方向旋转；喷水管道阀门(65)在气缸(56)回复中打开，水从喷水口(66)喷向刀片组。 

当人离开后，回复弹簧(90)产生的回复力使活塞往回移动，同时，管道阀门(91)通往储水胶管通道关闭，阀门(91)是三通阀门，加水管道和缸筒通道阀门(91)打开，缸筒出水阀门(89)关闭，活塞受到来自加水管道自来水压力向弹簧回复力方向移动，系统喷水管道阀门(92)打开，便器装置活塞、活塞轴、便器口、粉碎机喷水口开始喷水。至此，便器清洗过程结束。 

当人离开便器后，装置气缸(33)远离气缸固定端(左端)气孔缓慢进气，最后活塞左端气缸气压等于大气压，活塞缓慢移动，活塞最后移动到人没在便器时的平衡位置时，由于装置气缸(33)拉伸后产生的大气压回复力等于弹簧(31)拉伸的回复力，所以这时弹簧(28)又被气缸(33)和自身回复力拉回，两弹簧(32)也回到原来伸长状态，活塞(18)也向上移动，回到原来密封便器下口(3)位置，使便器和便器下管道隔绝，形成密封，同时，便器喷水系统弹簧(90)也回复到原来没有势能的静止状态，系统停止喷水，所有气缸回复到位，所有运转停止。 

至此，便器所有使用过程完成。 

卫生巾粉碎自动便器装置，当没有卫生巾或其它原因，，不需粉碎功能时，可取消粉碎操作。装置便器通道内一段正方体通道(67)，两边与圆柱体管道相连，下底与另一段管道相连，直到最后同一出口，正方体通道下底为可折叠起活底(68)，活底由拉绳连接活底上固定点(69)，连至带有一铁块(70)的固定点；其特征还包括一动滑轮(71)，动滑轮与活动轴(73)相连，动滑轮两侧同一直线上两弹簧(72、71)，弹簧(72)环绕于可动轴(73)上，轴一端有拉线(74)将轴连于带铁块(70)的拉线上，铁块(70)下方有一块高强磁铁(75)，磁铁上有非铁金属(可以是不锈钢)做成的分离杠杆(77)，杠杆下有支点(76)。 

不需粉碎操作时，用脚往下踩铁块(70)，铁块被下面高强磁铁(75)吸住，磁铁吸力大于系统弹簧(72)此时产生的回复力，弹簧(72)远离动滑轮(71)，同时，正方体通道(67)下底(68)被拉起，挡住通往粉碎机通道，打开正方体下通道；当人体产生的作用于粉碎机的作用力(34)经拉线通过动滑轮(71)时，弹簧(72)远离动滑轮(71)，动滑轮另一端弹簧(78)弹力小于拉力(34)和系统任何一气缸回复力，动滑轮在拉力作用下向活动轴(73)另一端移动，系统气缸没有受到作用力，粉碎机系统没有运转。 

当需要粉碎机时，用脚踩分离杠杆(77)上端，铁块(70)受力离开高强磁铁，弹簧(72)回复到位，弹簧(72)弹力大于作用于粉碎机系统作用力(34)，当作用力(34)产生时，作用力便可通过动滑轮传导至粉碎机系统，同时，铁块磁铁分离，正方体管道下底落下，粉碎机通道打开，粉碎机系统进入运转状态。 

另外，本自动便器装置，在于当人小便时，装置供给比大便少得多的供水。装置伸缩加水管道装有的可调流量阀门(94)、储水胶管和水箱间不同直径连接管道(96、97、98)，管道直径越小，储水胶管承压越大，相对应伸缩加水管道出水压力越大，当人在较短时间内(与大便时间相比)完成小便离开，管道阀门(94)单位时间内流量有限，储水胶管内水没加满，储水胶管内水流受到与加满水相同压力(活塞的回复力和活塞传导的管道自来水压力及胶管本身回复力)，喷水阀门(92)打开，完成喷水。 

如果需要，可在便器重力传导平衡板(6、7)间安装电子秤重量传感器(8)在人方便时，平衡稳定时测量人的体重，同时也可测量其它物体重量。 

Claims (8)

1.一种节水、不易堵、洁净卫生、可安装电子秤的自动便器。便器包括人体重力转换系统、直通结构的大肚形的与下水道连接通道、通道内活塞、连接活塞中心的上下转动轴，便器通道内卫生纸(巾)粉碎装置；还包括控制活塞正常运转的控制系统，不需粉碎时关闭系统；还包括控制便器加水、加压、出水系统及其控制系统，人小便时定量节水结构；还包括便器人体重力转换平衡板之间的电子秤重量传感器。

其特征在于，便器冲水节约大量用水，最少用水0.1-0，5升；便器下口为活塞密封结构；便器活塞人方便时先静止，然后自动下移、转动、喷水、复位、通道为大肚直通且口径大；便器加水时加水管道可根据管道自来水压力变化而伸缩，达到最大喷水压力；便器加水装置内弹性储水胶管喷水本身具有喷水到最后具有同样较高出水压力，便器加水喷水装置活赛由自来水压力推动活塞、活塞本身回复共同推动便器出水；便器可安时间定量喷水；具有电子秤功能。

2.如权利要求1所述便器装置，其包括人大小便时坐、站或蹲着时向下传导重力的重力传导支柱(2)、重力传导平衡板、包括上(6)下(7)板和一单板(10)、在重力传导平衡上板(6)和下板(7)之间有电子秤重量传感器(8)、还包括重力传导转换轴(15)。

3.如权利要求1所述便器装置，包括便器下口(3)与下水道连接处为活塞结构，通道内无返水弯，通道内壁为圆滑面，通道上端处有一段大肚管道(19)，大肚直径、高度分别大于活塞直径、高度。便器活塞口(3)直径比传统便器下口大得多，可在10厘米至20厘米间合适长度，也可不再此长度之间。还包括通道内上部的活塞和与活塞相连一传动轴，活塞传动轴为上下两部分结构，活塞上轴(20)的便器体外部分有进水管道(24)与便器出水口相连，活塞上轴和活塞上有喷水口(4)，活塞上轴可上下伸缩，活塞下轴可带动上轴和活塞转动。

其特征在于便器下口为活塞密封结构，便器活塞人方便时先静止，然后自动下移、转动、喷水、复位、通道为大肚直通且口径大。

4.如权利要求1所述装置，包括控制管道内活塞和轴上下和转动的系统，其系统主要包括四条拉力弹簧、三个左右双缸双孔密封气缸。

其特征在于当便器上没有人时，其系统两条弹簧(32)处于具有最大势能的拉伸状态，三气缸(33、35)活塞位于缸筒固定端，气缸内有左右两气孔(40)，一弹簧(31)处于收缩的 没有势能状态，活塞轴弹簧(28)处于没有势能的伸长状态，活塞位于便器下口(3)位置。

其特征在于当有人方便时，系统装置在经重力传导转换轴(15)转换后的拉绳(34)作用力下沿指定方向运动到达指定位置，一弹簧(31)和一气缸(33)活塞被拉伸相同长度，另两气缸(35)也被拉伸，三气缸(33、35)固定端气孔关闭，另一端气孔可迅速向外排气，但往里进气极为缓慢，而且进气速度可调，此时气缸固定端密闭空间为负压状态，两气缸活塞具有向固定端的回复力和重力拉力平衡，此时刚好两弹簧(32)回到收缩的没有势能状态，此时活塞轴弹簧(28)仍然处于没有势能的伸长状态，活塞仍位于便器下口位置。

其特征在于当人从便器离开时，一弹簧(31)迅速回复，一气缸(33)左端气孔往活塞左端气缸进气极为缓慢，所以活塞在极小大气压作用下缓慢向右移动，两弹簧(32)与弹簧(28)拉力之和小于弹簧(31)拉力，两弹簧(32)便被弹簧(31)迅速向左拉动，活塞轴弹簧(28)上端拉线也随之迅速沿定滑轮(30)向左移动，此时，便器活塞被拉线迅速向下拉动，到达便器通道大肚位置，同时两气缸活塞(35)由于具有向气缸固定端的回复力(大气压力)，活塞开始移动(可调节远离气缸固定端的气孔进气速度控制活塞移动速度)，有一两端分别有齿轮(36)、角带轮(37)的传动轴(38)，传动轴角带轮内角带两端与两气缸(35)活塞相连，角带在移动的活塞带动下，使传动轴(38)开始转动，传动轴一端的齿轮(36)和活塞下轴(21)下端对应位置有一圈齿轮(39)互相齿合，在传动轴齿轮(36)的带动下，活塞下轴齿轮(39)和活塞(18)同时转动起来。

其特征概括为：系统具有当人由方便开始到最后离开，可以控制便器活塞先静止、然后下移并转动、最后停止转动、回复密封便器的特征。

5.如权利要求1所述便器装置还包括通道内一卫生纸(巾)粉碎装置。该装置包括上轴(54)、中轴(42)、下轴(43)，其中上轴、中轴为内外套轴结构，上中下三轴在同一直线上，中、下轴相邻端分别都有一组多圈环形刀片(44.、45)两组刀片互相交错，两轴可互为反方向旋转，刀片组通过支架(46)与中、下轴相连；还包括上下轴的传动齿轮(59、60)，带动齿轮转动的上下传动轴(57、58)，传动轴上有从动轮(61、62)、传动轮(63、64)，传动轮动力由气缸(48)、(49)、(56)组成的系统提供；装置还包括可向刀片组喷水管道(47)，管道与便器装置出水口相连。

其特征还包括当有人方便时，在重力转换后的拉线(34)拉力作用下，气缸(48、49、55、56)活塞移动，此时，装置中轴(42)上的弹簧下挡(50)在气缸(55)和拉线(51) 作用下向上移动，使得中轴(42)向上移动。

如权利要求1所述自动便器装置，其特征还包括当人离开便器后，气缸(48、49、56、55)具有回复势能，上轴下端有弹簧上挡(52)，在弹簧上下挡作用下，弹簧(53)具有回复势能，中轴与上轴相套部分为非圆柱体同心结构，当上轴部分旋转时，可带动中轴旋转；人离开后，在各种势能及设备作用下，指定时间后(由气缸外端气阀控制固有进气速度，由大气压力完成气缸活塞回复)，有卫生巾落到下轴刀片组(45)上，中轴(43)落下，上下刀片组开始反方向旋转；喷水管道阀门(65)在气缸(56)回复中打开，有水从便器供水装备到达喷水管道(47)，水从喷水口(66)喷向刀片组，所有粉碎操作完成。

如权利要求1所述可对卫生巾粉碎的自动便器装置，其特征还包括当没有卫生巾或其它原因，，不需粉碎功能时，可取消粉碎操作。所述装置其特征在于还包括便器通道内一段正方体通道(67)，两边与圆柱体管道相连，下底与另一段管道相连，直到最后同一出口，正方体通道下底为可折叠起活底(68)，活底由拉绳连接活底上固定点(69)，连至带有一铁块(70)的固定点；其特征还包括一动滑轮(71)，动滑轮与活动轴(73)相连，动滑轮两侧同一直线上两弹簧(72、71)，弹簧(72)环绕于可动轴(73)上，轴一端有拉线(74)将轴连于带铁块(70)的拉线上，铁块(70)下方有一块高强磁铁(75)，磁铁上有非铁金属(可以是不锈钢)做成的分离杠杆(77)，杠杆下有支点(76)。

其特征在于不需粉碎操作时，用脚往下踩铁块(70)，铁块被下面高强磁铁(75)吸住，磁铁吸力大于系统弹簧(72)此时产生的回复力，弹簧(72)远离动滑轮(71)，同时，正方体通道(67)下底(68)被拉起，挡住通往粉碎机通道，打开正方体下通道；当人体产生的作用于粉碎机的作用力(34)经拉线通过动滑轮(71)时，弹簧(72)远离动滑轮(71)，动滑轮另一端弹簧(78)弹力小于拉力(34)和系统任何一气缸回复力，动滑轮在拉力作用下向活动轴(73)另一端移动，系统气缸没有受到作用力，粉碎机系统没有运转。

当需要粉碎机时，用脚踩分离杠杆(77)上端，铁块(70)受力离开高强磁铁，弹簧(72)回复到位，弹簧(72)弹力大于作用于粉碎机系统作用力(34)，当作用力(34)产生时，作用力便可通过动滑轮传导至粉碎机系统，同时，铁块磁铁分离，正方体管道下底落下，粉碎机通道打开，粉碎机系统进入运转状态。

其特征概括为：其特征在于粉碎机及系统可对卫生纸(巾)进行按时按需进行粉碎，粉碎机刀片组为两组互相交错环形结构，可上移然后落下，反方向旋转；其特征还在于便器具 有一端不用粉碎机的通道。

6.如权利要求1所述自动便器装置，包括装自动加水、喷水系统。

系统主要有储水缸筒、活塞、可伸缩加水管道与相对应的加水水箱组和相对应的弹性储水胶管、回复弹簧等组成。

当有人方便时，在作用力(34)拉动下，储水缸筒排水口阀门(89)打开，缸筒活塞(83)向出水口方向移动，缸筒内的水经排水口流入存水水箱；缸筒内弹性储水胶管(胶管内存水)所受压力只有胶管液面至缸筒活塞下方液面高度水压，可忽略不计；同时，在拉力作用下，系统加水管道(84、85)阀门(91)打开，加水管道由外管道(84)和内管道(85)组成，自来水经管道把水加入到弹性储水胶管(82/或81或/80)中，弹性胶管受自来水压力膨胀加水，完成加水。

当人离开后，回复弹簧(90)产生的回复力使活塞往回移动，同时，管道阀门(91)通往储水胶管通道关闭，阀门(91)是三通阀门，加水管道和缸筒通道阀门(91)打开，缸筒出水阀门(89)关闭，活塞受到来自加水管道自来水压力向弹簧回复力方向移动，系统喷水管道阀门(92)打开，系统完成喷水。

如权利要求1所述自动便器装置，其特征还在于系统喷水压力等于弹性储水胶管回复力(略小于自来水压力)加自来水压力与活塞回复力之和。

如权利要求1所述自动便器装置，还包括可伸缩加水管道与相对应的加水水箱组和相对应的弹性储水胶管，加水管道有内管(85)、外管(84)两部分组成，两管相套部分有弹簧(93)，当管道自来水压力变化时，弹簧长度变化，加水管道外管(84)固定，加水管道内管(85)随之变化，从而使加水管口到达相对应压力的唯一加水水箱(86或87或88)，与加水水箱唯一相对应压力的弹性储水胶管(80或81或82)，加水管道出水压力最大(在预定压力范围内)，则对应储水胶管承压最大，储水胶管之间装有止回阀(95)，防止较高承压储水胶管内水流向较低承压储水胶管，如此结构，可使管道水压变化时，保持缸筒最大出水压力，承压较低储水胶管又不会爆裂。

如权利要求1所述自动便器装置，其特征在于便器加水管道可根据自来水压力变化长度，并与相对应水箱组、相对应承压储水胶管相连，胶管与水箱有相对应直径进水管道。

装置还包括伸缩加水管道上装有的可调流量阀门(94)、储水胶管和水箱间不同直径连接管道(96、97、98)，管道直径越小，储水胶管承压越大，相对应伸缩加水管道出水压力越大， 当人在较短时间内(与大便时间相比)完成小便离开，管道阀门(94)单位时间内流量有限，储水胶管内水没加满，储水胶管内水流受到与加满水相同压力(活塞的回复力和活塞传导的管道自来水压力及胶管本身回复力)，喷水阀门(92)打开，完成喷水。

如权利要求1所述节水自动便器装置，其特征在于当人小便时，装置供给比大便少得多的供水。

7.如权利要求1所述节水自动便器装置，其特征在于装置所有气缸回复力，可由液体缸筒代替，当活塞拉伸时，缸筒进入液体，回复时，由控制液体喷出速度控制活塞回复速度；便器活塞控制系统弹簧(31)可由气缸代替，气缸回复时气缸活塞回复反方向气孔始终打开，由于大气压作用，活塞迅速复位。

8.如权利要求1所述可安装电子秤的便器装置，装置包括便器重力传导平衡板(6、7)之间安装的电子秤受力传感器，在受人或物体压力作用下保持平衡且不相接触的平衡板(6、7)。

其特征在于当人方便时，在平衡状态下，可测量人的体重，也可测量其它放于便器上平衡的物体重量。 

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