CN104389339A - 一种旋转便器活塞及其控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种旋转便器活塞及其控制装置，涉及节水便器应用技术领域。便器主要包括活塞(3)壳体、活塞内部的密闭压力缸筒夹层(9)、夹层顶部外围有一圈凸出(4)，缸筒凸出下边是一滚珠轴承(5)，轴承下有卡环(25)，使轴承上下方向固定在缸筒上，轴承(5)外套安装于活塞内部，轴承外套下有卡环(24)使轴承上下固定于活塞内部，通过轴承(5)，活塞和缸筒可以相对旋转。活塞壳体还包括喷水管道(18)、喷水孔(30)及流水缝隙(31)。便器活塞内部的一组叶轮，上部与活塞连接。便器轴管内轴管上部分，可以旋转，便器轴管内轴管下端部分，固定连接在稳定套管(15)内，轴管还包括四段轴管，由上至下分别是轴管(43)、轴管(38)、轴管(40)、轴管(2)。便器还具有刹车装置。

Description

一种旋转便器活塞及其控制装置
技术领域
本发明涉及节水便器应用技术领域。
背景技术
本发明涉及节水便器应用技术领域，尤其主要涉及本人之前在中国的专利申请号为：公开号为CN 102864830A在2013年1月9日公布的国内专利申请，以及专利号为PCT/CN2013/001035的PCT专利申请。
上述本人提出的技术方案，便器最下端管道下方包括便器的旋转、进水结构部分，此部分比较复杂，而且使这个便器的高度较高，不利于便器的制作、安装、保养。同时，便器冲水完成后，便器活塞由于惯性继续旋转，并持续到活塞密封住便器口，活塞旋转着密封便器口，使活塞与便器口密封接触的位置有一定磨损。
发明内容
本发明便器主要通过便器喷水轴管向安装在活塞内部空间上的叶轮喷射高压水流，使活塞旋转，取消了便器最下端管道下方使便器旋转的水泵部分，并改变了进水结构部分，减少了一些便器水箱的组成部分，同时在便器活塞内部设置了圆柱形孔或锥形孔内壁的刹车轮毂结构表面，在便器喷水轴管设置了可伸缩的刹车轴管，轮毂结构表面与轴管末端摩擦配合。活塞轮毂结构的表面也可以是在活塞上的其它角度的圆形内壁或表面，只要此内壁或表面与便器轴管的可伸缩轴管摩擦配合即可。
便器主要包括活塞(3)壳体、活塞内部的密闭压力缸筒夹层(9)，夹层有内层和外层组成，上下两端密封，夹层内层内壁是缸筒结构，夹层顶部外围有一圈凸出(4)，缸筒凸出下边是一滚珠轴承(5)，轴承下有卡环(25)，使轴承上下方向固定在缸筒上，轴承(5)外套安装于活塞内部，轴承外套下有卡环(24)使轴承上下固定于活塞内部，通过轴承(5)，活塞和缸筒可以相对旋转。
便器活塞正中上部分可以是有一圆柱形空间(32)，也可以将空间上部的部分活塞打通，成为一圆柱形通孔，所述圆柱形空间或通孔是把空间或通孔上的一条或几条凹陷或凸起忽略的不考虑的。
活塞壳体还包括喷水管道(18)、喷水孔(30)及流水缝隙(31)，所述喷水管道(18)进水孔与活塞下移到最低后时喷水轴管上的喷水孔(16)上、下高度相当，活塞出水孔位于活塞外围圆柱形表面上，活塞内部空间下表面是中间低的锥面结构，活塞内部空间外围最下端有喷水孔(30)，活塞下底与缸筒夹层(9)外壁之间有很小的缝隙。
便器活塞壳体内部的一组带动便器活塞旋转的叶轮，上部与活塞固定连接，叶轮及其与活塞连接位置位于活塞内部空间，活塞内部空间内的叶轮周围及下方空间也较大，所以冲击叶轮的尾水会较快落下，减小对叶轮旋转的阻力。叶轮中心与缸筒上的喷水管道(20)中心所在水平面重合或平行，喷水管道喷水口与叶轮距离较近，喷水管道喷出水流轨迹可以全部穿过叶轮。叶轮被水冲击的表面是弧面，而且喷水冲击叶轮的轨迹与所述弧面产生的两夹角差值较小，而且水对叶轮的冲击力方向与叶轮上受冲击点的点时间运到方向夹角较小，喷水管道喷水口与叶轮旋转轨迹距离也要较近，所以冲击叶轮的高压水流的势能可以较多的转化成叶轮旋转的动能。
便器缸筒夹层，有进水孔(23)、出水孔(26)，还包括两喷水管道(20)或多个喷水管道(20)，管道与夹层(9)内腔连通，夹层内管与喷水管道(20)进水孔端管道壁固定连接，夹层内壁表面与喷水管道连接的表面是光滑的，所述光滑表面可以顺利经过便器喷水轴管内管上的活塞(7)，其特征还包括进水管道(20)进入夹层内管的深度可以小于夹层内管的厚度，并且进水管道孔穿过夹层内管，夹层内管内表面是光滑的，管道(20)密封的穿过夹层外管，管道在夹层间的部分是密封的。喷水管道(20)处在水平面上，所述所有管道的分布都是均匀的，管道从夹层轴管外管穿出后，是弯曲的管道，以达到喷水口喷水轨迹与叶轮弧面角度达到理想的角度，实现水流势能向叶轮旋转动能的较大转化率。
缸筒夹层内壁有与之固定连接的活塞(8)，便器喷水轴管(2)穿过缸筒顶端及活塞(3)，轴管外壁有与之固定连接的活塞(7)，轴管上两活塞(7、8)之间有便器进水孔(23)，缸筒夹层内壁有进水孔(26)，夹层外壁还有喷水孔(22)，轴管上端有压力阀，压力阀以上的轴管上还有喷水孔(28)。活塞(8)下方有弹簧(10)，弹簧下端顶住弹簧底座(11)，底座固定连接在轴管上，底座外侧有至少一道凸起，与夹层内壁的一道凹陷对应，轴管最下部分固定、密封安装在套管(15)内，轴管下端、套管下部内壁、便器管道下底组成了一个容器(29)，便器底下有进水管道(17)，缸筒夹层内壁下端有一圈密封(14)与稳定密封套管(15)外侧的一圈密封(13)配合完成便器的下端密封。
本发明便器轴管内轴管上部分，可以旋转，便器轴管内轴管下端部分，固定连接在稳定套管(15)内，轴管还包括四段轴管，由上至下分别是轴管(43)、轴管(38)、轴管(40)、轴管(2)。
轴管(43)和轴管(38)固定套装连接在一起；
轴管(38)下端较细一部分安装有压力轴承(39)、一部分穿入并穿出轴管(40)，穿过轴管(40)的部分安装机械密封(41)，轴管(38)刚刚穿过机械密封的部位有卡环槽(43)，轴管(38)下端穿过机械密封并安装好卡环后，轴管(38)和轴管(40)连接在一起；
整个轴管外与其连接的活塞(7)由两圈轴管外围的凸起组成，两圈凸起上下固定在一起成为整个活塞(7)、同时两圈凸起所在的轴管(40)和轴管(2)也连接在一起。
轴管(2)下部分固定、密封安装在套管(15)内，轴管(2)下端是便器进水管道(17)口。
本发明便器轴管，轴管上端穿过活塞(3)的部分，有一条或几条凹陷或凸起，与穿过的活塞内壁的一条或几条凸起或凹陷对应配合，从而保证轴管上端部分随活塞同时旋转。
便器轴管(43)段部分，内部还包括一压力阀，压力阀由小密闭缸筒(33)、缸筒活塞(35)及拉杆(32)、弹簧(34)组成，缸筒(33)下底(42)较大，且下底周围与轴管(43)内壁密封固定，下底中心有进水孔，缸筒(33)上底同样与轴管(43)内壁密封固定，上底外围有进水孔(37)，缸筒拉杆与活塞(35)连接，缸筒内拉杆上套有弹簧(34)，缸筒下端内壁还有进水孔(36)，在下底(42)进水孔没有高压水流时，弹簧顶住活塞(35)密封住下底(42)进水孔，拉杆上部穿过缸筒上底。缸筒活塞(35)较厚，密封缸筒下底进水孔的同时可以密封住进水孔(36)。
本发明还具有旋转便器活塞的控制装置(50)，有就是刹车装置，刹车装置可以是两个、一个或若干个，该装置包括便器喷水夹层缸筒(9)、便器活塞内部一圈圆柱或圆锥孔形轮毂、外侧与轮毂对应的外轴管(56)及与之固定的活塞(54)、内轴管(57)及与之固定的活塞(52)、内轴管进水孔(53)、弹簧(55)，所述内轴管(57)一端与夹层缸筒夹层固定连通、另一端密封，密封端外侧固定一圈活塞(52)，活塞(52)可以在外轴管(56)内壁密封滑动，外轴管(56)一端密封且与活塞轮毂对应，一端固定有一活塞(54)，活塞(54)可以在轴管(57)外壁密封滑动，内轴管(57)活塞(52)与活塞(54)之间有进水孔(53)，外轴管(56)活塞(54)与夹层缸筒(9)外壁之间套装有弹簧(55)。外轴管与活塞轮毂对应的一侧有一层耐磨材料(51)与活塞轮毂对应，这层耐磨材料具有与轮毂内壁一样的弧度。
当便器静止时，活塞轮毂与外轴管(56)被弹簧紧紧的顶在一起，活塞旋转且轴管(20)向叶轮喷水时，轮毂与外轴管间有一定的缝隙。
刹车装置的使用，使便器喷水管道(20)停止喷水后，活塞(3)通过惯性继续旋转瞬间的过程中，在活塞(3)与便器口接触之前，刹车装置内部水压降低，刹车装置使外轴管与活塞轮毂紧紧贴在一起，然后活塞(3)上升并与便器口密封，从而可以达到减小活塞(3)与便器口间的摩擦磨损。
便器喷水缸筒上的刹车装置(50)与缸筒上的喷水轴管(20)可以在缸筒上的同一竖直方向，也可以不在同一竖直方向。
说明书附图：
图1是便器活塞(3)顶部具有通孔的结构便器静止时简图
图2是便器活塞(3)顶部具有通孔的结构便器喷水时简图
图3是便器活塞(3)顶部没有通孔的结构便器静止时简图
图4是便器活塞(3)顶部没有通孔的结构便器喷水时简图
图5是便器活塞(3)内部经过叶轮的剖面简图
图6是便器喷水轴管内轴管结构简图
图7是便器静止时便器喷水轴管上的刹车装置结构简图
(以上所有附图相同部件共同参阅，图1、图2省略了便器刹车装置)
具体实施方式：
当便器静止时，喷水轴管内管(2)上的弹簧底座(11)与缸筒夹层(9)内壁的活塞(8)间的弹簧(10)向上顶住活塞(8)，所以便器口(1)活塞紧紧密封住便器，同时，活塞轮毂与外轴管(56)被弹簧紧紧的顶在一起，。
当便器开始冲水时，高压水经管道(17)进入轴管(2)，再通过进水孔(23)进入活塞(7、8)间的空间，同时水还通过进水孔(26)到达缸筒夹层(9)以及与夹层连通的刹车装置内轴管(57)，同时水逐渐开始有水从喷水孔(22)喷喷向便器管道内壁。由于进水速度远大于喷水速度，两活塞间压力迅速升高，水压使活塞(8)及相连的缸筒夹层迅速下移、便器轴管(2)顶部逐渐从活塞(3)通孔伸出，同时，较大的水压使到达轴管(57)的水通过进水孔(53)，到达轴管(57)活塞(52)与活塞(54)之间，并使活塞(54)及与之连接的轴管(56)压缩弹簧(55)并移动，从而活塞轮毂与轴管(56)之间出现一定缝隙，瞬间后水压使夹层外壁的喷水管道(20)到达活塞(7)下方，高压水开始进入两喷水管道(20)、喷向叶轮(6)，叶轮开始旋转，叶轮旋转同时带动两段轴管(38、43)一起旋转。
冲击叶轮的水落到叶轮下方活塞内部空间的底部后，被活塞旋转着、通过出水孔(30)甩向便器管道。
当缸筒夹层向下移动到最大距离时，弹簧被停止压缩，并有较大回复力，两活塞间水压瞬间达到最大，巨大水压使轴管(2)内的压力阀打开，高压水进入轴管上部由喷水孔(28)喷出，同时，活塞(3)向下移动到最大距离时，活塞壳体内管道(18)进水口与轴管的对应喷水孔(28)正好对应，高压水流从活塞壳体管道(18)出水孔喷出喷向便器管道，所有从轴管喷水孔(28)喷出的水，以及从管道(18)喷出的水，旋转着喷向便器管道。
当便器完成喷水后，两活塞(7、8)间压力逐渐变小，两活塞间的水开始以越来越慢的速度通过夹层外壁喷向便器管道，同时，随之便器活塞(3)旋转速度变慢，活塞内部空间的水开始从活塞与缸筒夹层(9)间的缝隙(31)旋转流下，并沿着缸筒夹层外壁流到便器底部。当两活塞(7、8)间压力降低到一定程度时，刹车装置两活塞(52、54)间压力也降低到一定程度，当弹簧(55)弹力大于两活塞(52、54)间压力时，弹簧顶着轴管逐渐与活塞轮毂内壁接触至贴紧，最后使活塞轮毂与夹层缸筒保持相对静止，并几乎同时与便器口相对静止。两活塞之间的水越来越少后，弹簧(10)的回复力使活塞(8)及相连的缸筒两侧向上回复到静止时位置，两圈密封(13、14)也密封在一起，活塞停止旋转后，活塞内部的水继续从缝隙(31)流下。
当便器活塞(3)顶部没有通孔时，活塞壳体内部只有圆柱形空间(32)时，便器活塞及缸筒下降后，轴管上端部分到达空间(32)内。轴管上端没有伸出活塞的结构，轴管就可以是一整个轴管，便器没有伸出活塞的可以旋转着喷水的上端部分轴管，使便器具有结构简单、活塞(3)表面更加光滑的优点。

Claims (10)

1.一种旋转便器活塞，其特征是主要包括活塞(3)壳体、被活塞内部部分包围的密闭压力缸筒夹层(9)、夹层顶部外围有一圈凸出(4)，缸筒凸出下边是一滚珠轴承(5)，轴承下有卡环(25)，使轴承上下方向固定在缸筒上，轴承(5)外套安装于活塞内部，轴承外套下有卡环(24)使轴承上下固定于活塞内部，通过轴承(5)，活塞和缸筒可以相对旋转。
2.如权利要求1所述便器活塞，其特征还在于活塞正中上部分可以是有一圆柱形空间(32)，也可以将空间上部的部分活塞打通，成为一圆柱形通孔，所述圆柱形空间或通孔是把空间或通孔上的一条或几条凹陷或凸起忽略的不考虑的。
3.如权利要求1所述便器活塞，其特征还在于活塞壳体还包括喷水管道(18)、喷水孔(30)及流水缝隙(31)，所述喷水管道(18)进水孔与活塞下移到最低后时喷水轴管上的喷水孔(16)上下高度相当，活塞出水孔位于活塞外围圆柱形表面上，其特征还在于活塞内部空间下表面是中间低的锥面结构，活塞内部空间外围最下端有喷水孔(30)，其特征还包括活塞下底与缸筒夹层(9)外壁之间有很小的缝隙(31)。
4.一组带动便器活塞旋转的叶轮，主要包括便器活塞，其特征是叶轮上部与活塞固定连接，叶轮及所述连接位置位于活塞内部空间，活塞内部空间内的叶轮周围及下方空间也较大，叶轮中心与缸筒上的喷水管道(20)中心所在水平面重合或平行，喷水管道喷水口与叶轮距离较近，喷水管道喷出水流轨迹可以全部穿过叶轮。
5.如权利要求4所述叶轮，其特征还在于叶轮被水冲击的表面是弧面，而且喷水冲击叶轮的轨迹与所述弧面产生的两夹角差值较小，而且水对叶轮的冲击力方向与叶轮上受冲击点的点时间运到方向夹角较小，喷水管道喷水口与叶轮旋转轨迹距离也要较近。
6.一种便器缸筒夹层，包括夹层的进水孔、出水孔，其特征还包括两喷水管道(20)，所述夹层内管与喷水管道(20)进水孔端管道壁固定连接，夹层内壁表面与喷水管道连接的表面是光滑的，所述光滑表面可以顺利经过便器喷水轴管内管上的活塞(7)，其特征还包括进水管道(20)进入夹层内管的深度可以小于夹层内管的厚度，并且进水管道孔穿过夹层内管，夹层内管内表面是光滑的，管道(20)密封的穿过夹层外管，管道在夹层间的部分是密封的。
7.一种便器旋转活塞控制装置，其特征是包括便器喷水夹层缸筒(9)、便器活塞内部一圈圆柱或圆锥孔形内壁的轮毂结构表面、外侧与轮毂结构表面对应的外轴管(56)及与之固定的活塞(54)、内轴管(57)及与之固定的活塞(52)、内轴管进水孔(53)、弹簧(55)，所述内轴管(57)一端与夹层缸筒夹层固定连接、另一端密封，密封端外侧固定一圈活塞(52)，活塞(52)可以在外轴管(56)内壁密封滑动，外轴管(56)一端密封且与活塞轮毂对应，一端固定有一活塞(54)，活塞(54)可以在轴管(57)外壁密封滑动，内轴管(57)活塞(52)与活塞(54)之间有进水孔(53)，外轴管(56)活塞(54)与夹层缸筒(9)外壁之间套装有弹簧(55)。
8.一种可以旋转的便器轴管内轴管，包括与轴管固定连接的稳定套管(15)、轴管外连接的活塞(7)，其特征还在于轴管还包括四段轴管，由上至下分别是轴管(43)、轴管(38)、轴管(40)、轴管(2)。
轴管(43)和轴管(38)固定套装连接在一起；
轴管(38)下端较细一部分安装有压力轴承(39)、一部分穿入并穿出轴管(40)，穿过轴管(40)的部分安装机械密封(41)，轴管(38)刚刚穿过机械密封的部位有卡环槽(43)，轴管(38)下端穿过机械密封并安装好卡环后，轴管(38)和轴管(40)连接在一起；
整个轴管外与其连接的活塞(7)由两圈轴管外围的凸起组成，两圈凸起上下固定在一起成为整个活塞(7)、同时两圈凸起所在的轴管(40)和轴管(2)也连接在一起。
轴管(2)下部分固定、密封安装在套管(15)内。
9.如权利要求8所述轴管，轴管上端穿过活塞(3)的部分，有一条或几条凹陷或凸起，与穿过的活塞内壁的一条或几条凸起或凹陷对应配合。
10.权利要求4所述轴管(43)，其特征还在于轴管内部还包括一压力阀，所述压力阀由小密闭缸筒(33)、缸筒活塞(35)及拉杆(32)、弹簧(34)组成，缸筒(33)下底(42)较大，且下底周围与轴管(43)内壁密封固定，下底中心有进水孔，缸筒(33)上底同样与轴管(43)内壁密封固定，上底外围有进水孔(37)，缸筒拉杆与活塞(35)连接，缸筒内拉杆上套有弹簧(34)，缸筒下端内壁还有进水孔(36)，在下底(42)进水孔没有高压水流时，弹簧顶住活塞(35)密封住下底(42)进水孔，拉杆上部穿过缸筒上底。缸筒活塞(35)较厚，密封缸筒下底进水孔的同时可以密封住进水孔(36)。
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