CN104727419A - 座便器的一个改进方案 - Google Patents

Abstract

本发明属于日用卫生洁具领域。具体来说涉及一类对冲洗管道与环形管道与水封补水进行了改进设计的座便器。本发明公开了坐便器的冲洗管道改进设计。在这种改进设计中，不在区分虹吸式与冲落式在。冲洗管道包括了一个存水弯，而后把存水弯与便器的排污出口用直管与圆弧形管道按照最短的方式连接起来。新型环形水道可以把从环形水拍出的水按照功能的不同，分为冲洗与输送用水与水封补水用水。新型坐便器具有自补水功能。如果把一种现已生产的坐便器的冲洗管道与环形水道该为本发明的改进设计并安装虹吸法兰，这种改进的坐便器的冲洗性能与节水性能将大大超过改进前的水平。举例来说，一款已生产的4/6升坐便器改进后就可到达一级或超4.5/3升的水平。

Description

座便器的一个改进方案

本发明专利属于日用卫生洁具领域。具体来说涉及对冲洗管道与环形管道与水封补水设计改进。

技术背景

座便器的发明使用已有两百多年。在人们没认识到节水的重要性之前，座便器一次冲洗的用水量一般二十多升，座便器的冲洗管道的设计与工艺都比较粗糙。自二十世纪九十年代起，人们对便器节水性能的要求越来越高，座便器的设计越来精细，工艺越来越复杂。

一款好的座便器的必须是：冲净性能、节水性能与外观都好。好的冲净性能需要有好的水箱配件、进水管道与冲洗管道设计。进水管道位于座便器上部，它包括与水箱出水口相连的直管道与之连接的环形水道。好的进水管道要求内部用平滑，施釉光洁，尽可能的减少流水阻力；其次，环形水道上的出水孔要的大小适当、分布置合理。座便器冲洗管道设计是座便器设计的关键，它的优劣决定座便器的性能优劣。按照冲洗方式的不同，座便器可分成两类：虹吸式与冲落式。虹吸式的优点是冲洗干净，管道内部没有污垢积存。要虹吸性能好，必须做到在冲洗开始后，尽可能快、尽可能彻底地把便器冲洗管道内的空气驱赶出去；在冲洗的过程中要尽可能地防止空气从便器排污口下端进入冲洗管道。为了设计出性能好的虹吸管道，人们做了许多改进与巨大努力。在现有的座便器中，图1展示了虹吸式与冲落式座便器的冲洗管道示意图。在虹吸式冲洗管道上，它的路径是精心地加长许多，口径大小也刻意地加以改变(图中未有标)。显然，这种管道提升了虹吸性能，但也增加了管道的长度与阻力与制作的难度。此外，多数虹吸式座便器都增加了喷射虹吸技术。它加大了水流的冲力，提高了虹吸性能。虹吸喷射管应是一个比较标准的管状水道，但世界上只有少数几家知名的大公司掌握它的制作工艺。其他数厂家不得已，所采用的办法是：在 座便盆的前部增加了一个水层，然后在水层的下端发开一个出水孔。这种模拟喷射管虽然改进了座便器的性能，但与真正的喷射管比性能就差许多。冲落式座便器的缺点是：在冲洗过程中容易产生死角，形成污垢积存。另一方面，为了加大冲洗力，冲落式座便器的便盆的水封面距地面的较低，以求加大水流的落差；封水面较小，大便容易粘在便盆壁上，往往需要人工洗刷座便器。此外有些冲落式座便器的冲洗管道采用了比较复杂路径设计。

本发明专利的内容

本发明专利是在发明专利《增强虹吸法兰》的支撑下，公开一种座便器的冲洗管道设计与环形水道的优化设计。

优化设计的理论依据。专利配件‘增强虹吸法兰’(简称虹吸法兰)为座便器冲洗管道设的优化计奠定了技术基础。虹吸法兰可以简单地描述为，它的上部与普通座便器法兰一样。差别仅在于：普通座便器法兰的出口口径Φ≥70mm；而虹吸法兰的出口口径与冲洗管道的流水截面互相匹配，Φ≌50mm；虹吸法兰的出口下端有10mm的直段，这个直端上密封地紧固着一个长约70mm的塑料薄膜管(称为虹吸薄膜管)，虹吸薄膜管外套有硬塑料保护管。虹吸法兰的特有功能是：在冲洗便器时，只要冲洗水流进入虹吸薄膜管，它内部空气压就小于虹吸薄膜管外部的气压(伯努利定理)；薄膜管外部的空气压力就把虹吸薄膜管管壁向内压缩，直到虹吸薄膜管与水流面接触并吸附在水流表面上，随水流的变化而变化。这就使得在冲洗的过程中空气不可能从虹吸法兰的出水口进入冲洗管道，这种状态将一直保持虹吸破裂，空气从便盆内进入冲洗管道。由此，只要虹吸薄膜管的柔软性选择合理，安装虹吸法兰后一般座便器，包括冲落式，都会有远远超过现行虹吸式座便器的虹吸性能。这就是说，安装虹吸法兰后，现行的虹吸式座便器在冲洗管道所采用的虹吸技术与喷射管就不仅不需要，而 且要对其进行优化，或者叫简化。

附图说明

图1是目前世界上冲落式与虹吸式坐便器的冲洗管道(又称排污管道)的最新最流行的设计简图；

图2是本发明专利提出的坐便器冲洗管道的整体封水部分的优化设计方案图；

图3是本发明专利提出的坐便器(不再区分冲落式与虹吸式)冲洗管道的优化整体设计图；

图4是本发明专利提出的环形水道设计的优化部分的设计图。

发明的特征 

本发明专利公开一种新型座便器设计，这类座便器除满足各项冲洗功能指标外，

其特征在于： 

1、这种新型座便器不再区分虹吸式与冲落式。这种优化设计的实质是：根据管道釉面的光滑度，选择一个适当大的曲率(管道的施釉越光滑，管道的曲率就可大些；釉面较差管道曲率就要小些)来控制冲洗管道的设计：管道任何部位的曲率都要小于或等于所选定的曲率。釉面光滑度接近便器可设计一个如图2所示的通用的整体存水弯管道段(简称存水弯)。把存水弯与座便器的排污空用直管道与圆弧管道光滑、最短地地连接起来就组成了便器的冲洗管道。图3是一个墙孔距为300mm的冲洗管道示意图。

2、新型环形水道。现有的座便器，尽管环形水道上的出水孔各有不同，但它们有一个共同点是：启动排水阀后，环形管上的所有出水孔几乎同时往外流水，关闭排水阀后又几乎同时停止流水。由于各种流量大的排阀的出现，本发明专利提出分化水流的概念与实施方案。人所共知，便器的冲洗过程除需要用水流来完成冲净与污水输送的各项功能外，还有一项水封补水功能。前者要求水的流速高、流量大；而后者仅仅要求补足所需的水量即可。冲洗过程的开始与结束阶段，水流的冲洗能力很小。本发明引入新型环形水道来分化两种不同用途的水流，称为水流分化。

新型环形水道的特征在于：新型环形水道底层的前端与后端分别有一个长约10-15cm与3-5cm的凸起段，突起的高度约3cm(假定环形水道的空腔高约4cm)。这就说在凸起处空腔高度为1cm。在这两个凸起段的底 层，贴座便器外壁隔开宽约0.5-1cm的孔隙(称为矩形排水孔)，长度分别为10-15cm与3-5cm。图4是矩形排水孔的竖直剖面图。在环形水道的其他部分，按照间隔1.5-2cm开一个Φ≌3mm倾斜角为45°排水孔。这样的环形水道称为优化环形水道。

优化性能的描述。在冲洗过程中，优化环形水道的出水状态如下。在刚打开排水阀到环形水道内水的高度低于3cm这段时间内，环形水道内的水只能从圆形斜出水孔缓缓流出。假定排水阀的排水流量相当大，很短时间环形管道内就充满水。而且，在排水阀关闭之前，环形水道内的水有一定压力的。因而，在排水阀关闭之前，大量的水从两个矩形水孔与各个圆孔同时高速流出。当排水阀关闭后，矩形排水孔很快就停止排水。随即，便盆内水位的迅速下降，虹吸爆破。在这段过程中，排出的水流量量大、流速高，其功能是清洗便器并完成污水输送。在虹吸爆破后，环形水道中水继续缓缓的流入便盆，并存留在便盆内，称之为水封补水。如果补水量不够，可通过补水管或其它方式补足。这种设计方式与现在流行的环形水道的设计比较，用等量的水，优化设计后，冲洗时间短，冲洗强度与输送性能力都有较大提高。图3是3cm的矩形排水孔的竖直剖面图。

3、自补水优化。基于特征2，可以进行如下拓展。座便器的后部，从座便器的进水口到环形管道之间由一个约8x 30cm的直水道。水道之外还有约30cm²空间没有利用。如果把之水道向外拓展，把直水道变成一个深约4cm的水池。(从水箱排出的水从后部进入水池，从前端流向环形水道。)那么，在排水关闭后，这个是池内存有约1升的水。加上环形管道内的存水，可达到1.5升左右。如果座便器的水分水量在1.5升左右，就可实现自动补水。水行进水阀上的补水装置就可不要。这也可以消除大 解后补水总要有部分浪费。

新型座便器的实效。

依据上述分析和我们已进行过实验，可以断定：一个厂家如果采用本发明与虹吸法兰，它所制作新型座便器的冲洗性能与节水性能将简大大超越它以前所生产的任何座便器。如果这个厂家已生产的座便器可以达到4/6升节水；那么他制作的新型座便器一定可达到或超过3/4.5升的水平。

Claims (4)

1.本发明专利是在发明专利《增强虹吸法兰》的支撑下，公开坐便器的冲洗管道、环形水道与水封自补水的改进设计。

2.权利要求1所述冲洗管道改进设计，其特征在于：这种新型座便器不再区分虹吸式与冲落式。根据管道釉面的光滑度，通过对比试验选择一个适当的曲率(管道的施釉越光滑，圆弧管道的曲率就可大些；釉面较差的圆弧形管道曲率就要小些)，设计一个通用的整体存水弯管道段(简称存水弯)。而后把存水弯与坐便器的排污孔用直管道与圆弧管道光滑、最短地连接起来。

3.权利要求1所述的环形水道的改进设计，其特征在于：新型环形水道底层的前表面部分与后面部分的中间分别有一个长约10-20cm与5-10cm的凸起段，凸起的高度约3cm(假定环形水道的空腔高约4cm)。这就说在凸起段空腔高度为1cm。在这两个凸起段的底层，在贴近坐便器外壁处开宽约0.5-1cm的孔(称为矩形出水孔)，长度分别为10-20cm与5-10cm。在环形水道的其他部分，按照间隔1.5-2cm开一个倾斜角为45°度出水孔。这样的环形水道称为改进环形水道。

4.权利要求1所述自补水改进设计，其特征在于：坐便器的后部，从坐便器的进水口到环形管道之间由一个约8x30cm的直水道。水道之外还有约30cm²空间没有利用。如果把之水道向外拓展，把直水道变成一个深约4cm的水池。(从水箱排出的水从后部进入水池，从前端流向环形水道。)那么，在排水阀关闭后，这个池内存有约1升的水。加上环形管道内的存水，可达到1.5升左右。如果坐便器的水分水量在1.5升左右，就可实现自动补水。