CN105442676A - 磁盘-活塞蓄能马桶冲水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冲水装置，特别是在居民家中广泛使用的磁盘-活塞蓄能马桶冲水器。它包括有：进水管，小水箱，沉筒，压杆，上复位弹簧，上磁盘，柱形水嘴盖，下复位弹簧，下磁盘，链接弹簧，水嘴盖密封填料，封水活塞，锁紧螺母，过渡套，下密封圈，上密封圈，侧孔，水嘴，阀座，阀盖，节流孔，导流孔。在磁盘的驱动作用下，冲水器的封水活塞阀打开，小水箱蓄集的高能水高速射进马桶坐便器，高速冲刷污物，在保证冲洗效果的同时，又能够大幅度节约用水，减少重复劳动。

Description

磁盘-活塞蓄能马桶冲水器

技术领域

本发明涉及一种冲水装置，特别是在居民家庭中广泛使用的磁盘-活塞蓄能马桶冲水器。

背景技术

传统式马桶冲水器，一般都是简单蓄水式，即在马桶后部专门设置一个水箱，该水箱与大气连通，水仅仅依靠水箱里0.3米高的低能水位，没有额外压头，当冲水时，手动拉起位于水箱底部的盖板阀盖板，此时，水箱中先前蓄积的定量水涌出，冲走污物。这种设计一般一次动作耗水量在8L左右，再加上冲洗效果不理想，一次污物经常需要冲几次，而反复冲洗所带来的累加耗水量更是惊人。

近几年，由于居民饮用水资源日趋紧张，全社会节能环保意识日趋高涨，节水型冲水器水箱出现并得到大量使用，这种冲水器节水的原理是专门设置了大水和小水两个按键供使用者选择，这在主观上对节约用水起到一定缓解作用，但客观上没有彻底改变。

这些传统冲水器其固有缺点是：

1、水没力：这也是老式冲水器最致命缺点，置于水箱中的水冲击力太小，通常一次冲水动作往往达不到效果，而需要二次、三次冲水，原因就是因为水箱中所蓄之水水位仅仅0.3米，形成的势能太小，这样，当水涌出时势能变成动能时，产生的速度头非常小，不到2米/秒，水缓缓流出，产生的冲刷力也就微乎其微；

2、水箱蓄水量大，耗费水：为保证冲刷效果，这些储水箱容量通常都不能太小，通常都在8升左右，有的更大，而一旦打开避水阀，所容之水即全部涌出，一次冲洗效果不行，再反复冲多几次，单次和累积用水量非常大，所以极端浪费水；

3、必须设置大型储水箱：现在市场上的马桶一般为分体式和一体式两种，但不管哪一种均配备陶瓷专用储水箱，该水箱与坐便器一体，其不仅占地大，而且陶瓷水箱易碎，生产过程中耗用大量粘土和燃料，同时，由于陶瓷体积大，密度小，产品运输过程中，单位体积运输物流成本非常高，间接浪费能源。

4、由于水的冲刷力度太小，污物数次冲洗不掉，直接影响用户心情。

5、下沉式的阀门盖板不承压，压力稍高时会自动打开；抬起式的阀门，压力过高时，人工又难以开启。

以上这些缺点都是需要迫切消除或改进的，亟需创新和发展。

为消除上述缺点，并达到节约用水，节约能源，减少使用空间，提高用户幸福度，高性能马桶冲水器出现了。

发明内容

本发明涉及一种冲水器，特别是在居民家庭中广泛使用的磁盘-活塞蓄能马桶冲水器。

千家万户每天都在使用的马桶，其用水量相当大，绝对不可小觑，尤其在比较缺水的地区，水资源显得尤其珍贵，如何能够在减少用水的前提下，又能够保证冲洗效果，是摆在大家面前不容回避的现实问题。

解决这一问题的途径是：要减少用水量，必须高效率使用水，也就是必须尽可能提高水的势能，提高水的做功能力。

附图说明

附图是本发明的结构视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明作进一步详述：

附图为本阀门的结构剖视图。

参照附图所示：磁盘-活塞蓄能马桶冲水器，包括有：1进水管，2小水箱，3沉筒，4压杆，5上复位弹簧，6上磁盘，7柱形水嘴盖，8下复位弹簧，9下磁盘，10链接弹簧，11水嘴盖密封填料，12封水活塞，13锁紧螺母，14过渡套，15下密封圈，16上密封圈，17侧孔，18水嘴，19阀座，20阀盖，21节流孔，22导流孔。

附图所示，在20阀盖凸部外侧的4压杆与6上磁盘固定在一起，当松开4压杆时，5上复位弹簧的回弹力将6上磁盘上拉回位；由7柱形水嘴盖、9下磁盘、8下复位弹簧、11水嘴盖密封填料一起组成水嘴盖；部件18水嘴与部件12封水活塞同心布置并铆接在一起；7柱形水嘴盖由10链接弹簧与18水嘴联接起来；由20阀盖、13锁紧螺母、12封水活塞与18水嘴构成一个小工作腔；12封水活塞盖在19阀座的入水口上；由4压杆，5上复位弹簧，6上磁盘，7柱形水嘴盖，8下复位弹簧，9下磁盘，10链接弹簧，11水嘴盖密封填料，12封水活塞，13锁紧螺母，14过渡套，15下密封圈，16上密封圈，17侧孔，18水嘴，19阀座，20阀盖，21节流孔，22导流孔共同组成磁盘-活塞封水阀，该封水阀再通过3沉筒、14过渡套与2小水箱连接紧固起来，构成磁盘-活塞蓄能冲水器。工作过程如下：

进水过程：城市居民自来水管来水水压约为0.25MPa，居民家庭里的自来水管上的自备手动阀门与1进水管直接相连，当打开该自备手动阀门时，由于自来水自带压头，水压大于空气初始压力，水便由1进水管进入2小水箱内。由于在2小水箱下部区域配置了一个磁盘-活塞阀，这样，水箱内的进水过程就包括了两个过程，这两个过程是同时发生的：

第一个过程：水刚进入2小水箱后，首先会流向水位最低处，而在该处正是磁盘-活塞阀的位置所在，于是，水先穿过19阀座与20阀盖之间的间隙，再穿过位于12封水活塞上开设的21节流孔，进入20阀盖与12封水活塞之间的预设的小工作腔，该工作腔的出口是18水嘴上开设的22导流孔，而在8下复位弹簧与10链接弹簧的预紧力作用下，7柱形水嘴盖与11水嘴盖密封填料一起压住18水嘴上的22导流孔，工作腔自我密封。当水进入这个工作腔后立即压缩内部空气，水推动空气逐渐上移并通过17侧孔逐渐被挤压至该工作腔上部的7下复位弹簧处，当该空间内压力等于来水压力后，内部水位不再上升，这样，该工作腔内部的气体与水的压力就必然作用于7柱形水嘴盖的上部端面，并产生一个静推力，该力又由7柱形水嘴盖的下部端面直接作用于18水嘴上的22导流孔，使得18水嘴处越压越紧，密封性能更好，由于部件18水嘴铆接在12封水活塞上，该静推力必然通过18水嘴压向12封水活塞，而位于12封水活塞的中心处底部正对18水嘴的出口处，紧贴着磁盘-活塞冲水阀的19阀座的入水口，这样，借助于水压，实现了18水嘴和19阀座的同时自我密封，无泄漏。这个过程是磁盘-活塞封水阀的充压过程。

第二个区域，再看空间稍微大点的2小水箱，当水填充封水阀自己的工作空间时，水也同时填充2小水箱，由于2小水箱里留有空气，水进入后空气被压缩，并被逐渐挤压到水箱上部，体积逐渐缩小，压力逐渐上升，当水-气两相压力平衡时，自来水便停止进入，此时，2小水箱中所进之水进入保压状态，其蓄积的能量相当于25米高水柱的势能，这个过程就是冲水阀蓄能的过程。

排水过程：参照附图所示，2小水箱中水位到达设计水位时，2小水箱中的空气压力与来水水压相同，此时，若按压4压杆，6上磁盘迅速接近位于20阀盖内的9下磁盘，由于两磁盘间有磁力存在，当两者尽可能接近后，磁吸力大于8下复位弹簧的弹性阻力和静推力之和，7柱形水嘴盖、10链接弹簧与11水嘴密封填料一起在9下磁盘的上抬力作用下，同时迅速上拉，瞬间将18水嘴上的22导流孔打开，该封水阀工作腔内的水立即从18水嘴流出，排入19阀座入水口，内压立即减小，由于位于12封水活塞上的21节流孔流量小不能瞬间给予补充，而位于12封水活塞外部的进水区水压仍然较高，而铆接了部件18水嘴的12封水活塞，其材料为柔性材料橡胶，这样，工作腔空间减压后，12封水活塞的柔性材料发生弹性变形，与18水嘴一起同时上抬，打开12封水活塞与冲水阀的19阀座的之间的空间，这样就打开了冲水器的通道，冲水器被打开后，原先蓄积在2小水箱中的大量水，瞬间喷涌而出。

自动复位：参照附图所示，当按压4压杆的力消失后，4压杆在5上复位弹簧与8下复位弹簧的两个回复力作用下将两磁盘分离，并各自归位。7柱形水嘴盖在10链接弹簧的牵引作用下自然压向12封水活塞上的18水嘴上的22导流孔，而18水嘴的底部也自动压住冲水阀的19阀座的入水口，如此完成自动密封，自动闭锁，阻挡水流。

完成自动复位后，2小水箱又开始新的蓄水蓄能过程，直到下一次按动4推杆。

这样做的好处是：

1.水流冲压空气，水箱内的定量空气体积迅速缩小而压力陡然上升，形成空气弹簧，而水箱中大量的静态水同时获得了相同的压力势能，这个压力大小等同于自来水管内压力。当冲水阀打开时，被压缩后的空气迅速把水压出水箱。如此，内部空气被反复挤压和释放，体积忽大忽小，就像弹簧伸缩一样。

2.更为独到的是：安置在2小水箱内的活塞封水阀，它采用了连通器原理，即采用小活塞来推动大活塞，这样就保证了冲水器的动作灵敏，操作轻松。

3.由于压力能的存在，2小水箱中的蓄集水富有极高的做功能力，在2小水箱的任意水平横截面处均为等压面，根据积分定理，这个横截面会产生非常高的推力，该推力会驱动水面急速下移，排水过程中2小水箱中的蓄集水会整体瞬间往低压区移动，水体形成了刚性体，同步性好，移动迅速，排水快。

4.由于压力能的存在，根据流体总压定理，水的静压会变成动压，也就是水流具有极高的速度头，计算表明，此种水流，其出口速度可达20米每秒，而老式冲水器其水流出口速度仅仅不到2米每秒，两者相比，磁盘-活塞蓄能马桶冲水器的优势显而易见。

5.由于水流射流强，冲刷效果显著，水箱的容积非常小，为定容式设计，每次耗水量3L以内，从客观上、根本上减少用水。

6.水头被抬高到25米左右，远远大于老式水箱水头的0.3米，水的冲击力度超大，一次操作即可达到预定效果，无须反复操作，使用者获得极佳的用户体验。

7.由于水流湍急，冲洗过程也是马桶流体通道的自我保洁过程。

8.磁盘的巧妙应用，使得阀体结构部件的用量大幅减少，大幅提高装置密封性能，使得2小水箱的水能够稳定保压，完全摒弃了老式马桶的低效率设计。

9.双磁盘的设计，更提高了装置的动作可靠性。

10.本冲水器为单独设计，独立于坐便器。

11.本装置占地小，运输方便，拆卸容易。

Claims (10)

1.磁盘-活塞蓄能马桶冲水器，包括有：1进水管，2小水箱，3沉筒，4压杆，5上复位弹簧，6上磁盘，7柱形水嘴盖，8下复位弹簧，9下磁盘，10链接弹簧，11水嘴盖密封填料，12封水活塞，13锁紧螺母，14过渡套，15下密封圈，16上密封圈，17侧孔，18水嘴，19阀座，20阀盖，21节流孔，22导流孔。

2.根据权利要求1所述的磁盘-活塞蓄能马桶冲水器，其特征是由4压杆，5上复位弹簧，6上磁盘，7柱形水嘴盖，8下复位弹簧，9下磁盘，10链接弹簧，11水嘴盖密封填料，12封水活塞，13锁紧螺母，14过渡套，15下密封圈，16上密封圈，17侧孔，18水嘴，19阀座，20阀盖，21节流孔，22导流孔共同组成磁盘-活塞封水阀。

3.根据权利要求2所述的磁盘-活塞封水阀，其特征是该封水阀通过3沉筒、14过渡套与2小水箱紧固连接，构成磁盘-活塞蓄能马桶冲水器。

4.根据权利要求2所述的磁盘-活塞封水阀，其特征是部件18水嘴的中心处开有一个22导流孔，与12封水活塞同心布置并铆接在一起。

5.根据权利要求2所述的磁盘-活塞封水阀，其特征是7柱形水嘴盖由10链接弹簧与18水嘴进行弹性联接。

6.根据权利要求2所述的磁盘-活塞封水阀，其特征是由20阀盖、13锁紧螺母、12封水活塞与18水嘴围成一个工作腔。

7.根据权利要求2所述的磁盘-活塞封水阀，其特征是弹性材料的12封水活塞底部直接盖在19阀座的进水口上。

8.根据权利要求2所述的磁盘-活塞封水阀，其特征是在7柱形水嘴盖中心孔内装有5上复位弹簧，侧面开有17侧孔，下部外侧装有9下磁盘，该9下磁盘材料可以为永磁体，也可以为软磁体。

9.根据权利要求2所述的磁盘-活塞封水阀，其特征是在20阀盖外凸部，外力消失后，由5上复位弹簧的恢复力将4压杆、6上磁盘上移复位。

10.根据权利要求2所述的磁盘-活塞封水阀，其特征是12封水活塞本体为弹性材料，该12封水活塞上开设一个21节流孔。