CN109138108A - 一种超节水脚踏式虹吸坐便器 - Google Patents

Abstract

一种超节水脚踏式虹吸坐便器，属于卫生洁具技术领域。其技术方案是：便盆为单壁结构，便盆的上端有水圈水路，水圈水路由冲水软管和喷头组成，冲水软管上均布有喷头，喷头朝向便盆的盆壁，便盆的下部有喷射水路，喷射水路的喷射口位于S弯管的起始点的下方，方向与起始弯管同角度，主水路的进水口与自来水管相连接，主水路的出水口分别与水圈水路和喷射水路相连接，脚踏式虹吸机构位于外壳内，脚踏式虹吸机构连接在便盆下部的横向管和排污口之间。本发明取消了传统坐便器的水箱和夹层水道，采用活塞原理以及自来水压力同时作用而达到启动虹吸的目的，省去了一半左右的用水量，同时具有节水、冲净、防异味、安静、占用空间小等优点。

Description

一种超节水脚踏式虹吸坐便器

技术领域

本发明涉及一种采用脚踏式虹吸冲水的超节水坐便器，属于卫生洁具技术领域。

背景技术

坐便器是生活中最常用的一种卫生洁具，它的用水量占据到生活用水总量的很大一部分，对坐便器进行节水技术改造具有重要的社会意义。目前市场上坐便器大部分采用的是虹吸排污方式，虹吸式排污技术可靠、静音、冲洗洁净并且能有效封住异味，然而大部分节水技术一味追求节水而放弃虹吸排污方式，结果达不到冲洗洁净和封住异味的效果。此外，传统的虹吸式坐便器都要有水箱，占据了较大的空间，采用水箱冲水的坐便器便盆都要有夹层水道，水箱冲水经过复杂冗长的夹层水道，能量内耗较多，减小了能量利用效率，也增大了坐便器的体积和制作的复杂性。随着坐便器节水技术的不断发展，人们对节水技术的要求也不断提高，要求坐便器在节水的同时，要有高冲净率，达到很好的清洁效果，同时要能够很好地封闭异味，并且要有低噪声，避免在夜晚影响他人的休息，还要占用空间小。为了达到这些要求，需要对现有的坐便器进行革命性的改进，在保留现有技术的各项优点的同时，引进新思路和新结构，达到节水、冲净、防异味、安静、体积小、方便使用等效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超节水脚踏式虹吸坐便器，这种坐便器可以在保留虹吸式排水的各种优点的同时可以大幅度地节约用水，同时具有占用空间小，使用方便等优点。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种超节水脚踏式虹吸坐便器，它由外壳、便盆、主水路、水圈水路、喷射水路和脚踏式虹吸机构组成，外壳为直立的椭圆形筒体，便盆放置在外壳上端，便盆为单壁结构，便盆的下部有S弯管，S弯管的下方连接横向管，横向管的下方与排污口相连接，便盆的上端有水圈水路，水圈水路由冲水软管和喷头组成，冲水软管环绕便盆上端，冲水软管上均布有喷头，喷头朝向便盆的盆壁，便盆的下部有喷射水路，喷射水路的喷射口位于S弯管的起始点的下方，方向与起始弯管同角度，主水路的进水口与自来水管相连接，主水路的出水口分别与水圈水路和喷射水路相连接，脚踏式虹吸机构位于外壳内，脚踏式虹吸机构连接在便盆下部的横向管和排污口之间。

上述超节水脚踏式虹吸坐便器，所述主水路上安装有加气阀，主水路、喷射水路和水圈水路上分别安装带快捷开关的直通阀。

上述超节水脚踏式虹吸坐便器，所述脚踏式虹吸机构包括筒体、活塞、排污管、齿条、导轨、齿轮机构、脚踏杆、复位弹簧，筒体水平放置，筒体的前端与S弯下方的横向管相连接，筒体的中部下底面有排污孔与排污管相连接，排污管与排污口相连接，活塞位于筒体内，活塞边缘与筒体为滑动配合，活塞的活塞杆与齿条相连接，齿条下方有导轨，齿条下底面与导轨为滑动配合，齿条上方有齿轮机构，齿条与齿轮机构相啮合，齿轮机构固定在便盆外部的外壳内壁上，脚踏杆的下端与齿轮机构相连接，脚踏杆上端连接脚踏板，脚踏杆和脚踏板位于外壳外部，复位弹簧的一端与齿条相连接，复位弹簧的另一端与外壳内壁相连接。

上述超节水脚踏式虹吸坐便器，所述齿轮机构包括大齿轮、小齿轮、扇形齿轮、齿轮转轴、脚踏杆转轴，齿轮转轴的两端固定在外壳两侧壁上，大齿轮和小齿轮同轴连接并套装在齿轮转轴上，大齿轮和小齿轮与齿轮转轴为转动配合，脚踏杆转轴的一端伸出一侧的外壳壁，且与外壳壁为转动连接，扇形齿轮与脚踏杆转轴固定连接，扇形齿轮与小齿轮相啮合，脚踏杆与伸出外壳壁的脚踏杆转轴相连接。

上述超节水脚踏式虹吸坐便器，所述齿轮机构还有阻尼转轴，阻尼转轴的一端与脚踏杆转轴的另一端为同轴固定连接，阻尼转轴的另一端与另一侧的外壳壁固定连接。

上述超节水脚踏式虹吸坐便器，所述活塞杆与活塞连接的部位设置有自动排气结构，自动排气结构由内杆体、外杆体、密封环组成，内杆体和外杆体分别为圆柱体，活塞中心有排气圆孔，内杆体的外径与排气圆孔为滑动配合，内杆体嵌在排气圆孔中，内杆体的内端伸出活塞的内表面，内杆体的外端有凸起的圆环，圆环的内侧环面与活塞外表面相对，内侧环面和活塞表面之间安装有密封环，内杆体的内端与外杆体的一端同轴连接，外杆体的另一端与齿条相连接，外杆体与内杆体相连接的一端有凸起的两个半环型支撑环，支撑环与活塞内表面相对，两个支撑环上下两端之间分别有间隙，活塞排气圆孔内壁的上端和下端分别有垂直于活塞面的通气槽，通气槽与两个支撑环之间的间隙相对。

上述超节水脚踏式虹吸坐便器，所述活塞与筒体内壁相对的环面上安装有两个具有一定柔性的密封片，密封片为垂直于环面的直立环片，两个密封片平行相对，密封片的厚度自下而上逐渐减小，两个密封片向中间倾斜。

上述超节水脚踏式虹吸坐便器，所述齿条上固定安装有一口字型杆，口字型杆的上端垂直固定连接在齿条两侧，下端位于导轨下方，口字型杆的左右两侧上端分别与复位弹簧的一端相连接，两条复位弹簧与齿条处于同一平面，两条复位弹簧的另一端分别与坐便器一端的外壳内壁两个固定点连接，在导轨的起始端左右两侧各安装有一个限位杆，起始状态下口字型杆在复位弹簧预拉力下与限位杆接触，口字型杆下端与主水路的带快捷开关的直通阀相对。

本发明的有益效果是：

本发明的坐便器不需要自来水蓄水，因此不需要水箱，传统虹吸式坐便器冲洗用的夹层水道也不需要了，整体采用单层设计，这样减少了一半左右陶土的烧制，不但节省材料也减少了生产过程的耗能，因为结构简单，同时也提高了产品生产的成品率，大大降低了生产成本。

本发明将与自来水管路连接的喷射口设置到S弯的起始点的下方，方向与起始弯管同角度，这样自来水的动能几乎没有损耗的作用于启动虹吸，并且在坐便器外部主水路上安装有加气阀，加气阀利用水压的变化自动将一部分气体带入管道，气体对周围水流具有拖曳作用，加快了水的流速，减小水流内部摩擦，提高了能量利用效率。

本发明的脚踏式虹吸机构连接在便盆下部的横向管和排污口之间，脚踏式虹吸机构的齿条、齿轮机构带动活塞运动，利用活塞抽气和自来水动能产生虹吸，而且无水箱的设计给提高水封高度腾出空间，因此可以设计成更大排污抽力的坐便器。

本发明是坐便器的一种创新，在采用虹吸技术上做了革命性的改进，取消了传统坐便器的水箱和夹层水道，采用活塞原理以及自来水压力同时作用而达到启动虹吸的目的，省去了一半左右的用水量，通过一次踩踏可以完成启动虹吸冲洗，水封自动存水，保留了虹吸式排水的各种优点的同时可以大幅度地节约用水，同时具有节水、冲净、防异味、安静、体积小、占用空间小、使用方便等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是活塞和活塞杆连接结构示意图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是齿轮机构结构示意图；

图6是直通阀的结构示意图；

图7是直通阀的快捷开关的使用状态示意图；

图8是活塞环面密封片的示意图。

图中标记如下：外壳1、便盆2、主水路3、水圈水路4、喷射水路5、加气阀6、S弯管7、横向管8、排污口9、冲水软管10、喷头11、筒体12、活塞13、排污管14、齿条15、导轨16、齿轮机构17、脚踏杆18、脚踏板19、复位弹簧20、限位环21、大齿轮22、小齿轮23、扇形齿轮24、齿轮转轴25、脚踏杆转轴26、阻尼转轴27、内杆体28、外杆体29、密封环30、支撑环31、通气槽32、密封片33、口字型杆34、限位杆35、带快捷开关的直通阀36、金属外圈37、固定陶瓷片38、旋转陶瓷片39、旋转陶瓷片固定支架40、通气孔41、Y字型拨杆42。

具体实施方式

本发明由外壳1、便盆2、主水路3、水圈水路4、喷射水路5、加气阀6和脚踏式虹吸机构组成。

图1、2显示，外壳1为直立的椭圆形筒体，便盆2放置在外壳1上端，便盆2为单壁结构，便盆2的下部有S弯管7，S弯管7的下方连接横向管8，横向管8的下方与排污口9相连接，脚踏式虹吸机构连接在便盆2下部的横向管8和排污口9之间。

本发明不需要自来水蓄水，所以不需要水箱，因此传统虹吸式坐便器冲洗用的夹层水道也不需要了，整体采用单层设计，这样减少了一半左右陶土的烧制，不但节省材料也减少了生产过程的耗能，因为结构简单，同时也提高了产品生产的成品率，大大降低了生产成本。

图1、2显示，便盆2的下部有喷射水路5，喷射水路5的喷射口位于S弯管7的起始点的下方，方向与起始弯管同角度，主水路3的进水口与自来水管相连接，主水路3的出水口分别与水圈水路4和喷射水路5相连接。

从能量利用效率来考虑，水箱冲水经过复杂冗长的夹层水道，能量内耗较多，减小了能量利用效率。本发明利用自来水管路压力产生的损耗很少而且没有延时。传统虹吸式坐便器大多采用喷射虹吸，从水箱流出的水一部分流向喷射口，喷射口设置在盆底直冲弯子口的地方，离S弯起始水道较远，因湍流和内壁角度的变化会导致摩擦增加而损耗能量。由于自来水的瞬间流量有限，所以本发明与自来水管路连接的喷射口设置到S弯管7的起始点的下方，方向与起始弯管同角度，这样自来水的动能几乎没有损耗的作用于启动虹吸。

图1、2显示，主水路3上安装有加气阀6，加气阀6利用水压的变化自动将一部分气体带入管道，这部分气体在管路内随着水流形成小气泡，小气泡在水流和浮力带动下在弯管处迅速上升，由于对周围水流具有拖曳作用，加快了水的流速，众多小气泡也会成为“润滑剂”减小水流内部摩擦，提高了能量利用效率。气泡在溢出水面后进入密封的S弯管7内，对正在向外抽拉的活塞起到一部分缓冲作用，让用力更加顺滑流畅。

图1、2显示，便盆2的上端有水圈水路4，水圈水路4由冲水软管10和喷头11组成，冲水软管10环绕便盆2上端，冲水软管10上均布有喷头11，喷头11朝向便盆2的盆壁。便盆2的水圈位置有一单壁折弯，上面有均匀分布的若干卡口，把喷头11卡在里面，喷头11喷出的水呈110度的扇形朝向盆壁方向，喷头11高度和宽度在1厘米左右，隐藏在折弯处不会看到，这样利用自来水管路水压对盆壁冲刷有力而且均匀，快速将盆壁上的污物冲向弯子口。

图1、2显示，传统虹吸式坐便器在下部的封闭的区域内有一部分空余空间， S弯管7最下端到排污口9有一横向管8，利用这两个条件在此安装脚踏式虹吸机构，其中脚踏式虹吸机构的活塞筒体12代替部分横向管8，空余空间安装脚踏机械动力结构和活塞杆。

筒12体与S弯管7最下端横向管8固定水平连接，筒体12的直径大于S弯管7接口直径，筒体12的外侧有三通形式的排污管14，排污管14的短管口与地面排污口9对接，短管的直径略小于筒体12，所以它们最高交接处在筒体12水平径线的下端，这样活塞13会被筒体12内壁包裹在筒体12内通过排污管14，短管与筒体12的接口是一个异形接口，一半是圆形另一半朝向内侧的则是椭圆，目的是引导污物流向排污口9，筒体12内部最外端沿内壁有一限位环21，用来限制活塞13向外移动的位置。

筒体12材质为加入纳米碳纤维材料的聚四氟乙烯，此材质具有耐磨损、自润滑、强度高、耐酸碱、耐冲击，也是已知材料中具有最小的表面张力，不粘附任何物质，包括活塞13都是采用此种材质，内部与污水接触的地方都是平滑的表面，所以不会粘附污物，不会对排污产生影响。

图1、2显示，脚踏式虹吸机构的脚踏机械动力结构包括活塞13、齿条15、导轨16、齿轮机构17、脚踏杆18、复位弹簧20。活塞13位于筒体12内，活塞13边缘与筒体12为滑动配合，活塞13的活塞杆与齿条15相连接，齿条15下方有导轨16，齿条15下底面嵌在导轨16平面的凹槽中，齿条15与导轨16为滑动配合。齿条15上方有齿轮机构17，齿条15与齿轮机构17相啮合，齿轮机构17固定在便盆2外部的外壳1内壁上，脚踏杆18的下端与齿轮机构17相连接，脚踏杆18上端连接脚踏板19，脚踏杆18和脚踏板19位于外壳1外部，复位弹簧20的一端与齿条15相连接，复位弹簧20的另一端与外壳1内壁相连接。

踏下脚踏板19，脚踏杆18通过齿轮机构17带动齿条15在导轨16上移动，齿条15与活塞杆相连接，因此带动活塞13在筒体12内移动，对横向管8和S弯管7内的污物进行抽吸。

图1、2、5显示，齿轮机构17由大齿轮22、小齿轮23、扇形齿轮24、齿轮转轴25、脚踏杆转轴26、阻尼转轴27。齿轮转轴25的两端固定在外壳1两侧壁上，大齿轮22和小齿轮23同轴连接并套装在齿轮转轴25上，大齿轮22和小齿轮23与齿轮转轴25为转动配合。脚踏杆转轴26的一端伸出一侧的外壳壁，且与外壳壁为转动连接，脚踏杆转轴26的另一端与阻尼转轴27的一端同轴固定连接，阻尼转轴27的另一端与另一侧的外壳壁为转动连接。扇形齿轮24与脚踏杆转轴26固定连接，扇形齿轮24与小齿轮23相啮合，脚踏杆18与伸出外壳壁的脚踏杆转轴26相连接。

当踏下脚踏杆18时，脚踏杆转轴26带动扇形齿轮24做逆时针转动，扇形齿轮24带动小齿轮23做顺时针转动，同时大齿轮22也做顺时针转动，大齿轮22则带动齿条15向左直线运动，拉动活塞13向外移动。阻尼转轴27一端固定在外壳1上，一端与脚踏杆转轴26的头部固定连接，阻尼转轴27的阻尼大小是可调的，它的调节螺母露在外壳1外侧，需要时方便调节阻力大小，不用时则可以用塑料盖或其它形式密封住，同时阻尼转轴27的阻力是单向的，踩踏脚踏杆18时不产生阻力，复位时则产生阻力，用以减缓复位速度，让污水充分排净并给水封水的注满保证固定时间，同时为了应对不同水压注入速度不同的情况，通过调节阻尼转轴27的阻力大小来调节复位时间，从而保证水封水量的一致性。

图3、4显示，为了达到在向外拉动活塞13时封闭的空间气压减小，从而利用与大气压的压力差使水封水向管内流动产生虹吸，因此在S弯管7内水封水面到活塞13这一段应是封闭的空间，但是当冲洗完成活塞13回复原位时，封闭的空间气体会被压缩气压增大而不能复位，因此需要向外排气保持压力平衡，所以本发明需要在活塞13部位设置有自动排气装置，排气装置在向外拉动活塞13时保持密封，向内复位时自动打开排气。

排气装置由内杆体28、外杆体29、密封环30组成。内杆体28和外杆体29分别为圆柱体，活塞13中心有排气圆孔，内杆体28的外径与排气圆孔为滑动配合，内杆体28嵌在排气圆孔中，内杆体28的内端伸出活塞13的内表面，内杆体28的外端有凸起的圆环，圆环的内侧环面与活塞13外表面相对，内侧环面和活塞13表面之间安装有密封环30，密封环30为氟胶圈。内杆体28的内端与外杆体29的一端同轴连接，外杆体29的另一端与齿条15相连接。外杆体29与内杆体28相连接的一端有凸起的两个半环型支撑环31，支撑环31与活塞13内表面相对，两个支撑环31上下两端之间分别有间隙，活塞排气圆孔内壁的上端和下端分别有垂直于活塞面的通气槽32，通气槽32与两个支撑环31之间的间隙相对。

当活塞杆向外拉动时，内杆体28与密封环30紧密接触，让活塞13密封；当活塞13需要复位时，外杆体29的右侧支撑环31与活塞13接触，而内杆体28与密封环30不再接触，这样筒体12内气体会通过内杆体28与密封环30之间的空隙和活塞中心孔的通气槽32，再经过外杆体29右侧支撑环31之间的空隙排出，让活塞13回复原位。

脚踏杆18、内杆体28、外杆体29、齿条15、导轨16、大齿轮22、小齿轮23、扇形齿轮24、齿轮转轴25、脚踏杆转轴26均采用工程塑料，工程塑料具有强度高、耐磨损、耐疲劳、耐冲击、重量轻、耐酸碱、静音等特性，特别适用于潮湿密闭的环境，本发明在选用材料上力求在坐便器的整个使用寿命期间内，整套机构保证使用的稳定性和一致性。

图2、5显示，活塞13的复位装置由复位弹簧20、口字型杆34组成。口字型杆34的上端垂直固定连接在齿条15两侧，下端位于导轨16下方，口字型杆34的左右两侧上端分别与复位弹簧20的一端相连接，两条复位弹簧20与齿条15处于同一平面，两条复位弹簧20的另一端分别与坐便器一端的外壳1内壁两个固定点连接。

图5、6、7显示，主水路3、水圈水路4和喷射水路5都是由同一种带快捷开关的直通阀36控制。直通阀内部由金属外圈37、固定陶瓷片38、旋转陶瓷片39、旋转陶瓷片固定支架40以及密封垫、密封环和垫片组成。快捷开关使用陶瓷片切向开关水路，受水压影响非常小，陶瓷片之间的摩擦力也特别小，所以很小的力量即可快速打开和关闭。Y字型拨杆42与金属外圈37固定连接在一起，Y字型拨杆42转动带动金属外圈37的转动，金属外圈37的内圈上有凹槽与旋转陶瓷片39上的凸槽配合在一起，金属外圈37的转动带动旋转陶瓷片39转动，旋转陶瓷片39上有均匀分部的6个扇形排水孔，固定陶瓷片38上也有6个同样的排水孔，与旋转陶瓷片39上的排水孔分别相错30度，每个排水孔的大小都可以由对方的实体平面堵住，在常闭情况下，旋转陶瓷片39和固定陶瓷片38的接触面配合紧密，圆周外圈由于密封垫和密封环的密封，管路是关闭的，当旋转Y字型拨杆42，会带动旋转陶瓷片39转动，两个陶瓷片的扇形排水孔会逐渐重合，旋转过30度后管路打开。上述是常闭状态打开水路，如果是常开状态关闭水路，则两个陶瓷片的起始位置是相反的。

图5、6、7显示，在导轨16的起始端左右两侧各安装有一个限位杆35，起始状态下口字型杆34在复位弹簧20预拉力下与限位杆35接触，口字型杆34下端与主水路3的带快捷开关的直通阀36相对。口字型杆34下端则与主水路3的带快捷开关的直通阀36的Y字型拨杆42的右侧分杆接触，主水路3处于常闭状态，当口字型杆34随齿条15向左侧移动时，下端逐渐打开主水路3的开关，由于喷射水路5是常开的，所以这时喷射水路5向S弯管7喷射水流。当口字型杆34继续向左移动会先将处于常闭状态的水圈水路4开关打开，再往左移动就会将处于常开状态的喷射水路5开关关闭，等到齿条15复位时整个程序就会反过来进行。

图7显示，Y字型拨杆42主杆上面两个分杆一长一短，两分杆之间夹角为90度，在起始状态时Y字拨杆42下端主杆朝向口字型杆34来的方向偏转15度，口字型杆34这时触动不了近端杆，而会与远端杆上水平方向高出口字型最下端部分相接触，将远端杆拨动旋转30度后不再相切，同时下端主杆也旋转了30度，将开关打开或关闭，而这时近端杆旋转30度后上端部分扬起，对应的等口字型杆34复位时不会对远端杆触动，而与近端杆相接触，同样旋转30度后不再相切，开关打开或关闭，这样就实现了口字型杆34来回移动带动开关的打开或关闭来控制水路。这也是本发明的最大特点之一，利用一个踩踏动作灵活地控制自来水的流向和时间。

图8显示，活塞13与筒体12内壁相对的环面上安装有两个具有一定柔性的密封片33，密封片33为垂直于环面的直立环片，两个密封片33平行相对，密封片33的厚度自下而上逐渐减小，两个密封片33向中间倾斜。密封片33类似于一种唇形结构，越到外沿唇壁越薄，内外都以过渡圆角形式往中间收拢，这种结构具有能够减小冲击和导向的作用，有利于活塞13平稳通过排污管14，活塞13通过密封片33与筒壁达到过盈配合，活塞13最外端与筒壁接触的唇部会有轻微变形，加上内外双层保护，从而保证良好的密封，因为密封片33承受力度较小，并不要求较高的气密性，所以过盈量并不大，并且密封片33在湿润的情况下自润滑效果更好，两者之间摩擦力非常小。

本发明的使用方法如下：

当使用者踏下脚踏板19后，脚踏杆18带动脚踏杆转轴26开始转动，扇形齿轮24开始做逆时针转动，同时带动小齿轮23做顺时针转动，与小齿轮23同轴的大齿轮22也做顺时针转动，与大齿轮22啮合的齿条15开始沿着导轨16向左做直线运动，齿条15上的口字型杆34也开始向左做直线运动，因为齿条15与活塞杆的连接是间隙连接，这个间隙正好让导轨16下面主水路3开关打开，自来水通过主水路3再经过常开的喷射水路5流向喷射口，自来水和加气阀6带进的小气泡朝向S弯角度方向喷出，自来水具有的动能带动水封水向上涌去，大量小气泡因浮力向上对水流具有拖曳作用，更加速了这个进程。

齿条15继续向左运动拉动活塞杆，活塞杆则带动外杆体29和内杆体28向左运动，内杆体28与活塞中心孔凹面上的密封环30接触，内杆体28与活塞13之间完全密封，这时S弯管7内是一个封闭的空间，齿条15拉动活塞13向左直线运动。根据玻意耳定律S弯管7内体积变大则气压变小，因为水封面上的大气压是恒定的，水封水则在大气压的作用下向S弯管7内流动，因为自来水压力已经对水封水起到推动作用，这时使用者向下踩踏用以拉动活塞13的力度会小很多，再加上气泡的辅力和缓冲作用，让使用者的用力过程更加柔和。这样在自来水压力和活塞13抽力“一推一拉”共同作用下，水封水和流入的自来水在短时间内就涌过驼峰，随着流量的增大，在S弯管7向下形成满管流，这时虹吸现象形成，虹吸现象产生的越早就越节水，本发明在2秒左右就会产生虹吸。

齿条15继续向左带动口字型杆34把水圈开关打开，主水路3中的一部分水经水圈水路4通过喷头11喷向便盆2内壁，快速将内壁上的污物冲向弯子口。在水圈水路4打开后喷射水路5压力下降，因为虹吸现象已经形成，不再需要喷射口的水流，齿条15再向左移动喷射水路5则被关闭，这时主水路3水流全部流向水圈水路4，污物在被虹吸水流排出的同时加快水封水的置换，让冲洗效果更好，之所以水路是这样设计，是因为自来水瞬时流量有限，要让有限的自来水发挥最大的使用价值。活塞13向外继续移动通过排污管14，污物在虹吸水流裹挟下流向排污口9，活塞13在筒体12的最外端接触到限位环21而停止移动，这时脚踏杆18也到了最低位置，使用者的踩踏动作完成。

随后口字型杆34在两个复位弹簧20的拉力下开始向右运动进行复位，同时带动齿条15也向右运动，则大齿轮22和小齿轮23做逆时针转动，啮合的扇形齿轮24做顺时针转动，带动脚踏杆18也顺时针转动复位，在脚踏杆转轴26一头安装的阻尼转轴27将使得运动缓慢进行，因为齿条15和活塞杆是间隙连接，稍作延迟后齿条15带动活塞杆开始向右运动，与活塞杆连接的外杆体29与活塞13接触，内杆体28不再与密封环30接触，从而活塞杆推动活塞13向右运动，这时虹吸已经停止，污物和污水已经排净，水圈水路4继续向盆底注水形成水封水，活塞13在齿条15的推动下继续向右跨过排污管14，这时S弯管7内形成了接近封闭状态，压缩的气体将通过内杆体28、活塞13的通气槽32和外杆体29之间的缝隙排出，让活塞13顺利复位，口字型杆34继续复位中会把喷射水路开关打开，一部分水流通过喷射水路5形成水封，然后向右再关闭水圈水路4，此时完全由喷射水路5来注入水封水，到最后口字型杆34触碰到限位杆35而停止运动，同时下端正好把主水路开关关闭，水封水也刚好也注完，所有运动部件都停止运动回复到起始位置，这样整个使用过程完毕。

本发明的一个实施例如下：

筒体12材质为加入纳米碳纤维材料的聚四氟乙烯，筒体12的内径为70mm，长度为330mm；

排污管14的直径为65mm，长度为50mm；

齿条15的长度为410mm，宽度为23mm；

导轨16的长度为400mm，宽度为30mm；

复位弹簧20的长度为450mm，直径为12mm；

密封环30为氟胶圈；

加气阀6的型号为SP-15；

阻尼转轴27型号为 MD-8D65-04；

带快捷开关的直通阀36的型号为JT01。

Claims (8)

1.一种超节水脚踏式虹吸坐便器，其特征在于：它由外壳（1）、便盆（2）、主水路（3）、水圈水路（4）、喷射水路（5）和脚踏式虹吸机构组成，外壳（1）为直立的椭圆形筒体，便盆（2）放置在外壳（1）上端，便盆（2）为单壁结构，便盆（2）的下部有S弯管（7），S弯管（7）的下方连接横向管（8），横向管（8）的下方与排污口（9）相连接，便盆（2）的上端有水圈水路（4），水圈水路（4）由冲水软管（10）和喷头（11）组成，冲水软管（10）环绕便盆（2）上端，冲水软管（10）上均布有喷头（11），喷头（11）朝向便盆（2）的盆壁，便盆（2）的下部有喷射水路（5），喷射水路（5）的喷射口位于S弯管（7）的起始点的下方，方向与起始弯管同角度，主水路（3）的进水口与自来水管相连接，主水路（3）的出水口分别与水圈水路（4）和喷射水路（5）相连接，脚踏式虹吸机构位于外壳（1）内，脚踏式虹吸机构连接在便盆（2）下部的横向管（8）和排污口（9）之间。

2.根据权利要求1所述的超节水脚踏式虹吸坐便器，其特征在于：所述主水路（3）上安装有加气阀（6），主水路（3）、喷射水路（4）和水圈水路（5）上分别安装带快捷开关的直通阀（36）。

3.根据权利要求1所述的超节水脚踏式虹吸坐便器，其特征在于：所述脚踏式虹吸机构包括筒体（12）、活塞（13）、排污管（14）、齿条（15）、导轨（16）、齿轮机构（17）、脚踏杆（18）、复位弹簧（20），筒体（12）水平放置，筒体（12）的前端与S弯管（7）下方的横向管（8）相连接，筒体（12）的中部下底面有排污孔与排污管（14）相连接，排污管（14）与排污口（9）相连接，活塞（13）位于筒体（12）内，活塞（13）边缘与筒体（12）为滑动配合，活塞（13）的活塞杆与齿条（15）相连接，齿条（15）下方有导轨（16），齿条（15）下底面与导轨（16）为滑动配合，齿条（15）上方有齿轮机构（17），齿条（15）与齿轮机构（17）相啮合，齿轮机构（17）固定在便盆（2）外部的外壳（1）内壁上，脚踏杆（18）的下端与齿轮机构（17）相连接，脚踏杆（18）上端连接脚踏板（19），脚踏杆（18）和脚踏板（19）位于外壳（1）外部，复位弹簧（20）的一端与齿条（15）相连接，复位弹簧（20）的另一端与外壳（1）内壁相连接。

4.根据权利要求3所述的超节水脚踏式虹吸坐便器，其特征在于：所述齿轮机构（17）包括大齿轮（22）、小齿轮（23）、扇形齿轮（24）、齿轮转轴（25）、脚踏杆转轴（26），齿轮转轴（25）的两端固定在外壳（1）两侧壁上，大齿轮（22）和小齿轮（23）同轴连接并套装在齿轮转轴（25）上，大齿轮（22）和小齿轮（23）与齿轮转轴（25）为转动配合，脚踏杆转轴（26）的一端伸出一侧的外壳壁，且与外壳壁为转动连接，扇形齿轮（24）与脚踏杆转轴（26）固定连接，扇形齿轮（24）与小齿轮（23）相啮合，脚踏杆（18）与伸出外壳壁的脚踏杆转轴（26）相连接。

5.根据权利要求4所述的超节水脚踏式虹吸坐便器，其特征在于：所述齿轮机构（17）还有阻尼转轴（27），阻尼转轴（27）的一端与脚踏杆转轴（26）的另一端为同轴固定连接，阻尼转轴（27）的另一端与另一侧的外壳壁固定连接。

6.根据权利要求5所述的超节水脚踏式虹吸坐便器，其特征在于：所述活塞（13）与活塞杆连接的部位设置有自动排气结构，自动排气结构由内杆体（28）、外杆体（29）、密封环（30）组成，内杆体（28）和外杆体（29）分别为圆柱体，活塞（13）中心有排气圆孔，内杆体（28）的外径与排气圆孔为滑动配合，内杆体（28）嵌在排气圆孔中，内杆体（28）的内端伸出活塞（13）的内表面，内杆体（28）的外端有凸起的圆环，圆环的内侧环面与活塞外表面相对，内侧环面和活塞表面之间安装有密封环（30），内杆体（28）的内端与外杆体（29）的一端同轴连接，外杆体（29）的另一端与齿条（15）相连接，外杆体（29）与内杆体(28)相连接的一端有凸起的两个半环型支撑环（31），支撑环（31）与活塞内表面相对，两个支撑环（31）上下两端之间分别有间隙，活塞（13）排气圆孔内壁的上端和下端分别有垂直于活塞面的通气槽（32），通气槽（32）与两个支撑环（31）之间的间隙相对。

7.根据权利要求6所述的超节水脚踏式虹吸坐便器，其特征在于：所述活塞（13）与筒体（12）内壁相对的环面上安装有两个具有一定柔性的密封片（33），密封片（33）为垂直于环面的直立环片，两个密封片（33）平行相对，密封片（33）的厚度自下而上逐渐减小，两个密封片（33）向中间倾斜。

8.根据权利要求7所述的超节水脚踏式虹吸坐便器，其特征在于：所述齿条（15）上固定安装有一口字型杆（34），口字型杆（34）的上端垂直固定连接在齿条（15）两侧，下端位于导轨（16）下方，口字型杆（34）的左右两侧上端分别与复位弹簧（20）的一端相连接，两条复位弹簧（20）与齿条（15）处于同一平面，两条复位弹簧（20）的另一端分别与坐便器一端的外壳（1）内壁两个固定点连接，在导轨（16）的起始端左右两侧各安装有一个限位杆（35），起始状态下口字型杆（34）在复位弹簧（20）预拉力下与限位杆（35）接触，口字型杆（34）下端与主水路（3）的带快捷开关的直通阀（36）相对。