CN111677069A - 一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，包括输入输出单元、能源单元、动力单元、执行单元及控制单元；所述输入输出单元包括壳体、安装在壳体上的输入接口及输出接口、用于触发能源单元及控制单元工作的控制接口；所述能源单元包括大冲水按钮组件及小冲水按钮组件；所述动力单元包括能实现活塞运动的膜片组件；所述执行单元包括与膜片组件连接的滑阀组件；所述控制单元包括针阀组件及单向阀组件；本发明采用弹簧‑阻尼延时控制装置进行控制，避免国外采用的气体压力差进行换能，也不需要电磁阀、电池、太阳能、风能等其他控制方式和能源类型，投入成本低；结构设计紧凑，空间占用率小，零部件种类和数量少，可靠性高。

Description

一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置

技术领域

本发明涉及真空厕所相关设备技术领域，特别涉及一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置。

背景技术

控制装置的基本工作原理是通过切换控制器腔室内的部分真空和大气压力的交替，以便实现真空排污阀和冲洗水阀的打开(工作状态)和闭合(非工作状态)；具有这种结构类型的控制装置用于控制真空厕所相关设备的冲洗或(和)排污过程。控制装置的控制过程在于：操控真空排污阀，使得真空马桶中的粪便或其它气液固体从真空厕所相关设备中排出到真空收集装置(如中间容器、跟随的真空废水罐中)或者真空下水道中，与此同时操控冲水阀，以便将冲洗水冲洗真空厕所相关设备腔体相关腔室。

为了实现这两个动作过程，已知的并且具有代表性的技术是以如下方式实现的：

(1)已知技术(美国发明专利号6128789)是这样的真空马桶控制装置5，包括至少三个操作阀，第一阀10、第二阀9、第三阀11。它们借助于一公共的活塞杆调节或复位，所塞杆的形式为一凸轮，该凸轮由一缸体壳6内的活塞驱动，其中第一阀10由一启动机构23启动，该阀将缸体6中的腔室连接于真空源；第二阀9由凸轮调节，其将下水管27中的真空源连接于排水阀3的驱动装置29和64中；第三阀11借助于凸轮12调节，通过相应的管路和管33和34将一冲水环2连接于一水源。

该控制器存在的问题在于：控制装置中各个单元分属于两个独立装置，并且通过外部独立气管管路进行联通，而且元件数量多、规格数量也大，个别零部件(比如凸轮)是与其它零部件进行配合动作的可动零部件，而且结构尺寸比较小，容易损坏，导致控制器结构复杂、成本高、使用寿命短、可靠性低、制造和维修保养费用高。

(2)已知技术(发明专利申请号200680003008.7)是这样的真空马桶控制装置，包括具有限定了多个室的主体部的控制机构105，该多个室包括第一端室和第二端室，其中第一端室设有促动机构106；主动部12设有与真空源102联通的第一端口8，用于与排污阀103联通的第二端口9和用于与空气联通的第三端口10；促动机构106与协同第二阀机构操作的第一阀机构相连接，第二阀机构可在第一位置和第二位置之间移动，该第一位置提供了在第一二端口9和第三端口10之间的联通，而第二位置闭合了在第二端口9和第三端口10之间的联通。

该控制器存在的问题在于：控制装置结构紧凑，元器件数量少，但阀杆51上的第一管孔6和第二管孔7的阻尼效果调节，特别是装配以后是无法手动调节延时时间的；该控制器只具有一个冲水模式，没有大冲水模式(比如排便)和小冲水模式(比如小便)的选择功能。

(3)已知技术(发明专利申请号201580081233.1)是这样的真空马桶控制装置，包括控制单元，所述控制单元具有：操作单元，所述操作单元具有待由使用者手动操作的操作元件；分配阀单元，所述分配阀单元具有空气接口和废水阀控制接口以及截至阀，所述截止阀用于中断或释放在空气接口和废水阀控制接口之间的连接；和操作耦合单元，所述操作耦合单元将分配阀与操作元件偶联，使得在操作偶联单元的第一位置中分配阀单元的空气接口经由截止阀与废水阀控制接口连接而在操作偶联单元的第二位置中通过截止阀中端在分配阀单元和废水阀控制接口之间的连接。

该控制器存在的问题在于：控制装置中各个单元分属于独立元件，并且通过外部独立气管管路进行联通，而且元件数量多、规格数量也大，个别零部件(比如操作杠杆)是与其它零部件进行配合动作的可动零部件，而且结构尺寸比较小，容易损坏，导致控制器结构复杂、成本高、使用寿命短、可靠性低、制造和维修保养费用高；虽然为了避免出现使用者的无意的或者故意的操作而导致错误控制的情况发生而在操作单元110中设计了独立承载手控按钮，但是由于承载手控按钮所在的负压室受到了真空管路负压的影响，导致手动按钮杆与装置配合孔之间的间隙中因负压压力作用而从控制装置操作单元110外侧吸入一定的空气，而空气中的灰尘等较重的污染物会通过配合间隙进入负压室，进而附着在密封件121、冲头120、密封装置124，甚至是经由真空管路151进入到喷嘴152和空腔153中，造成相关零部件的动作失效，特别是冲头120与操作单元110下面空气入口在没有空气过滤装置的情况下，情况更加糟糕；操作偶联装置150由于伸出部件长度远大于导向孔而导致偏心，进而影响操作杠杆132的动作精度。

三个已知技术共同性问题还有由于采用的是气体压力差进行控制的控制装置，当真空排污阀打开时，会导致控制装置真空管路入口压力迅速升高，有时候导致控制器提前关闭，而引起控制装置的误操作，主要原因是压差波动引起膜片组件压力差不稳定而出现了误动作，尽管EVAC公司增加了一个储压罐，但无形之中增加了产品空间和产品成本，以及故障率，因此本发明研制了一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，以解决现有技术中存在的问题，经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。

发明内容

本发明目的是：提供一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，以解决现有技术中控制装置结构复杂空间占用率高、投入成本以及维护成本过高、功能性差导致的精度差以及故障率高的问题。

本发明的技术方案是：一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，包括输入输出单元、能源单元、动力单元、执行单元及控制单元；所述输入输出单元包括壳体、安装在壳体上的输入接口及输出接口、用于触发能源单元及控制单元工作的控制接口；所述能源单元包括安装在壳体内的大冲水按钮组件及小冲水按钮组件；所述动力单元包括安装在壳体内并能通过大冲水按钮组件及小冲水按钮组件分别独立控制实现活塞运动的膜片组件；所述执行单元包括安装在壳体内并与膜片组件连接的滑阀组件；所述控制单元包括安装在壳体内的针阀组件及单向阀组件。

优选的，所述壳体包括由上至下依次设置并固定连接的上壳体、第一中壳体、第二中壳体及下壳体；所述上壳体呈对称结构，两侧分别包括第一空腔、与第一空腔相连通并同轴设置的中空连接轴、与第一空腔上端部相连通并延伸至上壳体侧壁处的第一空气管路、与第一空腔下端部相连通并延伸至上壳体端面处的第二空气管路及第三空气管路，所述第三空气管路与上壳体侧壁之间具有一相连通的第四空气管路；所述第一中壳体上端面具有一对对称设置的定位套筒、下端面设置有呈柱形结构的第二空腔、中部设置有连通定位套筒及第二空腔的第一内孔；所述定位套筒、第一内孔及第一空腔同轴设置；所述第二空腔中部上端设置有围成柱形结构的若干定位片；所述第二中壳体包括由上至下均与第二空腔同轴设置的第三空腔、第二内孔及第四空腔、与第三空腔相连通的真空管路接口；所述下壳体包括与第四空腔同轴设置的第五空腔、与第五空腔相连通并延伸至下壳体下方的大气管路接口、真空排污阀气路接口及气控水阀气路接口；所述输入接口包括真空管路接口及大气管路接口；所述输出接口包括真空排污阀气路接口及气控水阀气路接口。

优选的，所述大冲水按钮组件及小冲水按钮组件结构相同且对称安装，均包括呈一体结构由上至下依次同轴设置的上导杆、活塞部及下导杆、套设在下导杆外侧的第一复位弹簧；所述上导杆与中空连接轴插接配合，并贯穿中空连接轴，上端凸出中空连接轴的部分为按钮头部；所述下导杆与第一内孔插接配合，并贯穿第一内孔；所述活塞部呈扁形柱状结构，且设置在第二空腔内；所述第一复位弹簧设置在活塞部下端并套设在定位套筒外侧。

优选的，所述膜片组件包括由上至下依次与第二内孔同轴设置的上压板、膜片及下压板、设置在下压板下端的第二复位弹簧；所述上压板上端设置有插接配合在若干定位片之间的第一导柱，且上压板上端面与下导杆下端面相抵；所述下压板下端设置有插接配合在第二内孔中的第二导柱，所述第二导柱侧壁上均布若干沿竖直方向设置的缺口；所述第二复位弹簧套设在第二导柱外侧，并处在下压板与第三空腔下端面之间；所述膜片中部固定在上压板与下压板之间，呈环形的侧边固定在第一中壳体与第二中壳体之间，端面上设置有通孔。

优选的，所述滑阀组件包括与第二导柱同轴设置的第三导柱、嵌套配合在第三导柱下端的阀瓣及设置在阀瓣上端的密封压板；所述第三导柱延伸至第四空腔内，并与下压板及第二导柱呈一体结构设置；所述阀瓣与大气管路接口同轴设置，并可沿中轴线方向延伸至大气管路接口内部。

优选的，所述针阀组件设置在第三空气管路中，包括针阀阀芯、设置在针阀阀芯外侧端的调节旋钮及设置在针阀阀芯内侧端的锥形端头；所述锥形端头延伸至第三空气管路与第四空气管路汇流处的内侧端；所述单向阀组件设置在第二空气管路中，包括嵌套设置在第二空气管路内侧端部的外壳、设置在外壳内的钢球、压缩弹簧及内调整螺丝。

优选的，所述控制接口包括分别控制大冲水按钮组件及小冲水按钮组件的一对按钮头部、分别控制大冲水延时与小冲水延时的调节旋钮。

优选的，所述上壳体与第一中壳体之间、第一中壳体与第二中壳体之间、第二中壳体与下壳体之间、活塞部与第一空腔内部之间、下导杆与第一内孔之间、阀瓣与大气管路接口内壁之间、针阀阀芯与第三空气管路内壁之间、外壳与第二空气管路之间均设置有O型密封圈。

优选的，所述定位套筒内部嵌套配合有套设在下导杆外侧的唇形密封圈。

优选的，所述上壳体、第一中壳体、第二中壳体及下壳体通过依次贯穿上壳体、第一中壳体、第二中壳体及下壳体的长杆螺丝固定连接；所述中空连接轴上端部外壁呈螺纹状，并连接有固定螺母。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)本发明采用弹簧-阻尼延时控制装置进行控制，避免国外采用的气体压力差进行换能，也不需要电磁阀、电池、太阳能、风能等其他控制方式和能源类型，投入成本低；结构设计紧凑，空间占用率小，零部件种类和数量少，可靠性高。

(2)使用时可以进行功能的选择，由于设计了由大冲水按钮组件及小冲水按钮组件构成的双控制按钮，使其具有大冲水模式(比如排便)和小冲水模式(比如小便)的选择功能。

(3)大冲水模式具有一定的互锁和防误操作(防呆)功能，小冲水模式具有后悔功能，该功能适用于不熟悉马桶使用的初级用户，以及误操作的老用户。

(4)由于双控制按钮所触发的大冲水模式和小冲水模式，以及后悔功能的存在，使得结构能够实现高效节水。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置的结构示意图；

图2为本发明所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置的剖面主视图；

图3为本发明所述壳体的剖视结构示意图；

图4为本发明所述上壳体的俯视图；

图5为本发明所述上壳体的剖视结构示意图；

图6为本发明所述第一中壳体的剖视结构示意图；

图7为本发明所述第二中壳体的剖视结构示意图；

图8为本发明所述下壳体的剖视结构示意图；

图9为本发明所述大冲水按钮组件/小冲水按钮组件的结构示意图；

图10为本发明所述大冲水按钮组件/小冲水按钮组件的安装结构主视图；

图11为本发明所述膜片组件及滑阀组件的结构示意图；

图12为本发明所述膜片组件及滑阀组件的爆炸图；

图13为本发明所述膜片组件及滑阀组件的安装结构主视图；

图14为本发明沿图1中所视的A-A视图；

图15为本发明所述针阀组件及单向阀组件的安装结构俯视图；

图16为本发明所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置工作过程时的剖面主视图；

图17为本发明所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置的系统组成结构图；

图18为本发明所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置的系统控制原理框图。

其中：1、上壳体，11、第一空腔，12、中空连接轴，13、第一空气管路，14、第二空气管路，15、第三空气管路，16、第四空气管路，17、节流口，18、固定螺母；

2、第一中壳体，21、定位套筒，22、第二空腔，23、第一内孔，24、定位片，25、通气间隙；

3、第二中壳体，31、第三空腔，32、第二内孔，33、第四空腔，34、真空管路接口；

4、下壳体，41、第五空腔，42、大气管路接口，43、真空排污阀气路接口，44、气控水阀气路接口；

5、大冲水按钮组件，51、上导杆，52、活塞部，53、下导杆，54、第一复位弹簧，55、按钮头部；

6、小冲水按钮组件；

7、膜片组件，71、上压板，72、膜片，73、下压板，74、通孔，75、第一导柱，76、第二导柱，77、缺口，78、第二复位弹簧；

8、滑阀组件，81、第三导柱，82、阀瓣，83、密封压板；

9、针阀组件，91、针阀阀芯，92、调节旋钮，93、锥形端头；

10、单向阀组件，101、外壳，102、钢球，103、压缩弹簧，104、内调整螺丝，105、通气口，106、出气口。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

如图1、图2所示，一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，其中真空厕所相关设备包括但不仅限于真空马桶、真空小便器等设备，本发明主要包括输入输出单元、能源单元、动力单元、执行单元及控制单元；其中输入输出单元包括壳体、安装在壳体上的输入接口及输出接口、用于触发能源单元及控制单元工作的控制接口；能源单元包括安装在壳体内的大冲水按钮组件5及小冲水按钮组件6；动力单元包括安装在壳体内并能通过大冲水按钮组件5及小冲水按钮组件6分别独立控制实现活塞运动的膜片组件7；执行单元包括安装在壳体内并与膜片组件7连接的滑阀组件8；控制单元包括安装在壳体内的针阀组件9及单向阀组件10。

如图3所示，壳体包括由上至下依次设置并固定连接的上壳体1、第一中壳体2、第二中壳体3及下壳体4；上壳体1起到固定与支撑作用，采用注塑工艺制造的塑料材质，可用的材质有PA66、玻璃纤维加强的尼龙、POM等材料，具有强度较高、尺寸稳定度较好等特点；如图4、图5所示，上壳体1呈对称结构，两侧分别包括第一空腔11、与第一空腔11相连通并同轴设置的中空连接轴12、与第一空腔11上端部相连通并延伸至上壳体1侧壁处的第一空气管路13、与第一空腔11下端部相连通并延伸至上壳体1端面处的第二空气管路14及第三空气管路15，一对第二空气管路14设置在上壳体1偏向中部一侧，一对第三空气管路15设置在上壳体1偏向侧壁一侧，且第三空气管路15与上壳体1侧壁之间具有一相连通的第四空气管路16；第四空气管路16与第三空气管路15汇流处偏向第一空腔11的一端为空气管路入口；如图3、图6所示，第一中壳体2上端面具有一对对称设置的定位套筒21、下端面设置有呈柱形结构的第二空腔22、中部设置有连通定位套筒21及第二空腔22的第一内孔23；定位套筒21、第一内孔23、第一空腔11及中空连接轴12同轴设置，并相连通；第二空腔22中部上端设置有围成柱形结构的若干定位片24，相邻的定位片24之间设置有通气间隙25，便于实现通气；如图3、图7所示，第二中壳体3包括由上至下均与第二空腔22同轴设置的第三空腔31、第二内孔32及第四空腔33、与第三空腔31相连通的真空管路接口34；如图3、图8所示，下壳体4包括与第四空腔33同轴设置的第五空腔41、与第五空腔41相连通并延伸至下壳体4下方的大气管路接口42、真空排污阀气路接口43及气控水阀气路接口44；大气管路接口42与第五空腔41同轴设置。

如图2所示，大冲水按钮组件5及小冲水按钮组件6结构相同且对称安装，如图9所示，均包括呈一体结构由上至下依次同轴设置的上导杆51、活塞部52及下导杆53、套设在下导杆53外侧的第一复位弹簧54；如图10所示，上导杆51与中空连接轴12小间隙插接配合，并贯穿中空连接轴12，上端凸出中空连接轴12的部分为按钮头部55；小间隙插接配合是为了便于按压过程中轻便省力，同时上导杆51与中空连接轴12接触的侧壁可采用间隔环形槽孔的方式进行减重，不仅能够节约注塑件的耗材量，还不降低结构的强度；按钮头部55凸出中空连接轴12上端面的距离设定为10mm；由于中空连接轴12内部与上导杆51之间的间隙连接的是大气，并连通至第一空腔11内，因而在按压按钮头部55以及结构在复位的整个阶段，大冲水按钮组件5及小冲水按钮组件6均不会受到外界空气中的灰尘吸附导致按钮头部55按压困难设置卡住的影响；下导杆53与第一内孔23插接配合，并贯穿第一内孔23延伸至第二空腔22内，向下运动也可延伸至第三空腔31内；活塞部52呈扁形柱状结构，且设置在第二空腔22内，用于将第二空腔22分隔，结合图5所示，活塞部52上端空间与第一空气管路13相连通，活塞部52下端的空间与第二空气管路14、第三空气管路15及第四空气管路16相连通；第一复位弹簧54选择弹簧钢或者不锈钢制作，设置在活塞部52下端并套设在定位套筒21外侧，即上端与活塞部52下端面固定连接或相抵，下端与定位套筒21外侧的第一中壳体2上端面固定连接或相抵。

如图11、图12所示，膜片组件7包括由上至下依次与第二内孔32同轴设置的上压板71、膜片72及下压板73、设置在下压板73下端的第二复位弹簧78；上压板71与下压板73主要起导向作用，同时承载大冲水按钮组件5与小冲水按钮组件6下端部的压力，要求材质强度高、耐磨性好、重量轻，其优选加工方案和材质为采用注塑工艺制造的塑料材质，可用的材质有PA66、玻璃纤维加强的尼龙、POM等材料，具有强度较高、尺寸稳定度较好等特点；如图13所示，上压板71上端设置有插接配合在若干定位片24之间的第一导柱75，由于定位片24之间通气间隙25的设置，能够实现第一导柱75的正常运动，且由于第二复位弹簧78的设置，上压板71上端面与下导杆53下端面相抵；下压板73下端设置有插接配合在第二内孔32中的第二导柱76，第二导柱76侧壁上均布若干沿竖直方向设置的缺口77，便于通气；且下压板73与上压板71的有效横截面积相同；第二复位弹簧78选择弹簧钢或者不锈钢制作，套设在第二导柱76外侧，并处在下压板73与第三空腔31下端面之间，上端部与下压板73下端面固定连接或相抵，下端部与第三空腔31下端面之间固定连接或相抵；膜片72中部固定在上压板71与下压板73之间，呈环形的侧边固定在第一中壳体2与第二中壳体3之间，从而将第二空腔22及第三空腔31组合形成的空间进行分隔，且该膜片72端面上设置有通孔74，用于实现分隔空间的连通；该膜片72起到进一步稳定上压板71及下压板73在动作前中后的受力分布和稳定性，降低运动时的摩擦阻力，提高其使用寿命，其材质可以为丁腈橡胶NBR材质，或其它耐磨性能耗、弹性性能佳、耐油污性能佳及耐气候性佳的材质制造，可以是单一材料或者是复合材料。

如图11、图12所示，滑阀组件8包括与第二导柱76同轴设置的第三导柱81、嵌套配合在第三导柱81下端的阀瓣82及设置在阀瓣82上端的密封压板83；如图13所示，第三导柱81延伸至第四空腔33内，并与下压板73及第二导柱76呈一体结构同轴设置；阀瓣82与大气管路接口42同轴设置，下端面外侧呈内凹状，内壁具有一凸起环，与凸起环相对的第三导柱81的外壁上设置有凹槽，从而实现了阀瓣82与第三导柱81的固定连接，该阀瓣82通过驱动可沿中轴线方向延伸至大气管路接口42内部；密封压板83与阀瓣82呈一体结构设置，并可用于封堵在第二内孔32下端面。

膜片组件7与滑阀组件8通过组合装配形成完整的结构，通过大冲水按钮组件5及小冲水按钮组件6的驱动即可实现运动，运动过程中第一导柱75、第二导柱76及第三导柱81起到导向作用，要求其材质强度高、耐磨性好、重量轻，其优选加工方案和材质为采用注塑工艺制造的塑料材质，可用的材质有PA66，玻璃纤维加强的尼龙，POM等材料，具有强度较高、尺寸稳定度较好等特点。

如图14、图15所示，针阀组件9设置在第三空气管路15中，包括针阀阀芯91、设置在针阀阀芯91外侧端的调节旋钮92及设置在针阀阀芯91内侧端的锥形端头93；锥形端头93延伸至第三空气管路15与第四空气管路16汇流处的内侧端，即延伸至空气管路入口处，形成一节流口17，该节流口17即是锥形端头93与空气管路入口处包围形成锥形缝隙，通过旋转调节旋钮92，能够有效调节该节流口17的大小；单向阀组件10设置在第二空气管路14中，包括嵌套设置在第二空气管路14内侧端部的外壳101、设置在外壳101内的钢球102、压缩弹簧103及内调整螺丝104，外壳101与第二空气管路14之间设置有通气口105，钢球102在压缩弹簧103的作用下能够封堵在通气口105处，内调整螺丝104中部也设置有出气口106，出气口106与外界相连通。

本实施例中，输入接口包括真空管路接口34及大气管路接口42；输出接口包括真空排污阀气路接口43及气控水阀气路接口44；控制接口包括分别控制大冲水按钮组件5及小冲水按钮组件6的一对按钮头部55、分别控制大冲水延时与小冲水延时的调节旋钮92，控制接口需要来自外界环境(比如手指)进行控制或操作，属于一种操作元件，其还具有如下替代方案，采用来自外界环境状态变化(比如人手压力、人的声音、液位压力、红外线等)进行触发的操作面(比如触发按钮、声音传感器、液位压力传感器、红外线传感器等)；第一优选的实施方式为：操作面以弹簧加载的方式处于初始位置中并且能够通过操作按钮从该初始位置运动到触发位置中，在触发位置中操作面和接触面接触并且通过按键操作操作元件；第二优选的实施方式为：以人的语音特征进行触发的操作面，该操作面为具有辨别人的语音语素特征的拾音器件和语音处理芯片等内容；第三优选的实施方式为：以红外线检测装置作为操作面，以人作为触发环境因素的红外线检测器件和处理芯片等内容；第四优选的实施方式为：以液位变化为环境状态变化特征进行触发的操作面，该操作面为具有识别液位的变化的器件，比如液位压力传感器或装置、液位气压传感器或装置等传感器或装置。

为保证结构的密封性，上壳体1与第一中壳体2之间、第一中壳体2与第二中壳体3之间、第二中壳体3与下壳体4之间、活塞部52与第一空腔11内部之间、下导杆53与第一内孔23之间、阀瓣82与大气管路接口42内壁之间、针阀阀芯91与第三空气管路15内壁之间、外壳101与第二空气管路14之间均设置有O型密封圈；定位套筒21内部嵌套配合有套设在下导杆53外侧的唇形密封圈；唇形密封圈和O型密封圈的材质可以为丁腈橡胶NBR材质，或其它耐磨性能耗、弹性性能佳、耐油污性能佳及耐气候性佳的材质制造，可以是单一材料或者是复合材料。

上壳体1、第一中壳体2、第二中壳体3及下壳体4通过依次贯穿上壳体1、第一中壳体2、第二中壳体3及下壳体4的长杆螺丝固定连接；中空连接轴12上端部外壁呈螺纹状，并连接有固定螺母18，用于与外界安装，安装时通过安装厚度来调节固定螺母18，以便使固定螺母18下表面与上壳体1上表面之前的距离等于安装厚度所需要的距离值或高度值，正常安装距离范围设定为2～60mm。

如图17、图18所示，本发明的工作原理具体如下：

首先，如图16所示，将第一空腔11中活塞部52上端的空间设置为腔室A，第一空腔11中活塞部52下端的空间设置为腔室B，第二空腔22及第三空腔31内形成的空间中处在膜片72上方的空间设置为腔室C，第二空腔22及第三空腔31内形成的空间中处在膜片72下方的空间设置为腔室D，第四空腔33及第五空腔41内形成的空间设置为腔室E。

(1)大冲水按钮组件5及小冲水按钮组件6的工作过程：

按压按钮头部55，整体结构迅速下降，松手之后由于针阀组件9的节流调速作用下，按钮头部55自动回弹至初始状态的时间可控，且大冲水按钮组件5与小冲水按钮组件6回弹耗时时间不一致；

工作原理(以大冲水按钮组件5为例)：

按钮头部55向下按压的过程中，腔室A中空间变大，其中的空气处于低压状态，则外界空气通过第一空气管路13进入腔室A中，实现内外部气压一致；与此同时，腔室B中的空间变小，其中的空气处于压缩状态，因而气压比外界大气压高，腔室B中的高压气体打开了位于第二空气管道端部的单向阀组件10，而将气体快速排出至外界，最终实现内外部气压一致，而活塞部52受到的总的压差产生的压力可以忽略不计，只要确保单向阀组件10打开压力很小即可；单向阀组件10打开是由于高压气体推动钢球102，使气体从通气口105进入内调整螺丝104中部的出气口106，从而排出至外界；

大冲水按钮组件5按下去并且手离开按钮头部55之后，凭借第一复位弹簧54的作用，大冲水按钮组件5开始复位回弹，其中腔室A中的空间变小，其中的空气处于压缩状态，因而气压比外界大气压高，腔室A中的高压气体通过第一空气管路13而将气体快速排出至外界，实现腔室A中的气压与外界大气压一致；与此同时，腔室B中的气体由于体积变大，而产生负压，由于与外界大气压之间存在压力差，故外界大气通过针阀组件9形成的节流口17而进入到腔室B中；而进入空气的速度由可调节针阀组件9进行控制，进而能够实现大冲水按钮组件5及小冲水按钮组件6复位的不同步，实现了延时复位功能。

(2)膜片组件7的工作原理：

受大冲水按钮组件5或小冲水按钮组件6的作用，膜片组件7会向下运动，运动过程中第一导柱75及第二导柱76均起到导向作用，同时膜片72将第二空腔22及第三空腔31分隔为腔室C及腔室D，两个腔室空间采用膜片72上面的通孔74进行联通，目的是将第二中壳体3外侧的真空管路接口34引入腔室C和腔室D中，实现真空度值一致，以便在膜片组件7上下表面上产生的压力值一致，进而抵消掉真空压力对膜片组件7总合力值的影响，实现方式是上压板71和下压板73表面积相同。

(3)滑阀组件8的工作原理：

滑阀组件8采用二位三通滑阀式结构，其工作状态与膜片组件7同步；非工作状态和完全复位回弹状态下，滑阀组件8的工作状态如图2所示，此时由于阀瓣82下端面外侧呈内凹状，与大气管路接口42上端内壁之间形成了间隙，因此腔室E和大气管路接口42之间实现了连通，进而实现了大气管路接口42与真空排污阀气路接口43及气控水阀气路接口44之间的连通，引起与之连接的两个阀门的关闭动作，与此同时，密封压板83与第四空腔33上端面之间紧密贴合，特别是腔室D中是真空气体，而腔室E中为大气压力，压力差会让密封压板83与第四空腔33上端面之间之间紧密结合得更可靠；

工作状态下，滑阀组件8的工作状态如图16所示，此时阀瓣82下移，导致阀瓣82外侧的O型密封圈与大气管路接口42内壁之间紧密配合，因而隔离了外界空气与腔室E之间的连通，与此同时，滑阀组件8下移后，密封压板83与第四空腔33上端面之间处在间隙，第二导柱76侧壁上的缺口77有利于在工作状态下，实现腔室D和腔室E的联通，进而实现了真空管路接口34与真空排污阀气路接口43及气控水阀气路接口44之间的连通，引起与之连接的两个阀门的打开动作。

操作过程中，由于用手按压大冲水按钮组件5上端的按钮头部55，同时施加了一定的按压力，使得膜片组件7及滑阀组件8同步向下运动，且导致按钮头部55上端面与固定螺母18上端面平齐位置，此时下移行程为总行程；为了保证互锁和防呆过程中降低延时的不确定性，以及大冲水按钮组件5不会继续下移更大距离而导致相关零件的损坏，要求按钮可以继续按压一个X距离，实现定位套筒21上端面与活塞部52下端面进行接触，而实现机械限位，避免机械下移导致膜片组件7损坏。

(4)复位原理(以按压大冲水按钮组件5后的复位为例)：

当人手离开大冲水按钮组件5上端的按钮头部55后不久，大冲水按钮组件5、膜片组件7及滑阀组件8均开始复位，此时膜片组件7在第二复位弹簧78的作用下开始复位，但它的存在意义是控制执行单元的通断，以及跟随大冲水按钮组件5中的下导杆53移动，确保下导杆53下端面与上压板71上端面保持接触；膜片组件7的复位上移，导致了下压板73及阀瓣82向上运动，并逐渐缩小密封压板83上端面与第四空腔33上端面之间的距离，但没有紧密贴合，因而真空管路接口34中的真空气体仍可以通过腔室D进入腔室E中，与此同时，阀瓣82下端部的O型密封圈与大气管路接口42内壁发生滑移，但未脱离，进而使得两者之间的紧密配合依然存在，继续实现真空管路接口34与真空排污阀气路接口43及气控水阀气路接口44之间的连通，与之连接的两个阀门仍然处于打开状态；当完全复位后，密封压板83上端面与第四空腔33上端面之间紧密贴合，此时真空管路接口34中的真空气体经过腔室D无法进入腔室E，同时阀瓣82下端的O型密封圈完全脱离大气管路接口42内壁，进而实现了大气管路接口42与真空排污阀气路接口43及气控水阀气路接口44之间的连通，引起与之连接的两个阀门的关闭，至此一个流程全部结束。

按压小冲水按钮组件6的工作原理与按压大冲水按钮组件5的工作原理相同。

(5)互锁和防呆动作过程的工作原理：

本发明在按压大冲水按钮组件后即开启大冲水模式，按压小冲水按钮组件后即开启小冲水模式，考虑到在应用大冲水模式现实情况下，不需要再叠加小冲水模式的功能；理由是为了结构简单，零部件数量少，很多零部件进行了结构并用或者复用，而且大冲水模式下耗水量大，而小冲水模式下的水流及冲水效果相对于大冲水模式下的效果不显著，为了降低产品复杂度和零件数量，提高产品可靠性，要求大冲水模式和小冲水模式尽可能互不影响，特别是大冲水模式下，防止小冲水模式被误按是节约用水的一个方法，更重要的是防误操作和防呆功能的存在有利于设备的可靠性的提高和故障率的降低；

当大冲水按钮组件5与小冲水按钮组件6同时位于“最”下端时，是指当大冲水按钮组件5按下去然后释放后，去按压小冲水按钮组件6前，大冲水按钮组件5在手离开按钮头部55以后即开始在第一复位弹簧54作用下开始复位回弹，离开大冲水按钮组件5去按压小冲水按钮组件6之前这段时间里，大冲水按钮组件5具有一定的回弹距离X，而这个回弹距离通过大冲水按钮组件5按压到机械限位处来补偿，即大冲水按钮组件5的按钮头部55下移到与固定螺母18上端面平齐后继续下移到机械限位的距离；

当大冲水按钮组件5在第一复位弹簧54及针阀组件9的节流作用下，开始复位回弹至总行程的一半时，由于小冲水按钮组件6中的延时时间短，弹回速度比大冲水按钮组件5的回弹速度快(通过调节旋钮92控制形成节流口17的锥形缝隙的大小来调节回弹速度)，故小冲水按钮组件6下端面与上压板71上端面完全脱离后，不会干涉大冲水按钮组件5的冲水效果。

(6)后悔动作过程的工作原理：

对于全新接触真空马桶产品的客户而言，如果只是采用颜色进行分辨大小冲水模式的同时没有文字说明，是很容易按错自己需要的按键的，特别的本来想使用大冲水模式，可是按了小冲水模式，这时后悔功能的使用可以让装置立即切换为大冲水模式，而不是常规马桶存在的形式是：如果误按压了小冲水模式，则立刻打开小冲水模式，进行排水排污，此时再追加按压大冲水模式已经来不及了；即便小冲水模式动作完成，再技术追加大冲水模式，由于小冲水模式和大冲水模式公用同一个冲水水箱，所以小冲水模式的使用会影响大冲水模式的使用效果，毕竟进水补水锁水需要时间的；而本发明中，后悔模式具有一定的延时反应时间，这段时间利于主人及时修正控制模式，最终实现节能节水；小冲水按钮组件6具有后悔功能，即优先按压了小冲水按钮组件6，发现按错了，需要改变冲水模式，只需要直接按压大冲水按钮组件5即可，实现了及时切换，而无需等待一个冲水流程完成再进行；

当大冲水按钮组件5与小冲水按钮组件6同时位于“最”下端时，是指当小冲水按钮组件6按下去然后释放后，去按压大冲水按钮组件5前，小冲水按钮组件6在手离开按钮头部55以后即开始在第一复位弹簧54作用下开始复位回弹，离开小冲水按钮组件6去按压大冲水按钮组件5之前这段时间里，小冲水按钮组件6具有一定的回弹距离X，而这个回弹距离再又按下大冲水按钮以后进行了抵消，此时即开启了大冲水模式，实现了及时切换的目的。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，其特征在于：包括输入输出单元、能源单元、动力单元、执行单元及控制单元；所述输入输出单元包括壳体、安装在壳体上的输入接口及输出接口、用于触发能源单元及控制单元工作的控制接口；所述能源单元包括安装在壳体内的大冲水按钮组件及小冲水按钮组件；所述动力单元包括安装在壳体内并能通过大冲水按钮组件及小冲水按钮组件分别独立控制实现活塞运动的膜片组件；所述执行单元包括安装在壳体内并与膜片组件连接的滑阀组件；所述控制单元包括安装在壳体内的针阀组件及单向阀组件。

2.根据权利要求1所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，其特征在于：所述壳体包括由上至下依次设置并固定连接的上壳体、第一中壳体、第二中壳体及下壳体；所述上壳体呈对称结构，两侧分别包括第一空腔、与第一空腔相连通并同轴设置的中空连接轴、与第一空腔上端部相连通并延伸至上壳体侧壁处的第一空气管路、与第一空腔下端部相连通并延伸至上壳体端面处的第二空气管路及第三空气管路，所述第三空气管路与上壳体侧壁之间具有一相连通的第四空气管路；所述第一中壳体上端面具有一对对称设置的定位套筒、下端面设置有呈柱形结构的第二空腔、中部设置有连通定位套筒及第二空腔的第一内孔；所述定位套筒、第一内孔及第一空腔同轴设置；所述第二空腔中部上端设置有围成柱形结构的若干定位片；所述第二中壳体包括由上至下均与第二空腔同轴设置的第三空腔、第二内孔及第四空腔、与第三空腔相连通的真空管路接口；所述下壳体包括与第四空腔同轴设置的第五空腔、与第五空腔相连通并延伸至下壳体下方的大气管路接口、真空排污阀气路接口及气控水阀气路接口；所述输入接口包括真空管路接口及大气管路接口；所述输出接口包括真空排污阀气路接口及气控水阀气路接口。

3.根据权利要求2所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，其特征在于：所述大冲水按钮组件及小冲水按钮组件结构相同且对称安装，均包括呈一体结构由上至下依次同轴设置的上导杆、活塞部及下导杆、套设在下导杆外侧的第一复位弹簧；所述上导杆与中空连接轴插接配合，并贯穿中空连接轴，上端凸出中空连接轴的部分为按钮头部；所述下导杆与第一内孔插接配合，并贯穿第一内孔；所述活塞部呈扁形柱状结构，且设置在第二空腔内；所述第一复位弹簧设置在活塞部下端并套设在定位套筒外侧。

4.根据权利要求3所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，其特征在于：所述膜片组件包括由上至下依次与第二内孔同轴设置的上压板、膜片及下压板、设置在下压板下端的第二复位弹簧；所述上压板上端设置有插接配合在若干定位片之间的第一导柱，且上压板上端面与下导杆下端面相抵；所述下压板下端设置有插接配合在第二内孔中的第二导柱，所述第二导柱侧壁上均布若干沿竖直方向设置的缺口；所述第二复位弹簧套设在第二导柱外侧，并处在下压板与第三空腔下端面之间；所述膜片中部固定在上压板与下压板之间，呈环形的侧边固定在第一中壳体与第二中壳体之间，端面上设置有通孔。

5.根据权利要求4所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，其特征在于：所述滑阀组件包括与第二导柱同轴设置的第三导柱、嵌套配合在第三导柱下端的阀瓣及设置在阀瓣上端的密封压板；所述第三导柱延伸至第四空腔内，并与下压板及第二导柱呈一体结构设置；所述阀瓣与大气管路接口同轴设置，并可沿中轴线方向延伸至大气管路接口内部。

6.根据权利要求5所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，其特征在于：所述针阀组件设置在第三空气管路中，包括针阀阀芯、设置在针阀阀芯外侧端的调节旋钮及设置在针阀阀芯内侧端的锥形端头；所述锥形端头延伸至第三空气管路与第四空气管路汇流处的内侧端；所述单向阀组件设置在第二空气管路中，包括嵌套设置在第二空气管路内侧端部的外壳、设置在外壳内的钢球、压缩弹簧及内调整螺丝。

7.根据权利要求6所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，其特征在于：所述控制接口包括分别控制大冲水按钮组件及小冲水按钮组件的一对按钮头部、分别控制大冲水延时与小冲水延时的调节旋钮。

8.根据权利要求7所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，其特征在于：所述上壳体与第一中壳体之间、第一中壳体与第二中壳体之间、第二中壳体与下壳体之间、活塞部与第一空腔内部之间、下导杆与第一内孔之间、阀瓣与大气管路接口内壁之间、针阀阀芯与第三空气管路内壁之间、外壳与第二空气管路之间均设置有O型密封圈。

9.根据权利要求7所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，其特征在于：所述定位套筒内部嵌套配合有套设在下导杆外侧的唇形密封圈。

10.根据权利要求9所述的一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置，其特征在于：所述上壳体、第一中壳体、第二中壳体及下壳体通过依次贯穿上壳体、第一中壳体、第二中壳体及下壳体的长杆螺丝固定连接；所述中空连接轴上端部外壁呈螺纹状，并连接有固定螺母。

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