CN111980120A

CN111980120A - 节水冲水箱

Info

Publication number: CN111980120A
Application number: CN202010016959.XA
Authority: CN
Inventors: 汤迎红; 任贝贝; 李海君
Original assignee: Hunan University of Technology
Current assignee: Hunan University of Technology
Priority date: 2020-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2020-11-24

Abstract

本发明涉及卫生间冲洗设备技术领域，公开一种节水冲水箱，包括水箱、进水阀、浮球和排水阀，排水阀外周与水箱壁之间设有隔板将水箱内腔分隔成第一水箱和第二水箱，进水阀和浮球位于第一水箱内；隔板靠近水箱底部处安装有供水从第一水箱补入第二水箱的单向阀；排水阀包括大排水按钮、小排水按钮、受大排水按钮控制排水的大流量排水塞和受小排水按钮控制排水的小流量排水塞，大流量排水塞上开设有通孔供小流量排水塞放置堵塞水流或脱离排空水流，小流量排水塞位于第一水箱侧。将传统水箱分隔形成两个储水空间，采用双开关和双排水孔的设计，小流量排水时仅会排放第一水箱的水，大流量排水时才排放两个水箱的水，真正做到按需排放，有效节约水资源。

Description

节水冲水箱

技术领域

本发明涉及卫生间冲洗设备技术领域，具体地，涉及一种节水冲水箱。

背景技术

当今社会，建设节约环保型社会刻不容缓，环保节能成为了首要发展的方向，如今我们日常生活中用到的卫生间冲水箱进行排污都消耗了大量的生活用水，而中国作为一个水资源缺乏的国家，这将会是一个急待优化的一个问题。

目前的节水冲水箱主要有普通节水冲水箱、气压节水冲水箱、无水箱节水冲水箱三类，但是节水效果仍不理想，传统冲水箱的使用现状是：（1）每次的冲水量无法控制，大小按钮对水量的控制几乎没有区别，均是一次性排空水箱储水，取决于储水箱的储水量；（2）虹吸式或直冲式马桶每次都会消耗6～8L水，用水量大。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、节水效果优异的节水冲水箱。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种节水冲水箱，包括水箱、进水阀、浮球和排水阀，排水阀外周与水箱壁之间设有隔板将水箱内腔分隔成第一水箱和第二水箱，进水阀和浮球位于第一水箱内；隔板靠近水箱底部处安装有供水从第一水箱补入第二水箱的单向阀；排水阀包括大排水按钮、小排水按钮、受大排水按钮控制排水的大流量排水塞和受小排水按钮控制排水的小流量排水塞，大流量排水塞上开设有通孔供小流量排水塞放置堵塞水流或脱离排空水流，小流量排水塞位于第一水箱侧。

进一步地，排水阀外周对称伸出有阀体夹板与隔板相接，阀体夹板和隔板在贴合相接处夹设密封条。

进一步地，小流量排水塞和/或大流量排水塞为锥形塞。

更进一步地，锥形塞上套设橡胶圈。

进一步地，大排水按钮、小排水按钮分别通过齿轮齿条机构控制大流量排水塞和小流量排水塞排水。

进一步地，单向阀为低压开启单向阀，开启压力<0.01Mpa。

更进一步地，单向阀离水箱底部的高度为8～12cm。

再进一步地，单向阀数量为两个。

进一步地，隔板高度低于浮球所能到达的高度。

更进一步地，隔板高度低于浮球所能到达高度至少1cm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）将传统水箱分隔形成两个储水空间，采用双开关（大、小流量排水塞）和双排水孔（大、小流量排水口）的设计，小流量排水时仅会排放第一水箱的水，大流量排水时才会排放两个水箱的水，真正做到按需排放，有效节约水资源；

2）在充分考虑第一水箱补水速度比第二水箱补水快或者补水压差过小时单向阀不开启的问题后，将隔板高度设计为低于浮球所能到达的最高高度至少1cm，使第二水箱补水充足，确保冲水箱的整体使用效果；

3）大排水按钮与大流量排水塞之间、小排水按钮与小流量排水塞之间通过齿轮齿条机构进行链接来控制排水，相对于现有技术的五连杆机构来说结构更简单、运行更稳定，且大流量排水塞和小流量排水塞在排水时上抬的行程更精准。

附图说明

图1为实施例1所述的节水冲水箱的内部结构示意图；

图2为图1中排水阀阀体夹板与隔板连接的局部示意图；

图3为实施例1所述的排水阀的内部结构示意图；

图4为实施例1所述的五连杆机构的结构简图；

图5为实施例2所述的排水阀中齿轮齿条机构的结构示意图；

图6为实施例2所述的齿轮齿条机构的结构简图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，提供一种节水冲水箱，其包括水箱、进水阀2、浮球3和排水阀4，排水阀4外周与水箱壁之间设有隔板11将水箱内腔一分为二形成第一水箱12和第二水箱13，第一水箱12为小流量排水箱，第二水箱13为大流量排水箱，进水阀2和浮球3位于第一水箱12内，浮球3起调节作用，水面带动浮球3到达一定高度，进水阀2关闭，水面带动浮球3降低，进水阀2开启进行补水；隔板11靠近水箱底部处安装有供水从第一水箱12补入第二水箱13的单向阀5；排水阀4包括大排水按钮41、小排水按钮42、受大排水按钮控制排水的大流量排水塞43和受小排水按钮控制排水的小流量排水塞44，大流量排水塞43上开设有通孔431供小流量排水塞44放置以堵塞水流或脱离以排空水流，下文中将该通孔称为小流量排水口，小流量排水塞44位于第一水箱12侧。

本实施例的水箱分隔仅需将传统排水阀结构及箱体内壁作适当改变，如图2所示，排水阀4外周对称伸出有阀体夹板45与隔板11相接，阀体夹板45和隔板11在贴合相接处夹设密封条46，阀体夹板45与隔板11通过螺栓47和密封条46紧密相接，实现密封效果。

具体地，大排水按钮、小排水按钮分别通过五连杆机构控制大流量排水塞43和小流量排水塞44排水，如图3所示，排水阀上大排水按钮、小排水按钮和大流量排水塞、小流量排水塞之间均分别依次通过摆杆61、连杆62和塞杆63连接，该五连杆机构的工作原理如图4所示，现任取大排水或小排水中的一个来作具体说明如下：

按下排水按钮推动摆杆摆动，通过连杆62驱动塞杆63和排水塞（大流量排水塞或小流量排水塞）向上运动，排水按钮（大排水按钮或小排水按钮）下方装有弹簧（未示出），利用弹簧的回复力使排水按钮向上复位，从而塞杆和排水塞也向下复位。

结合图4来看，五连杆机构自由度：F=3n-(2Pl+Ph-p)-P1=3×4-2×5-1=1

通过计算：BC=15mm ，CD=25mm ，DE=120mm，通过分析计算排水按钮的推程是25mm，摆杆的转角为120°，连杆的转角为5°，塞杆和排水塞行程为40mm。

本实施例中，由于小流量排水塞44设置在大流量排水塞43表面上，非排水状态时，小流量排水塞44封住大流量排水塞43上的小流量排水口并和大流量排水塞一起封住大流量排水口；排水状态下，当仅需小流量排水时，按下小排水按钮42，摆杆61和连杆62带动小流量排水塞44上抬，使小流量排水口暴露，大流量排水塞静止不动，此时单向阀5阻断第二水箱13的水流向第一水箱12，第一水箱12内的水从小流量排水口流出完成便池或马桶冲洗，当需大流量排水时，按下大排水按钮41，摆杆61和连杆62带动大流量排水塞43上抬，大流量排水塞43同步带动小流量排水塞44一起上抬，使大流量排水口暴露，此时第一水箱12、第二水箱13内的水均从大流量排水口流出完成便池或马桶冲洗。

为避免小流量排水塞44上抬时因摩擦过大而带动大流量排水塞43也发生上抬，需尽量对小流量排水塞44进行结构改善来降低其与大流量排水塞的摩擦，本实施例将小流量排水塞44和大流量排水塞43均设计为锥形塞，小流量排水口和大流量排水口都配套设计成锥形孔，可使排水塞与排水口之间产生优良配合，保证工作精准度和提升使用寿命。

此外，锥形塞上需套设橡胶圈，以便与锥形孔配合利用水压压住锥形塞，确保其密封性，避免发生漏水问题。

单向阀5为低压开启单向阀，根据传统家用卫生间水箱水压，我们选用低压开启单向阀，开启压力<0.01Mpa。进行小流量排水工作时，单向阀5对第二水箱13空间起阻断作用，第二水箱水13不能流向第一水箱12，所以第一水箱12内水被排出，第二水箱13内水保留，排水后水由进水阀2补充。

单向阀5离水箱底部的高度为8～12cm，一般选择10cm，大流量排水工作时，第一水箱12和第二水箱13水皆被同时排出，进水阀2先给第一水箱12补水，水位到达单向阀5位置时，即离第一水箱12底部10cm，第二水箱13因被排空无压力，第一水箱12水压打开单向阀5，对两个水箱同时补水。

为提升补水效率，需多设置几个单向阀，本实施例中单向阀数量为两个，分布在排水阀两侧。

考虑到第一水箱补水速度会比第二水箱补水速度快或者补水时压差过小导致单向阀不开启，隔板11高度需低于浮球3所能到达高度至少1cm。一般取1cm即可满足要求，这样第一水箱12补满后可以漫过隔板11上方继续给第二水箱13补水直至进水阀2关闭，如此可有效提升补水速度。

实施例2

本实施例与实施例1的区别是：大排水按钮、小排水按钮分别通过齿轮齿条机构控制大流量排水塞和小流量排水塞排水，如图5和图6所示，齿轮齿条机构安装在连杆62和塞杆63之间，具体地，齿轮齿条机构包括与大排水按钮41处连杆相接的第一拉杆71、与小排水按钮42处连杆相接的第二拉杆72，第一拉杆和第二拉杆的末端分别设有第一齿轮73和第二齿轮（未示出），第一/第二拉杆末端分别具有贯穿第一/第二齿轮中心孔的折弯端75，齿轮齿条机构还包括一固定于排水阀内的固定齿条76，第一齿轮73、第二齿轮均可与固定齿条76啮合传动，齿轮齿条机构还包括与固定齿条76相对的且分别与第一齿轮73、第二齿轮啮合传动的第一齿条77、第二齿条78，第一齿条77末端与大排水塞杆顶端相接，第二齿条末端与小排水塞杆顶端相接。

结合图6来看，齿轮齿条机构自由度：F=3n-2Pl-Ph=3×3-2×3-2=1

通过设计计算：BC=15mm；CD=25mm； DE=120mm，按钮的推程是6mm,D点垂直向上行程为10mm，齿条（流量锥形塞）行程为20mm。

具体地，齿轮齿条机构工作过程如下：按下小排水按钮42，其下方对应连杆62上升并带动第二拉杆72上升，拉动第二齿轮上升，固定齿条76不动，第二齿轮旋转，带动第二齿条78上升，打开小流量排水塞44排水；按下大排水按钮41，其下方对应连杆上升并带动第一拉杆71上升，拉动第一齿轮73上升，固定齿条76不动，第一齿轮73旋转，带动第一齿条77上升，打开大流量排水塞43排水，同时小流量排水塞44也被动抬起，第二齿轮被动上移，第二齿轮被带动旋转。大/小排水按钮下方均装有弹簧，在排水完毕后，利用弹簧的回复力使各排水按钮向上，从而相应排水塞向下复位。

本实施例的冲水箱对排水阀进行创新设计，通过隔板形成两个储水空间，采用双开关（大、小流量排水塞）和双排水孔（大、小流量排水口），大便按大排水按钮放出大水量，小便则按小排水按钮放出小水量，真正实现大流量、小流量排水按需排放。

现按照一般规律每天每人小便7次来验证本实施例冲水箱用水量数据，结果如表1所示：

表1 不同马桶水箱的用水量数据

名称	每次排便用水量/L	每天使用量/人次	使用天数/天	每人一年用水量
					普通冲水箱	7	7	365	17885
节水冲水箱	3.5	7	365	8943

通过表格中的数据比较可以看出，节水冲水箱在节水方面具有很强的优势，且本实施例的冲水箱使用方便、运行平稳，能在整体外形尺寸上兼容传统马桶，无需对传统马桶结构作重大改变，具有较高的实用价值和广泛的应用前景，既可节约水资源，又能降低居民用水成本，适于广泛推广使用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种节水冲水箱，包括水箱、进水阀、浮球和排水阀，其特征在于，排水阀外周与水箱壁之间设有隔板将水箱内腔分隔成第一水箱和第二水箱，进水阀和浮球位于第一水箱内；隔板靠近水箱底部处安装有供水从第一水箱补入第二水箱的单向阀；排水阀包括大排水按钮、小排水按钮、受大排水按钮控制排水的大流量排水塞和受小排水按钮控制排水的小流量排水塞，大流量排水塞上开设有通孔供小流量排水塞放置堵塞水流或脱离排空水流，小流量排水塞位于第一水箱侧。

2.根据权利要求1所述的节水冲水箱，其特征在于，排水阀外周对称伸出有阀体夹板与隔板相接，阀体夹板和隔板在贴合相接处夹设密封条。

3.根据权利要求1所述的节水冲水箱，其特征在于，小流量排水塞和/或大流量排水塞为锥形塞。

4.根据权利要求3所述的节水冲水箱，其特征在于，锥形塞上套设橡胶圈。

5.根据权利要求1所述的节水冲水箱，其特征在于，大排水按钮、小排水按钮分别通过齿轮齿条机构控制大流量排水塞和小流量排水塞排水。

6.根据权利要求1所述的节水冲水箱，其特征在于，单向阀为低压开启单向阀，开启压力<0.01Mpa。

7.根据权利要求1或6所述的节水冲水箱，其特征在于，单向阀离水箱底部的高度为8～12cm。

8.根据权利要求7所述的节水冲水箱，其特征在于，单向阀数量为两个。

9.根据权利要求1所述的节水冲水箱，其特征在于，隔板高度低于浮球所能到达的高度。

10.根据权利要求9所述的节水冲水箱，其特征在于，隔板高度低于浮球所能到达高度至少1cm。