CN113187045A - 一种水流脉冲装置、冲洗装置和水流脉冲方法 - Google Patents

Abstract

一种水流脉冲装置、冲洗装置和水流脉冲方法，包括壳体，该壳体设有水流通道，还包括有驱动件和形变件，该形变件设置于壳体内且设有储水槽，该储水槽与水流通道连通；该驱动件与形变件传动连接，通过控制驱动件周期性工作带动形变件形变使得储水槽周期性的吸水和吐水以减小或增大水流通道的出水压力实现脉冲出水。本发明结构简单、脉动频率可控，使用寿命长。

Description

一种水流脉冲装置、冲洗装置和水流脉冲方法

技术领域

本发明涉及卫浴领域，特别是指一种水流脉冲装置、冲洗装置和水流脉冲方法。

背景技术

马桶是一种为了方便人们排泄的工具，让人们在排泄过程中更加顺畅，更加放松。随着消费者对生活品质重视程度的提高，智能马桶作为典型代表以其健康、舒适、卫生等特点在家庭使用的普及率越来越高。

现有的智能马桶，其设有冲洗装置，通过清洗杆伸缩并出水，实现臀洗或妇洗或药洗等冲洗功能。通常，冲洗装置的喷出的冲洗水花是以一定的流速或者频率喷射人体需要冲洗的部位，达到冲洗效果。近来，市场上出现了脉动式水花冲洗模式，其能喷射出水流脉冲对清洗部位进行清洗，因为脉动式水花冲洗效果好，冲洗舒适度高，受到很多用户的喜爱。

目前，实现冲洗水花产生脉动效果，大部分不外乎两种方法，第一种，在冲洗装置的进水端实现压力脉动，即使用脉动抽水泵，输出脉冲水流进入冲洗装置后喷出。采用这种方式，由于抽水泵出水压力周期性变化，会导致抽水泵的使用寿命缩短，不能达到用户的使用需求。

第二种，在冲洗组件的水路中设置能够改变过流面积的结构，通过驱使过流面积周期性变化，达到产生脉动水花目的。采用这种方式，由于水路过流面积本身就很小，如果要实现过流面积的周期性变化，装置要十分小巧，且装配精度要求高，其存在安装困难，可靠性低等问题。另外，现有的这种装置很难实现对水路脉动频率的控制。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的水流脉动方式的不足，提出一种水流脉冲装置、冲洗装置和水流脉冲方法，结构简单、使用寿命长、脉动频率可控。

本发明采用如下技术方案：

一种水流脉冲装置，包括壳体，该壳体设有水流通道，其特征在于：还包括有驱动件和形变件，该形变件设置于壳体内且设有储水槽，该储水槽与水流通道连通；该驱动件与形变件传动连接，通过控制驱动件周期性工作带动形变件形变使得储水槽周期性的吸水和吐水以减小或增大水流通道的出水压力实现脉冲出水。其中，所述储水槽面向水流通道一侧设有开口，该开口内径小于储水槽底壁内径。

所述形变件设有至少一所述储水槽，至少一所述储水槽位于所述形变件中部。所述形变件设置于所述水流通道一侧，所述水流通道另一侧设有朝向所述形变件延伸的挡部，该挡部靠近所述储水槽相对所述水流通道进水端的一侧以使进水水流朝向所述形变件流动。

所述驱动件固定于所述形变件相对所述水流通道一侧，该驱动件还设有让位所述储水槽的孔；或者所述驱动件固定于所述形变件远离所述水流通道一侧。所述驱动件为压电陶瓷片，其贴设于所述形变件上以在工作时激励所述形变件共振产生形变。

所述壳体包括盖体和底座，该底座设有安装槽、水腔、进水口和出水口，水腔与进水口和出水口连通并构成所述水流通道，该安装槽位于水腔一侧且其底端设有连通水腔的通孔，该盖体固定于安装槽顶端；所述形变件固定于安装槽底端以封闭通孔。所述形变件外周套设有垫圈；所述盖体设有凸部，该垫圈压紧于该凸环和所述安装槽底端之间。

一种冲洗装置，包括抽水泵和冲洗组件，该抽水泵进水端与进水管道连通，其特征在于：还包括上述的一种水流脉冲装置，该抽水泵的出水端与所述水流通道的进水端连通，所述水流通道的出水端与该冲洗组件的进水端相连。

一种冲洗装置，包括空气泵和冲洗组件，该空气泵的出气端与进水管道连通，其特征在于：还包括上述的一种水流脉冲装置，所述水流通道的进水端与进水管道连通相连，所述水流通道的出水端与该冲洗组件的进水端相连。

一种冲洗装置，包括空气泵、抽水泵和冲洗组件，该抽水泵进水端与进水管道连通，该空气泵的出气端与抽水泵的出水端连通，其特征在于：还包括上述的一种水流脉冲装置，所述水流通道进水端与抽水泵的出水端连通，所述水流通道的出水端与该冲洗组件的进水端相连。

一种水流脉冲的方法，其特征在于：在水流通道的一侧增加驱动件和形变件，该形变件设有与水流通道连通的储水槽，通过控制驱动件周期性地工作带动形变件形变，使得储水槽周期性的吸水和吐水，从而改变水流通道的出水压力实现脉冲出水。

所述驱动件处于第一工作状态时，所述形变件往第一方向形变使得所述储水槽吸水，出水压力变小；所述驱动件处于第二工作状态时，所述形变件往第二方向形变使得所述储水槽吐水，出水压力变大；所述驱动件不工作时，所述形变件不发生形变，出水压力不变。所述驱动件的一个工作周期包含有所述第一工作状态、所述不工作和所述第二工作状态作中不同顺序组合之一。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明中，在水流通道一侧设置驱动件和形变件，通过控制驱动件周期性工作带动形变件形变使得储水槽周期性的吸水和吐水以减小或增大水流通道的出水压力实现脉冲出水，结构简单、脉动频率可控，使用寿命长。

2、本发明中，水流通道设有挡部，该挡部可使进水水流朝向形变件流动，增大接触面积，更利于储水槽吸水；另外，储水槽的位置和数量可根据需要设定，且储水槽设置成开口内径小于储水槽底壁内径，采用这种形状，在形变件形变时，该开口大小也会变化，更利于吸水和吐水，确保出水压力变化满足要求。

3、本发明中，驱动件可采用固定于形变件相对水流通道一侧或者远离水流通道一侧，其可通过粘贴固定实现传动，结构简单、稳定、可靠。

4、本发明中，驱动件可为压电陶瓷片，可在工作时激励形变件共振产生形变，可通过改变工作状态调整形变件形变方向，进一步实现冲出水可控，通过调整工作周期改变脉动频率，控制方式简单，满足不同需求。

5、本发明中，驱动件的一个工作周期可包含有第一工作状态、不工作和第二工作状态作的不同顺序组合之一，可根据需求进行设定，满足不同出水脉冲需求。

6、本发明中，壳体设有盖体和底座，底座设有安装槽和水流通道，盖体固定于安装槽顶端；形变件固定于安装槽底端，整体结构零部件少、成本低、拆装方便、便于维护。

7、本发明中，其冲洗装置中，通过水流脉冲装置可控制进入冲洗组件的水流的水压大小、变化周期、相应调整喷出的水花的形态。

附图说明

图1为本发明水流脉冲装置的结构图；

图2为图1的分解图；

图3为水路脉冲装置的主要部件剖视图；

图4为图1的剖视图；

图5为水路脉冲装置剖视图(驱动件不工作)；

图6为水路脉冲装置剖视图(储水槽吸水)；

图7为水路脉冲装置剖视图(储水槽吐水)；

图8为本发明的冲洗装置结构图；

图9为图8的分解图；

图10为本发明冲洗装置的某一水滴的流动速度示意图(驱动件不工作)；

图11为本发明冲洗装置的某一水滴的流动速度示意图(驱动件处于第一工作状态)；

图12为本发明冲洗装置的某一水滴的流动速度示意图(驱动件处于第二工作状态)；

图13为本发明冲洗装置的水流脉冲形成的第一阶段原理示意图一；

图14为本发明冲洗装置的水流脉冲形成的第二阶段原理示意图一；

图15为本发明冲洗装置的水流脉冲形成的第二阶段原理示意图二；

图16为本发明冲洗装置的水流脉冲形成的第三阶段原理示意图一；

图17为本发明冲洗装置的水流脉冲形成的第三阶段原理示意图二；

图18为本发明冲洗装置结构图(实施例二)；

图19为本发明冲洗装置结构图(实施例三)；

其中：

10、壳体，11、盖体，11a、凸部，12、底座，12a、挡部，13、安装槽，14、水腔，15、进水口，16、出水口，17、水流通道，18、通孔，20、驱动件，30、形变件，31、储水槽，32、开口，33、垫圈，40、抽水泵，50、空气泵，60、冲洗组件，70、进水管道。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

本发明中，对于术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于描述中，采用了“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

参见图1至图4，一种水流脉冲装置，包括壳体10、驱动件20和形变件30等。该壳体10设有水流通道17，该形变件30设置于壳体10内且设有储水槽31，该储水槽31与水流通道17连通，该驱动件20与形变件30传动连接，通过控制驱动件20周期性工作带动形变件30形变使得储水槽31周期性的吸水和吐水以减小或增大水流通道17的出水压力实现脉冲出水。

其中，壳体10包括盖体11和底座12，该底座12设有安装槽13、水腔14、进水口15和出水口16等，其水腔14与进水口15和出水口16连通，该进水口15、出水口16和水腔14共同构成水流通道17，水流可从进水口15进入水腔14，经出水口16流出。该安装槽13位于水腔14一侧，可以是水腔14的顶部、底部或侧部等位置，安装槽13顶部开口，底部设有连通水腔14的通孔18。

该盖体11固定于安装槽13顶端，盖体11与底座12之间可采用螺丝锁固。形变件30固定于安装槽13底端，可封闭通孔18。形变件30外周套设有垫圈33，盖体11内侧设有凸部11a，通过该凸部11a将垫圈33压紧于安装槽13底端，实现固定形变件30，形变件30与盖体之间还设有空腔，以提供形变件形变的空间。通过该垫圈33实现形变件30的固定，还可将形变件30和水腔14之间的缝隙进行密封，避免漏水。该凸部11a可以是环状，其形状与垫圈33形状适配，也可以是块状的凸部11a，多个凸部11a按照垫圈33外周形状排列。

本发明中，形变件30为片状，其可在外力的作用下形变，其形变可以是形变件30中部沿垂直形变件30方向向上凸或向下回位，本实施例中，形变件30可采用金属片，但不限于此。形变件30的数量可以是一片或多片，根据需要设定，优选为一片。

本发明中，水流通道17另一侧也即水腔14底侧设有朝向形变件30延伸的挡部12a，该挡部12a靠近储水槽31相对水流通道17进水端的一侧，设置该挡部12a使得从进水口15进入水腔14的水流经挡部12a阻挡，改变水流方向朝向形变件30方向流动，能增加水流与形变件30的接触面积。

形变件30设有至少一储水槽31，至少一储水槽31位于形变件30中部。通过调整储水槽31的数量或尺寸，可调整出水压力变化大小，进而调整脉冲强度大小。本实施例中，以一个储水槽31为例，该储水槽31位于形变件30中部位置。

进一步的，储水槽31面向水流通道17一侧设有开口32，该开口32内径小于储水槽31底壁内径，即储水槽31设置成外小内大的形状。形变件30形变时，该开口32大小也会变化。则形变件30中部上凸时，储水槽31吸水后开口32变小，能更好的存储水；形变件30中部向下回位时，储水槽31吐水过程中开口32回位，便于将内部的水挤出。

驱动件20固定于形变件30相对水流通道17一侧，该驱动件20还设有让位储水槽31的孔，挡部12a的设置，也能增加水流与该驱动件20的接触面积。本发明的驱动件20可以驱使形变件30往不同方向形变，

本实施例中，驱动件20可采用压电陶瓷片，其贴设于形变件30上以在工作时激励形变件30共振产生形变。当给压电陶瓷片施加正向电压时，压电陶瓷振动产生正向的力，当给压电陶瓷片施加反向电压时，压电陶瓷振动产生反向的力，利用该压电性驱使形变件30形变改变水流水压。其中，压电陶瓷片工作时，还可使周围的液体发生雾化。

本发明还提出一种水流脉冲的方法，采用上述的装置实现，通过在水流通道17的一侧增加驱动件20和形变件30，该形变件30设有与水流通道17连通的储水槽31，通过控制驱动件20周期性地工作带动形变件30形变，使得储水槽31周期性的吸水和吐水，从而改变水流通道17的出水压力实现脉冲出水。

参见图5，驱动件20不工作时，形变件30不发生形变，水流通道17的出水压力不变。本实施例中，设定成给驱动件20施加正向电压时，驱动件20处于第一工作状态，给驱动件20施加反向电压时，驱动件20处于第二工作状态。

参见图6，驱动件20处于第一工作状态时，其正向的力即为向上的力，可作为第一方向，则形变件30中部往第一方向形变即向上凸，储水槽31与水流通道17产生相对背离运动，储水槽31内产生负压，将周围的水吸入，出水压力变小，其中吸入的水可包括液态和雾化的水。

参见图7，驱动件20处于第二工作状态时，其反向的力即为向下的力，可作为第二方向，则形变件30中部往第二方向形变即向下回位，储水槽31与水流通道17产生相对挤压运动，储水槽31内产生正压，将内部的水挤出即吐水，出水压力变大。

本发明的装置和方法中，驱动件20的一个工作周期包含有第一工作状态、不工作和第二工作状态作的不同顺序组合之一，例如按照不工作、第一工作状态和第二工作状态的顺序。假定驱动件20不工作时，水流通道17的出水压力为中压，则第一工作状态时，水流通道的出水压力为低压，第二工作状态时，水流通道的出水压力为高压。驱动件20的一个工作周期下，水流通道17的水流包含低压、中压和高压三种状态变化，对应的，出水流速存在低速、中速和高速三种状态，从而产生脉冲水流。

基于此，参见图8和图9，本发明还提出一种冲洗装置，包括抽水泵40和冲洗组件60，该抽水泵40进水端与进水管道70连通，还包括上述的一种水流脉冲装置，该抽水泵40的出水端与水流通道17的进水端连通，水流通道17的出水端与该冲洗组件60的进水端相连。

其中，进水管道70可与水箱连通，抽水泵40从进水管道70抽取清洗水流，经输出端输出一定水压的水流送至水流脉冲装置，从水流脉冲装置输出脉冲水流至冲洗组件60喷出进行清洗。其中，根据需要，还可在抽送泵和水流脉冲装置之间设置加热腔，加热腔内设置加热组件对水流进行加热，以提高清洗舒适度。

本实施例中，以下对本发明冲洗装置的脉冲出水原理进行详细说明：

如图10所示，驱动件20不工作时，此时水流脉冲装置的水压小于第二工作状态下的水压，大于第一工作状态下的水压，此时壳体10的出水口16的出水速度设为V1。如图11所示，驱动件20处于第一工作状态下，此时水流脉冲装置的水压处于最小，出水速度设为V2，也为最小。如图12所述，驱动件20处于第二工作状态下，水流脉冲装置的水压处于最大，出水速度设为V3，也为最大，同时满足V2＜V1＜V3。

由上述出水状态遏制，冲洗组件60出水存在三种速度，水流喷出过程中，由于速度的差异，水流之间存在追赶的过程，以三个时间段来描述：

第一阶段：即开始阶段，冲洗组件60的出水孔水流位置分布如参见图13的所示。速度最慢，值为V2的水珠在最前方；速度中等(相对于前后水珠的速度而言)，值为V1的水珠在中间；速度最快，值为V3的水珠在最后方。

第二阶段：如图14所示，此时速度为V3的水珠追上速度为V1的水珠，融合成了新的水珠，速度为V1'。V1'大于V2的值，两颗水珠同时向外运动。或者如图15所示，速度为V1的水珠追上速度为V2的水珠，融合成了新的水珠，速度为V1'。V3大于V1'的值，两颗水珠同时向外运动.

第三阶段：如图16所示，此时速度为V1'的水珠追上速度为V2的水珠，融合成了新的水珠，速度为V2'。至此，3颗水珠融合成一个大水珠向外喷射。或者如图17所示，此时速度为V3的水珠追上速度为V1'的水珠，融合成了新的水珠，速度为V2'。至此3颗水珠融合成一个大水珠向外喷射。

以上三个阶段组成一个周期，速度大的水珠追上速度小的水珠，融合成体积更大的水珠，在未到达冲洗部位之前，都存在着追赶现象，但是，当水流体积到达一定值的时候，水流体积不在增加，向冲洗部位射去，形成脉动时的冲洗流。

实施例二

一种水流脉冲装置、冲洗装置和水流脉冲方法，其主要结构与实施例一相同，区别在于：参见图18,其冲洗装置包括空气泵50和冲洗组件60，该空气泵50的出气端与进水管道70连通，水流通道17的进水端与进水管道70连通相连，水流通道17的出水端与该冲洗组件60的进水端相连。

该实施例中，不安装增压泵，使用空气泵50接入水路中，也能达到混气和增压的目的，再进入水流脉冲装置实现水压脉动，最后从冲洗组件60喷出。其余工作原理与实施例一相同。

实施例三

一种水流脉冲装置、冲洗装置和水流脉冲方法，其主要结构与实施例一相同，区别在于：参见图19，其冲洗装置包括空气泵50、抽水泵40和冲洗组件60，该抽水泵40进水端与进水管道70连通，该空气泵50的出气端与抽水泵40的出水端连通，水流通道17进水端与抽水泵40的出水端连通，水流通道17的出水端与该冲洗组件60的进水端相连。

该实施例中，水经过抽水泵40和空气泵50实现混气和增压后，再进入水流脉冲装置实现水压脉动，最后从冲洗组件60喷出。其余工作原理与实施例一相同。

实施例四

一种水流脉冲装置、冲洗装置和水流脉冲方法，其主要结构与实施例一相同，区别在于：驱动件20固定于形变件30远离水流通道17一侧，即驱动件20也可不与水流通道17直接接触。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (14)

1.一种水流脉冲装置，包括壳体，该壳体设有水流通道，其特征在于：还包括有驱动件和形变件，该形变件设置于壳体内且设有储水槽，该储水槽与水流通道连通；该驱动件与形变件传动连接，通过控制驱动件周期性工作带动形变件形变使得储水槽周期性的吸水和吐水以减小或增大水流通道的出水压力实现脉冲出水。

2.如权利要求1所述的一种水流脉冲装置，其特征在于：所述储水槽面向水流通道一侧设有开口，该开口内径小于储水槽底壁内径。

3.如权利要求1所述的一种水流脉冲装置，其特征在于：所述形变件设有至少一所述储水槽，至少一所述储水槽位于所述形变件中部。

4.如权利要求1所述的一种水流脉冲装置，其特征在于：所述形变件设置于所述水流通道一侧，所述水流通道另一侧设有朝向所述形变件延伸的挡部，该挡部靠近所述储水槽相对所述水流通道进水端的一侧以使进水水流朝向所述形变件流动。

5.如权利要求1所述的一种水流脉冲装置，其特征在于：所述驱动件固定于所述形变件相对所述水流通道一侧，该驱动件还设有让位所述储水槽的孔；或者所述驱动件固定于所述形变件远离所述水流通道一侧。

6.如权利要求1所述的一种水流脉冲装置，其特征在于：所述驱动件为压电陶瓷片，其贴设于所述形变件上以在工作时激励所述形变件共振产生形变。

7.如权利要求1所述的一种水流脉冲装置，其特征在于：所述壳体包括盖体和底座，该底座设有安装槽、水腔、进水口和出水口，水腔与进水口和出水口连通并构成所述水流通道，该安装槽位于水腔一侧且其底端设有连通水腔的通孔，该盖体固定于安装槽顶端；所述形变件固定于安装槽底端以封闭通孔。

8.如权利要求7所述的一种水流脉冲装置，其特征在于：所述形变件外周套设有垫圈；所述盖体设有凸部，该垫圈压紧于该凸环和所述安装槽底端之间。

9.一种冲洗装置，包括抽水泵和冲洗组件，该抽水泵进水端与进水管道连通，其特征在于：还包括权利要求1至8中，任一项所述的一种水流脉冲装置，该抽水泵的出水端与所述水流通道的进水端连通，所述水流通道的出水端与该冲洗组件的进水端相连。

10.一种冲洗装置，包括空气泵和冲洗组件，该空气泵的出气端与进水管道连通，其特征在于：还包括权利要求1至8中，任一项所述的一种水流脉冲装置，所述水流通道的进水端与进水管道连通相连，所述水流通道的出水端与该冲洗组件的进水端相连。

11.一种冲洗装置，包括空气泵、抽水泵和冲洗组件，该抽水泵进水端与进水管道连通，该空气泵的出气端与抽水泵的出水端连通，其特征在于：还包括权利要求1至8中，任一项所述的一种水流脉冲装置，所述水流通道进水端与抽水泵的出水端连通，所述水流通道的出水端与该冲洗组件的进水端相连。

12.一种水流脉冲的方法，其特征在于：在水流通道的一侧增加驱动件和形变件，该形变件设有与水流通道连通的储水槽，通过控制驱动件周期性地工作带动形变件形变，使得储水槽周期性的吸水和吐水，从而改变水流通道的出水压力实现脉冲出水。

13.如权利要求12所述的一种水流脉冲方法，其特征在于：所述驱动件处于第一工作状态时，所述形变件往第一方向形变使得所述储水槽吸水，出水压力变小；所述驱动件处于第二工作状态时，所述形变件往第二方向形变使得所述储水槽吐水，出水压力变大；所述驱动件不工作时，所述形变件不发生形变，出水压力不变。

14.如权利要求13所述的一种水流脉冲方法，其特征在于：所述驱动件的一个工作周期包含有所述第一工作状态、所述不工作和所述第二工作状态作中不同顺序组合之一。

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