CN1196429A - 摆动式水箱虹吸排水装置 - Google Patents

Abstract

虹吸式水箱排水装置,其包括一个虹吸管、一个操纵开关及一个三管互通的通气管,其中虹吸管有三个弯头分别把进水腔、蓄气腔、封气腔和排水腔连接起来,通气管的三管分别与三个弯头相接,利用蓄气腔内空气的压力来把水箱内的水封住。排水时用操纵开关将通气管抬起使蓄气腔中的空气排出,水箱内的水即可通过虹吸管流出。由于结构设计巧妙,运动过程只是操纵开关操纵通气管摆动,排水装置的使用寿命取决于操纵开关和通气管的使用寿命,使得使用寿命大大延长,另外为了节水可以装一个充气器使得可以在排水过程中的任何时候停止排水。

Description

摆动式水箱虹吸排水装置

本发明涉及容器内的液体不定时排放装置，尤其是卫生间水箱排水装置。

综观已知的水箱排水装置，一般分为虹吸式和塞阀式，但是目前水箱排水装置普遍存在或容易损坏、或密封不严、或操作不便、或结构复杂、零件繁多造成生产、安装不便等诸多不尽人意之处。

本发明的目的是提供一组虹吸式水箱排水装置，其结构非常简单合理，安装、使用方便，运动部件很少，由于该排水装置是利用空气来封水，对于普通虹吸式水箱排水装置，其运动动作只有操纵开关的动作和通气管的摆动，其它部件几乎不会出现故障，排水装置的使用寿命基本上就取决于操纵开关和通气管的使用寿命，对于节水型虹吸式水箱排水装置，其运动部件也只多了一个充气器，排水装置的使用寿命基本上就取决于操纵开关、通气管和充气器的使用寿命，装置的使用寿命大大延长，而且该排水装置的结构非常适合于大批量生产。

根据本发明的虹吸式水箱排水装置，包括：

三弯虹吸管1，

操纵开关2，一个拉线式、杠杆式或其它形式的操纵机构，可以将通气管3上下摆动。

通气管3，是一个三管互通的通气管，三个端头分别连接在虹吸管1的三个弯头上，也可加装充气器4。

选装件充气器4，一个充气装置，只可以单向向管内或腔体内充加空气，而不允许气体从管内或腔体内通过充气器4流向外面。可以在排水过程中的任何时候使排水停止，为了节约用水，可以选装充气器4，该充气器可以直接装在虹吸管1上，也可以通过通气管3与虹吸管1连通。

工作过程：如图1所示，首次使用时，当水注入水箱时，水箱内的水位m逐渐增高，当水箱水位m达到虹吸管1的进水口a所在水平面n0时由进水口a开始进入虹吸管1的进水腔11，这时进水腔11内的水位n1与水箱内的水位m相同，在水位n1达到虹吸管1进水腔11上端下侧内壁的最高点b处的n1b平面后，水箱内的水位m继续增高而虹吸管进水腔11内的水位不能再增高，多出的水流过b点进入蓄气腔12和封气腔13的下端，并通过虹吸管1上的接口122及通气管3的管段32流入通气管3而把管段31与管段33分隔开来，这时蓄气腔12和封气腔13的水位n2与n3及通气管3的水位是相同的，当水位达到蓄气腔12下端上侧内壁的最低点c处的平面n2c时，蓄气腔12与封气腔13被下端的水体分隔开来，从这时起一直到蓄水过程完成，虹吸管蓄气腔12内的n2与通气管管段31内的水位保持相同，虹吸管封气腔13内的n3与通气管管段33内的水位保持相同，同时蓄气腔12及通气管3的管段31内被封闭的空气所形成的气阀阻碍着水箱内的水继续通过进水腔11继续向虹吸管内流动，气阀阻力的大小取决于蓄气腔12内的气压，这时蓄气腔12内的气压P1等于外界大气压P0加上蓄气腔12与封气腔13水面高度不同所形成的压力差，随着水不断注入水箱，水箱水位m逐渐增高，直到达到封水水位m0而停止注水，与此同时，虹吸管1内的水也不断地由进水腔11的上端流入蓄气腔12的下端并进入封气腔13的下端，由于蓄气腔12内被封闭的空气的作用，蓄气腔12下端的水位n2不再上升(由于有少量的空气随水的流动被带过蓄气腔12的最低点c而逸出及蓄气腔12内的空气受高度为B的水柱的压力而产生微量的压缩，使得水位n2略高于n2c)，而封气腔13内的水位n3则随水箱内的水位m的上升而上升，并且在静态情况下始终保持平面n1(这时处于n1b)与m之间的高度差A等于平面n2与n3之间的高度差B，即：P0+B×d＝P1＝P0+A×d(P0为外界大气压，P1为蓄气腔12中的气压，d为水的比重)。这时蓄水过程就完成了。

当进水装置出现故障而不能封水时，水箱内的水位m会带动封气腔13内的水位n3一同继续上升，直到n3升到最高达到n3′时水位m也达到了满足A′＝B′的溢流水位m′，同时封气腔13内的水位n3也嵘仙到封气腔上端下侧内壁的最高点d处的n3′平面，如果这时还有水被注入水箱，则多余的则水通过虹吸管1的进水腔11流入蓄气腔12并通过封气腔13流入排水腔14而实现溢流功能。

当需要排水时，操作操纵开关2，使得通气管3向上摆动，当通气管3的管段31与管段33及其之间的连接部分全部在蓄气腔12下端的水位以上时如图2，由于通气管3的管段33内水柱产生的压力已小于蓄气腔12中的空气与外界空气的压力差，使得蓄气腔12中被封闭的空气由接口121沿着通气管3的管段31推开管段33内水柱通过接口131经由排水腔14而排入外部空间，由于蓄气腔12中的气压P1降低并趋近于P0造成气阀被破坏，引起蓄气腔12的水位n2上升而封气腔13的水位n3相对下降，同时水箱内的水也通过虹吸管1的进水腔11进入蓄气腔12内而抬高了蓄气腔和封气腔内的水位n2和n3，当n2、n3平面的水位差B趋近于零的后，随着水箱内水通过进水腔11继续流入，n2、n3平面开始一起上升，当n3平面上升到n3′位置后开始向排水腔14排水，排水过程开始了。这时释放操纵开关2，随着水箱内的水通过虹吸管1排出，水箱内的水位m逐渐降低，当水箱水位m下降到虹吸管1的进水腔11内水位n1时，在此前排出的那部分水流的带动下虹吸开始了，一直到水箱水位m降到虹吸管1的进水口a所在水平面n0以下时，空气通过虹吸管1的进水口a进入虹吸管的进水腔11中并在虹吸作用下沿蓄气腔12进入封气腔13，虹吸被破坏使得排水停止了。

排水开始后由于水箱水位m下降，进水装置就开始往水箱里注水，在排水停止以后，随着进水装置继续往水箱里注水，水箱水位m开始重新上升，由于这时蓄气腔12和封气腔13下端剩余的水量足够把蓄气腔12与封气腔13及通气管3管段31与管段33两边的空气分隔开来，虹吸管蓄气腔12内的n2与通气管管段31内的水位又保持相同，虹吸管封气腔13内的n3与通气管管段33内的水位也保持相同，从一开始蓄水就保持了在静态情况下蓄气腔12中的气压P1与外界大气压P0的平衡关系即P0+B×d＝P1＝P0+A×d，也就是平面n1与m之间的高度差A等于平面n2与n3之间的高度差B，随着水箱水位m的上升，进水腔11内的水位n1也随着上升，进水腔11内的空间不断被压缩，迫使其间的空气由蓄气腔12压低腔内的水位n2，如果蓄气腔12和封气腔13下端剩余的水量多于从蓄气腔12下端的n2平面到封气腔13上端的n3′平面所能容纳的水量，则多余的水量由排水腔14排出而蓄气腔12水位n2与封气腔13水位n3差B达到最大值B′后，水箱水位m继续上升则带动进水腔内11水位n1上升，迫使蓄气腔12内的多余空气不断越过蓄气腔12下端上侧内壁的最低点c处由封气腔13逸出到排水腔中，直到水箱水位m到达封水水位m0为止，这时n2应处于最低位置，n3则处于最高位置n3′，n1则还未到所能到的最高位置n1b。如果蓄气腔12和封气腔13下端剩余的水量L少于从蓄气腔12下端的n2平面到封气腔13上端的n30平面所能容纳的水量，刚开始的时候保持A等于B并逐渐增大，当B达到其所能达到的最大值后A、B暂时都保持不变，m和n1量平面继续上升并迫使进水腔11内的空气由蓄气腔12压低腔内的水位n2，迫使蓄气腔12内的多余空气不断越过蓄气腔12下端上侧内壁的最低点c处由封气腔13逸出到排水腔中，直到进水腔内的水位达到其所能达到的最高位置n10为止，后面的情况和首次注水时类似，如果蓄气腔12和封气腔13下端剩余的水量L居于上述两种情况之间，则开始时m上升的快而n1上升的慢，n2下降而n3上升，A和B在增大的同时保持相等，当n2下降到最低同时n3也上升到最高位，这时A、B都不再增大，水箱水位m继续上升则带动进水腔内11水位n1上升，迫使蓄气腔12内的空气不断越过蓄气腔12下端上侧内壁的最低点c处由封气腔13逸出到排水腔中，直到水箱水位m到达封水水位m0为止，这时n2处于最低位置，n3处于封水水量所能达到的最高位置，n1则处于满足A等于B的相应位置。

由于前述的排水装置一次排水过程将排放所能排放的全部排水量，而在使用过程中有时用水量并不需要那么多，为了节约用水，可以在虹吸管1的进水腔11和蓄气腔12范围内加装一个充气器4如图3，该充气器4只可以单向向管内或腔体内充加空气，而不允许气体从管内或腔体内通过充气器4流向外面。在排水过程中欲停止排水时，可用充气器4向虹吸管1内充加空气，充加的空气积聚在虹吸管1的蓄气腔12中，使得气阀重新形成迫使排水停止。

为了减少占用水箱内的空间节省材料的消耗及便于生产，可以将虹吸管1制作的紧凑些，使其剖面为

形如图4或“田”字形如图5，排水腔14下端则渐变成圆形的标准尺寸以配合水箱的排水口。

为了操作方便，将操纵开关2选用各种形式的带自动复位、延时自动复位等类型的开关。

Claims (8)

1.一种虹吸式水箱排水装置，它由固定安装在水箱内的三弯虹吸管1，一个可使通气管3上下摆动的操纵开关2，与虹吸管1连通起来的通气管3组成，其特征是：

1)所说的三弯虹吸管1由进水腔11、蓄气腔12、封气腔13和排水腔14组

  成，其中进水腔11和蓄气腔12的上端相通构成第一弯，蓄气腔12和

  封气腔13的下端相通构成第二弯，封气腔13和排水腔14的上端相通

  构成第三弯；

2)所说的虹吸管1在蓄气腔12和进水腔11上端第一弯区域内有一接口

  121使得蓄气腔12内的空间能够与装在该接口的通气管3连通；在蓄

  气腔12和封气腔13下端第二弯区域内有一接口122使得蓄气腔12内的

  空间能够与装在该接口的通气管3连通；在封气腔13和派水腔14上端

  第三弯区域内有一接口131使得封气腔13内的空间能够与装在该接口

  的通气管3连通。

2.一种节水型虹吸式水箱排水装置，它由固定安装在水箱内的三弯虹吸管1，一个可使通气管3上下摆动的操纵开关2，一个充气器4及可把充气器4与虹吸管1连通起来的连在虹吸管1上的通气管3组成，其特征是：

1)所说的三弯虹吸管1由进水腔11、蓄气腔12、封气腔13和排水腔14组

  成，其中进水腔11和蓄气腔12的上端相通构成第一弯，蓄气腔12和

  封气腔13的下端相通构成第二弯，封气腔13和排水腔14的上端相通

  构成第三弯；

2)所说的虹吸管1在蓄气腔12和进水腔11上端第一弯区域内有一接口

  121使得蓄气腔12内的空间能够与装在该接口的通气管3连通；在蓄

  气腔12和封气腔13下端第二弯区域内有一接口122使得蓄气腔12内的

  空间能够与装在该接口的通气管3连通；在封气腔13和派水腔14上端

  第三弯区域内有一接口131使得封气腔13内的空间能够与装在该接口

  的通气管3连通。

3.按照权利要求1所说的通气管3是一个三管互通的通气管，其特征是三个管子的端口分别与接口121、122和131相连通。

4.按照权利要求1所说的通气管3是一个三管互通的通气管，其特征是三个管子的端口分别与接口121、122和131相连通，并可以将充气器4接入与接口121相接的管段上，使得充气器4能够通过通气管3向虹吸管的蓄气腔12内充加空气。

5.按照权利要求1或2所说的操纵开关2是一个操纵机构，其结构类型可以是拉线式、杠杆式、或其它类型，其特征是能能操纵通气管3上下摆动的。

6.按照权利要求2所说的一个充气器4是一个充气装置，其特征是只可单向向管内或腔体内内充加空气，该充气器4可以直接或通过管子连接在虹吸管1的进水腔11或蓄气腔12的任何部位，也可连接在通气管3上与虹吸管接口121相接的管段上并可以通过通气管3向蓄气腔12内充加空气。

7.按照权利要求1或权利要求4所说的虹吸管1为减少占用水箱空间及节省材料消耗可采用紧凑的形式，其特征是将三个弯所对的管壁合二为一，即进水腔11和蓄气腔12共用一壁，蓄气腔12和封气腔13共用一壁，封气腔13和排水腔14共用一壁。

8.按照权利要求1或权利要求4所说的虹吸管1为减少占用水箱空间及节省材料消耗可采用紧凑折转的形式，其特征是将原来平面依次排布的四个腔体部分在蓄气腔12与封气腔13连通的弯位处分别左转和右转90°使进水腔11与排水腔14相邻，这时虹吸管的剖面为“田”字型，将三个弯头所对的管壁合二为一，即进水腔11和蓄气腔12共用一壁，蓄气腔12和封气腔13共用一壁，封气腔13和排水腔14共用一壁，并将排水腔14与进水腔11相邻的管壁合二为一共用一壁。