專利名稱：一種新型坐便器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于日用衛(wèi)生設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種坐便器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在市場上的坐便器按照沖凈方式的不同，可大致分為以下幾種類型沖落式，噴射沖落式，虹吸式，噴射虹吸式，旋轉(zhuǎn)虹吸式，噴射旋轉(zhuǎn)虹吸式等。坐便器的沖凈包括(1)把便盆4表面清洗凈，(2)把便盆4內(nèi)污物和污水從便盆4通過斜排污管沖入豎直排污管道。此外，為了達到設(shè)計的封水高度，通常要通過溢水管進行補水。用這種方式補水，要么沖大解時補水過多，要么沖小解時補水不足；多數(shù)補水量過大，造成浪費。坐便器的一個共同點是，它的上沿有一個水平的環(huán)形流水通道，簡稱環(huán)形管道5。在這個環(huán)形管道5的底部有多個小排水孔，稱為清洗孔6。
無噴射口9的坐便器，進入便盆4的水全部從環(huán)形管道5上的清洗孔6流出。流水的第一個功能是清洗便盆4表面，第二個功能是沖走污物與污水。排水方式可以是沖落式，虹吸式或漩渦虹吸式。有噴射口9的坐便器，就其設(shè)計特點而言，是在上面所描述的無噴射口9的便器上加一個噴射水路，稱之為噴射管8。噴射管8的出口有的在封水層中，有的直接在環(huán)形管道5上。用噴射口9的水流來加大沖走污物和污水能力，或者是用來減少噪音(超靜音旋渦虹吸式)。在傳統(tǒng)的便器設(shè)計上沒有明確區(qū)分清洗坐便器表面與沖走污物與污水這兩項不同的功能；因而噴射口9的截面積和清洗孔6的總面積之間的關(guān)系沒有明確規(guī)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的沖污力強、沖洗干凈、可保持排污管通暢且用水量少的坐便器，有效地節(jié)約用水，避免水資源的浪費，同時使生活廢水的二次利用成為可能。
本發(fā)明的一種新型坐便器，包括有水箱1，設(shè)置在水箱1中的進水閥2、排水閥3，便盆4，設(shè)置在便盆4上沿的環(huán)形管道5，環(huán)形管道5上設(shè)有多個清洗孔6，其特征在于，還包括有從其流出的水用于沖凈污物和污水的噴射口9，噴射口9設(shè)在封水區(qū)10的水面之下通過噴射管8與環(huán)形管道5相通，或者設(shè)在環(huán)形管道5壁上直接與環(huán)形管道5相通；清洗孔6的排水截面面積之和小于噴射口9的截面面積；噴射口9的進水口的水平高度高于清洗孔6的水平高度，使得當環(huán)形管道5中的水量小于或等于坐便器所設(shè)定的封水量時，環(huán)形管道5中的水不能從噴射口9流出，只能從清洗孔6中流出。
本發(fā)明的清洗孔6的排水截面面積之和小于噴射口9的截面面積的1/3。
本發(fā)明的噴射口9的出水平均速度V滿足1/2V2≥0.5Hg，其中，H為噴射口9排出的水的平均落差，g為重力加速度。
本發(fā)明中，在的環(huán)形管道5中、噴射口9的進水口處設(shè)有使環(huán)形管道5中的水量達到或接近坐便器所設(shè)定的封水量時，環(huán)形管道5中的水才能從噴射口9流出的攔水壩11。
本發(fā)明的設(shè)計思想是首先確定實現(xiàn)坐便器三項要求即清洗便盆4表面、沖凈污物與污水、保證一定封水量的最佳方式，而后進行綜合設(shè)計，尋求一種最接近傳統(tǒng)、改變最小的整體方案。并把水箱1、排水閥3、便盆4與便盆4的進水、排水通道作為一個整體分析、并制訂相應(yīng)技術(shù)參數(shù)與技術(shù)方案。
本發(fā)明設(shè)計的理論依據(jù)與要點。本發(fā)明所依據(jù)的基本理論是最基本的力學原理與一個基本假定。這個原理是，在沒有摩擦損失時，從蓄水容器底部的小孔或小管排出的水，其流速v滿足，v2＝2hg，其中g(shù)代表重力加速度，h代表排出的水的平均落差。我們所做的一個基本假定是對于一種確定的坐便器，單位質(zhì)量的排出水所具有沖刷能力與水的平均流速和平均流量之積大致成正比。對不同類型的便器做的試驗表明，這個假設(shè)基本上與實際情況相符。
實現(xiàn)沖凈坐便器三項要求的最佳方案。(1)沖凈污物與污水。依上述假設(shè)，這部分水的流速盡可能大，同時流量要適當大。想象在排水閥3下面有一個專用噴射管8，出口在封水面下(這樣可以減小噪音)或者在環(huán)形管道5上(這樣制作簡單，但噪音大，流速也比出口在封水中略小)。該管的功能是沖走污物與污水。令這部分水的平均落差為H，則H越大越好。因而，水箱1蓄水要高，管道口徑要適當大。(2)清洗便盆4表面。多數(shù)便盆4表面比較光滑，使用坐便器時，沒有大塊附著物，僅沾有少量尿液。因而，清洗便盆4表面并不需要很厚的水層，高速薄水層足可以清洗干凈，我們用便盆4的清洗孔6來清洗表面。(3)封水量。國家標準對封水量有一定要求(封水深≥5cm)。如果設(shè)想便盆4上有一個專用補水槽，用來提供封水所需的水，沖凈后流入便盆4，便可準確提供所需的封水量。
設(shè)計目標沖大解用水量，包括封水3.5-4.5升，沖小解用水量，包括封水1.5-2.5升。
整體設(shè)計方案。設(shè)計前提要有一種排水配件，它的排水流量足夠大，滿足設(shè)計要求，排水量可按需控制。1、水箱1足夠高大；2、便盆4上有一個噴射口9，這個噴射口9和普通便器的噴射口9的差別在于它的排水流量要達到設(shè)計的所要求的技術(shù)參數(shù)。3、清洗孔6總面積不大于噴射口9截面面積的1/3，且環(huán)形管道5的截面面積大于或稍小于噴射管8的截面面積。4、噴射管8的入水口具有如下的特點它的水平高度要高于清洗孔6的水平高度，使得，只有當環(huán)形管道5內(nèi)的(可排出)水量達到或接近便器所設(shè)定封水量時，水才能從噴射口9流出。5、坐便器底部排水通道為小阻力的大口徑管道，它應(yīng)滿的技術(shù)要求是排水閥3打開后，水流在便盆4內(nèi)不出現(xiàn)不明顯的積存(即便盆4內(nèi)的水位沒有顯著升高)，而是攜帶污物、污水沖出便盆4。這稱之為強沖刷技術(shù)特征。
實現(xiàn)這種新型坐便器的前提是排水閥3排水的流量足夠大，使得理論分析與實際情況基本相符。它的排水過程為短時間、大流量、區(qū)分大小解、排水量可控。為了便于分析，參看圖1。分析沖大解的情況。令h是沖大解時從清洗孔6流出的水的平均落差，H是從噴射口9流出的水的平均落差。注意，這種排水閥3每次僅排出水箱1中的很小一部分水，例如，僅4升水。只要h足夠大，清洗孔6排出的水便有足夠大的流速v(v2≈2hg)，少量的水可以清凈便盆44表面。由于排水閥3流量大，且清洗孔6的總排水截面面積不大，清洗孔6不會造成明顯的壓力損失。從而，從噴射口9排出的水的平均流速和平均流量可根據(jù)落差H估計。只要H足夠大，少量水足以把污物污水沖出去。當看到便盆4內(nèi)有一股從噴射口9噴出的水流時，污物與污水已被沖出。并且，注意到當環(huán)形管道5中的水位高度略小于攔水壩11的高度時，從清洗孔6流出的水速度很低，此時噴射管8的水已基本流完(只有少量從噴射管8流出的水存在便盆4內(nèi))，這些水都存留在便盆4內(nèi)。這樣環(huán)形管道5事實上具有補水槽功能。故這樣一種整體設(shè)計實現(xiàn)了沖凈便盆4的三項功能。
本發(fā)明的核心是提供一種節(jié)水的坐便器設(shè)計思想和方案。這種設(shè)計思想與技術(shù)方案主要不是改動或增加某些部件來體現(xiàn)，本質(zhì)上它是以一種大流量排水配件為基礎(chǔ)，通過選擇合理的水路參數(shù)來實現(xiàn)，僅增加了攔水壩。其中可以用來作為界定這種設(shè)計思想與方案特征參數(shù)有A、坐便器設(shè)有噴射口9，且噴射口9出水流速V滿足，1/2V2≥0.5Hg，其中g(shù)代表重力加速。這個關(guān)系式表明清洗水孔所造成的壓力損失不超過50％。這要求排水閥3流量大、同時所有清洗孔6的排水總量相對較小。B、令s表示所有清洗孔6的流水截面面積的總和，S代表噴射口9的截面積，則要求，vs≤1/3VS。這個關(guān)系式表明清洗孔6排出的水的總量小于噴射口9排出的水量的1/3，是專用來清洗便盆4表面的。C、令F代表便器所設(shè)定的封水量，只有在環(huán)形管道5內(nèi)的(可排出)水量≥F時，水才可能流入噴射管8。這表明環(huán)形管道5具有補水槽功能。
本發(fā)明實現(xiàn)了沖大解用水量、包括封水量為3.5-4.5升，沖小解用水量、包括封水量為1.5-2.5升，達到了節(jié)約用水的目的。由于用水量的大大減少，這種坐便器在民宅中可直接使用洗衣機排出的漂凈水、洗碗、洗菜的漂凈水來沖洗馬桶，節(jié)省了自來水資源，減少了污水排放。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意主視圖，圖中1水箱，2進水閥，3排水閥，4便盆，5環(huán)形管道，6清洗孔，7噴射管入口，8噴射管，9噴射口，10封水區(qū)，11攔水壩；h-清洗孔6排出的水的平均落差，H-噴射口9排出的水的平均落差。
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意俯視圖。
具體實施例方式
第一種方案，參見圖1-2按通用方式安裝調(diào)試。除常規(guī)配置外，采用“抽水馬桶用的排水裝置”(ZL98248303.1)、“一種馬桶用的排水裝置”(申請?zhí)?00420064252.2)及與之配套的“二行程排水操縱裝置”(ZL 03265745.5)三項專利開發(fā)的一種提拉閘式排水配件。這種排水配件的特點是滿水箱蓄水、高流速、大流量、短時間分檔排水。水箱1的尺寸為350×19×400mm3，蓄水高330mm，水箱1排水孔直徑為65mm。坐便器高385mm，環(huán)形管道5總長120cm，截面為6×6cm2，流水截面為4×4.5cm2。噴射管入口7位于環(huán)形管道5前端，截面積15cm2，入口兩邊有高度為2cm的攔水壩11；噴射口9的排水截面積12cm2，距地面185mm。封水量0.8升；坐便器的排水孔徑≥φ50mm。設(shè)計目標沖大解用水4升。水箱1的水位由330mm降至270mm。清洗孔6排出的水的平均落差為30cm，平均流速約為2.4米/秒。在這種情況下，排水閥3可達到的排水量每秒在24.5×3.14×(3.25)2＞8升。清洗孔6的截面積總和為2cm2，則每秒排出的水≤0.6升。噴射口9出水的平均落差為500mm，速度接近3.1米/秒。每秒鐘從噴射口9排出約3.7升水。根據(jù)我們的實際觀測與經(jīng)驗，這樣的排水狀態(tài)，2～2.5升水完全可以徹底沖凈污物與污水并可保持排污管長期通暢，若為2.5升，那么排水時間為2.5/3.7＝0.7秒，即排水閥3打開0.7秒便可排出沖凈污物與污水所需的水量。沖大解總用水量約為2.5+2.5×(1/6)+0.8＝3.7升。每次沖洗過程中，不論沖大解或沖小解，當環(huán)形管道5內(nèi)的水量小于0.8升時，這些水不能進入噴射口9；由于水層很淺，這些水只能很慢的經(jīng)環(huán)形管道5的上清洗孔6流入便盆4，貯存起來作為封水。
第二種方案。與第一種方案不同的是，噴射口9在環(huán)形管道5上。噴射口9的排水截面積為15cm2，這樣坐便器制作容易，但排水時沖擊聲較大，可作為低檔坐便器的一種方案。水流直接射入便盆4內(nèi)即可。用同樣的方法，坐便器沖大解用水量約4升，沖小解1.5-2.5升水可以沖凈。
本發(fā)明實現(xiàn)了沖大解用水量為3.5-4.5升，沖小解用水量為1.5-2.5升。
權(quán)利要求
1.一種新型坐便器，包括有水箱(1)，設(shè)置在水箱(1)中的進水閥(2)、排水閥(3)，便盆(4)，設(shè)置在便盆(4)上沿的環(huán)形管道(5)，環(huán)形管道(5)上設(shè)有多個清洗孔(6)，其特征在于，還包括有從其流出的水用于沖凈污物和污水的噴射口(9)，噴射口(9)設(shè)在封水區(qū)(10)的水面之下通過噴射管(8)與環(huán)形管道(5)相通，或者設(shè)在環(huán)形管道(5)壁上直接與環(huán)形管道(5)相通；清洗孔(6)的排水截面面積之和小于噴射口(9)的截面面積；噴射口(9)的進水口的水平高度高于清洗孔(6)的水平高度，使得當環(huán)形管道(5)中的水量小于或等于坐便器所設(shè)定的封水量時，環(huán)形管道(5)中的水不能從噴射口(9)流出，只能從清洗孔(6)中流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型坐便器，其特征在于，所述的清洗孔(6)的排水截面面積之和小于噴射口(9)的截面面積的1/3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型坐便器，其特征在于，所述噴射口(9)的出水平均速度V滿足1/2V2≥0.5Hg，其中，H為噴射口(9)排出的水的平均落差，g為重力加速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型坐便器，其特征在于，在所述的環(huán)形管道(5)中、噴射口(9)的進水口處設(shè)有使環(huán)形管道(5)中的水量達到或接近坐便器所設(shè)定的封水量時，環(huán)形管道(5)中的水才能從噴射口(9)流出的攔水壩(11)。
全文摘要
本發(fā)明屬于日用衛(wèi)生設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種坐便器。包括水箱(1)，進水閥(2)、排水閥(3)，便盆(4)，環(huán)形管道(5)，清洗孔(6)，噴射口(9)，噴射口(9)設(shè)在封水區(qū)(10)的水面之下通過噴射管(8)與環(huán)形管道(5)相通；清洗孔(6)的排水截面面積之和小于噴射口(9)的截面面積，噴射口(9)的進水口的水平高度高于清洗孔(6)的水平高度，在環(huán)形管道(5)中、噴射口(9)的進水口處設(shè)有攔水壩(11)。本發(fā)明實現(xiàn)了沖大解用水量為3.5－4.5升，沖小解用水量1.5－2.5升，大大減少了用水量，本發(fā)明在民宅中可直接使用洗衣機排出的漂凈水、洗碗、洗菜的漂凈水來沖洗馬桶，節(jié)省了自來水資源，減少了污水排放。
文檔編號E03D11/13GK1644815SQ200510008989
公開日2005年7月27日 申請日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者劉德輔 申請人:劉德輔