本發(fā)明涉及一種沖水裝置，特別是在居民家庭中廣泛使用的蓄能節(jié)水馬桶沖水器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)式馬桶沖水器，一般都是簡單蓄水式，即在馬桶后部專門設(shè)置一個水箱，該水箱與大氣連通，水僅僅依靠水箱里0.3米高的低能水位，沒有額外壓頭，當沖水時，手動拉起位于水箱底部的蓋板閥蓋板，此時，水箱中先前蓄積的定量水涌出，沖走污物。這種設(shè)計一般一次動作耗水量在8升左右，有的更是達到12升的用量，再加上沖洗效果不理想，一次污物經(jīng)常需要沖幾次，而反復沖洗所帶來的累加耗水量更是驚人。

近幾年，由于居民飲用水資源日趨緊張，全社會節(jié)能環(huán)保意識日趨高漲，節(jié)水型沖水器水箱出現(xiàn)并得到大量使用，這種沖水器節(jié)水的原理是專門設(shè)置了大水和小水兩個按鍵供使用者選擇，這在主觀上對節(jié)約用水起到一定緩解作用，但客觀上沒有徹底改變。

這些傳統(tǒng)沖水器其固有缺點是：

1、水沒力：這也是老式?jīng)_水器最致命缺點，置于水箱中的水靠自然流動，沒有沖擊力，通常一次沖水動作往往達不到效果，而需要二次、三次沖水，原因就是因為水箱中所蓄之水水位僅僅0.3米，形成的勢能太小，這樣，當水涌出時勢能變成動能時，產(chǎn)生的速度頭非常小，不到2米/秒，水緩緩流出，產(chǎn)生的沖刷力也就微乎其微；

2、水箱蓄水量大，耗費水：如此結(jié)構(gòu)，為保證沖刷效果，這些儲水箱容量通常都不能太小，通常都在6升以上，有的更大至12升，而一旦打開避水閥，所容之水即全部涌出，一次沖洗效果不行，再反復沖多幾次，單次和累積用水量非常大，所以極端浪費水；

3、必須設(shè)置大型儲水箱：現(xiàn)在市場上的馬桶一般為分體式和一體式兩種，但不管哪一種均配備陶瓷專用儲水箱，該水箱與坐便器一體，其不僅占地大，而且陶瓷水箱易碎，生產(chǎn)過程中耗用大量粘土和燃料，同時，由于陶瓷體積大，密度小，產(chǎn)品運輸過程中，單位體積運輸物流成本非常高，間接浪費能源。

4、由于水的沖刷力度太小，污物數(shù)次沖洗不掉，直接影響用戶心情。

5、現(xiàn)在使用的下沉式的閥門蓋板不承壓，壓力稍高時會自動打開；而抬起式的閥門，壓力過高時，人工又難以開啟。

以上這些缺點都是需要迫切消除或改進的，亟需創(chuàng)新和發(fā)展。

為消除上述缺點，并達到節(jié)約用水，節(jié)約能源，減少使用空間，提高用戶幸福度，高性能馬桶沖水器出現(xiàn)了。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種沖水器，特別是在居民家庭中廣泛使用的蓄能節(jié)水馬桶沖水器。

千家萬戶每天都在使用的馬桶，其用水量相當大，絕對不可小覷，尤其在比較缺水的地區(qū)，水資源顯得尤其珍貴，如何能夠在減少用水的前提下，又能夠保證沖洗效果，是擺在大家面前不容回避的現(xiàn)實問題。

解決這一問題的途徑是：要減少用水量，必須高效率使用水，也就是必須盡可能提高水的勢能，提高水的做功能力。

附圖說明

附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖。

具體實施方式

下面參照附圖對本發(fā)明作進一步詳述：

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如下：

參照附圖所示，蓄能節(jié)水馬桶沖水器，包括有：進水管1，緊固螺栓2，密封圈3，箱體4，外隔膜5，孔板6，頂蓋7，沉筒8，壓桿9，壓桿彈簧10，單向閥11，驅(qū)動閥閥體12，水嘴蓋中心彈簧13，水嘴蓋14，磁環(huán)組15，水嘴蓋導壓孔16，水嘴蓋膠塊17，鏈接彈簧18，底板19，安裝支架20，內(nèi)隔膜21，驅(qū)動閥底部法蘭22，驅(qū)動閥緊固螺絲23，水嘴24，泄壓孔25，排水口26，節(jié)流孔27。

各部件之間位置關(guān)系如下：

由進水管1、底板19、安裝支架20、排水口26組成本蓄能節(jié)水馬桶沖水器底座。

由水嘴蓋中心彈簧13、水嘴蓋14、水嘴蓋導壓孔16、水嘴蓋膠塊17組成可上下移動的水嘴蓋子，并預壓在水嘴24入口上，安置于驅(qū)動閥閥體12內(nèi)。

水嘴蓋14由鏈接彈簧18與水嘴24形成彈性連接體。

水嘴24與內(nèi)隔膜21以同心方式鉚接在一起。

內(nèi)隔膜21上開設(shè)有節(jié)流孔27。

內(nèi)隔膜21通過驅(qū)動閥緊固螺絲23、驅(qū)動閥底部法蘭22與驅(qū)動閥閥體12緊固聯(lián)接。

在箱體4與沉筒8之間的立體空間安放有外隔膜5，外隔膜5的上端邊緣與箱體4的外邊緣同心布置，并通過緊固螺栓2與頂蓋7和箱體4一起固定，外隔膜5的底端中心開有與驅(qū)動閥底部法蘭22的內(nèi)孔尺寸相一致的孔，并與驅(qū)動閥底部法蘭22、內(nèi)隔膜21、驅(qū)動閥閥體12同心布置，并通過驅(qū)動閥緊固螺絲23一起固定。

在沉筒8外側(cè)與箱體4之間的空間靠近頂蓋7的方向上安放孔板6，孔板6通過其中心孔與沉筒8同心布置，并固定在沉筒8外表面上。

驅(qū)動閥閥體12的上表面緊固聯(lián)接沉筒8的底端，沉筒8再向上穿越頂蓋7，并與頂蓋7緊密固定。

在沉筒8的內(nèi)部置入壓桿9，壓桿9內(nèi)部放有壓桿彈簧10，壓桿9套入驅(qū)動閥閥體12的外凸部分并通過壓桿彈簧10頂托在驅(qū)動閥閥體12的上凸部位，在壓桿9的底部外緣安放有磁環(huán)組15。

排水口26的入口由水嘴蓋彈簧13、水嘴蓋膠塊17、內(nèi)隔膜21聯(lián)合預壓著。

排水口26與底板19同心布置，其頸部緊緊貼在底板19的下表面。

底板19通過緊固螺栓2與密封圈3、箱體4、外隔膜5、頂蓋7緊固在一起。

在頂蓋7的弧形部位開口并安裝單向閥11。

在底板19開孔接進水管1。

本裝置通過安裝支架20與坐便器聯(lián)接起來。

工作過程如下：

進水過程：城市居民自來水管來水水壓約為0.25MPa，居民家庭里的自來水管上的自備手動閥門與進水管1直接相連，當打開該自備手動閥門時，由于自來水自帶壓頭，水壓大于環(huán)境空氣壓力，水便由進水管1進入外隔膜5與底板19之間的空隙，并同時到達位于驅(qū)動閥閥體12下面的內(nèi)隔膜21底部處。本沖水器的進水過程包括兩個過程，且這兩個過程是同時發(fā)生的：

第一個過程：水到達內(nèi)隔膜21底部后，水首先由節(jié)流孔27進入由驅(qū)動閥閥體12與內(nèi)隔膜21、水嘴24、水嘴蓋膠塊17圍成的封閉空間，由于水的壓力大于該空間內(nèi)僅留的氣體初始壓力，于是內(nèi)壓逐步升高，并傳遞到水嘴蓋14的頂部端面，并作用于該端面，然后緊緊下壓水嘴蓋14和水嘴蓋膠塊17，繼而壓住水嘴24的進水口，并保持，當該空間的填充水壓等于來水水壓后，則水不再進入。同時，該空間壓力平衡后，水嘴24與內(nèi)隔膜21一起緊緊壓住本沖水器排水口26的入口。

第二個過程：當來水填充驅(qū)動閥閥體12下部空間的時候，水也在同時填充本沖水器外隔膜5與箱體4、底板19之間的空隙，并一直填充，并不斷將外隔膜5推擠上移，當填充水的壓力與頂蓋7和外隔膜5空間內(nèi)的空氣壓力相同后，則水不再進入，兩者保持平衡。

排水過程：參照附圖所示，箱體4中的水位到達設(shè)計水位后處于保壓蓄能狀態(tài)，此時，若按壓壓桿9，則壓桿彈簧10收縮，磁環(huán)組15迅速下移并靠近位于驅(qū)動閥閥體12內(nèi)部的水嘴蓋14上端，由于水嘴蓋14為導磁材料，當兩者充分接近后，磁吸力大于水嘴蓋中心彈簧13的彈性阻力和水壓靜推力之和，于是，水嘴蓋14、鏈接彈簧18與水嘴蓋膠塊17一起迅速上移，瞬間將水嘴24上的泄壓孔25打開，先前蓄留的少量水立即從水嘴24中流出，排入沖水器排水口26，內(nèi)壓立即減小，而位于內(nèi)隔膜21外部的泛水區(qū)水壓仍然保持著高位，而鉚接了部件水嘴24的內(nèi)隔膜21為彈性材料，這樣，在泛水區(qū)水壓作用下，內(nèi)隔膜21與水嘴24一起同時上抬，打開內(nèi)隔膜21與沖水器排水口26之間的流通空間，就打開了本沖水器的主流通道，沖水器被打開后，原先蓄積在箱體4內(nèi)的大量富壓水，瞬間噴涌而出。

自動復位：參照附圖所示，自動復位包括兩個過程，一是外隔膜5自動復位，另一個是內(nèi)隔膜21自動復位，具體詳述如下：

外隔膜5自動復位：當箱體4蓄積的高能水被釋放后，外隔膜5在頂蓋7下部的被壓空氣復原力和自身回復力的雙重作用下，迅速復位到起始狀態(tài)。

內(nèi)隔膜21自動復位：當按壓壓桿9的外力消失后，壓桿9在壓桿彈簧10與水嘴蓋中心彈簧13的兩個恢復力作用下將磁環(huán)組15與水嘴蓋14上部分離，并各自歸位。水釋放完全后，水嘴蓋14在鏈接彈簧18的牽引作用下自然壓向內(nèi)隔膜21上的水嘴24上的泄壓孔25，而水嘴24通過內(nèi)隔膜21也自動壓住本沖水器的排水口26也就是主出水口，如此完成自動密封，自動閉鎖，阻擋水流。

完成上述兩個復位后，本沖水器又開始新的充水蓄能過程，直到下一次按動壓桿9。

這樣做的好處是：

1.采用空氣蓄能，沒有疲勞壽命問題，水流擠壓空氣，箱體4內(nèi)的封閉空氣體積迅速縮小而壓力陡然上升，形成空氣彈簧，而箱體4外隔膜5下面的蓄集的大量進水同時獲得了相同的壓力勢能，這個壓力大小等同于自來水管內(nèi)的壓力。當沖水器打開時，被壓縮著的空氣迅速把水壓出水箱。如此，內(nèi)部空氣被反復擠壓和釋放，體積忽大忽小，就像彈簧伸縮一樣。

2.獨到的是：設(shè)置在驅(qū)動閥閥體12內(nèi)的內(nèi)隔膜21，與外隔膜5之間形成連通器，即采用小活塞來推動大活塞，起到四兩撥千斤的作用，這樣就保證了沖水器操作靈敏，動作輕松。

3.由于壓力能的存在，蓄集水富有極高的做功能力，水體任意水平橫截面處均為等壓面，根據(jù)積分定理，這個橫截面會產(chǎn)生非常高的合成推力，該推力會驅(qū)動水面急速下移，排水過程中蓄集水會整體瞬間往低壓區(qū)移動，水體形成了剛性體，同步性好，移動迅速，排水超快。

4.由于壓力能的存在，根據(jù)流體總壓定理，水的靜壓會變成動壓，也就是水流具有極高的速度頭，計算表明，此種水流，其出口速度可達20米/秒以上，而老式?jīng)_水器其水流出口速度僅僅不到2米/秒，兩者相比，本蓄能節(jié)水馬桶沖水器的優(yōu)勢顯而易見。

5.由于水流射流強，沖刷效果顯著，水箱的容積非常小，為定容式設(shè)計，每次耗水量3升以內(nèi)，從客觀上、根本上減少用水，并高效使用水。

6.水頭被抬高到25米左右，遠遠大于老式水箱水頭的0.3米，是老式?jīng)_水閥的80多倍，水的沖擊力度超大，一次操作即可達到預定效果，無須反復操作，使用者獲得極佳的用戶體驗。

7.由于水流湍急，沖洗過程也是馬桶流體通道的自我保潔過程。

8.在箱體4與頂蓋7之間設(shè)置了外隔膜5，其好處是可以將上部的空氣與下部的進水進行強制隔離。

9.在外隔膜5與頂蓋7之間布置了孔板6，其好處之一是起阻尼器作用，可以延緩氣體恢復力對外隔膜5的沖擊力，減少機械損傷，同時又對外隔膜5的頂部上升位置進行限位保護。

10.在頂蓋7本體上設(shè)置了單向閥11，該閥只允許氣體由外部進入沖水器頂蓋7內(nèi)，而不允許由內(nèi)部向外泄，其好處是對可能造成的內(nèi)部封閉氣體遺失進行補充，該單向閥也可以布置在沉筒8主體上。

11.尤其獨到的是：本裝置采用了磁環(huán)組15驅(qū)動，除保證可靠傳遞動力以外，還可以保證整個裝置的密封性能不受影響。

12.采用球形頂蓋7與圓柱形箱體4相結(jié)合的空間結(jié)構(gòu)方式，可有效保證本裝置的長期工作的良好密封性能。

13.本裝置工作是不用外加動力電源，安全、可靠。