CN109306729A - 一种电控式增压节水冲洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及厕所冲水***技术领域，公开了一种电控式增压节水冲洗装置，包括增压装置和储能装置，所述增压装置通过单向阀一与储能装置联通，确保水从增压装置流向储能装置；所述增压装置包括第一水压缸，第一水压缸的活塞杆上可拆卸连接有踏板，踏板上连接有电动缸，电动缸活塞杆与踏板垂直设置，踏板可在电动缸活塞杆伸出时被带动下移；还包括控制器和按钮开关，按钮开关、控制器和电动缸顺次电连接。本发明提供的节水冲洗装置利用简单的电气控制部件相互配合，在不增加现有自来水网管供水压力负荷的情况下，增加冲便压力，节约用水量，实现高效清洗，且不产生任何污染，实现了集体宿舍与农村地区住宅厕所蹲便池的节水减排和高效清洗的目的。

Description

一种电控式增压节水冲洗装置

技术领域

本发明涉及厕所冲水***技术领域，更具体地，涉及一种电控式增压节水冲洗装置。

背景技术

大型楼栋宿舍人口密集，多为成年人，具备相同的工作生活起居作息时间，活动量大，分泌旺盛，通常会大便1~2次/日，因而其宿舍厕所冲水具有频率高、用水量大、用水高峰时段集中的特点。厕所用水高峰时段集中，供水紧张而经常出现水压不足现象。而农村地区一般并未接通自来水，多通过在楼顶加装水塔实现供水，加上农村地区住宅多为低矮的民房，因此采用这一方式供水往往导致水压不足。

在实际使用中，由于大型楼栋宿舍和农村民房建造时，普遍使用了廉价陶瓷蹲便器，水压不足无法一次性冲洗干净，不得不反复冲洗，这不仅浪费时间，而且累积用水量大增，对于大型楼栋宿舍，残留的污水在低廉的便池内积存，加上宿舍便池作为公共设施，人员的流动性造成在日积月累后便池肮脏不堪，严重降低蹲便器的使用舒适性。而对于农村地区民房，住户不得不经常花费时间清理肮脏的蹲便器，既影响住户心情，又耗费住户精力，经常清理还会大大增加用水量。

我国是世界上缺水较严重的国家之一，有数据显示，我国每年缺水约460亿立方米，8000万农村人口饮水困难，全国517座城市中，有300多座城市缺水，由于水价和污水处理成本日益增长，节水减排已成为世界性话题。而人类便后冲水是造成水资源浪费的重要方面，据统计目前我国蹲便器每年冲走约90亿立方米的水量。因此，有效解决便后冲水浪费，改善大型楼栋宿舍和农村地区民房蹲便器冲洗技术迫在眉睫。

发明内容

针对现有技术中厕所冲水***的技术不足，本发明的目的在于提供一种电控式增压节水冲洗装置，该装置在不增加现有自来水网管供水压力负荷的情况下，增加冲便压力，节约用水量，实现高效清洗。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种电控式增压节水冲洗装置，包括增压装置和储能装置，所述增压装置通过单向阀一与储能装置连接，确保水从增压装置单向流入储能装置；所述储能装置通过管道与冲洗控制装置连接；

所述增压装置包括第一水压缸，第一水压缸具有伸出于第一水压缸缸体的活塞杆，第一水压缸的活塞杆上可拆卸连接有踏板，第一水压缸的活塞杆与踏板呈垂直状态；踏板上方设有电动缸，电动缸活塞杆与踏板垂直设置，踏板可在电动缸活塞杆伸出时被带动下移；还包括控制器和按钮开关，按钮开关、控制器和电动缸顺次电连接；所述增压装置还包括固定架一，用于固定和支撑第一水压缸，所述固定架一与所述踏板弹性连接，所述第一水压缸通过单向阀二与自来水管网***连接，确保水从自来水管网***单向流入第一水压缸中；

所述储能装置包括第二水压缸和固定架二，所述第二水压缸与第一水压缸的结构相同，所述固定架二用于固定和支撑第二水压缸，所述第二水压缸的活塞杆与固定架二弹性连接。

进一步地，所述按钮开关为可自动复位的按钮开关。

进一步地，所述固定架一包括四个竖直放置的支架腿以及与支架腿垂直设置的多个卡箍，多个所述卡箍均匀分布，所述卡箍通过连接块分别与四个支架腿固定连接，所述卡箍与第一水压缸缸体配合使用，起到固定第一水压缸缸体的作用。

更进一步地，所述卡箍包括左卡箍和右卡箍，所述左卡箍的两端与右卡箍的两端固定连接；所述卡箍的数量为1~4个。

更进一步地，四个所述支架腿均通过回位弹簧与踏板连接。

进一步地，所述固定架二与固定架一的结构相同，所述固定架二上还固定设置有顶板，所述顶板与第二水压缸的活塞杆弹性连接，所述顶板上还设有可供第二水压缸的活塞杆伸出的通孔。

进一步地，所述顶板通过储能弹簧与第二水压缸的活塞杆弹性连接，所述第二水压缸的活塞杆与储能弹簧同轴设置，所述储能弹簧一端与顶板固定连接，另一端与第二水压缸的活塞杆固定连接。

进一步地，所述第一水压缸的活塞杆与踏板螺纹连接，通过电动缸活塞杆带动第一水压缸的活塞杆沿第一水压缸体内移动。

进一步地，所述冲洗控制装置为脚踩阀或手按式冲洗阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的节水冲洗装置通过踏板与活塞杆的可拆卸连接，踏板与固定架一的弹性连接，配合使用单向阀一将水压入第二水压缸，而第二水压缸配合单向阀和具有延时关闭功能的冲洗控制装置，确保从第一水压缸中挤压至第二水压缸的自来水处在高压状态，用户通过简单按一次按钮开关，控制器即可控制电动缸带动踏板下移，操作简单，各部件能自动且精确配合，有效提高后续冲洗效率。

本发明的节水冲洗装置通过固定架一和固定架二结合成整体，对各部件进行合理安置和稳固，装置整体结构稳定性强，固定架与踏板之间的回位弹簧配合储能弹簧可快速实现踏板复位，便于装置快捷顺利地进入下一冲洗循环。

将本发明提供的节水冲洗装置设置于自来水管与蹲便器/坐便器之间时，配合自来水管网***，无需增加原有网管压力负荷，仅仅依靠简单的电气控制部件相互配合，配合本装置的增压储能特性，可轻松弥补原有水压不足的缺陷，快速增大冲水压力，增压效果突出，可有效节约冲洗用水资源，同时也消除污物残留在卫生间便池内而影响使用舒适性的弊端；每次使用该蹲便器/坐便器后用水量仅300 mL，同时使水压提高超过0.06 MPa，节水96%以上。

附图说明

图1为实施例1中的节水冲洗装置结构示意图；

图2为实施例1中节水冲洗装置的固定架二结构示意图；

图3为实施例1中节水冲洗装置的第一水压缸结构剖视图；

图4为实施例1中节水冲洗装置的单向阀一结构剖视图；

其中，1-增压装置，11-第一水压缸，111-活塞杆，112-环形平台，113-进水口，114-出水口，12-踏板，121-套筒结构一，13-固定架一，131-支架腿，132-卡箍，133-连接块，2-储能装置，21-第二水压缸，22-固定架二，3-单向阀一，4-单向阀二，5-冲洗控制装置，6-回位弹簧，7-储能弹簧，8-顶板，81-套筒结构二，9-通孔，100-阀体，200-弹簧座，300-锥体阀芯，400-压紧弹簧，500-左卡箍，600-右卡箍。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

如图1~4所示，本实施例提供一种电控式增压节水冲洗装置，该装置可设置于自来水管与蹲便器或坐便器之间，包括增压装置1和储能装置2，增压装置1通过单向阀一3与储能装置2联通，确保自来水从增压装置1单向流入储能装置2，所述储能装置2通过管道与冲洗控制装置5连接，冲洗控制装置5通过管道与蹲便器或坐便器连接（未示出）。增压装置1利用外力实现增大水压的目的，并将水压存储于储能装置2中，储能装置2用于存储和充分释放水压，储能装置2用于存储和充分释放水压，将高压状态的水喷出（流出）至蹲便器或坐便器中。

其中，增压装置1包括第一水压缸11，图3示出了第一水压缸11的结构，第一水压缸11具有伸出于第一水压缸缸体的活塞杆111，活塞杆111中段部分设有环形平台112，有杆腔与外界连通供空气进入，第一水压缸11无杆腔内存设有冲洗用水，无杆腔底部设有较大的进水口113和出水口114各一个，第一水压缸11的进水口113通过单向阀二4与自来水管网***（未示出），水从自来水管网***单向送入第一水压缸11，第一水压缸11的出水口114与单向阀一3的进水口联通，单向阀一3的出水口与储能装置2联通，在第一水压缸的活塞杆受压下移时，确保自来水从第一水压缸11单向流入储能装置2；单向阀一和单向阀二具有相同的结构，单向阀的结构如图4所示，包括阀体100、设于阀体内且依次上下布置的弹簧座200和锥体阀芯300，弹簧座200向锥体阀芯300的端部套设压紧弹簧400，压紧弹簧400另一端置于锥体阀芯300内，锥体阀芯300的锥体端为入水口。单向阀二4能确保水从自来水管网***内单向流动至第一水压缸1内，配合第一水压缸的使用，使水流压力增加的同时沿管道单向流至储能装置2。

第一水压缸11的活塞杆111上可拆卸连接有踏板12，本实施例中的踏板12与活塞杆111呈垂直状态，本实施例的踏板12上方还设有电动缸A，电动缸活塞杆A1与踏板12垂直设置（电动缸活塞杆与踏板没有连接关系），踏板可在电动缸活塞杆A1伸出时被带动下移，本节水冲洗装置还包括控制器B和可自动复位的按钮开关C，按钮开关C、控制器B和电动缸A顺次电连接，通过操作按钮开关C，可使控制器B控制电动缸活塞杆A1伸出，电动缸活塞杆A1伸出后可与踏板12接触并使踏板12下移至行程末端（行程末端一般指踏板已经被按至无法继续下按为止，当然也可是接近无法继续下按的程度），此后，控制器B可控制电动缸活塞杆A1缩回复位，使电动缸活塞杆A1与踏板分离，不再对踏板进行控制。

踏板12朝向活塞杆111的表面设有凸出于板面的套筒结构一121，套筒结构一121内设置有内螺纹，活塞杆111上设置有与套筒结构一121的内螺纹配合连接的外螺纹，通过套筒结构一121与活塞杆111螺纹连接，当电动缸活塞杆伸出时带动活塞杆111沿第一水压缸11缸体内壁移动；套筒结构121长度设置为能覆盖很长一段活塞杆，以备踏板12被电动缸活塞杆按下时，按压力能垂直均匀传递至活塞杆111。

增压装置1还包括用于固定和支撑第一水压缸11的固定架一13，固定架一13包括四个竖直放置的支架腿131以及与支架腿131垂直设置的多个卡箍132，卡箍132通过连接块133分别与四个支架腿131固定连接；卡箍132包括左卡箍500和右卡箍600，左卡箍500的两端与右卡箍600的两端通过螺母（附图中未示出）固定连接，通过调节螺母的松紧使得卡箍132与第一水压缸11缸体配合，起到固定第一水压缸11缸体的作用，多个卡箍132均匀分布于支架腿131之间，卡箍132数量为1~4个，本实施例优选为2个，在实际使用过程中，卡箍132的数量可根据第一水压缸11缸体长度来确定；固定架一13与踏板12弹性连接，本实施例中固定架一13的四个支架腿131均通过回位弹簧6与踏板12连接，事实上回位弹簧即为普通弹簧，回位弹簧产生的弹力只要能够达到使踏板复位的目的即可。

为实现水被顺利挤压至储能装置2中，且待后续冲洗控制装置5打开时能使储能装置2中的水被迅速挤压至便池（未示出）内，本实施例将第一水压缸11的活塞杆111与踏板螺纹连接，踏板与固定架一通过四个回位弹簧连接，在踏板上设置有电动缸A，电动缸活塞杆A1伸出后可与踏板12接触并使踏板12下移，踏板将带动活塞杆111下移，使第一水压缸无杆腔内的水进入储能装置2中，储存水压；电动缸活塞杆A1离开踏板12后，踏板12在四个回位弹簧的弹力作用下复位，同时带动第一水压缸的活塞杆111上移，在水压作用下，单向阀二4开启，自来水从自来水网管***中流向第一水压缸无杆腔。

储能装置2包括第二水压缸21和固定架二22，第二水压缸与第一水压缸的结构相同，第二水压缸21的活塞杆与固定架二22弹性连接，第二水压缸21通过管道与具有延时关闭功能的冲洗控制装置5连接，固定架二22用于固定和支撑第二水压缸21，固定架二22与固定架一13的结构相同；固定架二22上还固定设有顶板8，顶板8通过储能弹簧7与第二水压缸21的活塞杆弹性连接，顶板8朝向储能弹簧7的表面设有凸出于板面的套筒结构二81，储能弹簧7一端固定在套筒结构二81内，储能弹簧7另一端与第二水压缸21的活塞杆固定连接，顶板8上还设有可供第二水压缸21的活塞杆伸出的通孔9，套筒结构二81设置于通孔9正下方，第二水压缸21的活塞杆在储能弹簧7作用下从套筒结构二81通过，并可从通孔9中伸出。

冲洗控制装置5即为脚踩阀或手按式冲洗阀，其具有延时关闭功能，可在设定时间内自动关闭，这种脚踩阀在现有技术已普遍使用，在此不予赘述。

本发明提供的节水冲洗装置的使用方法如下：在大小便前，人简单按一次按钮开关，控制器B即可控制电动缸活塞杆A1伸出，并带动踏板12下移，由于踏板12与活塞杆111通过螺纹连接，即同时带动第一水压缸11的活塞杆111沿第一水压缸11缸体内壁下行，同时踏板与固定架一之间的回位弹簧压缩，在水压推动下单向阀一3开启，使得第一水压缸11中的自来水被压入第二水压缸21中，第二水压缸21的活塞杆沿第二水压缸21缸体内壁上行，使得与第二水压缸21的活塞杆连接的储能弹簧7受到压力缩短，储存压力；电动缸活塞杆A1缩回复位后，踏板12在回位弹簧6作用下竖直上升，同时带动第一水压缸11的活塞杆111沿第一水压缸11缸体内壁上行，此时由于单向阀一3关闭，在自来水的压力作用下，单向阀二4打开，自来水从自来水管网***单向流入第一水压缸中，使第一水压缸11重新充满水；在大小便后，人在具有延时关闭功能的冲洗控制装置5上轻踏或轻按一次，此时冲洗控制装置5打开，则储能弹簧7与第二水压缸21的活塞杆接触的端部将给其施加较大弹力，使第二水压缸内的水高压喷出，实现对便池的快速冲刷，随着冲洗用水的流出（喷出），第二水压缸21内压力减小，形成负压，在压力作用下，单向阀一3打开，向第二水压缸中补充自来水，直至第一水压缸与第二水压缸的压力达到平衡。

具体地，控制器B控制电动缸A按照设定的流程工作，工作流程为：控制器B根据按钮开关C的信号先控制电动缸A的伺服电机正转，使电动缸活塞杆A1在规定的时间内完成伸出并带动踏板12下移至行程末端的动作，然后延时特定时间后再使电动缸A的伺服电机反转，带动电动缸活塞杆A1缩回复位，不再与踏板12接触。其中，上文所说的规定的时间是指根据踏板12需完成的行程来确定电动缸活塞杆A1需要进行的行程、并将电动缸活塞杆的行程信息换算出的伺服电机正转工作时间；上文所说的特定时间为自踏板12下移至行程末端后几秒左右，一般地为2～10秒即可。控制器B内设置的完成以上工作流程的相关程序对于本领域技术人员来说是容易实现的。

用户在要使用卫生间时，按下按钮开关C，控制器B即开始控制电动缸A工作，因按钮开关C可自动复位，故在按下一次之后，用户无需进行后续操作，本冲水装置的整个增压过程将自动完成。

本实施例的控制器B可以为PLC控制器或单片机。

本实施例的电动缸无需对踏板进行精密控制，因此选择精度相对粗糙、价格较低廉的电动缸即可。

据相关数据统计，设有本节水装置的蹲便器，每次冲洗时，便池用水量仅300毫升，同时水压提高至少0.06MPa，节水96%以上，若一个楼栋按200个宿舍计算，1个宿舍4个人，每个人每天冲洗一次便池，则每年约可节水365天×4人×200间×7.7升×0.001=2248立方水。

本节水装置无需增加原有网管压力负荷，仅仅依靠简单的电气控制部件相互配合，不会产生任何污染，即可轻松弥补原有水压不足的缺陷，快速增大冲洗的压力，在实现节水减排的同时还能确保便池的冲洗效果，值得在行业内大力推广。

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 (9)

1.一种电控式增压节水冲洗装置，其特征在于，包括增压装置和储能装置，所述增压装置通过单向阀一与储能装置联通，确保水从增压装置单向流入储能装置；所述储能装置通过管道与冲洗控制装置连接；

所述增压装置包括第一水压缸，第一水压缸具有伸出于第一水压缸缸体的活塞杆，第一水压缸的活塞杆上可拆卸连接有踏板，第一水压缸的活塞杆与踏板呈垂直状态；踏板上方设有电动缸，电动缸活塞杆与踏板垂直设置，踏板可在电动缸活塞杆伸出时被带动下移；还包括控制器和按钮开关，按钮开关、控制器和电动缸顺次电连接；所述增压装置还包括固定架一，用于固定和支撑第一水压缸，所述固定架一与所述踏板弹性连接，所述第一水压缸通过单向阀二与自来水管网***连接，确保水从自来水管网***单向流入第一水压缸中；

所述储能装置包括第二水压缸和固定架二，所述第二水压缸与第一水压缸的结构相同，所述固定架二用于固定和支撑第二水压缸，所述第二水压缸的活塞杆与固定架二弹性连接。

2.根据权利要求1所述电控式增压节水冲洗装置，其特征在于，所述按钮开关为可自动复位的按钮开关。

3.根据权利要求1所述电控式增压节水冲洗装置，其特征在于，所述固定架一包括四个竖直放置的支架腿以及与支架腿垂直设置的多个卡箍，多个所述卡箍均匀分布，所述卡箍通过连接块分别与四个支架腿固定连接，所述卡箍与第一水压缸缸体配合，起到固定第一水压缸缸体的作用。

4.根据权利要求3所述电控式增压节水冲洗装置，其特征在于，所述卡箍包括左卡箍和右卡箍，所述左卡箍的两端与右卡箍的两端固定连接；所述卡箍的数量为1~4个。

5.根据权利要求4所述电控式增压节水冲洗装置，其特征在于，四个所述支架腿均通过回位弹簧与踏板连接。

6.根据权利要求3所述电控式增压节水冲洗装置，其特征在于，所述固定架二与固定架一的结构相同，所述固定架二上还固定设置有顶板，所述顶板与第二水压缸的活塞杆弹性连接，所述顶板上还设有可供第二水压缸的活塞杆伸出的通孔。

7.根据权利要求6所述电控式增压节水冲洗装置，其特征在于，所述顶板通过储能弹簧与第二水压缸的活塞杆弹性连接，所述第二水压缸的活塞杆与储能弹簧同轴设置，所述储能弹簧一端与顶板固定连接，另一端与第二水压缸的活塞杆固定连接。

8.根据权利要求1所述电控式增压节水冲洗装置，其特征在于，所述第一水压缸的活塞杆与踏板螺纹连接，通过电动缸活塞杆带动第一水压缸的活塞杆沿第一水压缸体内移动。

9.根据权利要求1所述电控式增压节水冲洗装置，其特征在于，所述冲洗控制装置为脚踩阀或手按式冲洗阀。