CN1432697A

CN1432697A - 节水马桶

Info

Publication number: CN1432697A
Application number: CN 02126022
Authority: CN
Inventors: 刘小波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2003-07-30

Abstract

本发明的目的为提供一种直接用水冲洗的节水马桶；将马桶内的存水弯后部空心上扬管径装置设计为能够旋转，上扬管径的空心内腔周边上至少安有一根轴向凸肋或相当凸肋功能的结构，其作用为当向便盆冲水并上扬管径装置旋转时，能使上扬管径内的混合液体被搅动而随之转动，并在离心力的作用下向***管入口方向排出，冲入较少的清水即可置换掉或顶掉原便盆内混合液体，从而使冲厕干净并达到节水的目的。

Description

节水马桶

(一)技术领域

本发明涉及的领域为水冲洗马桶的节水应用范畴。

(二)背景技术

水是自然界最宝贵的资源之一，其中抽水马桶用水在民用水中占较高的比重，所以，即能满足其功能上的需要又能产生节水效果的新型节水马桶的出现就显得尤为重要；为了节约马桶用水，目前其中一种方法使用电驱动改变排水弯管后端角度，使之易于***杂物，以达到节水排污的目的；但感到利用其他方法还有改善的余地。

(三)发明内容

本发明的目的为提供一种直接用水冲洗的节水马桶；将马桶内的存水弯后部空心上扬管径装置设计为能够旋转，管径的空心内腔周边上至少安有一根轴向凸肋或相当凸肋的功能，其作用为当向便盆冲水并上扬管径旋转时，能使管径内的混合液体被搅动而随之转动，并在离心力的作用下向***管入口方向排出，冲入较少的清水即可置换掉或顶掉原便盆内混合液体，从而使冲厕干净并达到节水的目的。

本发明包括马桶、冲水部分、电源控制器、开关装置及电机，马桶内的存水弯后部空心上扬管径装置能够旋转，其下、上端口通过联接装置分别与便盆出口及***管入口密封可转动连通，上扬管径装置通过传动机构与安于马桶内的电机相配合或被安于马桶内具有空心转子的电机套住并相连；电源控制器、开关装置及电机，或包括水阀经导线电路相连。

马桶内的便盆下部内竖壁上还设置一喷嘴或喷头，其进水管与水阀连通。

上扬管径装置为管径内腔为空心圆柱形、空心圆台形或鼓形，该管径内腔周边上至少置有一根轴向凸肋。

上扬管径装置为管径内腔为空心非圆柱形，该内腔周边上具有大体沿轴向的凸起部分、螺旋形或多棱形的结构，或者上扬管径装置为外径轴心线与内腔轴心线不重合的空心管径。

开关装置为设置于水阀上的延时断开组合开关装置，其触点与电源控制器及电机构成回路。

开关装置为具有两组触点的延时断开组合开关装置，其中，一组触点、电源控制器及电动水阀构成回路，另一组触点、电源控制器及电机构成回路。

开关装置为启动装置或感应开关装置，电源控制器内还包括两个单稳态及功放电路，其中开关装置输出接两个单稳态及功放电路，两个单稳态及功放电路输出分别接电动水阀及电机，电源控制器为所述电气装置提供所需电能。

开关装置为一遥控发射器及一匹配的遥控接收器；电源控制器内还包括两个单稳态及功放电路，其中遥控接收器输出接两个单稳态及功放电路，两个单稳态及功放电路输出分别接电动水阀及电机，电源控制器为所述电气装置提供所需电能。

开关装置中还包括一感应开关装置，感应开关装置输出接遥控发射器。

感应开关装置中还包括一设置于发射电路中的光电元件。

本发明阐述了直接用水冲洗马桶节水装置的原理，包括多种不同的组合方式，可根据不同地区的情况选择适合的产品，用以达到使用方便、节约用水的目的。

(四)附图说明图1为水阀是机械延时断开水阀节水马桶剖视示意图。图2为水阀是电动水阀、电源控制器带有市电连接装置节水马桶在工作状态下的示意图。图3为空心上扬管径装置为一种带凸肋空心圆柱内腔的管径立体示意图。图4为空心电机与空心上扬管径装置相连的局部剖视图。图5为电机与一种带凸肋空心圆台形上扬管径通过带传动机构相连或相配合的示意图。图6为空心上扬管径装置为一种空心非圆柱内腔的管径立体示意图。图7水阀的延时断开组合开关装置其中的电气触点与电源控制器及电机构成回路框图。图8延时断开组合开关装置的两个电气触点及电源控制器分别与水阀、电机构成回路框图。图9开关装置输出接双单稳态，两个单稳态输出分别接水阀、电机电路框图。图10感应开关装置输出接双单稳态，两个单稳态输出分别接水阀、电机电路框图。图11设有手持遥控发射器，其所匹配的遥控接收器与电源控制器及负载电路相连框图。图12设有手持遥控发射器，其所匹配的遥控接收器与电源控制器及负载例举电路图。图13启动装置输出接双功放单稳态，两个功放单稳态输出分别接水阀、电机例举电路图。图14感应开关装置输出接双功放单稳态，两个单稳态输出分别接水阀、电机例举电路图。图15开关装置输出接双功放单稳态，两个功放单稳态输出分别接水阀、电机例举电路图。图16水阀的延时断开组合开关装置其中的电气触点与电源控制器及电机构成回路电路图。图17延时断开组合开关装置两个电气触点及电源控制器分别与水阀、电机构成回路电路图。图18感应开关装置输出接遥控发射器例举电路图。图19遥控接收器输出接双功放单稳态，两个功放单稳态输出分别接水阀、电机例举电路图。图20感应开关装置输出接遥控发射器，遥控接收器与电源控制器及负载电路相连框图。图21设置一喷嘴或喷头的便盆下部或存水弯底部使用时局部放大示意图。图22感应传感器布置示意图。图23包括多设置一光电元件的感应传感器示意图。

(五)具体实施方式

参照图1、图2及图3，本发明包括马桶、冲水部分、电源控制器、开关装置及电机，马桶8包括顺序连通的便盆7、存水弯及***管10；冲水部分包括顺序相连的自来水管1、水阀2及冲水管3，水阀2可为机械水阀、电动水阀、延时断开水阀等适合的水阀，冲水管3为置于便盆7内上沿周边且设置有冲水孔的水管；电源控制器38内包括电池、蓄电池或能连接市电且具有变压稳压功能的装置14，总之，电源控制器38的基本功能为电源功能，该装置可提供本***所需电压及电能；开关装置可为机械开关、电气开关或延时断开组合开关等适合的开关，针对不同的开关装置性能，具有不同功能的电路与之适应形成功能互补以满足本***的需要；马桶8内的存水弯后部空心上扬管径装置能够旋转，上扬管径装置为一管径9，下端口901通过联接装置4与便盆出口701密封可转动连通，上端口902通过联接装置4与***管入口101密封可转动连通，管径9内腔为空心圆柱形，该内腔周边上至少安有一根轴向凸肋11，其作用为当管径9旋转时，能使管径9内的混合液体被搅动旋转并在离心力的作用下快速向***管入口101方向排出，该凸肋也可以是不连续的或不必贯穿内腔两端，见图4中凸肋17所示，管径9通过传动机构如链传动、带传动或齿轮传动等机构被电机13带动而转动或管径9外径被具有相应内径的空心转子18的电机5套住并随空心转子18的转动而转动，电机5主要由空心转子18，转子上的轴承20，安于轴承20上的壳体23及固于壳内的定子电枢12组成；电机5或电机13安于或固于马桶8内适合的位置；图5中上扬管径装置还可为管径19，管径19内腔为空心圆台形或鼓形，该内腔周边上至少置有一根轴向凸肋11或凸肋17，管径19经带传动机构16与电机13相连；电源控制器38、开关装置和电机，或包括水阀2经导线15电路相连；图21中马桶8内的便盆7下部内竖壁702上还设置一喷嘴或喷头6，喷嘴或喷头6喷水方向大体介于水平方向至与水平方向成一定角度的上扬管径轴向之间的范围内，其进水管30与水阀2及冲水管3连通。

参照图1、图7及图16，当水阀2为机械延时断开水阀，设置于其上的开关装置为组合开关装置29，该组合开关装置29启动机械延时断开水阀2的同时，亦启动本身所设置的延时断开电气开关触点291，水阀2及触点291延时断开时间互不影响，触点291与电源控制器38及电机5或13构成回路。

参照图2、图8及图17，当水阀2为电动水阀如电磁阀时，***内开关装置为具有两对触点281及282的延时断开组合开关装置28，两对触点延时断开时间互不影响，其中，触点281、电源控制器38及电动水阀2构成回路，触点282、电源控制器38及电机构成回路；图2中将组合开关装置28设置于电源控制器38之上用虚线示意，开关装置28亦可与电源控制器38分开设置并用导线相连。

参照图2及图15，当水阀2为电动水阀时，***内开关装置为联动开关装置47，其输出分别与设置于电源控制器38内由电容C5、电阻R5、三极管VT1及继电器J1，由电容C6、电阻R6、三极管VT2及继电器J2构成的的两个功放延时单元或功放单稳态相连，该功放延时单元利用了继电器吸合与释放的电压差达到延时功能，两个功放延时单元或功放单稳态输出分别与电动水阀2及电机5或13相连；电源控制器38为所述电气装置提供所需电能。

参照图2、图9及图13，当水阀2为电动水阀时，***内开关装置为一般启动装置41，延时功能由电源控制器38内设置的两个单稳态及功放电路完成，其中启动装置41输出接两个单稳态42、43，两个单稳态42、43输出分别接功放级继电器J1及J2电路，继电器J1及J2触点J1-1及J2-1分别连接电动水阀2及电机，即开关装置41输出接两个单稳态及功放电路，两个单稳态及功放电路输出分别接电动水阀2及电机5或13，电源控制器38为所述电气装置提供所需电能；构成延时或功放单稳态的方式很多，不胜枚举。

使用时，启动开关装置，如为开关装置29，启动水阀2的同时其电气开关触点291连通电源控制器38与电机13或电机5的回路；如为组合开关装置28，其两对触点281、282分别连通电源控制器38与电动水阀2及电机5或13的回路；如为启动开关装置41，触发两个单稳态及功放电路，使电动水阀2及电机5或13分别通有暂态电能等；水阀2开启，自来水由水管1通过开启的水阀2至冲水管3冲洗便盆侧壁并流入便盆7内，水阀2开启的同时，通电的电机带动管径9快速旋转，凸肋11使管径9内的混合液体被搅动旋转，在离心力的作用下随之呈上升趋势向***管入口101方向排出见图2，随之经***管10排入连通的污水管道，该上扬管径装置和***管10所用材料宜能抵御一定的冲击；随着管径9内混合液体排出，便盆7内的混合液体继续流入管径9内，当便盆7内的混合液体被随后涌入的清水顶掉后，延时装置或单稳态将电机13或电机5关闭，管径9停止转动，该过程在很短的时间内完成，冲水管3继续向便盆7补水，补水完毕后水阀2亦被关闭，一个循环完毕；当便盆7下部内竖壁702上还设置一喷嘴或喷头6时，如文丘里原理，水阀2的开启，压力自来水从喷嘴或喷头6射出，在便盆7底部形成负压及推力，将便盆7内混合液体卷入并推至管径9内，混合液体随之被快速旋转的管径9中的凸肋11推出至***管10内，该双重作用使便盆7内的混合液体被快速干净的冲掉，当管径9停止转动后，冲水管3及喷头6继续冲出的水做为水封补水直至水阀2被关断。

不工作状态下，由便盆7及上扬管径9形成的存水弯内的液体构成的水封隔离气味；由于管径9内安置的凸肋11的高度较小见图3，无论管径9在旋转或静止状态下，均可允许较大的块状物体通过该管径而无阻塞；如果所设计的凸肋11或起同样作用的凸肋17在管径旋转时不仅能使管径内的混合液体被搅动随之转动并在离心力的作用下产生飞溅，同时又能产生使混合液体受向上力的作用即呈强上升流向，见图4，凸肋17旋转时产生作用力F的分解图，分力F1为使液体旋转，分力F2为朝***管入口101方向的推力，该推力使管径9内的混合液体尤其是其中的固体易于向***管入口101方向排出，使本装置更有效力；图5中空心上扬管径装置是内腔为空心圆台形或鼓形的管径19，圆台形或鼓形的内腔周边上亦至少置有一根轴向凸肋11，该空心鼓形内腔可为广义的沿轴线两边大中部小内腔或两边小中部大内腔，该空心鼓形内腔形状不必以其轴线中点对称；该管径19可代替管径9。

本发明的空心上扬管径装置还可为，由于凸肋的主要作用为使空心管径内的液体产生旋转，即快速旋转管径内腔中的结构能使其中混合液体被搅动而随之旋转的合适空心非圆柱形内腔结构的管径均可，如空心非圆柱形内腔结构可为内腔周边上具有或内腔的不圆度所形成大体沿轴向的凸起部分、螺旋形、多棱形或其它适合的形状相当于凸肋的作用，具有该结构的管径可做为空心上扬管径装置，图6中所示内腔带轴向螺旋形22的管径21，其中下端口211与便盆出口701及上端口212与***管入口101以同等的被所述联接装置密封可转动连通可代替管径9，其工作原理同上；由于内腔上的螺旋形、多棱形的凸起部位或凸肋的凸部距轴心距离较大，即管径广义上理解为薄壁空心的，在管径旋转过程中或静止状态下，均允许较大块状物体通过该管径而不阻塞；空心上扬管径装置还可是外径轴心线与内腔轴心线不重合的空心管径，当管径快速旋转时，其偏置空心内腔中的混合液体被搅动而随之旋转，能起到凸肋同样的作用。

参见图11及图12中，本发明还将无线遥控发射及接收电子技术作为无线电气开关装置或启动装置应用于本***以代替机械开关装置或有线电气开关装置，它包括手持无线遥控发射器35及所匹配的无线遥控接收器36，如RCM-1A与RCM-1B、TWH9236与TWH9238或SA9918与SA9919等，遥控接收器36非锁存输出与置于电源控制器38中的单稳态32、33输入相连，单稳态输出32、33分别连功放级固态继电器45、46，功放级固态继电器45、46输出分别与电动水阀2及电机5或13相连，也即遥控接收器36输出接两个单稳态及功放电路，两个单稳态及功放电路输出分别接电动水阀2及电机，电源控制器38内设置的电源为上述电气单元提供所需电能；遥控发射器35作为成品本身包括电池。

图10、14、18、19及20为红外线一体化发射接收感应开关装置与电源控制器38中设置的两个单稳态及功放电路或遥控发射器35电路相连框图及相应电路例举图；图22中传感器39包括光隔离红外发光管VD1及红外接收管VD2，分别置于发射及接收电路31中组成感应或接近开关装置；当物体如手置于传感器39上方一定距离之内，图14中从集成电路48第5端产生的脉冲信号经放大发射电路VT3及其中限流电阻R8使VD1发出的光脉冲透过传感器39玻璃窗口经物体反射进入接收窗口VD2，VD2内阻作同频率变化并与电阻R7分压后，经电容电阻接运算放大器49(如LM324或LM741)，电阻R10阻值决定放大倍数，运放49输出经电容接集成电路48第3端，收到与第5端同频率的输入信号该第8端电平由高变低，使与之输出相连的单稳态42及43输出高电平，单稳态42和43输出分别接功放级电噪声隔离SSR固态继电器45和46，固态继电器45和46输出分别接电动水阀2和电机13，从而使电动水阀2和电机13获得暂态电能；图18中感应开关装置31输出接遥控发射器35，其输出低电平使遥控发射器35得电并发射无线信号，同理，对一般遥控发射器35而言，将其按键37短路，将其正源极接电池正极，将其负源极接发射及接收电路31输出端，类如图18所示；图19匹配的遥控接收器36收信号，其第2输出端产生非锁存由低到高电平进入相连的单稳态32及33，单稳态32及33各输出一低电平脉冲，与单稳态32输出相连的继电器J1通电，其常开触点J1-1连通电动水阀2的回路，与单稳态33输出相连的继电器J2通电，其常开触点J2-1连通电机13的回路；R1至R4及C1至C4的组合决定脉冲或暂态延时长度并可通过旋扭电阻由使用者视情况进行最佳调整；作为单稳态的开关装置这里等同于启动装置作用，被启动或触发后的功放单稳态自动延时关断；另外，图18中VT3发射电路信号线50与电阻R9之间还可串接一红外接收管VD3，将VD3安入传感器39内且与VD1及VD2光隔离，当传感器39上有反射物，处于三极管VT3放大区的VD1发出的光使VD3的阻值减少，VT3发射极中的电流增加，VD1的发光进一步增加而形成正反馈，发光到达一定强度的VD1使VD2内阻作同频率较大变化而导致集成电路48第8端电平由高变低，无反射时VD3阻值变大使该电路静态电流变小，延长了电池的使用时间；不串接VD3时R9阻值约为10千欧，VD3可为任何适应的光电元件40，并置于传感器39中见图23。

使用时，启动遥控发射器35按键37，匹配的遥控接收器36输出非锁存高电平，触发功放单稳态32、45及功放单稳态33、46使电动水阀2及电机5通有脉冲或暂态电能，冲水管3冲洗便盆侧壁并流入便盆7内，通电的电机带动管径9快速旋转，清水置换完便盆7内混合液体后，延时装置或单稳态将电机13或电机5关闭，管径9停止转动，向便盆7延时补水后电动水阀2亦被自动关闭，一个循环完毕；如设置喷头6，使用过程类同前述；遥控发射器35可安置于任何使用方便的位置；感应开关装置31使用过程类同上述，使用时无需接触启动；而感应开关装置31加遥控发射器35的应用，兼顾两者的优点。

综上所述，即***内的水阀2及电机5或13控制需用两个延时控制单元完成，该延时方式可为机械延时方式、机电混合延时方式或电气延时方式等适合的方式完成；开关装置可为接触启动方式、非接触感应启动方式、接触无线启动方式或非接触无线启动方式等适合的方式完成。上述不同的组合及连接方式均可达到冲洗干净，节约用水的目的；上述装置和原理亦适用于蹲式马桶。

Claims

1.一种节水马桶，包括马桶、冲水部分、电源控制器、开关装置及电机；其特征在于：马桶(8)内的存水弯后部为上扬管径装置且能够旋转，其下端口及上端口通过联接装置分别与便盆出口(701)及***管入口(101)密封可转动连通；上扬管径装置直接或通过传动机构与安于马桶(8)内的电机相配合或相连；电源控制器(38)、开关装置及电机，或包括水阀(2)经导线电路相连。

2.根据权利要求1所述的节水马桶，其特征在于：马桶(8)内的便盆(7)下部内竖壁(702)上还设置一喷嘴或喷头(6)，其进水管(30)与水阀(2)相连。

3.根据权利要求1所述的节水马桶，其特征在于：上扬管径装置为管径(9)或管径(19)，管径(9)内腔为空心圆柱形或者管径(19)内腔为空心圆台形或鼓形，该管径内腔周边上至少置有一根轴向凸肋(11)或凸肋(17)。

4.根据权利要求1所述的节水马桶，其特征在于：上扬管径装置为管径(21)，管径(21)内腔为空心非圆柱形，该内腔周边上具有大体沿轴向的凸起部分、螺旋形或多棱形的结构，或者上扬管径装置为外径轴心线与内腔轴心线不重合的空心管径。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的节水马桶，其特征在于：开关装置为设置于水阀(2)上的延时断开组合开关装置(29)，其触点(291)与电源控制器(38)及电机构成回路。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的节水马桶，其特征在于：开关装置为具有两组触点(281)及(282)的延时断开组合开关装置(28)，其中，触点(281)、电源控制器(38)及电动水阀(2)构成回路，触点(282)、电源控制器(38)及电机构成回路。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的节水马桶，其特征在于：开关装置为启动装置(41)、启动装置(47)或感应开关装置(31)，电源控制器(38)内还包括两个单稳态及功放电路，其中启动或开关装置输出接两个单稳态及功放电路，两个单稳态及功放电路输出分别接电动水阀(2)及电机，电源控制器(38)为所述电气装置提供所需电能。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的节水马桶，其特征在于：开关装置为一遥控发射器(35)及一匹配的遥控接收器(36)；电源控制器(38)内还包括两个单稳态及功放电路，其中遥控接收器(36)输出接两个单稳态及功放电路，两个单稳态及功放电路输出分别接电动水阀(2)及电机，电源控制器(38)为所述电气装置提供所需电能。

9.根据权利要求8所述的节水马桶，其特征在于：开关装置中还包括一感应开关装置(31)，感应开关装置(31)输出接遥控发射器(35)。

10.根据权利要求9所述的节水马桶，其特征在于：感应开关装置(31)中还包括一设置于发射电路中的光电元件(40)。