專利名稱:隔臭自動(dòng)坐便器和蹲便器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
涉及一種衛(wèi)生潔具設(shè)備,包括蹲便器和坐便器,具有節(jié)水,隔臭,自動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
同時(shí)還涉及一種制造封閉排污口的閥門的方法。
背景技術(shù):
目前,蹲便器是由便池,排污管,沖洗水槽組成,坐便器則增加了水箱和坐墊,底座。目前的便器存在如下缺點(diǎn)(1)便池?zé)o存水彎的便器便池中不存水,使用者怕排污管中的臭水濺上來,臭氣熏著下體,常把糞便拉在便池中,剛拉出的糞便極臭,但也得忍耐到便完后,再用大量水沖洗。
(2)便池中有存水彎的便器使用者常感覺糞便濺起的水污染下體,耗水量也大。
(3)尿液射到便器中,與尿液碰撞的壁面是與便池底面成直角或鈍角的曲面,尿液經(jīng)常濺到使用者陰部。
(4)多數(shù)專利,比如分類號(hào)為E03D11/10,申請?zhí)枮?0208239.6和分類號(hào)為A47L13/24,申請?zhí)枮?2205841.5的專利,封閉排污口的閥,都是用彈簧或重錘來實(shí)施的,還要待便完后用人手操控打開排污口,還存在一定噪聲。
上述缺點(diǎn)(1)和(2)是一對立的矛盾,解決了缺點(diǎn)(1),則無法避免缺點(diǎn)(2),解決了(2)又無法避免(1)。
發(fā)明內(nèi)容
為克服上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種新式坐便器和蹲便器,具有節(jié)水,隔臭,衛(wèi)生,自動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
同時(shí),還提供一種制造排污中浮閥的方法。
本發(fā)明解決缺點(diǎn)(1),(2)所采用的技術(shù)方案是用一塊浮板閥,把排污口封住,使用者就愿意把糞便拉在排污口的浮板上。浮板閥靠水的浮力和自重的杠桿上升力矩封住排污口。浮板上糞便重量達(dá)到普通成人一般糞便重量的3/4,即150克,浮板就以螺栓軸為軸心向下轉(zhuǎn)動(dòng)至全開,糞便自動(dòng)滑入水中,浮板隨即上轉(zhuǎn),封住排污口,浮板上沾著的少量糞便在水中冷卻,浸泡后,也很少臭氣逸出了。排污管設(shè)計(jì)成存水彎管,管中水位控制在浸入浮板一定位置。浮板轉(zhuǎn)動(dòng)位置的管壁設(shè)計(jì)成直壁,減少存水量,用3升水就能把彎管中的水全部更換,既節(jié)水,又防臭。便池中不存水,自然不會(huì)濺水到使用者下體上。缺點(diǎn)(1)和(2)就迎刃而解。
本發(fā)明解決缺點(diǎn)(3)所采用的技術(shù)方案是根據(jù)水注和光線反射原理,設(shè)置一個(gè)順著射尿方向的斜面,而不是垂直或正擋住射尿方向,尿注碰到該斜面后,不會(huì)向使用者陰部反濺。接尿斜面與底面是成60°-80°角的銳角,其不易沖洗干凈,就設(shè)置兩條沖洗水槽在斜面兩側(cè),側(cè)沖水槽沖洗口沿斜面布置,隔20mm設(shè)一個(gè)沖洗口,沖洗口長8mm寬4mm。其邊緣設(shè)置面為L形的導(dǎo)流塊,見附
圖15,導(dǎo)流塊使沖洗水能橫向沖洗到斜面中部。接尿斜面不再是曲面,而是平面,其上部的沖洗水槽的沖洗口長115mm寬1.5mm,沿斜面中線對稱布置,兩端不開口。上沖洗口邊緣也設(shè)置導(dǎo)流板,其是沖洗水槽壁彎曲,延伸而成,其作用是使沖洗水沿斜面流淌。
下面具體描述排污口浮閥結(jié)構(gòu),分坐便器和蹲便器兩種稍有不同的結(jié)構(gòu)(下述未標(biāo)單位的數(shù)據(jù),單位都是“mm”)一、坐便器排污口浮閥在排污管頂部,即排污口池壁背面,設(shè)置一個(gè)圓環(huán)形水平平整的密封面,與浮板閥上的密封圈貼緊密封。轉(zhuǎn)軸軸孔位于方形管直壁上,軸心水平,與支撐其的直管壁垂直。方形管底面是平面,分三段,上段為水平面,中段為與水平面成60°角的斜面,下段為與水平面成30°角的斜面。方形管下部逐漸圓滑成內(nèi)徑106mm的排污管。方形管與便池排污口做成三邊直線,一邊為弧線的膠接口,以便于制模。排污管前段軸線與水平面成33°30′角。閥板是圓臺(tái)形空心板和一長方體的組合體,兩者連成一體,并有一小部分重合,即圓臺(tái)形板一側(cè)縱向切除后與長方體相連。在長方體中,以距長方體與圓臺(tái)板相連的側(cè)面13mm,距表面10mm的點(diǎn)為軸心開一通孔直徑12+11o,加工精度IT6級(jí),與該軸孔配合的是一軸螺栓,其為非標(biāo)制作,靠螺栓頭一側(cè)是長23mm,直徑 的軸,接著是長100mm,直徑 的軸,接著是長30mm,M10的普通螺紋。螺栓頭用M16的螺栓頭規(guī)格,螺母用M10的規(guī)格。螺栓兩端加厚4mm的密封墊圈,平墊圈,螺母端要加彈簧墊??柯菟^側(cè)加一減摩自潤滑材料軸套,直徑16,長10mm,另一側(cè)是直徑18,長12mm的減摩軸套,兩軸套內(nèi)徑均為直徑 支撐螺栓的是方形管直壁。壁的通孔是直徑 和直徑 圓臺(tái)形空心板大圓直徑100,小圓直徑30,高20mm,圓周壁厚2mm,蓋和下底面厚也是2mm。整塊閥塊閥板從圓臺(tái)中線和長方體的中線處縱向分成兩半,用長條形銷、孔連接。銷、孔用基孔制過渡配合 圓臺(tái)板的兩分隔直壁厚3mm,中部布置長條形銷孔的位置增厚,為6mm,增厚部分長25mm。蓋板用防水膠粘劑粘接在圓臺(tái)殼體上。圓臺(tái)大圓表面膠接兩個(gè)半圓環(huán)形密封平墊片直徑90×98×h2,聚四氟乙烯材料。兩蓋板上對稱布置兩長方塊長10×寬5×高4mm,以便對準(zhǔn)用力使兩半閥體相合。銷、孔尺寸是長20×寬、深4×厚4mm。
長方體長60mm,寬45mm,高20mm,與圓臺(tái)板重合部分為10mm,實(shí)心。在距轉(zhuǎn)軸軸線水平距離20mm,垂直距離為0mm,并與其平行的軸線上嶄入直徑14,長20mm的圓鋼,圓鋼端面與長方體側(cè)面相距5mm。
材料選用共聚甲醛,吸水率低0.03%,自潤滑性好,不易老化,密度低0.91g/cm3。
存水彎水位線浸到閥板2-3mm,即距排污口背面19~20mm。
體積計(jì)算1、圓臺(tái)部份 V1=22.9cm32、直壁部分 中部增厚部分3×25×16=1.2cm3V2=4.32cm33、長方體軸孔左端(含軸孔)部分寬18×長60×高20=21.6cm3軸孔πn=6.78cm3V3=21.6-6.78=14.82cm3故軸孔左側(cè)(含軸孔)部分總體積為42.04cm3。總質(zhì)量為38.2g。
4、長方體軸孔右端部分寬27×長60×高20=32.4cm3圓鋼體積π×r2h=π×72×20×2=6.15cm3m鋼=48g32.4-6.15=26.25cm3,聚甲醛重量為23.89g。
右端V4=32.4cm3,m4=71.9g。
5、重心位置總重量為110.1g,重心位置在圓鋼軸線左邊2mm上邊2mm處。與轉(zhuǎn)軸軸線重直距離18mm,此即重力臂。
具體實(shí)施例和浮力、重力力距計(jì)算當(dāng)浮板靜止封閉排污口時(shí)受力和力矩分析使浮板向上的力矩重力力矩110.1×18=1980g.mm=1.98×10-2N.m。
浮力矩圓臺(tái)πr2h=1.413cm3,L=52mm,pgvL=73g·mm長方體12×2×60=1.440cm3,L=6,力矩=8.64g·mm使浮板向下的力矩右側(cè)浮力矩V=30×2×60=3.600cm3,L=15mm,力矩=54g·mm無疑浮板受向上的力矩,并對排污口背面有一點(diǎn)密封壓力。
當(dāng)糞便下落時(shí),被浮板接住,不會(huì)濺上水來,在浮力的緩沖作用下,浮板慢慢向下轉(zhuǎn)動(dòng),糞便達(dá)到100g時(shí),下轉(zhuǎn)力矩為100×51=5100g·mm,這時(shí),浮板就下沉到水中某一位置,糞便也浸入水中,水給糞便和浮板的浮力與糞便自重和閥自重以軸螺栓為支點(diǎn)的杠桿力矩達(dá)到平衡時(shí),浮板在慣性作用下繼續(xù)下轉(zhuǎn)一角度,糞便此時(shí)也慢慢從浮板滑脫,落入水中,浮板則在浮力和自重力作用下,以軸螺栓為軸向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
浮板向下轉(zhuǎn)動(dòng)60°角,即挨到排污管方形管壁時(shí)的受力和力矩分析,浮板上、下面所受水壓方向相反,大小相差不大,可抵消。
浮板所受向上的力矩圓臺(tái)浮力矩72.7×L,質(zhì)心在圓臺(tái)軸線上距圓臺(tái)表面8mm處,浮力臂為33.5×cos60°=16.75mm,浮力矩為1217.7g·mm重力矩110.1×18×cos60°=990.9(g·mm)不受向下的力矩,所以浮板一定會(huì)向上轉(zhuǎn)動(dòng),封閉排污口,此時(shí),還未滑落排污管的糞便在浮板向上轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中也會(huì)掉進(jìn)水中,這樣,糞便經(jīng)過水的冷卻浸泡,也很少臭氣外逸了。糞便不用水沖直接進(jìn)入排污管,使水箱尺寸也可縮小。
二、蹲便器蹲便器排污管也如前述的坐便器,做成三面直壁一面弧形壁,底面分兩段,一段是與水平面成45°角的平面,另一段是與水平面成5°的斜面。接著就圓滑成直徑106的排污管。與坐便器不同的是排污管是轉(zhuǎn)向便器前端的。排污管壁a面如圖10所示,是一段8一10mm的平面,排污管前段軸線與水面成40°角。
蹲便器是安裝在地面的,若浮板閥的轉(zhuǎn)軸安裝在排污管壁上會(huì)使更換閥板變難,就把浮板閥轉(zhuǎn)軸安裝在排污口后側(cè)的便池壁底部的支撐座上,設(shè)置支撐座的壁面斜度為30°角。轉(zhuǎn)軸是螺栓GB5782-86-M6×50。轉(zhuǎn)臂與一平衡斜板連在一起,斜板與轉(zhuǎn)臂成120°角,浮閥關(guān)閉時(shí)轉(zhuǎn)臂豎直向上,斜板與支撐壁面平行,與水平面成30°角。轉(zhuǎn)臂的軸孔外徑12mm,內(nèi)徑 與軸孔兩端面接觸的是厚2.5mm的減摩軸套,使轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。
平衡斜板用兩枚十字沉頭螺栓與倒J形浮板彎臂相聯(lián)接。浮板彎臂插入平衡斜板的插槽中。插槽長28.5mm,寬18.5mm,深16.3mm,插槽不穿透斜板上表面,以免嶄入臟物。平衡斜板的作用一是擋住落向支撐座的糞便或紙、臟物,以免影響轉(zhuǎn)動(dòng)靈活;二是浮閥關(guān)閉時(shí)幫助關(guān)閉,浮閥打開時(shí)加快打開,都是依靠其重心的偏移完成。
浮板也是圓臺(tái)形,同坐便器的浮板相似,也從中部分成兩個(gè)半圓臺(tái)形板,用長條形銷、孔連接成一體。兩半圓臺(tái)也由殼體和蓋板構(gòu)成,用膠粘劑粘接。殼體上的分隔直壁上,距圓臺(tái)軸心線25mm處設(shè)一倒J形浮板彎臂,彎臂基部四周布置加強(qiáng)筋,布成一個(gè)四棱臺(tái)狀,長30mm,寬18mm,高10mm,不留衛(wèi)生死角。
浮板彎臂轉(zhuǎn)彎處開始增厚為16mm,在側(cè)面中部開通孔直徑5+11o,十字沉頭螺栓穿入固定浮板與轉(zhuǎn)臂。半圓臺(tái)板大圓直徑100mm,小圓直徑40mm,高20mm,圓周壁厚2mm,蓋、底厚2mm,分隔直壁厚4mm,設(shè)置浮板彎臂的位置增厚為18mm,增厚部分長22mm,圓周密封面增厚為4mm,增厚高度為3mm。
沖洗水槽設(shè)兩個(gè)沖洗短管對準(zhǔn)浮板彎臂沖洗。
兩半圓臺(tái)板和浮板彎臂的重量圓周壁15cm3,分隔直壁15.56cm3,彎臂5.76cm3,2枚M5螺栓重20g,聚甲醛密度0.91g/cm3,總重53g。
平衡斜板長70mm,厚18mm,寬40mm,距端部16mm處倒角。
其體積為44.63cm3,重40.6g,轉(zhuǎn)臂右側(cè)體積約26.6cm3,重24.2g。存水水位線在浸到浮板10mm處。
浮板受力和力矩分析1、當(dāng)浮板靜止關(guān)閉排污口時(shí)受浮力和重力,此時(shí)轉(zhuǎn)臂豎直向上。使浮板向上的力矩是浮力和轉(zhuǎn)臂左側(cè)的平衡斜板重力。
浮力矩ρvg×L1V=56.78cm3,L1=53mm浮力矩為3009.3(g·mm)即3.009×10-2(N·m),重力矩mgL2,m=24.2g,L2=422=21mm,]]>重力矩為508.2(g·mm)故向上力矩為3517.5g·mm。
使浮板向下的力矩是浮板的重力矩mgL3m=53g重心位置一定在彎臂中線上。
L3=53-28-3=22mm故重力矩為1166g·mm,顯然,浮板是有向上轉(zhuǎn)的趨勢,對排污口背面施加了一定壓力,起密封效果。
2、有100g糞便落在浮板上時(shí)糞便中心應(yīng)在浮板圓心以右某位置,保守一點(diǎn),且以該圓作為糞便重心。給浮板向下轉(zhuǎn)的力矩是5300g·mm,加上浮板本身的重力矩1166g·mm,總力矩為6466g·mm,浮板要下沉。下沉?xí)r,平衡斜板重心也逐漸往右偏移,使浮板盡量下沉多一些。
當(dāng)糞便浸入水中后,也受浮力作用,還有一部分糞便未浸入水中時(shí),兩端力矩已平衡,但由于慣性使浮板繼續(xù)往下轉(zhuǎn),使浮力矩繼續(xù)增大,直到浮力矩克服了浮板的動(dòng)能,然后再上浮一點(diǎn)。在此時(shí),糞便在水的浸泡下也慢慢從浮板上滑脫,進(jìn)入排污管。于是浮板就上浮,上浮轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,少量未掉下的糞便也將滾落進(jìn)排污管內(nèi)。
3、為檢查浮閥工作的可靠性,設(shè)浮板處于最大打開位置與水平面成45°角的位置,受力和力矩分析如下浮板轉(zhuǎn)動(dòng)45°后,露出水面的部分是一個(gè)斜截圓臺(tái),露出總高度為14.14mm,其體積可看成近似弓形臺(tái)體計(jì)算面積S大=1335.7cm2,S?。?26.7cm2。 故浸入水中的體積是127.4-12.49=114.9cm3力臂L4=53×22=37.4mm]]>向上的力矩是4305.4(g·mm)向下力矩重力矩總重力(53+40.6)g=93.6g總重心位置是在轉(zhuǎn)臂上部的十字沉頭螺栓中心。力臂L5=32×22=22.6mm]]>向下的力矩是2115.36(g·mm)故合力矩是向上的,浮板一定會(huì)轉(zhuǎn)向上封閉排污口。本發(fā)明的有益效果是坐便器和蹲便器的浮板閥能及時(shí),自動(dòng)打開,把糞便倒進(jìn)充滿水的排污管,再關(guān)閉,而不必忍受糞臭到便完后再用水沖洗干凈,極大地減少了臭氣逸出,同時(shí)又使糞便不濺上水污染使用者下體,尿液也不再濺到使用者陰部,同時(shí)也非常節(jié)水,只需3升水就能把排污管內(nèi)的水置換干凈。沒有彈簧和易損件,免潤滑。坐便器還設(shè)置了一個(gè)排污管與便池底部的膠接口,使制模更簡單。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的坐便器俯視圖。
圖2是圖1的I-I向剖視圖。
圖3是圖1的左視圖。
圖4是圖2的C-C向剖視圖。
圖5是圖2的G-G向剖視圖。
圖6是坐便器浮板閥俯視圖。
圖7是圖6的D-D向剖視圖。
圖8是蹲便器浮板閥俯視圖。
圖9是蹲便器浮板閥主視圖。
圖10是蹲便器剖面主視圖。
圖11是圖10的右向視圖。
圖12是坐便器排污管與便池接口主視圖。
圖13是圖9的F-F向剖視圖。
圖14是圖9的E-E向剖視圖。
圖15是圖5的H-H剖視圖。
圖中1、便池, 2、接尿斜面,3、側(cè)沖洗水槽,4、排污管,5、排污口壁, 6、坐便器浮板, 7、方形管接口,8、方形管,9、水箱, 10、軸螺栓, 11、減摩軸套18×12×12,12、減摩軸套16×12×10,13、密封墊18×12×4,14、平墊圈GB97.2-85-10,15、彈簧墊GB93-87-10,16、螺母GB6170-86-M10, 17、密封墊26×17×4,18、平墊圈GB97.2-85-16,19、底座, 20、對準(zhǔn)方塊,21、平衡圓鋼, 22、隔臭墊圈, 23、長條形銷, 24、長條形孔,25、蹲便器浮板, 26、浮板彎臂, 27、密封圈98×90×2, 28、平衡斜板,29、轉(zhuǎn)臂, 30、支撐座, 31、減摩軸套12×6×2.5,32、螺栓M6×55, 33、坐墊, 34、接尿斜面的側(cè)壁,35、側(cè)沖洗口, 36、L形導(dǎo)流塊, 37、沖洗水槽環(huán),38、便池后壁, 39、進(jìn)水管, 40、沖洗短管,41、排污口背面, 42、最高水位控制面, 43、糞便,44、射尿拋物線。
具體實(shí)施例方式在圖2中,浮板閥(6)通過軸螺栓(10)安裝在方形管直壁上,密封圈(27)與浮板膠接,受浮力和右端浮板重量對軸螺栓(10)為支點(diǎn)的力矩作用,壓緊在排污口背面(41)上,便池(1)底部設(shè)一方形管接口(7),與方形管(8)膠接。存水彎管最高水位控制面(42)在排污口背面下20mm處。兩半浮板(6)由長條形銷(23),孔(24)連接。糞便(43)落在浮板(6)上,糞便給浮板(6)的壓力矩大于浮板上轉(zhuǎn)力矩,浮板即逐漸下沉,沉到某一位置,力矩達(dá)到平衡,慣性使浮板繼續(xù)下沉一點(diǎn),然后再上浮一點(diǎn)。此時(shí)糞便已大部分浸在水中,便滑落到排污管最低處,浮板便又轉(zhuǎn)回原來的貼緊排污口背面的位置。當(dāng)水沖洗時(shí),與糞便下落過程一樣,而水是流體,F(xiàn)尚速度更快,水量大浮閥(6)開度也大。
在圖16中,Y軸代表排污口中心軸線,X軸代表虛擬水平線。圖中展示了坐便器接尿斜面2和蹲便器接尿斜面2′兩個(gè)接尿?qū)嵤├?br>
普通成人射尿拋物線(44),如圖示,距尿道口垂直距離160mm高時(shí)射尿遠(yuǎn)是130mm,當(dāng)射到坐便器接尿斜面2上的A點(diǎn),就自然反射到便池的B點(diǎn)上。蹲便器實(shí)施例中,射尿拋物線射到蹲便器接尿斜面2′上的C點(diǎn),則自然反射到便池的D點(diǎn)上,不會(huì)濺到便用者下體。
權(quán)利要求
1.一種坐便器或蹲便器,由便池,沖洗水槽,排污管組成,其特征是在排污管口設(shè)置一浮板閥,由排污管存水隔臭彎管提供適當(dāng)水位,設(shè)置防濺接尿斜面及其側(cè)沖洗水槽。
2.一種浮板閥制造方法,由浮板,密封圈組成,其特征是利用浮力和重力對轉(zhuǎn)軸為支點(diǎn)的杠桿力矩大小變化工作,通過對體積和重力的適當(dāng)設(shè)置的制造無動(dòng)力的自動(dòng)啟閉浮板閥的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐便器,其特征是,在浮板上開一通孔,穿入一軸螺栓,浮板以軸為支點(diǎn)構(gòu)成一杠桿,與浮板接觸的是一減摩軸套,軸套與排污方形管直壁接觸,軸螺栓支撐在排污方形管直壁上。軸螺栓兩側(cè)設(shè)密封墊圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐便器或蹲便器,其特征是,在便池后壁設(shè)一支撐座,轉(zhuǎn)臂通過軸螺栓與支撐座相連,轉(zhuǎn)臂通過減摩軸套與支撐座端面接觸,轉(zhuǎn)臂另一端與平衡斜板連成一體,平衡斜板通過螺栓與浮板彎臂連接,浮板彎臂基部設(shè)在浮板上,與浮板連成一體,浮板可拆開,放入排污口后合并。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐便器和蹲便器,其特征是便池前端設(shè)一接尿斜平面,其與便池底面的水平面成銳角,側(cè)沖洗水槽的沖洗口邊緣設(shè)導(dǎo)流塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐便器或蹲便器,其特征是,便池排污口與方形管設(shè)一膠接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蹲便器,其特征是,沖洗水槽設(shè)兩個(gè)沖洗短管對準(zhǔn)浮板彎臂沖洗。
8.根據(jù)權(quán)力要求2所述的浮板閥制造方法,其特征是,存水彎管的水位控制在封閉排污口時(shí)浸到浮板又使浮板露出部分的位置,軸螺栓軸心與排污口底面都水平,軸心與便器縱向中心線垂直,與浮閥圓心的距離大于排污口半徑。
全文摘要
一種節(jié)水、隔臭、衛(wèi)生的坐便器和蹲便器。一種自動(dòng)啟閉的便器浮板閥制造方法,它是利用浮力和重力對以軸螺栓為支點(diǎn)的力矩大小變化自動(dòng)啟閉浮閥。蹲便器的軸設(shè)在便池后壁支撐座上,轉(zhuǎn)臂與平衡斜板相連,套在軸螺栓中,轉(zhuǎn)臂兩側(cè)設(shè)減摩軸套,平衡斜板與浮板上的浮板彎臂螺栓聯(lián)接。坐便器的軸設(shè)在排污方管直壁上,兩端加密封墊圈,浮板與兩側(cè)的減摩軸套接觸。存水彎最高水位控制面控制水位,提供適當(dāng)?shù)乃桓×?。不使用彈簧之類的?dòng)力件,即可通過浮板自身特點(diǎn)可靠、及時(shí)開閉排污口,從而達(dá)到節(jié)水,隔臭衛(wèi)生的目的,此外還設(shè)置接尿斜面及其側(cè)沖洗水槽,使尿液不濺到使用者下體。
文檔編號(hào)E03D11/02GK1436902SQ0210295
公開日2003年8月20日 申請日期2002年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月3日
發(fā)明者王榕 申請人:王榕