无滴漏大小二挡可调马桶冲水控制阀 本发明涉及一种卫生间冲洗厕盆用的马桶冲水控制阀。装配于传统型马桶水箱内。
目前的马桶冲水控制阀大多是一个冲水档次的。冲水量大小，用户无法调节控制，大小便的冲洗均用同一冲水量冲洗厕盆。而且冲水控制阀的密封设计不够合理造成漏水严重的后果。
例如：一种旧式马桶冲水控制阀。马桶水箱设置一个冲水控制旋纽，旋纽轴一端紧固有杠杆，杠杆另一端有牵线连接冲水阀阀片。旋纽轴与套为间隙配合，轴可在规定角度内转动。拧动旋纽后，旋纽可因杠杆的自重而复位。阀片为中空可浮橡胶件，阀片挂在与阀座连体的溢流充气管上，使之能与阀座环形线状密封面贴合，作密封件用。阀座为一中空管，紧固于水箱出水口上。工作时，拧动旋纽至规定角度，杠杆通过牵线使阀片与阀座离开、张开浮起，冲水控制阀开启冲厕。随着水位下降至规定值时，冲水控制阀阀片由于水流引力及自重作用而关闭冲水阀。水箱内设有的自动进水阀则因水位下降至规定值时自动开启进水，当水箱内的水至设定量时，自动进水阀因浮子的作用而关闭。此时，冲水控制阀机构全部复位，完成一个冲厕过程。此款型式的冲水控制阀，漏水极为严重。关键问题在密封设计上，密封件与阀座环形线状密封接触面成平面平行接触，由于条件所限，密封接触面加工精度不能达到密封要求。故密封是依靠水的自然压力压在阀片上，使密封件作弹性变形以弥补精度之不足。水箱内的水压一般只有10-15厘米。根本没有足够的压力使密封件产生足够的弹性变形，抵消这种误差，使之形成良好而又稳定地密封状态。因此，漏水现象是不可避免的事。
目前一种较新式的座厕密封结构作了一些改进。密封形式仍是平面平行接触密封。阀片及阀片导把成中空管状，也可作溢流充气管用。导把上设有止退齿。增设浮子杠杆机构，浮子杠杆机构支点设在阀座上，阀座设有连体的龙门式阀片扶架，扶架中部有孔，阀片导把插入其中，阀片可在其间上下移动。冲水阀关闭时杠杆浮子机构的浮子浮力通过杠杆另一端压在阀片上，使密封件产生弹性变形而密封。按纽紧固在水箱盖上。按纽设上下可移动的推杆，利用弹簧使之复位。推杆下端推顶杠杆，杠杆另一端栓牵线与阀片连接。按下按纽对，杠杆向外向上作园弧运动通过牵线挑起阀片，冲水阀开启。阀片因浮子杠杆端部顶撑在止退齿上而不能下降。随着水位下降至定值时，浮子杠杆下垂，浮子杠杆端部离开止退齿，阀片落下，冲水阀关闭。自动进水阀自动进水。随着水位上升，浮子杠杆的浮力通过杠杆端部压在阀片上，彻底关闭冲水阀。此款冲控制阀也是一个冲水挡次的。防漏性能大有改善，但防滴漏仍未能根本解决。其原因是杠杆浮子机构的浮子不能过大，过大则按纽不能轻松地按下，过小又不足以使密封件有足够的弹性变形而密封。何况在水位未上升至浮子杠杆压实起作用前，漏水还是相当严重的。而且，密封件与阀座环形线状密封面长期开合磨擦，不可避免地形成相应槽沟破坏密封条件，使密封性能恶化。此款设计防漏滴性能仍未能根本解决。
又一款针对冲水阀防滴漏的排水阀。是曹基福本人于一九九七年七月二十四日申请实用新型专利，专利号为ZL97240406.6的“抽水马桶柔性阀座排水阀”。该设计优点在于充分利用了马桶现有提供的密封条件，从改变密封设计着手，把密封接触面从平面平行压实接触改为球面径向楔形挤压接触。从而解决了平面平行接触型式密封件因无足够的压力而产生足够弹性变形造成的漏水问题。具体做法是：密封件是一断面成楔状的环形密封圈，镶嵌在阀座管口上。阀片接触面设计成球形面。冲水阀关闭时阀片以球形楔状挤压断面楔状的环形密封圈唇口，形成球面环形线状接触，阀片球状接触面被密封圈包嵌，由于接触状态具有一定的磨擦力，密封接触面自始至终均处于得良好的密封接触状态。由于断面楔状环形密封圈唇较薄，据试验很容易产生过量的弹性变形。密封圈的柔软程度又不好掌握。密封件可因长期处于过量挤压状态下易产生疲劳而逐渐失去弹性，破坏理想的环形线状密封接触状态。使用时间稍长就会产生滴漏现象。此款设计，因密封件不能经久耐用，显得实用性不足。
另据报道，北京市最近开发了一套配套性很强的二个冲水挡次的马桶冲水控制阀。因本人没有有关资料及实物，故无从述说。
本发明是针对上述不足而设的一种具有无滴漏，只需一个操作动作，则可获得大小二个不同冲水量的的冲水控制阀。而且二个冲水挡次均可随用户所需自行调节冲水量的大小。设复合式按纽、旋纽开关与使用中现有一个开关安装孔的储水箱配合以提高配套性能。使生产、使用中的传统型马桶均可顺利地采用本发明之马桶冲水控制阀。
设计构思
1、冲水阀密封装置：采用本人97年实用新型专利的径向球面挤压密封圈的密封接触形式。为改善密封圈唇口强度不足的缺陷，增加一限位圈套在密封圈外围，二圈上部平齐，有适量间隙，使密封圈唇口受阀片球形接触面挤压时，可以作径向而又有限制的张开，以免强度不足又要长期受挤压而变形，又使密封圈的柔软程度掌握较为容易。使本发明的实施变得更为切实所行。
2、配水机构：设一分水圈罩在阀座上，使大便冲水从分水圈底部流入圈内经冲水阀流出冲厕。小便冲水从分水圈上部流入圈内经冲水阀流出冲厕。阀座上固有永久磁铁二块与紧固于分水圈上的衔铁配合。分水圈固有上下移动可调的浮子。浮力和永久磁铁吸引力的大小，应是永久磁铁和衔铁吸合时，分水圈不能上浮。但稍加向上牵引力时，分水圈可浮。分水圈上边高于水面，设有小便冲水进水口，进水口有可上下调节的进水口水量调节门。调节门向下移动可获较大的小便冲洗冲水量。反之可获较小的便后冲水量。大便冲厕水量大小调节可移动浮子，浮子下移可获较大的水量冲厕。向上移动则可获较小水量冲厕。
3、控制开关：采用复合式开关，好处是能与使用中和已有的水箱配套。以减小更换水箱造成的麻烦和损失。如不能与使用中马桶配套，广大的马桶用户，就要废弃原有马桶，除经济原因外还有装拆马桶的麻烦，甚至要涉及土建问题。故此，即使是再先进的马桶，对他们来说也是不容易接受而更换的。现有传统型马桶按纽开关安装孔其直径40毫米。足以安装本发明之复合式按纽开关。其做法是将二个按纽开关装配于同一按纽座上，按纽推杆向左右分别曲伸，未端有小滑轮与杠杆接触。杠杆、复位弹簧支点设在特设支架上。二杠杆动作时作向内向上作圆弧运动通过牵线提起阀片、分水圈。
因传统式马桶控制开关有按纽式和旋纽式二种，为方便旋纽式马桶顺利更换上本发明的冲水控制阀，特增设复合式旋纽。其做法是于旧式旋纽轴设孔，孔内片、分水圈。
因传统式马桶控制开关有按纽式和旋纽式二种，为方便旋纽式马桶能顺利更换上本发明的冲水控制阀，特增设复合式旋纽。其做法是于旧式旋纽轴设孔。孔内再插入一根旋纽轴，内轴较长，两端预留旋纽、杠杆安装位置，轴套之间为较大间隙配合。其工工作原理与一个挡次冲水旋纽无异。
本发明将结合示意图1作进一步说明：
无滴漏大小二挡可调冲水控制阀它由：阀座(1)、密封圈(2)、限位圈(3)阀片(4)。阀片盖(5)、浮子(6)、横担(7)分水圈(8)进水口调节门(9)、大便冲水阀片牵线(10)、分水圈牵线(11)、小便冲水阀片牵线(12)、杠杆(13)、小滑轮(14)、推杆(15)、弹簧(16)、按纽标识块(17)按纽标识块(18)、按纽座(19)支架(20)、弹簧(21)、小滑轮(22)、推杆(23)、杠杆(24)、永久磁铁(25)、衔铁(26)组成。
阀座(1)为中空有较大底座、两边有立柱、有裙边、立柱上部垂直方向有导轨、底座对称镶嵌有二块永久磁铁(25)的管状零件。可由金属或塑料制成。紧固于水箱体的出水口上。密封圈(2)插入镶嵌于阀座(1)管口上。阀座(1)管口要求较小的失园度。因注塑料制造阀座(1)时管口内径没有分型面，失园度较少，故采用插入式。密封圈(2)为一断面成楔状的环形密封件。阀片(4)由刚性材料制成与阀片盖(5)配合成一可浮带中空管状导把的配件。阀片(4)球状密封接触面要求具有较高光洁度。密封接触面也可以是锥形面，但以球面为较佳。冲水阀关闭时，阀片(4)以球状楔形挤压密封圈(2)唇口，密封圈(2)唇口较单薄，容易产生足够的弹性变形，弥补密封接触面加工精度的不足，形成良好的密封接触状态。为防止密封圈(2)唇口过份张开。特设限位圈(3)加以限制。限位圈(3)包围在密封圈(2)外，上边平齐，中上部有间隙，下部贴合，二圈组合成复合式密封件。限位圈(3)由橡胶、塑料或金属材料制成。这样的设置可使密封件既有足够的弹性变形能力，又有足够的机械强度。能长久地使密封接触面保持稳定的环形线状密封状态。因密封接触为径向，密封圈(2)唇口与阀片(4)成包嵌状态，具有一定的磨擦力，两者一经贴合，即使有少许震荡亦可保持良好的密封状态。而径向密封接触，密封圈(2)唇口一定程度的自然磨损对密封性能亦毫无影响，因此可见其可靠性、耐用性。横担(7)紧固于阀座(1)连体的立柱上，中部有孔与密封圈(2)同心。阀片(4)管状导把插入孔内，可在其上下灵活移动。分水圈(8)为一环形塑料或金属制成的薄壳件。罩在阀座(1)周围，下边与阀座(1)裙边贴合，并固有衔铁(26)与固定于阀座(1)底座的永久磁铁(25)贴合。分水圈(8)两侧设有对称导槽与阀座(1)立柱导轨配合，使之可在导轨限制范围内上下移动。分水圈(8)上边，设有小便冲水进水口，进水口设有上下移动后可紧固的小便冲水进水口调节门(9)，进水口调节门向下移动可获较大冲水量。向上移动可获较小冲水量。以达最大节水量的目的。用户也可自行调节。又于分水圈(8)中下部对称设置上下移动后可紧固的浮子(6)二个。当然也可以是一个环形浮子。使之可浮。此时，浮子(6)的浮力和永久磁铁(25)的吸引力大小应是：分水圈(8)下沉贴底，永久磁铁(25)与衔铁(26)吸合时，分水圈(8)不能上浮。但稍加向上牵引力时分水圈(8)即可上浮。复合式按纽由两个结构相同的按纽开关装配于同一按纽座(19)上。推杆(15)(23)分别插入按纽座孔内，按纽座(19)与支架(20)紧固于水箱盖上。推杆(15)(23)下端分别向左右曲伸，未端设小滑轮(14)(22)与杠杆(13)(24)接触，弹簧(16)(21)杠杆(13)(24)支点设在支架(20)上。杠杆(13)未端栓大便冲水阀片牵线(10)分水圈牵线(11)分别与阀片(4)分水圈(8)连结作大便冲水用。杠杆(24)未端栓小便冲水阀片牵线(12)与阀片(4)连结作小便冲水用。设：推杆(15)上端镶嵌按纽标识块(17)标示大便字样，此按纽即为大便冲水按纽。又设：推杆(23)上端镶嵌按纽标识块(18)标示小便字样，此按纽即为小便按纽。弹簧(16)(21)分别使大、小便按纽动作后复位。而推杆(15)(23)分别向左右曲伸，未端设有小滑轮(14)(22)与杠杆(13)(24)接触。杠杆(13)(24)动作时，向内侧上方作园弧运动，挑起阀片(4)分水圈(8)。这样的设置好处有按纽显得较为耐用，轻灵和省力。须知按纽的轻灵和省力则意味着阀片(4)挤压密封圈(2)的唇口时可以嵌深入一点，使冲水阀的密封性能更为可靠。
因冲水控制阀开关有按纽式和旋纽式，为方便已有用户更换，特设复合式旋纽开关。现结合示意图2作进一步说明。
复合式旋纽开关；它由大便冲水杠杆(1)、小便冲水杠杆(2)、螺母(3)、旋纽座(4)、大便冲水旋纽轴(5)、小便冲水旋纽轴(6)、小便旋纽(7)、大便旋纽(8)组成。旋纽座(4)中空管状，一端有肩，另一端有杠杆限位槽，有螺纹与螺母(3)配合，紧固于水箱旋纽孔上。大便冲水旋纽轴(5)中空。大便冲水旋纽轴(5)、小便冲水旋纽轴(6)依次插入旋纽座中，孔与轴间的配合为较大的间隙配合，两轴外端设小平面分别与大便冲水旋纽(8)小便冲水旋纽(7)配合紧固。轴的另一端分别紧固有大便冲水杠杆(1)、小便冲水杠杆(2)。二杠杆末端与冲水阀中心尽可能靠近。栓牵线与阀片、分水圈连结。拧动大便旋转时大便冲水杠杆可挑起阀片和分水圈，拧动小便旋纽时，小便冲水杠杆则只能挑起阀片，复合式旋纽开关与复合式按纽开关有相同的功效。
操作：
设马桶水箱已注有适量的水，又需大便后冲厕。按下大便按纽标识块(17)，推杆(15)下移通过小滑轮(14)推动杠杆(13)、分小圈牵线(11)先后提起分小圈(8)、阀片(4)。分水圈(8)上浮。冲水阀开启。水箱内的水由分水圈(8)底部流入分水圈(8)内经冲水阀流出冲厕。此时流出冲厕的是设定的全量水冲厕。隋着水位下降，分水圈(8)下边贴及阀座(1)裙边，永久磁铁(25)与衔铁(26)吸合，阀片(4)因水流吸力和自重作用下迅速冲向密封圈(2)关闭冲水阀。自动进水阀已于水箱水位下降至定值时开启注水。水位逐渐恢复。分水圈(8)因永久磁铁(25)的吸引力而复位不能上浮。此时一切均恢复操作前状态，待候下一次大便冲厕操作。又设需要小便后冲厕，按下小便按纽标识块(18)，小便按纽机构动作与大便按纽机构动作相同，但杠杆(24)只提起阀片(4)使冲水阀开启，水箱内的水经分水圈(8)进水口流入圈内，经冲水阀流出冲厕。此时，流出冲厕的是分水圈(8)内和小便进水口以上的小量水箱水冲厕。
如须调整大便冲水量，可将浮子向上移动后紧固，即可获较小的冲水量冲厕，相反即可获得较大的冲水量冲厕。小便冲水调节则移动小便进水口调节门。向上移动小便进水口调节门即可使小便冲水量减少，向下移动可使小便冲水量加大。
本发明具有马桶防滴漏节水效果显著的特点，据羊城晚报2000年6月8日张应松“从马桶开始”文章报道，一个漏水马桶一个月可漏水9-12吨，而实现大小二个冲水档次直冲式马桶可节水65％左右，而这些漏出来的水都流入了厕所下的化粪池，使化粪池内的污水没有充分处理就流出池外污染环境。这样，既浪费了大量的水资源，又增加了环境污染。因此本发明的推广使用从某种意义上说来，既可节约大量的水资源，也可以有助于减少环境的污染。