长效无滴漏两档节水马桶附件 本发明涉及一种卫生间冲洗厕盆的马桶附件。装配于座厕、蹲厕、或其它冲厕高位储水箱内。特别适用于使用中浪费水的老式马桶改造之用。是“无滴漏大小二档可调冲水控制阀”的后续改进发明。
目前；马桶附件大多是一个挡次冲水的，浪费水较严重。而且，漏水现象十分普遍。是马桶生产行业长期以来没有得到有效解决的难题，由于生活用水价值较低，人们对水的浪费与否不会太在意。造成马桶用水几乎是人们生活用水量一半的惊人结果。这样既浪费了大量的珍贵的水资源，也增加了城市污水处理量。无疑对城市、江河、湖泊、海洋造成环境污染。造成马桶浪费水主要是由于附件设计不够合理，不能经久耐用所至。合理的附件设计应是：无滴漏二档冲水且生产制作要求不高，并能长期经久耐用。才能彻底解决马桶漏水和耗水量大的问题。而马桶漏水主要有：冲水控制阀漏水和自动进水阀漏水两方面。本发明针对马桶附件耐用度差，易产生漏水现象。在本人2000年10月11日申请发明专利“无滴漏大小二档可调冲水控制阀”专利申请号007485.1的基础上作进一步的改进。又对自动进水控制阀的密封提出改进。方案如下：
无滴漏大小二档可调冲水阀优点和存在问题：
发明采用径向挤压密封圈形式，于密封圈外加设限位圈的辨法较好地解决了密封圈柔软度和强度矛盾。径向挤压密封圈密封形式解决了密封圈对柔软的要求。适当调整浮阀片地楔形进入角度，即可获良好的密封效果，但楔形角度小因摩擦力增大开启时所需的开启力也增大。造成开关感觉沉重。径向挤压密封形式，密封圈一定程度的自然磨损，不会对密封效果产生不良影响。密封圈对浮阀片具有一定的夹特力，使以施加的关闭力得以保持，对密封状态的稳定大有裨益，由此可见如能增加浮阀片的挤压力，将可减小开启力，使开关感觉轻灵，也可确保密封状态更为良好，其特有的夹特力又能使挤压力的效果得以保持。控制阀采用分水圈，浮子和永久磁铁组合的简单结构，成功地解决了马桶分大小二档冲水问题，其可靠性和耐用度是肯定的。复合式按纽、旋纽的设置，利于使用中的马桶改造是匠心独到之举，也可以肯定。从控制阀的整体角度说来，控制阀显得较为松散，不够紧凑，体积较大，小容量水箱不易容纳。又由于浮阀片没有有效遮蔽，小便冲水时，因某种原因而产生偏流时，即有误动作产生。以浮阀片的浮重比满足控制阀的密封要求。浮重比小。密封状况较好，但剩余水量较大。这又可造成小容量水箱与之配套的困难，以上不足，影响了本发明的推广应用，特作如下改进。
设计构思：
在日常生活中，人们发现，往一酒瓶内注满水，然后倒置于盛有小量水的碟子上，瓶内水位需比碟子水位高很多，但瓶内的水不会流出瓶外。但当伸一空气管进入瓶内时，水即可迅速流出。据此，可设想在控制阀密封件、浮阀片上方设一浮阀片屏蔽罩，罩上方设小水池，罩顶中心有孔，浮阀片导把从孔穿过，孔与密封件、浮阀片、屏蔽罩同心。小水池盛水，以封闭导把与罩之间隙，不使外界空气进入罩内。此时，屏蔽罩可设想成酒瓶。浮阀片进入罩内时，浮阀片即可上浮至罩顶。即使外界水位如何变化，只要不低于罩的下边，小水池的水能封闭间隙，空气不能进入罩内，罩内的水位却可保持不变。这样既可使浮阀片免受水流冲击影响，又可使浮阀片在开启控制阀时获得位能。为位能转化成势能创造了物质条件。当外界水位下降至屏蔽罩下边以下时，空气进入罩内，由于空气不能顺畅地进入罩内。罩内的水和浮阀片会产生一停、一停地下降，这对将浮阀片的位能转化成势能效果造成影响。如增一足够大的导管于罩外，导管与罩上方连通，下口稍高于罩下边。当外界水位下降至管口以下时，由于没有水的封闭，空气可顺着导管迅速大量地进入屏蔽罩内。罩内的水和浮阀片迅速下降，冲向密封件，达到把浮阀片位能转化成势能的目的。这一设置，既可减少剩余留存水量，还可使分水圈造得较少。使控制阀变得紧凑。为使浮阀片获得更大的势能，又于浮阀片的密封接触面以下设进、排水孔、和进、排气孔，利用浮阀片被提起，控制阀排水至关闭这段时间内，给浮阀片腔内注入适量的水。注入水量以浮阀片进水后仍有适量浮力为度。浮阀片因水的进入，重量的增加，可因此而获得更大的势能。随着控制阀的关闭，浮阀片腔内的水也随之自行排出，浮阀片恢复了原来的浮力。这对控制阀下一开启程序十分有利，开关开启时会因浮阀片浮力较大而感到轻灵。开关是否轻灵很大程度影响用户对产品的喜恶。故此绝不可等闲视之。为使浮阀片获得更大的挤压力。控制阀还有水锤力可利用。水锤力的产生，源于管内的水流以较高的速度流动时，管道突然遭受堵塞，堵塞物上方产生冲力，下方产生水流的吸引力，水锤力的大小，是冲力和吸引力总和。据控制阀的具体而言，浮阀片上方冲力较小，下方引力是作用力的主体。控制阀因需要使排水管后一段管内的水，仍保持一定的流速冲刷厕盆，故此需设溢流通气管，输入空气补充排水管因水的流出而产生的真空，否则，排水管后段的水因真空不易流出，造成水的浪费。为使水锤力得以更有效的利用，可以增加溢流充气管的舜时阻力，达到利用水锤力的目的。具体做法是：人为增加溢流通气管内水的阻力，管内适当设置流通障碍则可达到目的。这是因为，当溢流通气管截面足以输入达到排水管排水时所需空气情况下，空气的粘度、质量远比水小，在舜时吸引力的环境下，水的阻力远大于空气阻力，故适当增加溢流通气管阻力时，可产生一定的水锤力，而不影响排水管内的流速。本人制造的模型所产生控制阀关闭时发出的“逢”的一声作响也就说明了此论的成立。
自动进水阀的改进：
目前自动进水阀，有浮力式和压力式二大类。是利用浮力或压力，通过杠杆使密封件作弹性变形，紧密地与阀座接触。形成平面环形线状密封接触达到密封效果。密封件在上压下顶的硬性挤压环境下工作，接触面极易产生永久变形而失去弹性。即密封件接触面硬化现象，使密封失效。造成自动进水控制阀长期漏水。据本人调查马桶漏水现象，有相当部份是自动进水阀漏水造成的。
针对自动进水控制阀密封件易产生硬化现象之不足特作如下改进。
设计构思：
把自动进水控制阀平面环形线状接触密封改成径向环形线状密封接触。具体做法是：密封件制成环状密封圈镶嵌在阀座上，与密封件作密封接触的阀片接触面设计成锥形，罩在密封圈上。工作时密封接触面成径向接触，两者一经接触，密封圈唇口就会因水的压力而涨开，使密封接触面更为紧贴，达到优良的密封效果。密封会因此而显得可靠而省力。此时，密封圈只作小量的弹性张开，避免了硬性压迫使密封接触面的硬化现象产生。使密封件原有良好性状得以长期保存，而径向环形线状密封接触，即使一定程度的自然磨损也不会对其密封性能产生不良影响，因此，可见其密封性状是可靠而长寿的，如把密封圈改成带腔塞子，镶嵌在阀片上，把阀座改成锥形接触面，也会取得相同的效果，与密封件相接触的锥形接触面可以是锥形或球形，但以锥形为佳，本方案改造特点是：密封件寿命长，密封可靠，投入小效果大。具有良好的实用性能。
现结合附图1作进一步说明。
无滴漏大小两档节水马桶附件由阀座(1)、排水孔(2)、浮阀片(3)、水阻圈(4)、密封圈(5)、脚柱(6)、衔铁(7)、永久磁铁(8)、软铁(9)、进水排气孔(10)。限位圈(11)、导槽(12)、浮子(13)、外罩(14)、屏蔽罩(15)、分水圈(16)、小水池(17)、小便冲水调节圈(18)、溢流通气管(19)、进水阀密封件(20)、锥形密封接触面(21)、按纽开关(22)组成。
阀座(1)与上、下腔板组合成阀座整体，紧固于储水箱排水口上。上、下腔板有空腔与溢流通气管(19)相通。空腔属溢流(19)延伸部份，腔内设水阻圈(4)。溢流通气管(19)高于储水箱设定最高水位，上腔板有台肩、裙边。调整水阻圈(4)高低可使水锤力增大或减小。调整水阻圈(4)高低目的是增加或减小腔内和溢流通气管内水回流时的阻力。使控制阀关闭后排水管既有足够阻力引发水锤现象最大值，又有足够的空气补充不使排水管内的水流速明显降低。当然，增加适当阻力也可以是降低腔体高度，或增加挡圈等其他方法获得。密封圈(5)与限位圈(11)组合成复合式密封圈镶嵌在阀座(1)排水口上。裙边固有对称布置衔铁(7)二块。如上腔板全部或部份采用可被磁力吸引材料制成时亦可视作衔铁，与紧固于分水圈(16)除接触面外包裹软铁(9)的永久磁铁(8)配合，使分水圈下沉贴底时吸合，不至因固于其上的浮子(13)的浮力上浮，当稍加向上牵引力时，即可上浮。浮子(13)对称紧固于可上下移动的滑圈上。上下移动滑圈可调整大便冲水量。再以穿肖固定滑圈。分水圈(16)上边套有可上下移动的小便冲水量调节圈(18)，亦以穿肖固定。并固有牵线吊耳。中下部固有垂直对称的导槽(12)与脚柱(6)作导轨的外边配合，使分水圈(16)可作垂直升降。脚柱(6)内则与外罩(14)紧固，下端通过脚柱圈凹凸接口旋紧固定在裙边台肩上。屏蔽罩(15)呈上大下小锥形。罩腔下小可使水的冲击力更为集中、准确，上大的腔体可满足腔内存有多量水的要求。浮阀片(3)可在罩内升降，罩上设小水池(17)、浮阀片导把穿小水池底部而上，导把上端有牵线吊耳，小水池(17)底孔、及屏蔽罩(15)与密封件同心。小水池(17)的水作封闭池底孔与导把间隙用。水量多少，以控制阀关闭后仍存有小量水为度。屏蔽罩(15)与外罩(14)组合成环形上小下大的空气通道，通道上方有孔与屏蔽罩(15)相通。外罩(14)下边稍高于屏蔽罩(15)下边，以防上空气从下进入屏蔽罩(15)腔内产生逆流现象，影响浮阀片(3)下降速度，降低势能效果。上小下大的空气道，在空气进入时，下端的水会产生坍塌而落下。只有小量的水随空气抽吸进入屏蔽罩(15)腔内，空气通道显得较为顺畅。当然空气通道可以是环形一条或多条，形状是没有严格要求的，只要能达到通气量足够并顺畅即可。浮阀片(3)密封接触面以下，设进水排气孔(10)，底部设排水孔(2)。当浮阀片(3)被提起上浮，即被水包围，多个进水排气孔(10)高低参差排列，高的排气低的进水。在控制阀关闭，浮阀片(3)落下前，腔内应进有设定的水量。以增加浮阀片(3)重量。获取更大的势能。使密封效果更为可靠。当控制阀关闭后，排水孔(2)可采用较小直径的孔，以延缓浮阀片(3)腔内水的排出，使储水箱水位恢复前浮阀片(3)还保持一定压力。使密封状态更为平稳、可靠。腔内的水排空后，浮阀片(3)具有较大的浮力。更有利于控制阀的开启，使操作更感轻灵。又用适当增加溢流通气管(19)阻力的方式使水锤作用力发生至最大值，从而获得更大的密封挤压力。当挤压力足够大后，可以采用增大浮阀片(3)的挤压楔形角度，即减小浮阀片(3)挤进密封圈(5)深度的方法减小它们之间磨擦力，使开关开启时更减轻灵。
自动进水控制阀径向挤压密封件密封型式：由密封圈(20)锥形密封接触面(21)组成。本阀只对自动进水阀的密封型式作了本质上的改变，其余各构件不作改动，密封圈(20)插入镶嵌在自动进水阀出水口上作阀座用，其唇口夹角小于90°。锥形接触面(21)罩在密封圈(20)上作阀片用。工作时浮球浮力通过杠杆作用于锥形接触面(21)上，与密封圈唇口接触，密封圈(20)唇口因水压而张开，与锥形接触面(21)更为紧贴，此时水压愈大，密封接触面的贴台更为紧密，从而获得更为良好的密封效果。
因径向环形线状密封接型式密封，密封件只作小许的弹性变形，避免了上压下顶的硬性挤压，其密封接触也就不会产生硬化现象。又因密封接触型式是径向，所以，一定程度的自然磨损对密封性能不会产生影响，故此，密封件的耐用度是可想而知的。无滴漏大小两档调冲水控制阀和自动进水控制阀也可以是如图2。
图2中冲水控制阀不另设溢流通气管，利用浮阀片(5)导把作溢流通气管。浮阀片(5)下端堵塞，另设排水孔(1)，进排水孔(3)、排气孔(4)和导把进排水孔(2)。排水孔(1)和排气孔(4)采用较小孔径，调整排气孔(4)高度可控制浮阀片(5)浮力或其腔内进水量，进排水孔(3)和导把进排水孔(2)孔的截面积与导把截面积同。导把进排水孔(2)的设置略可增加水阻，以利水锤作用产生。图2形式控制阀具有制作较简单，成本也较低，缺点是浮阀片(5)导把较长对于按纽开关在导把顶端的座厕说来，牵线的安装稍感困难。其各项工作特性基本与图1型式无异。图2中的自动进水控制阀，只是将密封件(7)和锥形接触面(6)对调，密封件制成唇口环形带腔的塞子镶嵌在阀片上。阀座接触面制成锥形接触面(6)，其各项性能与上款相同。
操作：
设需小便后冲水。按下复合式按纽(22)中小便按钮，浮阀片(3)被提起上浮，进入屏蔽罩(15)内。分水圈(16)无动作。储水箱的水经分水圈(16)内腔流出冲厕。此时，浮阀片(3)因被水包围，水经进排水气孔(10)进入腔内增加浮阀片重量。水位下降至小便冲水量调节圈(17)以下时，圈外的水受阻隔不能流出。当水位下降至小水池水(17)位以下时，小水池(17)的水通过导把与池底间隙流入屏蔽罩(14)腔内，但流量极小，罩外水流量大，水位差迅速扩大。罩外水下降至外罩下边以下时，小水池(17)仍有小量水封闭间隙，罩内的水和悬浮于其中的浮阀片(3)仍在原来水位上，但空气却随着上小下大的空气通道进入屏蔽罩(14)内，由于空气通道上小下大，下部的水因自重而坍塌，只有小量上部水随空气被吸入罩内。空气通道因此而显得畅顺。随着空气大量进入罩内，罩内的水带着浮阀片(3)迅速冲向密封件，关闭冲水控制阀。实现了浮阀片(3)位能转化成有效势能目的。因径向挤压密封件密封形式，密封件对浮阀片(3)有一定夹持力，故势能产生的效果得以保持至下一工作循环的开始。随着控制阀的关闭，水流仍迅速地在排水管内流动。由于溢流通气管截面小于排水管及人为增设的障碍，水流受舜时阻力作用引发水锤现象。使浮阀片(3)与密封件接触更为紧密。浮阀片(3)腔内的水在控制阀关闭后因排水孔(2)孔径小而慢慢流出，使浮阀片(3)腔内的水对浮阀片(3)的压力维持一定时间，保持浮阀片(3)受压的平稳，对密封状态有一定帮助。随着储水箱水位下降，自动进水控制阀浮球因水位下降而下垂，锥形接触面(21)因失压被自来水压冲离密封圈(20)密封接触面，给储水箱注水。随着储水箱水位恢复，锥形接触面(21)因浮球浮力通过杠杆与密封圈(20)密封接触面接触。密封圈(20)唇口因压力差张开，密封接触因而更为紧密。密封件因无硬性挤压，故不可能产生硬化现象。自动进水控制阀则因此而耐用、可靠。至此附件各构件全部复位，待候下一次冲厕动作来临。又设需大便后冲厕。按下复合式按纽(22)中大便冲厕按纽，提起浮阀片(3)，分水圈(16)。浮阀片(3)进入屏蔽罩(15)内。分水圈(16)随脚柱(6)设的导轨上浮，储水箱的水从分水圈(16)下边与阀座(1)裙边之间经排水口流出冲厕，分水圈(16)因浮子(13)浮力而不会下沉，随着水位下降，分水圈(16)下边与裙边贴合，永久磁铁(8)与衔铁(7)吸合，圈外的水不能流出冲厕，圈内腔的水则可流出冲厕。当水位下降外罩(14)下边以下时，控制阀自动关闭。由此可见存留剩水的多少取决于外罩下边的高低。较高时存留剩水较多，反之则较小。故此，存留剩水可控制于最适合的存留剩水量范围之内。
本发明采取一系列增加阀片挤压力措施，使“无滴漏大小二挡可调冲水控制阀”获得了足够挤压力的同时，还减小了阀的体积和剩存水量，使之显得更为合理、紧凑。排除了可能产生误动作的根源。又使开关开启时更感轻灵。而自动进水控制阀密封形式的改变，使阀的密封性能得到有效的改善。发明综合性地提高了“无滴漏大小二挡可调冲水控制阀”的优良特性。使无滴漏、大小两挡冲水的节水性能因其经久耐用，无误动作产生而更具实质性的进步意义。又因复合式按纽、旋纽和冲水控制阀体积的缩小，能适应所有浪费水的老式马桶改造之用，使发明更具广泛的适应性。推广应用后，无滴漏两个挡次冲水而又经久耐用的马桶附件，将使“中国老百姓马桶麻烦多多”成为过去。对我国马桶节水、环境保护工作产生良好而又深远的影响。