一种坐式负压节水马桶技术领域
本实用新型涉及一种节水马桶，具体是一种坐式负压节水马桶。
背景技术
中国是一个严重缺水的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％；人均淡水资源仅为世界人均量的1/4，居世界第109位。中国已被列入全世界人均水资源13个贫水国家之一。据统计，在全国663个建制市中，有400个城市供水不足，其中110个严重缺水，年缺水约100亿立方米，每年影响工业产值约2000亿元。目前我国城市供水以地表水或地下水为主，或者两种水源混合使用，有些城市因地下水过度开采，造成地下水位下降，有的城市形成了几百平方公里的大漏斗，使海水倒灌数十公里。我国农业，特别是北方地区农业干旱缺水状况加重。目前，全国仅灌区每年就缺水300亿立方米左右。干旱缺水成为影响农业发展和粮食安全的主要制约因素；全国农村有2000多万人口和数千万头牲畜饮水困难，1/4人口的饮用水不符合卫生标准。
然而我国的用水效率却不高：目前，全国农业灌溉年用水量约3800亿立方米，占全国总用水量近70％。全国农业灌溉用水利用系数大多只有0.3－0.4左右；其次，工业用水浪费现象也十分严重，据有关数据统计结果显示，我国单位工业产值的用水量是发达国家的10～20倍；我国水的重复利用率为40％左右，而发达国家为75～85％；我国城市生活用水浪费也十分严重。据统计，全国多数城市自来水管网，仅跑、冒、滴、漏损失率就达到15％-20％。水是生命之源，是人类赖以生存的最珍贵的资源，在人口大量增长和工业用水大幅度增加的背景下，节水就是很有必要的了。
我们日常生活中处处都会用到水，洗菜、做饭、洗衣、洗澡、冲厕所、拖地板都需要使用水，这其中，冲厕所消耗的水是很多的。普通马桶水箱容积约9升，按照一人一天需要上6次厕所计算，一人一天就需要使用约6×0.009＝0.054m3的水用于冲厕所，一年就需要约365×0.054＝19.71m3的水，按照中国7亿的城镇人口计算，每年用来冲厕所的水就需要19.71×7×108＝1.3797×1010m3，大概相当于3个密云水库的容积，如此大的用水量，如果可以从中节水，那我们将节省许多水资源。
实用新型内容
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种坐式负压节水马桶，包括上部结构和下部结构，上部结构主要由马桶本体、单向阀、锁止环A、锁止环B和气囊组成，下部结构主要由气囊支撑杆、弹簧A、弹簧B、限位杆A、限位杆B和弹性管道组成，所述马桶本体的前后两端分别通过弹簧A和弹簧B连接马桶本体的底部，而马桶本体的底部通过弹性管道连接下水道，所述马桶本体的前后端部分别设置锁止环A和锁止环B，锁止环A和锁止环B下方的架体上安装带解锁机构A和解锁机构B的扣锁，所述马桶本体的底部依次设置虹吸管道和缓存腔体，马桶本体底部的缓存腔体与弹性管道的连接处密封设置单向阀，所述缓存腔体的顶部通过软管连接气囊，气囊的顶部连接马桶本体，气囊的底部通过气囊支撑杆连接马桶本体的底部。
作为本实用新型进一步的方案：所述解锁机构A和解锁机构B与冲水开关的联动。
作为本实用新型进一步的方案：当马桶本体下降到最低点时，带解锁机构A和解锁机构B的扣锁与锁止环A和锁止环B连接，使得马桶本体固定。
作为本实用新型进一步的方案：所述气囊为柱形结构，高150mm，底面面积50000mm2，垂直方向压缩量100mm，压缩体积为5L。
作为本实用新型进一步的方案：所述马桶本体未被压缩前的高度为380mm，压缩后的高度为370mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过气囊等结构，将马桶本体的水压冲洗结构改进为负压冲洗结构，使得每次冲刷马桶只需要2L-4L的水，相对于传统的压冲洗，每次能够节水50％-75％，能够降低家庭的用水量，有利于环境的保护。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例中，一种坐式负压节水马桶，包括上部结构和下部结构，上部结构主要由马桶本体1、单向阀6、锁止环A2、锁止环B13和气囊14组成，下部结构主要由气囊支撑杆8、弹簧A5、弹簧B9、限位杆A4、限位杆B10和弹性管道7组成，所述马桶本体1的前后两端分别通过弹簧A5和弹簧B9连接马桶本体1的底部，而马桶本体1的底部通过弹性管道7连接下水道，当人坐在马桶本体1上，在自重的作用下，同时会将马桶本体1下压，当人离开马桶本体1时，在弹性管道7、弹簧A5和弹簧B9的作用下，马桶本体1会复位。
所述马桶本体1的前后端部分别设置锁止环A2和锁止环B13，锁止环A2和锁止环B13下方的架体上安装带解锁机构A3和解锁机构B12的扣锁，当马桶本体1下降到最低点时，通过带解锁机构A3和解锁机构B12的扣锁将马桶本体1固定，所述解锁机构A3和解锁机构B12与冲水开关的联动，即可通过电控方式解决，也可通过机械控制方式解决，从而使得冲水时，能够将马桶本体1解锁。
所述马桶本体1的底部依次设置虹吸管道和缓存腔体，马桶本体1底部的缓存腔体与弹性管道7的连接处密封设置单向阀6，通过单向阀6防止下水道中的气体溢出，所述缓存腔体的顶部通过软管11连接气囊14，气囊14的顶部连接马桶本体1，气囊14的底部通过气囊支撑杆8连接马桶本体1的底部，当马桶本体1在外力的作用下下压时，气囊14中的气体被压缩进缓存腔体内排出，当马桶本体1复位时，气囊14被拉伸并在缓存腔体形成负压，在气压的作用下将马桶本体1内的物质吸入到缓存腔体内，并通过单向阀6进入下水道，继续放少量水起到冲刷以及形成水封的作用。
所述缓存腔体的作用是：马桶本体内的物质被吸入时，不会因其在单向阀上方的管道内过度堆积，而堵塞空气流动，使得吸入不畅，同时也有防止马桶内物质被吸入气囊内的作用。而单向阀的作用是：当气囊14恢复原状，并在气囊14及缓存腔体内形成负压时，防止管道内空气进入缓存腔体破坏负压；其另外作用是：在形成负压环境的同时，防止马桶本体1内的物质在没有被全部或大部分吸入缓存腔体前就迅速打开单向阀，破坏负压环境影响吸入效果。
气囊为柱形结构，高150mm，底面面积50000mm2，垂直方向压缩量100mm；压缩体积为5L。
马桶本体1未被压缩前的高度为380mm，压缩后的高度为370mm。
所述缓存腔体内负压的计算：按照单向阀至水封的体积(含管道与气囊)为10L计算，根据P＝ρgh计算可得气囊压缩后完全恢复将产生0.5个大气压的压强。
吸力计算：按照管道直径为80mm计算，根据压强公式得到F＝P·S计算，会产生1×105Pa×π×(0.04m)2≈500N的力。
如果采用水冲，根据重力公式G＝mg，会产生9L×1kg/L×10m/s2＝90N的力。
由以上理论计算可知：这种利用气体压力差设计，获得的吸力，大约是传统(水冲)方式获得吸力的5.5倍左右。
采用气压代替水压的设计方案，可以获得更大的吸力，同时可以更有效(因吸力变大)地解决马桶堵塞的问题。
采用这种负压设计，预计每次(如厕方便后)只需要2L-4L的水冲刷马桶，所以每次冲厕将会节水50％-75％左右，如果全国的马桶都使用这种设计，理论上就可以节约大约7×109L至1×1010L的水资源。大约为2个左右的密云水库容量，由此可以产生非常大的社会效益和经济效益。
本实用新型的工作原理是：人坐在马桶本体1上时，马桶本体1上部结构在人体重力的作用下，向下运动压缩气囊14。由于虹吸管道内水封的作用，气囊14内气体通过单向阀6被排入下水道内。同时，锁止环A2和锁止环B13与扣锁闭合连接，使马桶上部结构与下部结构锁定。当外力消失后，由于锁止环A2和锁止环B13与扣锁闭合，上部结构不能恢复原位。当冲水时，由于解锁机构A3和解锁机构B12与冲水开关的联动，先由水箱放水进入马桶本体1，之后解锁机构A3和解锁机构B12释放，使上部结构在弹簧A5、弹簧B9的作用下恢复原状，此时，气囊14拉伸并在缓存腔体内产生负压，在气压的作用下马桶本体1内的物质被吸入管道内并通过单向阀6进入下水道，继续放少量水起到冲刷以及形成水封的作用。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。