水型浮桶两步水量调节式压力冲便器 【技术领域】
本发明涉及一种冲便器，尤其是水型浮桶两步水量调节式压力冲便器，属于日常生活用品(节水)。
背景技术
现在家庭、宾馆所用的冲便器多半为常压单档冲便器，不论是大小便每次需7-8升的水量，水的浪费很大。近几年市场出现大量的常压二档坐便器，即冲洗大小便采取不同的水量，多半为3升/6升，水量仍然偏多。由于沟槽式便池结构适用、便于管理，广泛用于公厕、单位、院校公共卫生间，它利用高位水箱结构配用虹吸式落水阀，由于无人用厕也定时放水冲洗，因此水的浪费很大。虽然也出现不少电控装置，但均因难以适应环境，几乎均被淘汰。目前沟槽式便池多数已变为“旱厕”，有的靠人工控制，极不方便。近来市场上出现一种压力坐便器，及检索到国内相关发明，由于采用固定的容积水箱及单档结构，节水效果仍然不够理想，因为对于有压力冲洗水量会随自来水的压力变化而变化，水压高时冲洗水量增多，水压低时冲洗水量减少，这一规律与我们期望节水愿望相反，以及用次远远多于大水用次的小水、却用了与大水相同的水量，以上的缺陷为我们进一步提高节约用水留下很大的空间。
【发明内容】
水是我国三大战略资源之一，然而我国却是一个水资十分匮乏的国家，人均占有量不足世界人均占有量的四分之一，现已有四百余个城市面临缺水的威胁，已经影响到人们日常生活和经济发展，国家耗巨资实施南水北调工程。在城市中生活耗水量占整个耗量占了50％以上，而冲厕耗水又占了生活用水量的一半以上，如何降低冲厕用水量已是当务之急，创新的目的不仅提供一种克服现有技术缺陷，由于采用水型技术方案和浮桶式组合冲洗阀，它与予调螺杆和水量调控结构组成的压力冲便器，使其更科学，技术更先进。
总体技术方案是用一个密封地水箱，实际它是一个储水池，在其中又设置一个密封调水桶，利用其自身高低位置变化来改变自身的储水容积。根据自来水平均来水压力在使用前人工对调水桶的位置进行调整，实际上是对调水桶容积进行自上而下予先调整，是调容的第一步，在此基础上利用安装在水箱之上的二档手柄，对调水桶位置进行再控制。为使调水桶上升或下降轻松自如，在设计上采用了全水封调水桶体，阀座采用凸起式使其与水箱之间形成永远流不去的水(死水)。不论调水桶是上升或下降，其下端始终浸入死水中，再通过设在水箱顶部的排气阀通过上升的水位将调水桶与水箱之间空气排出，使其形成真空，此后桶体与水箱之间永远充满水——即形成水型，它与同金属型、砂型等固体模型一样具有不可压缩性，它又具备随和性、伺服性等特殊优点。调水桶上升，水型中的水通过调水桶周边与水箱之间的水流通道进入调水桶，调水桶下降时，调水桶中的水又返回到水型中。由于水型的形成使调水桶内外压力相等，此时调水桶好比一个游动体(它多方面意义后再述)，其中一点会使移动调水桶体所需的力极小，才使得采用不同的调档结构移动调水桶的方案变为可能。如果调水桶的下端并非始终浸入死水中，除掉排气阀，则在二者之间形成辅助储水池，该池除具有可压缩外，其间的水在调水桶之外，特别是调水桶处在下方(小水位置，用次最多)，也是二者之间容积最大的时候，此时这些“编外”的储水量最大，而它又不受控制，因此会造成不必要浪费。而水型一旦形成，其中的水即使在排水冲洗结束时，仍会待在原处。而辅助储水池则不同，每个循环其中的水都会随往水箱进水而进入，又会因排出冲洗而排出。因此该方案是不可取的。由于设计了浮桶式组合冲洗阀，采用了浮桶式阀芯和位移式密封结构等四项技术措施，才使得外排水结构变为可能，即阀体内的水通过阀芯与阀体之间通道排出。由于该结构，阀体顶部设计成封顶式，它为封顶式调水桶结构奠定基础。本压力冲便器的积极效果，如与压力水道坐便体配套使用，较现行压力冲便器(固定容积、单档)节水20％以上。较常压二档坐便器节水35％以上，较高位水箱结构节水40％以上。
【附图说明】
图1、水型浮桶两步水量调节式压力冲便器(A型)总装与关键结构示意图。
图2、为图1俯视图。
图3、水型浮桶两步水量调节式压力冲便器(A型)的使用图。
图4、水型浮桶两步水量调节式压力冲便器(A型)与坐便体水箱配套使用图。
图5、水型浮桶两步水量调节式压力冲便器(A型)总结构示意图。
图6、单向阀。
图7、为图5E-E剖面图。
图8、为图5C放大图。
图9、水型浮桶两步水量调节式压力冲便器(B型)。
10、调水阀。
图11、单向储水阀。
图12、水型浮桶两步水量调节式压力冲便器(C型)。
图13、为图12俯视图。
图14、水型浮桶两步水量调节式压力冲便器(C型)使用图。
图15、为图14坐便体水箱俯视图。
图16、调控阀。
图17、水型浮桶两步水量调节式压力冲便器(C型)调水阀结构图。
【具体实施方式】
技术方案是通过以下途径实现的，实施例见图1、5一种水型浮桶两步水量调节式压力冲便器(A型)含水箱(1)、冲洗阀(3)、排水阀(2)、单向阀(4)，水型设在水箱(1)、调水桶(5)和凸起式阀座(302)、阀芯(312)之间；调水桶(5)由全由水封桶体(501)、予调螺杆(502)、二档手柄(505)组成，水箱与阀座、阀体、阀芯之间没有储水池(死水)(508)，全水封桶体(501)的下端始终浸入死水中，桶体(501)与水箱(1)的周边设有水流通道(503)(也是水型一部分)；冲洗阀为浮桶式组合冲洗阀(3)，由浮桶式阀芯(312)，封顶式阀体(303)、凸起式阀座(302)、位移式密封圈(306)、定位圈(305)、紧定圈(307)、端面密封圈(309)组成，其中浮桶式阀芯处于阀座与阀体均匀分布的多条纵向筋组成的型腔(316)中见图7，它由阀芯体(304)和端头(308)组成，且在浮桶式阀芯和封顶式阀体之间设有排水通道(316)，位移式密封圈(306)固定在阀体排水口之上，并贴靠在阀芯下端面上见图8，阀体下方开设排水口(313)，阀体上下分别设置进排气小孔(310)和进水小孔(311)，阀体侧面设有排水控制孔(314)，凸起式阀座(312)上设有冲洗排水孔(315)，阀体、阀座、阀芯、端面密封圈组成排水阀，阀体、阀芯、位移式密封圈，定位圈、紧定圈组成单向位移排水阀见图8，因此浮桶式冲洗阀实际上是一个组合阀；单向阀(4)设在水箱的进水管路中见图5，其结构见图6，由端头(401)、密封(402)、阀芯(403)、弹簧(404)、阀体(405)组成；排水阀(2)见图5，主要由杠杆(201)、排水管(204)、弹簧(205)、密封圈(206)、阀体(207)、托架(212)、拉杆(209)、“T”形螺杆(211)、排水手柄(210)组成；排气阀(6)，设在水箱顶部，由排气塞(601)和密封圈(602)组成。设在水箱进水管路中的单向阀(4)作用防止水箱水倒流到系统管路中又可以将系统中最大自来水压力储存在水箱内。排水孔(315)旁边设有进气口(7)。
浮桶式组合冲洗阀(3)的工作过程见图5，水箱无水时，端面密封圈(309)将排水孔(315)封闭，由于阀芯(312)下边水压及自身质量向下压力大于阀芯(312)向上浮力，此时阀芯不会升起，随着水位升高，密封的水箱内压力不断升高，水箱内压力水和气体经阀体(303)进排气小孔(310)和进水小孔(311)进入阀腔(316)内，对阀芯产生向下压力，并随水位升高水箱内压力更大，阀芯(312)会牢牢贴压在排水孔端面上。当进水压力与水箱内压力相等时进水停止。只要按动排水手柄(210)打开排水阀，阀体(303)腔内(316)水压降低，位移式密封圈(306)紧贴在阀芯(312)端面上，此时二者组成位移式单向阀，阻断了高压水进入阀腔(316)内，位移密封圈(306)随阀芯(312)一同上升，由于排水孔采取端面密封，只要阀芯少许向上移动，立即解除密封(排水)，阀芯在浮力与水压作用下快速上升，当上升距离达到一定时，位移式密封圈解除密封，阀芯快速上升阀腔(316)内余水从排水通道(316)排出，阀芯(312)停靠在阀体(303)的顶壁上。当水箱(1)内的水位下降至对阀芯(312)产生浮力与阀芯质量相等时，阀芯随水位一同下降直至将排水孔关闭，如果调水桶内出现负压空气从进气口(7)进入调水桶内予以补充。
平时二档手柄处在水平位置——调水桶在下方，小水水量，用大水时入厕后首先抬起二档手柄，调水桶自行升起，桶内储水量增多，用厕后待冲洗阀关闭之后，再将二档手柄压下待用。水型总是伴随着调水桶动作。当调水桶处于静止时，水型亦静止不动即使调水桶周边压力变化，亦是如此。它是一个可变又不变的由水组成的特殊型体。任何时候调水桶内外压力都是相等的，这样调水桶可以设计薄壁结构，节省材料。二是二者非直接接触节省制造加工费用；三是避免对两者材料的特殊要求；四是由于移动调水桶所需的力很小，因此调水阀体积小，而且调水动作灵活；五是调水桶的形状不受限制；由于设计了浮桶组合冲洗阀，实际上是排水阀与单向位移排水阀的组合阀，由于浮动式阀芯定位在阀座与阀体均匀分布多条纵向筋组成型腔(水流通道)中，阀芯运动摩擦力极小，位移式密封圈它与阀芯配合既起到单向阀作用，又不影响阀芯关闭排水孔。排水孔采取端面密封，一是它不产生轴向摩擦力，二是阀芯少许上升立即解除密封，它与位移式密封圈结构相互配合互不干扰，既不干扰各自密封又不干扰各自解除密封。使浮桶组合冲洗阀能作到开启与关闭不依赖水压与弹簧，可以依赖浮力升起，又能依靠自身质量下落关闭。扩大了自来水压力的使用范围。
如果将二档手柄改换成调水阀，再增设一个单向储水阀，可组成水压自动调节水量压力冲便器见图9。调水阀结构见图10，由活塞杆(503)(它与予调螺杆共用)、阀体(701)、弹簧(702)、活塞(703)、端盖(706)、锁用螺母(705)、卡环(704)组成，单向储水阀设在调水阀的进水管路中，见图9，结构见图11，由阀体(807)、阀芯(806)、弹簧(808)、位移密封圈(804)、储水室(812)组成。使用前根据环境平均水压选用相应强度弹簧(808)。调水阀它是由水压控制的，水压高时，调水桶下降，冲洗水量降低，水压低时，调水阀在弹簧作用下，活塞上升——调水桶升起，冲洗水量增多。单向储水阀的作用是防止进入调水阀中的水回流管路中，同时又不干扰管路中的实际水压对调水阀进行控制。
如果在自动调节压力冲便器中调水阀旁边安装一个调控阀，则组成水控二档水量压力冲便器，见图17。调控阀它实际上是一个二位三通阀，它对调水阀的进、排水进行控制，见图16。该阀由下阀体(603)、弹簧(604)、阀芯(608)、上阀体(609)、调控手柄(613)组成。平时，调控阀手柄(613)处在水平位置即小水位置。当用大水时，入厕后首先将手柄(613)抬起，阀芯(608)在弹簧(603)作用下，首先关闭进水然后再打开排水，调水桶上升处大水位置上，桶内留用水量增多。用厕后，按动排水手柄(210)，即开始冲厕，待冲洗结束后，再压下手柄(613)，目的是让调水桶内留有最大的空气储存空间。如果在关闭之前桶内出现轻度负压，空气则从进气孔(7)进入调水桶内予以补充。
上述的水型浮桶两步水量调节压力冲便器(A型)，实际是利用二档手柄直接控制调水桶的位置，获得所需冲洗水量的压力冲便器。也可以称着直控二档水量压力冲便器。
上述的水型浮桶两步水量调节压力冲便器(B型)，实际是用调水阀取代二档手柄，利用波动的自来水压力对调水桶位置进行自动调节，获得所需的水量，也可以称着水压自动调节水量压力冲便器。
上述的水型浮桶两步水量调节压力冲便器(C型)，实际是在调水阀的管路中设置一个调控阀，即对调水阀的进、排水进行控制以实现分档冲厕，也可以称着水控二档水量压力冲便器。
A、B、C三型压力冲便器是水型浮桶两步水量调节压力冲便器的基本组成形式。均具有水型结构，浮桶式组合冲洗阀和予调容积结构。只是根据不同的使用环境，对第二步调容方式作些改变而已。
水型浮桶两步水量调节式压力冲便器构思独特，结构新颖，节水显著，成本低，便于大批量生产，是家庭、宾馆及公厕沟槽式便池理想的冲便器具。