新型節水式廁所沖水箱設計研究

摘要：據統計，在我國沖廁用水占生活用水的30%～35%，并且現在沖廁用水基本全為干凈的自來水，這主要是由于沖水箱設計不合理所引起的，急需設計有效性、實用性的節水式廁所沖水箱，以達到節水的目的。

關鍵詞：節水；廁所；沖水箱；說明書

中圖分類號：TU824文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）18-0092-01

雖然市場上出現了很多節水型馬桶，但是效果卻不盡如人意。這是由于該馬桶設計的儲水箱在洗手臺下，位置較低，水的出口速度較低，沖洗效果較差，需要多次沖洗。在水資源緊缺的今天，為了達到真正目的的節水，需要從減少一次的用水量和增加用水來源兩個方面考慮，設計出了這種新型節水式沖廁水箱，以滿足社會的需要。

1設計方案

我們設計的新型節水式沖廁水箱由廢水存儲箱和沖水裝置兩部分組成。

1.1廢水箱設計

我們設計的廢水存儲箱可以安裝在洗手臺下面。主要包括：廢水儲存箱、過濾網、浮動閥門、廢水進水管、自來水進水管、溢水管。廢水進水管直接與洗手臺的排水口相連，在廢水進水口出安裝有過濾網，避免了贓物堵塞廢水箱的出水口。同時在廢水箱上裝有溢水管，溢水管可以與下水道相連也可以與樓下住戶家的廢水箱廢水進水管相連，防止廢水過多溢出箱外。洗漱或清洗衣物等所產生的較為干凈的廢水將流入廢水箱存儲起來，在需要沖洗廁所時，優先使用廢水箱中的水，當廢水箱中的水不夠時才使用自來水，生活廢水與自來水的切換通過浮動閥來控制。這樣既提高水的使用率，還減少了自來水的消耗。

1.2沖水裝置

沖水裝置包括：腳踩液壓缸A、2個單向液壓缸B、水箱、彈簧、2個單向閥。腳踩液壓缸A鑲嵌在地面上，方便腳對活塞施力；水箱安裝在廁所的墻上，離地面有一定的距離；彈簧用于水箱活塞的復位；單向閥分別安裝在水箱進水管和出水管處，分別用于防止水倒流和吸水的過程中密封。沖廁所時，腳踩下液壓缸A的活塞向下運動，擠壓液壓缸內的水，加壓后的水經過管道進入液壓缸B，推動液壓缸B的活塞向上運動，并帶動與其剛接的水箱活塞也向上移動，水箱內產生真空，水箱通過進水管吸水，同時與水箱活塞相連的彈簧壓縮，儲存能量；松開液壓缸A的活塞以后，液壓缸內水的壓力消失，壓縮的彈簧伸長推動活塞將水箱內的水擠壓出去，水的重力勢能和彈簧的彈性勢能轉化為水的動能從出水管沖出，從而獲得較大的出口速度和出口壓力，使得沖廁的效果更好。

這部分執行機構完全采用純機械結構，結構簡單，運行可靠，使用壽命長，維修方便。同時，只采用人腳的能量輸出，不需要電機等驅動裝置，以最簡單最清潔的方式，實現了對水出口速度的提高，以達到良好的沖洗效果。

2工作原理和使用情況

{1}工作原理。整個裝置利用液壓缸實現能量的傳遞。通過液壓缸A，液壓缸B和連接在兩個液壓缸之間的管道將腳踩動液壓缸的力F所做的功傳遞給水箱活塞，并轉換成水的重力勢能和彈簧的彈性勢能儲存起來，然后所有勢能再轉換成水的動能用于沖洗廁所。由于在整個過程中提高了水的能量，所以沖洗更加徹底，并且一次性所需要的水量也將減少。

{2}使用性能。我們所設計新型節水式廁所沖水箱結構簡單，使用方便，在安裝時即安即用，并且對現有廁所設施不需要做大的改動，水箱體積小，不會占用有限的廁所空間。廢水儲存箱可以安裝在洗手臺下，不會占用其它空間。經過計算已知，在腳的作用力為200N時，水箱與廢水箱安裝時最大的高度差可以達到6.5m，相當于兩層樓的高度，因此完全可以實現上下兩層用戶合用一個廢水儲存箱。這種沖水箱適用于各種住房，尤其是在住在高層的且有水壓不足問題的住戶。

3創新點和應用

我們所設計的沖廁水箱則完全采用簡單的機械結構，利用腳踩下活塞的生物能便可完成沖水的工作，而且純機械結構維護簡單方便，完全達到了節約能源的目的。

{1}創新點。利用生活中的廢水進行沖廁所，提高水的利用率，節省飲用水；采用液壓缸來增加水的出口速度，使沖洗效果更好；采用純機械結構，裝置簡單可靠，維修方便，無其它能源消耗；直接安裝使用，無需對衛生間做大的改裝。

{2}應用前景。節約用水應從沖廁做起。在高層建筑中，尤其是公共場所建立這種節水型沖廁設備，具有很好的使用價值。利用生活廢水進行沖廁使用，將大大提高水資源的利用率。同時，增大了出水速度和壓力，改善沖廁效果，實現節能同時也給人們得生活帶來了方便。這在追求低成本高效率的今天推廣的價值顯的更加突出。

參考文獻：

[1] 陳淑梅.液壓與氣動傳動[M].北京:機械工業出版社，2010.

[2] GB/T1358-1993，中華人民共和國國家標準[S].