固體清潔劑自控裝置

姚廣宇

一、發現問題

為了消除廁所中的異味，爸爸在馬桶水箱中放置了“藍泡泡”固體清潔劑，效果一直不錯。然而一次全家出門旅游，家里的“藍泡泡”全部溶解了，不僅造成浪費，且清潔劑大量排入下水道易引起水體污染。

有時忘了及時更換“藍泡泡”，全部溶解后的包裝袋漂到出水口上，還會導致放水后出水口無法閉合。基于此，我考慮發明一種能自動控制固體清潔劑的裝置。

二、方案探究

要解決以上問題，新裝置需具有以下功能：1.只在進水過程中浸在水中，其他時候應浮在水面，且這種控制能自動完成；2.能固定“藍泡泡”。

既然要長期浸泡在水中，何不利用水的浮力變化來完成？于是，我想到了浮球，并通過多次嘗試，將具有不同功能的三個浮球有機結合，實現對“藍泡泡”的自動控制。

三、裝置結構

本裝置包括導槽立柱、控制浮球、游球洞、開關浮球、立桿、托舉浮球、鎖球部件、清潔劑固定夾、粘鏈等部件（如圖1、圖2）。

1.導槽立柱是整個裝置的中心，左右兩側為垂直導槽。導槽均在立柱上端開口、下端封閉，分別引導開關浮球和托舉浮球沿導槽上升或下降。

2.控制浮球為水平放置的中空密閉柱體，安裝在導槽立柱靠下的游球洞內，依靠水的浮力可在游球洞內游動。當水箱放水或進水時，控制浮球的位置和狀態自動發生變化。

3.游球洞為不規則洞體，分別在兩導槽側有矩形洞口與之相通，洞體在開關浮球側向上傾斜，在托舉浮球側下部設勺形凹槽，當鎖球部件下壓時勺形凹槽可容納控制浮球在托舉浮球側突出的部分。

4.開關浮球為中空密閉容器，與嵌在導槽中且比導槽立柱稍短的立桿連成一體。

5.托舉浮球為中空密閉容器，用于托舉固體清潔劑，與嵌在導槽中的鎖球部件連成一體。

6.托舉浮球的上平面設淺水槽，槽內安裝有清潔劑固定夾，用于固定放置于其中的固體清潔劑。淺水槽中的水可在托舉浮球浮出水面后繼續溶解部分固體清潔劑，確保清潔效果。

7.導槽立柱背面固定有多個粘鏈。

四、使用方法

固體清潔劑自控裝置模型如圖3。使用前首先定位導槽立柱上端比水箱最高水位略高，然后用粘鏈將本裝置固定在馬桶水箱內的立柱上。

當馬桶水箱水滿時，開關浮球和托舉浮球均浮在水面，控制浮球在浮力作用下在游球洞內向開關浮球側突出。

開始放水沖廁時，開關浮球和托舉浮球隨水位下降，與開關浮球一體的立桿將控制浮球推入游球洞并隨即將本側洞口封死，立桿到達導槽底部后開關浮球停止下降。此時托舉浮球繼續隨水位下降，到達游球洞本側開口時將控制浮球壓入游球洞內的凹槽中，鎖球部件到達導槽底部后停止下降。

馬桶水箱開始進水時，控制浮球率先在浮力作用下浮起并卡在與托舉浮球一體的鎖球部件上方，此時托舉浮球因無法隨水位上升而浸泡于水中。

當水箱水位上升至開關浮球時，開關浮球和立桿上升，當立桿下端升至游球洞本側開口以上時，控制浮球在浮力和鎖球部件的側推力作用下向本側洞口游動，部分球體進入本側導槽空間，從而失去對鎖球部件的阻擋，致使托舉浮球浮出水面。而其上面淺水槽內的水則會繼續溶解部分固體清潔劑，固體清潔劑的溶解量可通過控制其浸入水槽的深度來控制。