座便器水箱補水切換閥探討

王志忠

摘要：隨著經濟的發展，家用座便器也越來越流行。文章描述的是一種安裝于水箱內的座便器水箱補水切換閥，具體是一種可通過便器水箱水位升降、自動對便器水箱排水閥的溢水管以及便器水箱進行補水控制的切換閥。

關鍵詞：座便器；水箱；溢水管；補水切換閥；相對密封 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH122 文章編號：1009-2374（2017）04-0078-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.040

西式座便器水箱中安裝一與外部自來水管道連接的進水閥、與便器坐頭連通的雙按排水閥，其工作方式是：排水閥工作使水箱中的水對便器進行沖洗排污，當水箱水位下降到低于進水閥止水水位時，進水閥打開對水箱進行供水，在水箱重新回到工作水位過程中，進水閥上的補水管一直通過排水閥的溢水管對便器補水，對便器坐頭底部彎管進行水封；常規的補水方式中全排工作時，進水閥上的補水較管對排水閥的溢水管的補水多于半排工作時的補水量，但有些馬桶因管道設計的不同半排補水需求量高于全排，為了滿足半排補水量導致全排補水量過多，因此造成水源的浪費。這種情況下就需要能夠調節補水量的控制器——補水切換閥。

1 補水切換閥

該座便器水箱補水切換閥，包括一由出水分流腔和帶轉軸的導流閥芯密封構成分流器，在出水分流腔的頂部設有一可對便器坐頭彎管水封的補水口、底部設有一可將水導回水箱的回流口、中部設有一進水的分流口，還包括一與轉軸聯動控制導流閥芯擺轉切換分流口與水封補水口或回流口連通的浮力延時裝置。

該設計在分流器底部的回流口設有一與其插接的導流管，浮力延時裝置固定在導流管側壁上；當分流器通過回流口將水導流回水箱時，水經導流管回流到水箱底部，避免產生水流噪音。

浮力延時裝置包括一設于導流管側壁上的補水支架、一可沿補水支架上下滑動的止水杯、一與止水杯螺紋連接的調節螺桿、一設于止水杯底部的單向閥、一內置于止水杯中補水浮桶、一與補水浮桶連接的連接螺桿、一與連接螺桿頂部連接有連接套、一個一端與轉軸固定連接而另一端與連接套活動連接的擺桿，調節螺桿與連接螺桿螺紋配合，調節螺桿頂部通與補水支架固定。該浮力延時裝置在補水浮桶未浮起，導流閥芯上的閥片上擺與分流口上配合面貼觸關閉水封補水口，水從小口徑進水口、大口徑分流口和出水分流腔向下流經到回流口，把水導回水箱中利用；當補水浮桶浮起，經連接套帶動擺桿一端上抬、另一端轉動導流閥芯的轉軸，導流閥芯上的閥片下擺與分流口下配合面貼觸密封回流口，進水口的水從分流口和出水分流腔向上流經補水口，為排水閥溢流管注入水流以對便器坐頭底部彎管進行水封，直到止水杯中的水經單向閥流出，補水浮桶在止水杯中回落，分流器又通過回流口將補水導回到馬桶水箱中。

為了保證浮力裝置的運動靈活，導流閥芯設計成無密封件的結構，以避免過盈配合的密封件影響切換動作，密封性能方面采用相對密封的形式：在分流口前連通一口徑小于分流口徑的進水口，在導流閥芯頂面與分流口的配合面之間設有兩者貼觸時構成的一通氣間隙。

2 相對密封

分流器的出水分流腔一側設有一與進水口連通的進水緩沖腔，進水緩沖腔上設有一與其連通的進水管口，該進水管口與水箱進水閥的補水軟管連接，為分流器提供進水水源。

導流閥芯上設有可在分流口中向上或向下擺轉的閥片，閥片向上擺轉與分流口的配合面貼觸時分流口與水封補水口通過通氣間隙連通，分流口與回流口連通；即通過導流閥芯的閥片的上下擺轉實現分流口與水封補水口以及分流口與回流口的分流切換，并且在分流口與回流口連通時將水導回水箱時，分流口與閥片頂面的貼觸配合面上形成的通氣間隙，此時水從口徑小的進水口高速進入口徑大的分流口，在該通氣間隙產生一負壓，該負壓用于將水封補水口的積水吸回到回流口內，使水封補水口與導流閥芯達到相對密封的目的，使分流器將水通過回流口導回水箱，水封補水口無水流滲漏，避免水資源浪費；同時水流從口徑小的進水口進入口徑大的分流口，水流截面由小變大卸壓，使得出水分流腔的水壓降低，避免導流閥芯與出水分流腔的配合面過壓漏水。

該通氣間隙的形成可以有多種結構形式，如：導流閥芯的閥片頂面上設有通氣槽；分流口的配合面或閥片頂面上設有一凸臺階；分流口的配合面或閥片頂面上設有一凹臺階。

3 優點

一方面，本設計結構通用性強，可用于溢流管外置的排水閥中，特別適用于溢流管中置的排水閥；另一方面，本設計利用文丘里效應以簡單的結構方式實現相對密封，既保留了運動配合件之間應有的間隙，又避免在不需要補水時在水封補水口漏水，造成水資源浪費。

4 原理圖解

如圖1所示的一種座便器水箱補水切換閥，包括一由出水分流腔11和帶轉軸121的導流閥芯12密封構成分流器10，在出水分流腔11的頂部設有一可對便器坐頭彎管水封的補水口111、底部設有一可將水導回水箱的回流口112、中部設有一進水的分流口113，在分流口113前連通一口徑小于分流口徑的進水口114，分流器10的出水分流腔11一側設有一與進水口114連通的進水緩沖腔13，進水緩沖腔13上設有一與其連通的進水管口131；導流閥芯12上設有可在分流口113中向上或向下擺轉的閥片122，閥片122頂面上設有通氣槽123，閥片122向上擺轉與分流口113的配合面貼觸時分流口113與水封補水111口通過通氣槽123連通，分流口113與回流口112連通；還包括一與轉軸121聯動控制導流閥芯12擺轉切換分流口113與水封補水口111或回流口112連通的浮力延時裝置20，本設計分流器10底部的回流口112設有一與其插接并可將水導回到水箱的導流管30，浮力延時裝置20固定在導流管30側壁上，具體是浮力延時裝置20包括一設于導流管30側壁上的補水支架21、一可沿補水支架21上下滑動的止水杯22、一與止水杯22螺紋連接的調節螺桿23、一設于止水杯底部的單向閥24、一內置于止水杯中補水浮桶25、一與補水浮桶25連接的連接螺桿26、一與連接螺桿26頂部連接有連接套27、一個一端與轉軸121固定連接而另一端與連接套27活動連接的擺桿28，調節螺桿23與連接螺桿26螺紋配合，調節螺桿23頂部通與補水支架21固定。

將本設計分流器10上的進水管口131與水箱進水閥上的補水軟管連接；把本設計固定于馬桶水箱中的排水閥上，將本設計水封的補水口111與排水閥的溢流管相通，導流管30與水箱內相通，下面詳細說明本設計的工作原理及實施動作。

如圖1所示，水未進入止水杯22并讓補水浮桶25上升時，浮力延時裝置20在初始狀態不工作，在補水浮桶25的自重下，連接螺桿26下拉連接套27及擺桿28的一端，與擺桿28另一端連接的導流閥芯12的轉軸121使其上的閥片122上翹，使得閥片122頂面與出水分流腔11的大徑分流口113上的配合面貼觸，并且閥片122上的通氣槽123與分流口113的配合面貼觸構成通氣間隙；馬桶水箱進水閥對水箱注水，進水閥上的補水軟管的水流經進水管口131進入分流器10的進水緩沖腔13，然后水流變向從與進水緩沖腔13連通的小徑進水口114高速流過分流口113，水流再經出水分流腔11下部流到回流口112、導流管30進入水箱，由于水流高速流經分流口113時，分流口113與閥片122的通氣槽123貼觸配合，在分流口113的閥片122的通氣槽123端產生一負壓，該負壓可將滲漏到導流閥芯12頂面上補水口111的積水吸回補水通路，實現閥片122與分流口113貼觸配合面的相對密封，避免分流器10不對排水閥流流管補水時、水流滲漏到補水口111，確保對水箱補水量的精準控制。

如圖2所示，當上述水箱的水超過止水杯22的工作水位時，補水浮桶25上浮帶動連接螺桿26和連接套27上升，連接套27使擺桿28一端上抬帶動與其固接的導流閥芯12的轉軸121逆時針轉動，使分流器10中的水分流腔11中的導流閥芯12的導流閥片122下擺與分流口113的下配合面貼觸密封，打開出水分流腔11頂部補水口111的水流通道，從分流口113進入出水分流腔11的水被導流閥芯12切換導向流向補水口111，從補水口111流出的水經排水閥溢流管流到便器坐頭底部彎管積存形成水封，直到水箱水位到達進水閥止水水位，進水閥停止對水箱注水，分流器10的進水管口131停止進水，分流器10的補水口111停止出水。

本設計在水箱水位降到低于止水杯22的工作水位時，止水杯22中的水經單向閥24緩慢流出，直到補水浮桶25的浮力不足時，補水浮桶25回落，浮力延時裝置20恢復到初始工作狀態，分流器10恢復到初始狀態，出水分流腔11中的水又被切換導向經回流口112下的導流管30回流至水箱中。

圖2中附圖標識為：10為分流器；11為出水分流腔；111為補水口；112為回流口；113為分流口；1131為凸臺階；1132為凹臺階；114為進水口；12為導流閥芯；121為轉軸；122為閥片；123為通氣槽；13為進水緩沖腔；131為進水管口；20為浮力延時裝置；21為補水支架；22為止水杯；23為調節螺桿；24為單向閥；25為補水浮桶；26為連接螺桿；27為連接套；28為擺桿；30為導流管。

參考文獻

[1] 張雨.馬桶水箱結構圖及馬桶水箱修理常見故障[J].河南建材，2012，（9）.

（責任編輯：蔣建華）