座便器水箱補(bǔ)水切換閥探討

王志忠

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，家用座便器也越來(lái)越流行。文章描述的是一種安裝于水箱內(nèi)的座便器水箱補(bǔ)水切換閥，具體是一種可通過便器水箱水位升降、自動(dòng)對(duì)便器水箱排水閥的溢水管以及便器水箱進(jìn)行補(bǔ)水控制的切換閥。

關(guān)鍵詞：座便器；水箱；溢水管；補(bǔ)水切換閥；相對(duì)密封 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH122 文章編號(hào)：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(lái)水管道連接的進(jìn)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(duì)便器進(jìn)行沖洗排污，當(dāng)水箱水位下降到低于進(jìn)水閥止水水位時(shí)，進(jìn)水閥打開對(duì)水箱進(jìn)行供水，在水箱重新回到工作水位過程中，進(jìn)水閥上的補(bǔ)水管一直通過排水閥的溢水管對(duì)便器補(bǔ)水，對(duì)便器坐頭底部彎管進(jìn)行水封；常規(guī)的補(bǔ)水方式中全排工作時(shí)，進(jìn)水閥上的補(bǔ)水較管對(duì)排水閥的溢水管的補(bǔ)水多于半排工作時(shí)的補(bǔ)水量，但有些馬桶因管道設(shè)計(jì)的不同半排補(bǔ)水需求量高于全排，為了滿足半排補(bǔ)水量導(dǎo)致全排補(bǔ)水量過多，因此造成水源的浪費(fèi)。這種情況下就需要能夠調(diào)節(jié)補(bǔ)水量的控制器——補(bǔ)水切換閥。

1 補(bǔ)水切換閥

該座便器水箱補(bǔ)水切換閥，包括一由出水分流腔和帶轉(zhuǎn)軸的導(dǎo)流閥芯密封構(gòu)成分流器，在出水分流腔的頂部設(shè)有一可對(duì)便器坐頭彎管水封的補(bǔ)水口、底部設(shè)有一可將水導(dǎo)回水箱的回流口、中部設(shè)有一進(jìn)水的分流口，還包括一與轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)控制導(dǎo)流閥芯擺轉(zhuǎn)切換分流口與水封補(bǔ)水口或回流口連通的浮力延時(shí)裝置。

該設(shè)計(jì)在分流器底部的回流口設(shè)有一與其插接的導(dǎo)流管，浮力延時(shí)裝置固定在導(dǎo)流管側(cè)壁上；當(dāng)分流器通過回流口將水導(dǎo)流回水箱時(shí)，水經(jīng)導(dǎo)流管回流到水箱底部，避免產(chǎn)生水流噪音。

浮力延時(shí)裝置包括一設(shè)于導(dǎo)流管側(cè)壁上的補(bǔ)水支架、一可沿補(bǔ)水支架上下滑動(dòng)的止水杯、一與止水杯螺紋連接的調(diào)節(jié)螺桿、一設(shè)于止水杯底部的單向閥、一內(nèi)置于止水杯中補(bǔ)水浮桶、一與補(bǔ)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(gè)一端與轉(zhuǎn)軸固定連接而另一端與連接套活動(dòng)連接的擺桿，調(diào)節(jié)螺桿與連接螺桿螺紋配合，調(diào)節(jié)螺桿頂部通與補(bǔ)水支架固定。該浮力延時(shí)裝置在補(bǔ)水浮桶未浮起，導(dǎo)流閥芯上的閥片上擺與分流口上配合面貼觸關(guān)閉水封補(bǔ)水口，水從小口徑進(jìn)水口、大口徑分流口和出水分流腔向下流經(jīng)到回流口，把水導(dǎo)回水箱中利用；當(dāng)補(bǔ)水浮桶浮起，經(jīng)連接套帶動(dòng)擺桿一端上抬、另一端轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)流閥芯的轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)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(jìn)水口的水從分流口和出水分流腔向上流經(jīng)補(bǔ)水口，為排水閥溢流管注入水流以對(duì)便器坐頭底部彎管進(jìn)行水封，直到止水杯中的水經(jīng)單向閥流出，補(bǔ)水浮桶在止水杯中回落，分流器又通過回流口將補(bǔ)水導(dǎo)回到馬桶水箱中。

為了保證浮力裝置的運(yùn)動(dòng)靈活，導(dǎo)流閥芯設(shè)計(jì)成無(wú)密封件的結(jié)構(gòu)，以避免過盈配合的密封件影響切換動(dòng)作，密封性能方面采用相對(duì)密封的形式：在分流口前連通一口徑小于分流口徑的進(jìn)水口，在導(dǎo)流閥芯頂面與分流口的配合面之間設(shè)有兩者貼觸時(shí)構(gòu)成的一通氣間隙。

2 相對(duì)密封

分流器的出水分流腔一側(cè)設(shè)有一與進(jìn)水口連通的進(jìn)水緩沖腔，進(jìn)水緩沖腔上設(shè)有一與其連通的進(jìn)水管口，該進(jìn)水管口與水箱進(jìn)水閥的補(bǔ)水軟管連接，為分流器提供進(jìn)水水源。

導(dǎo)流閥芯上設(shè)有可在分流口中向上或向下擺轉(zhuǎn)的閥片，閥片向上擺轉(zhuǎn)與分流口的配合面貼觸時(shí)分流口與水封補(bǔ)水口通過通氣間隙連通，分流口與回流口連通；即通過導(dǎo)流閥芯的閥片的上下擺轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)分流口與水封補(bǔ)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(shí)將水導(dǎo)回水箱時(shí)，分流口與閥片頂面的貼觸配合面上形成的通氣間隙，此時(shí)水從口徑小的進(jìn)水口高速進(jìn)入口徑大的分流口，在該通氣間隙產(chǎn)生一負(fù)壓，該負(fù)壓用于將水封補(bǔ)水口的積水吸回到回流口內(nèi)，使水封補(bǔ)水口與導(dǎo)流閥芯達(dá)到相對(duì)密封的目的，使分流器將水通過回流口導(dǎo)回水箱，水封補(bǔ)水口無(wú)水流滲漏，避免水資源浪費(fèi)；同時(shí)水流從口徑小的進(jìn)水口進(jìn)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(dǎo)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(jié)構(gòu)形式，如：導(dǎo)流閥芯的閥片頂面上設(shè)有通氣槽；分流口的配合面或閥片頂面上設(shè)有一凸臺(tái)階；分流口的配合面或閥片頂面上設(shè)有一凹臺(tái)階。

3 優(yōu)點(diǎn)

一方面，本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)通用性強(qiáng)，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(shè)計(jì)利用文丘里效應(yīng)以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)相對(duì)密封，既保留了運(yùn)動(dòng)配合件之間應(yīng)有的間隙，又避免在不需要補(bǔ)水時(shí)在水封補(bǔ)水口漏水，造成水資源浪費(fèi)。

4 原理圖解

如圖1所示的一種座便器水箱補(bǔ)水切換閥，包括一由出水分流腔11和帶轉(zhuǎn)軸121的導(dǎo)流閥芯12密封構(gòu)成分流器10，在出水分流腔11的頂部設(shè)有一可對(duì)便器坐頭彎管水封的補(bǔ)水口111、底部設(shè)有一可將水導(dǎo)回水箱的回流口112、中部設(shè)有一進(jìn)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(jìn)水口114，分流器10的出水分流腔11一側(cè)設(shè)有一與進(jìn)水口114連通的進(jìn)水緩沖腔13，進(jìn)水緩沖腔13上設(shè)有一與其連通的進(jìn)水管口131；導(dǎo)流閥芯12上設(shè)有可在分流口113中向上或向下擺轉(zhuǎn)的閥片122，閥片122頂面上設(shè)有通氣槽123，閥片122向上擺轉(zhuǎn)與分流口113的配合面貼觸時(shí)分流口113與水封補(bǔ)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(zhuǎn)軸121聯(lián)動(dòng)控制導(dǎo)流閥芯12擺轉(zhuǎn)切換分流口113與水封補(bǔ)水口111或回流口112連通的浮力延時(shí)裝置20，本設(shè)計(jì)分流器10底部的回流口112設(shè)有一與其插接并可將水導(dǎo)回到水箱的導(dǎo)流管30，浮力延時(shí)裝置20固定在導(dǎo)流管30側(cè)壁上，具體是浮力延時(shí)裝置20包括一設(shè)于導(dǎo)流管30側(cè)壁上的補(bǔ)水支架21、一可沿補(bǔ)水支架21上下滑動(dòng)的止水杯22、一與止水杯22螺紋連接的調(diào)節(jié)螺桿23、一設(shè)于止水杯底部的單向閥24、一內(nèi)置于止水杯中補(bǔ)水浮桶25、一與補(bǔ)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(gè)一端與轉(zhuǎn)軸121固定連接而另一端與連接套27活動(dòng)連接的擺桿28，調(diào)節(jié)螺桿23與連接螺桿26螺紋配合，調(diào)節(jié)螺桿23頂部通與補(bǔ)水支架21固定。

將本設(shè)計(jì)分流器10上的進(jìn)水管口131與水箱進(jìn)水閥上的補(bǔ)水軟管連接；把本設(shè)計(jì)固定于馬桶水箱中的排水閥上，將本設(shè)計(jì)水封的補(bǔ)水口111與排水閥的溢流管相通，導(dǎo)流管30與水箱內(nèi)相通，下面詳細(xì)說(shuō)明本設(shè)計(jì)的工作原理及實(shí)施動(dòng)作。

如圖1所示，水未進(jìn)入止水杯22并讓補(bǔ)水浮桶25上升時(shí)，浮力延時(shí)裝置20在初始狀態(tài)不工作，在補(bǔ)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(dǎo)流閥芯12的轉(zhuǎn)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(gòu)成通氣間隙；馬桶水箱進(jìn)水閥對(duì)水箱注水，進(jìn)水閥上的補(bǔ)水軟管的水流經(jīng)進(jìn)水管口131進(jìn)入分流器10的進(jìn)水緩沖腔13，然后水流變向從與進(jìn)水緩沖腔13連通的小徑進(jìn)水口114高速流過分流口113，水流再經(jīng)出水分流腔11下部流到回流口112、導(dǎo)流管30進(jìn)入水箱，由于水流高速流經(jīng)分流口113時(shí)，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(chǎn)生一負(fù)壓，該負(fù)壓可將滲漏到導(dǎo)流閥芯12頂面上補(bǔ)水口111的積水吸回補(bǔ)水通路，實(shí)現(xiàn)閥片122與分流口113貼觸配合面的相對(duì)密封，避免分流器10不對(duì)排水閥流流管補(bǔ)水時(shí)、水流滲漏到補(bǔ)水口111，確保對(duì)水箱補(bǔ)水量的精準(zhǔn)控制。

如圖2所示，當(dāng)上述水箱的水超過止水杯22的工作水位時(shí)，補(bǔ)水浮桶25上浮帶動(dòng)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(dòng)與其固接的導(dǎo)流閥芯12的轉(zhuǎn)軸121逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使分流器10中的水分流腔11中的導(dǎo)流閥芯12的導(dǎo)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(bǔ)水口111的水流通道，從分流口113進(jìn)入出水分流腔11的水被導(dǎo)流閥芯12切換導(dǎo)向流向補(bǔ)水口111，從補(bǔ)水口111流出的水經(jīng)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(dá)進(jìn)水閥止水水位，進(jìn)水閥停止對(duì)水箱注水，分流器10的進(jìn)水管口131停止進(jìn)水，分流器10的補(bǔ)水口111停止出水。

本設(shè)計(jì)在水箱水位降到低于止水杯22的工作水位時(shí)，止水杯22中的水經(jīng)單向閥24緩慢流出，直到補(bǔ)水浮桶25的浮力不足時(shí)，補(bǔ)水浮桶25回落，浮力延時(shí)裝置20恢復(fù)到初始工作狀態(tài)，分流器10恢復(fù)到初始狀態(tài)，出水分流腔11中的水又被切換導(dǎo)向經(jīng)回流口112下的導(dǎo)流管30回流至水箱中。

圖2中附圖標(biāo)識(shí)為：10為分流器；11為出水分流腔；111為補(bǔ)水口；112為回流口；113為分流口；1131為凸臺(tái)階；1132為凹臺(tái)階；114為進(jìn)水口；12為導(dǎo)流閥芯；121為轉(zhuǎn)軸；122為閥片；123為通氣槽；13為進(jìn)水緩沖腔；131為進(jìn)水管口；20為浮力延時(shí)裝置；21為補(bǔ)水支架；22為止水杯；23為調(diào)節(jié)螺桿；24為單向閥；25為補(bǔ)水浮桶；26為連接螺桿；27為連接套；28為擺桿；30為導(dǎo)流管。

參考文獻(xiàn)

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

（責(zé)任編輯：蔣建華）