噴射虹吸式坐便器水包裝置試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

蘇林

安徽省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 安徽合肥 230601

從結(jié)構(gòu)上來看，組合式噴射虹吸式坐便器屬于新型噴射虹吸式坐便器的一種，結(jié)構(gòu)類型屬于分體式部件裝配，共分為主體、盆腔以及排污管道等多個(gè)部分，新型噴射虹吸式坐便器主要使用的材料為陶瓷，經(jīng)過高溫?zé)浦瞥?，在流道系統(tǒng)中使用PVC塑料材料，使用注塑工藝制成，噴射虹吸式坐便器的盆腔以及擴(kuò)張水包等部分也都是用該制作工藝。新型噴射虹吸式坐便器與傳統(tǒng)噴射虹吸式坐便器相比，在節(jié)能以及減排等方面，具有較大的優(yōu)勢(shì)，并且符合當(dāng)前時(shí)代下的環(huán)保理念，這些優(yōu)勢(shì)都是傳統(tǒng)坐便器不能相比的地方[1]。

1 噴射虹吸式坐便器水包裝置結(jié)構(gòu)

1.1 噴射虹吸式坐便器

普通坐便器用水量較大，占據(jù)居民總用水量的百分之30左右，在構(gòu)造上以噴射虹吸式為主的新型坐便器，每次沖水所消耗的水量只需要3升左右，新型噴射虹吸式坐便器嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定節(jié)省用水量，最高可以節(jié)約百分之50的水量，這也是新型噴射虹吸式坐便器的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)。新型的噴射虹吸式坐便器所采用的材料以陶瓷以及PVC塑料為主，為節(jié)約用水還需要調(diào)節(jié)水輔助設(shè)備，為提高噴射虹吸式坐便器的美觀性，也需要設(shè)置相應(yīng)的微型水箱，在座圈等部分使用傳統(tǒng)的人陶瓷工藝，主體結(jié)構(gòu)所使用工藝技術(shù)較為優(yōu)異。

1.2 組合式噴射虹吸式坐便器水包裝置結(jié)構(gòu)

在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上主要以兩部分為主，第一部分組件所需的彎管部分角度為180度，與盆面膠合要求較高，在兩端部分需要設(shè)置圓臺(tái)部分。在設(shè)置時(shí)需要把保證兩部分的組件凹槽能夠完美契合。最后，在前端位置設(shè)置噴射口，能夠在噴射水流時(shí)，控制水流噴出的速度以及力量，提高產(chǎn)品的節(jié)水性。

第二部分的組件以主儲(chǔ)水件為主，需要結(jié)合第一部分的組件尺寸制定第二部分組件尺寸，另一端需要與送水管道相互連接，需要充分考慮水包的儲(chǔ)水量以及水流在噴射虹吸式坐便器釋放的力量，防止水包出現(xiàn)振動(dòng)的情況，而且在主儲(chǔ)水件以及盆面外端的位置也需要設(shè)置能夠匹配的粘接面。水包結(jié)構(gòu)需要與噴射虹吸式坐便器相互配合形成整體，也需要滿足日常使用過程中的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。

2 水包裝置試驗(yàn)

為了滿足日常使用要求，需要對(duì)噴射虹吸式坐便器的水包裝置進(jìn)行試驗(yàn)，保證本體的性能能夠最大程度的發(fā)揮的，對(duì)水包裝置進(jìn)行深入研究，充分研究沖洗性能[2]。

2.1 水包裝置試驗(yàn)方法

按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)噴射虹吸式坐便器的水包裝置進(jìn)行校驗(yàn)，采用的校驗(yàn)方式分為六種，其中球排放試驗(yàn)?zāi)軌蚋行У姆磻?yīng)噴射虹吸式坐便器性能。

球排放試驗(yàn)的測(cè)試內(nèi)容為，將100個(gè)直徑為1．95厘米，每顆質(zhì)量在3克左右的實(shí)心固體球投放到噴射虹吸式坐便器中，然后摁下沖水裝置，在沖水過程中，對(duì)噴射虹吸式坐便器排出的小球數(shù)量進(jìn)行記錄，為提高檢驗(yàn)準(zhǔn)確性以及科學(xué)性，需要反復(fù)試驗(yàn)三次，并詳細(xì)記錄這三次試驗(yàn)排除的數(shù)量，計(jì)算平均值。如果排出的數(shù)量在85以上，也就代表著排水性能達(dá)標(biāo)，在85基礎(chǔ)上排出小球的數(shù)量越高，證明噴射虹吸式坐便器的性能越高。

2.2 實(shí)驗(yàn)裝置分析

在試驗(yàn)裝置應(yīng)用上，構(gòu)建材料所需要的材料都需要快速原型制造技術(shù)，需要使用3D建模軟件對(duì)這些構(gòu)造進(jìn)行構(gòu)建，并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的文件，將其導(dǎo)入到設(shè)備中制成。為了進(jìn)一步的研究噴射虹吸式坐便器的結(jié)構(gòu)與沖洗效果，需要通過多次試驗(yàn)對(duì)水包存水量進(jìn)行分析調(diào)節(jié)水量。從一般情況上來看，噴射虹吸式坐便器的存水量應(yīng)該在1升到1．8升作用，通過水包水量調(diào)節(jié)裝置的作用，對(duì)水包存水量以及存水深度進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種方式更為簡(jiǎn)單，需要多次試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)水量最佳調(diào)節(jié)。

水包的存水量在最大值時(shí)，噴射虹吸式坐便器的虹吸效果最為優(yōu)異，導(dǎo)致這種情況的主要原因與水包存水量有關(guān)，水量變大使水包的水流調(diào)節(jié)能力也隨之增加。噴射虹吸式坐便器的虹吸持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，緩沖能力也會(huì)相應(yīng)的增強(qiáng)，射水口的噴水效果也會(huì)隨著增大。

對(duì)噴射虹吸式坐便器的水包結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，也需要對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，增強(qiáng)擴(kuò)展管以及收縮管等部分的流動(dòng)性優(yōu)化。水包擴(kuò)張管的角度需要根據(jù)收縮管長(zhǎng)度進(jìn)行變化[3]。

3 噴射虹吸式坐便器水包裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)研究

為提高噴射虹吸式坐便器的使用體驗(yàn)，需要進(jìn)一步的對(duì)水包裝置進(jìn)行研究，提高沖洗性能，對(duì)水包結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究最佳的數(shù)值計(jì)算方式，并結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，制定出最佳的結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)值方案。

在優(yōu)化過程中，需要通過數(shù)學(xué)計(jì)算對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，通過數(shù)學(xué)表達(dá)式組件相應(yīng)的模型，最后得到最佳的數(shù)值結(jié)構(gòu)。

坐便器是日常生活中最常用的衛(wèi)生用具，噴射虹吸式坐便器由于排污功能較為優(yōu)異，因此被很多家庭使用，傳統(tǒng)的坐便器在開發(fā)過程中，以技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)為主，在生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中很難思考全面，使開發(fā)周期更長(zhǎng)，提高了開發(fā)成本，無法在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占領(lǐng)市場(chǎng)份額。而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟以及應(yīng)用，數(shù)學(xué)模型計(jì)算已經(jīng)不再困難，一些制圖軟件能夠更好的反應(yīng)水流現(xiàn)象以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在數(shù)值模擬過程中，需要通過數(shù)值計(jì)算對(duì)模型尺寸進(jìn)行調(diào)整。

4 結(jié)語

對(duì)水包裝置進(jìn)行試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)水包角度與收縮管壓力有著密切的關(guān)系，水包擴(kuò)張角度越大，對(duì)收縮管的壓力損失就越大，流動(dòng)性就越差，使噴射虹吸式坐便器的沖水性能受到影響。因此為加強(qiáng)噴射虹吸式坐便器的使用質(zhì)量需要對(duì)水包結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)學(xué)性研究，對(duì)水包結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的優(yōu)化，通過控制擴(kuò)張收縮等方式，優(yōu)化沖水性能，能夠?qū)⒘鞯缐毫档偷阶畹退疁?zhǔn)，使噴射虹吸式坐便器的整體工作性能能夠得到優(yōu)化[4]。