有壓力，才有動力

我家的抽水馬桶較老舊，沖水無力，不僅浪費水而且對衛(wèi)生間的環(huán)境不友好。為解決這一問題，我研究了抽水馬桶的結(jié)構(gòu)和工作原理，并對它進(jìn)行了改進(jìn)。

一、抽水馬桶的工作原理

抽水馬桶由水箱和坐便器組成。水箱包括箱體、進(jìn)水機(jī)構(gòu)、沖水機(jī)構(gòu)和補(bǔ)水溢流機(jī)構(gòu)。坐便器由坐便池和虹吸管組成。

進(jìn)水機(jī)構(gòu)的主體是進(jìn)水閥，如圖1所示。進(jìn)水閥門開關(guān)由內(nèi)部浮筒和杠桿控制。扳動沖水扳子，通過連桿打開沖水閥門，水箱里的水在重力作用下沖到坐便池，浮筒隨水位下降而下降，帶動進(jìn)水閥內(nèi)部杠桿打開進(jìn)水閥門。松開沖水扳子，沖水閥門在扳子彈簧扭力、自身重力和水壓作用下關(guān)閉沖水口，水位上升引起浮筒上升，帶動杠桿機(jī)構(gòu)關(guān)閉進(jìn)水閥門，水箱停止蓄水。

補(bǔ)水管用于給坐便池補(bǔ)水，形成水封，其出水口插在溢流管里。配重塊與沖水閥門相連，起到加速打開和延緩關(guān)閉沖水閥門的作用。沖水時水箱里的水在重力作用下沖到坐便器水封處，推動水封處的水和污物從虹吸管出口排出。理論上，虹吸管出口流速與水箱液面高度的平方根成正比，即V= 2gh ，其中g(shù)為重力加速度。

二、我的改進(jìn)

（一）接長溢流管

抽水馬桶的沖水效果可通過水沖到水封處的流速V0和虹吸管出口的流速V1來評價，提高水箱的蓄水高度能提高沖水速度。可通過調(diào)高進(jìn)水閥浮筒高度增加水箱內(nèi)部水深hn，從而使水箱液面升高。hn初始值為0.125 m，逐步調(diào)高浮筒，每調(diào)高一次估算流速（結(jié)果見表1），沖污（用衛(wèi)生紙模擬污物）并觀察效果。經(jīng)過兩次試驗，發(fā)現(xiàn)效果不佳。此時浮筒上端幾乎與溢流管口齊平，再調(diào)高會使水溢出。

我通過接長溢流管改進(jìn)上述缺陷。使用數(shù)顯卡尺測得溢流管外徑為0.03 m，選定規(guī)格為2834的硅膠管來接長，此硅膠管內(nèi)徑為0.028 m，有一定彈性，可緊貼溢流管外表面，且壁厚0.003 m，滿足要求。

接管上端口應(yīng)低于水箱沖水扳子安裝孔下沿，且應(yīng)便于補(bǔ)水管補(bǔ)水。經(jīng)實際測量，接管長度在0.05～0.07 m合適。用剪刀截取0.07 m左右的硅膠管，把接管套接在溢流管上。安裝完成后，把浮筒再調(diào)高0.02 m左右，打開外部進(jìn)水閥，待停止進(jìn)水后測得hn為0.18 m，對應(yīng)的液面高度和估計流速見表1中序號3的數(shù)據(jù)。模擬沖污，效果理想，不足之處就是沖水量較大。

（二）在水箱中放置節(jié)水瓶

為了節(jié)水，我用一個礦泉水瓶子充當(dāng)節(jié)水瓶，將其裝滿水后放入水箱。

在試驗過程中，出現(xiàn)沖水閥門不能完全關(guān)閉的情形，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)原來是節(jié)水瓶沒有完全裝滿水，漂移后頂住沖水連桿以致沖水閥門不能完全關(guān)閉。往節(jié)水瓶里加入小石子后模擬沖污，沖水效果理想，且每沖一次水就節(jié)約了一瓶水。

改進(jìn)后的抽水馬桶水箱內(nèi)部如圖2所示。它使用到現(xiàn)在，沖水效果理想，性能穩(wěn)定。