一種流量調節自適應公廁節水器的製作方法
2023-12-02 14:39:41 1
本發明屬於大型公廁自動衝水技術領域，涉及一種流量調節自適應公廁節水器。
背景技術：
現有溝渠式公共廁所的衝水裝置浪費水資源的現象比較嚴重，當其水箱水位超過虹吸管頂部時由於壓差作用開始衝水，直至水位下降到虹吸管入口以下結束衝水，因此入水的速度就決定了衝水的頻率。這種衝水器具有簡單可靠的特點，普遍應用於鄉鎮一級的小學、初高中學校等人流量較多的大型公廁中。但是其入水口一般處於常開狀態，不能調節衝水頻率，更為嚴重的是，這類廁所一般缺少人員管理，在廁所無人的時候繼續衝水，對水資源造成極大的浪費。而現有的一些節水裝置通過傳感器來進行控制，但在斷電的情況下便無法使用。最好的方式是通過機械的控制來實現根據人流量的不同適時調節衝水頻率的目的，這樣既不浪費又可保持衛生，在斷電情況下仍可工作，具有較高的可靠性。
技術實現要素：
要解決的技術問題
為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種流量調節自適應公廁節水器，對入水口進行自動調節以適時減小開度，實現節約用水的目的。
技術方案
一種流量調節自適應公廁節水器，其特徵在於包括傳動機構1、計數裝置2、節水活門3以及阻尼延時機構4；所述節水活門3包括套筒3-1、活塞杆3-2、凸臺3-3、兩個密封活塞3-4；套筒3-1上下設有與進水管8連接的通孔，活塞杆3-2安裝在套筒3-1內，活塞杆3-2的中部設有凸臺3-3，常態為堵塞在套筒3-1的通孔上；凸臺3-3兩端設有密封活塞3-4；連接關係為：傳動機構1繩索的一端與門連接，另一端通過牆上的滑輪與計數裝置2連接，計數裝置2通過槓桿5，由活動銷釘7連接節水活門3的活塞杆3-2和連杆6，連杆6的另一端連接阻尼延時機構4；門的開合，使得傳動機構1的繩索通過滑輪和計數裝置2驅動節水活門3的活塞杆3-2運動，導致凸臺3-3離開或閉合節水活門3與進水管8連接的通孔，以調整衝水頻率。
所述計數裝置2包括軸2-1、棘輪2-2、棘輪套2-3、復位簧2-4、撥杆2-5、旋轉阻尼器2-6、絲槓2-10和固定平臺2-11；棘輪2-2安裝於軸2-1上，且位於棘輪套2-3內，棘輪2-2與之棘輪套2-3間設有復位簧2-4；撥杆2-5安裝於軸2-1的下端，通過旋轉阻尼器2-6和絲槓2-10連接固定平臺2-11；撥杆2-5連接槓桿5，棘輪2-2連接傳動機構1的繩索。
所述凸臺3-3的厚度小於通孔。
所述阻尼延時機構4包括活塞頂杆4-1、彎管4-2、鋼珠單向活門4-4、活塞4-7及彈簧4-8；鋼珠單向活門4-4殼體上開有3個進油口4-5，前端蓋上開有2個節流孔4-6，活塞頂杆4-1的空腔內設有油液，活塞4-7的一側為壓縮彈簧4-8；活塞頂杆4-1與連杆6連接，受連杆6的作用力，活塞頂杆4-1推動油液通過鋼珠單向活門4-4進入，使得活塞4-7壓縮彈簧4-8；回位行程中壓縮的彈簧4-8推動油液反向流動，經過所述節流孔4-6推回活塞頂杆4-1，實現延時效果。
所述計數裝置2、阻尼延時機構4以及槓桿5、連杆6的支點均固接於壁面10。
有益效果
本發明提出的一種流量調節自適應公廁節水器，通過純機械機構感知人流量大小，在人流量大的時候保持較高衝水頻率，滿足及時衝廁的要求，在人流量較小時自動減小衝水頻率，而在夜間或者長時間沒有人使用時保持最小頻率，達到節水的目的。同時，通過更換低成本控制器件，可適應不同地區人流量密度不同的情況，適應性較好。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例的整體結構示意圖；
圖2為本實用新型中計數裝置實施例的結構示意圖；
圖3為本實用新型中節水活門實施例的結構示意圖；
圖4為本實用新型中阻尼延時機構實施例的結構示意圖；
附圖標記說明：1、傳動機構；2、計數裝置；3、節水活門；4、阻尼延時機構；5、槓桿；6、連杆；7、銷釘；8、進水管；9、水箱；10、壁面；1-1、繩索；1-2、滑輪組；2-1、轉軸；2-2、棘輪；2-3、棘輪套；2-4、復位簧；2-5、撥杆；2-6、旋轉阻尼器；2-7、旋轉阻尼器殼體；2-8、墊片；2-9、壓緊彈簧；2-10、絲槓；2-11、固定平臺；3-1、節水活門套筒；3-2、活塞杆；3-3、凸臺；3-4、密封活塞；4-1、活塞頂杆；4-2、彎管；4-3、蓄壓腔；4-4、鋼珠單向活門；4-5、進油口；4-6、節流孔；4-7、活塞；4-8、彈簧。
具體實施方式
現結合實施例、附圖對本發明作進一步描述：
參見圖1，傳動機構1用來傳遞開門的力並為整套裝置提供動力，該機構由繩索1-1和滑輪組1-2組成。繩索1-1固定於門上，推門時拉動繩索1-1，繞過固定在牆上的滑輪組1-2將力傳至計數裝置2的棘輪2-2，完成傳動工作；門自動復位時，繩索1-1放鬆，棘輪2-2會自動復位將繩索1-1拉緊。由於不同廁所的空間布局不同，採用繩索1-1和滑輪組1-2配合，較其他剛性傳動而言，更便於力的傳遞。
參見圖2，計數裝置2用來輸入人流量，並輸出動作，每輸出一次，便帶動節水活門3使其開度達到最大。其由棘輪2-2、撥杆2-5和旋轉阻尼器2-6組成，棘輪套2-3連著復位簧2-4，類似於捲尺，用來使棘輪2-2復位。棘輪2-2和撥杆2-5同軸，下方有旋轉阻尼器2-6。旋轉阻尼器2-6由殼體2-7、轉軸2-1、墊片2-8及壓緊彈簧2-9組成。旋轉阻尼器2-6的作用是在復位的過程中將轉軸2-1固定住，使棘輪2-2在復位簧2-4的作用下復位，而保持撥杆2-5不動。
每開一次門拉動繩索1-1，棘輪2-2帶動下方與其同軸的撥杆2-5轉動一定角度α，當累計轉動n次即推門n次時(每次開門的α可能不同，但α≥90°,因此n≤4)，撥杆2-5轉動360°，撥杆2-5碰到並撥動連杆6進而帶動節水活門3的活塞杆3-2，使節水活門3工作，完成了人流量的輸入；繩索1-1放鬆時，旋轉阻尼器2-6將轉軸2-1卡住，棘輪套2-3在復位簧2-4的作用下迴轉，拉緊繩索1-1，完成一次循環，並為下一次輸入做好準備。
據上所述，為適應不同地區人流量不同的情況，可改變撥杆2-5的數目來進行調節。例如，對於單撥杆，每開n＝4次門，會輸出一次大開度水流，即每開一次門，撥杆2-5轉動90°，適用於人流量較小的地區。而人流量較大時，n就應該調小一些，同時考慮到開一次門時，存在多人一同進來的情況，因此更需要減少n，即增加撥杆數目。n最小為1(即4個撥杆)，此時，門開一次就會輸出一次高水流量。
參見圖3，節水活門3主要用來調節水流量，由套筒3-1，活塞杆3-2等組成。套筒3-1上下有兩個開口與進水管8相連，內部裝有一個帶圓柱形凸臺3-3的活塞杆，凸臺3-3厚度略小於水管開口，為負重疊量，凸臺3-3兩端有密封活塞3-4。凸臺3-3用來減小水流開度，是主要的節水器件。活塞杆3-2左端與連杆6相連，連杆6與撥杆2-5間有費力槓桿5以放大撥杆2-5的動作。當撥杆2-5撥動連杆6時，連杆6逆時針轉動帶動活塞杆3-2向右移動，凸臺3-3移開，使水流開度增大。當沒有動作輸入的時候，連杆6在阻尼延時機構4作用下順時針轉動，使凸臺3-3慢慢關小開度，使水流減小。
關於活門重疊量的選擇:當活門為零或正重疊量，若幾個人上完廁所後還未進行衝水，活門已經回位，則會導致便池內排洩物滯留，直到再次有人進來。而活門為負重疊量時，在其最小開度下，水流不會被堵死。調節其負重疊量，使衝水器約30分鐘衝一次，這樣不僅可以節約用水，同時還解決了上述問題。根據經驗，便池乾燥的時候，粘附的汙垢容易揮發，氣味較大，因此以適當的間隔衝一次水，也有利於保持衛生。
阻尼延時機構4主要用來推動節水活門3復位，保證節水活門3右移的行程阻力非常小，而左移的回位行程非常緩慢，持續5分鐘左右，從而使人進廁所後的一段時間內一直保持較大的出水量。
據此設計出了這種阻尼延時機構4(參見圖4)，由活塞頂杆4-1、彎管4-2、鋼珠單向活門4-4、活塞4-7及彈簧4-8組成，蓄壓腔4-3內部填充液壓油。通過鋼珠單向活門4-4和節流孔4-6的配合，使活塞頂杆4-1右移行程能迅速完成而左移回位行程持續較長時間。通過調節活塞腔直徑和節流孔4-6面積之比可以調節回位行程的時間。在回位行程中，若仍有人推門，使計數裝置2輸出動作撥動連杆6，則凸臺3-3又被頂至最右端，重新開始回位行程。人流量較大時，計數裝置2頻繁輸出動作，凸臺3-3一直不會復位，因此保持了較大出水量。
進一步地，將阻尼延時機構4設計為彎管式，相對直筒式性能不變、且能更好地節省空間。
進一步地，提供一個具體實施例。例如水箱9存水體積125L，進水管8直徑60mm,所述凸臺3-3厚度40mm,未加裝本實用新型的水箱進水管8的流量Q1約為0.5L/s，通過計算可得：衝水時間間隔約為4min，每天耗水量為43.2m3；加裝本實用新型後，當節水活門3處於最小開度時，根據流量計算公式Q＝V·A(A為流通面積)可計算得：水箱進水流量Q2約為0.08L/s,衝水時間間隔約26min，每天耗水量為6.9m3。本實用新型正常工作時，衝水頻率及耗水量則位於上述兩種情況之間，既能達到節水的目的，又可以保持衛生。
連接關係：繩索1-1一端固定於門上，另一端繞過固定在牆上的滑輪組1-2與計數裝置2相連。所述計數裝置2由棘輪2-2、撥杆2-5和旋轉阻尼器2-6組成，棘輪2-2和其下方的撥杆2-5同軸，所述旋轉阻尼器2-6安裝於軸2-1底端與固定平臺2-11之間。所述撥杆2-5與節水活門3之間通過槓桿5連接，節水活門的套筒3-1上下有兩個開口與水箱9的進水管8固接，內部裝有一個帶圓柱形凸臺3-3的活塞杆3-2，活塞杆3-2左端與連杆6下端以及槓桿5下端相連，共用一個活動銷釘7。連杆6上端與所述阻尼延時機構4中的活塞頂杆4-1相連，阻尼延時機構4的蓄壓腔4-3內部填充液壓油。所述計數裝置2、阻尼延時機構4以及槓桿5、連杆6的支點均固接於壁面10。本實用新型所提供的裝置對廁所的衝水實現自動化節水，通過純機械機構感知人流量大小，根據人流量的大小來及時調整衝水頻率，達到節水的目的。同時，通過更換低成本控制器件，可適應不同地區人流量密度不同的情況，適應性較好。