智能節水馬桶及智能衝廁控制方法
2023-04-24 18:25:26 2
專利名稱：智能節水馬桶及智能衝廁控制方法
技術領域：
本發明屬於衛浴領域，確切的說是一種馬桶，尤其涉及馬桶水箱結構及智能衝 廁控制方法。
背景技術：
目前公知的坐式馬桶均採用水箱蓄水，水箱內設一槓桿機構，其一端與控制閥 門連接，另一端與橡膠排水閥門連接。控制閥門可為機械按鍵也可為電動按鈕，機 械按鍵方式是通過人為施力提起槓桿，電動按鈕是通過啟動電動機帶動槓桿運行。 如廁時，人為操作控制閥門(手動或電動)利用機械槓桿提起排水閥門進行衝廁， 並可通過控制提起排水閥門的高低來實現大小水衝廁；衝廁後浮球下沉，進水閥打 開進水，浮球上浮，當浮球上浮達到設計水位時，通過機構關閉進水閥。其存在的問 題表現在 一、由於採用機械傳動機構，機械磨損，易出現控制失靈現象，導致漏 水；二、機械傳動機構直接與排水閥門及進水閥，浮球等連接，由於水垢的茲生及 長期的拉伸和壓縮變形\老化\磨損，'同樣導致漏水；三、人為操作的隨意性大，衝 廁不淨或過量衝水或不衝廁，衝廁不淨或不衝廁則不衛生，而過量衝水則造成水資 源浪費；四、衝水過程中水位下降，進水閥已經開啟，衝水量不易控制；五、浮球 控制機構佔用空間大；六、馬桶處於待用狀態時，其水箱內一直注滿水造成馬桶漏 水的根源，七、現有馬桶排水閥門缺乏通用性，無法滿足不同高度的水箱。
另外，現有馬桶無法根據使用情況自動確定衝洗時間長短(即水量)。 02135127.9 "智能座便器"發明專利，該專利公開了紅外傳感器和衝洗控制電路、 衝水時間控制電路，但沒公開如何實現衝洗控制和時間控制，即只提供了一個設想 卻沒有提供實現手段。
發明內容
本發明旨在針對現有馬桶衝水結構存在的上述缺陷，提供一種智能節水馬桶和 智能衝廁控制方法，克服現有馬桶漏水、人為操作隨意性大、不能自動控制衝水時 間和衝水量的問題，採用本發明不僅能徹底解決馬桶漏水現象，而且還能實現按需 要水量自動衝廁，並能使馬桶在未使用狀態時保持水箱無積水狀態。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是
智能節水馬桶，包括水箱和水箱內的進水管、排水閥門、排水口，其特徵在於 進水管經三通分別連接注水管和壓力管；壓力管與排水閥門之間設置有開閉排水閥 門的液壓缸；注水管和壓力管上分別設有注水電動閥和排水電動閥，並與紅外控制 器電連接。
4所述液壓缸包括一個缸內設置有活塞的缸體和位於缸體下部的閥座，缸體內的 活塞與一連杆緊固，連杆下端穿過缸體底部與排水口處的排水閥門連接，排水閥門 與缸體底部之間設置有彈簧；活塞外圍嵌有密封圈套與缸體底部之間形成密封液壓 腔，液壓腔與壓力管連通；閥座周邊漏空，閥座內腔與水箱連通，其底部緊固在水 箱排水口上。
所述紅外控制器包括紅外傳感器、單片機、電源、輸出控制電路，紅外傳感器 經信號輸入電路與單片機連接，單片機與輸出控制電路電連接發送指令給輸出控制 電路；注水電動閥和排水電動閥與輸出控制電路連接，執行單片機指令。
本發明設有水位控制機構，包括伸入水箱中的兩根裸導線，其中一根與水位最 髙位置匹配；兩裸導線的另一端經信號輸入電路與單片機連接。
所述缸體的液壓腔外壁設置有卸壓孔，卸壓孔處設置有流量控制旋鈕。
所述連杆下端穿過缸體底部與排水口處的排水閾門連接，下部外壁設置有卸流 槽，在彈簧收縮到預定最高位置時，卸流槽正好位於液壓腔與閥座之間，使液壓腔 內的高壓水與閥座內低壓水連通。
所述的水箱內設置有溢流機構，包括溢流管和中空連杆，溢流管呈倒置U型軟 管，連杆為空心管，溢流管一端與空心連杆上端連通，頂部位置與水箱最高水位相 匹配。
一種智能衝廁控制方法，進水管上經三通分別連接用於向水箱注水的注水管和 向液壓缸施水壓的壓力管，注水管和壓力管上分別設置注水電動閥和排水電動閥， 水箱內還設置水位控制機構；電動閥以及水位控制機構分別經輸出控制電路和信號 輸入電路與紅外控制器電連接，紅外控制器包括紅外傳感器、單片機，其特徵在於
注水控制紅外傳感器將感應到來人信號輸入給單片機，單片機向輸出控制電 路發出注水指令，輸出控制電路打開注水電動閥，向水箱注水；水位到達預定高度 時，水位控制機構將迴路連通的電信號輸入給單片機，單片機向輸出控制電路發出 關閉注水電動閥指令，輸出控制電路關閉注水電動閥；
排水控制當使用結束後，紅外傳感器將感應到人離開信號輸入給單片機，單 片機向輸出控制電路發出打開排水電動閥指令，輸出控制電路打開排水電動閥，單 片機並根據紅外感應時間長短控制排水電動閥開啟時間，向液壓缸內灌水施壓，活 塞向上運動通過連杆提起排水闊門向外排水衝廁，感應時間越長排水電動閥開啟時 間越長，液壓缸內灌水越多，排水閥門提起越高，排水量越大，反之亦然，排水衝 廁後排水電動閥關閉；
復原控制排水電動閥關閉後，在彈簧作用下液壓缸內水壓隨卸壓孔緩慢卸出， 彈簧回位，排水閥門封閉排水口，調整流量控制旋鈕可調節液壓缸內水壓卸壓速度， 達到控制復位時間長短。
本發明智能衝廁控制方法還包括誤觸控制當紅外傳感器感應時間短於最小擋 位時感應到人體離去，則發出誤觸信號給單片機，單片機判別後不發出注水電動閥
5啟動電信號。
本發明的有益效果表現在
一、 多重措施保證節水
1、 使用前，由於箱內處於無水狀態，從根本上杜絕了現有馬桶排水閥門漏水的 現象；
2、 衝廁時，根據使用時間長短判別使用方式為小便或大便，並籍此控制排水電 動閥的開啟大小和時間長短，排出適當的水量進行衝廁，由此減少了不必要的浪費;
3、 由於採用水壓方式的液壓缸機構，不會出現機械傳動存在的機械磨損大，易 出現控制失靈等問題，避免由此導致漏水；
4、 由於採用水壓方式的液壓缸機構，排水閥門不會長期承受拉伸和壓縮，不易 變形和老化，杜絕由於變形導致漏水；
二、 由於採用紅外感應智能控制，可自動進行衝水、排水、注水操作，不因人 為操作的隨意性造成衝廁不淨或過量衝水或不衝廁，使馬桶更衛生，並節約水資源:
三、 衝水過程中注水電動閥不會開啟，衝水量易得到控制；
四、 不設置浮杯或浮球，更節約佔用空間，並減少機械故障。
五、 水箱內設置有與空心連杆上端連通的倒置U型溢流軟管通過調整倒置U 型溢流軟管頂部位置的高度,可與任意最高水位的水箱相匹配。
圖1為本發明結構示意圖
圖2為本發明電路結構框圖
圖中標記-
水箱l、進水管2、排水閥門3、排水口4、三通5、注水管6、壓力管7、注水電動 閥8、排水電動閥9、紅外傳感器IO、活塞ll、缸體12、閥座13、缸蓋14、缸底 15、單片機16、連杆17、彈簧18、液壓腔19、卸壓孔20、流量控制旋鈕21、卸流 槽22、裸導線23、溢流管24，輸出控制電路25,電源26，螺帽27，密封墊28。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步展幵說明。參見圖1至圖3: 實施例l
智能節水馬桶，包括水箱l和水箱l內的進水管2、排水閥門3、排水口4，進 水管2上經三通5連接注水管6和壓力管7;壓力管7與排水閥門3之間設置有開 閉排水閥門3的液壓缸。三通5的目的在於使進水管2的水能進入注水管6和排水 管，達到此目的的其他結構/機構均可等同適用。注水管6和壓力管7上分別設有注 水電動閥8和排水電動閥9，並與紅外控制器電連接。
紅外控制器包括紅外傳感器10、單片機16、電源26、輸出控制電路25,紅外 傳感器經信號輸入電路與單片機16連接，單片機16與輸出控制電路電連接發送指 令給輸出控制電路；注水電動閥和排水電動閥與輸出控制電路連接，執行單片機16指令；水位控制裸線經信號輸入電路與單片機16連接輸入水位控制信號。
所述紅外控制器可為其他方式的感應控制器。上述電動閥作用在於執行由單片 機16處理後輸出到輸出控制電路的指令，對注水管6和排水管進行開閉控制，因此
亦可採用電磁閥達到同樣的目的。而單片機亦可採用其他處理器替代。
實施例2
本發明智能節水馬桶所述液壓缸包括一個其內設置有活塞11的缸體12和位於 缸體12下部排水口 4處的閥座13，閥座13安裝在水箱1排水口 4處。缸體12上 端設有缸蓋14，下端設有缸底15。活塞11與一連杆17連接，連杆17向下穿過缸 底15與排水口 4處的排水閥門3連接，排水閥門3與缸底15之間設置有彈簧18; 活塞外圍嵌有密封圈套與缸體底15之間形成密封液壓腔19，閥座13周邊漏空。閥 座13上端與缸體12銜接，所述的閥座包括一個上部周邊漏空，下端有外螺紋中空 的座體，和一個與座體下部外嫘紋吻合的螺帽27及一個密封墊28組成，閥座通過 嫘帽及一個密封墊緊固在水箱底面排水口上。閥座周邊漏空便於使閥座13內腔與水 箱1連通。 實施例3
本發明智能節水馬桶，為了使衝水後排水閥門3及活塞11返回原位，在缸體 12液壓腔19外壁設置卸壓孔20,液壓腔19內的水由卸壓孔20流到缸體12外部， 在彈簧18伸長力的作用下，排水閥門3重新封閉排水口4，卸壓孔20處設置有流 量控制旋鈕21以控制卸壓速度。 實施例4
本發明智能節水馬桶，所述連杆17下部外壁設置有卸流槽22，在彈簧18收縮 到預定最高位置處時卸流槽22正好位於缸體12底部處即缸體12與閥座13交界處， 液壓腔19內的水部分從卸流槽22流向閥座13內，以穩定液壓腔19壓力，使其無 法超過設定高度極限。 實施例5
本發明智能節水馬桶，所述的水位控制機構包括兩根伸入水箱1中的裸導線23， 其中至少一根與水位最高位置匹配；兩裸導線23的另一端連結在控制電路中，並經 信號輸入電路與單片機16連接。此方式儘可能的減少了水箱1佔用面積，以替代浮 球或浮杯注水量控制機構，並彌補了機械傳動方式存在的諸如易損壞、易失靈等缺 陷。
實施例6
本發明智能節水馬桶，所述液壓缸設置有溢流機構，包括溢流管24和連杆17， 溢流管24呈倒置U型軟管，連杆17為空心管，連杆17上端穿過缸蓋14與溢流管 24—端連接，下端與排水閥門3中孔及排水口4連通；溢流管24另一端則與其他 管件固定在一起。溢流管24頂部位置的高低與水箱1最高水位相匹配。
與水位控制機構相比，溢流機構為注水最高水位限位，而水位控制機構為注水最低水位限位。當水位控制機構失靈時可通過溢流機構保證水箱1不至漫溢。 實施例7
一種智能衝廁控制方法，採用上述實施例1至實施例5之智能節水馬桶結構， 即在上述實施例1至實施例5的基礎之上實現。具體控制方法如以下實施例。 實施例8
注水控制紅外傳感器10將感應到來人信號輸入給單片機16，單片機16向輸 出控制電路發出注水指令，輸出控制電路打開注水電動閥8，向水箱注水；水位到
達預定高度即水淹至水箱1上部裸導線23時，水位控制機構將迴路連通的電信號輸 入給單片機16,單片機16向輸出控制電路發出關閉注水電動閥指令，輸出控制電 路發出控制信號給注水電動閥8使其關閉。
如果水位控制機構失靈,水箱1內水位繼續上升，當淹沒U型溢流管24頂部時， 在連通器原理作用下，水便從溢流管24進入經空心連杆17流向排水口 4。 實施例9
排水控制當使用結束後，紅外傳感器10將感應到人離開信號輸入給單片機 16，單片機16向輸出控制電路發出打開排水電動閥指令，輸出控制電路打開排水電 動閥9，單片機16並根據紅外感應時間長短控制排水電動閥開啟時間，向液壓缸內 灌水施壓，推動活塞ll向上運動。活塞向上運動通過連杆提起排水閥門，此時閥座 13外側的水便從閥座13的漏空處湧向排水口 4處向外排水衝廁，感應時間越長排 水電動閥開啟時間越長，排水量越大，反之亦然，排水衝廁後排水電動閥關閉，活 塞11不再上升。當液壓腔19注水達到極限值即彈簧18壓縮到設定極限值時，連杆 17上的卸壓槽22正好處於液壓腔19與閥座13之間，便將液壓腔19與外界連通， 對液壓腔19進行卸壓。 實施例10
復原控制排水電動閥9關閉後，活塞ii停止上升，在.^EIg:.彈簧i8作用下
液壓艙19內的高壓水隨卸壓孔20卸出，彈簧18回位，排水閥門3重新封閉排水口 4,調整流量控制旋鈕可調節復位時間長短。
本發明智能衝廁控制方法還包括誤觸控制當紅外傳感器感應時間短於最小擋 位時感應到人體離去，則發出誤觸信號給單片機16，單片機16判別後不發出排水 電動閥9啟動電信號。
權利要求
1、智能節水馬桶，包括水箱(1)和水箱(1)內的進水管(2)、排水閥門(3)、排水口(4)，其特徵在於進水管(2)經三通(5)連接注水管(6)和壓力管(7)；壓力管(7)與排水閥門(3)之間設置有開閉排水閥門(3)的液壓缸；注水管(6)和壓力管(7)上分別設有注水電動閥(8)和排水電動閥(9)，並與紅外控制器電連接。
2、 根據權利要求1所述的智能節水馬桶，其特徵在於所述液壓缸包括一個其 內設置有活塞(11)的缸體(12)和位於缸體(12)下部排水口 (4)處的閥座(13), 缸體(12)內的活塞(11)與一連杆(17)連接，連杆(17)向下穿過缸底(15) 與排水口 (4)處的排水閥門(3)連接，排水閥門(,3)與缸底(15)之間設置有彈 簧(18);活塞(11)與缸體(12)底部之間的液年腔(19)與壓力管(7)連通； 閥座(13)周邊漏空，閥座(13)內腔與水箱(1)連通，其底部緊固在水箱排水口(4)上。 ，
3、 根據權利要求l所述的智能節水馬桶，其特徵在於所述紅外控制器包括紅 外傳感器(10)、單片機(16)、電源、輸出控制電路，紅外傳感器經信號輸入電 路與單片機(16)連接，單片機(16)與輸出控制電路電連接，並發送指令給輸出 控制電路；注水電動閥(8)和排水電動閥(9)與輸出控制電路連接，執行單片機(16)指令；水位控制裸線經信號輸入電路與單片機(16)連接。
4、 根據權利要求3所述的智能節水馬桶，其特徵在於還設有水位控制機構， 包括兩根伸入水箱中的裸導線(23)，其中至少一根與水位最高位置匹配；兩裸導 線(23)的另一端兩經信號輸入電路與單片機(16)連接。
5、 根據權利要求1或2所述的智能節水馬桶，其特徵在於所述缸體(12)在 液壓腔(19)外壁設置有卸壓孔(20)，卸壓孔(20)處設置有流量控制旋鈕(21)。
6、 根據權利要求1或2所述的智能節水馬桶，其特徵在於所述連杆(17)下 部外壁設置有卸流槽(22)，在彈簧(18)收縮到預定最高位置處時，卸流槽(22) 正好位於液壓腔(19)與閥座(13)交界處。
7、 根據權利要求l、 2或3所述的智能節水馬桶，其特徵在於所述水箱(1) 設置有溢流機構，包括溢流管(24)和連杆(17),溢流管(24)呈倒置U型軟管， 連杆(17)為空心管，溢流管(24)—端與空心連杆(17)上端連接；溢流管(24) 頂部位置的高低與水箱(1)最高水位相匹配。
8、 一種智能衝廁控制方法，進水管(2)上連接用於向水箱(1)注水的注水管 (6)和向液壓缸施水壓的壓力管(7),注水管(6)和壓力管(7)上分別設置注水電動閥(8)和排水電動閥(9),水箱(1)內還設置水位控制機構；電動閥以及水位控制機構分別經輸出控制電路和信號輸入電路與紅外控制器電連接，紅外控制 器包括紅外傳感器、單片機(16),其特徵在於注水控制紅外傳感器(10)將感應到的來人信號輸入給單片機(16),單片機(16)向輸出控制電路發出注水指令，輸出控制電路打開注水電動閥(8)，向水 箱注水；水位到達預定高度時，水位控制機構將迴路連通的電信號輸入給單片機 (16)，單片機(16)向輸出控制電路發出關閉注水電動閥指令，輸出控制電路關 閉注水電動閥(8);排水控制當使用結束後，紅外傳感器將感應到的人離開信號輸入給單片機 (16)，單片機(16)向輸出控制電路發出打開排水電動閥(9)指令，輸出控制電 路打開排水電動閥(9),單片機(16)並根據紅外感應時間長短控制排水電動閥開 啟時間，向液壓缸內灌水施壓，活塞向上運動通過連杆提起排水閥門向外排水衝廁， 感應時間越長排水電動閥(9)開啟時間越長，排水量越大，反之亦然，排水衝廁後 排水電動閥關閉；復原控制排水電動閥(9)關閉後，在彈簧(18)作用下液壓缸內水壓隨卸壓 孔(20)緩慢卸出，彈簧(18)回位，排水閥門(3)封閉排水口 (4),調整流量 控制旋鈕可調節液壓缸內水壓卸壓速度，達到控制復位時間長短。
9、根據權利要求8所述的—種智能衝廁控制方法，其特徵在於還包括誤觸控 制當紅外傳感器感應時間短於最小擋位時感應到人體離去，則發出誤觸信號給單 片機(i6)，單片機(16)判別後不發出排水電動閥(9)啟動電信號。
全文摘要
本發明公開了一種智能節水馬桶和智能衝廁控制方法，以克服現有馬桶漏水、人為操作隨意性大、不能自動控制衝水時間和衝水量的問題。該智能節水馬桶包括水箱和水箱內的進水管、排水閥門、排水口，進水管上經三通連接注水管和壓力管，壓力管與排水閥門之間設置有開閉排水閥門的液壓缸，注水管和壓力管上分別設有注水電動閥和排水電動閥，並經信號輸入輸電路、出控制電路與紅外傳感器電連接。採用本發明不僅能徹底解決馬桶漏水現象，而且還能實現按需要水量自動衝廁，並能使馬桶在未使用時保持水箱無積水狀態。
文檔編號E03D1/30GK101289874SQ200710048868
公開日2008年10月22日 申請日期2007年4月17日 優先權日2007年4月17日
發明者趙丕君 申請人:趙丕君