專利名稱:住宅二次用水及其設(shè)備的制作方法
本發(fā)明涉及室內(nèi)給排水工程，特別是一套能回收水進(jìn)行便器沖洗的衛(wèi)生設(shè)備。主要用于民房住宅。
現(xiàn)行的便器是用清潔的自來水沖洗的，普遍存在用水量大，噪聲大，對(duì)大便的破碎攪散作用不強(qiáng);手動(dòng)閥門沖洗易導(dǎo)致回流污染;坐便器虹吸管易堵塞，使用時(shí)易濺水。近年來用水量大增，供水量不足，雖有真空抽吸式大便器，沖洗設(shè)備光電自動(dòng)控制等節(jié)水方法，但使用、維修成本過高，仍不能解決問題。
本發(fā)明的目的是將涮衣、洗生菜、洗臉等微污水回收來沖洗便器，使占生活用水1/3左右的水無本選擇回收再用，大量的節(jié)約淡水資源和動(dòng)力能源，減少排污量。
本發(fā)明的任務(wù)主要是由自善型水箱和螺殼型大便器完成的。本自善型水箱能自行回收洗臉盆、洗滌池等高位用水盆的水，當(dāng)箱內(nèi)水位高于或低于額定水位時(shí)，沖洗閥能自動(dòng)開啟或關(guān)閉，使水箱保持額定存水量，人可通過提升環(huán)給定沖洗閥工作狀態(tài)。水箱還能對(duì)污水池、拖布盆等供水。本螺殼型大便器是仿螺道原理工作的，能在200～400(未注單位均為mm，下同)低水柱情況下被沖洗干凈，且不易堵塞，不濺水，不粘底，噪音小;也能用于兩米以下的高水柱。
本發(fā)明能使給水當(dāng)量和峰值減少1/3到1/2，相當(dāng)于使現(xiàn)有的城市給排水管道提高30%左右的負(fù)載能力，水廠的負(fù)載能力相當(dāng)于提高40%左右?？蓞⒁妵铱莆⒔ㄎ?974年修訂頒布的《居住區(qū)生活用水量標(biāo)準(zhǔn)》;未包括工業(yè)用水。
以下結(jié)合本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及工作原理
圖1是本發(fā)明的自善型水箱結(jié)構(gòu)圖Φ65±5的進(jìn)水孔(O)孔心高于箱底面70，通氣兼安全溢水孔(1)，箱體內(nèi)臺(tái)階(2)，左半無臺(tái)階，(3)、(4)依次是右箱蓋、左箱蓋;(3)與(2)配合能方便的掀起、蓋上，便于倒水和清洗;左箱體嵌在(4)內(nèi)，為靜配合;(4)比(3)厚5～10。(5)、(6)依次是方軸孔。圓軸孔，方孔內(nèi)切圓直徑最好比圓孔大5～10。(7)、(8)、(9)、(10)、(11)(12)依次是提升環(huán)、提升繩、定向環(huán)、轉(zhuǎn)向環(huán)、保持環(huán)、腳踏環(huán)。(9)使拉力作用在軸線上，(11)使拉力保持;繩和腳踏環(huán)都盡量輕，不影響沖洗閥自由落下和轉(zhuǎn)動(dòng);明裝時(shí)最好直接用手拉提升環(huán)(7);(12)最好用薄扁鋼絲。(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)依次是閥門軸上軸，上軸四棱臺(tái)(圖示為未剖形狀)。上密封圈、浮球、下密封圈、墊片、浮球緊固螺母。(13)穿過(16);(16)為蔥頭型空心橢球體。最大截面直徑最好為100～120;(14)和(19)、(15)和(17)及(18)將(16)緊固并密封，圖示為拆開狀態(tài)。
(20)、(21)、(22)、(23)、(24)依次是支臂軸、支臂套、支臂臺(tái)(未畫剖面線)、密封墊片、支臂緊固螺母。(21)與(25)為動(dòng)配合，最好能使(25)有2～4的擺動(dòng)量，便于沖洗閥自動(dòng)對(duì)中;(22)與(24)夾持(23)密封并固定(20);(22)還起平衡力矩的作用，增減(23)能調(diào)節(jié)(21)與閥座密封錐面及環(huán)帶的同心度，最好調(diào)整到不同心度小于1。
圖2為圖1“I”的移出放大剖面圖。(25)、(26)、(27)、(28)、(29)、(30)依次為閥門軸下軸，閥門上螺母、上剛性墊圈、閥頭、下剛性墊圈，閥門下螺母。(26)、(30)及(27)、(29)保持和調(diào)節(jié)閥頭形狀和在軸上的位置。(25)為Φ6～12，且比(13)的直徑小5～10閥門軸最好用有彈性但不翹曲的塑料或不銹鋼材料。(28)最好用耐蝕略有彈性的橡膠材料。其錐角最好為40°±10°;緊固后的閥頭與軸為緊密配合。
(31)為閥座密封填料或密封圈(33)、(34)依次為閥座錐面和密封環(huán)帶即錐面下口。(33)光滑平順堅(jiān)硬不腐蝕，最好用陶瓷或搪瓷材料，其錐角最好為90°～120°，其高為7～10。(34)的直徑最好為30～50;(28)小頭直徑比(34)最好小5～10;出水孔(32)比(34)直徑大10～30，即有一個(gè)5～15寬的消阻環(huán)隙。
水箱外形長寬高依次為500、220、300或800、250、400。箱內(nèi)額定水位高最好為240～260或350。閥門軸線距水箱中線最好等于水箱長度的1/5。除剛性墊圈(27)和(29)外，水箱各部件最好用塑料、橡膠材料。用陶瓷或搪瓷做水箱則不另安閥座。
當(dāng)箱內(nèi)進(jìn)水超過額定水位后，浮球(16)帶動(dòng)閥門總成向上開啟，全開后四棱臺(tái)(14)插進(jìn)箱蓋方孔(5)內(nèi)，總成不轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)沖洗大便器;當(dāng)水位低于額定水位后，閥門總成靠自重下落。(14)脫離(5)，在渦流作用下，上軸(13)能在箱蓋圓孔(6)內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，若密封錐面上卡有小雜屑，總成便會(huì)不停的轉(zhuǎn)動(dòng)并跳動(dòng)，直至閥頭(28)將雜屑清掉完全密封而靜止。重力和水流的慣性使(28)自緊密封，自行對(duì)中;(28)磨損后，閥門軸能憑重力自動(dòng)下降補(bǔ)償;(32)的消阻環(huán)隙使磨損后的閥頭不受夾持，并有減小水流阻力使雜屑不易在錐面停駐的作用。因此，本發(fā)明水箱具有自我調(diào)節(jié)，自我完善的特征。
圖3是本發(fā)明螺殼型蹲便器的俯視圖，圖4是其A-A剖面圖，圖5是其B-B剖面圖。蹲便器外形長530，寬240，高180+40用陶瓷或搪瓷材料。(35)是Φ50的進(jìn)水孔，存水洼(36)長125與進(jìn)水內(nèi)端面水平距離50，距頂面110，存水洼最大寬度處(38)寬80，存水深10。四個(gè)重要的淋洗孔(37)配置在逼水弧兩側(cè)。淋洗孔有16～29個(gè)，內(nèi)螺線(39)，假想過渡輪廓線(40)，外螺線(41)，兩個(gè)小便沖洗孔(42)孔心相距30，軸線夾角90°，環(huán)形水槽(43)截面積4～5cm2，截面最好為月形，其作用是使水槽上各處水壓均衡，兩頭的四個(gè)小孔出水量略大，排泄孔(44)的上平面到頂面高180，孔心距(36)近點(diǎn)的水平距150，偏心距20～60，最好為30，孔徑70～100，最好為80。
本蹲便器相當(dāng)于腰切螺螄殼。將上部沿A-A線移開一段距離而成，其螺道特點(diǎn)是前段內(nèi)螺線比外螺線高，內(nèi)螺線為逼水弧，外螺線為導(dǎo)水弧;參見圖4，兩條螺線過渡到等高后進(jìn)一步過渡到內(nèi)螺線比外螺線低，后段外螺線為逼水弧，內(nèi)螺線為導(dǎo)水弧，內(nèi)外螺線在高度上象以斜面為橫軸的正弦和余弦線，并在半周期后過渡到漸近線(可參看圖7)。
當(dāng)水從(35)進(jìn)入蹲便器，主沖洗帽沖出的水及環(huán)形水槽上小淋洗孔的水匯成一股較強(qiáng)水流，這股水流首先受到(39)的逼水弧段的作用，形成反沖渦流;當(dāng)大便擋在水洼向螺道的通路上時(shí)，水泄不暢，水位快速抬升，浮力和渦流切攪力不斷增強(qiáng)，直至大便被攪起漂移，以抬高的水頭沿外螺線(41)加速?zèng)_下;環(huán)形水槽上的淋洗孔沿途補(bǔ)償這種作用。(41)的后段過渡成逼水弧段，大便紛紛在(41)上被撞碎和攪散，均勻切入排泄孔(44)，形成良好的空氣芯水膜旋流運(yùn)動(dòng)。(44)插入Φ100的存水彎承插頭中，孔徑擴(kuò)大，進(jìn)一步加強(qiáng)氣水混合作用。因而本發(fā)明的螺殼型大便器的浮運(yùn)能力和攪散能力強(qiáng)，能適應(yīng)略高于便器進(jìn)水孔的低水柱工況，螺道和排泄孔的簡單構(gòu)造能同時(shí)具有塞克斯蒂阿旋流接頭和蘇維脫氣水混合器的功能。
圖6是本發(fā)明的螺殼型坐便器的俯視圖，圖7是其C-C剖面局部及以(55)、(46)、(49)為起點(diǎn)的螺線的展開對(duì)照圖。坐便器外形長、寬、高和現(xiàn)行系列一致，圖示為440、350、360型的，對(duì)照圖6、圖7，主沖洗孔(45)在環(huán)形水槽的匯合中點(diǎn)，水槽月形截面積6～9cm2，主螺線起點(diǎn)(46)，外螺線終止點(diǎn)(47)，輔螺線距C-C線水平距離最遠(yuǎn)的60～70的點(diǎn)(48)，輔螺線起點(diǎn)(49)，主螺線終止點(diǎn)(50)，輔螺線終止點(diǎn)(51)，四個(gè)重要的淋洗孔(54)，外螺線起點(diǎn)(55)，Φ80的排泄孔(56)下有段直徑擴(kuò)大30～40，長100的過渡管，孔到頂高240，孔心到中心點(diǎn)水平距離最好為60，孔心偏長軸最好為30(46)，(55)兩點(diǎn)距孔面高150，與C-C線水平距最好為100。圖6左邊是進(jìn)水口，其上平面有裝蓋板的兩個(gè)螺孔。外、主、輔三螺線(53)點(diǎn)處高依次最好為785437，(52)點(diǎn)處高依次最好為382512.5;(50)點(diǎn)處高依次是2412.55～0(輔螺線為(51)點(diǎn))。
主、外螺線構(gòu)成主螺道，主輔螺線構(gòu)成輔螺道。本坐便器和蹲便器原理相通，每條螺線均有逼水段和導(dǎo)水段，可相互參考。坐便器相當(dāng)于由多頭對(duì)數(shù)螺線構(gòu)成復(fù)合螺道，更螺螄化;攪散力更強(qiáng);其主螺道對(duì)輔螺道有淋浴作用。本坐便器落便在螺道上，很易沖碎，多頭螺線更易形成空氣芯水膜旋流運(yùn)動(dòng)。排泄孔下孔徑擴(kuò)大，加延渦流攪散作用，又便于虹吸終了時(shí)氣水混合，減少抽吸聲。Φ80的虹吸管從(50)、(47)弧下順渦流呈螺道吸引，與過渡管是以橫軸90，縱軸80的橢圓截面過渡的，虹吸管最好盤旋到主螺線(53)點(diǎn)之下排離坐便器;吸虹上升最大高度在長軸上，高度略大于主螺線(53)點(diǎn)之高，使水能漫過(53)點(diǎn)。
坐便器也可改變使用方向，和蹲式一樣設(shè)存水洼，由正余弦螺線構(gòu)成螺道。這時(shí)，沖洗作用強(qiáng)，能不依賴吸虹吸引而沖凈大便，并能坐、蹲兩用。
安裝聯(lián)接以樓平面為基準(zhǔn)面，高位洗滌盆、池的底部高一般為500～700。本發(fā)明裝好后的坐便器上平面不高于樓平面;蹲便器安裝后的上平面最好比樓平面低200～400，用現(xiàn)澆或預(yù)留安裝穴的方法安裝并填料密封。本發(fā)明自善型水箱安裝后的底部高于樓平面即可，最好為100～150高。污水盆、池就近設(shè)在水箱下附近。水箱進(jìn)水管上裝一個(gè)三通閥，選擇水箱、洗滌盆、旁通水路的通斷工況。旁通水路接一小段能承插洗衣機(jī)排水管的膠管，最好用塑料波形管;能將水箱存水引到污水盆或把洗衣機(jī)涮衣水輸往水箱。洗滌盆水可經(jīng)三通閥通水箱，或通污水盆，從污水盆排水管排走。三通閥閥芯T形孔直徑最好為30～50，當(dāng)洗滌盆距水箱較遠(yuǎn)(2m以上)時(shí)，最好設(shè)兩條排水管，備兩個(gè)水塞。一條和傳統(tǒng)的一樣直接將臟水排掉，一條水管(設(shè)濾柵)通水箱，根據(jù)水用后的情況，開啟水塞，選擇排水通路。這時(shí)則不必裝三通閥，最好改用直通開關(guān)控制了。此辦法多了一條排水管，但比傳統(tǒng)方式少水箱給水管，管路總長仍趨減少，水箱回收進(jìn)水管最好采用相應(yīng)的塑料管。水箱沖洗管最好采用鑄鐵變徑彎管或鍍鋅鋼管，大頭與水箱出水孔或閥座承插連接或螺紋連接并固定;小頭插入大便器內(nèi)，這樣能使沖洗力加強(qiáng)。本發(fā)明加強(qiáng)了對(duì)小便的沖洗作用和對(duì)大便的破碎攪散作用，加上水箱的自動(dòng)沖洗作用，蹲便器下不必接一段跌落直管，可直接插入存水彎少占空間，減小沖洗噪音。
權(quán)利要求
1.一個(gè)由高位洗滌盆(池)、中位自善型水箱和低位螺殼型大便器及附設(shè)污水盆(池)組成的三級(jí)立體結(jié)構(gòu)的室內(nèi)無本選擇回收二次用水系統(tǒng)，其特征是a、回收自家的水，b、便器的沖洗用水來自回收水箱。
2.按權(quán)利要求
1所述的自善型水箱既是回收設(shè)備，又是存水設(shè)備和自動(dòng)沖洗設(shè)備，其特征是a、沖洗閥閥座錐面(33)錐角為90°～120°，閥頭(28)錐角比閥座小60°±30°，b、閥座出水口(32)比閥座密封錐面下口(34)大，有5～15mm的環(huán)隙，c、蔥頭型浮球(16)浮到使閥門全開后，閥軸上的四棱臺(tái)(14)自行插入箱蓋方孔(5)內(nèi)，軸不轉(zhuǎn)，且當(dāng)浮球下落關(guān)閉閥門時(shí)，閥軸(13)能在箱蓋圓孔(6)內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，d、四棱臺(tái)(14)還與上密封圈(15)，下密封圈(17)及墊片(18)、緊固螺母(19)一起緊固并密封浮球(16)，e、閥軸(25)能在支臂套(21)內(nèi)擺動(dòng)2～4mm自動(dòng)對(duì)中，且有支臂臺(tái)(22)平衡力矩，f、箱體嵌在箱蓋(4)中為靜配合，另一半箱蓋(3)擱在箱體臺(tái)階(2)上，g、殼體上側(cè)有通氣兼安全溢水孔(1)，
3.按權(quán)利要求
2所述的水箱進(jìn)水管上裝有三通閥或直通開關(guān)，其特征是a、能把洗滌盆(池)的水通往水箱或放入污水盆(池)排掉，b、能把水箱存水引到污水盆(池)，c、能把洗衣機(jī)的排水通往水箱，d、三通閥能斷開其中任何一條通路，而使另兩條相通，且能同時(shí)接通洗滌盆、水箱、污水盆三條通路，e、或分別由直通開關(guān)控制洗滌盆、排水管、水箱、污水盆之間的兩兩通斷情況。
4.按權(quán)力要求1所述的螺殼型大便器，有蹲便式、坐便式和蹲坐兩用式，其特征是a、便器內(nèi)有由交替為逼水弧段和導(dǎo)水弧段所構(gòu)成的螺道，b、排泄孔偏離中線20～60mm，孔徑為70～100mm，且孔下半徑變大，有20～40mm寬的環(huán)隙，c、環(huán)形水槽(43)截面為月形，且淋洗孔的布置有利于加強(qiáng)螺道作用，d、坐便器虹吸管順渦流呈螺道吸引。
專利摘要
本發(fā)明提供了一套室內(nèi)無本選擇回收二次用水設(shè)備及其安裝使用方法，適用于有二次用水條件的民用建筑，特別是住宅。它是由高位洗滌盆、中位自善水箱和低位污水盆、螺便器等構(gòu)成的三級(jí)立體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。其自善水箱能同時(shí)起回收箱、存水箱、供水箱及沖洗箱的作用；其螺便器能適應(yīng)低水柱工況。自善水箱和螺便器有自我完善的特征。
文檔編號(hào)E03B1/00GK86102629SQ86102629
公開日1987年2月11日 申請日期1986年4月18日
發(fā)明者朱成寬 申請人:朱成寬導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan