专利名称：蓄能增压冲洗装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蓄能增压的冲洗装置，尤其可作为卫生洁具的蓄能增压冲洗装置。
人们冲洗要大量消耗液体主要是水，因水资源的不可再生性，冲洗当节水。美国专利号3,817,279、3,817,286、公布的节水型水箱和中国专利92237634.4公布了气压式冲洗水箱和中国专利92229873.4公布的冲便器，在节水方面虽有改进，但它们自身分别存在如下问题空气和水混用，空气受压后再突然释放压力时会产生气爆现象，造成在设备和管路中产生气爆噪音，并增加了产生气蚀危害的可能性，再者因其仅利用来水系统的水压，而该水压在不同地区不同楼层高度时，其压力值不同，势必在某些楼层或高度不能使用该技术。
本实用新型蓄能增压冲洗装置的目的在于不仅为解决上述问题，而且在大量节水前提下，提供一种即可用于卫生洁具冲洗还可用于其它物体器皿冲洗，如冲洗卡车；工艺流程中的增压及冲洗，如某些物理化学反应工艺流程中的增压冲洗。
为了达到上述目的，本实用新型蓄能增压冲洗装置，由如下系统组成进水系统，它包括进水管，单项阀；增压系统，它包括大、小活塞及与其配装的一端带底盖的大、小活塞筒，以及大活塞与小活塞筒之间的止回阀，及进、出活塞筒的水管；蓄能系统，它主要包括弹性的蓄能机构和可调节长短的连接杆；控制系统，它包括压杆、操纵杆、触头、旋转柄、转轴；出水系统，它包括旋塞、出水管、出水嘴；还有机壳部分。现详述如下本实用新型设计了受力面积大小不同的大小活塞及与其配装的一端有底盖的大小活塞筒，大小活塞分别受经两单向阀后进入大小活塞筒底部的自来水或供水系统的来水水头压力的推压作用，产生了推压力，其中大活塞通过与其和小活塞筒相连的止回阀的阀体，将推压力以及大活塞筒内的具有来水压力的来水经止回阀作用到小活塞筒底盖内，并和小活塞筒内已充填的来水将其压力共同作用到小活塞上，小活塞通过连接杆将作用于大活塞的来水水头压力以及连同小活塞筒内的来水水头压力共同作用到由金属弹簧、或橡胶弹簧、或空气弹簧等弹性件构成的弹性蓄能机构上，使其压缩吸收压力能，而其蓄能多少以及释放压力大小和部分改变最终总放水量，可根据工况通过调节设定连接杆长短以改变活塞行程进行修正；在大活塞与小活塞筒之间设有止回阀，止回阀由阀体和在阀体中心的阀心构成，其阀心为横断面积大小不同的柱体，大柱体一端在小活塞一侧小主体一端在大活塞一侧；进水时来水进入大小活塞筒的初始阶段活塞筒内还不具压力时，大活塞筒的来水有可能通过止回阀进入小活塞筒内，当大小活塞筒内都具有了来水的同一水头压力时，因作用在阀心大柱体上的总压力大于作用在小柱体上的总压力，阀心向大活塞方向移动并将止回阀关闭，因小活塞筒的容积小首先充满水并挤压蓄能机构蓄能，与此同时，大活塞筒内的来水水头压力作用在大面积的大活塞上所产生的总压力大于小活塞上所产生的总压力，因此使蓄能机构继续压缩蓄能。当大小活塞达到行程的上死点即大小活塞筒内充满水时，即大活塞筒内的来水水头压力最终使蓄能机构压缩变形储存满了压力能；与此同时，来水二单向阀停止过水。小活塞筒底部通过硬、软管接至出水系统的可防水锤产生和密封性良好的陶瓷密封旋塞，旋塞通过连接管接到出水嘴。需要放水时即开启旋塞，开启其方式为，当掀压控制系统的带掀钮的压杆时，此压杆通过控制旋转柄旋转旋塞完成开启。当旋塞开启时，开始放水，蓄能机构所储存的总压力远远高于来水水头压力，其所蓄存的压力能集中释放作用于小活塞即挤压小活塞筒内的水使其具有一定的压力，此压力水又通过止回阀作用到大活塞上，使大活塞筒内内的水也具有压力，其中大活塞筒内的水头压力低于小活塞筒内的水头压力为低压水，这是因为小活塞面积小，故在蓄能机构释放出来的同样总压力下，小活塞筒内水头压力比大活塞筒内的水头压力高为高压水，可通过改变大小活塞直径的平方的比值来增减小活塞筒内的水头压力的倍数，即通过调整此比值而调整大小活塞所产生的增压值。因在大活塞筒与小活塞筒之间有止回阀，如上所述，此止回阀的阀心为两端横断面积大小不等的柱体，在此柱体两端受水头压力即压强相同时其所造成的总压力和其面积即平方值大小有关，因此，当大小活塞筒内的水头压力相同时，在阀心大柱体一端上的大的总压力使阀心处于关闭状态，但随着小活塞筒内水的放出，小活塞筒内的水头压力降低并低于由蓄能机构释放压力能所产生的大活塞筒内的水头压力并足以使柱体阀心开启时，大活塞筒内的压力水经止回阀进入小活塞筒内，此时此水的水头压力比大活塞筒内水头压力也增加了若干倍，其倍数为大活塞的面积平方值与阀心小柱体面积即平方值的比值，通过调整此比值也可增减其出水水头压力的倍数；在放水阶段，蓄能机构释放的压力能情况下，如果小活塞筒内的高压水逐渐放出压力逐渐降低时，大活塞筒内的水在蓄能机构释放压力作用下通过止回阀仍以高出大活塞筒内的高压水，进入小活塞筒内增加了小活塞筒内的水头压力并经旋塞及出水嘴以高压水头出水放出，即大小活塞筒内的水经旋塞以大于来水水头压力放出。因此，本实用新型蓄能增压冲洗装置无论如何都是以比来水增压状态放水。当蓄能系统的蓄能机构所蓄压力能即将释放完毕时，大小活塞及小活塞筒均即将到达行程的下死点，此时，安装在小活塞筒上的触头控制操纵杆将压杆提起并使旋转柄反转同时带动旋塞反转，关闭旋塞，断开来水和冲洗水的连通，避免污染和感染，停止出水。此时大小活塞筒内都处于无外压状态，故自来水或供水系统的来水通过二单向阀又开始向大小活塞筒供水并推动蓄能机构储蓄压力能，重复前一过程。本实用新型所设计的进、出水系统封闭流动而不接触空气，避免了气水混合，故无噪音和气蚀危害，因有蓄能功能，可利用来水压力，又因有增压效应，故足以克服来水压力太低或因楼层高度不同而压力波动造成冲洗不利或无法冲洗的弊端，保证了仍以设定的足够高的压力进行冲洗。构成冲洗的要素是工作介质水的压力和流量即流速的共同作用，在同样冲洗条件小，压力提高且以面积平方的比值提高后其流量可大大减少，故可达到较多的节水目的。本实用新型因具有蓄能和增压功能故可作为节水的冲洗装置，尤其可作为卫生洁具的冲洗装置，在节水前提下还可用于冲洗某些物体、器皿，如洗碗机和某些物理化学工艺流程中的增压冲洗。
下面结合用于卫生洁具如坐便器的冲洗实例及附图
详细描述本实用新型蓄能增压冲洗装置。
当蓄能增压冲洗装置处于进水时由自来水或供水系统的来水，经来水管1分两路分别通向单向阀2和28，其中一路来水经单向阀2接入软管3，进入带底盖的小活塞筒19，此来水推动小活塞7向上，通过可设定调节长短的连接杆6压缩由金属弹簧、或橡胶弹簧、或空气弹簧等弹性件组成的蓄能机构5，连接杆6调长可吸收蓄存高压能量，蓄能机构5的上端固定在机壳某处4，此小活塞7受来水水头压力的作用，所产生的推压力，推动压缩蓄能机构5到一定位置即蓄能储压至和小活塞7所产生的推压力达到压力平衡时，单向阀2停止进水，与此同时同步，另路水经单向阀28进入带底盖的大活塞筒18内，大活塞筒18固定在机壳某处26，此来水推动大活塞17向上移，并且在进水初期部分来水经止回阀体20进入小活塞筒19内，因阀心21是由两端断面大小不同的柱体组成，其大柱体一端在小活塞筒19一侧，当从单向阀28进入大活塞筒18的来水水头压力与进入小活塞的来水水头压力相等时，大柱体面积上受来水压力头的总压力大于小柱体面积上所受的总压力故止回阀处于关闭状态；此来水推动大活塞17连同止回阀体20一起推动小活塞筒19向上移，填充和挤压小活塞筒内的来水，在大活塞17作用下，还要推动小活塞7继续上移，小活塞7通过连接杆6同步再压缩蓄能机构5，使其仍然继续压缩蓄能储压，这是因大活塞17的面积大于小活塞7的面积，在同样来水水头压力下大活塞17大于小活塞7所产生的总推压力，故蓄能机构5可仍然继续压缩再蓄能。当大小活塞17、7皆达到设计的行程上死点时，即大活塞筒18内的来水水头压力最终使蓄能机构5蓄满了压力能，与此同时，向大活塞筒18供水的进水管上的单向阀28关闭停止供水，即进水结束；此时，蓄能机构5吸收的压力能亦反作用在大小活塞17、7上，使大、小活塞筒18、19内的来水皆具有压力，但因小活塞7面积小，在接受蓄能机构5同样的总压力条件下，小活塞筒19内的压力水头即单位面积上的压力大于大活塞筒18内的压力水头，通过这种转换增加了水压。小活塞筒19内的高压水通过软管9与出水陶瓷密封旋塞15相连，并通过连接管16与出水嘴29相连，大活塞筒18内的相对低压水通过与小活塞筒19相连的止回阀体20经阀心21进入小活塞筒内。当需要蓄能增压冲洗装置出水冲洗时只需轻轻掀压带掀钮的压杆11即可通过旋转柄14旋转陶瓷密封旋塞15，由出水嘴29即可出水。此时，大小活塞筒18、19内的水都在蓄能机构5集中释放压力能的挤压力作用下产生了压力。因大小活塞17、7面积大小的原因，小活塞筒19内的压力水头大于大活塞筒18内的压力水头，又因阀心21大柱体一端在小活塞筒一侧，故在小活塞筒19内水的总压力作用下使止回阀阀心21处于关闭状态，小活塞筒19内的水以大于大活塞筒18内的水头压力也即大于来水水头压力，从出水嘴29放出，随着水的放出小活塞筒内的水头压力渐渐降低，降低至不足以使止回阀关闭时，在蓄能机构5继续释放压力能的作用下，小活塞7作用到小活塞筒1 9再作用到大活塞17，大活塞17使大活塞筒18内的水产生的压力，将止回阀体20中心的阀心21开启，因阀心21的断面面积远小于大活塞17的直径，故从此阀心21的孔内挤压出来的水头压力远大于大活塞筒内的水头压力，此高压水进入小活塞筒9内并经软管9再经旋塞15再进入连接管16通过出水嘴29继续放出高压水。通过大小活塞和阀心大小柱体直径的变化，大小活塞筒内的来水在蓄能机构释放压力能的作用下所放出的水头压力都高于来水水头压力。与此同时，大小活塞17、7和小活塞筒19都向行程的下死点移动，安装在上下移动的小活塞筒19上的触头8在放水即将结束时压向操纵杆10通过支架12和转轴13将压杆11提起，通过旋转柄14逆向旋转了陶瓷密封旋塞15，出水关闭，以免来水和冲洗水连通的污染和感染，冲洗结束。此时蓄能机构5的压力能释放完毕，大小活塞17、7处于无压状态，自来水或供水系统的来水又开始通过二单向阀2、28向大小活塞筒18、19供水，完成下一个循环。由于用陶瓷密封旋塞，即可密封良好不漏水又可避开突然开启关闭造成的水锤现象。
本实用新型蓄能增压冲洗装置可根据使用工况所需，为了满足不同流量和压力，以及外形尺寸的要求，除通过改变大小活塞面积的比例、止回阀阀心大小柱体横断面面积的比例和大小活塞行程长短外，还可将本蓄能增压冲洗装置两台以上并联使用将来水分别接入上述大小活塞面积和行程一样的若干台独立单体蓄能增压冲洗装置的进水管再分别接到各自的单向阀并进入大小活塞筒，将高压出水头汇总进入旋塞从出水嘴中出水，即可加大流量，但各蓄能机构的弹性须一样，来水水头压力也须一样。也可串联使用以再增加更大的出水压力即将前一台蓄能增压冲洗装置的出水作为后一台的来水进入其单向阀，这后一台的出水压力会增加更大，但后一台的蓄能机构的弹簧刚度要高于前一台，并可前后串接若干台，以适应不同工艺和工况的要求。据此，还可串、并共联使用。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，在此须指出对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型涉及的原理前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也视为属于本实用新型的保护范围之内。
权利要求1．一种用于卫生洁具以及器皿或工艺流程中清洗的蓄能增压冲洗装置，它包括蓄能系统和增压系统及出水系统，还有进水系统，控制系统，其特征在于蓄能系统由金属弹簧、或橡胶弹簧、或空气弹簧等弹性件组成的蓄能机构(5)和连接杆(6)构成，蓄能系统与进水系统、出水系统分开设置，吸能蓄压集中释放；增压系统由面积大小不同的大小活塞(17、7)和与其配装的一端带底盖的大小活塞筒(18、19)以及止回阀阀体(20)和与其配套的阀心(21)构成，所述大活塞(17)与所述小活塞筒(19)之间通过止回阀体(20)连装成一体，所述小活塞(7)直连于蓄能系统上，来水进入所述大小活塞筒(18、19)内，产生的来水压力分别作用在所述大小活塞(17、7)上成为推压力，所述大活塞(17)所产生的推压力通过所述小活塞筒(19)内的来水作用于所述小活塞(7)上，再加所述小活塞筒(19)内本身的来水所产生的推压力也作用于所述小活塞(7)上，二者共同产生的推压力都通过所述小活塞(7)作用于蓄能系统的蓄能机构(5)上，致使所述蓄能机构(5)压缩蓄能储压，所述大小活塞筒(18、19)内的来水带压放出冲洗是由所述蓄能机构(5)所储存的压力能集中释放的作用造成的，其中因所述大小活塞(17、7)面积差，在所述蓄能机构(5)所释放压力能的同一总压力下，使所述小活塞筒(19)内放出的水比所述大活塞筒(18)的水增高了水头压力；所述止回阀体(20)内的柱形阀心(21)的横断面积小于所述大活塞(17)的面积，在所述蓄能机构(5)所释放压力能的同一总压力下，经由所述止回阀阀心(21)的孔放出的水头压力高于所述大活塞筒(18)内的水头压力；增高了水头压力的水，经出水系统出水用于冲洗，出水系统由旋塞(15)控制出水；控制系统的出水和停止出水分别控制。
2．根据权利要求1所述的蓄能增压冲洗装置，其特征在于增压系统中的所述大活塞(17)通过所述止回阀体(20)与所述小活塞筒(19)连成一体随所述大活塞(17)按行程规律同步上下移动。
3．根据权利要求1所述的蓄能增压冲洗装置，其特征在于增压系统中的所述大活塞(17)将来水压力作用到所述蓄能机构(5)的推压力和所述蓄能机构(5)蓄能后的释能产生的挤压力都是通过所述小活塞筒(19)及其内的所存水传递的。
4．根据权利要求1所述的蓄能增压冲洗装置，其特征在于出水系统中所述旋塞(15)以陶瓷密封的正逆方向旋转控制带压水放出时的开启和关闭。
5．根据权利要求1所述的蓄能增压冲洗装置，其特征在于增压系统中的所述止回阀体(20)中心的阀心(21)为横断面积大小不同的柱体。
6．根据权利要求1所述的蓄能增压冲洗装置，其特征在于蓄能系统中的所述的连接杆(6)为可调整设定其长短，以适应不同的蓄存、释放压力能和部分改变最终放水总量的各种工况要求。
7．根据权利要求1所述的蓄能增压冲洗装置，其特征在于控制系统所控制的所述旋塞(15)的开启用掀压方式进行而其关闭由所述小活塞筒(19)的行程控制。
8．根据权利要求1所述的蓄能增压冲洗装置，其特征在于独立单体的蓄能增压冲洗装置根据使用工况要求可并联、串联、串并共联组合。
专利摘要本实用新型公开了一种蓄能增压冲洗装置,它包括进、出水系统、蓄能系统、增压系统、控制系统,蓄能和增压可将来水压力储存并增压若干倍,压力的提高,增强了冲洗能力又能较多的节水。克服了低压来水或水压不稳使中洗不利或不能冲洗的弊端,故属节水技术。可广泛应用于冲洗领域,尤其卫生洁具冲洗、以及卡车冲洗及其它器皿物体和工艺流程中的冲洗。
文档编号E03D3/00GK2440856SQ0025429
公开日2001年8月1日 申请日期2000年9月21日 优先权日2000年9月21日
发明者周永立, 吴桂荣, 周航 申请人:周永立