节水高效的坐便器冲水系统及组合式二位三通阀的制作方法

1.本实用新型涉及一种冲水系统，尤其涉及一种节水高效的坐便器冲水系统，还涉及可用于该系统的及组合式二位三通阀。


背景技术：

2.现有坐便器的冲水系统主要可分为两大类，一类采用重力流排水，一类采用负压流排水，两类冲水系统的主要区别在于排水方式。在重力流排水方式下，便器本体的排水口通过水封连接竖向的下水管，依靠水的冲力和重力使夹带污物的水顺下水管向下流；在负压流排水方式下，便器的出口通过负压阀连接负压管道，负压管道依靠负压将抽取夹带污物的水从便器本体抽出，不需要借助于重力和水的惯性冲击，亦无需设置水封管，因此冲水水量可以明显减少。然而，目前这两类冲水系统的供水（进水）方式都是水箱供水，水箱设置在便器本体的后部，其进水口连接供水管道，出水口接入便器本体的进水口，进出水采用水箱专用控制阀门，按动按钮后，出水阀开启，将整箱水或者半箱水放出后自动关闭，而进水阀通常采用浮子控制，放水后水位下降，进水阀开启，到水位达到一定高度后，进水阀关闭。因此，采用负压流排水的冲水系统相对于传统的重力流排水方式已经明显减少了冲厕的耗水量，然而，由于水箱的设置以及控制阀门的局限性，这种冲水系统不仅工作模式少，不能很好地适应于不同情形下的冲水需求，而且耗水量依然较大，具有一定的节水空间。


技术实现要素：

3.为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了新的适应于多种操作模式的节水高效的坐便器冲水系统，这种冲水系统能够在控制装置的控制下，进一步减少水耗，适用于不同情形下的多种工作模式要求。
4.本实用新型实现上述目的的技术方案是：节水高效的坐便器冲水系统，包括：
5.进水系统，设有用于进水控制的进水电磁阀，所述进水电磁阀为电控电磁阀，其水源侧通口用于连接供水管道，其便器侧通口用于连接坐便器的冲水管道；
6.排水系统，设有用于排水控制的负压阀，所述负压阀的负压侧通口用于连接负压排污管道，便器侧通口用于连接坐便器的排水口，所述负压阀为负压控制的负压阀，设有用于连接负压控制器的控制端接口，所述负压控制器设有二位三通阀，所述二位三通阀为电控的二位三通阀，其公共通口连接所述负压阀的控制端接口，其第一单通口用于连接所述负压排污管道，其第二单通口连通大气。
7.优选的，所述二位三通阀为组合式二位三通阀。
8.所述组合式二位三通阀包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均为电控电磁阀，所述第一电磁阀为常闭电磁阀，所述第二电磁阀为常开电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的第一通口均连通于统一的通口，该统一的通口构成所述二位三通阀的公共通口，所述第一电磁阀的第二通口构成所述二位三通阀的第一单通口，所述第二电磁阀的第二通口构成所述二位三通阀的第二单通口。
9.优选的，所述负压控制器设有控制器壳体（或称所述二位三通阀设有控制器壳体），所述控制器壳体为封闭的盒状壳体，所述二位三通阀（例如，第一电磁阀和第二电磁阀）设置于所述控制器壳体内，所述控制器壳体上设有负压源接口、负压阀控制接口和大气接口，所述二位三通阀的公共通口连通所述负压阀控制接口，所述控制接口通过管路连接所述负压阀的控制端接口，所述二位三通阀的第一单通口连通所述负压源接口，所述负压源接口用于通过管路连接所述负压排污管道，所述二位三通阀的第二单通口连通所述大气接口，所述大气接口连通大气。
10.优选的，所述负压源接口、所述负压阀控制接口和所述大气接口位于所述控制器壳体的底面或侧面上。
11.优选的，所述控制器壳体内设有为所述二位三通阀供电的电池组。
12.优选的，所述二位三通阀设有或不设有太阳能电池，所述太阳能电池包括太阳能电池板及与所述太阳能电池板配套的太阳能控制器，所述电池组为充电电池组，所述太阳能电池的电源输出连接所述充电电池组，所述太阳能电池板安装在所述控制器壳体的顶面上。
13.优选的，所述控制器壳体由顶部敞开的主壳体和扣合在所述主壳体上的上壳体构成，所述上壳体的底部敞开，扣合在所述主壳体上形成封闭的盒状，所述主壳体的上部设有从其外表面延伸出的安装结构，所述安装结构为在同一高度上围绕所述主壳体的连续一周的环形安装结构，或者为分布在所述主壳体的一侧或多侧表面上的非环形安装结构。
14.优选的，所述负压阀为负压控制的常闭式隔膜阀。
15.优选的，所述冲水管道的出水口设有冲水喷头。
16.优选的，所述冲水喷头为万向喷头。
17.所述组合式二位三通阀可以用于本实用新型的节水高效的坐便器冲水系统，也可以作为一个独立于所述节水高效的坐便器冲水系统的产品，用于其他场合，亦可以将所述控制器壳体及太阳能电池等作为组合式二位三通阀的附加技术特征。
18.本实用新型的有益效果是：
19.1、本实用新型的排水系统可以通过所述负压阀连接坐便器的排水口和所述负压排污管道，实现坐便器的负压排污，相比于传统的坐便器，可根据便器池体内的污物情况，排污时可以不采用冲厕水或仅采用少量冲厕水，有效地减少冲厕的用水量，依据在坐便器上的长期现场使用情况，综合用水量可降低至传统坐便器的用水量的10%，节水效果显著，同时，坐便器采用负压排污，排污动力大，排污干净彻底，无异味；坐便器的排水口可以不设置存水弯，便器池体内无需存水，避免因存水而散发异味及结垢，所述负压阀关闭状态下，可有效阻断所述负压排污管道与便器池体，更为可靠地阻断所述负压排污管道内的异味进入室内。
20.2、本实用新型的进水系统可以采用坐便器的冲水管道直接连接供水管道，无需设置水箱，结构简单，成本低。坐便器内不存水（不设置水箱和存水弯），尤其适合北方农村或室外使用，在寒冷天气时，可有效避免坐便器冻裂。
21.3、本实用新型的所述进水电磁阀和用于控制排水的负压阀控制装置（所述二位三通阀）均采用电控方式，在现有技术背景下，可以通过配套设置适宜的控制装置，实现多种工作模式，且可以设置分别对应于各种工作模式的控制按钮，只要按动相应的按钮，就启动
相应的工作模式，方便使用。
22.4、本实用新型的所述冲水喷头采用万向喷头，其喷水角度可根据冲厕水在便器池体内的散布效果灵活调节，以实现最佳的冲厕效果。
23.5、本实用新型不仅可以用于坐便器、蹲便器及小便池的冲水，而且还可以用于其他用水冲洗的设施或场合。可以理解的是，当用于坐便器之外的其他设施时，所称坐便器侧为相应的设施侧。
附图说明
24.图1是本实用新型在用于坐便器时的侧视透视图；
25.图2是本实用新型在用于坐便器时的俯视透视图；
26.图3是本实用新型涉及的负压控制器的结构示意图；
27.图4是本实用新型涉及的负压阀及负压控制器在负压阀关闭状态下的原理图；
28.图5是本实用新型涉及的负压阀及负压控制器在负压阀开启状态下的原理图；
29.图6是图1的a
‑
a剖视图。
具体实施方式
30.参见图1、图2、图3、图4、图5和图6，本实用新型公开了一种节水高效的坐便器冲水系统，包括：
31.进水系统，设有用于进水控制的进水电磁阀7，所述进水电磁阀为电控电磁阀，其水源侧通口用于连接供水管道8，其便器侧通口用于连接坐便器的冲水管道（软管、硬质管或在坐便器本体内形成的结构型管道）；
32.排水系统，设有用于排水控制的负压阀2，所述负压阀的负压侧通口用于连接负压排污管道3，便器侧通口用于连接坐便器1的排水口，所述负压阀为负压控制的负压阀，设有用于连接负压控制器4的控制端接口，所述负压控制器用于控制所述负压阀的启闭，所述负压控制器设有二位三通阀，所述二位三通阀为电控的二位三通阀，其公共通口（能够与另外两个通口中的任一通口连通的通口）连接所述负压阀的控制端接口，其第一单通口（只能与公共通口连通或断开的通口）连接所述负压排污管道，其第二单通口连通大气。
33.通过所述负压控制器开启所述负压阀，可实现坐便器的负压排污，可根据便器池体内的污物情况（污物种类及污物量），冲厕时不采用冲厕水（直接负压排污）或仅采用少量冲厕水（少量冲厕水配合负压排污），可有效减少冲厕的用水量，有效节约水资源。
34.所述二位三通阀优选为组合式二位三通阀。
35.所述组合式二位三通阀包括第一电磁阀41和第二电磁阀42，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均为电控电磁阀，所述第一电磁阀为常闭电磁阀，所述第二电磁阀为常开电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的第一通口相互连接形成统一的通口，该通口构成所述二位三通阀的公共通口，所述第一电磁阀的第二通口构成所述二位三通阀的第一单通口，所述第二电磁阀的第二通口构成所述二位三通阀的第二单通口。当所述第一电磁阀开启时，所述负压排污管道连通所述负压阀的控制端接口，为所述负压阀的开启提供负压控制气，所述负压阀开启，当所述第一电磁阀关断时，阻断所述负压排污管道与所述负压阀的控制端接口的连通，停止为所述负压阀提供开启所需的负压控制气；当所述第二电磁阀
开启时，所述负压阀的控制端接口连通大气，所述负压阀关闭，当所述第二电磁阀关断时，阻断所述负压阀的控制端接口与大气连通。在现有技术背景下，采用两个电磁阀（二通阀）组成组合式二位三通阀，相对于常规的二位三通阀而言，在控制装置的成本基本不变的情形下，不仅降低了阀门成本，而且还明显提高了阀门的可靠性和使用寿命，明显降低了故障率，提高了控制精度，避免了常规的二位三通阀因状态切换造成的延迟。
36.所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均为二位二通阀。
37.所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均设有各自的状态切换控制电路，在外部控制信号的控制下，所述第一电磁阀转换为开启状态，所述第二电磁阀转换为关断状态。
38.所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的状态切换控制电路可以采用适宜的现有技术，例如，对于市售的电磁阀，可以同时购买配套销售的相应控制电路或状态切换控制电路，或者采用产品说明书记载的配套控制电路。
39.所述第一电磁阀的状态切换控制电路和所述第二电磁阀的状态切换控制电路优选连接同一个控制信号源电路，接入同一控制信号，采用同一控制信号控制，不仅有利于简化控制电路，而且还严格保证了两者同步进行状态切换。所述控制信号源电路优选设有负压阀启闭控制按钮，以便通过手动输入控制信号，控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的状态切换，进而控制所述负压阀的启闭。
40.所述负压控制器优选设有控制器壳体，所述控制器壳体通常为封闭的盒状壳体，所述常二位三通阀（及相应的状态切换控制电路）设置于所述控制器壳体内，所述控制器壳体上设有向外延伸出的负压源接口43、负压阀控制接口44和大气接口45，以便用于进行相应管路或装置的连接。所述二位三通阀的第一单通口连接或通过相应管路（软管和/或硬质管,下同）连接所述负压源接口的内端，所述负压源接口的外端通过相应管路连接所述负压排污管道，所述二位三通阀的公共通口连接或通过相应管路连接所述负压控制接口的内端，所述负压控制接口的外端通过相应管路连接所述负压阀的控制端接口，所述二位三通阀的第二单通口连接或通过相应管路连接所述大气接口的内端，所述大气接口的外端连通大气。
41.所述负压源接口、所述负压阀控制接口和所述大气接口优选位于所述控制器壳体的底面或侧面（正面、背面、左侧面或右侧面）上，可以依据所述负压控制器在坐便器上的安装位置及使用便利，灵活地设计具体位置。
42.所述控制器壳体通常由顶部敞开的主壳体（下壳体）46和扣合在所述主壳体上的上壳体47构成，所述上壳体的底部敞开，扣合在所述主壳体上后，形成封闭的盒状，所述上壳体与所述主壳体的扣合结构及方式可以采用现有技术下任意适宜的两个壳体（或半壳体）的扣合结构及方式。所述控制器壳体采用此种结构，方便打开后对其内部的电磁阀和状态切换控制电路进行检修。
43.所述第一电磁阀和所述第二电磁阀可以采用同一个电源供电，所述电源可以为电池组（包括单节电池）。
44.所述电池组可以由多个五号电池串联而成，可以采用普通干电池，也可以采用相应的充电电池。
45.所述电池组优选设置于所述控制器壳体内，可以依据现有技术在所述控制器壳体内设置用于放置电池并实现电池连接的电池仓或电池槽48。
46.所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的状态切换控制电路、控制信号源电路以及其他适宜的电路部分可以设置在电路板49上，所述电路板可以安装在所述上壳体的顶面内侧。
47.可以通过插接式电路连接件实现相应电路（安装在上壳体内的电路和安装在主壳体内的电路）之间的电连接。
48.所述二位三通阀可以设有或不设有太阳能电池，当坐便器应用于室外或者所述冲水系统应用于室外的其他用水冲洗的设施或场合时，所述二位三通阀优选设有太阳能电池。所述太阳能电池包括太阳能电池板及与所述太阳能电池板配套的太阳能控制器，所述太阳能控制器可设置或安装在电路板上，也可以独立安装在所述上壳体内。在此情形下，所述电池组优选为充电电池组，所述太阳能电池的电源输出连接所述充电电池组，为充电电池充电，以充电电池为各电磁阀供电，当同一壳体内还设有电路或其他电子元件时，同时还可以同时为电路和电子元件供电。
49.所述太阳能控制器可以采用现有技术，例如，对于市售的太阳能电池，可以同时购买配套销售的太阳能控制器，或者依据产品说明书配置相应的太阳能控制器。
50.所述太阳能电池板通常可以安装在所述壳体的顶面上。
51.所述主壳体的上部可以设置从其外表面延伸出的安装结构410。所述安装结构可以为在同一高度上围绕所述主壳体的连续一周的环形安装结构，也可以为分布在所述主壳体的一侧或多侧（例如，两侧、三侧或四侧）表面上的非环形（非连续）安装结构（各自分离的安装结构），所述安装结构包括平面挡板和平行于所述主壳体外表面的立面挡板，所述平面挡板的内端与所述主壳体连为一体，外端与所述立面挡板的上端连为一体，由此，所述平面挡板和立面挡板与所述主壳体相应部位的外侧面一同围成开口朝下的插接槽，当所述平面挡板和立面挡板构成的一体化结构环绕一周时，形成环形安装结构，当所述平面挡板和立面挡板构成的一体化结构为相互分离的若干段时，构成非环形安装结构。
52.所述平面挡板、立面挡板和所述主壳体相应部位的外侧面一同围成开口朝下的插接槽内优选设有立面插板，所述立面插板垂直于所述平面挡板和所述立面挡板。
53.对于环形安装结构，所述立面插板为相间分布的若干个。对于非环形安装结构，每个所述平面挡板和立面挡板构成的一体化结构内设有一个或多个立面插板，通常为一个或两个。当设有多个立面插板时，多个立面插板相间分布，当设有一个立面插板时，所述立面插板位于插接槽的中间位置。
54.所述立面插板优选设有开口朝下的卡口。
55.对于非环形安装结构，所述立面插板的宽度小于（通常明显小于）所述平面挡板和立面挡板在相同方向上的尺寸。
56.由此，可以在坐便器安装所述控制器壳体的位置（如控制箱内）设置与所述安装结构配套的安装架，使所述安装架上的插接部能够恰好插入所述插接槽内，所述安装结构的平面挡板挡在所述插接部的上面，限定所述控制器壳体在竖向上的位置，所述安装结构的立面挡板和所述主壳体的相应部位分别挡在所述插接部的径向（自主壳体向立面挡板的方向）两侧，限定所述控制器壳体在径向上的位置，立面插板插入安装架的插接部上的插口（槽），限定所述控制器壳体在横向（垂直于竖向和径向的方向）上的位置，由此保证了所述控制器壳体的安装固定，只有在垂直向上拔才能够将所述控制器壳体从所述安装架上拔
出。立面插板的设置，不仅实现了插接固定，而且还方便了插接操作。这种配合方式，在满足强度要求的情况下，只要一个非环形安装结构及配套的安装架就能够实现所述控制器壳体的安装固定。但基于强度和受力平衡的角度，通常可以设置多个非环形安装结构。
57.通常，所述负压阀为负压控制的常闭式隔膜阀。例如（参见图4和图5），用作启闭件的皮碗（碗状的隔膜）21的边缘被夹在阀体22和阀盖23的对合面之间，皮碗采用弹性材料，将阀体内空间分隔为阀盖侧的提升腔24和阀体侧的介质通道，所述阀体内设有与所述皮碗配合的密封口（阀座）25，所述阀盖的中部设有连通执行腔和外部空间的通孔，该通孔构成所述负压阀的控制端接口26，连接所述负压控制器的负压阀控制接口，当接入负压时，皮碗被介质压力（两侧压差）顶向阀盖侧，介质流得以从密封口流过，阀门处于开启状态；当接入大气时，提升腔的压力恢复为大气压，皮碗在自身弹力的作用下恢复常态，其部分区域恰好压在密封口上，将密封口封闭，阻断介质流，阀门处于关闭状态。
58.所述冲水管道优选为软管6，所述冲水管道的出水口优选设有冲水喷头5，用于在便器池体需要冲厕水冲洗时向便器池体内喷水，所述冲水管道的通断采用所述进水电磁阀控制。坐便器安装时，所述进水电磁阀的水源侧通口连接或通过进水组件/管道连接组件连接供水管道，所述进水组件/管道连接组件可以采用现有技术下任意适宜的坐便器进水/上水组件或管道连接组件。所述冲水管道通过所述进水电磁阀（及相应组件）直接连接供水管道，使坐便器无需设置水箱，结构简单，成本低，坐便器采用负压排污，无需设置存水弯，不存水（不设置水箱和存水弯），尤其适合北方农村或室外使用，在寒冷天气时，可有效避免坐便器冻裂。
59.所述进水电磁阀设有状态切换控制电路，在外部控制信号的控制下，实现所述进水电磁阀的开启和关断状态的切换，状态切换控制电路优选设有冲水控制按钮，以便通过手动输入控制信号，控制所述进水电磁阀的状态切换，进而控制所述冲水喷头喷水。所述进水电磁阀可以采用为所述二位三通阀供电的电池组供电，也可以采用单独的电源供电。
60.便器池体的内壁的顶部优选设有径向向外凹陷的布水沟槽9，所述冲水喷头位于所述布水沟槽内，其喷水方向朝向所述布水沟槽的延伸方向，所述布水沟槽优选呈环形，环绕所述便器池体的内壁一圈。所述布水沟槽的设置，使从所述冲水喷头喷出的冲厕水在惯性作用下沿所述布水沟槽前行，同时在重力作用下沿所述便器池体的池壁向下均匀散布到便器池体内，当需要采用冲厕水对便器池体进行冲洗时，仅用少量冲厕水即可使便器池体的池壁上均布有水膜，排便或冲厕时可有效避免污物粘在便器池体的池壁上，保证冲厕后便器池体内的洁厕效果。
61.所述布水沟槽的径向宽度自所述冲水喷头所在的位置沿所述冲水喷头的喷水方向优选渐缩。在冲厕时，从所述冲水喷头喷出的冲厕水在沿所述布水沟槽前行的过程中，由于冲厕水的下落以及所述布水沟槽的槽壁对冲厕水的阻力作用，冲厕水的动力会逐渐减弱，所述布水沟槽的径向宽度的渐变设置，有利于冲厕水在动力减弱的情况下继续沿所述布水沟槽前行，有利于冲厕水在所述便器池体内的均匀散布。
62.所述冲水喷头优选为万向喷头，如万向直射喷头，以使其其喷水角度可根据冲厕水在便器池体内的散布效果灵活调节，以实现最佳的冲厕效果。
63.坐便器优选设有控制箱10，所述控制箱位于便器池体的后部上方，所述控制箱可以与便器池体采用相同材质制成（如采用陶瓷烧制而成），并与便器池体连为一体，所述负
压控制器、所述冲水管道和所述进水电磁阀设于所述控制箱内，所述控制箱内可以设有适于所述控制器壳体的安装结构插接或挂接的安装架，所述控制箱的箱壁上（优选为底壁）设有可供所述冲水管道穿过的控制箱通孔，所述便器池体的池壁上（优选为后壁与侧壁的交界处）设有可供所述冲水管道插入或穿过的便器池体通孔，所述冲水喷头可以固定安装在所述便器池体通孔内，所述冲水喷头的喷水口伸入便器池体内，所述冲水管道穿过所述控制箱通孔，其出水口连接所述冲水喷头。所述负压阀启闭控制按钮和所述冲水控制按钮可以设置在所述控制箱的侧壁上，以方便操作。
64.本实用新型在应用时，可以采用多种控制操作方式，以适应于不同污物种类及污物量的冲厕，例如，采用三种控制操作方式，分别适应于小便冲厕、大便冲厕和所述便器池体保洁，此时，可以在所述控制箱的侧壁上设置小便冲厕按钮11、大便冲厕按钮12和保洁按钮13，所述小便冲厕按钮接入所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的控制信号源电路；所述大便冲厕按钮接入所述进水电磁阀的状态切换控制电路，同时通过延时开关接入所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的控制信号源电路；所述保洁按钮接入所述进水电磁阀的状态切换控制电路。当按下所述小便冲厕按钮时，所述负压阀开启，负压排污，排污过程不冲水，以实现节水。当按下所述大便冲厕按钮时，所述进水电磁阀开启，所述冲水喷头向便器池体内喷水，延迟一定时间后（如3
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5秒），所述负压阀开启，负压排污。当按下所述保洁按钮时，所述进水电磁阀开启，所述冲水喷头向便器池体内冲水，不排污。实际使用中，小便后可按下所述小便排污按钮，便器池体内不冲水，直接负压排污，零耗水；大便前，可先按下所述保洁按钮，使便器池体内存一定量的水，避免粪便粘在所述便器池体的内壁上，大便后，可按下所述大便排污按钮，先冲水再负压排污。对于无自来水接入的地区，大便前后，可手动向便器池体内注水（如手舀水倒入），再通过按下所述小便排污按钮或所述大便排污按钮进行负压排污。
65.本实用新型不仅可以用于坐便器、蹲便器及小便池的冲水，而且还可以用于其他用水冲洗的设施或场合。可以理解的是，当用于坐便器之外的其他设施时，所称坐便器侧为该设施侧。
66.本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。