一種重力感應(yīng)自動(dòng)沖水裝置研究

檀南澤

摘 要：本文首先分析紅外感應(yīng)沖水蹲便器、機(jī)械式自動(dòng)沖水蹲便器及市場(chǎng)上傳統(tǒng)自動(dòng)沖水器的不足，然后介紹了一種重力感應(yīng)自動(dòng)沖水裝置，主要分析了其原理和構(gòu)成，并探討其優(yōu)勢(shì)。通過(guò)研究可知，該自動(dòng)沖水裝置節(jié)能環(huán)保，能有效滿足人們的使用要求。

關(guān)鍵詞：蹲便器;自動(dòng)沖水裝置;重力感應(yīng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH134 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）10-0038-02

Abstract： Firstly， the shortcomings of infrared induction flushing and squatting toilet， mechanical automatic flushing and squatting toilet and traditional automatic flushing toilet in the market were analyzed. Then， a gravity induction automatic flushing device was introduced， its principle and structure were analyzed， and its advantages were discussed. Through the research， it can be seen that the automatic flushing device can save energy and protect the environment， and can effectively meet people's use requirements.

Keywords： squatting toilet;automatic flushing device;gravity induction

隨著世界人口的不斷增加和經(jīng)濟(jì)物質(zhì)迅猛發(fā)展，衛(wèi)生環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越得到人們的重視。而作為人流量超級(jí)多的公共場(chǎng)所，尤其是衛(wèi)生間，衛(wèi)生問(wèn)題一直是廣大人民的一塊心病。因此，本文主要介紹一種針對(duì)蹲廁的自動(dòng)沖水裝置，以解決生活中一系列廁所清潔問(wèn)題。

1 技術(shù)背景

在日常生活中，最常見(jiàn)的自動(dòng)沖水系統(tǒng)是手動(dòng)按壓式?jīng)_水器，其原理是通過(guò)按壓止水閥的開(kāi)關(guān)，打開(kāi)止水閥，將水箱里的水通過(guò)水管放出來(lái)，達(dá)到一定流量后，止水閥就自動(dòng)關(guān)閉，從而達(dá)到?jīng)_刷廁所的目的。這種手動(dòng)按壓式?jīng)_水器原理簡(jiǎn)單，但過(guò)程麻煩，需要人工干預(yù)。手動(dòng)按壓式?jīng)_水器僅在公共廁所中得到普及。

而在高級(jí)酒店、會(huì)所以及裝飾豪華的建筑中，其自動(dòng)沖水裝置采用最先進(jìn)的紅外感應(yīng)技術(shù)與微電腦控制技術(shù)。其原理是在原沖水器上加一個(gè)紅外感應(yīng)器和控制電路，紅外感應(yīng)器可以檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)紅外線檢測(cè)到有人的時(shí)候，紅外感應(yīng)器將信號(hào)傳遞給控制電路，電路開(kāi)關(guān)打開(kāi)，蓄水槽開(kāi)始蓄水，等到人離開(kāi)后，止水閥打開(kāi)，將蓄水槽里的水放出，達(dá)到?jīng)_刷廁所的目的。如果沒(méi)人進(jìn)入廁所，整個(gè)控制電路將不會(huì)工作，進(jìn)入休眠狀態(tài)，始終不會(huì)蓄水和放水，這樣就實(shí)現(xiàn)了“無(wú)人職守，自動(dòng)管理，有人則沖，無(wú)人則停”的衛(wèi)生、智能的節(jié)水效果。但該技術(shù)也存在諸多問(wèn)題，如紅外感應(yīng)器造價(jià)昂貴，且紅外有時(shí)感應(yīng)不準(zhǔn)確等。

目前，我國(guó)市場(chǎng)上有以下兩種自動(dòng)沖水蹲便器，分別為紅外感應(yīng)式?jīng)_水蹲便器和機(jī)械式自動(dòng)沖水蹲便器。僅有較少公廁使用了紅外感應(yīng)式?jīng)_水蹲便器。這種自動(dòng)沖水系統(tǒng)雖然較為先進(jìn)，但也存在一些弊端，例如，制造成本高，容易被人為或者自然毀壞，維修起來(lái)比較困難，投入的人工精力較多，電力消耗較大。

因此，目前國(guó)內(nèi)有很多學(xué)者在努力研制出一款機(jī)械式的自動(dòng)沖水蹲便器。這種蹲便器無(wú)需用電驅(qū)動(dòng)，只需要靠人體的重力就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)沖水。但是，機(jī)械式自動(dòng)沖水蹲便器還沒(méi)有可以實(shí)際使用的產(chǎn)品。之前曾有一款機(jī)械式自動(dòng)沖水蹲便器申請(qǐng)專(zhuān)利成功，但這種機(jī)械式自動(dòng)沖水蹲便器結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜、造價(jià)也十分昂貴，普遍實(shí)施難度較大，所以一直未投入大量生產(chǎn)制造中[1]。

2 原理與特性

該裝置通過(guò)在蹲廁的底部安裝重力感應(yīng)裝置，當(dāng)人們離開(kāi)后，廁所底部的重力感應(yīng)器就會(huì)開(kāi)始工作，當(dāng)感應(yīng)器感受到異物擠壓時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)沖水裝置，打開(kāi)止水閥，將水箱里的水放出，不需要人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)了智能沖水的目的。與此同時(shí)，蹲便池的腳踩處也裝有重力感應(yīng)裝置。如果有人腳踩在兩邊，其就會(huì)受到人體重力的擠壓，當(dāng)重力感應(yīng)器感受到外力擠壓時(shí)，就會(huì)干預(yù)底部重力感應(yīng)器工作，將底部重力感應(yīng)器斷路，使其無(wú)法工作，避免了人們?cè)谏蠋倪^(guò)程中就開(kāi)始沖水的尷尬場(chǎng)面。同時(shí)，底部重力感應(yīng)器也裝有計(jì)時(shí)裝置，以防止人們剛離開(kāi)就開(kāi)始沖刷，導(dǎo)致人們躲閃不及，水漬濺到身上。

該產(chǎn)品的造價(jià)不像紅外感應(yīng)器那么昂貴，價(jià)格也比較親民，而且使用方法較為簡(jiǎn)單，在家里或者是公共場(chǎng)合安裝起來(lái)也非常方便。此外，這款自動(dòng)沖水裝置的結(jié)構(gòu)也異常簡(jiǎn)單。在蹲廁腳踩的兩側(cè)分別安裝一個(gè)重力傳感器，重力傳感器的連接電路連接著后面的水箱，當(dāng)給兩側(cè)的重力感應(yīng)器施加壓力時(shí)，水箱就會(huì)開(kāi)始工作，進(jìn)入蓄水狀態(tài)。當(dāng)水箱充滿水后，人還沒(méi)有走開(kāi)，排泄物還在給予底部重力感應(yīng)器壓力時(shí)，水閥依舊不會(huì)打開(kāi)，當(dāng)水箱里的水達(dá)到一定高度時(shí)，水箱會(huì)停止蓄水，防止水溢出，同時(shí)也節(jié)約了水資源。當(dāng)人離開(kāi)時(shí)，壓力撤去，止水閥打開(kāi)，將水箱里的水盡數(shù)放出，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)沖水的目的[2]。

3 零件結(jié)構(gòu)

該設(shè)計(jì)的自動(dòng)沖水裝置包括水箱、水箱蓋、三個(gè)重力感應(yīng)器、水管、導(dǎo)線和計(jì)時(shí)器等。

其中兩個(gè)重力感應(yīng)器分別裝在蹲便池的腳踩處，當(dāng)感受到重力擠壓，單個(gè)感受器感受到壓力是無(wú)法形成回路的。重力感應(yīng)器連接的是后方水箱的自動(dòng)蓄水系統(tǒng)，當(dāng)水蓄滿時(shí)，自動(dòng)切斷回路。另一個(gè)重力感應(yīng)器連接的是蹲便器的底部，同時(shí)連接后面的水箱。其與兩側(cè)的重力感應(yīng)器是并聯(lián)的電路，即兩側(cè)重力感應(yīng)器工作時(shí)，底部重力感應(yīng)器是斷路的。當(dāng)人們上完廁所離去時(shí)，兩側(cè)的重力感應(yīng)器斷路，中間的重力感應(yīng)器感受到重力擠壓時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)沖水，直至重力擠壓失去為止。

4 自動(dòng)感應(yīng)沖水蹲便器與其他蹲便器的比較

水資源的浪費(fèi)情況在人們的生活中隨處可見(jiàn)。據(jù)觀察，公共場(chǎng)所衛(wèi)生間所安裝的蹲便器大多數(shù)是自動(dòng)按壓式或者腳踏式，極少部分是感應(yīng)式自動(dòng)沖水蹲便器。而自動(dòng)按壓式?jīng)_水器或者是腳踏式自動(dòng)沖水器這兩種方法都不衛(wèi)生，且處理不干凈，人們通常都是按壓一次或者只沖刷一次就會(huì)離去，并不會(huì)回頭查看廁所是否沖刷干凈，這是一個(gè)較大的弊端。

紅外感應(yīng)自動(dòng)沖水蹲便器一次沖水量為3～5L，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。紅外感應(yīng)自動(dòng)沖水蹲便器是通過(guò)紅外感應(yīng)的方式感應(yīng)熱源，從而發(fā)出電信號(hào)，如果紅外感應(yīng)器感應(yīng)錯(cuò)誤，錯(cuò)把別的熱源當(dāng)為人體散發(fā)出的熱源，就會(huì)造成大量水資源浪費(fèi)。此外，人體紅外感應(yīng)器必須通電才能正常運(yùn)行，其還增加了一個(gè)電費(fèi)成本，且在停電等沒(méi)有電量供給的突發(fā)情況下，對(duì)整個(gè)廁所的運(yùn)行狀況具有非常大的影響。

蹲便感應(yīng)沖水器是利用紅外線感應(yīng)原理，當(dāng)人體出現(xiàn)在蹲便器的紅外線感應(yīng)區(qū)域范圍內(nèi)，紅外線感應(yīng)器就會(huì)接收到人體發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)，然后紅外感應(yīng)器將接收到的信號(hào)傳遞給控制中心，然后通過(guò)控制中心來(lái)控制止水閥的開(kāi)啟，從而實(shí)現(xiàn)沖水。但其也存在較大弊端，即當(dāng)人剛蹲下方便時(shí)，紅外感應(yīng)沖水系統(tǒng)就會(huì)開(kāi)始工作，較多的水量和比較大的水沖力，很可能會(huì)將水濺在人的身體上，不僅不衛(wèi)生，而且水資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重。

本文設(shè)計(jì)的這款自動(dòng)沖水裝置，不需要人們手動(dòng)操作，全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，其會(huì)在使用者離去30s后自動(dòng)沖水，不僅方便了上廁所的人們，而且有利于保證公共衛(wèi)生間的環(huán)境衛(wèi)生;在人剛蹲下方便時(shí)，沖水系統(tǒng)不會(huì)立即工作，更不會(huì)將水濺到人的身體部位，其能實(shí)現(xiàn)在人們完全離去后開(kāi)始自動(dòng)沖水。此外，該系統(tǒng)也不會(huì)造成水資源浪費(fèi)，用水量恰好能將異物沖刷干凈。

5 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的針對(duì)蹲廁的自動(dòng)沖水裝置解決了人們使用廁所后不主動(dòng)沖水或者沖刷不干凈的問(wèn)題，能取代紅外線自動(dòng)沖水蹲便器及機(jī)械式自動(dòng)沖水蹲便器，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

參考文獻(xiàn)：

[1]莫盛秋.一種蹲式便池自動(dòng)沖水閥的設(shè)計(jì)[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（4）：20-22.

[2]韓濱，李穎.新型腳踏式蹲便器的研制[J].機(jī)械，2006（6）：58-59.