自动坐便器（通用9篇）
自动坐便器 篇1
摘要：自动控制的坐便器使用方便、卫生,适用范围广,本文介绍了用S7-200型PLC控制的自动坐便器,详细分析了其动作流程及PLC的硬件设计和程序设计方法,所作的研究在公共场所的自动化管理方面具有一定的应用价值。
关键词：PLC,自动坐便器,动作流程,硬件,程序设计
0 引言
传统的坐便器是人工开盖、开垫及关盖、关垫,人工冲水。在自动化控制领域飞速发展、日新月异的今天,人们不断要求高效、环保、节能、高质量的现代生活,采用PLC控制的自动坐便器,人工操作的这些动作均采用自动控制,使用方便、卫生、节水,可以根据个人需要,选择合适的工作方式按钮来使用。
1 功能与动作流程设计
在传统结构的基础上,自动坐便器的开、关盖和开、关垫动作分别采用2台小型电动机正反转来控制,冲水动作采用电磁阀通电来控制。同时在盖和垫的适当位置上安装有限位开关和光电检测开关,控制电动机与电磁阀的启动、停止与正反转。其安装位置如图1所示。
自动坐便器的动作方式有两种:
方式1:自动开盖和开垫。
动作(1):当需要开盖和开垫时,按下按钮SB1,电动机M1正转启动,带动盖打开;当盖打开到位时,限位开关SQ3动作,M1停止转动,盖的运动也停止,电动机M2开始正转,带动垫打开;当垫打开到位时,限位开关SQ2动作,M2停止转动,垫的运动也停止。
动作(2):当光电检测开关检测到人离开时,自动关垫和关盖。首先电动机M2反转启动,进行关垫动作;当关垫到位时,限位开关SQ4动作,M2停止转动,垫的运动也停止,电动机M1反转启动,进行关盖动作,当关盖到位时,限位开关SQ2动作,M1停止转动,盖的运动也停止。
动作(3):关盖完成后,水阀打开,立即冲水20秒后结束。
方式2:仅自动开盖。
动作(1):当仅需开盖时,按下按钮2,仅进行电动机M1正转带动盖打开的动作,当盖打开到位时,M1和盖的运动停止。
动作(2):当光电检测开关检测到人离开时,进行自动关盖。电动机M1反转启动,进行关盖动作,当关盖到位时,M1停止转动,盖的运动也停止。
动作(3):关盖完成后,水阀打开,立即冲水20秒后结束。
2 动作流程图
根据坐便器的两种动作方式,设计其动作流程,如图2所示。
3 PLC硬件设计
(1)输入点数:PLC的信号输入元件有2个选择按钮(选择仅开盖按钮SB1、既开盖又开垫按钮SB2),3个微动限位开关,1个光电检测开关,由此可知输入点数有6个。
(2)输出点数:根据控制2台电动机与电磁阀的交流接触器个数,可确定输出点数有5个。
(3)PLC选型:根据系统的设计要求,可以选定西门子S7-200 CPU224型号的小型PLC[1]。它结构紧凑,指令功能强,扩展性良好,价格低廉,是当代各种小型控制工程的理想控制器。该机输入14点,输出10点,可以方便地组成PLC-PLC、计算机-PLC网络,便于计算机对其管理和监控。
S7-200采用STEP7-Micro/WIN编程软件[2],该编程软件可以方便地在Windows环境下对PLC编程、调试、监控。使PLC的编程更加方便、快捷。
根据动作流程图,确定PLC的I/O地址分配如表1所示。
4 PLC软件设计
根据动作流程,编制PLC控制的顺序功能,如图3所示。
根据顺序功能图即可顺利地编制出PLC的控制程序(程序略)。
5 结束语
本自动控制装置是我自动控制实验室试制研究的成果,可广泛应用于宾馆、酒店等公共场所。S7-200型PLC性能优异、价格低廉、可靠性高,维护简便,通过联网,可以实现分散控制、集中管理。本技术的采用可使使用单位的管理更加科学、高效、现代化。
参考文献
[1]张万忠,刘明琴.电器与PLC控制技术[M].北京:化学工业版社,2003.
[2]许戮,王淑英.电气控制与PLC应用[M].北京:机械工业出版社,2005.
自动坐便器 篇2
关键词 坐便器，发展现状，发展趋势，冲水功能，影响因素
1坐便器的类型
卫生陶瓷是指用作卫生设施的有釉陶瓷制品，可分为瓷质卫生陶瓷和陶质卫生陶瓷。坐便器是指使用时以人体取坐势为特点的便器，按冲洗方式坐便器可分为以下的几种类型。
1.1 冲落式坐便器
冲落式坐便器直接利用水流冲力，将污物排出便器，并利用后续水量将水封补满，其结构如图1所示。为了使水流利于污物排出，冲落式坐便器通常有下列特点：管道内径较大而长度较短，洗净面较陡，落差较大，存水面积小，水封浅。它的优点在于结构简单易成形、成品合格率高、管径大不易堵塞、排水结构灵活等，而缺点是落差大、噪音大、溅水大、水封浅、防臭差、水封面积小、易挂污。
1.2 虹吸式坐便器
虹吸式坐便器利用水流迅速将坐便器管道充满，使管道内与外面空气形成压力差，从而产生吸力将污物吸进管道，用后续冲水冲出坐便器。虹吸式坐便器按结构还可分为喷射虹吸式坐便器和旋涡虹吸式坐便器。
1.2.1喷射虹吸式坐便器
喷射虹吸式坐便器在存水弯内有一个正对着排污管入口的喷射水道，水箱供来的水通过水圈时，少量水由喉面孔喷出清洗洗净面，大部分水由喷射孔喷出，迅速充满坐便器管道，产生虹吸将污物排出，其结构如图2所示。喷射虹吸式坐便器的优点是虹吸起点早、结束迟、虹吸时间长、排污干净、水封下冲水无噪音、水封面积大、水封深、不溅污、不挂脏、防臭功能好、干净卫生，而缺点在于管径小、易堵塞、只适用于地排水结构的房屋。
1.2.2旋涡虹吸式坐便器
旋涡虹吸式坐便器的冲洗水由洗净面一侧沿切线方向冲出，推动洗净面的存水，使其形成旋涡，并随水位的增高充满排污管道，当洗净面内的水面与坐便器排污口形成水位差时虹吸形成，污物被排出，其结构如图3所示。旋涡虹吸式坐便器的优点是噪音小、水封面积大、水封深、不溅污、冲洗干净、防臭功能好、干净卫生等，而缺点在于用水量大、管径小、易堵塞、只适用于地排水结构的房屋。
2坐便器冲水功能的发展现状和趋势
坐便器的冲水功能主要由以下几项指标衡量：固体物排放功能、水封及水封回复、水封表面面积、冲洗功能、防溅污功能、污水置换功能、排水管道输送特征等。欧洲标准（EN997）、美国标准（ASME A112.19.2）、中国国家标准（GB6952）等都严格规定了坐便器冲水功能的技术要求和试验方法。但由于各国技术水平和消费习惯的差异，这些标准在内容上有许多不同，主要表现在检测方法上，而坐便器冲水功能的技术要求则差别不大。
2.1 坐便器冲水功能的发展现状
在我国，卫生洁具行业起步较晚，但发展较快。我国虽已成为世界上卫生洁具的最大生产国和消费国，年产量已达6000万件以上，但产品质量的总体水平还不高，主要存在以下几个方面的问题：
（1） 用水量超标。大部分国家的标准要求是节水型坐便器用水量不能超过6L，而我国很多企业生产的坐便器用水量远远超过6L。
（2） 水封不合格。大部分国家的标准严格规定坐便器水封深度不能少于50mm。而我国很多企业生产的坐便器的水封深度远远低于50mm，坐便器的防臭能力差。
（3） 冲洗功能差。冲洗功能反映了坐便器的冲洗能力，是坐便器冲洗效果的重要指标。目前很多企业生产的坐便器在结构设计上存在问题，不符合标准所规定的冲洗功能要求。
（4） 防虹吸不规范。大部分国家的标准都严格要求进水阀必须带有防虹吸功能，但目前市场上很多产品的进水阀的防虹吸功能不合格。
（5） 稀释率差。稀释率反映了坐便器污水置换能力的大小。大部分国家的标准规定坐便器全冲稀释率要达100倍以上，半冲稀释率要达17倍以上。但目前市场上很多坐便器全冲后的稀释率仅为50倍，半冲后的稀释率低于10倍。
2.2 坐便器冲水功能的发展趋势
2.2.1冲落式坐便器成为市场主流
和虹吸式坐便器相比，冲落式坐便器有如下优点：
(1) 冲落式坐便器利用水箱落差冲净的方式，虹吸式坐便器通过坐便器下方的S型返水结构在坐便器内形成虹吸漩涡达到冲净效果，因此冲落式坐便器更加节水；
(2) 冲落式坐便器直冲水力量大，坐便器本身结构简单，没有虹吸式坐便器用于回吸的S弯，因此冲落式坐便器容易冲掉粘附在坐便器表面的脏物；
(3) 冲落式坐便器下水管道直径大，容易冲下较大的脏物，冲净效果也远远好于虹吸式坐便器。
冲落式坐便器具有虹吸式坐便器没有的优点，目前冲落式坐便器已成为市场主流。例如，世界著名卫浴品牌科勒卫浴在2006年的坐便器新产品中80％以上为冲落式坐便器。
2.2.2 坐便器更加注重节水
由于全球用水紧张和水价上涨，人们对坐便器的节水性能更加看重。如我国新的国家标准GB 6952-2005中就将用水量定为强制性条款。欧盟的CE认证和美国的UPC认证都将坐便器的用水量作为其认证的重要一项。澳大利亚新制定的节水标签和标准（WELS）制度更是要求从2006年7月1日起出口到澳大利亚的坐便器必须加贴“WELS”节水等级标签。
目前市场上节水型坐便器种类很多，节水坐便器是通过节水型水件实现节水的，而目前的节水水件选择也越来越多，从3/6L双档坐便器到4升水坐便器，另外压力密封冲水装置也被运用在坐便器中。
2.2.3对坐便器使用功能的要求不断提高
随着人民生活水平的提高，对坐便器使用功能的要求也不断提高，主要体现在各国标准中对坐便器冲水功能的技术要求都在不断提高上。特别是我国新的国家标准和欧盟89/106/EEC指令的颁布并实施，对坐便器冲水功能的要求更加严格。这就要求企业必须投入更多的精力到新产品开发中，加大坐便器使用功能的基础性研究。
3影响坐便器冲水功能的因素
3.1 用水量
一般来说，坐便器用水量越大，其冲水功能就越好。但当今卫生洁具都朝着节水的趋势发展，所以靠增加用水量来提高坐便器冲水功能不符合卫生洁具的发展趋势，不值得提倡。
3.2 造型设计
坐便器的造型是影响其冲水功能的根本原因。合理的坐便器造型包括：
(1) 合理的坐便器外形；
(2) 合理的冲洗面面积、深浅、形状；
(3) 合理的弯道设计，包括弯道大小、形状、弯头部位形状、排污管道前后截面大小比例、虹吸管前后两部分长短的比例。
3.3冲水压力和流速
冲水压力越大、流速越快，坐便器的冲洗功能就越好。但过大的冲水压力和过快的流速会提高对供水装置的要求，所以应选择适当的冲水压力和流速。现在坐便器的冲水压力一般是0.14MPa，流速为1.8L/s左右。
3.4喷射孔的直径和方向
对于喷射虹吸式坐便器，喷射孔的大小和方向对坐便器的冲水功能有着重要影响。喷射孔对着坑口，从水箱出来的水大部分通过喷射孔喷射出来，通过坑口流入排污管道。因此喷射孔必须正对着坑口，以减小水流动过程中的阻力。同时喷射孔直径大小要适当；如果喷射孔直径太大，从喷射孔出来的水流速度太小，冲击力就小；如果喷射孔直径太小，从喷射孔出来的水量太小，造成虹吸开始太慢。
3.5排水孔的大小和位置
排水孔的大小和位置会影响虹吸式坐便器虹吸的起始时间和虹吸效果，从而影响坐便器的冲水功能。
3.6坑口的形状和坑深
坑口位于坐便器洗净面底部与排污管道连接的部位。从喷射孔和洗净面冲下来的水都要经过坑口进入排污管道，因此这个起连接作用的部位的形状和大小非常重要。坑口既不能太小阻挡水流通过，又不能太大降低水流速度，应让水能以适当的流速通过它进入排污管道。
3.7 虹吸开始时间和虹吸结束时间
影响虹吸开始时间和虹吸结束时间的因素主要有喷射孔大小、水道大小和排水孔大小。过大的喷射孔半径、过小的水道半径和过小的排水孔半径均会使虹吸开始太早，反之则虹吸开始太迟。过小的喷射孔半径、过大的水道半径和过大的排水孔半径均会使虹吸结束太早，反之则虹吸结束太迟。
3.8 喉面孔的大小、数量和位置
喉面孔是位于坐便器喉面下方的一系列大小不一的小孔，从水箱出来的水部分通过喉面孔流入冲洗面。这些孔的大小、位置和各孔径的比例对坐便器冲水功能有着重要的影响。合理的喉面孔设计可以明显提高坐便器的冲水功能，特别是冲洗功能和防溅污功能。喉面孔的位置不对和大小不适当容易造成冲洗面有死角、冲洗功能差和防溅污功能差的缺陷。因此企业在新产品开发阶段要特别注重喉面打孔规的设计，喉面打孔规不仅设计要合理、定位要准确，而且打孔要方便，充分考虑大批量生产的需要。
3.9 坐便器变形
坐便器的变形会引起其本身结构和水道水流量及方向的变化，从而影响到冲水功能。因此各国的标准都严格规定了坐便器的变形量。我国的国家标准规定了坐便器安装面最大变形为3mm，表面最大变形为4mm，整体最大变形为6mm，欧洲标准和美国标准都严格地规定了这方面的变形量。
3.10 水道内的“泥屎”和裂纹
水道内如果粘有“泥屎”或水道某些部位有裂纹会严重影响坐便器的冲水功能。水道内粘着的“泥屎”会降低水流速度，改变水流方向，甚至部分“泥屎”在冲水过程中倒流回坑口，从而降低坐便器的冲水功能。水道上的裂纹会使坐便器漏水，严重的甚至不能虹吸。
洗坯时水道清洗不干净、水道内不喷釉或水道内喷釉不当均会造成水道内粘有“泥屎”，而成形操作不当则容易造成水道裂纹，因此企业在生产过程中一定要严格控制生产程序，尽量避免水道内粘着“泥屎”和产生裂纹。
3.11 水封及恢复水封
坐便器的水封决定于挡口堰的高度，水封恢复决定于虹吸开始时间和结束时间、进水阀补水速度。坐便器水封深度不够，会降低其防臭能力。这是因为水道中的有机废物发酵产生的废气会通过不合格的水封逸出，容易产生环境污染，对人体健康有害。
造成产品水封不合格的原因是产品器型设计不合理。在设计时，产品烧制收缩率计算不准确，产品实际烧制收缩过大，导致水封偏低。因此企业在产品设计阶段要准确估算产品烧成时的收缩。
3.12 配 件
配件也是影响坐便器冲水功能的关键因素。适当的配件，主要是适当的进水阀和冲水阀，可以提供足够压力、流速和用量的水来冲洗便器，加强坐便器的冲水功能。目前市场上很多产品水箱配件防虹吸不合格，水箱中的水容易产生倒流，造成水质污染。特别是在停水时，因为供水管中的负压，虹吸现象更容易产生。另外配件与坐便器的配套也值得重视，现在市场上很多水箱配件与坐便器不配套，从而产生配件安装困难、坐便器漏水等问题。所以加强配件供应商的质量控制和新产品开发也是便器生产商要重视的方面。
影响坐便器冲水功能的因素有很多，很多时候冲水功能差是几个因素综合作用下的结果。生产企业在生产过程中要特别注意上述因素对坐便器冲水功能的影响，找出它们之间的联系，找到问题的根源。
4结 语
目前我国坐便器的冲水功能整体水平还较低，原因是企业不能正确地理解标准，未按标准要求生产，产品器型设计不合理。这也反映出企业在新产品投产前，未按标准进行型式检验，没有从源头控制产品质量的意识。而最直接的原因还是企业管理层对坐便器功能的要求不甚了解，部分企业设计人员认为只要外观美观就行，对坐便器冲水功能不够重视。因此加强坐便器冲水功能的基础性研究显得尤为重要，这就要求企业在新产品开发阶段应更注重坐便器冲水功能的影响因素的研究，正确理解和掌握各个国家的标准，按照标准进行型式检验，从源头把关控制产品质量。只有这样我国卫生陶瓷产品才具有市场竞争力，才能突破国外的技术壁垒。
参考文献
1 卫生陶瓷.GB 6952-2005
2 便器水箱配件.JC 987-2005
3 瓷质卫生洁具坐便器及小便器冲洗功能要求.ASME A112.19.2-2003
4 EN 997-2003 WC pans and WC suites with integral trap
5 对我国卫生陶瓷现状的进言[J].佛山陶瓷，2005,(11)
6 Council Directive of 21 December 1988 on the approximation of laws,regulations and administra-
自动坐便器 篇3
我国是世界上13个缺水国家之一,全国人均淡水占有量仅为世界人均淡水占有量的1 /4[1]。水资源匮乏严重已影响工农业生产和人们的日常生活。为了解决京津冀地区用水困难,我国投入数亿元资金建设南水北调工程。由此可见,节约用水是涉及国计民生的重大课题。
在我国城镇家庭生活中,绝大部分居民使用清洁的自来水冲洗座便器,既浪费水资源,又排放大量污水。据统计,冲洗座便器用水约占生活用水的40% ~ 50%[2],另外的大部分生活用水则是洗衣和洗浴等,而洗衣和洗浴等产生的废水为碱性水,用来冲洗座便器是可以被人们接受的[3]。因此,研究利用洗衣和洗浴等产生的废水冲洗座便器,既可节约水资源,又可减少污水排放,废水的重复利用还可节省家庭用水费用开支,是一件利国利民的大事情。
1 废水冲洗座便器自动控制装置的结构
利用废水冲洗座便器的自动控制装置由废水收集系统和座便器冲洗测控系统等组成,其整体结构如图1所示。
1. 1 废水收集系统
废水收集系统由废水收集水盆、废水注入水管、过滤网、废水储水箱、废水箱联通管、废水溢流水管等组成。洗衣和洗浴等用过的废水可倒入废水收集水盆,通过废水注入水管,经过滤网过滤后注入废水储水箱,根据联通管原理,2个废水储水箱保持相同的水位,将废水储存起来备用。废水储水箱采用注塑或塑料板焊接而成。废水储水箱一般安置在座便器旁边,其容积、外形尺寸和颜色可根据座便器周边的空间大小和卫生间装修的色调来确定。为了便于收集废水,废水储水箱可以是根据洗衣、洗浴等废水产生的多少、地点和空间大小,设计成多个用联通管串联起来的不同尺寸和外形的串联水箱。过滤网用来滤除废水中的绒毛、头发和其他杂质,以免堵塞废水管路。过滤网可采用尼龙、聚乙烯塑料、玻璃纤维等材质的窗纱布制成,以便于定期清除过滤的杂物。废水溢流水管的溢流口要略低于废水储水箱的高度,以免废水从废水储水箱溢流到座便器周围。当废水储水箱的水位超过溢流口后,多余的废水可流入下水道,也可流入事先放置好的其他容器,以备再用。
注: 1 - 废水收集水盆; 2 - 废水注入水管; 3 - 过滤网; 4 - 废水储水箱 A; 5 - 废水溢流水管; 6 - 废水箱联通管; 7 - 潜水泵; 8 - 废水储水箱 B; 9 - 废水上水管; 10 - 废水控制电磁阀; 11 - 座便器冲水管; 12 - 座便器储水箱; 13 - 座便器低水位检测探头 L; 14 - 座便器高水位检测探头 H; 15 - 电气自动控制箱; 16 - 自来水管; 17 座便器上水管; 18 - 自来水控制电磁阀; 19 - 自来水旁路截门;20 - 废水箱高水位检测探头 H; 21 - 废水箱低水位检测探头 L 。
1. 2 座便器冲洗测控系统
座便器冲洗测控系统主要由潜水泵、废水上水管、废水控制电磁阀、废水箱高水位检测探头、废水箱低水位检测探头、座便器低水位检测探头、座便器高水位检测探头、电气自动控制箱、自来水管、座便器上水管、自来水控制电磁阀、自来水旁路截门等组成。潜水泵用来将废水储水箱中的废水经废水上水管和废水控制电磁阀提升到座便器储水箱中。为了保证废水提升的流量和压力,应选用流量为1000L/h、扬程为2m、功率为30W及以上规格的潜水泵。废水控制电磁阀和自来水控制电磁阀均采用单向阀,而且在电气上是互锁的,用于控制并隔离废水和自来水,防止座便器储水箱的水倒流。
当利用废水冲洗时,废水控制电磁阀打开,而自来水控制电磁阀则关闭,以免废水串入自来水管道,污染清洁水源。废水箱高、低水位检测探头用作废水箱水位检测,当废水箱中储存的废水处于低水位时,便不能满足冲洗一次座便器的水量,电气自动控制箱中的控制电路自动转换到自来水冲洗功能,使废水控制电磁阀关闭,自来水控制电磁阀打开。座便器高、低水位检测探头用来检测座便器储水箱的水位。当座便器冲洗后,座便器储水箱处于低水位,低水位检测探头发出低水位信号,使电气控制电路实现上水控制,当座便器储水箱的水位上升到高水位时,高水位检测探头发出高水位信号,通过电气控制电路实现自动停止上水。自来水旁路截门在停电时使用。正常供电时,截门处于关闭状态,通过控制电磁阀实现自来水冲洗; 停电时,自来水控制电磁阀失控,处于关闭状态,为了保证座便器的冲洗,可通过扳动旁路截门的扳手,接通自来水冲洗管路,利用自来水冲洗座便器。
2 废水冲洗座便器自动控制装置的工作原理
利用废水冲洗座便器的自动控制电路如图2所示。
2. 1 利用废水冲洗座便器
当座便器冲洗后,其水位降低到座便器低水位时,座便器低水位检测探头发出信号,其水位检测开关CS合向L,KM4得电吸合。此时,若废水箱为高水位,其水位检测开关SS合向H,废水箱高水位控制继电器KM1吸合,废水控制电磁阀SV和废水提升水泵SP同时得电工作,向座便器储水箱上水。当座便器水位上升到高水位时,其水位检测开关CS合向H,座便器高水位控制继电器KM3吸合,其常闭触点断开废水提升水泵SP和废水控制电磁阀SV,停止向座便器上水。
注: SS - 废水箱水位检测开关; KM1 - 废水箱高水位控制继电器; KM2 - 废水箱低水位控制继电器; CS - 座便器水位检测开关;KM3 - 座便器高水位控制继电器; KM4 - 座便器低水位控制继电器; RWV - 自来水控制电磁阀; SV - 废水控制电磁阀; SP - 废水提升水泵; AS - 手动冲洗开关; MS - 自动冲洗开关。
2. 2 利用自来水冲洗座便器
当座便器冲洗后,其水位降低到座便器低水位时,KM4得电吸合,若此时废水箱为低水位,废水箱低水位控制继电器KM2吸合,自来水控制电磁阀RWV得电,接通自来水管路,自动向座便器上水; 而废水箱高水位控制继电器KM1失电,其常开触点断开废水提升水泵SP和废水控制电磁阀SV。当座便器水位上升到座便器高水位时,座便器高水位控制继电器KM3吸合,其常闭触点断开自来水控制电磁阀RWV,停止向座便器上水。当座便器需用手动自来水清洗时,将自动控制开关拨到“手动”位置,手动冲洗开关AS闭合,自动冲洗开关MS断开( AS与MS是联锁开关) ,自来水控制电磁阀RWV打开,向座便器上水,而废水控制电磁阀SV关闭,废水提升水泵SP也不工作。在停电的情况下,自动控制装置停止工作,自来水控制电磁阀RWV失控,处于关闭状态,可通过扳动自来水旁路截门的扳手,接通自来水冲洗管路,也能利用自来水冲洗座便器。
3 应用效果总结
该节水装置已在某生活区某住户家安装使用,取得了满意的应用效果。
3. 1 应用实例
在该应用实例中,采用了2个容积大小不同的水箱串联,大水箱容积为45L,安置在洗漱盆下方,利用洗漱盆作为废水收集盆; 小水箱容积为30L,安置在座便器旁边,充分利用了座便器周边的狭小空间。通过座便器高水位设置,每次冲洗用水量为6L,既保证了冲洗效果,又使每次冲洗用水量最小。潜水泵选用AT - 106型,功率为85W,扬程为4m,流量为4000L / h,每次上水 潜水泵需 工作1. 5min,消耗电能2k Wh。废水和自来水控制电磁阀均选用ZW - 160 - 15型单向电磁阀,安装时应注意水流方向。废水箱和座便器的水位检测开关均采用JYB - 714型晶体管液位继电器,其端子接线如图3所示。自动控制用的4个接触器均选用JZC1 - 44接触式继电器。
注: 1、8 脚接 220V 交流电压,5 脚为高水位探头,6 脚为低水位探头,7 脚为储水箱地线,放在储水箱的最低点与水箱底部接触,3脚接 220V 交流电压的相线,2 脚为低水位控制触点,低水位时 2、3脚接通,4 脚为高水位控制触点,高水位时 3、4 脚接通。
3. 2 经济效益分析
安装该节水装置后,家用座便器每次冲洗用水量为6L( 不改造时为6 ~ 8L或更高) ,以三口之家的家庭为例,按每人每天平均使用5次座便器计算,这个家庭每天冲洗座便器的用水量为90L,年用水量为32850L,即32. 85t,按保定市供水公司公布的居民生活用水价格3. 55元/t计算,需交水费116. 62元。使用该 节水装置 消耗电能 仅为10. 95k Wh,按保定市供电公司公布的居民生活用电价格0. 52元/k Wh计算,需交电费为5. 69元。由此可见,利用废水冲洗座便器每户每年可节水32. 85t,节省费用110. 93元。可见,在城镇居民家庭和宾馆等场所推广利用废水冲洗座便器不仅每年可节约大量的清洁水资源,还可减少大量污水排放,有效改善生态环境。
3. 3 装置特点
1) 收集废水方便,占用空间小。为了便于收集废水,并充分利用城镇居民家庭卫生间的狭小空间,废水收集系统采用串联水箱结构,可根据洗衣、洗漱、洗浴等产生废水的设施和使用废水的座便器的周边空间大小、产生废水的多少合理设计废水收集水箱的结构尺寸和形状,利用连通管原理将分布在不同位置的水箱串联起来,使各水箱保持相同的水位。
2) 废水或自来水冲洗自动转换。电气控制电路可根据废水箱的水位检测结果,实现废水冲洗或自来水冲洗之间的选择。废水箱有水时,利用废水冲洗座便器,可节约清洁水资源; 废水箱无水时,自动转换为自来水冲洗,可确保座便器的随时冲洗。
3) 冲洗用水量可人为调整,座便器上水可自动控制。保持座便器原来的冲洗操作方式不变,当座便器冲洗时,电气控制电路可根据座便器储水箱的水位检测结果,实现自动上水和停止上水控制。通过座便器储水箱高水位检测探头的位置调整,可实现座便器冲洗一次用水量的最佳值设置,在保证冲洗效果的前提下节约用水。
4) 具有手动冲洗功能。在停电或需要用自来水清洗座便器的情况下,可以手动操作自来水旁路截门或手动冲洗开关,利用自来水冲洗座便器。
4 结语
利用废水冲洗座便器的自动控制装置已开始在城镇居民家庭得到推广应用。应用实践表明: 该装置性能稳定、运行可靠,操作方便,节水效果显著。我国是人口众多、严重缺水的国家,以三口之家为例,利用废水冲洗座便器平均每年可节水30t,若将该节水装置推广应用,必将产生巨大的社会效益和经济效益。因此,利用废水冲洗座便器的自动控制装置具有广阔的推广应用前景。
参考文献
[1]倪玲英.废水再利用自动装置的原理及应用[J].节能,2001,(12):30-31.
[2]秦辉,曹燕燕,周丽杰,等.全自动废水坐便器的设计[J].工程设计学报,2010,(2):152-155.
按键式电子冲便器 篇4
在老师的指导下，我经过多次试验，发明了既轻巧又节水的按键式电子冲便器。
最开始的时候，我直接用过道灯的控制线路连接全自动洗衣机的电磁进水阀，制作冲便器，这样只要触摸就能冲水。但试用后，我发现它有较多缺陷：一、在夜间或光线暗的地方才能使用;二、只要有声响，它就会冲水并且冲水时间长，浪费严重。
于是，我对控制电路进行改进，装上触发按钮，并将冲水时间调整为7秒钟，然后连接一个电磁进水阀。这样，我们使用冲便器时，只需轻轻按一下按钮，它就能冲水了，低年级的小朋友也能很方便地使用哦。可是，有时它冲不净大便，需重复冲水。
后来，我又对冲便器进行改进，使用两套或多套冲水管道（两个或多个电磁进水阀），设计两个触发按钮。
冲小便时，我们按小便按钮，一个管道冲水，水量较少;而冲大便时，按大便按钮，两个或多个冲水管道同时冲水，能将大便冲得很干净。
按键式电子冲便器用按键触发，分别启动两套电子延时冲水系统，因此与普通冲水阀相比，冲水方便、节约水、寿命长。
按每人一天解便5次（1次大便、4次小便）估算，使用按键式电子冲便器比其他冲便器能节约一半以上的水量呢。
陶瓷坐便器:暗藏猫腻 篇5
抽查内容:依据强制性国家标准《卫生陶瓷》 (GB 6952-2005) 、《便器水箱配件》 (JC 987-2005) 及相关产品标准的要求, 对陶瓷坐便器产品的水封深度、水封表面面积、吸水率、便器用水量、洗净功能、固体排放功能、污水置换功能、坐便器水封回复、便器配套要求、管道输送特性、安全水位技术要求、进水阀CL标记、安装相对位置、防虹吸功能、进水阀密封性、排水阀密封性、进水阀耐压性等17个项目进行了检验。
抽查结果:有26种产品不符合相关标准的要求, 合格率78%。
主要问题:吸水率、用水量、水封深度、水封回复、洗净功能、水封表面面积、安全水位技术要求、安装相对位置等项目不合格。
不合格企业名单
不合格项目分析
一、吸水率:坐便器吸水率越低越好。吸水率过大, 则表明其材质不够致密, 易吸附臭气, 容易造成开裂, 耐承重力较差。
二、用水量:用水量是评价坐便器是否节水的重要技术指标, 是节约水资源的技术保证。GB 6952-2005《卫生陶瓷》规定, 节水型大档≤6 L。
三、水封深度:存水的多少决定了阻隔臭味的能力大小, 50 mm是阻隔臭味的最低标准。
四、水封回复:关系到卫生间环境。水封回复指标不合格会降低坐便器的防臭能力, 导致其成为卫浴间的污染源, 水管中的有机废物产生的废气也可能通过不合格的水封冒出来, 危害人体健康。
五、安全水位:指水箱配件在水箱内安装好后的有效工作水位和溢流水位之间的关系, 作用是防止进水阀的密封出现问题时水溢出水箱外。安全水位技术要求不达标, 可能出现坐便器跑冒滴漏等现象, 甚至出现进水阀关闭失灵时水从水箱中溢出现象, 造成房屋被淹。
部分合格企业名单
述评
对现代生活而言, 坐便器是必可不少的居家生活用品, 它的质量好坏将直接关系到家居生活的质量。如果不慎选购安装了不合格产品, 卫生间很可能成为家居生活的“重灾区”, 坐便器也将成为家居健康的“隐形杀手”。
近日, 国家质检总局发布的陶瓷坐便器产品质量监督抽查结果显示, 有26种产品不符合相关标准要求, 合格率仅为78%, 质量堪忧。在不合格产品中, 13家均为“广东制造”, 河南产品也占了不小比例。据统计, 两省产品共占了不合格产品的9成, 发人深思。
广东是陶瓷生产大省, 市场上不少卫浴产品的产地都是广东, 一直口碑甚佳, 消费者对其产品质量也相对放心。然而, 在此时抽查中, 就是这些“放心产品”出了问题, 其中不乏美标、冠珠、合诚等知名品牌。作为区域性产品, 一个产品出现问题, 很可能影响整个区域产品的声誉, 更何况如此大范围的出现质量问题。
“覆巢之下无完卵。”质量是品牌的生命线。在企业的发展过程中, 如果产品质量不过关, 无论名声多响亮, 也都只是浮云, 最终的结果是失去市场, 失去消费者, 失去自我。因此, 企业还是要从最根本的质量入手, 以质量铸品牌, 以品质赢人心。
6技巧助你买到满意坐便器
一个舒适美观、质量上乘的坐便器不仅能够美化卫浴空间, 还可以省去不必要的烦恼。以下是一些选购小技巧:
技巧一:重量
坐便器越重越好, 普通的马桶重量在25 kg左右, 好的马桶50 kg左右。重量大的马桶密度大, 质量比较过关。
技巧二:出水口
坐便器底部的排污孔最好为1个, 因为排污孔越多越影响冲力。卫生间的出水口有下排水和横排水之分, 要量好下水口中心至水箱后面墙体的距离, 买相同型号的坐便器来“对距入座”, 否则马桶无法安装;横排水马桶的出水口要和横排水口的高度相等, 最好略高一些, 才能保证排污畅通。
技巧三:釉面
质量好的坐便器其釉面光洁顺滑无起泡, 色泽饱和。在检验外表面釉面之后, 还应该去摸一下马桶的下水道, 如果粗糙, 以后容易造成遗挂。
技巧四:口径
大口径排污管道且内表面施釉的, 不容易挂脏, 排污迅速有力, 可有效预防堵塞。测试方法:将整个手放进马桶口, 一般能有一个手掌容量为最佳。
技巧五:水件
水件直接决定坐便器的使用寿命。鉴定方法就是可以听坐便器按钮声音, 发出清脆的声音为最好。技巧六:冲水
坐便器:安全水位不符合技术要求 篇6
序号123456
789101112
产品名称坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器
商标TOTO
新启美标杜菲尼惠达华丽bolo
HCG INAX航标
豪盛 (Hawson) 华盛HHHS
生产企业名称
东陶机器 (北京) 有限公司北京新启工贸有限责任公司美标 (天津) 陶瓷有限公司唐山艾尔斯卫浴有限公司
唐山惠达陶瓷 (集团) 股份有限公司唐山华丽陶瓷有限公司
上海宝路卫浴陶瓷有限公司和成 (中国) 有限公司
苏州伊奈建材有限公司
漳州万佳陶瓷工业有限公司豪盛 (福建) 卫浴有限公司
福建省南安市华盛建材有限公司
质量黑榜 (部分) :
序号1234567891011121314
产品名称坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器坐便器
生产企业名称
上海美标陶瓷有限公司长葛市吉祥瓷业有限公司长葛市后河辛庄瓷厂
长葛市鑫汇瓷业有限公司河南明泰陶瓷制品有限公司许昌新美洁卫浴有限公司禹州康洁瓷业有限公司
禹州市欧亚陶瓷有限公司河南省新郑市华裕陶瓷公司郑州新台大根陶瓷有限公司舞阳县冠军瓷业有限责任公司洛阳诺金陶瓷有限公司
宜都市惠宜陶瓷有限公司潮安县伟民陶瓷有限公司
商标美标/新瓷金唐大雅洁新美洁施尔福欧兰奇华裕欧瑞鹰之浴诺金Huitao J IADELI
不合格项目
管道输送特性
进水阀CL标记、安全水位技术要求、安装相对位置等安全水位技术要求、安装相对位置
安全水位技术要求、安装相对位置、进水阀密封性安全水位技术要求、安装相对位置
安全水位技术要求、安装相对位置
吸水率、安全水位技术要求、安装相对位置
安全水位技术要求、安装相对位置、进水阀密封性水封深度、水封表面面积、便器用水量、洗净功能等
吸水率、水封深度、水封表面面积、便器用水量、洗净功能等吸水率、洗净功能、进水阀密封性
安全水位技术要求、安装相对位置、进水阀密封性便器用水量、安全水位技术要求、安装相对位置、便器用水量
报告解读
本次共抽查了北京、天津、河北、上海、江苏、福建、江西、山东、河南、湖北、广东等11个省、直辖市181家企业生产的200种坐便器产品。
本次抽查依据《卫生陶瓷》 (GB 6952-2005) 、《便器水箱配件》 (JC 987-2005) 及相关产品标准的要求, 对坐便器产品的水封深度、水封表面面积、吸水率、便器用水量、洗净功能、固体排放功能、污水置换功能、坐便器水封回复、便器配套要求、管道输送特性、安全水位技术要求、进水阀CL标记、安装相对位置、防虹吸功能、进水阀密封性、排水阀密封性以及进水阀耐压性等17个项目进行了检验。
自动坐便器 篇7
逆向工程(Reverse Engineering RE)就是从模型、样品到设计、造型的过程。CAD模型重建是根据坐标测量机得到的数据点实物对象的模型。根据实物外形的数字化信息,可以将测量得到的数据点分成两类:有序点和无序点(散乱点)。由不同的数据类型,形成了不同的模型重建技术[1]。
目前现有陶瓷卫生洁具新产品生产工艺流程是从新产品图样──石膏小样──石膏原型──石膏原胎模——石膏试验工作模(试浆合格)──注浆──上釉──烧成等一系列工序不断重复,其产品原型的制作和翻制试验石膏模都是通过人工来完成的,可知其成本过高,开发周期长。
卫生洁具产品结构复杂,所以研究该类产品的反求及再设计,以达到引进研究、吸收、消化技术并创新的目的有着重要的意义,也对坐便器的数字化制造、对其冲水性能的研究提供了模型基础。
本文以新型喷射虹吸式坐便器为研究对象,探讨了逆向工程在陶瓷洁具产品设计中的应用思路及一般步骤[2]。
2 坐便器模型数据采集与处理
2.1 数据的采集方法
在逆向工程技术中,获得重构CAD模型的离散数据,即数字化技术是关键的第一步。只有获得正确的测量数据,才能进行误差分析和曲面比较,实现CAD建模。逆向工程采用的测量方法主要有2种:(1)接触式测量法,如三坐标测量机、机械手;(2)非接触式测量法,如投影光栅法、激光三角形法、立体视觉法等。本文采用非接触式测量法,用激光束对物体表面进行扫描,采集被测表面的轮廓曲线,通过计算机处理,最终得到物体表面的三维集合数据,根据这些数据利用Imageware进行点云的数据预处理工作,包括剔除异常数据、补齐遗失点、数据平滑、滤波去噪、光顺、数据精减及数据的定位对齐,然后再导入Pro/e中进行三维造型,最后通过快速成型机进行加工[3]。
由于本设计中的坐便器模型结构复杂,曲面形状极不规则,水盆、内腔以及虹吸系统部分在外部曲面的遮挡下无法直接观察和测量,所以对坐便器的数据测量采用分块多次测量的方法,扫描前把各分块测量的公共部分即公共的特征点做好标记,然后才能把各分块数据进行自动拼接。数据采集分为二部分,(1)外表面数据采集(2)内喷射孔外表面数据采集。又鉴于整个坐便器模型大致呈中心对称,所以应把坐便器沿中心线剖开,以便数据采集。
用剖开的一半坐便器模型进行三维激光扫描,获得点云数据,如图1所示。本文中数据采集采用的是深圳智泰精密仪器有限公司生产的LSH800系列的非接触式三维激光抄数机。该抄数机扫描速度快且能保证高数据质量。
2.2 数据的预处理
Imageware作为反求工程的专业软件,可接收几乎所有的三坐标测量数据,还可接收stl、Vda等格式数据,具有强大数据处理能力,非常适合处理大量扫描的点云数据。鉴于此坐便器扫描得到的点云数据之巨大,用它来处理是很合适的[4]。
Surfacer软件可用来构造各种曲线,串连由测量设备所扫描出来的点群,并允许根据公差与光顺程度,来拟合空间曲线。速度相对于CAD/CAM软件,要串好每一条线的速度相对快很多。
在三维物体的测量中,许多因素决定了无法通过单个传感器一次完成整个物体的测量,尤其是测量复杂形面时存在投影盲点或视觉死区,测量大型零件时受测量范围限制需要多次分块测量。所以在实际测量中,为完成整个物体的测量,常把物体表面分成多个局部相互重叠的子区域[6]。此虹吸式坐便器就是一个由多块复杂表面组成的形体,而且其纵横尺寸大,需要从不同角度分别测量得到多个独立点云数据。
本文通过Imageware对所测量的多视点云进行拼接对齐,点云对齐的实现方法有多种,可以通过坐标变化把部分重叠的两组点云对齐,三点法也是一种常用的对齐方法,它利用相邻子区域重叠部分3个标记点即可实现拼接。由于实际测量过程中受到各种人为因素的影响,所得数据不连续或出现数据噪声。为了降低或消除噪声对后续建模质量的影响,对测量点云进行平滑滤波。对于坐便器这高密度点云,存在大量的冗余数据,需要按一定要求减少测量点的数量,本文采用随机采样的方法来精简数据。数据处理过后调入到Surfacer再对其进行编辑,主要是转换为线框模型,然后在Pro/E中进行实体造型。
(1)数据预处理
先对输入的点云数据进行取样、析出点云等预处理。这里的点云是一个统一的整体,很多时候需要将其分块处理,或者删除某些不需要的部分,这时就需要用到析出功能,析出功能菜单在extract命令里。对于点云数据中明显的噪音点可以应用modify菜单下的extract—circle-select points命令手动删除。对于质量较差的点云可以应用smooth命令进行平滑处理,还可以应用modify菜单下data reduction命令进行点云的取样处理。
经过上述预处理的坐便器外表面模型如图2所示。同理,对内喷射孔外表面做同样的处理,如图3。
(2)Surfacer软件的线框模型
通过Imageware软件的预处理后,将其导入到Surfacer软件中进行线框模型的建立。在Surfacer中的Curves一般都是NURBS Curve,NURBS是Non-Uniform Rational B-spine的缩写。NURBS可以表现出空间的几何物件,可以很精确的描绘出大部分的几何模型,如:线、圆、椭圆、球体、环形和像车体或人体的复杂自由曲面模型[5]。
在整个曲线构造过程中,因为一条曲线品质的好坏将影响到曲面构建的品质,如果此条曲线是从点云上所得到的,则相对的这群点云品质的好坏也将影响到曲线,因此,在构造过程中先把整个构造流程作一简单规划,利用Surfacer软件中的Curves选项,由点群构造空间曲线。利用Surfacer对坐便器处表面和内喷射处表面进行线框处理后分别如图4和图5所示。
3 曲面建模及实体造型
PTC公司提出了单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念,利用该概念开发出来的机械CAD/CAE/CAMR产品,Pro/E软件能进行复杂的模型造型,灵活运用可建立符合工程需要的大部分模型。
目前,PTC公司的产品中,可以用于处理测量点数据,并进行逆向曲面设计的模块有:ICEM Surf、Pro/DESIGER(CDRS)、Pro/SCANTOOLS。
本文利用Pro/E中有别于前述几种的逆向建模方法,即自由曲面造型方法对坐便器进行逆向建模。“造型”可以方便而迅速地创建自由生成的曲线和曲面,并将多个元素合并成超级特征,它是在一个相对独立的环境中完成的,用户可创建完全自由的造型特征或利用Pro/E参数化和关联功能,造型特征非常灵活,具有高度弹性化。
把Surfacer得到的几个线框模型(如图4、5)分别读入到Pro/E软件里。根据坐标系的对齐和相互间的关系,进行线框的对齐合并;形成反映坐便器实体的总线框,如图6所示。然后利用Pro/E的自由曲面造型(插入—造型)功能对其进行逆向设计,设计顺序为水包自由曲面—水箱—坐便器外表面—内喷射孔—底板,最终模型如图7。最后通过复制、镜像、加厚、实体化等命令把整个虹吸式坐便器建模出来。
根据逆向建模所得的三维实体模型,生成生产图纸,从而可进行模具制造及加工等工作。本研究中采用陶瓷材料,并用快速成型机把该新型虹吸式坐便器的样件加工了出来。
4 结论
本文通过三维激光抄数机对虹吸式坐便器进行数据采集,利用Imageware对所获取的三维信息进行数据的简化、平滑等处理,再在Surfacer里构造线框模型,利用Pro/E强大的曲面造型功能,提出了一种直接在Pro/E里对所导入的线框模型进行曲面的构建和实体造型的方法,并利用快速成型机把它加工出来,以便用于生活当中。
通过建立洁具数学模型,可以对设计的洁具模型进行质量评估和应力分析,从而实现陶瓷洁具的数字化质量管理,更加方便地开发出节水效果更好、功能更强和造型更丰富的陶瓷洁具新产品。
参考文献
[1]单岩,谢斌飞.Imageware逆向造型技术基础[M].北京:清华大学出版社,2006:1～5
[2]徐建华,李蓓智.基于Imageware和UG的汽车阀体的反求设计[J].机械设计与制造,2007,11(11):63～65
[3]张国亮.Pro/ENGINEER中文野火版逆向工程专家实例精讲[M].北京:中国青年出版社,2007:6～15
[4]故爱田,缪丹云,朱双明.基于Imageware和Pro/E的反求工程应用[J].机电工程技术,2006,35(12):27～28
[5]林瑞璋,王万强,等.逆向工程软体Surfacer使用手册[M].台湾:全华科技图书股份有限公司,1991:9～5,9～19
自动坐便器 篇8
陶瓷坐便器是综合我国传统陶瓷产业,引进国外卫浴文化的综合产物[1,2]。为陶瓷坐便器排污管道施加釉面,提升其光洁度水平以降低排污阻力是卫浴节能减排的一项重要工作,也是广大消费者的选购标准。
陶瓷坐便器管道施釉是在陶瓷坯体成型,经过一段时间的自然干燥或者风热干燥之后,在未烧结的陶坯的排污管道内表面通过吸附的方式,覆盖一层薄薄的釉层。如图1所示,排污管道呈蛇形状态,因此喷淋方式无法实现全面釉料覆盖,所以陶瓷坐便器的管道施釉常常采用顶部灌釉或底部灌釉两种工艺方式。
顶部灌釉是一种自上而下的施釉方法,工人将定量的釉料从管道上方的窝口导入管道之后,使釉料在重力的作用下从管道底部排污口流出,实现管道内部施釉。此法操作简单,工作强度低,但是施釉均匀度低,排污口处需要进行喷枪补釉。
底部灌釉是目前高端卫浴品牌普通推崇的管道施釉方法。其工艺方法为:堵住排污口,通过在窝口向排污管灌满釉料,而后由排污口将釉料排出,实现施釉[3]。此法的优点是釉层厚度均匀、可控、质量稳定。但是工序繁多、劳动强度大、自动化难度高。
针对陶瓷坐便器管道施釉机自动化程度低的现状,借用连通器原理,结合底部灌釉工艺,提出一种灌釉排釉均无需人为介入的精确管道施釉方法。同时根据坐便器生产设计多样性的需求,开发一套可自动适应主流坐便器型号的管道施釉专用机械。
1 基于连通器原理的灌釉方法
1.1 排污管道底部灌釉工艺
排污管道底部灌釉工艺的关键是保证釉料可以浸没整个排污管道,使排污管道的每处内壁均能受到有效浸泡,同时避免釉料没过窝口污染冲水面。
如图2(a)所示,假定以水平姿态灌釉,则排污主管道内将存在灌釉盲区。而如图2(b)所示,以倾斜姿态灌釉,则由于蛇形管道内部分区域排气不畅可导致气腔产生,气腔区域釉料无法覆盖而形成进釉盲区。因此从底部灌釉工艺首先分两步进行:第一步是在水平姿态下将排污管道浸没至允许灌釉液位a;第二步是将坐便器慢慢倾斜呈图2(b)所示姿态,同时低速将液位提升至允许灌釉液位b。根据釉层厚度需求的不同,使釉料在管道内保持不同的时间,而后进入排釉工序。
排釉时,如采用图2(b)所示姿态排釉,则图2(a)所示的灌釉盲区形成了排釉的积釉区。而如采用图2(a)所示姿态排釉,则窝口处无法排除。因此排釉亦取为多角度配合的方法。先以图2(b)的姿态排除排污口附近的釉料,而后慢慢转为水平姿态,以排去管道大部分釉料。在这个摇摆过程中将有部分釉料从管道主体回流至窝口位置,因此再次倾斜至图2(b)所示状态,使回流液体在惯性的作用下越过图2(a)所示盲区流入近排污口的区域。由于利用的是惯性作用,所以第二次倾斜的速度需要采用快速运动。由此,经过2~3次往复摇摆,可使管道内釉料全面从窝口排出。
目前市场上以此法为设计基准的管道施釉专机,其存在形式主要为:手动将排污口连接上灌釉通道,通过水泵将釉料抽入排污管道内;观察液面到达窝口时切断水泵,而后打开排污口,摇摆坐便器进行排釉。为了实现自动化,生产商试图在窝口设置液位传感器进行灌釉控制。但是由于窝口形状位置变化较大,传感器无法准确安装到窝口的指定位置,导致传感器工作不稳定等而使得灌釉控制容易误判而无法普及。因而准确控制灌釉液位是排污管道底部灌釉自动化的关键难点。
1.2 基于连通器原理的管道灌釉方法
如图3(a)所示,U形管内充满液体,根据流体静力学基本方程:
对U形管低部任一横截面的液体进行受力分析,其受力平衡方式为
使该点液体静止的条件是
以上即为连通器原理。即在几个底部互相连通的容器,注入同一种液体,当液体静止时,各容器的液面总是保持在同一水平面上。
假定在排污管道的排污口处接上管路B至一个允许最高液面高于排污管道允许浸没液面高的水槽A内,形成一个新的管路,并使新管路内充满液体,则如图3(b)所示,则排污管路与水槽A、管路B三者共同形成一个连通器。
于是灌釉工艺可以分解为:一、将坐便器水平放置,而后从水槽A灌入釉料直至液位没至图2(a)所指允许灌釉液位a;二、将坐便器慢慢倾斜至图2(b)所示姿态,同时慢慢从水槽A灌入釉料直至液位没至图2(b)所指允许灌釉液位b。
由于排污管道内液位与水槽A液位持平,因此自动灌釉的液位控制可以通过实时测量水槽A的液位进行闭环控制。通过在水槽A内的固定位置设置普通液位传感器即可准确捕捉排污管道灌釉液位。同时此控制方法的另外一个优点是可以通过普通供釉泵实现精确供釉。具体原理分析如下:
假定水槽A水平截面为排污管水平截面的X倍,进釉泵供釉最小液体体积为Y,根据连通器两端液面高度相同的原理,窝口处液面的上升高度为Y/A/(X+1),即实际灌釉高度的控制精度为Y/A/(X+1)。即灌釉精度为水泵单位供釉误差的(1/A/(X+1)),因此普通供釉泵便可以达到精确的进釉控制。
2 基于连通器原理的全自动管道施釉机开发
2.1 管道施釉液路
图4所示,通过挤压软质防水海绵的密封办法实现排污口与管路的密封联接。密封接头通过三通与分别接有先导型双通A与先导型双通B的管道B及管路C相连。管路B的另一端与水槽A底部联通。水槽A顶部设有补釉口,补釉口通过接有进釉泵的液路与储釉槽相连。水槽A顶部设置液位传感器,可使水槽A内液位保持一定高度。管路C与设置有滤网的储釉槽相连,用以将排污管道内多余的釉料排回储釉槽,实现釉料的循环利用。
2.2 灌釉自动化
灌釉时,通过PLC控制电磁阀开关的方法控制液路中气动先导型双通的开合工作,通过读取液位传感器模拟信号判断灌釉量是否已满足液位需求,并用I/O信号控制进釉泵的启停。灌釉工作控制流程为:关闭先导型双通B以切断排釉管路,而后打开先导型双通A使水槽A与排污管道联通。进釉泵将釉料泵入水槽A,直到水槽A的液位达到液位传感器的设定值,即液面到达窝口高度,则灌釉工作完成。最后通过计时器设定浸釉时间,以控制釉层厚度。
2.3 排釉自动化
当浸釉达到设定时间时,PLC发出排釉指令,以I/O信号控制管道施釉液路切换为排釉工作状态。同时,发出摇摆指令,在摇摆机构的配合下,通过切换摇摆气缸进气排气电磁阀以完成摇摆排釉动作。摇摆速度可以通过调节气缸排气节流阀来控制气缸摇摆速度。为了使摇摆往复动作速度可调,因此此处选用双作用气缸,同时在气缸两端分别接进排气气路,使两端的进气、排气节流阀均可单独控制,由此可以使往复两动作的速度互不干扰,以满足排釉时需要快速倾斜、慢速水平复位的需求。
如图5所示,排釉控制流程大致如下:
排釉工作启动时,坐便器处于倾斜状态。关闭先导型双通A,打开先导型双通B,则管路C与排污管道相连通,釉料从排污口流入储釉槽中。而后控制摇摆机构复位,使坐便器慢慢复位,以使大部分釉料排出管道。接着控制摇摆机构快速运动使坐便器快速倾斜,保持倾斜姿态少顷后,再使坐便器慢慢正立复位。如此循环摇摆2~3次可以使排污管道釉料得以全面排出,窝口无明显积釉。
2.4 坐便器自动装夹与摆动
根据管道施釉过程中对排污管道进行密封连接、对坐便器进行指定动作摇摆的需求,现设计管道施釉机结构如图5所示。
目前底部排污的坐便器排污口径约为50~80mm,排污口位于坐便器中轴线,其相对水箱的前后距离有多种规格。因此,设计时需考虑对于不同规格坐便器的兼容性能。在设计上,采用配有直径100mm密封垫的密封接头以适应排污口径大小变化需求,并采用伸缩滑台调节密封接头的位置。为了避免人为参与,此处采用步进电机驱动丝杆副,以控制密封接头相对水箱距离。由于施釉车间含尘量较高,不利于普通滚珠丝杆的长期使用,因此此处采用具有螺纹自锁功能的梯形螺纹丝杆,充分利用梯形螺纹耐磨、承重能力强的特点。伸缩滑台的输出端连接的是压接密封接头的杠杆机构,通过往复气缸的推拉控制密封接头的压接与断开状态。
为了保证摇摆过程中坐便器相对密封接头无相对滑动,保证摇摆不至于对坐便器产生冲击损伤。因此,管道施釉机设置有托夹机构与压夹机构。托夹机构采用恒压气缸推动托夹机构托住坐便器背部,以适应不同尺寸坐便器背部位置有所偏差的问题。同样,为适应不同座高的坐便器,压夹机构亦采用恒压气缸以保证对于不同型号坐便器均可产生恒定压夹力。
如上所述,实现排釉摇摆动作需依靠采用双作用气缸驱动的摇摆机构,通过控制双作用气缸的进排气速度来控制排釉时的摇摆速度。
3 结论
利用连通器原理设计的坐便器管道施釉方法,巧妙利用连通器间液面相同的办法,将控制形状各异的坐便器管道内液面高度的任务转移为控制大截面固定釉槽的液面高度,从而可以通过普通定量泵控制灌釉液位,从而实现低成本精确灌釉。同时通过排釉管道实现釉料回收,为低成本绿色生产提供渠道。最后通过搭建简易专机,采用PLC控制的方法,实现理论到生产的转化,为卫浴陶瓷生产提供一种新的高效经济的自动化生产方法。
参考文献
[1]徐熙武.我国卫生陶瓷生产技术装备进步与展望[J].陶瓷,2015(3):14-17.
[2]王继杰.新型机械设备在我国陶瓷工业中的应用[J].陶瓷,2015(1):44-47.
自动坐便器 篇9
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取我院2008~2009年术后卧床患者110例, 随机分为实验组和对照组, 各55例。实验组中, 男31例, 女24例;年龄30~65岁;文化程度:文盲15例, 小学18例, 初中15例, 高中及以上7例;职业:农民25例, 工人23例, 干部7例。对照组中, 男28例, 女27例;年龄32~65岁;文化程度:文盲16例, 小学20例, 初中14例, 高中及以上5例;职业:农民26例, 工人24例, 干部5例。两组患者在性别、年龄、职业、文化程度等方面比较均无显著性差异 (P>0.05) , 具有可比性。
1.2 方法
实验组使用摇椅式床上坐便器, 对照组使用U型便盆。观察两组患者术后尿潴留、便秘的发生率, 大小便污染床铺的几率、切口愈合及住院时间等。
1.3 统计学方法
所有数据经SPSS 10.0统计软件处理, 计数资料采用χ2检验, P<0.05表示有显著性差异。
2 结果
两组患者观察结果比较见表1、2、3。从表1中可知, 实验组尿潴留、便秘发生人数及大小便污染床铺人次明显少于对照组 (P<0.01) 。从表2中可知, 实验组切口愈合明显提前 (P<0.05) 。从表3中可知, 实验组住院时间明显缩短 (P<0.05) 。
3 讨论
长期卧床患者和术后卧床患者的大小便问题一直被大家关注。有些患者不习惯卧位大小便, 而病情又不允许下床;体型较重者使用塑料U型便盆容易变形, 使大小便泄露而污染床铺;患者排尿排便反射受到抑制, 导致便秘和尿潴留。尿潴留时膀胱内容量增加, 膀胱壁伸长变薄, 张力不适当, 容易造成膀胱内压急剧升高, 致黏膜血管损伤, 严重时造成膀胱破裂。反复导尿, 如果不注意无菌操作, 又很容易并发泌尿系统感染, 尿道损伤, 加重患者痛苦[1]。便秘在临床上常有发生, 其原因是多方面的[2]。术后患者常见原因为不习惯床上排便[3,4]。腹部手术常因各种原因引起切口愈合不良。便秘和尿潴留均可使腹内压升高腹内压升高会使切口承受过大张力, 如果患者切口有感染更容易造成切口裂开[5]。摇椅式床上坐便器能解决患者不习惯卧位大小便的问题, 满足患者坐位排便的习惯。培养其规律排便, 定时排尿的反射, 减少临床并发症, 且摇椅式床上坐便器床上坐起方便, 又不易变形, 照顾者使用方便又省力;患者既不需下床, 就能轻松地坐起和平躺, 椅面的便孔大小和U型便盆的便孔大小一致, 空隙较小, 有效地防止了大小便的外流;便盆存放部位从侧边开口, 便盆抽取和进行会阴清洗都非常方便, 减少了泌尿系统感染的发生。实验证明摇椅式床上坐便器能明显减少术后卧床患者的并发症, 缩短住院时间, 且使用安全、方便, 具有良好的推广前景。
与对照组比较, △P<0.01
与对照组比较, *P<0.05
与对照组比较, *P<0.05
摘要：目的:探讨摇椅式床上坐便器在术后患者中的应用效果。方法:将110例术后需卧床的患者随机分为实验组和对照组, 各55例。实验组使用摇椅式床上坐便器, 对照组使用U型便盆, 评估患者术后尿潴留、便秘的发生率, 大小便污染床铺的几率及切口恢复情况等。结果:实验组术后尿潴留、便秘的发生率及大小便污染床铺的几率明显降低 (P<0.01、P<0.05) , 患者康复效果明显提高。结论:摇椅式床上坐便器使用方便, 可明显减少手术患者的并发症, 促进患者康复, 具有良好的应用前景。
关键词：摇椅式床上坐便器,术后卧床,患者
参考文献
[1]钟春兰.处理功能性尿潴留小经验[J].中华中西医杂志, 2008, 9 (4) :95.
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[3]李锡霞.术后便秘85例原因分析及对策[J].中国冶金工业医学杂志, 2006, 23 (5) :607.
[4]于志洋.自拟通便汤治疗老年性便秘的临床观察[J].中国现代医生, 2008, 46 (21) :135.147.