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2007-2-5 23:09:02
关于虹吸式坐便器排水功能问题的研究

一、前言
     世界上第一件坐便器诞生于1880年。我国唐山1914年生产出第一件卫生陶瓷。从坐便器诞生之日起,因其固有的自然排污净化功能和洁净的使用功能,一直有较强的生命力而沿用直今。而虹吸式坐便器是坐便器家族中比较常见的一种坐便器,因其造型美观、线条流畅、结构独特、设计合理、排污功能优良而深受用户的青睐。随着时代的发展,虹吸式坐便器的款式、功能水平也在发展和不断提高。近些年来,随着卫生陶瓷行业的快速发展和我国加入WTO后与国外客商的交往的日益增多, 美加市场的客商对这种结构的坐便器的需求量呈不断增长趋势。同时,客户来样加工的产品越来越多,出口的国家和地区越来越多。需求的规格型号种类越来越多,而且要求的配套档次水平越来越高,并且对坐便器的排污功能和节水要求要求的越来越高,客户越来越多地关注便器的排污和节水问题。虹吸式坐便器成为卫生洁具出口的主导产品之一。本文针对客户定货情况且与客户多年来的接触和技术交流,将影响该坐便器排水功能的一些因素进行整理分析,并提出了我们的一些经验做法,相信对同行企业有一定的指导和借鉴意义。

     二、虹吸式坐便器的结构及排水特点
     虹吸式坐便器产生的较早,生产历史较长,结构也比较常见,目前在市场上的种类也较多。在过去计划经济时期,这种坐便器成型工艺方式很落后,为地摊单面吸浆多块粘接成型生产,包括排污管道也是粘接的,故生产效率低,产品质量差,排水功能也不理想。随着卫生陶瓷行业的发展和技术的不断进步,无论是该产品的结构还是成型生产工艺方式都发生了很大的变化,即便是现在的地摊成型,产品也可以是整体一次成型或两块粘接成型,而且产量提高一倍;大多数企业现在广泛采用组合立式浇注一次无粘接成型机械化生产,产量提高两倍多,无论是产量还是质量都得到很大提高。
     其排水水路走向是:
     水箱放水→便器进水口→进水横道→水圈→布水眼→锅盆→弯子口→管道→排污口
     坐便器的主要用途和作用一是将便器锅盆内壁的污物冲刷干净,二是尽早地将污物排出。要达到以上目的排水水流必须旋转起来,这是大多数坐便器水流设计为旋转的重要原因(布水眼旋转比直冲冲刷效果好)。故虹吸式坐便器的布水眼在设计上也遵循这一规律,必须要设计为斜角冲帮,一般角度为40-45°,排水时以便使水流旋转(逆时针或顺时针)起来。同时在布水眼设计上还要有大孔,长形孔或数量若干的大孔。大孔在正面中间或侧面。目的是对准污物加大冲力,加强旋转,使其尽早产生虹吸作用,同时将污物打碎,推向管道和排污口,尽早排出污物。同时,旋转的水流设计对排出质量较轻的检测物质如Ф19mm的聚丙烯测试球体、烟丝、锯末或空乒乓球等较为有利。但这种排水结构和布水眼的设计对排出质量较重的污物效果不佳。

     三、影响虹吸式坐便器排污功能的因素
     影响虹吸式坐便器排水功能的因素很多。既与管道形状、水道横断面积、水封高度、锅盆内形状有关,又与布水眼直径大小、数量、方向、角度有关,当然还与后面提到的其他因素有关,故应全面综合地分析此问题。同时也应该注意到,各种因素并不是孤立起作用的,是相互制约、相互影响的。一个坐便器排污功能优良,是各种因素的最佳综合反映。但排污管道为最主要的影响因素,是第一位的影响因素。坐便器虹吸作用产生的早晚、是否节水、功能是否优良,主要问题是在其管道结构上,包括管道的形状、粗细、长短、斜度等。
    
1、排污管道
     前已提及,排污管道是影响虹吸式坐便器虹吸作用的最主要因素。优良合理的管道结构(形状、长短、粗细、斜度)是便器节水和排污功能优良的先决条件。在实际生产中,不同型号种类的虹吸式坐便器,因外观形状、造型和尺寸大小的影响,其管道形状会稍有些差别。在设计管道时,其长度应做到尽可能短些,坡度不要太陡直。管道要做成圆形的,前后粗细应合理(一般前部管道有效内径为60-70mm,后部管道有效内径为50-55mm,前后管道断面直径之比约为1.2),管道圆滑顺畅不受阻。同时特别要注意产品的水封高度,既要满足标准要求,又不要太高,太高会明显影响便器的排污节水功能。在管道形状、长短确定的情况下,管道的粗细对虹吸式坐便器的节水功能有很大的影响。实践中体会到,坐便器管道直径每增大5mm,则用水量可增加至少0.5升。在一定程度上,管道越细,则虹吸作用产生的越早,便器越节水,但管道过细容易使污物堵塞。实际生产中,细管径的虹吸式坐便器(管道过直径38-40mm球体的)容易达到6升水标准。而当管道加粗(例如有效内径达到直径55mm以上,通过50mm球体)时,则排污功能明显下降,比较费水,不容易达到6升水标准。故开发生产节水型粗管径虹吸式坐便器的难度相当大。但粗管径虹吸式坐便器排污顺畅,不易堵塞,用户喜爱,市场前景广阔,是当前乃至今后卫生瓷的发展方向。我们欣喜地看到,国内一些卫浴企业已开发生产出不少功能优良的6升水虹吸式坐便器,并推向市场和承接大批出口。
2、水封高度
     卫生陶瓷国家标准规定要求坐便器的水封不低于50mm,水封表面积要求不低于100mm×85mm。关于水封问题,一般情况下,在保证便器节水和排污功能的前提下,当然水封越高越好。因为水封高,水封表面积相应地也大,则有利于使便器锅盆内壁洁净卫生,另外也有利于粪便等污物浸湿防臭。但水封过高(例如达70mm以上)时,便器锅盆内水量较多,排水时使这些水旋转起来所需做的功(所需要的冲洗水)较多,则便器虹吸作用产生的较晚,比较费水,不利于便器的节水。故虹吸式坐便器的水封不宜过高,一般生产中控制在55-60mm之间即可。
    
3、进水通道
     进水通道有两部分组成。一部分是从水箱放水经便器进水口后所经过的横向主通道。另一部分是从主通道分支后的圆弧形圈上通道。在设计中,应注意通道要圆滑,转弯要平滑,不要受阻。其通道横截面(有效高度和有效宽度)尺寸大小应设计合理。过宽过窄都不好,否则不利于坐便器的排污。断面面积过大时,虽然流量大,但流速小,排水冲力小;断面面积过小时,当水从水箱中放出时,进水道突然变成锥形,受到瞬间阻力,虽然流速大,但流量小,瞬间排水冲力也不够,不能使水流瞬间到达圈内和便器盆内,不能使坐便器较早地产生虹吸作用。横向主通道的宽度一般应在70mm左右,高度应在50mm左右;圈上通道宽度一般应在40mm左右,高度应在30mm左右。总之,各部位通道尺寸应设计合理,才能使水流瞬间汇集到布水眼和锅盆内,加大冲刷和排污冲力,提高便器的排水功能。
    
4、布水眼设置
     布水眼的作用一是在排水时对便器的内壁进行冲洗,将污物冲掉,二是使便器锅盆内的水旋转起来,尽早产生虹吸作用,对排出污物起到辅助推动作用。在虹吸式坐便器中,布水眼的直径大小、数量、方向、角度对其冲刷排污有很重要的作用。前已提及,虹吸式坐便器的布水眼必须设置为斜度方向,方向一致且冲帮,排水时使水流形成旋转(左旋或右旋)。生产中布水眼直径为6-7mm,数量一般在24-30个,均匀分布,间隔不大于55mm,角度一般在30-45°。同时,虹吸式坐便器必须在圈上设置大孔,大孔为长形孔或数量若干的圆形大孔,大孔在正面中间或两侧面。正面的大孔一般为15mm×70mm 的长形孔一个或五个直径18mm圆孔,用于加大对污物的冲力以加速排污;侧面的大孔一般为15mm×50mm的长形孔一个或三个直径16mm圆形斜孔,用于加强水流的旋转。在这种设置条件下排污功能效果较佳。若布水眼直径过小(例如4mm时)、数量较少时,且没有大孔时,则圈上下水量小,明显地锅盆内供水不足,不能使锅盆内的水尽快较早地旋转起来。布水眼角度太斜(例如小于30°)时,则使锅盆内的水和污物旋转劲过大,造成晃动,不利于污物的排出;布水眼角度太直时,又影响到便器的冲洗功能效果。实际生产中布水眼角度因虹吸坐便器的种类、排污功能要求不同会有所区别,但无特殊要求时,角度设计在40-45°为好。由以上分析可见,布水眼的大小、数量、角度等对坐便器的冲刷排污有很大的影响。实际生产中应根据不同坐便器的具体情况,通过反复试验,找出以上因素的最佳结合点,才能达到便器的最佳排污功能效果。
    
5、排便口
     排便口内径的大小对虹吸式坐便器的排水也有一定的影响。生产中其内径一般在50-55mm为宜。当内径过小时,例如其内径为45mm左右时,一方面容易卡住污物,另一方面由于其内径小,则排水时下水慢,造成锅盆内和管道内的水和污物排出不顺畅,锅盆内涨水打旋,从而使虹吸作用滞后,造成便器排污功能不良。内径过大时虽然对排出污物很有利,但也会影响或减弱虹吸作用。
    
6、管道带釉问题
     虹吸式坐便器管道带釉是目前大多数客户对产品质量提出的新要求,是坐便器施釉工艺的发展方向,也是坐便器提高排污功能的有效途径。因为坐便器管道施釉后,不仅可以弥补管道内部可能存在的裂纹缺陷,防止坐便器漏水或漏气,而且更重要的是使其内壁光滑,排污顺畅,有利于污物的排出,可明显地提高坐便器的排污冲刷功能,实现坐便器的节水。
    
7、通道孔眼顺畅问题
     在坐便器整个排污通道中,水和污物相接触和通过的部位不能有毛刺、渣物和异物,做到孔眼顺滑无毛刺、通道顺畅不粘渣、不堵塞,这样在排污时才能没有阻力,不堵塞污物、不挂污物,对排污功能极其有利。这里尤其需要注意的是弯子口上部和两侧的削口毛刺、排污口内侧的卷边毛刺、布水眼中堵有的渣子异物、排污管道内留存的泥片异物等等,如果处理不好,则影响到虹吸式坐便器的排污功能效果。
    
8、漏水漏气问题
    虹吸式坐便器在立式组合浇注成型时,在结构设计上有注放浆通道,若在半成品或成品上不采取粘堵卡死措施,则在便器排水使用过程中,会在通道处漏水,减弱便器排污冲刷和虹吸作用。在便器不使用时,下水管道中污浊的臭气会沿此通道通过布水眼溢散到室内,影响室内卫生环境。故客商特别要求注意注浆通道的漏水漏气问题。这种坐便器还有另外两种漏水漏气情况:一种情况是横向通道顶端至管道前端弯子口之间的漏水。造成原因是由于模型结构设计不合理或者模型老化不吸浆,或者由于成型吃浆时间短坯体没有吃实。另一种情况是水封处的漏水。造成原因也是由于模型结构设计不合理,或成型操作不当,使水封档尖处没吃实或者出现毛丝裂纹没有处理,造成水封水在此处漏掉,使产品的水封明显降低,影响到便器的虹吸作用和排污用水量。

     四、结语
     由此可见,影响虹吸式坐便器排水功能的因素是多方面的。既有便器本身内在的影响因素,又有外部客观影响因素。在实际开发设计和生产中,要针对虹吸式坐便器的结构特点加以分析研究,不断总结成功经验,借鉴国内外同类先进虹吸式坐便器产品特点为我所用;大力搞好企业技术创新工作,不断改进老产品,开发新产品,提高虹吸式坐便器的冲刷、排水功能。只有这样,才能使我国开发生产的虹吸式坐便器的排污功能水平走在世界的前列,为我国卫生陶瓷行业的发展做出我们应有的贡献。



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