喷射虹吸式坐便器水包装置试验与结构优化分析

苏林

安徽省产品质量监督检验研究院 安徽合肥 230601

从结构上来看，组合式喷射虹吸式坐便器属于新型喷射虹吸式坐便器的一种，结构类型属于分体式部件装配，共分为主体、盆腔以及排污管道等多个部分，新型喷射虹吸式坐便器主要使用的材料为陶瓷，经过高温烧制制成，在流道系统中使用PVC塑料材料，使用注塑工艺制成，喷射虹吸式坐便器的盆腔以及扩张水包等部分也都是用该制作工艺。新型喷射虹吸式坐便器与传统喷射虹吸式坐便器相比，在节能以及减排等方面，具有较大的优势，并且符合当前时代下的环保理念，这些优势都是传统坐便器不能相比的地方[1]。

1 喷射虹吸式坐便器水包装置结构

1.1 喷射虹吸式坐便器

普通坐便器用水量较大，占据居民总用水量的百分之30左右，在构造上以喷射虹吸式为主的新型坐便器，每次冲水所消耗的水量只需要3升左右，新型喷射虹吸式坐便器严格按照相关规定节省用水量，最高可以节约百分之50的水量，这也是新型喷射虹吸式坐便器的主要技术优势。新型的喷射虹吸式坐便器所采用的材料以陶瓷以及PVC塑料为主，为节约用水还需要调节水辅助设备，为提高喷射虹吸式坐便器的美观性，也需要设置相应的微型水箱，在座圈等部分使用传统的人陶瓷工艺，主体结构所使用工艺技术较为优异。

1.2 组合式喷射虹吸式坐便器水包装置结构

在整体结构设计上主要以两部分为主，第一部分组件所需的弯管部分角度为180度，与盆面胶合要求较高，在两端部分需要设置圆台部分。在设置时需要把保证两部分的组件凹槽能够完美契合。最后，在前端位置设置喷射口，能够在喷射水流时，控制水流喷出的速度以及力量，提高产品的节水性。

第二部分的组件以主储水件为主，需要结合第一部分的组件尺寸制定第二部分组件尺寸，另一端需要与送水管道相互连接，需要充分考虑水包的储水量以及水流在喷射虹吸式坐便器释放的力量，防止水包出现振动的情况，而且在主储水件以及盆面外端的位置也需要设置能够匹配的粘接面。水包结构需要与喷射虹吸式坐便器相互配合形成整体，也需要满足日常使用过程中的强度标准。

2 水包装置试验

为了满足日常使用要求，需要对喷射虹吸式坐便器的水包装置进行试验，保证本体的性能能够最大程度的发挥的，对水包装置进行深入研究，充分研究冲洗性能[2]。

2.1 水包装置试验方法

按照相应的标准，对喷射虹吸式坐便器的水包装置进行校验，采用的校验方式分为六种，其中球排放试验能够更有效的反应喷射虹吸式坐便器性能。

球排放试验的测试内容为，将100个直径为1．95厘米，每颗质量在3克左右的实心固体球投放到喷射虹吸式坐便器中，然后摁下冲水装置，在冲水过程中，对喷射虹吸式坐便器排出的小球数量进行记录，为提高检验准确性以及科学性，需要反复试验三次，并详细记录这三次试验排除的数量，计算平均值。如果排出的数量在85以上，也就代表着排水性能达标，在85基础上排出小球的数量越高，证明喷射虹吸式坐便器的性能越高。

2.2 实验装置分析

在试验装置应用上，构建材料所需要的材料都需要快速原型制造技术，需要使用3D建模软件对这些构造进行构建，并转化成相应的文件，将其导入到设备中制成。为了进一步的研究喷射虹吸式坐便器的结构与冲洗效果，需要通过多次试验对水包存水量进行分析调节水量。从一般情况上来看，喷射虹吸式坐便器的存水量应该在1升到1．8升作用，通过水包水量调节装置的作用，对水包存水量以及存水深度进行调节，这种方式更为简单，需要多次试验实现水量最佳调节。

水包的存水量在最大值时，喷射虹吸式坐便器的虹吸效果最为优异，导致这种情况的主要原因与水包存水量有关，水量变大使水包的水流调节能力也随之增加。喷射虹吸式坐便器的虹吸持续时间较长，缓冲能力也会相应的增强，射水口的喷水效果也会随着增大。

对喷射虹吸式坐便器的水包结构进行优化设计时，也需要对整体结构进行简化，增强扩展管以及收缩管等部分的流动性优化。水包扩张管的角度需要根据收缩管长度进行变化[3]。

3 喷射虹吸式坐便器水包装置结构参数研究

为提高喷射虹吸式坐便器的使用体验，需要进一步的对水包装置进行研究，提高冲洗性能，对水包结构参数进行优化设计，研究最佳的数值计算方式，并结合计算机技术，制定出最佳的结构优化数值方案。

在优化过程中，需要通过数学计算对设计参数进行计算，通过数学表达式组件相应的模型，最后得到最佳的数值结构。

坐便器是日常生活中最常用的卫生用具，喷射虹吸式坐便器由于排污功能较为优异，因此被很多家庭使用，传统的坐便器在开发过程中，以技术人员的经验为主，在生产设计过程中很难思考全面，使开发周期更长，提高了开发成本，无法在激烈的市场竞争中占领市场份额。而且随着计算机技术的成熟以及应用，数学模型计算已经不再困难，一些制图软件能够更好的反应水流现象以及内部结构，在数值模拟过程中，需要通过数值计算对模型尺寸进行调整。

4 结语

对水包装置进行试验后，发现水包角度与收缩管压力有着密切的关系，水包扩张角度越大，对收缩管的压力损失就越大，流动性就越差，使喷射虹吸式坐便器的冲水性能受到影响。因此为加强喷射虹吸式坐便器的使用质量需要对水包结构进行数学性研究，对水包结构进一步的优化，通过控制扩张收缩等方式，优化冲水性能，能够将流道压力降低到最低水准，使喷射虹吸式坐便器的整体工作性能能够得到优化[4]。