虹吸式坐便器技术分析及发展趋势*

2011-08-15聂保民

陶瓷 2011年5期

关键词：虹吸式污物管径

聂保民

(咸阳陶瓷研究设计院陕西咸阳712000)

虹吸式坐便器技术分析及发展趋势*

聂保民

(咸阳陶瓷研究设计院陕西咸阳712000)

介绍和分析了目前虹吸式坐便器的种类、结构特点和采用的节水新技术，并指出了虹吸式坐便器今后的发展趋势。

虹吸式坐便器结构粗管径节水技术

前言

陶瓷坐便器是人们日常生活中常用的卫生设施。因其表面光洁易清洗、排污功能优良，深受大众的青睐。在坐便器家族中，按其结构可分为2种：冲落式(也称为直冲式)和虹吸式。虹吸式坐便器是较为常见和档次水平较高的一种坐便器，在市场上占有很大的比例。近10多年来，根据市场和客户需求，我国科技人员在虹吸式坐便器技术方面做了许多创新工作，使坐便器的造型款式、内部结构、质量档次、功能水平等都得到很大的改进和提高。笔者就虹吸式坐便器的技术现状以及今后的发展趋势进行一些分析和探讨。

1 虹吸式坐便器技术现状

虹吸式坐便器排水原理：在水箱放水后，靠水自身的重力作用，水流瞬间到达坐便器的水圈和洗净面，使水流旋转起来形成旋涡，同时也使污物旋转并将其打碎，随着水位的升高，瞬间将排污管道内填充满。再通过大气压和水的势能差使坐便器瞬间产生自然虹吸作用，将污物排入(吸入)S型管道中，用后续水冲出坐便器而排到下水管中。由此可见，虹吸式坐便器实际上是一个排水净化机构，它的这种作用是客观存在的。只要满足以上条件，这种自然虹吸作用就会产生。S管道是虹吸式坐便器产生自然虹吸作用的关键部件。由于其结构的特殊性，该坐便器的安装尺距(坑距)一般为200mm、305mm、400mm。虹吸式坐便器按外观可分为，分体式、连体式，管道有外露型和隐藏型。管道外露型的虹吸式坐便器(分体式坐便)目前在市场上占主流，原因是这种坐便器比较适合采用一次成形组合立式浇注工艺，但这种坐便器在使用中不易清洁;而管道隐藏型的虹吸式坐便器一般采用地摊多块浇注粘接成形，这种坐便器在使用中容易进行清洁，外形美观，目前这种坐便器在市场上以全包连体占主流。多年来，虹吸式坐便器不断改进和发展，其结构形式从单一的普通虹吸式已经衍生出喷射虹吸式和旋涡虹吸式。

1.1 普通虹吸式坐便器

普通虹吸式坐便器产生得较早，生产历史较长，结构也比较常见，目前在市场上的型号、种类也比较多。它是新型虹吸式坐便器的基础。20世纪七、八十年代，坐便器的品种少，成形生产工艺方式落后，为地摊单面吸浆多块粘接成形生产，包括排污管道也是粘接的。占地面积大，生产效率低，产品质量差，排水功能也不理想。近20年来，随着卫生陶瓷行业的发展和模型制作工艺技术的不断进步，无论是该产品的结构还是成形生产工艺方式都发生了巨大变化，即使是现在的地摊成形，该产品也可以是整体一次成形或两块粘接成形，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成形机械化生产，产量提高近2倍，坐便器的排污功能和节水功能也不断提高。普通虹吸式排水水路走向为：水箱放水→便器进水口→进水横道→水圈→布水眼→洗净面→S型管道→排污口。

坐便器的作用是将便器洗净面壁的污物冲刷干净;将固体污物打碎，尽快将便器内的污物排出。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式的主要原因(布水眼旋转比直冲冲刷效果好)。虹吸式坐便器的布水眼设计也遵循这一规律，这是虹吸式坐便器的显著特点。布水眼设计成一定角度和斜度，一般角度为30°～45°。排水时从布水眼流出的水在对内壁冲刷的同时，也推动水封水，以使水流旋转(逆时针或顺时针)起来形成旋涡。普通虹吸式坐便器在布水眼设计上还要有大孔——长形孔(尺寸为15mm×60 mm)或数量若干的大孔(直径为15～18mm)。大孔通常在正面中间部位，个别孔分布在两侧，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，将其推向S型管道和排污口，排入下水管道。有旋涡旋转的水流对排出质量较轻的检测介质，如直径为19㎜的聚丙烯测试球体、烟丝、锯末或乒乓球等漂浮物较为有利。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欠佳。

1.2 喷射虹吸式坐便器

喷射虹吸式坐便器是在普通虹吸式坐便器的基础上发展和演变而来的，它是一种结构先进、合理，排污功能优良的坐便器。其特点是：①该坐便器是在普通虹吸式坐便器的基础上，在水封下设计有一喷射孔和喷射水道，在冲洗排水过程中，由于喷射孔的喷射作用，加大了对污物和水的冲力，可使坐便器较快地产生虹吸作用，从而提高了坐便器的排污功能，同时也节约了用水量;②由于喷射孔在水封面下，其结构有独特的设计，消除或减弱了坐便器排水时所产生的噪音，所以人们又称其为“静音坐便器”;③具有较高的水封和较大的水封面，不但有利于卫生洁净，而且虹吸作用和排污强劲有力，污物排出彻底。从目前市场情况看，喷射虹吸式坐便器有以下3种结构。

1.2.1 传统喷射虹吸式坐便器

传统喷射虹吸式坐便器产生得较早，结构也比较常见。产品一般为一体成形，既可地摊成形又可机械化成形，但目前企业一般采用组合立式浇注机械化成形生产。属于正压喷射的虹吸式坐便器(喷射孔在洗净面底部，外观可见)。其排水水路走向为：水箱放水口→便器进水口→进水横道→水圈(分为两部分：一部分到圈眼，进行冲刷;另一部分经副水道再到喷射孔;然后两部分水流汇集)→管道→排污口。

此类坐便器的结构优点是：圈眼的设置有一定的斜度和角度，角度一般为30°～45°。这样的设计可有效地对洗净面进行刷洗。水流逆时针或顺时针旋转，对排出质量较轻的漂浮介质(如直径为19㎜的聚丙烯测试球体、烟丝、锯末或乒乓球等)较为有利。缺点是水流所经过的距离较长，造成对污物的冲击力减弱，虹吸作用产生的较晚。但是，一旦虹吸作用产生，则抽力较大，对污物排出较为彻底。此类坐便器在喷射虹吸式坐便器种类中较为浪费水，目前在市场上的品种、数量已逐渐减少。

1.2.2 新型喷射虹吸式坐便器

新型喷射虹吸式坐便器为一次成形或地摊粘接成形，其排水水路结构为：水箱放水→便器进水口→进水横道→水圈(通过圈眼冲刷)和两侧副水道(喷射孔)→S型管道→排污口。

此类坐便器的结构特点是：喷射水流所经过的距离较短，不经水圈直接由进水横道直泄而下到达喷射口，使虹吸作用产生得较早，冲力大，比较节水。另外，圈眼在设置上使用直冲较多，水流比较集中，故排污强劲有力，有利于排出质量较重的污物;而对于排出质量较轻的漂浮介质(直径为19㎜的聚丙烯测试球体、烟丝、锯末或乒乓球等)欠佳。目前此类喷射虹吸式坐便器在市场上，已逐渐成为主流产品，具有良好的市场发展前景。

1.2.3 内喷射虹吸式坐便器

内喷射虹吸式坐便器的结构特点是：地摊粘接成形，成形时采用预埋管道，喷射孔隐含在管道内部的上侧，属于内喷射虹吸式坐便器，在韩国生产较多。它是借助于内喷射孔产生的负压作用(抽力)，使坐便器较早地产生虹吸作用，把污物抽走。此类坐便器也比较节水，属于超节水型坐便器。其圈眼一般设置为直冲，水流比较集中，有利于排出较重的污物。由于其喷射孔在管道的内部，管道不外露，故产品外形美观，使用中也易得到清洁。

1.3 旋涡虹吸式坐便器

旋涡虹吸式坐便器是在虹吸式坐便器的洗净面内设有一个能形成旋涡的水流通道，用于排水时加速水流的旋转，及早地形成虹吸作用。目前旋涡水流通道的设置方式有2种，一种是由洗净面一侧沿切线方向冲出;另一种是由洗净面的底部一侧冲出。它们都是顺水流的旋转方向，推动洗净面的水封水，使其加速旋转形成旋涡，并随水位的升高充满排污管道，当水面和排污口形成水位差时产生虹吸作用，将污物排出。此类坐便器的特点是水封面积大，噪音极小，为“静音型坐便器”。其冲刷洁净，防溅、防臭效果好，不足之处是用水量较大，所以目前市场占有量越来越少。

2 虹吸式坐便器节水技术

2.1 采用标准化管道

虹吸式坐便器的S型弯管(包括管道形状、长短、粗细等)是决定坐便器能否节水的最重要的部位。各企业根据多年来开发生产坐便器的经验，并仔细研究市场上排污功能优良的虹吸式坐便器的管道结构，进行反复试验，制作出节水型虹吸式坐便器的标准化管道。开发新型坐便器，都以此标准化管道为基础，可有效地保证坐便器省水，大大提高新产品的开发速度和质量，节省开发投产的时间。

2.2 提高坐便器的高度

普通型坐便器的使用高度一般为370mm。将坐便器的使用高度提高到390～410mm，可提高水的落差势能，从而在排水时冲力大，虹吸作用产生得较早，虹吸作用强劲，同时降低了用水量。

2.3 采用合理的水路结构

选用市场上水路距离较短的结构方式(见1.2.2)，可缩短水流行程路径。喷射水流不经水圈由进水横道直泄而下(单侧或双侧)到达喷射口，使虹吸作用产生得早，冲力大，从而达到节水的目的。

2.4 合理设计上圈通道

水箱放水后的主通道以及圈上水通道为输送水量的主要通道，其断面面积的大小很关键。它直接影响到虹吸作用产生得早晚以及节水问题。横向主通道的宽度为70mm左右、高度为50mm左右为宜，圈上通道宽度为40 mm左右、高度为30mm左右为宜。若断面面积过大，则水流量大，流速小，到达喷射孔的冲击力小;若断面面积过小，则水流量小，流速大，到达喷射孔的冲击力不够。具体尺寸应根据实际情况通过反复试验确定。

2.5 合理设计布水眼

圈上布水眼的主要作用是对坐便器的洗净面进行冲刷。它的设置(大小、数量、方向)对坐便器的排污功能也有一定的影响。布水眼的尺寸一般为6mm，数量为22～28个(根据坐便器尺寸的大小而定)，角度方向为30°～45°。若布水眼的尺寸(3～4mm)过小，则下水量小，冲刷效果不好，大部分水到达喷射孔，使虹吸作用产生得早，后续水量不够，不足于推动污物，污物易卡在入口处;若尺寸过大，且数量多，则下水量大，虽然冲刷效果好，但进入喷射孔的水量少且没有力量，也不利于尽早产生虹吸作用。

2.6 采用较大喷射孔

喷射孔尺寸的大小对坐便器的排污功能也有很大的影响。根据生产经验，喷射孔的直径一般为22～35mm。当喷射孔尺寸过小时，喷射水流作用力小，喷射持续的时间过长，造成虹吸作用产生得晚;当喷射孔尺寸过大时，大部分水泄掉，圈上的水量少，冲洗不干净。采用较大尺寸(直径为32～35mm)喷射孔的，可较早地产生虹吸作用，有利于实现坐便器的节水。

2.7 S型弯管施釉处理

如果坐便器S型弯管不施釉，其内表面粗糙，排污阻力大，且容易挂污物。另外，有时内部有裂纹或出现吃空现象，影响排污功能。通过对S型管道内部施釉处理，可避免以上问题。S型管道施釉后，管道内表面光滑，提高了管道的封闭性和坐便器的排污功能，也为节水创造了条件。

2.8 改变水箱的结构

在坐便器配套的水箱上采取一定措施，有利于提高坐便器的排污功能，实现坐便器的节水功能。在保证水箱储水量基本不变的情况下，将水箱的宽度变窄、水箱的高度增加，这样可增加水的落差势能;将水箱的落水口直径增大到85mm，从而在排水时冲力大，使坐便器尽早产生虹吸作用。

3 虹吸式坐便器技术发展方向

目前，虹吸式坐便器，其结构形式无论是普通虹吸式，还是喷射虹吸式;无论外型是分体的，还是连体的，其排污管道直径大都向粗(过直径为41mm、48mm或50 mm的球体)的方向发展。尤其是美国、加拿大和韩国等国的客商对虹吸式坐便器的要求更为严格，而且在这种情况下还要求坐便器节水。粗管径6L节水型虹吸式坐便器为定货的基本条件，而粗管径4.8L超节水型虹吸式坐便器成为市场新宠。可见，粗管径超节水坐便器成为当今市场主流产品以及虹吸式坐便器的发展方向。

与过去的细管径虹吸式节水坐便器相比，粗管径节水坐便器有以下优点：

1)管道变粗了，在使用排污过程中，污物不易堵塞，虹吸作用大，排污顺畅。

2)管道变粗且又强调节水，给坐便器的设计开发和生产带来很大的难度，但这更体现出该产品的技术含量、高附加值以及质量档次水平。

3)产品水封高，水封面积大，隔臭防臭效果好，坐便器卫生洁净，冲刷洗涤效果好。

众所周知，细管道的虹吸式坐便器比较节水，很容易达到6L水标准，但缺点是易堵塞污物，而粗管径坐便器要达到6L水甚至更低的4.8L水用水量，技术难度相当大，因为管道变粗会降低坐便器的虹吸和排污作用，要达到同样的排污效果需多耗水。根据实践经验，虹吸式坐便器的管道内径每加粗5mm，则达到同样的排水效果需多耗水0.5L，可见管道加粗与省水相互矛盾。但是，粗管径虹吸式坐便器很受客户欢迎，顺应市场这种需求，是国内卫生瓷生产企业不断研究的主要课题。目前国内许多卫生瓷专业生产厂家已成功地解决了坐便器管道既变粗又节水的难题。

当前，国内不少卫生瓷生产厂家开发生产出了一系列粗管径节水虹吸式坐便器，并承接了大批量出口定货。这些粗管径节水虹吸式坐便器用水量少，用水量全部低于6L水，有的用水量甚至可降低到4.5L。

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