內吸式馬桶設計中的除味裝置探討

于鑫　楊志孝

摘要：市場上現(xiàn)有的無味馬桶是指材料本身無味，對于使用過程中產生的污濁空氣無法即時清除。若能開發(fā)一種自動內吸式除味馬桶蓋，解決目前衛(wèi)生間內氣味難除的困境，能提高衛(wèi)生間的環(huán)境質量。文章綜合應用物理等知識，通過計算設計及實驗構思了內吸式除臭裝置，設計出最合適的氣體排出途徑，達到了即時凈化馬桶污染空氣的目的。

關鍵詞：內吸式馬桶；馬桶設計；無味馬桶；除味裝置；內吸式除臭裝置 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP274 文章編號：1009-2374（2015）27-0014-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.008

1 設計背景及意義

隨著社會和經濟的發(fā)展和進步，人們對日常生活的質量要求也在逐步提高，對衛(wèi)生間的環(huán)境質量要求也成了日常生活中的重要部分，空氣清新的衛(wèi)生間環(huán)境不僅讓人心情舒暢，更體現(xiàn)了一個人的品味。然而當今社會生活節(jié)奏日益加快，人們總是行色匆匆地奔走于家庭和工作之間，對衛(wèi)生間的異味倍感煩惱而無可奈何。但是，目前國內衛(wèi)浴市場中，所設計的衛(wèi)生間除氣裝置都是針對整個衛(wèi)生間，卻沒有專門針對馬桶的空氣凈化裝置，并且市場上現(xiàn)存的無味馬桶也是指材料本身無味，在馬桶使用過程中產生的污濁空氣在整個衛(wèi)生間滯留時間較長，難以消除。因而若能開發(fā)一種自動內吸式除味馬桶蓋，解決目前衛(wèi)生間內氣味難除的困境，不僅能提高衛(wèi)生間的環(huán)境質量，給人們的生活帶來愉悅，更能凈化空氣，提高生活品質?；谶@個理念，針對現(xiàn)有產品的缺陷，在對市場做了廣泛調查和研究后，本文設計了一款自動內吸式除味馬桶蓋，如圖1。

圖1 自動內吸式除味馬桶蓋

它主要由四部分構成：馬桶圈下抽氣裝置、紅外線感應裝置、動力裝置、氣體輸送管道。這款馬桶能夠達到即時凈化馬桶污染空氣的目的。整機為單電機控制，節(jié)約成本；紅外線感應裝置，使工作更加可靠；設計簡單，便于清理及維修；使用方便，感應即工作，離開后自動延時20s后停止工作。這款內吸式除味裝置，設計理念新穎精巧，經濟實用，能及時排除氣味、清新空氣，且適用范圍非常廣泛。

圖2 動力裝置

2 機構設計

2.1 馬桶圈下抽氣裝置

我們新設計的這種內吸式除味裝置外觀與正常馬桶蓋一致，但在馬桶圈下開有抽氣孔，兩者合為一體，無需裝卸。馬桶圈下的結構簡圖如圖1所示，為使用方便，該抽氣孔設計成為馬桶圈下的下置式，馬桶圈外觀無變化。

2.2 紅外線感應裝置

紅外線感應裝置是基于紅外線技術的自動控制產品，在光譜中波長自0.76～400μm的一段稱為紅外線，紅外線是不可見光線。所有高于絕對零度（-273.15℃）的物質都可以產生紅外線。觸發(fā)方式為一次觸發(fā)及連續(xù)觸發(fā)。通過紅外線反射原理，當人體的手或身體的某一部分在紅外線區(qū)域內，紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線由于人體手或身體遮擋反射到紅外線接收管，通過集成線路內的微電腦處理后的信號發(fā)送給脈沖給電磁閥，電磁閥接受信號后按指定的指令自動接通負載開始工作，人不離開感應范圍，將持續(xù)接通；當人體的手或身體離開紅外線感應范圍，電磁閥沒有接受信號，電磁閥閥芯則通過內部的彈簧進行復位來延時自動關閉負載。人到工作，人離延時后自動停止工作，方便、安全、節(jié)能，更顯示出人性化關懷。

2.3 動力裝置

動力裝置為小功率抽風機如圖2所示，抽風機參數(shù)見表1，僅為25W，能滿足抽氣所需，即在使用馬桶時及時快速將污濁空氣排出，不讓其存于室內。這種抽風機能耗低、噪聲小、環(huán)保節(jié)能、安全實用。抽風機的有關技術參數(shù)見表1：

表1 抽風機參數(shù)

電壓（V） 頻率（Hz） 相數(shù) 電流（A） 功率（W） 風量

220 50/60 1 0.2 25 2920/3380

2.4 氣體輸送管道

氣體輸送管道系利用家居裝置的設計與外界接通或與衛(wèi)生間內已有的氣體排出裝置匯總，不做大的改動，保持家居裝飾的實用與美觀。

具體工作流程：人如廁→紅外線感應裝置工作→動力裝置工作→開始抽氣→持續(xù)工作→人離開→紅外線感應裝置延時后停止工作→工作結束。

2.5 其他機構設計

包括各部分零件的設計安裝、輸氣管道的布局等。

2.6 部分材料清單

除主體材料外還需要一些輔助性材料，具體見表2：

表2 輔助材料

序號 部件 材料

1 紅外線感應裝置 外殼塑料

2 抽氣機 鐵質

3 輸氣管道 軟塑料管道

4 電線 銅質軟線，直徑1.5～2.5mm

3 設計的創(chuàng)新與優(yōu)勢

該自動內吸式除味馬桶蓋具有以下創(chuàng)新點及優(yōu)勢：（1）自動化程度高，設計新穎科學，使用方便；（2）體積小，功率小，耗電省，外形美觀，節(jié)能環(huán)保；（3）使用方便、保養(yǎng)、維護簡單，易于操作；（4）及時排氣，空氣凈化的效果非常明顯；（5）結構簡易，成本低廉，經濟實用，適用范圍廣泛。

4 結語

目前國內市場上的馬桶除味都是指馬桶材料本身是無味的，而室內裝飾時對衛(wèi)生間的處理也僅限于室內的處置，也就是說目前國內還沒有一類產品是針對馬桶本身來處理除味的。室內除味的處理不能完全清潔，這就給人們的生活帶來了很多煩惱和無奈。我們在了解市場后，首先確定了這種就馬桶本身來設計除味裝置的理念。在經過多次計算和實驗，確定出合適大小的抽氣孔面積、體積，設計出最合適的氣體排出途徑，從而達到了即時凈化馬桶污染空氣的目的。我們在設計這種自動內吸式除味馬桶蓋的過程中，從一開始的毫無頭緒，到設計思路的漸漸清晰，一道道難題被逐一克服，整個過程我們都在交流溝通中進步著。在設計時，我們本著以人為本、經濟實用的原則，在廣泛調查了解市場后，最終構畫出這種結構簡易但除味效果顯著、經濟實用的作品。這種裝置由于結構簡易、安裝方便，因而便于生產，適用于普通工薪階層等大部分人群。適用場所廣泛，包括家居、寫字樓、賓館、會所等。它結構簡易、成本低廉、工作可靠，易于清理、保養(yǎng)、維護，因此具有十分廣闊的市場前景。

基于以上理念，我們將這種自動內吸式除味馬桶蓋的設計理念介紹給大家，希望能引起市場的重視，能盡快生產出產品，還人們一個清潔衛(wèi)生的空間。

作者簡介：于鑫（1991-），女，山東泰安人，泰山醫(yī)學院基礎醫(yī)學院學生，研究方向：臨床醫(yī)學與英語；楊志孝（1955-），男，山東泰安人，泰山醫(yī)學院基礎醫(yī)學院分析實驗室高級實驗師，教授。

（責任編輯：周 瓊）