抽水机构及马桶的制作方法

1.本实用新型涉及卫生用具技术领域，特别是涉及一种抽水机构及马桶。


背景技术：

2.马桶也叫坐便器，是人们日常生活中常用的卫生用具，因为马桶冲水方便、卫生而受到人们的欢迎。随着科技的发展，马桶的种类繁多，如利用螺旋虹吸、喷射虹吸式或超旋虹吸式等原理的抽水马桶。
3.传统抽水马桶一般是采用电机为动力机构进行抽水，而电机需要电源才能运行，如此，便要求马桶的使用环境有电源，从而导致抽水马桶的适用范围小。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种抽水机构及马桶。
5.一种抽水机构，包括：
6.壳体，所述壳体内设有交换腔，所述壳体上还设有进水口及出水口，所述进水口、所述交换腔、所述出水口依次连通；
7.水轮，容置于所述交换腔内；所述进水口的朝向与所述水轮偏离其轴心线的位置对应设置；所述水轮包括轮毂及设置在所述轮毂上的叶片，所述叶片相对所述轮毂的径向倾斜设置，所述叶片上具有迎水面，所述迎水面朝向所述轮毂的周侧面设置，经由所述进水口进入的水流作用于所述迎水面；以及
8.传动轴，所述传动轴的一端与所述轮毂连接并能够随所述轮毂同步旋转，所述传动轴的另一端用于连接叶轮。
9.上述抽水机构应用于马桶中，进行抽水工作时，传动轴连接的叶轮位于马桶的导流壳中，外界水流从进水口进入至交换腔内并冲击叶片，使水轮旋转，水轮带动传动轴同步旋转，进而带动叶轮旋转，以将导流壳中的水抽出，交换腔内的水从出水口排出。该抽水机构通过利用水压来推动水轮旋转，进而通过传动轴驱动叶轮旋转，以实现抽水功能，不需要电源来驱动，有效扩大了马桶的适用范围，同时有利于节省电能。
10.在其中一个实施例中，所述进水口及所述出水口分别位于所述壳体的相对两侧，且流经所述进水口的水流的方向与流经所述出水口的水流的方向一致。
11.在其中一个实施例中，所述壳体上设置有进水管和出水管，所述进水口贯穿所述进水管，所述出水口贯穿所述出水管，所述进水管的长度延伸方向与所述出水管的长度延伸方向一致。
12.在其中一个实施例中，所述壳体上还设有喷射口，所述喷射口位于所述进水口与所述交换腔之间，所述喷射口连通所述进水口及所述交换腔，且所述喷射口的横截面积小于进水口的横截面积。
13.在其中一个实施例中，所述进水口及所述喷射口的横截面均为圆形，所述进水口的直径为所述喷射口的直径的3-5倍。
14.在其中一个实施例中，经由所述进水口进入的水流作用于所述迎水面时，所述喷射口与所述叶片对应。
15.在其中一个实施例中，所述喷射口具有距离所述水轮轴心线最近的第一内侧面和距离所述水轮轴心线最远的第二内侧面，沿所述喷射口的轴向，所述第一内侧面对应于所述叶片的根部，所述第二内侧面对应于所述叶片的最外端。
16.在其中一个实施例中，所述壳体包括第一外壳及第二外壳，所述第一外壳与所述第二外壳配合连接并围设成所述交换腔，所述进水口及所述出水口均设于所述第一外壳上，所述传动轴的一端穿过所述第二外壳延伸至所述交换腔内并与所述轮毂连接。
17.在其中一个实施例中，所述第一外壳与所述第二外壳之间还设置有密封圈。
18.一种马桶，其特征在于，包括上述抽水机构。
附图说明
19.图1为本实用新型的一实施例的抽水机构的轴向剖视图；
20.图2为本实用新型的抽水机构的径向剖视图；
21.图3为图2所示的抽水机构的水轮的结构示意图。
22.附图中各标号的含义为：
23.壳体10，交换腔11，进水口12，弧形部121，出水口13，进水管14，出水管15，喷射口16，第一内侧面161，第二内侧面162，第一外壳17，第一连接块171，限位槽172，凸起173，第二外壳18，第二连接块181，凸环182，密封圈19，水轮20，轮毂21，叶片22，轴孔23，减重槽24，迎水面25，背水面26，传动轴30，叶轮40，轴套50，垫圈60。
具体实施方式
24.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.此外，术语“第一”、“从”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“从”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是
机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在从特征“上”或“下”可以是第一和从特征直接接触，或第一和从特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在从特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在从特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于从特征。第一特征在从特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在从特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于从特征。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
30.请参考图1至图3，为实用新型一实施方式的抽水机构，其应用于卫浴设备中，在本实施例中，卫浴设备为马桶，可以理解地，在其他实施例中，卫浴设备还可以是洗手盆台、浴缸等需要冲洗的其他设备。
31.请参考图1及图2，抽水机构包括壳体10、水轮20及传动轴30。壳体10内设有交换腔11，壳体10上还设有进水口12及出水口13，进水口12、交换腔11及出水口13依次连通。水轮20容置于交换腔11内，进水口12的朝向与水轮20偏离其轴心线的位置对应设置。其中，水轮20包括轮毂21及设置在轮毂21上的叶片22，叶片22设于轮毂21的周侧面上，叶片22相对轮毂21的径向倾斜设置，叶片22上具有迎水面25，迎水面25朝向轮毂21的周侧面设置，经由进水口12进入的水流作用于迎水面25。传动轴30的一端与轮毂21连接并能够随轮毂21同步旋转，传动轴30的另一端用于连接叶轮40。
32.上述抽水机构应用于马桶中，用于将马桶导流壳内的水抽出，具体地，进行抽水工作时，传动轴30连接的叶轮40位于马桶的导流壳中，外界水流从进水口12进入交换腔11内并冲击叶片22的迎水面25，使水轮20旋转，水轮20旋转时带动传动轴30同步旋转，进而带动叶轮40旋转，以将导流壳中的水抽出，而交换腔11内的水从出水口13排出。该抽水机构通过利用水压来推动水轮20旋转，进而通过传动轴30驱动叶轮40旋转，以实现抽水功能，不需要电源来驱动，有效扩大了马桶的适用范围，同时有利于节省电能。
33.另外，由于进水口12的朝向与水轮20偏离其轴心线的位置对应设置，从而进入交换腔11的水流冲击水轮20的边缘，此时，水轮20的驱动力臂l＝(r1+r2)/2，r1为轮毂21的半径，r2为水轮20的半径，水轮20的驱动力臂较大，从而水轮20的扭矩大。叶片22相对轮毂21的径向倾斜设置，且叶片22的迎水面25朝向轮毂21的周侧面设置，从而水轮20在旋转时，有效减小水对叶片22的阻力。
34.在本些实施例中，外界水流是市政自来水管路的输出，进入交换腔11的水则为自来水。在其他一些实施例中，外界水流也可以是市政自来水管路经加压泵后的输出，也可以是卫浴设备的外部泵体对外部储水的抽送输出。
35.请参考图2，进水口12及出水口13分别位于壳体10的相对两侧，从而出水口13的朝向也与水轮20偏离其轴心线的位置设置，且流经进水口12的水流的方向与流经出水口13的
水流的方向一致，使交换腔11内的水能够及时排出，减少水轮20旋转的阻力，从而减少水轮20传递至传动轴30的能量的损失。
36.进一步地，壳体10上设置有进水管14和出水管15，进水口12贯穿进水管14，出水口13贯穿出水管15，进水管14的长度延伸方向与出水管15的长度延伸方向一致。可以理解地，进水管14与出水管15之间成180
°
设置，以使流经进水口12的水流的方向与流经出水口13的水流的方向一致。进一步地，进水管14及出水管15均为圆管，且进水管14与出水管15同轴设置。
37.在一些实施例中，壳体10上还设有喷射口16，如图2所示，喷射口16位于进水口12与交换腔11之间，喷射口16连通进水口12及交换腔11，喷射口16的横截面积小于进水口12的横截面积，从而经进水口12流入的外界水流在横截面较小的喷射口16的汇聚下，以较大的流速喷射至交换腔11内并冲击叶片22，有效加快水流冲击水轮20的流速，进而加快水轮20的转速。具体地，根据伯努力方程体积流量守恒方程：常量＝sv，s为水流的横截面面积，v为水流的流速，由此可知，截面大处流速小，截面小处流速大，从而当喷射口16的横截面积小于进水口12的横截面积时，进水口12的水流在流经喷射口16时流速变大，即以较大的流速冲击水轮20，以使水轮20获得较大的转速，进而加快叶轮40的抽水速度，以将导流壳内的水快速抽出。
38.具体到本实施例中，进水口12及出水口13的横截面均为圆形，喷射口16的横截面也为圆形，设喷射口16的直径d1，进水口12的直径为d2，从而d2＝3d1～5d1,即进水口12的直径为喷射口16的直径的3-5倍。
39.需要说明的是，进水口12的横截面为以与进水口12的轴向相垂直的平面去截进水口12所得到的截面，而进水口12的轴向为水流流经进水口12时的水流方向。喷射口16的横截面为以与喷射口16的轴向相垂直的平面去截喷射口16所得到的的截面，而喷射口16的轴向为水流流经喷射口16时的水流方向。
40.请继续参考图2，进一步地，喷射口16的朝向与水轮20偏离其轴心线的位置对应设置，从而经进水口12及喷射口16进入至交换腔11的水流冲击水轮20边缘上的叶片22，以增大水轮20的驱动力臂，从而增大水轮20的扭矩。
41.经由进水口12及喷射口16进入的水流作用于迎水面25时，喷射口16与叶片22对应，以使水流从喷射口16直接冲击叶片22，有效避免水流直接冲击轮毂21，而导致水流能量的损失，有效提高水流能量转换为水轮20旋转能量的转换效率，同时有效保证迎水面25的全部都能够被水流冲击，有效提高叶片22的利用率。
42.具体地，喷射口16具有距离水轮20轴心线最近的第一内侧面161和距离水轮20轴心线最远的第二内侧面162，沿喷射口16的轴向，第一内侧面161对应于叶片22的根部，第二内侧面162对应于叶片22的最外端，如此，从喷射口16中喷射出的流体完全作用于叶片22上，以进一步减小水流能量的损失，从而进一步提高水流能量转换为水轮20旋转能量的转换效率。同时，叶片22的根部及最外端均能受到水流的冲击，有效提高叶片22的面积利用率。需要说的是，叶片22的根部为叶片22与轮毂21相连接的部位，叶片22的最外端为叶片22距离轮毂21最远的一端，即叶片22距离轮毂21轴心线最远的一端。
43.进一步地，由于喷射口16的横截面为圆形，则第二内侧面162至第一内侧面161的距离为喷射口16的直径d1，叶片22的最外端至轮毂21外周面的垂直高度h，h＝r2-r1。沿喷
射口16的轴向，第一内侧面161的延伸面相切轮毂21，即第一内侧面161的延伸面与叶片22的根部重合，第二内侧面162的延伸面相切水轮20，即第二内侧面162的延伸面与叶片22的最外端重合，从而d1＝h。
44.在一些实施例中，进水口12与壳体10对应的部位为弧形部121，从而当流入至进水口12的水流碰撞到弧形部121时，弧形部121对应水流进行导向，以将水流顺利地导向至喷射口16。
45.请再次参考图1，在一些实施例中，壳体10包括第一外壳17及第二外壳18，第一外壳17与第二外壳18配合连接并围设成交换腔11，进水口12、出水口13及喷射口16均设于第一外壳17上，传动轴30的一端穿过第二外壳18延伸至交换腔11内并与轮毂21连接。
46.在本实施例中，第一外壳17及第二外壳18的径向截面均为圆形。第一外壳17与第二外壳18的连接方式有多种，例如第一外壳17与第二外壳18之间可以扣接、卡接或螺钉连接。具体到本实施例中，第一外壳17的外周侧上设置有第一连接块171，第二外壳18的外周侧上设置有第二连接块181，第二连接块181与第一连接块171对应螺钉连接。进一步地，第一连接块171的数量为多个，多个第一连接块171沿第一外壳17的周向均匀间隔设置，第二连接块181的数量为多个，多个第二连接块181沿第二外壳18的周向间隔设置，且多个第二连接块181与多个第一连接块171一一对应连接。通过设置多个第一连接块171和多个第二连接块181，有效保证第一外壳17与第二外壳18之间连接的稳定性。
47.进一步地，第一外壳17与第二外壳18之间还设置有密封圈19，密封圈19环绕交换腔11设置，且密封圈19紧贴第一外壳17及第二外壳18。更进一步地，第一外壳17或第二外壳18上设有限位槽172，在本实施例中，限位槽172设于第一外壳17靠近第二外壳18的一端上，且限位槽172环绕交换腔11设置，密封圈19容置在限位槽172内。通过限位槽172对密封圈19进行定位，有利于保证密封圈19安装的稳定性。
48.请继续参考图1，在一些实施例中，第一外壳17上设置有凸起173，凸起173位于第一外壳17与第二外壳18相对设置的内壁上，凸起173与轮毂21的轴心位置抵触。进一步地，凸起173的表面为球面，有效减小凸起173与轮毂21的接触面积。凸起173用于对水轮20进行限位，限制水轮20上下移动，有效提高水轮20旋转时的稳定性，同时通过凸起173与轮毂21接触，有效减小水轮20与第一外壳17之间的接触面积，从而有效减小水轮20受到的摩擦力。
49.在一些实施例中，第二外壳18上设置有凸环182，凸环182的两端分别延伸出第二外壳18的相对两侧，即凸环182的一端延伸出第二外壳18背离第一外壳17的一侧，另一端延伸至交换腔11内，凸环182连通交换腔11，传动轴30的一端活动穿过凸环182与轮毂21连接。
50.在一些实施例中，在第二外壳18上设置有凸环182的基础上，抽水机构还包括轴套50，轴套50位于凸环182内并套设在传动轴30上，水轮20旋转时，带动传动轴30相对轴套50旋转。进一步地，轴套50与凸环182之间通过热压或注塑方式固定。通过设置轴套50，有效保证传动轴30不会发生倾斜，即保证水轮20和叶轮40不会倾斜，进而保证水轮20与壳体10之间、叶轮40和外界导流壳之间的同轴度，有效防止水轮20与壳体10之间、叶轮40和外界导流壳之间发生干涉。
51.进一步地，轴套50靠近轮毂21的一端延伸出凸环182，且轴套50延伸出轮毂21的一端与轮毂21之间设置有垫圈60，垫圈60的相对两侧紧贴轮毂21的端面及轴套50的端面设置。通过在轮毂21与轴套50之间设置垫圈60，有效减小轮毂21与第二外壳18之间的接触面
积，从而有效减小轮毂21与第二外壳18之间的摩擦力。具体地，垫圈60为石墨垫圈。
52.轮毂21上设有轴孔23，轴孔23与轮毂21同轴设置，且轴孔23沿轮毂21的轴向延伸，传动轴30的一端插入至轴孔23内，如图1所示。具体地，传动轴30与轴孔23过盈配合，或者传动轴30与轮毂21螺钉连接，实现传动轴30与轮毂21固定连接，保证传动轴30与轮毂21之间连接的稳定性。
53.在一些实施例中，轮毂21内开设有减重槽24，减重槽24与轴孔23间隔设置，且减重槽24环绕轴孔23设置，且减重槽24贯穿于轮毂21靠近第二外壳18的一端。通过轮毂21内开设减重槽24，有利于减轻轮毂21的重量，以使轮毂21更易于旋转，有利于减少能量的损失，同时有利于减少轮毂21的材质，节省资源。
54.请参考图2及图3，叶片22设置在轮毂21的周侧上，且叶片22与轮毂21一体成型。叶片22的数量为多个，多个叶片22沿轮毂21的周向均匀分布，且各叶片22的倾斜方向一致。
55.叶片22还具有背水面26，背水面26与迎水面25分别位于叶片22的相对两侧，且背水面26背离轮毂21的周侧面设置，当叶片22旋转至对应出水口13的位置时，叶片22的背水面26朝向出水口13，可以很好地将水导流至出水口13。
56.本实用新型还提供一种马桶，马桶包括叶轮、导流壳及上述抽水机构，叶轮40浸没在导流壳的水中，并连接于抽水机构的传动轴30的一端。在进行冲洗工作时，外界水流从进水口12进入至交换腔11内并冲击叶片22，使水轮20旋转，水轮20旋转时带动传动轴30同步旋转，进而带动叶轮40在导流壳中旋转，以将导流壳中的水抽出，从导流壳中抽出的水流向马桶的便池，从而对马桶的便池进行冲洗，冲击水轮20后的水流从出水口13排出。
57.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
58.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种抽水机构，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内设有交换腔，所述壳体上还设有进水口及出水口，所述进水口、所述交换腔、所述出水口依次连通；水轮，容置于所述交换腔内；所述进水口的朝向与所述水轮偏离其轴心线的位置对应设置；所述水轮包括轮毂及设置在所述轮毂上的叶片，所述叶片相对所述轮毂的径向倾斜设置，所述叶片上具有迎水面，所述迎水面朝向所述轮毂的周侧面设置，经由所述进水口进入的水流作用于所述迎水面；以及传动轴，所述传动轴的一端与所述轮毂连接并能够随所述轮毂同步旋转，所述传动轴的另一端用于连接叶轮。2.根据权利要求1所述的抽水机构，其特征在于，所述进水口及所述出水口分别位于所述壳体的相对两侧，且流经所述进水口的水流的方向与流经所述出水口的水流的方向一致。3.根据权利要求2所述的抽水机构，其特征在于，所述壳体上设置有进水管和出水管，所述进水口贯穿所述进水管，所述出水口贯穿所述出水管，所述进水管的长度延伸方向与所述出水管的长度延伸方向一致。4.根据权利要求1所述的抽水机构，其特征在于，所述壳体上还设有喷射口，所述喷射口位于所述进水口与所述交换腔之间，所述喷射口连通所述进水口及所述交换腔，且所述喷射口的横截面积小于进水口的横截面积。5.根据权利要求4所述的抽水机构，其特征在于，所述进水口及所述喷射口的横截面均为圆形，所述进水口的直径为所述喷射口的直径的3-5倍。6.根据权利要求4所述的抽水机构，其特征在于，经由所述进水口进入的水流作用于所述迎水面时，所述喷射口与所述叶片对应。7.根据权利要求6所述的抽水机构，其特征在于，所述喷射口具有距离所述水轮轴心线最近的第一内侧面和距离所述水轮轴心线最远的第二内侧面，沿所述喷射口的轴向，所述第一内侧面对应于所述叶片的根部，所述第二内侧面对应于所述叶片的最外端。8.根据权利要求1所述的抽水机构，其特征在于，所述壳体包括第一外壳及第二外壳，所述第一外壳与所述第二外壳配合连接并围设成所述交换腔，所述进水口及所述出水口均设于所述第一外壳上，所述传动轴的一端穿过所述第二外壳延伸至所述交换腔内并与所述轮毂连接。9.根据权利要求8所述的抽水机构，其特征在于，所述第一外壳与所述第二外壳之间还设置有密封圈。10.一种马桶，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的抽水机构。

技术总结
本申请涉及一种抽水机构及马桶，抽水机构，包括：壳体，壳体内设有交换腔，壳体上还设有进水口及出水口，进水口、交换腔、出水口依次连通；水轮，容置于交换腔内；进水口的朝向与水轮偏离其轴心线的位置对应设置；水轮包括轮毂及设置在轮毂上的叶片，叶片相对轮毂的径向倾斜设置，叶片上具有迎水面，迎水面朝向轮毂的周侧面设置，经由进水口进入的水流作用于迎水面；以及传动轴，传动轴的一端与轮毂连接并能够随轮毂同步旋转，传动轴的另一端用于连接叶轮。该抽水机构通过利用水压来推动水轮旋转，进而通过传动轴驱动水轮旋转，以实现抽水功能，不需要电源来驱动，有效扩大了马桶的适用范围，同时有利于节省电能。同时有利于节省电能。同时有利于节省电能。


技术研发人员：李文明 杨剑峰
受保护的技术使用者：深圳市恒致云科技有限公司
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2022/3/8