有壓力，才有動力

我家的抽水馬桶較老舊，沖水無力，不僅浪費水而且對衛生間的環境不友好。為解決這一問題，我研究了抽水馬桶的結構和工作原理，并對它進行了改進。

一、抽水馬桶的工作原理

抽水馬桶由水箱和坐便器組成。水箱包括箱體、進水機構、沖水機構和補水溢流機構。坐便器由坐便池和虹吸管組成。

進水機構的主體是進水閥，如圖1所示。進水閥門開關由內部浮筒和杠桿控制。扳動沖水扳子，通過連桿打開沖水閥門，水箱里的水在重力作用下沖到坐便池，浮筒隨水位下降而下降，帶動進水閥內部杠桿打開進水閥門。松開沖水扳子，沖水閥門在扳子彈簧扭力、自身重力和水壓作用下關閉沖水口，水位上升引起浮筒上升，帶動杠桿機構關閉進水閥門，水箱停止蓄水。

補水管用于給坐便池補水，形成水封，其出水口插在溢流管里。配重塊與沖水閥門相連，起到加速打開和延緩關閉沖水閥門的作用。沖水時水箱里的水在重力作用下沖到坐便器水封處，推動水封處的水和污物從虹吸管出口排出。理論上，虹吸管出口流速與水箱液面高度的平方根成正比，即V= 2gh ，其中g為重力加速度。

二、我的改進

（一）接長溢流管

抽水馬桶的沖水效果可通過水沖到水封處的流速V0和虹吸管出口的流速V1來評價，提高水箱的蓄水高度能提高沖水速度。可通過調高進水閥浮筒高度增加水箱內部水深hn，從而使水箱液面升高。hn初始值為0.125 m，逐步調高浮筒，每調高一次估算流速（結果見表1），沖污（用衛生紙模擬污物）并觀察效果。經過兩次試驗，發現效果不佳。此時浮筒上端幾乎與溢流管口齊平，再調高會使水溢出。

我通過接長溢流管改進上述缺陷。使用數顯卡尺測得溢流管外徑為0.03 m，選定規格為2834的硅膠管來接長，此硅膠管內徑為0.028 m，有一定彈性，可緊貼溢流管外表面，且壁厚0.003 m，滿足要求。

接管上端口應低于水箱沖水扳子安裝孔下沿，且應便于補水管補水。經實際測量，接管長度在0.05～0.07 m合適。用剪刀截取0.07 m左右的硅膠管，把接管套接在溢流管上。安裝完成后，把浮筒再調高0.02 m左右，打開外部進水閥，待停止進水后測得hn為0.18 m，對應的液面高度和估計流速見表1中序號3的數據。模擬沖污，效果理想，不足之處就是沖水量較大。

（二）在水箱中放置節水瓶

為了節水，我用一個礦泉水瓶子充當節水瓶，將其裝滿水后放入水箱。

在試驗過程中，出現沖水閥門不能完全關閉的情形，經檢查發現原來是節水瓶沒有完全裝滿水，漂移后頂住沖水連桿以致沖水閥門不能完全關閉。往節水瓶里加入小石子后模擬沖污，沖水效果理想，且每沖一次水就節約了一瓶水。

改進后的抽水馬桶水箱內部如圖2所示。它使用到現在，沖水效果理想，性能穩定。