有压力，才有动力

我家的抽水马桶较老旧，冲水无力，不仅浪费水而且对卫生间的环境不友好。为解决这一问题，我研究了抽水马桶的结构和工作原理，并对它进行了改进。

一、抽水马桶的工作原理

抽水马桶由水箱和坐便器组成。水箱包括箱体、进水机构、冲水机构和补水溢流机构。坐便器由坐便池和虹吸管组成。

进水机构的主体是进水阀，如图1所示。进水阀门开关由内部浮筒和杠杆控制。扳动冲水扳子，通过连杆打开冲水阀门，水箱里的水在重力作用下冲到坐便池，浮筒随水位下降而下降，带动进水阀内部杠杆打开进水阀门。松开冲水扳子，冲水阀门在扳子弹簧扭力、自身重力和水压作用下关闭冲水口，水位上升引起浮筒上升，带动杠杆机构关闭进水阀门，水箱停止蓄水。

补水管用于给坐便池补水，形成水封，其出水口插在溢流管里。配重块与冲水阀门相连，起到加速打开和延缓关闭冲水阀门的作用。冲水时水箱里的水在重力作用下冲到坐便器水封处，推动水封处的水和污物从虹吸管出口排出。理论上，虹吸管出口流速与水箱液面高度的平方根成正比，即V= 2gh ，其中g为重力加速度。

二、我的改进

（一）接长溢流管

抽水马桶的冲水效果可通过水冲到水封处的流速V0和虹吸管出口的流速V1来评价，提高水箱的蓄水高度能提高冲水速度。可通过调高进水阀浮筒高度增加水箱内部水深hn，从而使水箱液面升高。hn初始值为0.125 m，逐步调高浮筒，每调高一次估算流速（结果见表1），冲污（用卫生纸模拟污物）并观察效果。经过两次试验，发现效果不佳。此时浮筒上端几乎与溢流管口齐平，再调高会使水溢出。

我通过接长溢流管改进上述缺陷。使用数显卡尺测得溢流管外径为0.03 m，选定规格为2834的硅胶管来接长，此硅胶管内径为0.028 m，有一定弹性，可紧贴溢流管外表面，且壁厚0.003 m，满足要求。

接管上端口应低于水箱冲水扳子安装孔下沿，且应便于补水管补水。经实际测量，接管长度在0.05～0.07 m合适。用剪刀截取0.07 m左右的硅胶管，把接管套接在溢流管上。安装完成后，把浮筒再调高0.02 m左右，打开外部进水阀，待停止进水后测得hn为0.18 m，对应的液面高度和估计流速见表1中序号3的数据。模拟冲污，效果理想，不足之处就是冲水量较大。

（二）在水箱中放置节水瓶

为了节水，我用一个矿泉水瓶子充当节水瓶，将其装满水后放入水箱。

在试验过程中，出现冲水阀门不能完全关闭的情形，经检查发现原来是节水瓶没有完全装满水，漂移后顶住冲水连杆以致冲水阀门不能完全关闭。往节水瓶里加入小石子后模拟冲污，冲水效果理想，且每冲一次水就节约了一瓶水。

改进后的抽水马桶水箱内部如图2所示。它使用到现在，冲水效果理想，性能稳定。