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难登大雅之堂的重大发明

2018-01-25河北省石家庄市二中实验学校张般若

农村青少年科学探究 2017年10期
关键词:虹吸式抽水马桶下水管

河北省石家庄市二中实验学校 张般若

抽水马桶也许还算不上一个享誉世界的发明,也难以登上大雅之堂,但从其对人类社会文明的贡献来看,它无疑也是世界上最重大的发明之一。那么,你对抽水马桶了解多少呢?

改变世界的“小发明”

如今,你可以不玩电脑,但不能不用马桶。正是抽水马桶的普及,才让世界变得干净整洁。那么,抽水马桶是怎样发明的呢?

一般认为,近代的抽水马桶是英国贵族约翰·哈灵顿发明的。当时,英国女王伊丽莎白一世经常抱怨宫殿里的便器恶臭难闻。约翰·哈灵顿经过反复琢磨和试验,1596年终于为伊丽莎白女王设计了一个带有水箱的冲水马桶。这个冲水马桶被安装在伊丽莎白女王的宫廷里,并受到了女王的喜欢。

然而,在没有自来水系统和下水管道的情况下,抽水马桶的优势难以充分显现出来。到了18世纪后期,英国发明家约瑟夫·布拉梅改进了抽水马桶的设计,并于1778年取得了新型抽水马桶的专利权。

到了19世纪后期,随着自来水系统和下水管道的普及,抽水马桶开始在欧洲使用。此后,抽水马桶在全世界推广开来,并引发了一场“厕所革命”。

“虹吸现象”的奇妙应用

按冲水方式的不同,抽水马桶可以分为直冲式和虹吸式两大类,但大多数采用的是虹吸式。

虹吸式抽水马桶内有一个呈倒S形的管道,具有排污能力强、选净面大、冲水噪音小等特点,容易冲掉黏附在马桶内表面的脏物。在大多数马桶中,便池设计为一部分水通过马桶唇面中的洗壁孔流入便池,其余的大部分水则通过便池底部的喷射口流入虹吸管。

这种坐便器借助较大的水流冲力以及虹吸现象的作用,使得便池中的水全部流入下水道。之后,空气进入虹吸装置,并发出特别的“哗哗”声,这时虹吸过程就会停止。

“冲水”的速度和力量

抽水马桶不需要用电,但需要具有一定速度的水流。抽水马桶的基本原理就是利用水的重力作用,把水的势能转换为水的动能,从而裹挟着污物进入下水管道。

因此,抽水马桶在便池之上装有一个水箱。这可不是一个普通的水箱,而是有着精巧设计的储水和冲水系统。抽水马桶水箱的内部组成包括进水管、出水管、渗水管、水塞(进水和出水)、浮球、放水旋钮及杠杆等。

水箱的作用就是保证将足够多的水以足够快的速度流入便池。据悉,水箱上水时大约需要30至60秒钟,而冲水时则能在3秒钟之内把水全部倾倒入便池内,这样就可以产生足够的虹吸效应,并迅速将便池中的所有水和污物冲走。

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