黃樹堂

摘 要：近幾年來智能坐便器飛速發(fā)展，隨著人們生活水平的不斷提高，越來越多的家庭安裝智能坐便器，家庭裝修質(zhì)量越來越高；但用于連接給水管路與智能坐便器的軟管還處在一個(gè)極不規(guī)范的設(shè)計(jì)和制造階段，連接軟管的質(zhì)量關(guān)系到家庭財(cái)產(chǎn)的安全。一旦連接軟管發(fā)生泄漏將損壞智能坐便器甚至損壞裝修精致的其他貴重物品；該文闡述了智能坐便器用軟管的基本要求和設(shè)計(jì)原則，明確了智能坐便器用軟管的設(shè)計(jì)方法，以期通過規(guī)范的設(shè)計(jì)來確保智能坐便器軟管的質(zhì)量，并在制造過程中遵循該文的要求做好過程控制，確保智能坐便器用軟管從設(shè)計(jì)到制造更加規(guī)范，質(zhì)量更加可靠。

關(guān)鍵詞：智能坐便器；密封性；耐壓性；抗彎曲性；抗脈沖性；耐老化性；流量；耐腐蝕

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

智能坐便用軟管的設(shè)計(jì)需綜合考慮其各種使用環(huán)境，象不同的家庭供水壓力、不同的安裝環(huán)境、不同的氣候條件等，因此設(shè)計(jì)智能坐便器用軟管時(shí)需從原材料、生產(chǎn)工藝、螺紋連接、密封性、耐壓性、抗拉伸性、抗脈沖性、抗彎曲性、耐老化性、流量及表面耐腐蝕性等方面對(duì)軟管的要求進(jìn)行明確，并通過量化的數(shù)據(jù)來衡量各項(xiàng)指標(biāo)是否達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。

1 基本要求

在進(jìn)行智能坐便器用軟管設(shè)計(jì)時(shí)，要從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析、原材料、生產(chǎn)工藝和檢測(cè)設(shè)備等方面規(guī)范軟管設(shè)計(jì)；首先要根據(jù)智能坐便器的各種使用條件進(jìn)行產(chǎn)品分析，以滿足智能坐便器對(duì)水流的要求，特別是現(xiàn)在越來越多的智能坐便器使用無水箱，這就要求軟管具有大流量的特點(diǎn)；其次原材料的選用對(duì)軟管的抗腐蝕性和耐老化性等方面有著非常重要的作用，要綜合考慮不同的氣候條件和安裝環(huán)境選用合適的原材料；同時(shí)要規(guī)范生產(chǎn)工藝和檢測(cè)設(shè)備，以確保設(shè)計(jì)質(zhì)量在制造過程中得到有效落實(shí)并體現(xiàn)在最終的產(chǎn)品質(zhì)量上。

1.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在進(jìn)行智能坐便器用軟管設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和流量分析，軟管在安裝時(shí)存在不同的安裝空間，在空間較小的環(huán)境中需對(duì)軟管進(jìn)行彎曲后安裝，因此二端接頭需要有足夠的強(qiáng)度來承受因彎曲而產(chǎn)生的彎矩，在設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)考慮二端連接芯子的壁厚；同時(shí)由于現(xiàn)在的智能坐便器一般采用無水箱式，因此一般情況下流量不能小于55 L/min（0.3 MPa水壓）才能確保智能坐便器沖洗干凈，在設(shè)計(jì)軟管時(shí)需滿足智能坐便器對(duì)流量的要求。

同時(shí)，在軟管研發(fā)階段需對(duì)二端扣壓位置涉及的零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，重點(diǎn)計(jì)算二端套管的扣壓尺寸及二端接頭芯子的變形量，扣壓尺寸設(shè)計(jì)的基本原則是套管扣壓后芯子內(nèi)孔的變形量≤10% 。

1.2 原材料基本要求

智能坐便用器軟管所使用的材料要具備較強(qiáng)的防腐能力，對(duì)于涉及密封性的材料和橡塑類內(nèi)管要考慮其抗老化能力。

（1）軟管用的編織絲、套管應(yīng)使用防腐蝕性的材料，不應(yīng)使用鋁材。

（2）產(chǎn)品使用的所有與水接觸的材料，在該文件規(guī)定的使用條件下，不應(yīng)對(duì)水造成任何水質(zhì)、外觀、嗅覺等變化。

（3）不銹鋼材料在環(huán)境溫度為23 ℃±2 ℃條件下，在質(zhì)量濃度為12%～14%的稀鹽酸中密封浸泡10 h，表面不允許有明顯的發(fā)黑、發(fā)褐等腐蝕現(xiàn)象。

（4）橡膠密封圈材質(zhì)按GB/T 7759.1—2015規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)溫度為70 ℃的老化箱中保持24h，壓縮永久變形量不超過20%。

（5）內(nèi)管材料斷裂強(qiáng)度按GB/T 528—2009規(guī)定的方法檢測(cè)，強(qiáng)度值應(yīng)不低于7 MPa。

2 設(shè)計(jì)原則

軟管的設(shè)計(jì)主要考慮當(dāng)前智能坐便器的無水箱大流量的突出特點(diǎn)以及各種使用和安裝環(huán)境，要從螺紋連接、密封性、耐壓性、抗拉伸性、抗脈沖性、抗彎曲性、耐老化性、流量及表面耐腐蝕性等方面綜合考慮設(shè)計(jì)。

2.1 螺紋連接

軟管螺紋的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，在設(shè)計(jì)螺紋時(shí)要重點(diǎn)考慮最小有效螺紋以及螺紋所能承受的最小扭矩，螺紋是連接給水管路與智能坐便器的關(guān)鍵部位，必須確保螺紋足夠的強(qiáng)度以防松脫。

（1）軟管接頭管螺紋精度應(yīng)符合GB/T 7307的要求，其中外螺紋精度等級(jí)應(yīng)不低于B級(jí)。軟管有效連接螺紋≥3牙。

（2）軟管連接螺紋部位經(jīng)扭矩試驗(yàn)后螺紋連接件應(yīng)無裂紋、損壞，軟管連接螺紋部位承受的最小扭矩應(yīng)≥45 N·m 。

（3）螺紋扭矩用扭矩扳手進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)將軟管連接螺紋（含密封膠墊）套在相應(yīng)的夾具上，逐漸施加扭力至規(guī)定的扭矩值。用同樣方式對(duì)軟管的另一端螺紋進(jìn)行扭矩測(cè)試。

2.2 密封性

軟管最重要的功能之一是密封無泄漏，在設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮各連接件的配合以及密封件的標(biāo)準(zhǔn)壓縮量，對(duì)于密封壓縮量，一般為密封件厚度的15 %～20 % 。

試驗(yàn)方法：將軟管一端連接到加壓設(shè)備上，另一端連接一個(gè)流量調(diào)節(jié)閥。向軟管通入70 ℃±2 ℃的熱水，調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥，使水以6 L/min的流速流經(jīng)軟管5 min。然后調(diào)整動(dòng)壓至0.5 MPa土0.02 MPa，保持5 min±10 s。軟管各部位應(yīng)無破裂、滲漏或其他缺陷出現(xiàn)。

2.3 耐壓性

智能坐便器用軟管使用在不同的水壓環(huán)境中，所承受的壓力各不相同，在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮足夠的安全系數(shù)，軟管承受的設(shè)計(jì)極限水壓一般為5.0 MPa 。

試驗(yàn)方法：將軟管一端連接到加壓設(shè)備上，另一端連接一個(gè)帶有排氣閥的堵頭。向軟管中緩慢加入溫度不大于30℃的室溫水，待排凈管內(nèi)空氣后關(guān)閉排氣閥，在1 min±10 s內(nèi)將供水壓力緩慢增加至1.4 MPa±0.02 MPa，保持1 h±5 min，然后加壓至5.0 MPa±0.02 MPa，保持1 min±10 s ，軟管各部位應(yīng)無破裂、滲漏或其他缺陷出現(xiàn)。

2.4 抗拉伸性

由于安裝空間的限制，有些安裝環(huán)境中會(huì)讓軟管安裝后處于直拉伸狀態(tài)，在設(shè)計(jì)智能坐便器用軟管時(shí)，軟管二端的接頭應(yīng)能承受一定的拉伸力才不會(huì)在使用過程中發(fā)生脫落，在設(shè)計(jì)時(shí)一般要求二端接頭的拉伸力不小于1 200 N 。按GB/T 23448—2009中7.6條款的試驗(yàn)方法試驗(yàn)后（需將步驟2中的拉力調(diào)整為1 200 N），接頭應(yīng)不脫落，軟管各部位應(yīng)無破裂、滲漏等不良現(xiàn)象。

2.5 抗脈沖性

智能坐便器用軟管需結(jié)合馬桶沖洗的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，每一個(gè)家庭都會(huì)頻繁地使用智能坐便器并沖洗，每一次沖洗都相當(dāng)于對(duì)軟管進(jìn)行一次脈沖；根據(jù)軟管使用壽命，一般在設(shè)計(jì)時(shí)考慮脈沖次數(shù)不小于250 000次。

試驗(yàn)方法：將軟管安裝在一個(gè)能產(chǎn)生脈沖壓力的裝置上，該裝置能產(chǎn)生從0.5 MPa～1.2 MPa的梯形脈沖壓力，脈沖頻率為15次/min，試驗(yàn)水溫為82 ℃±3 ℃，對(duì)軟管施以250 000個(gè)脈沖沖擊后，觀察軟管各部位有無破裂或其他缺陷出現(xiàn)。

2.6 抗彎曲性

軟管設(shè)計(jì)時(shí)需考慮安裝過程中軟管的彎曲，軟管彎曲后不能因折彎橢圓而影響流量，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮軟管的抗彎曲性，一般規(guī)定按以下方法測(cè)試后橢圓度≤15%。

試驗(yàn)方法：步驟1：根據(jù)軟管的公稱直徑和長度，在表1中選擇實(shí)驗(yàn)用的圓柱體半徑和所需的拉力值。

2.7 耐老化性

在進(jìn)行軟管設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮其抗老化能力，特別是橡膠或塑料內(nèi)管，應(yīng)對(duì)軟管的老化性能進(jìn)行明確規(guī)定，一般情況下要求在60 ℃的水溫環(huán)境下保持200 h（1.2 MPa±0.02 MPa的水壓）無泄漏。

試驗(yàn)方法：將軟管安裝在老化實(shí)驗(yàn)設(shè)備中，向軟管施加1.2 MPa±0.02 MPa的水壓，在整個(gè)老化過程中保持這個(gè)壓力；軟管在60 ℃±3 ℃的水溫環(huán)境下保持200 h，觀察試驗(yàn)過程中各部位是否有破裂、滲漏或其他缺陷出現(xiàn)。軟管各部位應(yīng)無破裂、滲漏或其他缺陷出現(xiàn)。

2.8 流量

在進(jìn)行智能坐便器用軟管設(shè)計(jì)時(shí)，要重點(diǎn)考慮智能坐便器對(duì)流量的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮軟管最小部位的孔徑。最小孔徑和出水最小流量應(yīng)符合表2規(guī)定。

流量測(cè)試方法如下：

將軟管按圖2安裝在試驗(yàn)設(shè)備上，測(cè)試樣品長度為300 mm并在測(cè)試過程中保持測(cè)試樣品處于直線狀態(tài)，在軟管進(jìn)水端施加0.3 MPa±0.01 MPa的供水壓力，保持1 min后讀取流量計(jì)顯示的實(shí)際值，讀取3次取平均值。

說明：

1 — 供水設(shè)備。

2 — 管路系統(tǒng)。

3 — 流量計(jì)，測(cè)量精度為±2%。

4 — 截止閥；

5 — 直管，長度大于20倍管內(nèi)徑；

6 — 壓力表，測(cè)量精度為±1%，安裝在距測(cè)試連接口（5～10）倍管內(nèi)徑；

7 — 測(cè)試樣品。

2.9 表面耐腐蝕

為確保軟管在各種使用場(chǎng)所不被腐蝕，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)明確規(guī)定各外觀件的耐腐蝕要求；對(duì)于智能坐便器用軟管，按GB/T 10125-2012進(jìn)行24 h乙酸鹽霧試驗(yàn)（AASS）后，應(yīng)不低于GB/T 6461-2002表1中外觀評(píng)級(jí)（RA）10級(jí)的要求。

參考文獻(xiàn)

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