巧用浮力知识破解蹲便器防臭难题
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇巧用浮力知识破解蹲便器防臭难题范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘 要 商品防臭器消除了蹲便器冒臭味的烦恼，但却有两个缺陷：一是它靠弹簧关闭防臭盖板，容易失效，需要经常更换；二是容易钩挂头发等纤维物，极难清理。笔者通过对商品防臭器进行认真的观察和分析，运用逆向思维方法和浮力知识，找到了一个突破口。商品防臭器的防臭板安装在底部，靠污水的重力作用向下开启，靠弹簧的弹力作用向上关闭。采用逆向思维，可以把防臭板安装在上部，使它靠浮力向上开启，靠重力向下关闭。通过不断的试验、改进，研究出一种新型防臭器。
关键词 商品防臭器 浮力 逆向思维
中图分类号：E03 文献标识码：A
1缘起
笔者在上初三时，新家里的蹲便器还是像旧房子里的一样发出了难闻的臭味，妈妈只好又买来了防臭器。当时，非常敬佩发明这种防臭器的人，一个灵巧的小发明，就可以帮忙那么多家庭解除了烦恼。
但这种防臭器却有两个致命的缺陷：一是它靠弹簧关闭防臭盖板，用不了几个月就会完全失效，需要经常更换；二是很容易钩挂头发等纤维状污物，且极难清理。
更换防臭器和清理污物，是一件十分繁琐的事情。因此，当时笔者的妈妈总是怨气十足地冲爸爸喊：“你个大工程师，能不能解决一下这个小问题呀？”身为船舶设计公司总工程师的爸爸对防臭器研究了一会儿，也是无可奈何。出于好奇，笔者试图利用假期的创新实践活动设计一种新型的防臭器，以期解决很多家庭的这方面烦恼。
2调查
世上真的没有更好的蹲便器防臭器吗？
笔者问遍了学校周边所有的日用品商店，发动妈妈到更远的商店去找，拜托爸爸利用出差的机会在上海、南京、无锡、扬州等地打听，都没有找到其他型式的防臭器。周末休息时间，笔者多次上网搜索查询，可还是没能找到更好的防臭器。
经过几个星期检索防臭器专利资料，笔者惊奇地发现，专利领域竟是又一个奇妙的世界，这里的新奇想法各种各样，无不闪耀着智慧的火花。可是遗憾的是，依然没有发现比商店里卖的防臭器更好的发明。
约一个月调查，笔者得出一个结论：商店里卖的这种防臭器（以下称之为“商品防臭器”）就是当前最简单最实用的蹲便器防臭器。
3对商品防臭器的分析
商品防臭器的工作原理是：利用弹簧的弹力，将防臭板顶起封住排泄的喇叭口，起到密封防臭防虫的作用；蹲便器使用后，利用冲洗水和污物的重力将防臭板压开，让污水顺利排出；污水排完后，防臭板再在弹簧的作用下复位。
商品防臭器的关键零件是金属弹簧。弹簧弹力过大时防臭板不容易被水冲开，污物难以排出；反之，弹簧弹力过小时，一点点污物梗阻就会让防臭板关不上而失去防臭作用。因此，这种防臭器对弹簧的要求很高，弹簧的弹性必须始终处在一个很窄的合适区间内，防臭器才能正常工作。
经过仔细观察，发现商品防臭器的两个致命缺陷也是因为使用弹簧引起的：
（1）金属弹簧的弹力会随着使用时间的增长而自然下降，再加之在水中生锈并被纤维状污物缠绕，因此用久了失效是必然的。改进弹簧的材料和制造工艺可以提高弹簧性能，但不能从根本上解决问题
（2）金属弹簧、金属销轴和塑料支座构成的这一部分结构，是钩挂和纠缠头发等纤维状污物的罪魁祸首。
因此，研制新型防臭器，就不能再采用弹簧和复杂的结构。
4心中梦想
防臭器创新，必须克服商品防臭器的两大缺陷，做到结构简单，对污物无阻塞和钩挂纠缠，性能稳定，经久耐用。
通过几个星期的思考，还是找不到任何突破口。而且从专利检索资料来看，已有无数的人研究过防臭器了。爸爸也说：“创新素质实践活动，重在思考，重在实践，重在发现，你如果经过认真思考之后发现确实无路可走了，这也是一种有益的发现。”
但是，发明一种更好的防臭器，解决无数家庭的烦忧，这种欲望始终萦绕在笔者的心中挥之不去。
5巧思出妙想
无数人研究过的问题，如果并没有采用无数的方法去求解，那么，这个问题很可能就还藏有一个未知的解。显然，要想得到新的解，就不能再顺着别人的思路想下去，而必须另辟蹊径。
商品防臭器的防臭板安装在底部，靠污水的重力作用向下开启，靠弹簧的弹力作用向上关闭，那么，采用反向思维，就该把防臭板安装在上部，使它向上开启，向下关闭。向上开启，也能让污水排泄，向下关闭，也能密封防臭防虫。问题是利用什么力使它开启和关闭呢？水是有浮力的，如果把防臭板换成很轻的材料，岂不就可以利用浮力开启了？而关闭呢？防臭板自身的重力就够了。
同时，还有两个问题：第一，如果污物压住了防臭盖板怎么排水呢？第二，防臭盖板怎么限位呢？怎样不挂头发呢？
通过几天的思考，笔者巧用浮力知识，把防臭板改为空心的防臭球，让球体自动坐落在排泄口上密封防臭防虫，当冲水时它就会自行浮起让污物顺畅排泄。
6设计
商品防臭器的喇叭形座体采用塑料制造，喇叭口上装有一个橡皮圈，这种结构和用料都非常经济、实用，可适应不同大小排污口的蹲便器安装，座体与蹲便器总是贴合得很好。这也是众多用户对它比较满意的地方之一。所以笔者在设计新型防臭器时要吸收这些优点，防臭器座体也采用相同的结构形式和材料。
塑料喇叭形座体外形尺寸：上面直径为10cm，下面直径为7cm，高度3.5cm，材料厚度为2mm。为增强座体强度，同时也减小座体在排污管内的水平滑移间隙，座体外面设有加强筋。
套在座体喇叭口上面的橡皮圈是为了适应较大的排污口，用于与蹲便器贴合。它的内圈与塑料座体相配，外圈直径为12cm。
防臭球是新型防臭器的“面子”零件和关键零件，要既漂亮，又“拒腐蚀永不沾”，还要保证长期使用不漏水，所以采用不锈钢材料，这些要求基本上都可以达到。通过查询资料得知，不锈钢也有很多种，也有比较大的性能差异，因此在选择时应该选择性能较好的。
防臭球要用很薄的不锈钢做成空心的，可以在蹲便器冲水时浮起。防臭球的设计非常重要，轻重大小要恰到好处，要既容易浮起又容易归位。防臭球重了会浮不起来，而直径小了则可能会卡在座体内或者被下泄的污水吸引而浮不起来。
设计不锈钢防臭球直径为10cm，厚度为0.4mm，重量为100g。如果设计得再薄些，可能就不好加工了，也很容易变形，进而会影响密封效果和美观。
7制作
按前文所说的设计方案，试制了一个新型防臭器。
由于新型防臭器采用与商品防臭器相同的喇叭形座体，因此买回一个商品防臭器，拆除弹簧、销轴和防臭板，就可作为新型防臭器的座体。
防臭球为不锈钢空心圆球，制作难度很高，并且要求具有很好的密封性，长期不漏水，因此只能向专业生产厂订购。
8试验
新型防臭器制作完成后，需要进行不断的试验。
先将防臭器座体放入蹲便器的排污口内，检查座体与蹲便器排污口的贴合情况；然后将防臭球放到座体上，检查防臭球与座体之间的贴合情况；再洒进少量水观察，发现水留在了防臭球与座体之间，表明密封作用很好。
开启蹲便器的冲洗阀，冲水几秒钟后关闭，这样反复试了几次，观察的结果是：防臭球能正常浮起和自动回位，在冲水时会原地快速旋转，没有出现乱跑或者被冲出蹲便器的情况，但意外的是，冲洗水打在防臭球上，会溅出来。
试验取得了预想的效果，可意外发现存在溅水现象。溅水，那就意味着不能用！
9改进和试用
采用不同材料、不同直径的浮球进行了反复摸索、试验、观察，发现出现溅水现象的根本原因，还是不锈钢浮球太重了，它不能像塑料浮球那样，在受到水流冲击时自动升高，让水流从下面穿过。
考虑到不锈钢最薄也只能用到0.3mm，而且还很难加工，因此，此次设计不宜选用不锈钢材料的防臭浮球。
经过反复比较，最后，笔者选定了一种做玩具的聚合PVC材料作为防臭球材料，它具有很好的柔韧性，不容易漏气渗水，外观光润，鲜艳漂亮。
塑料防臭球买到后，我装在家里的新型防臭器上进行了试用。试用证明，新型防臭器的排泄效果明显优于商品防臭器，密封防臭效果也很好，完全达到了预想的目标。
新型防臭器由座体、橡皮圈和防臭球三个零件组成。塑料喇叭形座体上面直径为10cm，下面直径为7cm，高度为3.5cm，材料厚2mm。套在座体喇叭口上面的橡皮圈是为了适应较大的排污口，用于与蹲便器贴合，它的外圈直径是12cm。防臭球为空心塑料球，直径10cm，重量小于40g
10 总结
研制的新型防臭器克服了商品防臭器的两大缺陷，表现出三个突出的优点：
（1）没有易损零件，可以长久使用；
（2）结构简单，流道通畅，排污效果好，不会钩挂头发等纤维污物；
（3）防臭球在冲水时会快速旋转，能自我清洗。
在研制蹲便器新型防臭器的艰辛过程中，我们可以得到以下几点启示：首先，思维方法很重要。尝试不同角度思维，思维会更广阔，也会更周密。所以，要敢于创新，就不能跟从别人的老思维。其次，要想取得收获，就必须付出艰辛的思考，遇到困难也不放弃。成功往往就在再努力一步之后。最后，要有无畏的精神，要敢于超越前辈。三百多年以前牛顿曾经说过：“如果我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上”。我们现在有如此之多的巨人肩膀，我们没有理由不看得更远。