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维基少年:事物如何运作/冲水马桶

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冲水马桶

当我们大多数人每天做一些事情时,我们有时会有一些奇怪的问题。这没关系!多年来,人们一直在把事情复杂化,但我们在这里来回答这个问题,冲水马桶是如何工作的?

谁发明的?

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冲水马桶最早在印度和巴基斯坦的部分地区使用,大约在 2700 年前。哈拉帕和摩亨佐·达罗这两个城市几乎每栋房子都有一个冲水马桶,连接到一个复杂的污水系统。在希腊克里特岛和圣托里尼岛的米诺斯文明城市房屋中,发现了污水系统的遗迹。古埃及、波斯和中国也有厕所。“在罗马文明中,厕所有时是公共浴室的一部分,在那里男女混合在一起。”厕所通常连接到化粪池或下水道。

1775 年,亚历山大·卡明斯发明了 S 形弯管,至今仍在使用,它利用积水密封碗的出口,防止污秽的空气从下水道逸出。他的设计在弯管上方的碗出口处有一个滑动阀。

冲水马桶有时被称为水 closet(“WC”)。

它如何获得动力?

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马桶之所以能工作,是因为重力的作用。当按下冲水杆时,一个塞子会打开,让水流出来灌满水箱。当水箱灌满后,重力会使液体从管道中的弯曲处流出,这个弯曲处被称为 S 形弯管。

历史上,曾使用过其他类型的弯管,但发现它们存在各种问题。L 形弯管会因为 90 度的角而堵塞。U 形弯管也会因为水压不足而导致水无法顺利流过管道而堵塞。最后,T 形弯管被用在一系列的厕所隔间中,但它们不会让水向下流动,而是让水来回流动,而没有正确地排出。

它是如何工作的?

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冲水马桶利用水将我们的废物通过排水管送到另一个地方,从而处理掉它们。

下面的图片显示了一个典型的马桶。马桶通常有一个环形的座位在上面,在不使用时会被盖子盖住。或者,你可以取下盖子,从而形成一个上层设计。

手柄/按钮用于按下冲水马桶。冲水用到的水储存在水箱(也称为水箱)中。

马桶的主要部件

水箱包含一些重要的部件。下一张图片显示了典型水箱的部件。进水阀控制进入水箱的水供应。它在水箱空的时候让水进入,在水箱满的时候阻止水进入。

浮球随着水箱装满水而上升。当它上升时,连接到它的浮球杆会压在进水阀上。当水箱装满时,杆子会紧紧地压在进水阀上,从而关闭水流。这可以阻止水箱溢出。

典型马桶水箱的部件

当你按下手柄时,水箱内部的一个杠杆会拉起活塞,迫使一些水通过虹吸管。这会在虹吸管中产生吸力,虹吸管“U”型管内的其余水就会跟着流出。活塞通常被一个塑料膜覆盖,这个膜被设计成在虹吸管中被清空的水“吸出”,让水箱中其余的水冲过活塞,流过虹吸管顶部,清空水箱。然后活塞膜会落回到活塞上,准备下一次冲水操作。

马桶水箱正在清空

水箱会很快清空,浮球会沉到水箱底部。这意味着浮球杆不再压在阀门上,所以水开始流入水箱,再次装满它。

马桶水箱已经清空

从水箱中流出的水会经过一根短管进入马桶。它会在马桶的边缘、碗的侧面以及排水管中来回冲刷,清洁碗并带走废物。

箭头显示水从水箱中流出、经过马桶,最终流出的路径。

一些干净的冲水水会留在马桶底部。这是因为现代马桶有一个 S 形弯管,在冲水之间会一直保持充满水。S 形弯管中的水可以阻止下水道中的恶臭气体逸出。在冲水过程中,S 形弯管也会产生虹吸作用,帮助加速冲水过程。

然而,由于这种类型的马桶一般不会在现场处理废物,因此必须建立单独的废物处理系统。

它有什么作用?

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冲水会清洁马桶的碗,以及碗的边缘,这些地方很难清洁。它会将废物带到排水管,然后将废物带到处理厂或化粪池。

它有哪些不同?

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马桶有很多不同的类型。有化学马桶,它使用化学物质来中和废物,而不是用水。有堆肥马桶,它对环境更友好,因为它将废物转化为天然堆肥。甚至还有焚烧马桶,它会焚烧废物。

有些马桶有额外的装置,比如供轮椅使用者使用的抓握杆。有些马桶内置了一个喷水装置,就像一个坐浴盆。有些马桶有加热的座椅和自动打开和关闭的盖子。有些甚至可以检查你的血压和体温。

不同的马桶每次冲水使用的水量也不同。旧款马桶每次冲水要使用 13 升甚至 19 升水,而新款马桶每次冲水只需使用 6 升(1.6 加仑)水。如今,一些设计精良的 6 升马桶比那些每次冲水使用 2-3 倍水量的马桶冲水效果更好。控制水流的表面的设计起着很大的作用!

它如何改变了世界?

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马桶使家庭、城镇和城市成为更清洁的居住场所。因为水可以很好地清洁马桶,所以高度传染性的疾病不能像过去那样容易传播,在过去,成千上万的人经常同时死亡,为了控制流行病,城市和村庄不允许人口超过一定规模。马桶帮助我们今天的公共卫生保持比过去更高的标准。这使得我们今天可以生活在比过去更大的城市中,而不必害怕生病。大型城市是 19 世纪工业革命开始的必要条件。我们看到,虽然马桶看起来并不像一项重要的发明,但它对我们现代世界产生了巨大的影响。马桶也创造了一个全新的行业,叫做管道行业,以及相关的行业。

在它被发明之前,哪些想法和/或发明需要被开发出来?

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要在你的房子里安装一个冲水马桶,首先必须要有新鲜、干净的供水。为了做到这一点,城市需要更完善的组织。在冲水马桶出现之前,杠杆和虹吸管也必须被发明出来。

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