马桶工作原理

马桶、冲水马桶、便桶、座厕、陶瓷坐便器。无论怎么称呼这个东西，我们都免不了要提到它，因为每家至少要有一个。但我们讨论马桶的更为重要的原因是，它是一个技术奇迹——一个神奇的水处理系统！

但我们脑子里总是有与马桶有关的不好的意象。比如，提起马桶，我们就会想到它的用处，很容易将其与细菌联系在一起，公共厕所的糟糕印象，清洁马桶的恼人事实，所有这些都指向一个令人尴尬的结论……马桶是脏的。不过就马桶本身而言，它是如何工作的呢？阅读本文，了解马桶的工作原理。

下面是马桶的几个相关组件，正是有了这些组件，马桶才能发挥作用，具体如下所示：

注意：在此动画中简化了水位与虹吸现象的关系。事实上，在水流到管道中时，水位并不是保持不变的。

如果拿掉水箱盖，观察内部，您就会看到所有这些组件。在您的马桶中，这些组件的外观可能会稍有不同，但肯定缺一不可，只是形式略有不同而已。配合工作的主要系统有三个：

便池虹吸装置

冲水装置

上水装置

让我们分别看看这些组件，了解一下马桶的秘密。

假设我们将水箱取下，那么厕所里就只剩下便池，这种情形下，您还可以用那个厕所，即便便池本身没有任何组件，但它可以完成一个厕所需要完成的所有任务。便池的核心叫做便池虹吸装置，如下所示：

瓷器根据《韦氏新世界大学字典（第四版）》中的定义，瓷器是“硬质、白色、无孔、半透明的陶瓷制品的统称”。《韦氏词典》进一步将瓷器定义为“……基本包含瓷土、石英和长石，经高温煅烧而成。”

简单说来，瓷器是由一种特殊的白色粘土制成的陶器。它在液态下成型，再经过干燥形成陶胚，上釉后在窑中烧制而成。马桶便池成型时分成两半，在陶胚状态下将其组合起来。水箱和水箱盖可以做成一体。

试着在自家的卫生间做两个实验，您就可以理解虹吸现象的原理。首先，将一杯水倒入便池中。您会发现几乎没有什么变化。更有趣的是，如果将25杯水（6升）分别倒入马桶，每次倒一杯，还是什么事情都不会发生。也就是说，不管倒多少杯水，便池中的水位都不会上升！通过上图就会发现其中的奥秘。当您把水倒入便池中时，便池中的水位会上升，但多余的水会立即从虹吸管流走。

现在，试着把一桶水（大约7.6升）倒入便池中。您会发现倒入一桶水后，便池中水就会快速流走。这时，便池中几乎所有水都会被吸走，便池会发出熟悉的“哗哗”声，所有水会顺着水管流走。为什么会这样呢？因为您以足够快的速度往便池中倒入了足够多的水，将虹吸管充满。虹吸管充满后，奇妙的事情就会自动发生。虹吸现象会使得便池中的水全部流进下水道。便池中的水流光后，空气会进入虹吸管，发出特别的汩汩声，虹吸过程就会停止。

您可以发现，即使洗手间的水被切断，您还是可以照样冲马桶，只要有一个盛着几升水的水桶就万事大吉了。

水箱的作用就像上一节中提到的那桶水。必须将足够多的水以足够快的速度倒入便池，才能促发效果明显的虹吸现象。如果使用普通的家用水管，水流的速度将不够快——这将永远不会形成效果明显的虹吸现象。所以水箱就像一个电容器。它用大约30到60秒将自己充满。冲水时，水箱中的所有水在大约三秒内倾倒入便池中，这与倒一桶水的效果相同。

在水箱的侧面，有一个手柄，这个手柄与一条链子相连。按下手柄时，会拉动链子，这条链子又与冲水阀相连。链子将打开冲水阀，冲水阀会漂起来，露出直径为5到8厘米的排水孔。水会沿着这个孔进入便池。在大多数马桶中，便池设计为一部分水通过马桶唇面中的孔流入便池。其余的大部分水通过便池底部的稍大一些的孔流出。这个孔被称作喷射虹吸孔。大部分水可通过这个孔直接流入虹吸管。由于水箱中的所有水会在大约三秒钟内进入便池，足以产生足够的虹吸效应，将便池中的所有水和污物吸走。

所以，如果我们倒入足够的水，就会形成效果强大的虹吸现象将便池冲洗干净。而水箱的作用是保存大约7.6升水，冲水阀的作用是将这些水快速倾倒入便池中。水箱中的水流尽后，冲水阀会回到水箱底部，堵住排水孔，这样水箱就能重新注满水。上水装置就是要用足够的水将水箱充满，以便重新开始整个过程。

上水装置使用一个阀控制水的开关。当水满浮块（或水满浮球）下降时，这个阀会使水流入水箱。水箱中的水位下降时，浮块也会随之下降。如下图所示，注水阀（或上水阀）会从两个方向注水：

一部分水通过上水管注入水箱。其余的水通过溢流管流经便池注水管流入便池。这样可以在便池中缓慢注水。当水箱中的水位上升时，浮块也随之上升。最终，浮块上升到一定高度，将上水阀关闭。如果浮块脱离，或上水阀卡住无法关闭，会发生什么情况？从理论上讲，水箱的水会溢到整个浴室中。但有了溢流管，就不会发生这种情况，溢流管会使多余的水流到便池中，而不至于流到地板上。

看过马桶的全部组件之后，现在您应该明白了马桶的完整工作过程： 按下手柄，会拉动链子，从而拉开冲水阀。

在接下来的三秒内，大约有7.6升的水从水箱冲到便池中。然后，冲水阀复位。

水的冲力将启动便池中的虹吸管。虹吸管会将便池中的污物吸到排水道中。

同时，水箱中的水位将下降，浮块也将下降。下降的浮块会打开上水阀。

水流经上水阀，为水箱和便池注水。水箱充水时，浮块将漂起，当浮块达到一定高度时，上水阀将闭合。

如果马桶出现故障，上水阀无法闭合，溢流管可防止水箱中的水溢出。