智能坐便器用软管耐用性要求及设计原则

黄树堂

摘 要：近几年来智能坐便器飞速发展，随着人们生活水平的不断提高，越来越多的家庭安装智能坐便器，家庭装修质量越来越高；但用于连接给水管路与智能坐便器的软管还处在一个极不规范的设计和制造阶段，连接软管的质量关系到家庭财产的安全。一旦连接软管发生泄漏将损坏智能坐便器甚至损坏装修精致的其他贵重物品；该文阐述了智能坐便器用软管的基本要求和设计原则，明确了智能坐便器用软管的设计方法，以期通过规范的设计来确保智能坐便器软管的质量，并在制造过程中遵循该文的要求做好过程控制，确保智能坐便器用软管从设计到制造更加规范，质量更加可靠。

关键词：智能坐便器；密封性；耐压性；抗弯曲性；抗脉冲性；耐老化性；流量；耐腐蚀

中图分类号：TP273 文献标志码：A

智能坐便用软管的设计需综合考虑其各种使用环境，象不同的家庭供水压力、不同的安装环境、不同的气候条件等，因此设计智能坐便器用软管时需从原材料、生产工艺、螺纹连接、密封性、耐压性、抗拉伸性、抗脉冲性、抗弯曲性、耐老化性、流量及表面耐腐蚀性等方面对软管的要求进行明确，并通过量化的数据来衡量各项指标是否达到了预期的设计要求。

1 基本要求

在进行智能坐便器用软管设计时，要从产品结构分析、原材料、生产工艺和检测设备等方面规范软管设计；首先要根据智能坐便器的各种使用条件进行产品分析，以满足智能坐便器对水流的要求，特别是现在越来越多的智能坐便器使用无水箱，这就要求软管具有大流量的特点；其次原材料的选用对软管的抗腐蚀性和耐老化性等方面有着非常重要的作用，要综合考虑不同的气候条件和安装环境选用合适的原材料；同时要规范生产工艺和检测设备，以确保设计质量在制造过程中得到有效落实并体现在最终的产品质量上。

1.1 设计要点

在进行智能坐便器用软管设计前应对产品进行强度计算和流量分析，软管在安装时存在不同的安装空间，在空间较小的环境中需对软管进行弯曲后安装，因此二端接头需要有足够的强度来承受因弯曲而产生的弯矩，在设计时需重点考虑二端连接芯子的壁厚；同时由于现在的智能坐便器一般采用无水箱式，因此一般情况下流量不能小于55 L/min（0.3 MPa水压）才能确保智能坐便器冲洗干净，在设计软管时需满足智能坐便器对流量的要求。

同时，在软管研发阶段需对二端扣压位置涉及的零件进行结构分析，重点计算二端套管的扣压尺寸及二端接头芯子的变形量，扣压尺寸设计的基本原则是套管扣压后芯子内孔的变形量≤10% 。

1.2 原材料基本要求

智能坐便用器软管所使用的材料要具备较强的防腐能力，对于涉及密封性的材料和橡塑类内管要考虑其抗老化能力。

（1）软管用的编织丝、套管应使用防腐蚀性的材料，不应使用铝材。

（2）产品使用的所有与水接触的材料，在该文件规定的使用条件下，不应对水造成任何水质、外观、嗅觉等变化。

（3）不锈钢材料在環境温度为23 ℃±2 ℃条件下，在质量浓度为12%～14%的稀盐酸中密封浸泡10 h，表面不允许有明显的发黑、发褐等腐蚀现象。

（4）橡胶密封圈材质按GB/T 7759.1—2015规定的方法进行试验，在试验温度为70 ℃的老化箱中保持24h，压缩永久变形量不超过20%。

（5）内管材料断裂强度按GB/T 528—2009规定的方法检测，强度值应不低于7 MPa。

2 设计原则

软管的设计主要考虑当前智能坐便器的无水箱大流量的突出特点以及各种使用和安装环境，要从螺纹连接、密封性、耐压性、抗拉伸性、抗脉冲性、抗弯曲性、耐老化性、流量及表面耐腐蚀性等方面综合考虑设计。

2.1 螺纹连接

软管螺纹的设计至关重要，在设计螺纹时要重点考虑最小有效螺纹以及螺纹所能承受的最小扭矩，螺纹是连接给水管路与智能坐便器的关键部位，必须确保螺纹足够的强度以防松脱。

（1）软管接头管螺纹精度应符合GB/T 7307的要求，其中外螺纹精度等级应不低于B级。软管有效连接螺纹≥3牙。

（2）软管连接螺纹部位经扭矩试验后螺纹连接件应无裂纹、损坏，软管连接螺纹部位承受的最小扭矩应≥45 N·m 。

（3）螺纹扭矩用扭矩扳手进行测试。测试时将软管连接螺纹（含密封胶垫）套在相应的夹具上，逐渐施加扭力至规定的扭矩值。用同样方式对软管的另一端螺纹进行扭矩测试。

2.2 密封性

软管最重要的功能之一是密封无泄漏，在设计时要综合考虑各连接件的配合以及密封件的标准压缩量，对于密封压缩量，一般为密封件厚度的15 %～20 % 。

试验方法：将软管一端连接到加压设备上，另一端连接一个流量调节阀。向软管通入70 ℃±2 ℃的热水，调节流量调节阀，使水以6 L/min的流速流经软管5 min。然后调整动压至0.5 MPa土0.02 MPa，保持5 min±10 s。软管各部位应无破裂、渗漏或其他缺陷出现。

2.3 耐压性

智能坐便器用软管使用在不同的水压环境中，所承受的压力各不相同，在设计时需考虑足够的安全系数，软管承受的设计极限水压一般为5.0 MPa 。

试验方法：将软管一端连接到加压设备上，另一端连接一个带有排气阀的堵头。向软管中缓慢加入温度不大于30℃的室温水，待排净管内空气后关闭排气阀，在1 min±10 s内将供水压力缓慢增加至1.4 MPa±0.02 MPa，保持1 h±5 min，然后加压至5.0 MPa±0.02 MPa，保持1 min±10 s ，软管各部位应无破裂、渗漏或其他缺陷出现。

2.4 抗拉伸性

由于安装空间的限制，有些安装环境中会让软管安装后处于直拉伸状态，在设计智能坐便器用软管时，软管二端的接头应能承受一定的拉伸力才不会在使用过程中发生脱落，在设计时一般要求二端接头的拉伸力不小于1 200 N 。按GB/T 23448—2009中7.6条款的试验方法试验后（需将步骤2中的拉力调整为1 200 N），接头应不脱落，软管各部位应无破裂、渗漏等不良现象。

2.5 抗脉冲性

智能坐便器用软管需结合马桶冲洗的原理进行设计，每一个家庭都会频繁地使用智能坐便器并冲洗，每一次冲洗都相当于对软管进行一次脉冲；根据软管使用寿命，一般在设计时考虑脉冲次数不小于250 000次。

试验方法：将软管安装在一个能产生脉冲压力的装置上，该装置能产生从0.5 MPa～1.2 MPa的梯形脉冲压力，脉冲频率为15次/min，试验水温为82 ℃±3 ℃，对软管施以250 000个脉冲冲击后，观察软管各部位有无破裂或其他缺陷出现。

2.6 抗弯曲性

软管设计时需考虑安装过程中软管的弯曲，软管弯曲后不能因折弯椭圆而影响流量，因此在设计时需考虑软管的抗弯曲性，一般规定按以下方法测试后椭圆度≤15%。

试验方法：步骤1：根据软管的公称直径和长度，在表1中选择实验用的圆柱体半径和所需的拉力值。

2.7 耐老化性

在进行软管设计时还需考虑其抗老化能力，特别是橡胶或塑料内管，应对软管的老化性能进行明确规定，一般情况下要求在60 ℃的水温环境下保持200 h（1.2 MPa±0.02 MPa的水压）无泄漏。

试验方法：将软管安装在老化实验设备中，向软管施加1.2 MPa±0.02 MPa的水压，在整个老化过程中保持这个压力；软管在60 ℃±3 ℃的水温环境下保持200 h，观察试验过程中各部位是否有破裂、渗漏或其他缺陷出现。软管各部位应无破裂、渗漏或其他缺陷出现。

2.8 流量

在进行智能坐便器用软管设计时，要重点考虑智能坐便器对流量的要求。在设计时需考虑软管最小部位的孔径。最小孔径和出水最小流量应符合表2规定。

流量测试方法如下：

將软管按图2安装在试验设备上，测试样品长度为300 mm并在测试过程中保持测试样品处于直线状态，在软管进水端施加0.3 MPa±0.01 MPa的供水压力，保持1 min后读取流量计显示的实际值，读取3次取平均值。

说明：

1 — 供水设备。

2 — 管路系统。

3 — 流量计，测量精度为±2%。

4 — 截止阀；

5 — 直管，长度大于20倍管内径；

6 — 压力表，测量精度为±1%，安装在距测试连接口（5～10）倍管内径；

7 — 测试样品。

2.9 表面耐腐蚀

为确保软管在各种使用场所不被腐蚀，应在设计时明确规定各外观件的耐腐蚀要求；对于智能坐便器用软管，按GB/T 10125-2012进行24 h乙酸盐雾试验（AASS）后，应不低于GB/T 6461-2002表1中外观评级（RA）10级的要求。

参考文献

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