| 标题 | 一种应用于医疗行业的智能马桶设计方法 |
| 范文 | 韩茉 刘新忠 韩波 摘要：马桶在日常生活中扮演着重要作用，普通马桶虽日益普及却不能满足大众对洁具的更高要求，尤其是在医疗行业中，做过大手术的病人一般体质较弱，伤口对细菌的敏感程度很高，要求生活用品具有更高的清洁度及更好的杀菌程度。为了减小伤口感染的风险，本文提出了一种新型医疗智能马桶设计方法，该马桶通过喷嘴直接产生颗粒状水球的颗粒流对使用者肛门及生殖器进行异物清洁，减小对病人造成二次伤害的风险。本文提出的智能马桶不仅具有抑制细菌滋生、对病人的康复治疗有很大的帮助作用，长期使用还可以做到预防便秘，痔疮等疾病的发生。 关键词：新型;智能马桶;医疗;喷嘴装置 中图分类号：TP311? ? ? 文献标识码：A? ? ? 文章编号：1009-3044（2019）03-0237-02 1引言 马桶在日常生活中扮演着重要作用，随着医院病房设施不断完善，越来越多的坐式冲水马桶在病房中使用，做过大手术的病人一般体质较弱，伤口对细菌的敏感程度很高，要求生活用品具有更高的清洁度及更好的杀菌程度。使用传统坐便式马桶对于重大疾病的病人具有感染的风险，甚至可能会对病人造成不必要的二次伤害[1]。本文提出了一种新型医疗马桶设计方法，该马桶不仅可以满足病人日常对马桶基本功能的需求，还可以减少使用者对手纸的使用，并且对病人的康复治疗有很大的帮助，长期使用可以做到预防便秘，痔疮等疾病的发生[2]。 2 新型马桶设计功能 2.1 喷嘴设计模块 本文提出的新型马桶外观图如图1所示，与传统马桶相比，该新型马桶主要增加了智能喷嘴装置，该装置原理图如图2所示[3-4]。喷嘴包括一个圆柱形结构的涡流室，用作流入洁净水的流入室，清洗水通过导管和涡流室流入管道供应到该涡流室。涡流室流入管道是喷嘴管道，因此，从涡流室流入管道中清洗水从相对于涡流室的切线方向流入，产生如图2所示的涡旋流。这里，因为涡流室流入管道的水通道横截面积小于管道的水通道横截面积，所以可以增加流入涡流室的清洗水的流速。组装在该涡流室内的水喷射体，水喷射体具有一个喷水件（一个设置有喷水口喷射的小直径圆柱状）用于喷出清洁水，以及一个受力部件（大直径圆柱形状）用此构件将水喷出是连续的。该受力构件位于涡流室内并且从旋涡流接收，有助于水喷射体的摆动旋转驱动等。力接收构件包括在横向方向上穿过其中的供水管道，并且涡流室中的清洁水从该供水管道被引导到水喷射管口。供水管道的开口与受力构件交叉成十字形状，并且该供水管道的总水通道横截面积水喷射口的长度大于水喷口的长度。因此，当清洁水从供水管道引导到水喷射口时，清洁水流根据区域尺寸被整流，从水喷口喷射的清洁水是稳定的。水喷射体插入/支撑着水喷射构件，其内部接触设置在涡流室的开口上部的密封构件，其中力接收构件基本上下降到涡流室的中心。因此，当清洁水从涡流室流入管道流入涡流室时，该清洁水沿着涡流室的内周壁产生围绕受力构件的旋涡流动。 2.2 喷嘴出水模块 喷嘴喷水示意图如图3所示[5]，该图主要描述了喷嘴喷出的水作为液膜流从喷射口（图2中的喷嘴装置）喷出的状态。然后，在中空部分填充有间歇粒状流的情况下，水撞击坐在马桶座圈上的用户的更宽范围的人体私密部分。这里，液膜流可以在液膜破 3 新型马桶原理分析 3. 1 喷水的平均流量与清洗后的排泄物量模块 水的平均流量与清洗后的排泄物量的关系的示意图如图4所示[4]，该图显示了分別使用震动流与连续流时粪便清洗量与水流平均流量的关系图。由图4可以看出，本文提出的新型马桶从喷嘴开口喷射清洁震动流的方法可以显著地提高清洁能力并改善使用者的清洁感。 3.2 振动流的振动频率，清洁力和施加于私密部分的刺激引起的不适感之间的关系模块分析 振动流的振动频率，清洁力和施加于私密部分的刺激引起的不适感之间的关系的曲线图如图5所示。清洁水的振动流具有增强的清洁能力，并对私密部分施加更大的刺激。当刺激具有短的重复间隔和高重复频率时，一般认为有意重复的刺激不是作为振动刺激而是作为连续刺激。因此存在一系列不易察觉的频率，其中不能将施加到身体部位皮肤的重复刺激感知为振动刺激。当重复频率不低于约15Hz[4]，其超过皮肤平均部位中的可振动感知频率时，大多数具有标准敏感性的人不会感到任何不适。当重复频率不低于约20Hz时，其超过皮肤敏感部位中的可振动感知频率，大多数具有标准敏感性的人感觉到连续，良好的清洁感。当重复频率不低于约30Hz时，其超过具有集中神经的皮肤的极度敏感部位中的可振动感知频率，大多数具有标准敏感性的人感觉到柔软的清洁感。当重复频率与商业频率一致时（例如，在商用频率为60Hz且商用频率为60Hz的区域中具有商业频率50Hz和60Hz的区域中的50Hz，这有利于驱动过程。如上所述，较高的频率使用户更安全地感受到连续的清洁感并确保对需要更柔和清洁感的用户的充分效果。 在不可感知的频率范围内的5Hz至20Hz的低频域中，如上所述，用户通常不会察觉到针对私密部分的刺激的变化。然而，患有痔疮或处于月经期的使用者可能在这样的低频域中略微感知到清洁水喷雾过程中刺激的变化。因此，低频域可以被设置为不易察觉的频率范围的边界区域。由图5可以看出，本文提出的智能马桶可以把水流频率设置为约5Hz至约60Hz或80Hz的频域的范围内。 4 小结 本文提出了一种新型医疗马桶设计方法，采用本方法设计的马桶不仅拥有普通马桶的冲便，清洗、等功能，还能够通过喷嘴直接产生颗粒状水球的颗粒流对使用者肛门及生殖器进行异物清洁，减小对病人造成二次伤害的风险。长期使用该马桶可以做到预防便秘，痔疮等疾病的发生，该新型医疗智能马桶不仅在医疗方面使用，也可以应用于居家环境，具有良好的应用价值和医疗前景。 参考文献： [1] 李环，龙腾飞，李丹彦，等. 产后盆底康复流程第三部分——产后盆底康复措施及实施方案[J]. 中国实用妇科与产科杂志，2015，31（06）：522-529. [2] 孟玮. 痔疮手术后常见并发症及预防措施[J]. 中国医药指南，2015，13（23）：291. [3] Hargraves W J. Nozzle flush system： U.S. Patent 4，075，718[P]. 1978-2-28. [4] Hayashi R， Kawahara Y， Sato M， et al. Human body cleaner： U.S. Patent 6，754，912[P]. 2004-6-29. [5] Matsumoto T， Yonekubo H， Yoshida H. Sanitary cleaning apparatus： U.S. Patent 5，826，282[P]. 1998-10-27. 【通联编辑：光文玲】 |
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