固体清洁剂自控装置

　　一、发现问题

　　为了消除厕所中的异味，爸爸在马桶水箱中放置了“蓝泡泡”固体清洁剂，效果一直不错。然而一次全家出门旅游，家里的“蓝泡泡”全部溶解了，不仅造成浪费，且清洁剂大量排入下水道易引起水体污染。

　　有时忘了及时更换“蓝泡泡”，全部溶解后的包装袋漂到出水口上，还会导致放水后出水口无法闭合。基于此，我考虑发明一种能自动控制固体清洁剂的装置。

　　二、方案探究

　　要解决以上问题，新装置需具有以下功能：1.只在进水过程中浸在水中，其他时候应浮在水面，且这种控制能自动完成；2.能固定“蓝泡泡”。

　　既然要长期浸泡在水中，何不利用水的浮力变化来完成？于是，我想到了浮球，并通过多次尝试，将具有不同功能的三个浮球有机结合，实现对“蓝泡泡”的自动控制。

　　三、装置结构

　　本装置包括导槽立柱、控制浮球、游球洞、开关浮球、立杆、托举浮球、锁球部件、清洁剂固定夹、粘链等部件。

　　1.导槽立柱是整个装置的中心，左右两侧为垂直导槽。导槽均在立柱上端开口、下端封闭，分别引导开关浮球和托举浮球沿导槽上升或下降。

　　2.控制浮球为水平放置的中空密闭柱体，安装在导槽立柱靠下的游球洞内，依靠水的浮力可在游球洞内游动。当水箱放水或进水时，控制浮球的位置和状态自动发生变化。

　　3.游球洞为不规则洞体，分别在两导槽侧有矩形洞口与之相通，洞体在开关浮球侧向上倾斜，在托举浮球侧下部设勺形凹槽，当锁球部件下压时勺形凹槽可容纳控制浮球在托举浮球侧突出的部分。

　　4.开关浮球为中空密闭容器，与嵌在导槽中且比导槽立柱稍短的立杆连成一体。

　　5.托举浮球为中空密闭容器，用于托举固体清洁剂，与嵌在导槽中的锁球部件连成一体。

　　6.托举浮球的上平面设浅水槽，槽内安装有清洁剂固定夹，用于固定放置于其中的固体清洁剂。浅水槽中的水可在托举浮球浮出水面后继续溶解部分固体清洁剂，确保清洁效果。

　　7.导槽立柱背面固定有多个粘链。

　　四、使用方法

　　固体清洁剂自控装置模型如图。使用前首先定位导槽立柱上端比水箱最高水位略高，然后用粘链将本装置固定在马桶水箱内的立柱上。

　　当马桶水箱水满时，开关浮球和托举浮球均浮在水面，控制浮球在浮力作用下在游球洞内向开关浮球侧突出。

　　开始放水冲厕时，开关浮球和托举浮球随水位下降，与开关浮球一体的立杆将控制浮球推入游球洞并随即将本侧洞口封死，立杆到达导槽底部后开关浮球停止下降。此时托举浮球继续随水位下降，到达游球洞本侧开口时将控制浮球压入游球洞内的凹槽中，锁球部件到达导槽底部后停止下降。

　　马桶水箱开始进水时，控制浮球率先在浮力作用下浮起并卡在与托举浮球一体的锁球部件上方，此时托举浮球因无法随水位上升而浸泡于水中。

　　当水箱水位上升至开关浮球时，开关浮球和立杆上升，当立杆下端升至游球洞本侧开口以上时，控制浮球在浮力和锁球部件的侧推力作用下向本侧洞口游动，部分球体进入本侧导槽空间，从而失去对锁球部件的阻挡，致使托举浮球浮出水面。而其上面浅水槽内的水则会继续溶解部分固体清洁剂，固体清洁剂的溶解量可通过控制其浸入水槽的深度来控制。

　　文 山东省临清市第一中学 姚广宇

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