CN101248967A - 无害化厕具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无害化厕具，其包括：落便器、与落便器下方相连通的粪便处理系统、用于对粪便处理系统产生的臭气进行除臭处理的除臭系统、水循环处理系统和用于控制粪便处理系统、除臭系统及水循环处理系统自动工作的电控系统；所述粪便处理系统包括：与落便器底部相连通的碎料筒、烘筒体、设于烘筒体两端的前、后轴承座，以及与动力装置相连的主轴；前轴承座的前端具有进料筒；主轴通过所述前、后轴承座设于烘筒体内，且该主轴延伸至进料筒和碎料筒内；碎料筒、进料筒和烘筒体内的主轴上依次设有碎刀、进料叶轮和螺旋推进器；所述碎料筒的内壁上设有空腔。本发明的无害化厕具能快速、彻底烘干粪浆，故障率较低，可对粪便进行无害化处理。

Description

无害化厕具

技术领域

本发明涉及一种粪便处理装置，具体涉及一种无害化厕具。

背景技术

粪便的无害化处理，是目前公认的技术难题，尤其在火车、城轨、船舶、长途客运汽车等交通工具上，该技术问题急需解决。

中国专利文献公告号CN1433979公开了一种环保型粪便处理机，包括便器、落便连接筒、便槽、料筒体和烘筒体，便槽内插装有推板，且推板通过传动机构与动力装置连接，烘筒体内具有与动力装置相连的主轴，料筒体内安装有进料叶轮，烘筒体内安装有甩刀架，在烘筒体的外周装有加热器；烘筒体和料筒体的外周相邻处安装有送料电机，电机的主轴伸入烘筒体和料筒体之间，该主轴上固定安装有送料叶轮；便槽与料筒体之间插有闸板。

中国专利文献公告号CN201014902公开了一种厕具粪便烘干箱进料控制装置，包括料筒和烘筒，料筒与烘筒之间设有不完全隔断板，料筒与烘筒之间未隔断部分形成通道，料筒内设有螺旋进料器，烘筒内设有螺旋推进器；所述隔断板向着通道的一端上固定有刀状顶板；料筒和烘筒之间设有控制通道启闭的控制阀，控制阀包括固定在料筒筒体与烘筒筒体上的阀体、动连接于阀体内的阀杆、固定在阀杆前端当伸入通道内可与顶板线接触的平板状阀芯以及带动阀杆前后运动的传动机构。

中国专利文献公告号CN200992741公开了一种厕具综合处理装置，具有密封水箱，水箱内分隔成沉淀池和冷却池，冷却池上方设有纵横分布的喷淋管；水箱外部设有臭氧发生器，臭氧发生器的出口连通输入臭气的混合送气管，混合送气管插入水箱内的沉淀池中；水箱上连接有溢水管和出水管，所述出水管连接循环管、冲洗管和检修管，其中循环管连接循环泵向喷淋管提供喷淋用水，冲洗管连接冲洗泵向便池提供冲厕水，水箱上连接有排气管和排液管。

上述现有技术还存在如下不足之处：首先，烘筒体对粪浆进行加热烘干时，或烘干不彻底，既不利于除臭，又不利于作为有机肥料收集；或出现过烧碳化，即干粪失去肥效，不能作为有机肥料收集利用。其次，在烘筒体内的甩刀架中，安装甩刀的两根轴与其间的主轴平行，不能均匀地将粪浆甩到烘筒体内壁并实现向前推进的作用，导致进料口往往出现堆成团状的粪浆，无法有效地烘干粪浆。再其次，现有的烘筒体内壁平滑，不易粘附粪浆且附着面积较小，且烘筒体加热效果及热能利用率较差，不利于快速烘干，也不利于节约电能。再次，当有长纤维或硬币等硬物落入碎料壳体时，往往使碎料壳体损坏或缠绕住碎料壳体内的碎刀，而使厕具不能正常工作，只能等待人工处理后才能正常使用，故现有技术的厕具故障率高，大大影响了其正常使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能快速、彻底烘干粪浆，故障率较低且节能环保的无害化厕具。

为解决上述技术问题，本发明的无害化厕具，包括：落便器、设于落便器下方并与落便器相连通的粪便处理系统、用于对粪便处理系统产生的臭气进行除臭处理的除臭系统、对尿液、用于清洗落便器的水及参与所述除臭处理的水进行清洁处理并循环利用的水循环处理系统和用于控制粪便处理系统、除臭系统及水循环处理系统自动工作的电控系统；所述粪便处理系统包括：烘筒体、设于烘筒体前后两端的前、后轴承座，以及与动力装置相连的主轴；碎料筒与所述前轴承座相连；主轴通过所述前、后轴承座设于烘筒体内，且该主轴延伸至碎料筒内；碎料筒和烘筒体内的主轴上分别设有进料叶轮和螺旋推进器；其特点是：所述进料筒的前端设有与落便器底部相连通的碎料筒，所述主轴延伸至碎料筒内，且在碎料筒内的主轴上设有碎刀；碎料筒的内壁上设有空腔。

所述空腔至少有两个，分别设置于所述碎料筒内壁的上端部和下端部。

上述技术方案中，所述烘筒体的内壁设有螺纹，即其内壁呈粗螺纹状。

所述烘筒体的壁内设有电加热丝，电加热丝与烘筒体之间设有绝缘导热介质；所述烘筒体的外壁裹有隔热层。

所述烘筒体内设有与电控系统相电连接的烘筒体温度传感器。

所述烘筒体内的螺旋推进器包括：固定设置于主轴上的一对轴架、通过该对轴架设于主轴两侧的甩刀轴，各甩刀轴上设有45至60片甩刀。

所述一对甩刀轴与主轴水平线之间的夹角为2.5至5度。

所述两个甩刀轴上对应的各甩刀呈交叉排列，且各甩刀顶部与所述烘筒体内壁的间距为0.35至0.6毫米；主轴上的邻近前轴承座的轴架为螺旋桨形刮刀。

所述碎料筒与进料筒之间设有一筛板。

在水循环处理系统的一侧设有暖风机。

本发明具有积极的效果：(1)本发明的无害化厕具中，进料筒前端的碎料筒内的主轴上设有碎刀，用于将来自落便器的粪便打碎；碎料筒的内壁的上设有空腔，用于留置长纤维的纸巾、硬币等，有效解决了因长纤维或硬币等硬物落入碎料筒后引起的损坏碎料筒或缠绕住碎料内的碎刀等问题，确保了厕具工作的可靠性。同时，该空腔至少有两个，分别设置于碎料筒内壁的上端部和下端部。因长纤维的纸巾等容易被碎料筒内的螺旋进料器甩到上端部，因此需要在碎料筒内壁的上端部设置至少一个空腔，其下端部的空腔便于收集硬币等物。(2)本发明的无害化厕具中，烘筒体的内壁呈粗螺纹状，以提高粪浆甩至烘筒体内壁上的粘结力并增大烘筒体内壁的表面积，利于加速烘干。(3)本发明的无害化厕具中，烘筒体的壁内设有电加热丝，便于导热，以提高其热效能；所述烘筒体的外壁裹有隔热层，起到保温、隔热的作用。(4)本发明的无害化厕具中，各甩刀轴上设有45至60片甩刀，且两甩刀轴上相对应的各甩刀呈交叉排列；较多的甩刀能有效地使烘筒体内壁的粘附粪浆均匀涂满，防止存在粘附盲区，以充分提高烘筒体的烘烤粪浆的效能。所述一对甩刀轴与主轴水平线之间的夹角为2.5至5度，以使甩刀在旋转过程中形成螺旋推进作用，有效地将粪浆在烘筒体内推进，达到最佳的烘干效果。(5)本发明的无害化厕具中，在水循环处理系统的一侧设有暖风机，以在环境温度低于0℃时开启，并在温度达到5℃时停止，确保本实施例的厕具中的水循环处理系统4能正常工作。(6)本发明的无害化厕具中，碎料筒与进料筒之间设有一筛板，以防止硬币等硬物经进料筒进入烘筒体后对烘筒体内的甩刀造成损害。(7)本发明的无害化厕具通过中央控制单元的程序控制，把粪便处理系统、除臭系统、水循环处理系统有机组合成完整的可协调工作的厕具，对粪便进行有效的无害化处理。

附图说明

图1为本发明的无害化厕具的总成图；

图2为图1的A向局部剖视图；

图3为本发明的无害化厕具的另一总成图；

图4为图3的B向视图；

图5为本发明的无害化厕具中粪便处理系统的碎烘总成的剖面结构示意图。

图6为本发明的无害化厕具的螺旋推进器的结构示意图；

图7为图6的D向视图；

图8为本发明的无害化厕具的碎料筒的正面视图；

图9为图8的剖面视图；

图10为本发明的无害化厕具的烘筒体的结构示意图；

图11为图10的C-C视图；

图12为烘筒体内壁的局部剖面示意图；

图13为本发明的无害化厕具的电控系统的电路框图；

图14为本发明的无害化厕具中的粪便处理系统的工作流程框图。

图中各标号分别为：1--落便器，2--除臭系统，2-1--氧发生器，3--电控系统，4--水循环处理系统，5--暖风机，6--出水管，7--粪便处理系统，7-1--碎料筒，7-2--烘筒体，7-3--前轴承座，7-4--后轴承座，7-5--主轴，7-6--进料叶轮，7-7--螺旋推进器，7-8--甩刀轴，7-9--甩刀，7-10--碎刀，7-11--空腔，7-12和7-13--轴架，7-14--螺纹，7-15--电加热丝，7-16--电热丝通孔，7-17--筛板，7-18--进料筒，8--循环管，8-1--冷却泵，9--加料管，10--冲洗管，10-1--冲洗泵，11--排液管，12--检修管，13--排气管，14--排放总管，15--尿液输送管，16--加水电磁阀，17--加药电磁阀，18--主电机，19--排水电磁阀，20--料门电磁阀，21--冲水电磁阀，22--变速电机，23--中央控制单元，24--电磁阀控制驱动电路，25--溢水管，26--供电控制电路，27--加药器，28--控制开关。

具体实施方式

(实施例1)

见图1-4，本实施例的无害化厕具，包括：落便器1，设于落便器1下方并与落便器1相连通的粪便处理系统7，用于对粪便处理系统7产生的臭气进行除臭处理的除臭系统2，对尿液、用于清洗落便器1的水及参与所述除臭处理的水进行清洁处理并循环利用的水循环处理系统4，以及用于控制粪便处理系统7、除臭系统2及水循环处理系统4自动工作的电控系统3。

除臭系统2包括臭氧发生器2-1。

见图1-4，水循环处理系统4具有密封的水箱，水箱内分隔成沉淀池和两个冷却池，在两冷却池之间的隔板上部设有缺口，沉淀池与冷却池之间的隔板上部设有缺口，冷却池上方设有纵横分布的喷淋管；水箱外部设有臭氧发生器2-1，臭氧发生器2-1的出口连通输入臭气的混合送气管，混合送气管上连接有抽风机，混合送气管插入水箱内的沉淀池中；水箱上对应冷却池上、下部分别连接有溢水管25和出水管6，所述出水管6连接循环管8、冲洗管10和检修管12，其中循环管8连接冷却泵8-1向喷淋管提供冷却喷淋用水，冲洗管10连接冲洗泵10-1向便池提供冲厕水，水箱上对应冷却池处连接有排气管13、对应沉淀池连接有排液管11，上述排气管13、排液管11、溢水管25和检修管12均连接排放总管14；所述排液管11、出水管6、检修管12上各连接有电磁阀。

与便池相连接的尿液输送管15插入水箱内的沉淀池中，水箱外部还设有加药器27，加药器27的加料管9插入沉淀池中，由设置在加料管9上的加药电磁阀控制向沉淀池内按设定的药、液比自动加药。

沉淀池与冷却池之间隔板上的缺口位置、两冷却池之间隔板上的缺口位置以及箱体上与排气管13连接的排气口位置错位设置，形成气体迂回通道。与外部洁具连接的外来水管连接冷却池或沉淀池。

见图3-4，所述粪便处理系统7包括：与落便器1底部相连通的碎料筒7-1、烘筒体7-2、设于烘筒体7-2前后两端的前、后轴承座7-3和7-4，以及与动力装置相连的主轴7-5；前轴承座7-3前端设有进料筒7-18，碎料筒7-1设于进料筒7-18的前端；主轴7-5通过所述前、后轴承座7-3和7-4设于烘筒体7-2内，且该主轴7-5延伸至碎料筒7-1内；碎料筒7-1、进料筒7-18和烘筒体7-2内的主轴7-5上设有碎刀7-10、进料叶轮7-6和螺旋推进器7-7。

见图5，碎料筒7-1与进料筒7-18之间设有一筛板7-17。

见图5-7，所述烘筒体7-2内的螺旋推进器7-7包括：固定设置于主轴7-5上的一对轴架7-12和7-13、通过该对轴架7-12和7-13设于主轴7-5两侧的甩刀轴7-8，各甩刀轴7-8上设有54片甩刀7-9

见图6-7，所述一对甩刀轴7-8与主轴7-5水平线之间的夹角α＝2.8°，使螺旋推进器7-7在使用时有效地将粪浆在烘筒体7-2内螺旋推进。

见图6，所述两个甩刀轴7-8上对应的各甩刀7-9呈交叉排列，且各甩刀7-9顶部与所述烘筒体7-2内壁的间距为0.35至0.6毫米，利于将粪浆均匀地甩至烘筒体7-2的内壁；主轴7-5上的邻近前轴承座7-3的轴架7-12为螺旋桨形刮刀，工作时用于分割块状物，使螺旋推进器7-7免受破坏。

见图8-9，所述碎料筒7-1的内壁上设有三个空腔7-11，其中两个设置于所述碎料筒7-1内壁的上端部，其余一个设于碎料筒7-1内壁的下端部。碎料筒7-1内壁的上端部的空腔7-11用于留置长纤维的纸巾等物，因长纤维的纸巾等容易被碎料筒7-1内的螺旋进料器甩到上端部；碎料筒7-1内壁的下端部的空腔7-11用于留置加大颗粒的硬物，如硬币等。

见图10-12，所述烘筒体7-2的内壁设有螺纹7-14，以提高粪浆甩至烘筒体7-2内壁上的粘结力并增大粪浆的在烘烤时的表面积，利于加速烘干。

见图10-11，烘筒体7-2具有绕于其壁体内的电热丝通孔7-16，电热丝通孔7-16内设有电加热丝7-15，便于导热，以提高热效能；电加热丝7-15与烘筒体7-2之间设有绝缘导热介质，该绝缘导热介质可以是石英粉末，或包裹于电加热丝7-15上的绝缘导热套；所述烘筒体7-2的外壁裹有隔热层，起到保温、隔热的作用。

见图1，在水循环处理系统4的一侧设有暖风机5，以在环境温度低于0℃时开启，并在温度达到5℃时停止，确保本实施例的厕具中的水循环处理系统4能正常工作。

见图13，所述电控系统3包括：中央控制单元23、与中央控制单元23相连的控制开关28、用于感应人体红外线的红外传感器、水位传感器、料门位置传感器、与中央控制单元23相连的电磁阀控制驱动电路24、供电控制电路26以及电源电路等。电磁阀控制驱动电路24具有多个控制输出端，分别与排水电磁阀19、加水电磁阀16、冲水电磁阀21、加药电磁阀17和料门电磁阀20等相连。供电控制电路26具有多个电源输出端，分别与电加热丝7-15、暖风机5、抽风机、主电机18、臭氧发生器2-1、冷却泵8-1、冲洗泵10-1、变速电机22等的电源输入端相连。所述动力装置即为主电机18。

电控系统3中的中央控制单元23根据所述温度传感器检测烘筒体7-2内的温度，并通过供电控制电路26控制电加热丝7-15的工作，以使检测烘筒体7-2内的温度保持在160至200℃，防止出现烘干不彻底或过烧碳化的现象。烘筒体7-2内、电加热丝7-15所在的供电回路中还设有热敏电阻，当烘筒体7-2内的温度高于200℃时，热敏电阻的阻值快速变大，起到分压作用，以降低电加热丝7-15的发热温度。

本实施例的无害化厕具中的粪便处理系统7的工作流程见图14。

落便器1包括：便槽、设于便槽下方的落料拉板和进料翻板、设于落料拉板两侧的漏水槽；漏水槽与所述水箱相连。

使用者进入厕具，当中央控制单元23通过红外传感器接受到信号后，控制冲洗泵10-1开始工作并对落便器1的便槽预冲水1秒；当粪便、尿液进入落便器1的落料拉板后，粪尿自动分离，尿液通过落料拉板两侧漏水槽流入水箱，粪便停留在落料拉板上；当使用者离开厕具时，红外传感器接受到离开信号，抽风机、臭氧发生器开始工作。3秒后落料拉板及进料翻板打开，大便被推入碎料筒7-1进行粉碎、挤压，经筛板7-17进入前轴承座7-3；在进料叶轮7-6的作用下，将粪浆通过螺旋推进器7-7推入烘筒体7-2，受旋转着的甩刀7-9的离芯力作用，将粪浆甩到烘筒体7-2的筒壁上，粪浆依据甩刀7-9的旋转角度均匀地往前推进，粪浆受筒壁高温快速烘干成无臭黄褐色的粉未和片状物，最后进入储盒内储存，定期将其收集作有机肥料。

粪便散发恶臭与臭氧经抽风机一并抽入气体所述混合送气管内进行混合，并通过水循环处理系统4的水帘喷淋冷凝处理，使二者充分氧化达到除臭效果，排出无臭气体；尿液和洗手水进入储水箱后，经药剂及臭氧双重灭菌、除臭、过滤处理后为达标中水，作循环冲洗便槽之用；水超过液位时自动溢出，多余达标中水可作浇灌草坪或进入下水道。

药剂的注入按设定的1∶1000比例(药与水之比)由检测液位的水位传感器控制，水位传感器将水位信息传递至中央控制单元23，中央控制单元23控制加药电磁阀17自动注入。

当环境温度低于0℃时，暖风机5开始工作，直至温度达到5℃时停止，在使用过程中中央控制单元23自动计时，以使用者“用厕”时间的长短来判断使用者是大便还是小便。使用时间短于40秒作小便程序处理(即主电机18不工作，烘筒体7-2不加热等)，使用时间长于40秒作大便程序处理，整个厕具按设定程序工作。

Claims (10)

1、一种无害化厕具，包括：

落便器(1)；

设于落便器(1)下方并与落便器(1)相连通的粪便处理系统(7)；

用于对粪便处理系统(7)产生的臭气进行除臭处理的除臭系统(2)；

对尿液、用于清洗落便器(1)的水及参与所述除臭处理的水进行清洁处理并循环利用的水循环处理系统(4)；和

用于控制粪便处理系统(7)、除臭系统(2)及水循环处理系统(4)自动工作的电控系统(3)；

所述粪便处理系统(7)包括：烘筒体(7-2)、设于烘筒体(7-2)前后两端的前、后轴承座(7-3和7-4)、设于前轴承座(7-3)前端的进料筒(7-18)、以及与动力装置相连的主轴(7-5)；主轴(7-5)通过所述前、后轴承座(7-3和7-4)设于烘筒体(7-2)内，且该主轴(7-5)延伸至进料筒(7-18)内；进料筒(7-18)和烘筒体(7-2)内的主轴(7-5)上分别设有进料叶轮(7-6)和螺旋推进器(7-7)；

其特征在于：所述进料筒(7-18)的前端设有与落便器(1)底部相连通的碎料筒(7-1)，所述主轴(7-5)延伸至碎料筒(7-1)内，且在碎料筒(7-1)内的主轴(7-5)上设有碎刀(7-10)；碎料筒(7-1)的内壁上设有空腔(7-11)。

2、根据权利要求1所述的无害化厕具，其特征在于：所述空腔(7-11)至少有两个，分别设置于所述碎料筒(7-1)内壁的上端部和下端部。

3、根据权利要求1或2所述的无害化厕具，其特征在于：所述烘筒体(7-2)的内壁设有螺纹(7-14)。

4、根据权利要求3所述的无害化厕具，其特征在于：所述烘筒体(7-2)的壁体内设有电加热丝(7-15)，电加热丝与烘筒体(7-2)之间设有绝缘导热介质；所述烘筒体(7-2)的外壁裹有隔热层。

5、根据权利要求4所述的无害化厕具，其特征在于：所述烘筒体(7-2)内设有与电控系统(3)相电连接的烘筒体温度传感器。

6、根据权利要求1或2所述的无害化厕具，其特征在于：所述烘筒体(7-2)内的螺旋推进器(7-7)包括：固定设置于主轴(7-5)上的一对轴架(7-12和7-13)、通过该对轴架(7-12和7-13)设于主轴(7-5)两侧的甩刀轴(7-8)，各甩刀轴(7-8)上设有45至60片甩刀(7-9)。

7、根据权利要求6所述的无害化厕具，其特征在于：所述一对甩刀轴(7-8)与主轴(7-5)水平线之间的夹角为2.5至5度。

8、根据权利要求6所述的无害化厕具，其特征在于：所述两个甩刀轴(7-8)上对应的各甩刀(7-9)呈交叉排列，且各甩刀(7-9)顶部与所述烘筒体(7-2)内壁的间距为0.35至0.6毫米；主轴(7-5)上的邻近前轴承座(7-3)的轴架(7-12)为螺旋桨形刮刀。

9、根据权利要求1或2所述的无害化厕具，其特征在于：所述碎料筒(7-1)与进料筒(7-18)之间设有筛板(7-17)。

10、根据权利要求1或2所述的无害化厕具，其特征在于：在水循环处理系统(4)的一侧设有暖风机(5)。

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