CN104169506B - 废料泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使用储存的压力来抽送废料的装置以及对应的使用方法。废料储存在第一腔体(82)中，该腔体基本通过第一阀(V81)进行密封并且在开启第二阀(V82)之前进行加压。因此，加压的废料从压力腔(82)喷出，下送到出口管(84)。

Description

废料泵
技术领域
本发明涉及一种用于抽送废料的抽送装置和抽送废料的方法。更具体地，本发明涉及一种利用储存的压力来抽送废料的装置以及相应的使用方法。
背景技术
废料可以是：食物废渣；新鲜的可饮用水(白水)；来自马桶之外的家庭设备的水(灰水)，该家庭设备例如是浴缸、淋浴器、水槽、洗衣机等；污水和/或下水道污水(黑水)。
如果卫生件，如水槽、淋浴器、马桶等靠近或安装在排水管的平面之下，作用在废料上的重力迫使其可能沿着排水管处于低水平或者甚至处于负水平，即是不足以使废料沿排水管流动。为了克服这个问题，当需要移动废料的时候，可以使用活动泵沿排水管抽送废料。
浸渍马桶采用磨碎或者混合机构，从而将人体废渣搅拌切成浆体，然后通过泵抽走。电动泵通常用于将浸碎的浆体抽送到污水处理系统。
可以由超声波装置提供不用于浸渍马桶的浸渍单元。污水污泥的超声波解体是一种浸渍水处理技术。超声波能量作用到污水中，机械地同时破坏细菌细胞和难降解的有机物。
上述抽送机构的缺点在于，由于抽浆所需的强力抽送运动导致该泵产生噪声。该泵需要在废料沿着下水道排水管移动期间运作。
上述浸渍和/或抽送装置是应用于船、移动房屋、公寓、住宅以及其它临时或永久的构筑物。例如在住宅的应用场合中，嘈杂和扰人的抽送运动明显不是所想要的废料泵特性。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于抽送废料的抽送装置，包括：用于储存废料的废料腔，所述废料腔具有接收废料的入口和传输废料的出口；与废料腔连接的泵；第一阀，用于控制从废料腔入口接收到的废料；以及第二阀，用于控制通过废料腔出口来传输的废料；其中，当第一和第二阀关闭时，能操作该泵以增加废料腔内的压力；并且当第二阀开启时，废料腔内的压力迫使废料从废料腔通过第二阀。包含在废料腔内的压力提供抽送力。其抽送的噪音少于传统的泵，并且一定量的废料可以储存在废料腔内，因此减少了抽送所需的频率。该装置的优点还在于，多个阀将上游废料源与下游排污系统或类似物进行隔开。该阀系统作为障碍物以阻挡昆虫和类似物，比如蟑螂，使其不能穿过所述装置到达上游废料源并随后通过连接的排污系统进入住所。该装置可以使装置的至少一个阀关闭，从而对上游管和下游管进行阻隔。本发明另一个优点在于抽送动作使得经由装置抽送的废料实现分解。抽送压力越大，分解效果将会更好。
优选地，抽送装置还包括压力腔，以储存由泵产生的压力，其中所述压力腔有选择地将储存的压力释放到废料腔中。隔开的腔体可以在任何时候积聚压力，因此不限制于在废料腔关闭的时候积聚压力。此外，隔开的压力腔实现缓慢的抽送以增加腔体中的压力，由于较少需要强力抽送，从而更进一步减少系统产生的噪音。
优选地，抽送装置在废料腔中还包括浸渍器。浸渍器可以是旋转叶片装置、超声波装置等。浸渍器产生的浆体，更容易地沿水管比如污水管进行抽送。在废料腔中，超声波发生器可以与机械浸渍器一同安装或者替代机械浸渍器，从而将任何固态的废料粉碎为可容易地沿废料管进行抽送的浆体。
优选地，抽送装置还包括旁路导管，使得当第一和第二阀关闭时废料流能够绕过废料腔。优选地，旁路导管具有用于控制废料流进入旁路导管的入口阀以及用于控制废料流从旁路导管排出的出口阀。旁路导管允许有选择性地使用抽送装置。如果抽送装置发生故障，该旁路提供了替代地路径供废料通过。而且，该旁路允许所使用的抽送装置串联一个或更多的额外抽送装置。
优选地，抽送装置在废料腔中还包括废料水平传感器，其中当废料腔中的废料水平超过预设值时，迫使废料从废料腔排出。只在废料腔填满的时候进行抽送，从而更有效地利用抽送废料的能量。替代地，水平传感器可以触发废料抽送，为此，位于废料容器中没有被废料占据的空间量是可变的，从而获得不同的抽送特性，即是，在废料容器含有更多的自由空间，则可抽送入更多的流体到废料容器中，从而增加抽送装置的抽送力量。
优选地，液态废料储存在废料腔中，直到腔体达到预设的水平或者当固态废料进入腔体中(可以使用附加的检测器)。然后触发浸渍装置，如机械浸渍器或者超声波装置，以生成适用于抽送的浆体。由此最大限度地减少从储存的废料释放出气味。固态废料检测可以通过废料腔中的流体水平传感器和/或重量传感器来实现。
优选地，抽取装置还包括时钟，其中，废料腔的操作是依照时钟所提供的时间来进行。可以操控抽送频率以减少或者增加在一天和/或一周内的某个时段的抽送。例如，可以在晚上早一些的时候触发抽送，以减少需要晚上晚一些的时候执行抽送的可能性。
优选地，抽送装置还包括与废料腔的输出端连接的真空腔，所述真空腔具有入口和出口。优选地，能够操作所述的泵来减少真空腔中的压力。真空腔增加废料前后的压力差，因此更加促进废料抽送效果。优选地，抽送装置还包括位于真空腔输出端的阀，其中，当压力腔中的压力大于真空腔的压力时，能够操作抽送装置开启压力腔输出端和真空腔输出端。该阀提供简单的机构，用于控制废料流。可以继续减少真空腔中的压力，而通过增加压力腔总的压力使其超过真空腔中的压力。可以对应废料腔输出端来打开废料腔输入端阀，从而使废料腔输入端暴露到真空腔的减压环境中。因此可以从废料腔入口吸入废料。对比传统的冲水马桶，该装置能够消除或者最小化冲洗在上游连接该装置的马桶所需的水量。
优选地，在开启所述真空腔输出端之前开启所述压力腔输出端。该时间特征使得开启输出端之前促使废料朝向装置的输出端。比起装置输出端的真空，由真空腔中相关的真空使得废料流减少从真空腔外侧通过真空腔输出端。
优选地，泵和浸渍器是由单个电机提供动力。单个电机可提供更可靠、更廉价和更紧凑的抽送装置。
优选地，泵和浸渍器是互通的。可以将泵和浸渍器结合，以使得它们一体旋转。该设计降低了泵和浸渍器系统的复杂性。
根据本发明第二方面，提供一种抽送废料的方法，包括如下步骤：开启第一阀，使废料流入废料腔内，并且关闭第二阀，以阻止废料流出废料容器；关闭第一阀，以阻止废料流入废料腔中；使用泵来增加废料腔内的压力以超过废料腔外的压力；以及，开启第二阀，使废料从废料腔流出。包含在废料腔内的压力提供抽送力。其抽送的噪音少于传统的泵和抽送所需频率的噪音，并且可以在废料腔内储存一定量的废料，由此减少了噪音。
优选地，所述的泵首先增加压力腔内的压力，然后向废料腔开启压力腔。隔开的腔体可以在任何时候积聚压力，因此不限制于在废料腔关闭的时候积聚压力。此外，隔开的压力腔实现缓慢的抽送以增加腔体中的压力，由于较少需要强力抽送，从而更进一步减少系统产生的噪音。
优选地，所述方法还包括使用浸渍器浸渍废料腔内的废料的步骤。浸渍器可以是旋转叶片装置、超声波装置等。浸渍器产生的浆体，使其更容易地沿水管比如污水管进行抽送。
优选地，所述方法还包括如下步骤：减少与废料腔连接但从废料腔封闭的真空腔的压力；以及向真空腔开启废料腔。优选地，所述的泵从真空腔抽取流体并送入废料腔中，以改变真空腔和废料腔的压力。真空腔增加废料前后的压力差，因此更加促进废料抽送效果。
优选地，不关闭所述第一阀直到废料水平传感器检测到废料腔中的废料量高于预设的阀值。优选地，依照时钟所提供的时间来有选择地操控所述第一阀。可以操控抽送频率以减少或者增加在一天和/或一周内的某个时段的抽送。例如，可以在晚上早一些的时候触发抽送，以降低需要在晚上晚一些的时候执行抽送的可能性。
附图说明
现在，将参照附图仅以示例的方式对本发明进行描述，其中：
图1是本发明第一实施例的示意图；
图2是本发明第二实施例的示意图；
图3是本发明第三实施例的示意图；
图4是本发明第四实施例的示意图；
图5是本发明第五实施例的示意图；
图6是本发明第六实施例的示意图；
图7是本发明第七实施例的示意图；
图8是本发明第八实施例的示意图；
图9是本发明第七实施例的工作流程图；
图10是本发明第九实施例的示意图。
具体实施方式
图1所示为一废料腔12，其具有入口11和出口13。第一阀V11将入口11与腔体12隔开。第二阀V12将出口13与腔体12隔开。压力管线14通过第三阀V13连接到腔体12。箭头A11、A12和A13说明流体如何在装置中流动通过。第一箭头A11说明废料通过第一阀V11然后流入废料腔12中。第二箭头A13说明废料通过第二阀A12然后流入废料腔12中。第三阀说明了流体从压力管线14通过第三阀V13，然后流入废料腔12中。
在使用中，废料在力的作用下，比如在重力作用下进入废料腔入口11。开启第一阀V11，使流体A11流入废料腔。关闭废料腔出口13，然后废料积聚在废料腔12中。关闭第一阀V11并且开启第三阀V13，同时保持关闭第二阀V12。在力的作用下，流体从压力管线14进入废料腔12。作用在流体的力可以由泵机械地产生，或者由重力势能产生。该流体可以是气体，例如空气。增加废料腔12中的压力。然后，开启第二阀V12，使容纳在废料腔12内的废料从腔的出口13排出。关闭第二和第三阀并且开启第一阀，从而再次循环。
图2所示为一废料腔22，其具有入口21和出口23。展示了第一阀V21、第二阀V22和第三阀V23(如图1所示)，以及压力管线24。在此实施例中，装置具有连接在第二阀V22和压力管线24之间的压力腔25。第三阀V23和第四阀V24分别使压力腔25与废料腔和压力管线隔开。当开启相应的阀，可以根据相应箭头A23、A24使流体流通第三阀V23和第四阀V24。压力腔25的体积提供为压力储存装置。
在使用中，相对于图1所述，废料如第一箭头A21所示进入废料腔22。在此期间，开启第四阀V24，使流体流入V24压力腔25。关闭第三阀V23，阻止流体从压力腔流入到废料腔22。关闭的第二阀V22将废料腔出口23挡住，因此废料积聚在废料腔内。当废料腔中的废料达到预设的水平时或者在预设的时间之后关闭第一阀V21，阻止废料通过入口21流入废料腔内。关闭第四阀V24并且开启第三阀V23，使得压力腔25内的加压流体流入废料腔22内，从而增加废料腔内的压力。开启第二阀V22，然后加压流体迫使废料腔内的废料从腔体通过出口23。
图3所示为一废料腔32，其具有入口31和使废料流通过腔体的出口33。如果开启位于入口31的第一阀V31，并且关闭位于出口33的第二阀V32，将会在废料腔内积聚废料。浸渍装置B3处于腔体内，并包含多个叶片B31。浸渍器是用于流体化任何容纳在废料腔31中的固态废料，因此在浸渍后，废料将会变成浆体。压力管线34通过第三阀V33接入到腔体。压力管线34将加压的流体送入废料腔32中，用压力迫使废料通过开启的第二阀V32从废料腔出口33排出。
图4示出了一废料腔，带有入口41和出口43，所述入口41由第一阀V41与所述腔体隔开，所述出口43由第二阀V42与所述腔体隔开。废料腔通过第三阀V43与压力管线44连接。可操作废料腔储存和在压力下排出废料，如前面相关的附图所述。废料流既可以通过废料腔也可以通过溢流腔45从入口41流到出口43。溢流腔45通过溢流入口阀V45连接到入口41，并且通过溢流出口阀V46连接到出口43。如果废料腔入口阀V41关闭并且溢流入口阀V45和出口阀V46开启，废料可以沿着废料腔绕过废料腔第一阀和第二阀。在一些实施例中，溢流机构仅用作排走流体的废料。
图5和6举例说明了抽送装置。两附图都示出了废料腔带有入口和出口，都用阀对废料腔进行隔离。两附图还示出了包含在废料腔内的浸渍器B5、B6，浸渍器B5、B6通过第一传动机构T5.1、T6.1连接电机M5、M6.1。附图示出了泵P5、P6与压力线连接，并引导到废料腔内。泵P5、P6都通过第二传动机构T5.2、T6.2连接电机M5、M6.2。在图5中，单个电机M5为浸渍器B5和泵P5提供动力，同时在图6中，两个分开的电机为浸渍器M6和泵P6提供动力。
图7所示为具有入口71和出口74的抽送装置。入口71与第一阀V71连接，并且出口与第二阀V74连接。废料腔72通过第一阀V71与入口71连接，由此废料腔可以选择地从入口接收废料。真空腔73通过中阀V72与废料腔连接，由此真空腔可以选择地从废料腔接收废料。真空腔73通过第二阀V74与出口74连接。浸渍器安装在废料腔内。
真空腔73还通过真空阀V75与真空管线75连接。真空管线75与泵P7连接，用于通过真空阀V75、真空管线75和泵P7从真空腔73抽取流体。泵与压力管线76连接并且通过压力阀V73与废料腔72连接。来自泵的流体可以穿过压力管线并且有选择地通过压力阀进入压力腔。
在使用中，开启第一阀V71，使废料流入废料腔72内，然后关闭中阀V72以阻止废料在腔体内流动。废料集中在废料腔中并切成浆体，如果需要，可以采用包含在腔体内的浸渍器来实施。当将要从装置中排空废料时，使用泵P7通过从真空腔抽取流体送到废料腔，同时减少真空腔73内的压力和增加废料腔72内的压力。为了排出废料而开启中阀，两个腔体之间的压力差提供力以促使废料从废料腔向着出口74运动，所述出口74位于远处靠近第二阀V74。开启第二阀，然后废料继续通过打开的第二阀向出口移动。在废料已经闯过所述的阀后，关闭第二阀。
图9所示为用于图7描述的装置的流程图。系统进行初始化(F1)，并设置装置的阀以接收和储存废料。废料积聚在装置废料腔中，直到废料填充废料腔并到达预设水平(F2)。可以触发定时控制(F3)，由此，装置将会持续一段预设的时间进行废料积聚或者进行废料积聚直到一天中预设的时刻，因此不需要填充到预设的水平。如果到达填充水平(F2)或者达到定时控制值(F3)，改变阀的状态以停止废料进入废料腔——除了导通到泵之外，对废料腔和真空腔进行密封。对泵进行激活(F5)，从而将流体从密封的真空腔抽取并送入密封的压力腔内，由此增加废料腔内的相对压力并且减少真空腔内的相对压力。压力传感器出现在废料腔、真空腔和/或覆盖有泵的腔体中以进行监测，当达到预设的压力时，改变阀的状态(F7)，由此关闭真空和压力阀——将泵隔开并且停止废料腔和真空腔之间通过泵的空气运动——并且开启中阀。停止泵的活动(F8)。废料腔中的废料不再保留在腔体内，因为废料腔中的流体膨胀并且推动废料进入相对压力较小的真空腔内。
在延时(F9)的过程中，促使废料朝向和进入真空腔内，并继续朝向第二阀。开启第二阀(F10)，然后废料继续以自身的速度朝着和通过第二阀。装置的抽送可以重复数次，由判断功能(F11)实现。如果需要重复进行抽送，系统再次对阀进行设置(F4)为抽送做准备，否则，系统对阀进行设置使得废料腔可以接收另外的废料。
图8所示的抽送装置类似于图7所示。图8中，真空腔83还通过真空阀V85与真空管线85连接。真空管线进一步与泵P8连接，用于通过真空阀V85、真空管线85和泵P8从真空腔83抽取流体。泵通过压力管线86和压力阀V83连接到废料腔82，由此，流体可以从泵流动通过压力管线然后有选择地通过压力阀进入压力腔内。浸渍器B8和泵P8同心、结合在一起，并且具有相应的旋转运动。浸渍器和泵可以由单片材料构成，或者由多片材料共同接合来构成。当泵P8布置围绕在废料间隔区82时，抽送作用也围绕废料间隔区，可以参见图8，其中在横截面的上部和下部抽送流体，如两个都从左向右的和指出流体抽送运动的箭头所示。
在另一个实施例中(没有示出)，浸渍器和泵通过同心的齿轮系统进行结合。
在关于图9所示的实施例中，可以不需要水平传感器、定时器和/或压力传感器。定时器可以确保废料容器定期清空，因此可以不需要水平传感器。仅当占满一定百分比时，废料间隔区可以被清空，因此可以不需要定时器。可以持续一段设定的时间周期进行泵的激活，因此可以不需要压力传感器。
图10所示为一抽送装置，其具有用于储存废料的废料腔102以及用于浸渍储存在废料容器内的超声波浸渍器10U。超声波浸渍器发射超声压力波AU进入到废料，从而分解废料。超声波浸渍器可以用于替代机械浸渍器或者联合机械浸渍器一起工作。
对于本领域技术人员来说，变形修改是显而易见的。例如，浸渍器可以出现在或这不出现在任何上述的实施例中。如果抽送装置作用的物料不包含固态物，可以不需要浸渍器。关于图9中描述的水平传感器，可以出现在任何实施例中。关于图9中描述的定时器激活，可以出现在任何实施例中。施加到废料腔或者压力腔的压力可以是变化的。该压力可以依赖于配置的废料类型和/或配置的废料量。废料类型可以确定是否或者不需要浸渍器。可选地，当废料从废料腔喷射而出时如果施加到废料的压力非常大，可以引起浸渍效果，并且可以避免使用浸渍器。如果废料腔中的废料量低于预设的水平，可以将废料腔加压到预设的水平从而避免浸渍。不同的压力水平可以有不同的对应的压力输送，其中不需要浸渍。
抽取进入到废料腔内以增加腔体中的压力的流体，通常会是空气，然而，本发明没有限制该特定的流体为任意可使用的压缩流体。
废料腔废料水平传感器没有在附图中说明。废料水平传感器可以由超声波发射器和接收器来实现，其中废料的水平影响到发出超声波到废料表面然后反射给接收器检测所花费的时间。替代地，水平传感器可以由腔体内连接到机械开关的机械浮标来实现；或者由气流传感器来实现，由此，废料的重量使废料腔中的膜偏移，从而测得位移。

Claims (19)

1.一种用于抽送废料的抽送装置，包括：
用于储存废料的废料腔(12)，所述废料腔具有接收废料的入口(11)和传输废料的出口(13)；
第一阀(V11)，用于控制从废料腔入口(11)接收到的废料；
第二阀(V12)，用于控制通过废料腔出口(13)来传输的废料；
其特征在于，所述抽送装置还包括：
泵；
压力腔(25)，连接在泵和废料腔(12)之间，用于储存由泵产生的压力，其中
能够操作该泵以增加压力腔(25)内的压力；
且其中，在使用中，当第一阀(V11)和第二阀(V12)关闭时，压力腔(25)有选择地将储存的压力释放到废料腔(12)中；且
当第二阀(V12)开启时，废料腔(12)内的压力迫使废料从废料腔(12)通过第二阀(V12)。
2.根据权利要求1所述的抽送装置，其中所述压力腔(25)分别通过第三阀(V23)和第四阀(V24)与废料腔(12)和泵隔开。
3.根据权利要求1所述的抽送装置，还包括位于废料腔中的浸渍器。
4.根据权利要求1所述的抽送装置，还包括旁路导管，使得当第一和第二阀关闭时能够使废料流绕过废料腔。
5.根据权利要求4所述的抽送装置，其中所述旁路导管具有用于控制废料流进入旁路导管的入口阀以及用于控制废料流从旁路导管排出的出口阀。
6.根据权利要求1所述的抽送装置，还包括位于废料腔中的废料水平传感器，其中：
当废料腔中的废料水平超过预设值时，迫使废料从废料腔排出。
7.根据权利要求1所述的抽送装置，还包括时钟，其中：
废料腔的操作是依照时钟所提供的时间来进行。
8.根据权利要求1所述的抽送装置，还包括与废料腔的输出端连接的真空腔，所述真空腔具有入口和出口。
9.根据权利要求8所述的抽送装置，其中，能够操作所述的泵来减少真空腔中的压力。
10.根据权利要求8所述的抽送装置，还包括位于真空腔输出端的阀，其中：
当压力腔中的压力大于真空腔的压力时，能够操作抽送装置开启压力腔输出端和开启真空腔输出端。
11.根据权利要求10所述的抽送装置，其中在开启所述真空腔输出端之前开启所述压力腔输出端。
12.根据权利要求3至11中任一项所述的抽送装置，其中所述的泵和浸渍器是由单个电机提供动力。
13.根据权利要求3至11中任一项所述的抽送装置，其中所述的泵和浸渍器是互通的。
14.一种抽送废料的方法，包括如下步骤：
(i)开启第一阀(V11)，使废料流入废料腔(12)内并且关闭第二阀(V12)以阻止废料流出废料腔(12)；
(ii)关闭第一阀(V11)，以阻止废料流入废料腔(12)中；
(iii)利用来自连接于废料腔(12)和泵之间的压力腔(25)的储存的压力，使用泵来有选择地增加废料腔(12)内的压力以超过废料腔(12)外的压力；以及
(iv)开启第二阀(V12)，使废料从废料腔(12)流出；
其中所述的泵首先增加压力腔(25)内的压力，然后向废料腔(12)开启压力腔(25)。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括使用浸渍器浸渍废料腔内的废料的步骤。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括如下步骤：
减少与废料腔连接但从废料腔封闭的真空腔的压力；以及
向真空腔开启废料腔。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述的泵从真空腔抽取流体并送入废料腔中，以改变真空腔和废料腔的压力。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中不关闭所述第一阀直到废料水平传感器检测到废料腔中的废料量高于预设的阀值。
19.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中第一阀的关闭是依照时钟所提供的时间来进行。
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