CN105113596A - 一种利用传感技术分离粪尿的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用传感技术分离粪尿的装置，该装置包括传感器识别装置、电动封门装置、PLC控制器；所述传感器识别装置设置于电动封门装置上部，并与电动封门装置固定连接，所述传感识别装置主体为框状，在框体外侧横向和/或纵向设置数个红外对射光电传感器，框内能够组成不可见光传感器光幕网；所述电动封门装置包括：丝杆电机、封门、落便通道，所述落便通道下部设有导尿孔，所述封门设置于导尿孔下部，能够开启、封闭所述落便通道，所述丝杆电机中丝杆与封门旋转连接；所述PLC控制器通过传感器识别装置的信号来控制电机运动。本发明有效解决尿粪分离，正常入厕即可，无需分袋收集尿液与粪便，与正常厕所无异。

Description

一种利用传感技术分离粪尿的装置
技术领域
本发明涉及一种日常生活用具，特别是涉及一种环保、卫生的具有粪尿分离功能的卫生便器。
背景技术
卫生便器是人们日常生活中常用的一种生活用具，在人们的家庭居室中或是各类公共场所中，通常都需要建有这些卫生设施。现有技术中的卫生便器，一般无法对粪尿进行识别分离。中国专利CN200910111212.6公开了一种能够分离尿粪移动式蹲便器，应用于诸如旅游景点，人流量较多时的广场、车站以及公园等场所中。上述粪尿分离蹲便器包括有上、下两部分结构，上部分结构主要为粪尿分离蹲便器，这种粪尿分离器的设计实际上是将人们排便习惯的前侧设为封闭的结构以收集尿液，后侧则设为通孔结构以让粪便直接排入下部分，下部分结构实际上是一个粪便生物反应处理器。上述分离方式非智能化，要依赖人们的排便习惯，当使用者仅进行小解时，难以保证每个使用者都让小便对准尿液收集槽，有些使用者会将小便对准粪尿分离器后侧的通孔，这样小便就会由通孔直接进入粪便生物反应处理器中，从而影响粪便生物反应处理器对粪便的处理。
粪尿一旦形成混合物含水量大分离成本极高，且其中很多有用医药物质(如尿激酶)不再有提取价值，故现有厕所的结构阻碍了尿液与粪分离回收利用。
本发明有效解决粪尿分离，对粪便减量化处理具有关键性作用，将来可推广用于智能移动厕所或彻底改变传统固定厕所化粪池处理方式。
发明内容
针对现有技术中无法进行粪尿智能分离的问题，本发明提供了一种利用传感技术分离粪尿的装置，它可以识别投入卫生便器中入便孔的到底是大便还是尿液。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种利用传感技术分离粪尿的装置，包括传感器识别装置、电动封门装置、PLC控制器；所述传感器识别装置设置于电动封门装置上部，并与电动封门装置固定连接，所述传感识别装置主体为框状，在框体外侧横向和/或纵向设置数个红外对射光电传感器，框内能够组成不可见光传感器光幕网；所述电动封门装置包括：丝杆电机、封门、落便通道，所述落便通道下部设有导尿孔，所述封门设置于导尿孔下部，能够开启、封闭所述落便通道，所述丝杆电机中丝杆与封门旋转连接；所述PLC控制器通过传感器识别装置的信号来控制电机运动，红外对射光电传感器中不可见光被阻挡，则将上述信号送至PLC控制器，所述PLC控制器反馈输出信号给所述封门装置的电机，所述电机驱动丝杆打开封门，封门打开0～10s后所述PLC控制器控制电机反转驱动丝杆闭合封门。
进一步的，所述传感识别装置框体外侧横向和纵向设置数个红外对射光电传感器，框内能够组成不可见光传感器光幕网，网格尺寸在(10-30)mm*(10-30)mm。
进一步的，所述网格尺寸为15mm*15mm。
进一步的，所述传感识别装置的框体外侧横向或者纵向设置若干红外对射光电传感器，形成平行光线光幕，光幕间距为10mm-30mm。
进一步的，所述导尿孔个数为2-8个，孔径3-20mm。所述落便通道孔径80-300mm。
进一步的，所述传感器识别装置的内壁设置有透明防水有机玻璃，传感器座光线对射必须有孔，一般传感器防水要求达不到IP64，故在孔前面要加装防水透明材质，防止尿液或者水进入传感器导致损坏和误动作。
进一步的，所述封门为插板式封门。所述落便通道下部设置卡槽，所述封门通过卡槽可以在落便通道底部活动，起到对落便通道开启和封闭的效果。
本发明另一个目的，提供一种能够分离粪尿的卫生便器，所述卫生便器的入便孔与上述粪尿分离装置通过连接座固定连接。
具体的，所述入便孔与连接座之间设置胶垫，所述连接座与粪尿分离装置之间设置胶垫。
具体的，所述入便孔与连接座之间螺栓连接，所述连接座与粪尿分离装置之间螺栓连接。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
现有厕所无法识别人进入厕所后产生大小便行为，导致尿液与粪便分离不彻底，不可回收利用。城市的移动厕所因尿粪混合处理成本极高几乎没有回收，都是直接拖走后直接倒入市政排污系统。本发明有效解决尿粪分离，正常入厕即可，无需分袋收集尿液与粪便，与正常厕所无异。分离收集后的尿液可直接提取尿激酶，粪便因含水量低可现场进行减量化处理，意义重大。
本发明装置使用红外对射光电传感器，组成不可见光幕，通过判断大小和透光性来判断落下是尿还是粪，此种设计原理简单、结构简易，能够有效分离粪尿。
本发明装置与现有的卫生便器有很好地匹配性，不需要专用的卫生便器，能够有广阔的应用前景。
附图说明
图1为使用本发明的粪尿分离装置的卫生便器示意图。
图2为本发明的卫生便器的粪尿分离装置示意图。
附图标记：1-蹲便器，11-前侧导尿孔，12-后侧入便孔，2-连接座，3-传感器识别装置，31-红外对射光电传感器，4-电动封门装置，41-导尿孔，42-插板式封门，43-丝杆电机，44-落便通道
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
首先分析粪尿特征。尿，淡黄色透明液体，下落过程中可以形成直径10mm以下的尿柱。粪，含水量较高固体，直径一般在20-40mm。本发明选用红外对射型传感器(不可见光)，组成不可见光幕，通过判断大小和透光性来判断落下是尿还是粪。
本实施例装置如图1图2所示。
一种利用传感技术分离粪尿的装置，包括蹲便器1、连接座2、传感器识别装置3、电动封门装置4、PLC控制器。
所述蹲便器1中有前侧导尿孔11和后侧入便孔12。
所述连接座2用于连接传感器识别装置3与卫生便器，所述连接座2与传感器识别装置3通过螺栓固定连接，连接座2通过套接的方式与卫生便器的入便孔连接。
传感器识别装置3设置于电动封门装置4上部，传感识别装置主体为框状，框体上设置若干小孔，所述小孔用于放置红外对射光电传感器31。在框体外侧横向纵向分别设置若干红外对射光电传感器31，最终框内能够组成不可见光传感器光幕网，网格大小可以为15mm*15mm。所述电动封门装置4与传感器识别装置3固定链接，如可采用焊接或者加工成一个整体。所述电动封门装置4包括：丝杆电机43、插板式封门42、落便通道44，所述落便通道44下部设有导尿孔41，所述落便通道44下部设置卡槽，所述封门通过卡槽可以在落便通道44底部活动，起到对落便通道44开启和封闭的效果。丝杆电机43中丝杆与封门旋转连接，电机能够驱动丝杆转动，丝杆旋转同时做直线运动，拉开插板式封门42，当电机反转时插板式封门42闭合。
所述PLC控制器通过传感器识别装置3给予的信号来控制电机运动，红外对射光电传感器31中不可见光被阻挡，则将上述信号送至PLC控制器，当PLC控制器检测到有三个以上的信号送达时，反馈输出一个信号给封门装置的电机，电机驱动丝杆打开封门。封门打开0～10s后电机反转驱动丝杆闭合封门。没有信号或者小于等于两个信号时不给封门电机信号。
本实施例装置连接尿粪分离式蹲便器或坐便器，工作过程：
(1)当蹲便器后面的入便孔有大便下落时，大便通过传感器识别装置3时，根据大便大小(不可见光传感器光幕网格为15mm*15mm)至少有三个传感器动作，将这三个以上的信号送至PLC控制器，当PLC检测到有三个以上的信号送达时，判断为大便，15秒后反馈输出一个信号给封门装置的电机，电机驱动丝杆打开封门，大便落下。
(2)当蹲便器后面入便孔有尿下落时，根据大小，最多触发二个传感器动作或者不触发，此时识别装置将这两个以下的信号送给PLC控制器，当PLC检测到两个以下的信号时，判断为小便，此时不给封门电机信号，封门保持关闭。尿液(或可流动液体)因封门设计斜度和重力作用，自然流到导尿孔41导出。

Claims (10)

1.一种利用传感技术分离粪尿的装置，其特征在于，包括传感器识别装置、电动封门装置、PLC控制器；所述传感器识别装置设置于电动封门装置上部，并与电动封门装置固定连接，所述传感识别装置主体为框状，在框体外侧横向和/或纵向设置数个红外对射光电传感器，框内能够组成不可见光传感器光幕网；所述电动封门装置包括：丝杆电机、封门、落便通道，所述落便通道下部设有导尿孔，所述封门设置于导尿孔下部，能够开启、封闭所述落便通道，所述丝杆电机中丝杆与封门旋转连接；所述PLC控制器通过传感器识别装置的信号来控制电机运动，红外对射光电传感器中不可见光被阻挡，则将上述信号送至PLC控制器，所述PLC控制器反馈输出信号给所述封门装置的电机，所述电机驱动丝杆打开封门，封门打开0～10s后所述PLC控制器控制电机反转驱动丝杆闭合封门。
2.根据权利要求1所述的粪尿分离装置，其特征在于，所述传感识别装置框体外侧横向和纵向设置数个红外对射光电传感器，框内能够组成不可见光传感器光幕网，网格尺寸在(10-30)mm*(10-30)mm。
3.根据权利要求2所述的粪尿分离装置，其特征在于，所述网格尺寸为15mm*15mm。
4.根据权利要求1所述的粪尿分离装置，其特征在于，所述传感识别装置的框体外侧横向或者纵向设置若干红外对射光电传感器，形成平行光线光幕，光幕间距为10mm-30mm。
5.根据权利要求1所述的粪尿分离装置，其特征在于，所述导尿孔个数为2-8个，孔径3-20mm；所述落便通道孔径80-300mm。
6.根据权利要求1所述的粪尿分离装置，其特征在于，所述传感器识别装置的内壁设置有透明防水有机玻璃。
7.根据权利要求1所述的粪尿分离装置，其特征在于，所述封门为插板式封门。
8.一种安装有权利要求1-7任一项粪尿分离装置的卫生便器，其特征在于，所述卫生便器的入便孔与所述粪尿分离装置通过连接座固定连接。
9.根据权利要求7所述的卫生便器，其特征在于，所述入便孔与连接座之间设置胶垫，所述连接座与粪尿分离装置之间设置胶垫。
10.根据权利要求7所述的卫生便器，其特征在于，所述入便孔与连接座之间螺栓连接，所述连接座与粪尿分离装置之间螺栓连接。
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