CN106894465A - 一种家用废水再利用系统及废水再利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种家用废水再利用系统及废水再利用方法，包括用于盛放废水的水箱，水箱与马桶盛水腔通过管路连接，水箱上开有排气口，排气口的位置高于水箱最大水位对应的位置，管路上由水箱到马桶盛水腔的方向依次设有排水泵和排水阀，排水泵与排水阀之间的管路上连通有排气管，排气管的另一端与排气口连通，用户直接将水箱和马桶连接就行可以利用废水冲洗马桶，结构简单，成本低，并且本发明还解决废水再利用系统中因水泵出现气栓现象而需要频繁排气的问题，用户无需进行非常繁琐的排气工作。

Description

一种家用废水再利用系统及废水再利用方法

技术领域

本发明涉及家庭污水处理与回收领域，尤其涉及一种家用废水利用系统及废水再利用方法。

背景技术

目前，我国城市居民家庭的马桶均采用自来水冲洗，每次冲洗需用自来水6-8升，既浪费水资源，又排放大量污水。在城镇家庭生活用水中，主要由两大部分构成，一部分是冲洗马桶用水，另一部分则是洗衣和洗浴用水等，而洗衣产生的废水为碱性水，可满足冲洗马桶的要求。因此，近年来开展利用洗衣等产生的废水冲洗马桶的研究备受关注。

现有技术中的废水再利用冲洗马桶，是将洗衣机的水排至一个水箱，水箱与马桶盛水腔连接，马桶盛水腔水位低时将水箱中的水泵至马桶盛水腔，马桶盛水腔水位高时关闭水泵，申请号为CN201420773086.7的中国专利公开了一种利用废水冲洗马桶的自动控制装置，该发明马桶储水箱和废水储水箱之间通过管路连接，管路上设有水泵，对马桶储水箱中的水位进行检测，电气控制电路根据的储水箱的水位检测结果，当马桶冲洗后，马桶储水箱处于低水位，控制水泵开启进行储水箱上水，当马桶储水箱的水位上升到高水位时，控制水泵关闭停止上水，并且实现废水冲洗或自来水冲洗之间的选择。

现有水泵吸水的原理是叶轮的旋转形成推力把水泵里面的水甩出去然后让水泵内部形成负压。然后在大气压的作用下，再次把废水储水箱里的水压进水泵内。一旦水泵内部混入空气，空气在壳体内会随叶轮压力变化体积增加或压缩，使水泵出口侧达不到足够的压力推动管路内的水流动。废水储水箱里的水就无法进入水泵内部，进而出现水泵气栓现象，而且，由于空气的进入，水泵内容易形成干摩擦，损坏水泵。对于上述问题，目前市场的水泵上均设置有排气口。在水泵运行前，打开排气口，把水泵里面的空气排空，一旦有水从排气口溢出，证明空气已排空，此时再把排气口封住。但是在水泵运行时，从废水储水箱里过来的洗涤水，容易混有气泡，难免在低水位水被水泵吸入。因此，如果没有及时避免气栓现象，将造成废水再利用系统无法正常使用，如果为了废水再利用系统正常使用而打开已经封住的排气口，再次排气，使得用户需要进行非常繁琐的排气工作，造成不便。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种家用废水再利用系统，直接将水箱和马桶连接就行可以利用废水冲洗马桶，结构简单，成本低，并且解决废水再利用系统中因水泵出现气栓现象而需要频繁排气的问题，用户无需进行非常繁琐的排气工作。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

本发明提供一种家用废水再利用系统，包括用于盛放废水的水箱，所述水箱与马桶盛水腔通过管路连接，所述水箱上开有排气口，排气口的位置高于水箱最大水位对应的位置，所述管路上由水箱到马桶盛水腔的方向依次设有排水泵和排水阀，排水泵与排水阀之间的管路上连通有排气管，排气管的另一端与排气口连通。

进一步地，所述排水阀和所述马桶盛水腔之间的管路上设有压力检测装置，所述压力检测装置与所述排水阀连接。

进一步地，所述压力检测装置为压力传感器，所述压力传感器设有与所述管路连通的测量接口。

进一步地，所述压力传感器包括设有测量接口的第一壳体、绕设有电感线圈的第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体的结合处固定有弹性膜片，所述弹性膜片朝向所述测量接口的一侧通过弹性元件与第一壳体连接，所述弹性膜片另一侧设置有铁芯，所述铁芯通过第二弹性元件与第二壳体连接。

进一步地，所述压力传感器包括设有测量接口的第一壳体、设有开口的第三壳体，所述第一壳体和所述第三壳体的结合处固定有弹性膜片，所述弹性膜片朝向所述测量接口的一侧通过弹性元件与第一壳体连接，所述弹性膜片另一侧连接可从所述第三壳体的开口伸出的导电片。

进一步地，所述排气管直径小于所述管路直径。

进一步地，所述排气管上设置有排气阀，所述排气阀与排水泵连接。

本发明还提供一种上述家用废水再利用系统废水再利用方法，所述压力检测装置检测所述管路上的压力，当所述压力降至第一设定值时，所述排水泵开启给所述马桶供水，当所述压力升至第二设定值时，所述排水泵停止给所述马桶供水。

进一步地，所述排水泵开启后，导通排水泵与排气口之间的排气管，将排水泵内的空气从排气口排出。

进一步地，当所述压力升至第二设定值第一时长时，所述排水泵停止给所述马桶供水。

进一步地，所述第一时长与不同压力下马桶盛水腔的注满水的时间有关。

进一步地，当所述压力升至第二设定值或升至第二设定值第一时长时，先关闭所述排水阀，再关闭所述排水泵。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明提供一种家用废水再利用系统，水箱与马桶盛水腔通过管路连接，家用废水集中存储在水箱中，在管路上设有排水泵和排水阀,用户将管路的一端连在水箱上，另一端连在马桶盛水腔上，就可以利用废水冲洗马桶，排水泵通过排水阀与马桶盛水腔连通，当马桶盛水腔需要补水时，排水阀打开，排水阀开启向马桶盛水腔供水，通过该系统家用废水得以有效利用，节约了水资源；在排水阀和马桶盛水腔之间的管路上设有压力检测装置，利用检测排水阀和马桶盛水腔之间的管路上的压力，判断马桶盛水腔中的水位情况，压力检测装置与排水泵和排水阀之间连接有信号线，控制开启给马桶供水或停止给马桶供水，本发明的技术方案实现了在马桶外对水位检测，无需在马桶储水箱中安装水位检测探头或在马桶储水箱外部设置干簧管，无需对马桶进行改造，结构简单，成本低；并且，水箱侧面上方开有排气口，排水泵与排水阀之间的管路上连通有排气管，排气管的另一端与排气口连通，在废水再利用过程中，排水泵开启后，从水箱里过来的水中如果混有空气，进入排气泵后将通过排气管排出，避免造成排水泵出现气栓现象。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1为本发明实施例提供的家用废水再利用系统示意图；

图2为本发明实施例三中的压力传感器的结构示意图；

图3为本发明实施例三中的压力传感器的结构示意图；

图中：洗衣机1、洗衣机分水阀2、洗涤水管3、漂洗水管4、溢水管5、水箱6、排水泵7、分水阀8、第一分路81、第二分路82、排水阀9、压力传感器10、管路11、马桶12、马桶盛水腔13、自来水管14、第一壳体101、第二壳体111、第三壳体121、弹性膜片102、电感线圈103、弹性元件104、第二弹性元件114、铁芯105、导电片106、排水泵的电源触电107、测量接口108、排气管15、排气阀16、排气口17、溢水口18。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供的家用废水再利用系统，包括用于盛放废水的水箱6、马桶和管路11，水箱6上设有出水口，马桶盛水腔13上设有进水口，在管路11上由水箱6到马桶盛水腔13的方向依次设有排水泵7和排水阀9，水箱6上开有排气口17，排气口17的位置高于水箱最大水位对应的位置，进一步地，水箱6上开有溢水口18，溢水口18连通溢水管5，排气口17的位置高于溢水口18的位置，管路11上还设有排气管15，排气管15的一端与排气口17连通，排气管15的另一端连通在排水泵7与排水阀9之间的管路上。

排水泵7通过排水阀9与马桶盛水腔13连通，排水阀9和马桶盛水腔13之间的管路上还设有压力检测装置，压力检测装置与排水泵7连接。压力检测装置可以控制排水泵7和排水阀9的打开和关闭。其中压力检测装置为压力传感器10，具体地，排水泵7设置在靠近水箱6的管路上，排水阀9设置在靠近马桶12的管路上。

该系统使用前，将管路11的一端连接在水箱6的出水口上，将管路11的另一端连接在马桶盛水腔13上的进水口上，无需在马桶储水箱中安装水位检测探头或在马桶储水箱外部设置干簧管，无需对马桶进行改造，直接将盛放废水的水箱和马桶通过管理11连接就可以利用废水冲洗马桶，结构简单。压力检测装置检测排水阀9和马桶盛水腔13之间的管路内的压力，利用检查到的压力变化情况，判断马桶盛水腔13中的水位情况。

水箱6用于盛放家用废水，如洗衣产生的废水、洗漱盆的废水等，如图1所示，洗衣机1的排水管具有洗衣机分水阀2，洗衣机分水阀2连接洗涤水管3和漂洗水管4，可以切换使最后一遍漂洗水经由漂洗水管4排放在水箱6内，使得废水被储存再利用，或者是在洗衣机控制端，用户可以输入保存漂洗水的数量，比如漂洗次数为两次，用户可以选择保留最后一遍漂洗水或者保留全部两遍漂洗水，也可以选择保留洗涤水。选择后，洗涤过程中不需保留的洗涤水和漂洗水通过洗涤水管3排放到下水管道内，保留的水被泵排放到水箱6内。水箱6可以单独设置，也可以放置在洗衣机底部，与洗衣机组成一个整体。在水箱6的出水口设置分水阀8，分水阀8包括第一分路81和第二分路82，第一分路81与管路11连接，通向马桶，第一分路81打开，第二分路82关闭，给马桶供水，第二分路82连接下水道，第一分路81关闭，第二分路82打开，可对水箱6中不需要的水排出或对水箱6内的沉淀进行清理。

实施例一

本实施例中水箱6在初次使用或者用户对水箱6进行清理再次使用时，水箱与排水泵之间的管路中的气体会随着水流进入排水泵7内，并且排水泵下游的管路里面有存水时，排水泵内的气体受下游存水挤压，排水泵内的气体无法排出，由于空气进入排水泵，造成排水泵的转轴与空气接触，产生空转，出现气栓现象，影响废水再利用系统的正常使用，并且排水泵转轴容易被烧坏，也降低了排水泵的使用寿命。为解决上述问题，如图1所示，在管路11上设有排气管15，排水泵启动后空气可以由排气管排出，避免了排水泵7出现气栓现象。

进一步地，水箱6的侧面上方开有排气口17，排气口的位置高于水箱内的水位，排气管15的一端与排气口17连通，排气管15的另一端连通在排水泵7与排水阀9之间的管路上，这样在排水泵内的空气由排气管被排出后，随气体同时排出的少量的水也可以经由排气管通往水箱内水面上侧位置，重新流回到水箱6内。进一步地，排气管15的直径远小于管路11的水管直径，避免了由于排气过程使得对马桶盛水腔供水速度降低的影响。

在上述实施方式的基础上，进一步地，在排气管15上设置排气阀16，排气阀16与排水泵7连接，可以对排气进行控制。在上述实施方式的基础上，本实施例所述的废水再利用方法，排水泵7开启后再开启排气阀16，经过技术人员多次研究测试，在排水泵7启动后的3秒内开启排气阀16，使得气体得以排出，避免气栓现象，保证排水阀的正常运行，该家用废水再利用系统能够正常使用，也可以提高排水泵的使用寿命；在排气阀16开启3-10秒后关闭该排气阀，保证气体完全排出，并且经过技术人员多次测试，上述方案可以有效防止向马桶盛水腔供水速度降低，并且水回流回水箱6产生噪音较低。

实施例二

如图1所示，在上述实施方式的基础上，本实施例所述的废水再利用方法，压力检测装置检测管路11上的压力，当压力降至第一设定值时，排水泵7开启给马桶供水，当压力升至第二设定值时，排水泵7停止给马桶供水。

压力传感器10检测排水阀9和马桶盛水腔13之间的管路内的压力，当马桶冲水后，马桶端的水路开放，此时，排水阀9处于关闭状态，排水阀9和马桶盛水腔13之间的管路内的压力降低，通过压力传感器10检测到压力减小，可以判断出马桶进行了冲水动作，马桶盛水腔13中的水量减少，需要向马桶盛水腔13中补充水，以便马桶进行下一次冲水动作，压力降至第一设定值时，压力传感器10发出信号，控制排水泵7开启给马桶供水。

当对马桶供水时，水箱6中设置的分水阀8将通向马桶的第一分路81打开，排水阀9同时打开，排水泵7将水箱6中储存的废水泵向马桶，随马桶盛水腔13中水位的提升，向马桶通水的管路逐渐充满水，通过压力传感器10检测到管路11内的压力逐渐升高，当压力升至第二设定值时，压力传感器10发出信号，控制排水泵7停止给马桶供水。当判断马桶水位满时，在排水泵7未停止工作的时候，先关闭排水阀9，此时排水阀9至马桶盛水腔13的压力会保持在接近排水泵7工作时的状态，再关闭排水泵7，以使得马桶盛水腔13注满水。

需要说明的是，第一设定值与第二设定值为根据不同排水泵扬程和马桶盛水腔容量预先设定的值，举例说明如下，比如所用排水泵7的扬程为10米，在马桶盛水腔13逐渐注满水的过程中，马桶供水管路逐渐充满水，通过压力传感器10检测到管路11内的压力逐渐升高到0.1MPa时，判断马桶盛水腔13已注水满。在马桶盛水腔13冲水的过程中，通过压力传感器10检测到管路11内的压力逐渐降低，可以设定在压力降低到0.3MPa时，判断马桶盛水腔13需要注水，可以开启排水泵对马桶供水。

实施例三

在通过排水泵7给马桶供水的过程中，如果排水泵的电源电压出现波动或者不同排水泵性能有差异的话，就会影响排水泵的实际扬程，造成压力传感器10检测到压力达到预设定的第二设定值时，马桶盛水腔13没有被注满的情况；或者因检测到的压力一直未达到预设定的第二设定值，排水泵一直持续工作的情况。举例说明，排水泵的额定扬程是10米，设定1bar作为第二设定值，压力传感器10检测到压力达到1bar时，排水泵停止向马桶供水，但是实际情况中可能出现由于电压偏低，导致排水泵的实际扬程为9米，那么排水泵压力过低，使得压力传感器10检测到压力无法达到第二设定值。而当电源电压偏高时，排水泵扬程会略大于10米，在压力传感器10检测到压力达到1bar时，马桶盛水腔可能会没有注满，影响马桶下一次冲水。

为解决上述问题，需要对排水泵供水的时间根据不同压力下马桶盛水腔的注满水时间进行修正。如图1所示，在上述实施方式的基础上，本实施例所述的家用废水再利用系统废水再利用方法，当压力升至第二设定值第一时长时，排水泵7停止给马桶供水。其中，第一时长与不同压力下马桶盛水腔的注满水的时间有关。当电源电压偏高时，排水泵扬程会略大，在压力传感器10检测到压力达到预设的第二设定值时，马桶盛水腔可能会没有注满，例如，如果在供水压力为1bar时，注满马桶盛水腔13的时间为30秒，则可在压力传感器10检测到压力达到1bar时，排水泵7再运行30秒后再关闭，可以避免马桶盛水腔可能没有注满的情况。当排水泵压力过低，使得压力传感器10检测到压力无法达到第二设定值，例如，如果马桶盛水腔13在供水压力为0.8bar时，注满马桶的时间为40秒，尽管压力传感器10检测到的压力没有达到1bar，排水泵的供水时间按照运行40秒控制，也可以避免马桶盛水腔可能没有注满的情况。如果正常工作时测试压力持续低于0.5bar超过40秒，则可以判断管路中的气栓没有消除，或者在水泵运行过程中，由于水位较低再次吸入水位表面的气泡形成气栓，可以再次关闭排水阀9，开启排气阀16消除气栓。

实施例四

如图1至图3所示，在上述实施方式的基础上，本实施例所述的家用废水再利用系统中的压力检测装置为压力传感器，压力传感器10设有与管路11连通的测量接口108。其中，压力传感器10包括设有测量接口108的第一壳体101、绕设有电感线圈103的第二壳体111，第一壳体101和第二壳体111的结合处固定有弹性膜片102，弹性膜片102朝向测量接口108的一侧通过弹性元件104与第一壳体101连接，弹性膜片102另一侧设置有铁芯105，铁芯105通过第二弹性元件114与第二壳体111连接。其中弹性元件104可以为弹簧。测量管路11的压力时，压力发生变化，压力传感器10的弹性膜片102在弹性元件104的带动下产生形变量，铁芯105在弹性膜片102和第二弹性元件114的带动下沿电感线圈103轴向方向移动，电感线圈电感值发生变化，即电感线圈的电感与铁芯的位移量相对应呈近似线性的变化，铁芯的位移量则与被测的水位压力对应，例如可以设定在压力小于0.3MPa时意味马桶进行了冲水动作，可以开启排水泵对马桶盛水腔供水。

进一步地，压力传感器10包括设有测量接口108的第一壳体101、设有开口的第三壳体121，第一壳体101和第三壳体121的结合处固定有弹性膜片102，弹性膜片102朝向测量接口108的一侧通过弹性元件104与第一壳体101连接，弹性膜片102另一侧连接可从第三壳体121的开口伸出的导电片106。测量管路11的压力时，压力发生变化，压力传感器10的弹性膜片102在弹性元件104的带动下产生形变量，弹性膜片102的变形移动推动导电片106运动，第三壳体121设有开口，导电片106可由开口伸出第三壳体，当压力增大时，弹性元件104推动弹性膜片102向上运动，推动导电片106向上运动，当导电片106运动到与控制排水泵7的电源触点接触时，排水泵7开启向马桶供水。当压力减小时，弹性元件104拉动弹性膜片102向下运动，拉动导电片106向下运动，当导电片106运动到与排水泵7的电源触点脱离接触时，排水泵7停止向马桶供水。采用如图3所示的压力传感器时，压力传感器10与排水泵7无需信号线连接，压力传感器10可以直接与排水泵7的电源触点连接或者断开连接，控制排水泵7的打开和关闭。

需要说明的是，上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种家用废水再利用系统，包括用于盛放废水的水箱，所述水箱与马桶盛水腔通过管路连接，其特征在于，所述水箱上开有排气口，排气口的位置高于水箱最大水位对应的位置,所述管路上由水箱到马桶盛水腔的方向依次设有排水泵和排水阀，排水泵与排水阀之间的管路上连通有排气管，排气管的另一端与排气口连通。

2.根据权利要求1所述的家用废水再利用系统，其特征在于，所述排水阀和所述马桶盛水腔之间的管路上设有压力检测装置，所述压力检测装置与所述排水阀连接。

3.根据权利要求2所述的家用废水再利用系统，其特征在于，所述压力检测装置为压力传感器，所述压力传感器设有与所述管路连通的测量接口。

4.根据权利要求3所述的家用废水再利用系统，其特征在于，所述压力传感器包括设有测量接口的第一壳体、绕设有电感线圈的第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体的结合处固定有弹性膜片，所述弹性膜片朝向所述测量接口的一侧通过弹性元件与第一壳体连接，所述弹性膜片另一侧设置有铁芯，所述铁芯通过第二弹性元件与第二壳体连接。

5.根据权利要求3所述的家用废水再利用系统，其特征在于，所述压力传感器包括设有测量接口的第一壳体、设有开口的第三壳体，所述第一壳体和所述第三壳体的结合处固定有弹性膜片，所述弹性膜片朝向所述测量接口的一侧通过弹性元件与第一壳体连接，所述弹性膜片另一侧连接可从所述第三壳体的开口伸出的导电片。

6.根据权利要求1所述的家用废水再利用系统，其特征在于，所述排气管直径小于所述管路直径。

7.根据权利要求1所述的家用废水再利用系统，其特征在于，所述排气管上设置有排气阀，所述排气阀与排水泵连接。

8.一种权利要求1-7任一所述家用废水再利用系统的废水再利用方法，其特征在于，所述压力检测装置检测所述管路上的压力，当所述压力降至第一设定值时，所述排水泵开启给所述马桶供水，当所述压力升至第二设定值时，所述排水泵停止给所述马桶供水。

9.根据权利要求8所述的废水再利用方法，其特征在于，排水泵开启后，导通排水泵与排气口之间的排气管，将排水泵内的空气从排气口排出。

10.根据权利要求8所述的废水再利用方法，其特征在于，当所述压力升至第二设定值第一时长时，所述排水泵停止给所述马桶供水，优选地，所述第一时长与不同压力下马桶盛水腔的注满水的时间有关，更优选地，当所述压力升至第二设定值或升至第二设定值第一时长时，先关闭所述排水阀，再关闭所述排水泵。