CN107237378B - 一种基于负压排水的冲厕系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于负压排水的冲厕系统，包括机械连杆装置、水箱、盥洗池、废水处理箱、水箱进水管、阀门、浮力杆、漂浮物、塞子、隔板、活塞、储气室、收缩段、单向阀、导管、单向阀、喉管、虹吸弯管、扩散段、排污管和马桶；机械连杆装置连接水箱和文丘里管，水箱分为A、B两箱，分别装有净化的生活中水和自来水，文丘里管的喉部连接马桶的虹吸管。当触发机械连杆装置时，水箱A出水冲洗马桶，同时在喉管处形成射流，加大污物随排水排出时的冲力。本发明通过虹吸管和文丘里管配合设计，使马桶在冲水量不大的情况下形成虹吸，主要依靠连杆装置带动活塞对储气室中的气体加压，在喉管中形成高速流动的流体，从而产生吸附作用。

Description

一种基于负压排水的冲厕系统
技术领域
本发明属于卫生洁具领域，特别涉及的是一种基于负压排水的冲厕系统。
背景技术
目前使用的虹吸式坐便器是采用自由水压差将水污物压入或喷入便器虹吸管内,当便器虹吸管内充满水后,利用虹吸原理使便器内水污物排入下水管道。虹吸管是指大便器下面的形弯,在排污时,马桶内的水面超过弯的高点时,形成虹吸现象,能够把大便器的水和污物一同抽走,一直到只剩下少量水时,虹吸破坏,留下的少量水,形成了水封。这种便器在排污过程中需要大量的水量才能排出污物。
目前已有利用负压来辅助虹吸式坐便器排污的研究成果，以节约水资源。在一种增强虹吸负压的节能马桶水箱CN102776937A、一种用于增强马桶虹吸负压的吸气装置CN201933588等中，其利用储气容器抽吸虹吸管当中的气体来产生负压，如果储气容器漏气，则会产生臭味异味。一种正负压复合式气力冲厕系统CN105714895A提出的方案，虽然较为智能，但结构较复杂，成本较高。本专利的技术方案中，采用文丘里管和虹吸管来产生负压，与传统抽吸式产生负压方式不同，并且能克服上述缺点。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种基于文丘里原理产生负压和净化生活废水的装置来辅助马桶排水，包括由文丘里管和虹吸弯管组成的负压提供装置，水箱以及水的收集、净化装置，一套实现将人的重力势能转化为水箱水阀开关以及提供产生负压动力来源的机械连杆滑块装置，在水箱的上方设计冲厕水的收集和净化装置，马桶下方安装有虹吸弯管和文丘里管，来产生负压，机械连杆滑块装置一方面提供负压的动力来源，另一方面控制水阀的开关。当第一连杆做直线运动，喉管处形成射流，同时在水箱A出水冲洗马桶，由于文丘里原理，虹吸弯管和喉管产生压强差，从而使虹吸弯管产生负压，促使马桶上存水弯水封两端的压力差增大，使存水弯可在冲水量不大的情况下形成虹吸，快速把马桶中的排泄物快速冲刷排出，达到节水的目的。在弹簧弹性势能释放时，储气室中产生负压，第一单向阀由于内外压强差打开，使储气室又重新充满空气，装置复位。
本发明的技术方案是：一种基于负压排水的冲厕系统，包括机械连杆装置、水箱、盥洗池、废水处理箱、水箱进水管、阀门、浮力杆、漂浮物、塞子、隔板、活塞、储气室、收缩段、单向阀、导管、单向阀、喉管、虹吸弯管、扩散段、排污管和马桶；
所述水箱内通过隔板分成水箱A和水箱B，所述水箱A通过水箱进水管与废水处理箱连接，所述废水处理箱通过管道与盥洗池连接；所述水箱B与自来水管连接；
所述漂浮物和浮力杆位于水箱A内部，漂浮物受浮力的作用，其上表面漂浮在水面上；所述浮力杆的一端在水中、且位于漂浮物下方，浮力杆的中部与水箱A的侧壁通过转动副连接，浮力杆的另一端为塞子，所述塞子安装在与水箱B相通的通孔上；所述水箱A底部设置阀门，所述阀门与机械连杆装置的杠杆一端连接；
所述水箱A通过管道与马桶连接，所述马桶通过虹吸弯管与排污管连接；
所述活塞设置在储气室内，所述机械连杆装置的第一连杆的一端与活塞连接，储气室下部为收缩段，收缩段侧壁设置导管，导管中设置第一单向阀，第一单向阀仅允许外界空气进入储气室；排污管与虹吸弯管连接的一端设置扩散段，收缩段与扩散段连接处设置有喉管，喉管设置第二单向阀，第二单向阀仅允许空气从储气室进入喉管；所述虹吸弯管和喉管侧壁连通。
上述方案中，所述机械连杆装置包括第一连杆、弹簧、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和杠杆；
所述第一连杆的另一端固定有滑块，滑块与第二连杆的一端转动副连接、滑块的顶部设有弹簧，所述第二连杆的另一端与第三连杆的一端转动副连接，第三连杆的另一端与支承座转动副连接；所述第四连杆的一端与第二按钮连接，另一端分别通过支杆与第三连杆的滑块转动副连接，与第五连杆的滑块连接，所述第五连杆的一端与支承座转动副连接，另一端与杠杆的一端转动副连接。
上述方案中，所述盥洗池与废水处理箱连接处设有滤网。
上述方案中，所述废水处理箱内从上到下依次设有石英砂层和活性炭层。
上述方案中，所述漂浮物为工字型。
上述方案中，所述浮力杆位于漂浮物下方在水中部分为真空或者填充泡沫材料。
上述方案中，所述储气室倾斜45°。
上述方案中，所述水箱A上设置排气孔。
上述方案中，所述水箱A侧壁设置溢出孔，所述溢出孔连通下水道。
上述方案中，水箱A上部设置一个紫外线灯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明运用文丘里和虹吸原理对马桶进行改进，具体利用空气流产生负压减少马桶冲水用量，可以节约水资源。本发明同时通过配套的过滤杀菌装置，将生活废水净化实现再利用，进一步节约水资源。本发明不仅使用方法简单方便，其结构也比较简单，而且成本低廉，易于维护保养。
2.本发明通过工字形漂浮物与浮力杆、塞子的设置，解决了水箱A中的冲厕水过少的问题。
3.本发明通过所述溢出孔，解决了水箱A中的冲厕水过多的问题。
4.本发明通过水箱A上侧设置排气孔，可防止水箱A内气压过大。
5.本发明浮力杆位于漂浮物下方在水中部分为真空或者填充泡沫材料，增加浮力让塞子塞住。
6.本发明通过所述文丘里管中的单向阀保证了储气室中空气可以以一定的流速经喉管形成空气射流，产生负压。
7.本发明通过所述导管提供外界空气进入到储气室的通道。
8.本发明通过所述储气室倾斜45°尽量避免死点，增大传动角。
9.本发明通过所述的机械连杆滑块装置中的原动件第四连杆在人的重力作用下往下移动时，为双向输出，同时驱动第三连杆和第五连杆，使得喉管处形成空气射流进而产生负压并且水阀打开放水。
10.本发明通过所述的虹吸弯管的出水管口与文丘里中喉管侧壁连通，喉管中高速空气射流产生的负压，促使马桶上存水弯水封两端的压力差增大，使存水弯可在冲水量不大的情况下形成虹吸，快速把马桶中的排泄物快速冲刷排出，达到节水的目的。
附图说明
图1是本发明一实施方式的基于负压排水的冲厕系统的结构示意图；
图2是本发明一实施方式的文丘里管和虹吸弯管的局部放大图。
1、第一连杆，2、弹簧，3、第二连杆，4、第三连杆，5、第四连杆，6、第五连杆，7、杠杆，8、盥洗池，9、滤网，10、石英砂，11、活性炭，12、废水处理箱，13、水箱进水管，14、阀门，15、浮力杆，16、工字型浮物，17、溢出孔，18、紫外线灯，19、塞子，20、第一按钮，21、隔板，22、活塞，23、储气室，24、收缩段，25、单向阀，26、导管，27、单向阀，28、喉管，29、虹吸弯管，30、扩散段，31、排污管；32、水箱A；33、水箱B；34、马桶；35、第二按钮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
图1所示为本发明所述基于负压排水的冲厕系统的一种实施方式，所述基于负压排水的冲厕系统包括机械连杆装置、水箱、盥洗池8、废水处理箱12、水箱进水管13、阀门14、浮力杆15、漂浮物16、塞子19、隔板21、活塞22、储气室23、收缩段24、单向阀25、导管26、单向阀27、喉管28、虹吸弯管29、扩散段30、排污管31和马桶34。
所述水箱内通过隔板21分成水箱A32和水箱B33，所述水箱A32通过水箱进水管13与废水处理箱12的底部连接，所述废水处理箱12通过管道与盥洗池8连接，所述盥洗池8与废水处理箱12连接处设有滤网9，将简单过滤的水流入废水处理箱12；所述废水处理箱12内从上到下依次设有石英砂层10和活性炭层11。所述水箱A32上侧设置排气孔，排气孔的位置可靠近紫外线灯18的位置，可防止水箱A32内气压过大。所述水箱B33与自来水管连接，所述水箱B33上端设有按钮20，可以提供传统冲厕方法，防止装置损坏，影响使用马桶。
所述水箱A32侧壁设置溢出孔17，所述溢出孔17连通下水道。水箱A32上部设置一个紫外线灯18。所述漂浮物16和浮力杆15位于水箱A32内部；所述漂浮物16为工字型，漂浮物16受浮力的作用，其上表面漂浮在水面上；所述浮力杆15的一端在水中、且位于漂浮物16下方，所述浮力杆15在水中部分为真空或者填充泡沫材料。浮力杆15的中部与水箱A32的侧壁通过转动副连接，浮力杆15的另一端为塞子19，所述塞子19安装在与水箱B33相通的通孔上；所述水箱A32底部设置阀门14，所述阀门14与机械连杆装置的杠杆7一端连接。
所述水箱A32通过管道与马桶34连接，所述马桶34通过虹吸弯管29与排污管31连接。
所述活塞22设置在储气室23内，所述储气室23倾斜45°。所述机械连杆装置的第一连杆1的一端与活塞22连接。
如图2所示，储气室23下部为收缩段24，收缩段24侧壁设置导管26，导管26中设置第一单向阀25，第一单向阀25仅允许外界空气进入储气室23；排污管31与虹吸弯管29连接的一端设置扩散段30，收缩段24与扩散段30连接处设置有喉管28，喉管28设置第二单向阀27，第二单向阀27仅允许空气从储气室23进入喉管28；所述虹吸弯管29和喉管28侧壁连通。
所述机械连杆装置包括第一连杆1、弹簧2、第二连杆3、第三连杆4、第四连杆5、第五连杆6和杠杆7；所述第一连杆1的另一端固定有滑块，滑块与第二连杆3的一端转动副连接、滑块的顶部设有弹簧2，所述第二连杆3的另一端与第三连杆4的一端转动副连接，第三连杆4的另一端与支承座转动副连接；所述第四连杆5的一端与第二按键35连接，另一端分别通过支杆与第三连杆4的滑块转动副连接，与第五连杆6的滑块连接，所述第五连杆6的一端与支承座转动副连接，另一端与杠杆7的一端转动副连接。
本发明的工作原理为：家用盥洗池8在洗漱、洗衣服等时产生的废水经过滤网9、石英砂10、活性炭11等过滤之后，再经过紫外线灯18杀菌消毒后成为家庭用水，产生的水储存在水箱A32中，并由紫外线灯18杀菌消毒。当水箱A32中水过多时，生活中水会经由溢出孔17流入下水道，当水箱A32中水过少时，工字形漂浮物16压浮力杆15在水中的一端，由于杠杆原理，塞子19拔出，自来水由水箱B33进入到水箱A32中，水位上涨，浮力杆15受浮力恢复原位。便后，人力驱动第四连杆5向下做直线运动，同时驱动第三连杆4和第五连杆6做定轴转动运动，并带动第二连杆3做平面运动，第一连杆1做直线运动，储气室23中气体经活塞22加压达到一定压力后经单向阀27，在喉管28处形成射流，产生负压，同时连杆7由于杠杆原理，使水箱A32放水，冲洗马桶34壁面。虹吸弯管29和喉管28产生压强差，从而使虹吸弯管29产生负压，促使马桶34上存水弯水封两端的压力差增大，使存水弯可在冲水量不大的情况下形成虹吸，快速把马桶34中的排泄物快速冲刷排出，达到节水的目的。人力卸载时，弹簧2弹性势能释放，储气室23中压强降低，单向阀门25由于内外压强差打开，使储气室23又重新充满空气，装置复位。
本发明通过虹吸管和文丘里管配合设计，使马桶在冲水量不大的情况下形成虹吸，主要依靠连杆装置带动活塞对储气室中的气体加压，在喉管中形成高速流动的流体，从而产生吸附作用。快速把马桶中的排泄物快速冲刷排出，达到节水的目的。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于负压排水的冲厕系统，其特征在于，包括机械连杆装置、水箱、盥洗池(8)、废水处理箱(12)、水箱进水管(13)、阀门(14)、浮力杆(15)、漂浮物(16)、塞子(19)、隔板(21)、活塞(22)、储气室(23)、收缩段(24)、单向阀(25)、导管(26)、单向阀(27)、喉管(28)、虹吸弯管(29)、扩散段(30)、排污管(31)和马桶(34)；
所述水箱内通过隔板(21)分成水箱A(32)和水箱B(33)，所述水箱A(32)通过水箱进水管(13)与废水处理箱(12)连接，所述废水处理箱(12)通过管道与盥洗池(8)连接；所述水箱B(33)与自来水管连接；
所述漂浮物(16)和浮力杆(15)位于水箱A(32)内部；所述浮力杆(15)的一端位于漂浮物(16)下方，浮力杆(15)的中部与水箱A(32)的侧壁通过转动副连接，浮力杆(15)的另一端为塞子(19)，所述塞子(19)安装在与水箱B(33)相通的通孔上；所述水箱A(32)底部设置阀门(14)，所述阀门(14)与机械连杆装置的杠杆(7)一端连接；
所述水箱A(32)通过管道与马桶(34)连接，所述马桶(34)通过虹吸弯管(29)与排污管(31)连接；
所述活塞(22)设置在储气室(23)内，所述机械连杆装置的第一连杆(1)的一端与活塞(22)连接，储气室(23)下部为收缩段(24)，收缩段(24)侧壁设置导管(26)，导管(26)中设置第一单向阀(25)，第一单向阀(25)仅允许外界空气进入储气室(23)；排污管(31)与虹吸弯管(29)连接的一端设置扩散段(30)，收缩段(24)与扩散段(30)连接处设置有喉管(28)，喉管(28)设置第二单向阀(27)，第二单向阀(27)仅允许空气从储气室(23)进入喉管(28)；所述虹吸弯管(29)和喉管(28)侧壁连通。
2.根据权利要求1所述的基于负压排水的冲厕系统，其特征在于，所述机械连杆装置包括第一连杆(1)、弹簧(2)、第二连杆(3)、第三连杆(4)、第四连杆(5)、第五连杆(6)和杠杆(7)；
所述第一连杆(1)的另一端固定有滑块，滑块与第二连杆(3)的一端转动副连接、滑块的顶部设有弹簧(2)，所述第二连杆(3)的另一端与第三连杆(4)的一端转动副连接，第三连杆(4)的另一端与支承座转动副连接；所述第四连杆(5)的一端与第二按键(35)连接，另一端分别通过支杆与第三连杆(4)的滑块转动副连接，与第五连杆(6)的滑块连接，所述第五连杆(6)的一端与支承座转动副连接，另一端与杠杆(7)的一端转动副连接。
3.根据权利要求1所述的基于负压排水的冲厕系统，其特征在于，所述盥洗池(8)与废水处理箱(12)连接处设有滤网(9)。
4.根据权利要求1所述的基于负压排水的冲厕系统，其特征在于，所述废水处理箱(12)内从上到下依次设有石英砂层(10)和活性炭层(11)。
5.根据权利要求1所述的基于负压排水的冲厕系统，其特征在于，所述漂浮物(16)为工字型。
6.根据权利要求1所述的基于负压排水的冲厕系统，其特征在于，所述浮力杆(15)位于漂浮物(16)下方的部分为真空或者填充泡沫材料。
7.根据权利要求1所述的基于负压排水的冲厕系统，其特征在于，所述储气室(23)倾斜45°。
8.根据权利要求1所述的基于负压排水的冲厕系统，其特征在于，所述水箱A(32)上设置排气孔。
9.根据权利要求1所述的基于负压排水的冲厕系统，其特征在于，所述水箱A(32)侧壁设置溢出孔(17)，所述溢出孔(17)连通下水道。
10.根据权利要求1所述的基于负压排水的冲厕系统，其特征在于，水箱A(32)上部设置一个紫外线灯(18)。
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