CN107687452B - 一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法 - Google Patents

一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法 Download PDF

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Abstract

一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法，包括呈竖直状设置的射流泵泵体，该射流泵泵体的内部开设有漏斗状的上部出水管路和竖直管状的下部进水管路，上部出水管路与下部进水管路相通，下部进水管路的下端设置有活塞式喷嘴组件，该组件的下部与自来水管路连通，射流泵泵体下部一侧壳体上开设有通孔，该通孔一端连通了射流泵泵体内部的下部进水管路及活塞式喷嘴组件的上部空间，通孔另一端则通过软管与中水供给装置连通。本发明可有效地防止喷嘴堵塞，且本发明具有止回阀功能，可防止中水流入自来水管路，避免水污染，另外本发明设计的多喷嘴可形成多股射流，增加自来水流与中水流的接触面积，提高对中水的混合抽吸效率。

Description

一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法
技术领域
本发明涉及一种节水环保装置，尤其涉及一种应用于城市家庭用水的中水回收再利用系统的防堵射流泵及其相关的防堵方法。
背景技术
目前，随着我国经济的不断发展，工业化、城市化的进程不断加快，城市家庭的用水量及污水排放量不断增加，而水资源短缺的现象日益严重，加上天灾、水污染等各种因素，故节约用水已成为每个公民应尽的义务。
城市家庭的水回收再利用系统是节约用水、解决水资源短缺的有效途径之一。但由于城市建设的顺序，以及存在各种旧区都需要加装或改造水回收再利用系统，所以整个城市规模范围的水回收再利用工程的建设需要大量的人力、物力和财力，新造房屋直接加装水回收再利用系统，而旧区则需要对现有的管道进行改造，这就使得水回收再利用的总体成本居高不下，甚至超过了一段时间内的自来水用价，故难以有效的普及。
而根据相关资料统计，家庭日常用水中，厨房及盥洗用水约占36％，冲厕用水约占31％，这种可在一定范围内重复使用的非饮用水。被称之为“中水”。如果能将厨房、盥洗用水中相对干净的中水收集起来，用于冲厕，将节约大量的水资源，并减少城市污水处理压力。而现有的家用中水回收再利用系统存在不少问题，具体如下：
1.易堵塞的问题：
适合家庭的中水回收再利用系统的泵体尺寸较小，其喷嘴直径更加小，仅1～2mm左右，很容易被堵塞。但如果在泵体的上游增加空隙1～2mm左右的过滤网，会对水压造成加大的损失，从而影响射流泵的工作。而且过滤网的清理也较麻烦。
2.由于喷嘴易堵塞导致阻止了中水回流入自来水管网的问题：
中水为非饮用水，故仅可以用来冲刷便器或近似功能，所以不能进入自来水管网，否则会造成水污染，因此为了防止喷嘴堵塞造成的中水回流，则需要另外配备止回阀，这样就增加了安装空间和成本。
3.效率低的问题：
普通的泵体由于尺寸较小导致效率较低，注满水箱的时间太长，中水的混入比例和效率均有待提高。
综上所述，现需要一种新型的中水资源回收再利用装置，能有效地节约用水，且需要易于安装，维护成本低，投资小，易于推广、无污染。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法，通过该设置有活塞式喷嘴的射流泵，形成家庭式的中水回收再利用系统，本发明可以利用自来水管中的供水压力作为动力，将预先收集的家庭洗衣、洗澡等产生的中水卷带吸入便器水箱，利用自来水流经射流泵所产生的负压将中水吸入并与自来水混合送入水箱用于后续冲厕，且能有效地防堵塞。另外，本发明无需改变供排水管路，不消耗电能，方便、小型，易于安装，维护成本低，投资小，易于推广。
本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法的具体结构及使用方法如下所述：
一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，包括一呈竖直状设置的射流泵泵体，其特征在于：
所述的射流泵泵体的内部开设有竖直状的进水管路，该进水管路中段以上的上部出水管路为漏斗状，而进水管路中段以下的下部进水管路为垂直管状，且上部出水管路与下部进水管路相通；
所述的射流泵泵体的上部出水管路的上端通过一双内丝活接头与便器水箱的进水管连接且管路相通，而射流泵泵体的下部进水管路的下端则设置有一活塞式喷嘴组件，该活塞式喷嘴组件的下部与外部的家庭用的自来水管路连接且管路相通；
所述的射流泵泵体在其下部一侧的壳体上开设有通孔，该通孔的一端连通了射流泵泵体内部的下部进水管路及活塞式喷嘴组件的上部空间，通孔的另一端通过一软管与一中水供给装置连通。
根据本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，其特征在于，所述的活塞式喷嘴组件包括喷嘴壳体、密封圈和带止回阀功能的活塞构件，其中，喷嘴壳体的上部正对了下部进水管路的下端，密封圈分别套接在喷嘴壳体的外表面和活塞构件处，喷嘴壳体的上部为锥体状，喷嘴壳体的中部至下部则为圆柱体状，喷嘴壳体的锥体状的顶部和圆柱体状的底部均开设有水流通孔，而喷嘴壳体的内部为中空式设计，活塞构件则设置在喷嘴壳体的内部。
根据本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，其特征在于，所述的活塞构件包括活塞安装固定件、喷嘴活塞和止回活塞，其中，活塞安装固定件为竖直设置的扁圆柱体状，围绕着该扁圆柱体状的活塞安装固定件的中心开设有呈60°圆周均布式且贯通扁圆柱体上下面的6个通水孔，整个活塞安装固定件呈固定式的设置在喷嘴壳体内部的中段位置，活塞安装固定件的中部为通孔式设计，喷嘴活塞和止回活塞则分别设置在活塞安装固定件中部通孔内的上部和下部，且喷嘴活塞和止回活塞可在该中部通孔内上下移动，喷嘴活塞的上部开设有定位锥台，该定位锥台的锥面上呈60°圆周均布式开设有6条过水凹槽，且定位锥台底部的直径大于活塞安装固定件中部通孔的直径，而定位锥台顶部的直径则略小于喷嘴壳体顶部的水流通孔的直径，止回活塞上套接有密封圈。
根据本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，其特征在于，所述的上部出水管路下端的直径与下部进水管路上端的直径相等。
一种用于中水资源回收再利用的射流泵防堵方法，基于上述的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，其具体如下所述：
1)当便器水箱的进水阀门开启时，自来水流在压力作用下形成高速水射流从喷嘴壳体底部的水流通孔进入并经过通水孔，顶升止回活塞及喷嘴活塞，此时的喷嘴活塞上部的定位锥台的顶部则顶入喷嘴壳体顶部的水流通孔，自来水流从过水凹槽流出并进入射流泵泵体内的下部进水管路及后续的上部出水管路，在射流泵泵体内形成负压，中水流在负压的作用下从中水供给装置通过软管将中水流送入射流泵泵体内部的下部进水管路，然后被吸入射流泵泵体的吸入室，并与自来水流在喉管混合，最后通过便器水箱的进水管进入便器水箱，使得中水资源回收再利用；
2)上述方法中，活塞式喷嘴组件的通水孔、定位锥台和过水凹槽实现了多喷嘴，活塞式喷嘴组件可以将大喷嘴射流分割成多个小喷嘴射流，提高效率，另外，活塞构件的设计使得活塞式喷嘴组件具有止回阀功能，防止了中水回流至自来水管路，避免了水污染。
根据本发明的一种用于中水资源回收再利用的射流泵防堵方法，其特征在于，在非工作状态下，喷嘴活塞和止回活塞因为重力的作用而自然下降，使得喷嘴的空间得以恢复，若有堵塞物就会自然脱落，工作状态时活塞式喷嘴组件往复运动，从而起到了防堵的作用。
使用本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法获得了如下有益效果：
1.本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法所设计的活塞式喷嘴组件，由于便器用水是间隙式而非连续的，故在非工作状态下，喷嘴活塞和止回活塞因为重力的作用而自然下降，使得喷嘴的空间得以恢复，若有堵塞物就会自然脱落，工作状态时活塞式喷嘴组件往复运动，从而起到了防堵的作用；
2.本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法，其活塞构件的设计使得活塞式喷嘴组件具有止回阀功能，阻止流体流动，防止了中水回流至自来水管路，避免了水污染；
3)本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法，其设计的活塞安装固定件的通水孔配合喷嘴活塞的定位锥台的过水凹槽，形成多喷嘴、多股射流，提高了自来水流与中水流的接触面积，有利于对中水的混合抽吸作用，大大提高了效率。
附图说明
图1为本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法的装置部分的具体结构示意图；
图2为一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法的活塞式喷嘴组件的非工作状态具体结构示意图；
图3为一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法的活塞式喷嘴组件的工作状态具体结构示意图；
图4为一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法的活塞式喷嘴组件的活塞安装固定件的横向剖面图；
图5为一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法的活塞式喷嘴组件的喷嘴活塞的具体结构示意图。
图中：1-射流泵泵体，1a-上部出水管路，1b-下部进水管路，2-双内丝活接头，3-软管，4-中水供给装置，A-活塞式喷嘴组件，A1-喷嘴壳体，A2-密封圈，A3-活塞构件，A11-水流通孔，A31-活塞安装固定件，A31a-通水孔，A32-喷嘴活塞，A32a-定位锥台，A32b-过水凹槽，A33-止回活塞。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法做进一步的描述。
实施例
如图1～图5所示，一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，包括一呈竖直状设置的射流泵泵体1，该射流泵泵体的内部开设有竖直状的进水管路，该进水管路中段以上的上部出水管路1a为漏斗状，而进水管路中段以下的下部进水管路1b为竖直管状，且上部出水管路与下部进水管路相通；
射流泵泵体1的上部出水管路1a的上端通过一双内丝活接头2与座便器水箱的进水管连接且管路相通，而射流泵泵体的下部进水管路1b的下端则设置有一活塞式喷嘴组件A，该活塞式喷嘴组件的下部与外部的家庭用的自来水管路连接且管路相通；
射流泵泵体1在其下部一侧的壳体上开设有通孔，该通孔的一端连通了射流泵泵体内部的下部进水管路1b及活塞式喷嘴组件A的上部空间，通孔的另一端通过一软管3与一中水供给装置4连通。
活塞式喷嘴组件A包括喷嘴壳体A1、密封圈A2和带止回阀功能的活塞构件A3，其中，喷嘴壳体的上部正对了下部进水管路1b的下端，密封圈分别套接在喷嘴壳体的外表面和活塞构件处，喷嘴壳体的上部为锥体状，喷嘴壳体的中部至下部则为圆柱体状，喷嘴壳体的锥体状的顶部和圆柱体状的底部均开设有水流通孔A11，而喷嘴壳体的内部为中空式设计，活塞构件A3则设置在喷嘴壳体的内部。
活塞构件A3包括活塞安装固定件A31、喷嘴活塞A32和止回活塞A33，其中，活塞安装固定件为竖直设置的扁圆柱体状，围绕着该扁圆柱体状的活塞安装固定件的中心开设有呈60°圆周均布式且贯通扁圆柱体上下面的6个通水孔A31a，整个活塞安装固定件呈固定式的设置在喷嘴壳体A1内部的中段位置，活塞安装固定件的中部为通孔式设计，喷嘴活塞和止回活塞则分别设置在活塞安装固定件中部通孔内的上部和下部，且喷嘴活塞和止回活塞可在该中部通孔内上下移动，喷嘴活塞的上部开设有定位锥台A32a，该定位锥台的锥面上呈60°圆周均布式开设有6条过水凹槽A32b，且定位锥台底部的直径大于活塞安装固定件中部通孔的直径，而定位锥台顶部的直径则略小于喷嘴壳体顶部的水流通孔A11的直径，止回活塞上套接有密封圈A2。
上部出水管路1a下端的直径与下部进水管路1b上端的直径相等。
一种用于中水资源回收再利用的射流泵防堵方法，基于上述的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，其具体如下所述：
1)如图3所示，当便器水箱的进水阀门开启时，自来水流在压力作用下形成高速水射流从喷嘴壳体A1底部的水流通孔A11进入并经过通水孔A31a，顶升止回活塞A33及喷嘴活塞A32，此时的喷嘴活塞上部的定位锥台A32a的顶部则顶入喷嘴壳体顶部的水流通孔，自来水流从过水凹槽A32b流出并进入射流泵泵体1内的下部进水管路1b及后续的上部出水管路1a(图中由下至上的连续箭头即为水流方向)，在射流泵泵体1内形成负压，中水流在负压的作用下从中水供给装置4通过软管3将中水流送入射流泵泵体内部的下部进水管路1b，然后被吸入射流泵泵体的吸入室，并与自来水流在喉管混合，最后通过便器水箱的进水管进入便器水箱，使得中水资源回收再利用；
2)上述方法中，活塞式喷嘴组件A的通水孔A31a、定位锥台A32a和过水凹槽A32b实现了多喷嘴，活塞式喷嘴组件可以将大喷嘴射流分割成多个小喷嘴射流，提高效率，另外，活塞构件A3的设计使得活塞式喷嘴组件具有止回阀功能，防止了中水回流至自来水管路，避免了水污染。
在非工作状态下，喷嘴活塞A32和止回活塞A33因为重力的作用而自然下降，使得喷嘴的空间得以恢复，若有堵塞物就会自然脱落，工作状态时活塞式喷嘴组件往复运动，从而起到了防堵的作用。
本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法所设计的活塞式喷嘴组件，可有效的防堵塞，且本发明的活塞构件的设计使得活塞式喷嘴组件具有止回阀功能，阻止流体流动，防止了中水回流至自来水管路，避免了水污染，另外本发明设计的活塞安装固定件的通水孔配合喷嘴活塞的定位锥台的过水凹槽，形成多喷嘴、多股射流，提高了自来水流与中水流的接触面积，有利于对中水的混合抽吸作用，大大提高了效率。
以我国水资源紧缺的北京市为例分析采用本系统后所产生的经济和社会效益。
(1)经济效益方面
按照大部分家庭所使用的3/6L节水马桶计算[4]。对于一个三口之家，保守估算，每天小便耗水量3L×5×3＝45L，每天大便耗水量6L×3＝18L，合计冲水63L。如果采用本本发明实现3：5的中水、净水混合，则每年节水量为63L×365×37.5％＝8623L≈8.623吨。按北京市5元/吨水价计，每年节省水费8.623×5元＝43.12元。这看似不多，但如果该方案推广到大部分家庭，长期使用所产生的经济效益还是很可观的。对于那些老式马桶，由于其用水量大，采用本发明后所节省的费用将更加明显。
(2)社会效益方面
根据北京市水务局发布的《2014年北京市水资源公报》，2014年北京全市居民生活用水量17.0亿m3，全市污水排放量为16.15亿m3。若按冲厕用水量占居民用水总量的31％计算，则使用本发明可节省居民生活用水31％×37.5％＝11.6％，节水量为17.0×11.6％＝1.98亿m3；同时也减少了等量的污水排放，其减排量约占全市污水排放量的12.2％。由此可见，采用本发明节约水资源和减少污水排放的效果是明显的，所产生的社会效益更是显著的。
本发明的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵及其防堵方法，可应用于各种中水资源回收再利用领域，其使用的标准化零件比例高，而非标零件结构简单，容易加工，成本较低，另外，该本发明不需要对现有家庭自来水管网和便器作大的改动，安装、使用和维护方便，容易推广。

Claims (6)

1.一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，包括一呈竖直状设置的射流泵泵体(1)，其特征在于：
所述的射流泵泵体(1)的内部开设有竖直状的进水管路，该进水管路中段以上的上部出水管路(1a)为漏斗状，而进水管路中段以下的下部进水管路(1b)为竖直管状，且上部出水管路与下部进水管路相通；
所述的射流泵泵体(1)的上部出水管路(1a)的上端通过一双内丝活接头(2)与便器水箱的进水管连接且管路相通，而射流泵泵体的下部进水管路(1b)的下端则设置有一活塞式喷嘴组件(A)，该活塞式喷嘴组件的下部与外部的家庭用的自来水管路连接且管路相通；
所述的射流泵泵体(1)在其下部一侧的壳体上开设有通孔，该通孔的一端连通了射流泵泵体内部的下部进水管路(1b)及活塞式喷嘴组件(A)的上部空间，通孔的另一端通过一软管(3)与一中水供给装置(4)连通。
2.如权利要求1所述的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，其特征在于，所述的活塞式喷嘴组件(A)包括喷嘴壳体(A1)、密封圈(A2)和带止回阀功能的活塞构件(A3)，其中，喷嘴壳体的上部正对了下部进水管路(1b)的下端，密封圈分别套接在喷嘴壳体的外表面和活塞构件处，喷嘴壳体的上部为锥体状，喷嘴壳体的中部至下部则为圆柱体状，喷嘴壳体的锥体状的顶部和圆柱体状的底部均开设有水流通孔(A11)，而喷嘴壳体的内部为中空式设计，活塞构件(A3)则设置在喷嘴壳体的内部。
3.如权利要求2所述的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，其特征在于，所述的活塞构件(A3)包括活塞安装固定件(A31)、喷嘴活塞(A32)和止回活塞(A33)，其中，活塞安装固定件为竖直设置的扁圆柱体状，围绕着该扁圆柱体状的活塞安装固定件的中心开设有呈60°圆周均布式且贯通扁圆柱体上下面的6个通水孔(A31a)，整个活塞安装固定件呈固定式的设置在喷嘴壳体(A1)内部的中段位置，活塞安装固定件的中部为通孔式设计，喷嘴活塞和止回活塞则分别设置在活塞安装固定件中部通孔内的上部和下部，且喷嘴活塞和止回活塞可在该中部通孔内上下移动，喷嘴活塞的上部开设有定位锥台(A32a)，该定位锥台的锥面上呈60°圆周均布式开设有6条过水凹槽(A32b)，且定位锥台底部的直径大于活塞安装固定件中部通孔的直径，而定位锥台顶部的直径则略小于喷嘴壳体顶部的水流通孔(A11)的直径，止回活塞上套接有密封圈(A2)。
4.如权利要求1所述的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，其特征在于，所述的上部出水管路(1a)下端的直径与下部进水管路(1b)上端的直径相等。
5.一种用于中水资源回收再利用的射流泵防堵方法，基于上述权利要求3所述的一种用于中水资源回收再利用的防堵射流泵，其具体如下所述：
1)当便器水箱的进水阀门开启时，自来水流在压力作用下形成高速水射流从喷嘴壳体(A1)底部的水流通孔(A11)进入并经过通水孔(A31a)，顶升止回活塞(A33)及喷嘴活塞(A32)，此时的喷嘴活塞上部的定位锥台(A32a)的顶部则顶入喷嘴壳体顶部的水流通孔，自来水流从过水凹槽(A32b)流出并进入射流泵泵体(1)内的下部进水管路(1b)及后续的上部出水管路(1a)，在射流泵泵体(1)内形成负压，中水流在负压的作用下从中水供给装置(4)通过软管(3)将中水流送入射流泵泵体内部的下部进水管路，然后被吸入射流泵泵体的吸入室，并与自来水流在喉管混合，最后通过便器水箱的进水管进入便器水箱，使得中水资源回收再利用；
2)上述方法中，活塞式喷嘴组件(A)的通水孔(A31a)、定位锥台(A32a)和过水凹槽(A32b)实现了多喷嘴，活塞式喷嘴组件可以将大喷嘴射流分割成多个小喷嘴射流，提高效率，另外，活塞构件(A3)的设计使得活塞式喷嘴组件具有止回阀功能，防止了中水回流至自来水管路，避免了水污染。
6.如权利要求5所述的一种用于中水资源回收再利用的射流泵防堵方法，其特征在于，在非工作状态下，喷嘴活塞(A32)和止回活塞(A33)因为重力的作用而自然下降，使得喷嘴的空间得以恢复，若有堵塞物就会自然脱落，工作状态时活塞式喷嘴组件往复运动，从而起到了防堵的作用。
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