CN110801171B - 一种无动力下沉式微生物生态厕所 - Google Patents

一种无动力下沉式微生物生态厕所 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无动力下沉式微生物生态厕所，包括排泄平台、双层发酵箱、排泄口开关装置、搅拌装置和排风装置；双层发酵箱埋于地下，包括外发酵箱和内发酵箱，内发酵箱的侧壁与外发酵箱的侧壁之间间隔一定距离；排泄平台的下表面与内发酵箱的顶板之间设有多个支撑弹簧；排泄口开关装置包括一对并列布置在内发酵箱的发酵箱排泄口上的排泄门板和用于控制两个排泄门板开合的齿条齿轮组；搅拌装置包括用于搅拌粪污的搅拌桨，以及设置在内发酵箱的侧壁与外发酵箱的侧壁之间、用于驱动搅拌桨转动的搅拌传动齿条和搅拌传动齿轮；排风装置包括负压风机，以及用于驱动负压风机旋转的风机传动齿条和风机传动齿轮。

Description

一种无动力下沉式微生物生态厕所
技术领域
本发明属于环保设备领域，具体的，涉及一种无动力下沉式微生物生态厕所。
背景技术
微生物生态厕所填料中的微生物可以把粪污中的大分子降解为小分子并转化为菌体和气体，抑制并杀死粪污中的有害微生物，吸附、降解、转化粪便中产生的臭味物质。微生物生态环保厕所由于无水冲和可以就地处理粪污的优点，吸引了广泛的关注。但微生物生态环保厕所需要将粪污和含有粪污降解微生物的填料进行充分地混匀，当前混匀方式大部分需要借助太阳能、电能等其他能源提供控制贮粪池开关打开和搅拌的动力，如中国发明专利申请“一种太阳能式微生物生态厕所”(申请公布号CN108374573A)和中国实用新型专利申请“发泡式微生物生态厕所”(授权公告号CN202298835U)，电机的存在增加了生态厕所大量的成本、对安装环境的要求和后期维护的难度，极大地限制了微生物生态厕所的推广。再如中国实用新型专利申请“适用于高寒地区的节能生态环保厕所”(授权公告号：CN204839328U)，利用厕所门轴实现填料和粪污搅拌的方式，需要在厕所外建造一个房屋和单独的门，增加了建造成本。此外，微生物生态厕所由于安装位置分散，导致后期的维护存在一定的困难，不能及时对菌剂功能失效等问题进行及时的处理操作。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种无动力下沉式微生物生态厕所，节水、节能，解决当前微生物厕所中需要外加电力搅拌、安装成本高、造价高、后期维护困难的问题。借助如厕人站上厕所台的自身重力，开启厕所的排泄口，同时对粪污和含有微生物菌剂的填料进行搅拌，并带动负压风机转动。通过气体检测器、排风系统和无线传输模块对厕所实现后期远程维护，扩展了厕所的适用范围，大大节约厕所建造的成本。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种无动力下沉式微生物生态厕所，包括排泄平台1、双层发酵箱2、排泄口开关装置3、搅拌装置4和排风装置。
所述双层发酵箱2埋于地下，包括外发酵箱22和置于外发酵箱22内部的内发酵箱21，所述内发酵箱21的侧壁与外发酵箱22的侧壁之间间隔一定距离；所述内发酵箱21的顶板上设有发酵箱排泄口，内发酵箱21的侧壁上设有至少两个内箱排风口23；外发酵箱22的侧壁上设有至少两个与外界连通的外箱排风口；所述排泄平台1能够上下滑动地安装在外发酵箱22的顶部，且与内发酵箱21的顶板间隔一定距离。
所述排泄平台1上设有与发酵箱排泄口相对应的平台排泄口11；所述排泄平台1的下表面与内发酵箱21的顶板之间设有多个支撑弹簧12。
所述排泄口开关装置3包括一对并列布置在内发酵箱21的发酵箱排泄口上的排泄门板31和用于控制两个排泄门板31开合的齿条齿轮组；所述齿条齿轮组包括排泄门竖直齿条32、排泄门竖直齿轮33、排泄门水平齿条34和排泄门水平齿轮35；所述排泄门竖直齿轮33和排泄门水平齿轮35均由同轴设置的直齿轮和锥齿轮组成。
所述排泄门水平齿轮35通过齿轮轴水平设置在内发酵箱21的顶板上，所述排泄门水平齿条34水平布置，与排泄门水平齿轮35的直齿轮相互啮合，并通过滑轨设置在内发酵箱21的顶板上，排泄门水平齿条34的内端与排泄门板31固接；所述排泄门竖直齿轮33竖直布置，排泄门竖直齿轮33的锥齿轮与排泄门水平齿条34的锥齿轮相互啮合，排泄门竖直齿轮33的齿轮轴设置在外发酵箱22的侧壁之间，所述排泄门竖直齿条32竖直布置，固接在排泄平台1的下表面上，并与排泄门竖直齿轮33的直齿轮相互啮合。
所述搅拌装置4包括至少一个设置在内发酵箱21内用于搅拌粪污的搅拌桨41，以及设置在内发酵箱21的侧壁与外发酵箱22的侧壁之间、用于驱动搅拌桨41转动的搅拌传动齿条43和搅拌传动齿轮44；所述搅拌桨41包括搅拌轴42，搅拌轴42的端部从内发酵箱21的侧壁穿出，所述搅拌轴42的至少一个端部固接有搅拌传动齿轮44；所述搅拌传动齿条43竖直地固接在排泄平台1的下表面上，并与搅拌传动齿轮44相互啮合。
所述排风装置包括至少一个设置在内发酵箱21的内箱排风口23上的负压风机51，以及用于驱动负压风机51旋转的风机传动齿条53和风机传动齿轮54；所述负压风机51、风机传动齿条53和风机传动齿轮54设置在内发酵箱21的侧壁与外发酵箱22的侧壁之间；所述负压风机51的叶片外圆周设有风机外齿轮52；风机传动齿轮54通过齿轮轴设置在内发酵箱21的侧壁上，并与风机外齿轮52相互啮合；所述风机传动齿条53竖直地固接在排泄平台1的下表面上，并与风机传动齿轮54相互啮合。
所述微生物生态厕所进一步包括监测系统，监测系统包括远程平台、用于向远程平台传输数据的无线传输模块，以及设置在内发酵箱21内的多气体检测传感器和液位传感器。
所述多气体检测传感器包括氨气传感器、硫化氢传感器、甲烷传感器。
所述内发酵箱21的内箱排风口23通过排风管与外发酵箱22的外箱排风口连通。
所述内发酵箱21和外发酵箱22的材质为金属，表面涂布防腐蚀油漆。
所述双层发酵箱2的横截面形状为矩形或圆形。
所述厕所进一步包括应急排风驱动电机，应急排风驱动电机的动力输出轴与负压风机51的转轴连接，并通过驱动器与远程平台连接。
所述排泄平台1上进一步设置有附属设施，所述附属设施包括厕纸盒、烟灰盒、手机盒和便于身体不便人员使用的横式扶手和立式扶手。
所述外发酵箱22的尺寸为1m×1m×1.5m～2m×2m×3m，所述内发酵箱21的侧壁与外发酵箱22的侧壁之间间隔为2～30cm。
所述微生物生态厕所适用于体重为20kg～150kg的人群使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明借助人自身的重力，不借助其余电能、太阳能，无需安装电机，达到控制排泄口开关、搅拌混匀微生物填料和粪污，日常发酵箱换气的作用。使微生物生态厕所成本降低、安装简便、温度适应广泛；远程监控，便于后期的维护，微生物作用失效时可以自动启动风机并通知维修人员；并充分考虑了人性化需求，适合多种人群使用。
附图说明
图1为本发明的无动力下沉式微生物生态厕所的结构示意图；
图2为本发明的排泄口开关装置3的结构示意图；
图3为本发明的搅拌装置4的局部结构示意图；
图4为本发明的排风装置的结构示意图。
其中的附图标记为：
1排泄平台 11平台排泄口
12支撑弹簧
2双层发酵箱 21内发酵箱
22外发酵箱 23内箱排风口
3排泄口开关装置 31排泄门板
32排泄门竖直齿条 33排泄门竖直齿轮
34排泄门水平齿条 35排泄门水平齿轮
4搅拌装置 41搅拌桨
42搅拌轴 43搅拌传动齿条
44搅拌传动齿轮
51负压风机
52风机外齿轮 53风机传动齿条
54风机传动齿轮
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
如图1所示，一种无动力下沉式微生物生态厕所，包括排泄平台1、双层发酵箱2、排泄口开关装置3、搅拌装置4、排风装置和监测系统。
所述双层发酵箱2埋于地下，依靠地温维持微生物降解的温度。双层发酵箱2包括外发酵箱22和置于外发酵箱22内部的内发酵箱21，所述内发酵箱21的侧壁与外发酵箱22的侧壁之间间隔一定距离。所述内发酵箱21的顶板上设有发酵箱排泄口(附图中未示出)，内发酵箱21的侧壁上设有至少两个内箱排风口23；外发酵箱22的侧壁上设有至少两个与外界连通的外箱排风口(附图中未示出)；所述排泄平台1能够上下滑动地安装在外发酵箱22的顶部，且与内发酵箱21的顶板间隔一定距离。
优选地，所述内发酵箱21的内箱排风口23通过排风管与外发酵箱22的外箱排风口连通。
优选地，所述内发酵箱21和外发酵箱22的材质为金属，增加了机械结构的安全性和使用寿命，表面涂布防腐蚀油漆。双层结构可以保证微生物厕所在较低环境下的发酵温度，增大了微生物生态厕所的使用温度范围。
优选地，所述双层发酵箱2的横截面形状为矩形或圆形。
所述排泄平台1上设有与发酵箱排泄口相对应的平台排泄口11；所述排泄平台1的下表面与内发酵箱21的顶板之间设有多个支撑弹簧12。
如图2所示，所述排泄口开关装置3包括一对并列布置在内发酵箱21的发酵箱排泄口上的排泄门板31和用于控制两个排泄门板31开合的齿条齿轮组；所述齿条齿轮组包括排泄门竖直齿条32、排泄门竖直齿轮33、排泄门水平齿条34和排泄门水平齿轮35；所述排泄门竖直齿轮33和排泄门水平齿轮35均由同轴设置的直齿轮和锥齿轮组成。
所述排泄门水平齿轮35通过齿轮轴水平设置在内发酵箱21的顶板上，所述排泄门水平齿条34水平布置，与排泄门水平齿轮35的直齿轮相互啮合，并通过滑轨设置在内发酵箱21的顶板上，排泄门水平齿条34的内端与排泄门板31固接；所述排泄门竖直齿轮33竖直布置，排泄门竖直齿轮33的锥齿轮与排泄门水平齿条34的锥齿轮相互啮合，排泄门竖直齿轮33的齿轮轴(附图中未示出)设置在外发酵箱22的侧壁之间，所述排泄门竖直齿条32竖直布置，固接在排泄平台1的下表面上，并与排泄门竖直齿轮33的直齿轮相互啮合。
当有人踩在排泄平台1上时，排泄平台1由于重力作用向下移动，支撑弹簧12被压缩，排泄门竖直齿条32向下移动，带动排泄门竖直齿轮33旋转，排泄门水平齿轮35随之旋转，带动排泄门水平齿条34向外移动，进而使两个排泄门板31分离，将发酵箱排泄口打开；人离开排泄平台1后，支撑弹簧12伸展，使得排泄平台1向上移动，排泄门竖直齿条32向上移动，带动排泄门竖直齿轮33反向旋转，排泄门水平齿轮35随之旋转，带动排泄门水平齿条34向内移动，进而使两个排泄门板31闭合，将发酵箱排泄口关闭。
如图3所示，所述搅拌装置4包括至少一个设置在内发酵箱21内用于搅拌粪污的搅拌桨41，以及设置在内发酵箱21的侧壁与外发酵箱22的侧壁之间、用于驱动搅拌桨41转动的搅拌传动齿条43和搅拌传动齿轮44。所述搅拌桨41包括搅拌轴42，搅拌轴42的端部从内发酵箱21的侧壁穿出，所述搅拌轴42的至少一个端部固接有搅拌传动齿轮44；所述搅拌传动齿条43竖直地固接在排泄平台1的下表面上，并与搅拌传动齿轮44相互啮合。
当有人踩在排泄平台1上时，排泄平台1由于重力作用向下移动，支撑弹簧12压缩，搅拌传动齿条43向下移动，带动搅拌传动齿轮44旋转，搅拌轴42随之旋转，进而使搅拌桨41对粪污进行搅拌，搅拌传动齿条43向下移动至最低位置时，搅拌停止；人离开排泄平台1后，支撑弹簧12伸展，使得排泄平台1向上移动，搅拌传动齿条43向上移动，带动搅拌传动齿轮44反向旋转，搅拌轴42随之反向旋转，进而使搅拌桨41再次对粪污进行搅拌，搅拌传动齿条43向上移动至最高位置时，搅拌停止。
如图4所示，所述排风装置包括至少一个设置在内发酵箱21的内箱排风口23上的负压风机51，以及用于驱动负压风机51旋转的风机传动齿条53和风机传动齿轮54；所述负压风机51、风机传动齿条53和风机传动齿轮54设置在内发酵箱21的侧壁与外发酵箱22的侧壁之间；所述负压风机51的叶片外圆周设有风机外齿轮52；风机传动齿轮54通过齿轮轴设置在内发酵箱21的侧壁上，并与风机外齿轮52相互啮合；所述风机传动齿条53竖直地固接在排泄平台1的下表面上，并与风机传动齿轮54相互啮合。
当有人踩在排泄平台1上时，排泄平台1由于重力作用向下移动，支撑弹簧12压缩，风机传动齿条53向下移动，带动风机传动齿轮54旋转，风机外齿轮52随之旋转，进而使负压风机51转动，由其中一内箱排风口23排风，风机传动齿条53向下移动至最低位置时，排风停止；人离开排泄平台1后，支撑弹簧12伸展，使得排泄平台1向上移动，风机传动齿条53向上移动，带动风机传动齿轮54反向旋转，风机外齿轮52随之反向旋转，进而使负压风机51转动，由其它内箱排风口23排风，风机传动齿条53向上移动至最高位置时，排风停止。
所述监测系统包括远程平台、无线传输模块和设置在内发酵箱21内的多气体检测传感器和液位传感器。所述多气体检测传感器包括氨气传感器、硫化氢传感器、甲烷传感器等，通过无线传输模块将信号传到远程平台。
所述厕所进一步包括应急排风驱动电机，应急排风驱动电机的动力输出轴与负压风机51的转轴连接，并通过驱动器与远程平台连接。监测系统实时监测内发酵箱21内的气体浓度和液位。在气体浓度超过设定值时，远程平台报警，并启动应急排风驱动电机；液位超过设定值时，远程平台报警，通知人员前来清理。
所述排泄平台1上进一步设置有附属设施，所述附属设施包括厕纸盒、烟灰盒、手机盒和便于身体不便人员使用的横式扶手和立式扶手。
所述双层发酵箱2埋在地里，外发酵箱22的尺寸为1m×1m×1.5m～2m×2m×3m，所述内发酵箱21的侧壁与外发酵箱22的侧壁之间间隔为2～30cm，优选为10cm。
所述微生物生态厕所适用于体重为20kg～150kg的人群使用。

Claims (10)

1.一种无动力下沉式微生物生态厕所，其特征在于：该微生物生态厕所包括排泄平台(1)、双层发酵箱(2)、排泄口开关装置(3)、搅拌装置(4)和排风装置；
所述双层发酵箱(2)埋于地下，包括外发酵箱(22)和置于外发酵箱(22)内部的内发酵箱(21)，所述内发酵箱(21)的侧壁与外发酵箱(22)的侧壁之间间隔一定距离；所述内发酵箱(21)的顶板上设有发酵箱排泄口，内发酵箱(21)的侧壁上设有至少两个内箱排风口(23)；外发酵箱(22)的侧壁上设有至少两个与外界连通的外箱排风口；所述排泄平台(1)能够上下滑动地安装在外发酵箱(22)的顶部，且与内发酵箱(21)的顶板间隔一定距离；
所述排泄平台(1)上设有与发酵箱排泄口相对应的平台排泄口(11)；所述排泄平台(1)的下表面与内发酵箱(21)的顶板之间设有多个支撑弹簧(12)；
所述排泄口开关装置(3)包括一对并列布置在内发酵箱(21)的发酵箱排泄口上的排泄门板(31)和用于控制两个排泄门板(31)开合的齿条齿轮组；所述齿条齿轮组包括排泄门竖直齿条(32)、排泄门竖直齿轮(33)、排泄门水平齿条(34)和排泄门水平齿轮(35)；所述排泄门竖直齿轮(33)和排泄门水平齿轮(35)均由同轴设置的直齿轮和锥齿轮组成；
所述排泄门水平齿轮(35)通过齿轮轴水平设置在内发酵箱(21)的顶板上，所述排泄门水平齿条(34)水平布置，与排泄门水平齿轮(35)的直齿轮相互啮合，并通过滑轨设置在内发酵箱(21)的顶板上，排泄门水平齿条(34)的内端与排泄门板(31)固接；所述排泄门竖直齿轮(33)竖直布置，排泄门竖直齿轮(33)的锥齿轮与排泄门水平齿条(34)的锥齿轮相互啮合，排泄门竖直齿轮(33)的齿轮轴设置在外发酵箱(22)的侧壁之间，所述排泄门竖直齿条(32)竖直布置，固接在排泄平台(1)的下表面上，并与排泄门竖直齿轮(33)的直齿轮相互啮合；
所述搅拌装置(4)包括至少一个设置在内发酵箱(21)内用于搅拌粪污的搅拌桨(41)，以及设置在内发酵箱(21)的侧壁与外发酵箱(22)的侧壁之间、用于驱动搅拌桨(41)转动的搅拌传动齿条(43)和搅拌传动齿轮(44)；所述搅拌桨(41)包括搅拌轴(42)，搅拌轴(42)的端部从内发酵箱(21)的侧壁穿出，所述搅拌轴(42)的至少一个端部固接有搅拌传动齿轮(44)；所述搅拌传动齿条(43)竖直地固接在排泄平台(1)的下表面上，并与搅拌传动齿轮(44)相互啮合；
所述排风装置包括至少一个设置在内发酵箱(21)的内箱排风口(23)上的负压风机(51)，以及用于驱动负压风机(51)旋转的风机传动齿条(53)和风机传动齿轮(54)；所述负压风机(51)、风机传动齿条(53)和风机传动齿轮(54)设置在内发酵箱(21)的侧壁与外发酵箱(22)的侧壁之间；所述负压风机(51)的叶片外圆周设有风机外齿轮(52)；风机传动齿轮(54)通过齿轮轴设置在内发酵箱(21)的侧壁上，并与风机外齿轮(52)相互啮合；所述风机传动齿条(53)竖直地固接在排泄平台(1)的下表面上，并与风机传动齿轮(54)相互啮合。
2.根据权利要求1所述的无动力下沉式微生物生态厕所，其特征在于：所述微生物生态厕所进一步包括监测系统，监测系统包括远程平台、用于向远程平台传输数据的无线传输模块，以及设置在内发酵箱(21)内的多气体检测传感器和液位传感器。
3.根据权利要求2所述的无动力下沉式微生物生态厕所，其特征在于：所述多气体检测传感器包括氨气传感器、硫化氢传感器、甲烷传感器。
4.根据权利要求1所述的无动力下沉式微生物生态厕所，其特征在于：所述内发酵箱(21)的内箱排风口(23)通过排风管与外发酵箱(22)的外箱排风口连通。
5.根据权利要求1所述的无动力下沉式微生物生态厕所，其特征在于：所述内发酵箱(21)和外发酵箱(22)的材质为金属，表面涂布防腐蚀油漆。
6.根据权利要求1所述的无动力下沉式微生物生态厕所，其特征在于：所述双层发酵箱(2)的横截面形状为矩形或圆形。
7.根据权利要求1所述的无动力下沉式微生物生态厕所，其特征在于：所述厕所进一步包括应急排风驱动电机，应急排风驱动电机的动力输出轴与负压风机(51)的转轴连接，并通过驱动器与远程平台连接。
8.根据权利要求1所述的无动力下沉式微生物生态厕所，其特征在于：所述排泄平台(1)上进一步设置有附属设施，所述附属设施包括厕纸盒、烟灰盒、手机盒和便于身体不便人员使用的横式扶手和立式扶手。
9.根据权利要求1所述的无动力下沉式微生物生态厕所，其特征在于：所述外发酵箱(22)的尺寸为1m×1m×1.5m～2m×2m×3m，所述内发酵箱(21)的侧壁与外发酵箱(22)的侧壁之间间隔为2～30cm。
10.根据权利要求1所述的无动力下沉式微生物生态厕所，其特征在于：所述微生物生态厕所适用于体重为20kg～150kg的人群使用。
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