CN111691520A - 一种真空排污系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空排污系统，包括马桶体、安装在马桶体内的冲水管路系统、延时控制器、空气过滤器、气控水阀及真空排污阀；所述冲水管路系统包括贯穿气控水阀并延伸至马桶体内的进水管路、由马桶体内贯穿真空排污阀并向外延伸的真空下水管路；所述延时控制器上设置有与空气过滤器连接的大气管路接口、通过单向真空阀与真空下水管路连接的真空管路接口、与气控水阀连接的第一气路接口及与真空排污阀连接的第二气路接口；本发明使得真空排污系统在排污时避免了国外采用的气体压力差进行换能，也不需要电磁阀、电池、太阳能、风能等其他控制方式和能源类型，投入成本低；同时结构设计紧凑，空间占用率小，零部件种类和数量少，可靠性高。

Description

一种真空排污系统

技术领域

本发明涉及真空厕所相关设备的排污系统技术领域，特别涉及一种真空排污系统。

背景技术

真空排污系统是通过切换控制器腔室内的部分真空和大气压力的交替，以便实现真空排污阀和冲洗水阀的打开(工作状态)和闭合(非工作状态)，其中控制装置起着重要的作用，控制装置的控制过程在于：操控真空排污阀，使得真空马桶中的粪便或其它气液固体从真空厕所相关设备中排出到真空收集装置(如中间容器、跟随的真空废水罐中)或者真空下水道中，与此同时操控冲洗水阀，以便将冲洗水冲洗真空厕所相关设备腔体相关腔室。

现有技术中已存在真空马桶相关控制装置，其主要存在如下缺陷：

(1)控制装置中各个单元相对独立，元件数量多、规格数量也大，个别零部件是与其它零部件进行配合动作的可动零部件，而且结构尺寸比较小，容易损坏，导致控制器结构复杂、成本高、使用寿命短、可靠性低、制造和维修保养费用高；

(2)装置装配完成后无法手动调节延时时间，且无法实现功能选择；

(3)手动按钮杆与装置配合孔之间的间隙中因负压压力作用而外侧吸入一定的空气，而空气中的灰尘等较重的污染物会通过配合间隙进入负压室，进而附着在装置内部的零件中，造成相关零部件的动作失效，进而影响动作精度；

(4)容易由于压差波动引起膜片组件压力差不稳定而出现了误动作，若增设储压罐，则无形之中增加了产品空间和产品成本，以及故障率，因此本发明研制了一种真空排污系统，以解决现有技术中存在的问题，经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。

发明内容

本发明目的是：提供一种真空排污系统，以解决现有技术中真空排污系统内部结构设计不合理占用空间大、投入成本以及维护成本过高、功能性差、且易导致精度差以及故障率高的问题。

本发明的技术方案是：一种真空排污系统，包括马桶体、安装在马桶体内的冲水管路系统、控制冲水管路系统工作的延时控制器、与延时控制器连接的空气过滤器、气控水阀及真空排污阀；所述冲水管路系统包括贯穿气控水阀并延伸至马桶体内的进水管路、由马桶体内贯穿真空排污阀并向外延伸的真空下水管路；所述延时控制器上设置有与空气过滤器连接的大气管路接口、通过单向真空阀与真空下水管路连接的真空管路接口、与气控水阀连接的第一气路接口及与真空排污阀连接的第二气路接口。

优选的，所述延时控制器包括壳体、安装在壳体内的大冲水按钮组件、小冲水按钮组件、通过大冲水按钮组件及小冲水按钮组件分别独立控制实现活塞运动的膜片组件及滑阀组件、安装在壳体内的一对针阀组件及一对单向阀组件。

优选的，所述壳体内包括由上至下依次设置的一对第一空腔、第二空腔及第三空腔；一对所述第一空腔上端设置有相连通的中空连接轴；所述第二空腔与第一空腔之间设置有相连通的第一内孔，所述第三空腔与第二空腔之间设置有相连通的第二内孔；所述真空管路接口与第二空腔相连通，所述大气管路接口、第一气路接口及第二气路接口设置在壳体下方，并均与第三空腔相连通；所述大冲水按钮组件及小冲水按钮组件结构相同且对称安装，包括依次贯穿中空连接轴、第一空腔、第一内孔并延伸至第二空腔内的按钮、套设在按钮处在第一空腔内外侧的第一复位弹簧；所述膜片组件设置在第二空腔内，包括由上至下依次设置的上压板、膜片、下压板及设置在下压板下方的第二复位弹簧；所述滑阀组件与下压板固定连接，并贯穿第二内孔延伸至第三空腔内，包括阀杆、与阀杆下端固定连接的阀瓣及密封压板；所述阀瓣设置在第三空腔内，并与大气管路接口同轴设置；一对所述针阀组件及单向阀组件设置在壳体上端，并分别与第一空腔相连通，所述针阀组件包括控制气体进入第一空腔流速的针阀阀芯；所述单向阀组件包括实现气体从第一空腔内流出的钢球、压缩弹簧及内调整螺丝。

优选的，所述气控水阀上设置有第三气路接口、进水口及出水口，所述第三气路接口与第一气路接口相连，所述进水管路连通进水口与出水口。

优选的，所述真空排污阀设置有第四气路接口、进污口及排污口，所述第四气路接口与第二气路接口相连，所述真空下水管路连通进污口与排污口。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)本发明将延时控制器应用在真空排污系统中，使得真空排污系统在排污时避免了国外采用的气体压力差进行换能，也不需要电磁阀、电池、太阳能、风能等其他控制方式和能源类型，投入成本低；同时结构设计紧凑，空间占用率小，零部件种类和数量少，可靠性高。

(2)操作延时控制器时，可以进行功能的选择，由于设计了由大冲水按钮组件及小冲水按钮组件构成的双控制按钮，使其具有大冲水模式(比如排便)和小冲水模式(比如小便)的选择功能

(3)大冲水模式具有一定的互锁和防误操作(防呆)功能，小冲水模式具有后悔功能，该功能适用于不熟悉马桶使用的初级用户，以及误操作的老用户。

(4)由于双控制按钮所触发的大冲水模式和小冲水模式，以及后悔功能的存在，使得结构能够实现高效节水。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述的一种真空排污系统的结构示意图；

图2为本发明所述延时控制器的结构示意图；

图3为本发明所述延时控制器的剖面图；

图4为本发明所述大冲水按钮组件及小冲水按钮组件的设置结构示意图；

图5为本发明所述延时控制器的A-A视图；

图6为本发明所述膜片组件及滑阀组件的设置结构示意图；

图7为本发明所述针阀组件及单向阀组件的设置结构示意图。

其中：1、马桶体；

11、马桶盖；

2、冲水管路系统；

21、进水管路，22、真空下水管路，23、单向真空阀；

3、延时控制器；

31、壳体，32、大冲水按钮组件，33、小冲水按钮组件，34、膜片组件，35、滑阀组件，36、针阀组件，37、单向阀组件；

310、第一空腔，311、第二空腔，312、第三空腔，313、中空连接轴，314、第一内孔，315、第二内孔，316、真空管路接口，317、大气管路接口，318、第一气路接口，319、第二气路接口；

320、按钮，321、第一复位弹簧，322、活塞部，323、第一空气管路，324、第二空气管路，325、第三空气管路，326、第四空气管路；

341、上压板，342、膜片，343、下压板，344、第二复位弹簧；

351、阀杆，352、阀瓣，353、密封压板；

361、针阀阀芯，362、调节旋钮，363、锥形端头；

371、钢球，372、压缩弹簧，373、内调整螺丝；

4、空气过滤器；

5、气控水阀；

51、第三气路接口，52、进水口，53、出水口；

6、真空排污阀；

61、第四气路接口，62、进污口，63、排污口；

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

如图1所示，一种真空排污系统，包括马桶体1、安装在马桶体1内的冲水管路系统2、控制冲水管路系统2工作的延时控制器3、与延时控制器3连接的空气过滤器4、气控水阀5及真空排污阀6；马桶体1上端设置有可翻转的马桶盖11；冲水管路系统2包括贯穿气控水阀5并延伸至马桶体1内的进水管路21、由马桶体1内贯穿真空排污阀6并向外延伸的真空下水管路22；延时控制器3上设置有与空气过滤器4连接的大气管路接口317、通过单向真空阀23与真空下水管路22连接的真空管路接口316、与气控水阀5连接的第一气路接口318及与真空排污阀6连接的第二气路接口319。

如图2、图3所示，延时控制器3包括壳体31、安装在壳体31内的大冲水按钮组件32、小冲水按钮组件33、通过大冲水按钮组件32及小冲水按钮组件33分别独立控制实现活塞运动的膜片组件34及滑阀组件35、安装在壳体31内的一对针阀组件36及一对单向阀组件37。

如图3所示，壳体31内包括由上至下依次设置的一对第一空腔310、第二空腔311及第三空腔312；一对所述第一空腔310上端设置有相连通的中空连接轴313；第二空腔311与第一空腔310之间设置有相连通的第一内孔314，第三空腔312与第二空腔311之间设置有相连通的第二内孔315；真空管路接口316与第二空腔311相连通，大气管路接口317、第一气路接口318及第二气路接口319设置在壳体31下方，并均与第三空腔312相连通；其中，中空连接轴313、第一空腔310及第一内孔314同轴设置，用于安装大冲水按钮组件32及小冲水按钮组件33；第二空腔311、第二内孔315、第三空腔312及大气管路接口317同轴设置，用于安装膜片组件34及滑阀组件35。

如图4所示，大冲水按钮组件32及小冲水按钮组件33结构相同且对称安装，包括依次贯穿中空连接轴313、第一空腔310、第一内孔314并延伸至第二空腔311内的按钮320、套设在按钮320处在第一空腔310内外侧的第一复位弹簧321；按钮320还包括处在第一空腔310内的活塞部322，第一复位弹簧321设置在活塞部322的下方；如图5所示，活塞部322的上方设置有与第一空腔310相连通的第一空气管路323；活塞部322的下方设置有与第一空腔310相连通的第二空气管路324及第三空气管路325，其中第三空气管路325侧边还设置有相连通的第四空气管路326。

如图6所示，膜片组件34与滑阀组件35组装构成整体结构，并能够通过大冲水按钮组件32及小冲水按钮组件33驱动实现活塞式运动，其中膜片组件34设置在第二空腔311内，包括由上至下依次设置的上压板341、膜片342、下压板343及设置在下压板343下方的第二复位弹簧344，膜片342端面上设置有通孔；滑阀组件35与下压板343固定连接，并贯穿第二内孔315延伸至第三空腔312内，包括阀杆351、与阀杆351下端固定连接的阀瓣352及密封压板353；第二复位弹簧344套设在阀杆351外侧，该阀杆351贯穿第二内孔315并延伸至第三空腔312内，与第二内孔315贴合的外壁上设置有若干沿竖直方向设置的缺口；阀瓣352设置在第三空腔312内，并与大气管路接口317同轴设置；密封压板353固定在阀瓣352上端，当运动至最上端时，能够阻隔第二空腔311与第三空腔312。

一对针阀组件36及单向阀组件37设置在壳体31上端，并分别与第一空腔310相连通，其中针阀组件36安装在第三空气管路325中，单向阀组件37安装在第二空气管路324中；如图7所示，针阀组件36包括控制气体进入第一空腔310流速的针阀阀芯361，针阀阀芯361外侧端具有调节旋钮362，内侧端具有锥形端头363，锥形端头363延伸至第三空气管路325与第四空气管路326汇流处的内侧端，通过旋拧调节旋钮362，能够控制锥形端头363与第三空气管路325侧壁形成的锥形缝隙的大小，从而控制流量；单向阀组件37用于实现气体从第一空腔310内流出，其结构包括由内而外依次设置的钢球371、压缩弹簧372及内调整螺丝373，常态下钢球371起到封堵作用，而内调整螺丝373中部也设置有出气通道，高压状态下，高压气体推动钢球371，并从出气通道流出。

本实施例中，延时控制器3的详细结构可参考专利号为202010655551.7的中国发明专利，即一种用于真空厕所相关设备的弹簧阻尼延时控制装置。

如图1所示，气控水阀5上设置有第三气路接口51、进水口52及出水口53，第三气路接口51与第一气路接口318相连，进水管路21连通进水口52与出水口53；真空排污阀6设置有第四气路接口61、进污口62及排污口63，第四气路接口61与第二气路接口319相连，真空下水管路22连通进污口62与排污口63；第三气路接口51及第四气路接口61通真空后，能够实现气控水阀5及真空排污阀6的打开，实现真空排污系统的工作。

本发明中的工作原理具体如下(以按压大冲水按钮组件32为例)：

首先，如图3所示，将第一空腔310中活塞部322上端的空间设置为腔室A，活塞部322下端的空间设置为腔室B；将第二空腔311中膜片342上方的空间设置为腔室C，膜片342下方的空间设置为腔室D；将第三空腔312设置为腔室E。

(1)按压按钮320，此时腔室A中空间变大，其中的空气处于低压状态，则外界空气通过第一空气管路323进入腔室A中，实现内外部气压一致；与此同时，腔室B中的空间变小，其中的空气处于压缩状态，因而气压比外界大气压高，腔室B中的高压气体打开了位于第二空气管道端部的单向阀组件37，而将气体快速排出至外界，最终实现内外部气压一致，而活塞部322受到的总的压差产生的压力可以忽略不计，只要确保单向阀组件37打开压力很小即可；

(2)按钮320推动膜片组件34及滑阀组件35向下运动，运动过程中，腔室C及腔室D采用膜片342上面的通孔进行联通，实现真空度值一致，以便在膜片组件34上下表面上产生的压力值一致，进而抵消掉真空压力对膜片组件34总合力值的影响；在向下运动的过程中，阀瓣352进入大气管路接口317实现了封堵，而密封压板353与第三空腔312上端面之间产生间隙，且阀杆351侧壁上设置的缺口能够实现腔室D和腔室E的联通，进而实现了真空管路接口316与第一气路接口318及第二气路接口319的连通，由于真空管路接口316通过单向真空阀23与真空下水管路22连通，提供了必要的真空压力，从而能够引起气控水阀5及真空排污阀6的打开；

(3)气控水阀5与真空排污阀6打开后，水从进水管路21进入气控水阀5并最终进入马桶体1内对马桶体1进行冲洗，清洗完成的废液经过真空排污阀6并最终沿真空下水管路22排出即可。

(4)接着大冲水按钮组件32开始复位，当人手离开大冲水按钮组件32的按钮320后不久，大冲水按钮组件32、膜片组件34及滑阀组件35均开始复位，此时膜片组件34在第二复位弹簧344的作用下开始复位，膜片组件34的复位上移，导致了下压板343及阀瓣352向上运动，并逐渐缩小密封压板353上端面与第三空腔312上端面之间的距离，但没有紧密贴合，因而真空管路接口316中的真空气体仍可以通过腔室D进入腔室E中，与此同时，阀瓣352下端部与大气管路接口317内壁发生滑移，但未脱离，进而使得两者之间的紧密配合依然存在，继续实现真空管路接口316与真空排污阀6气路接口及气控水阀5气路接口之间的连通，与之连接的气控水阀5及真空排污阀6仍然处于打开状态；当完全复位后，密封压板353上端面与第四空腔上端面之间紧密贴合，此时真空管路接口316中的真空气体经过腔室D无法进入腔室E，同时阀瓣352下端完全脱离大气管路接口317内壁，进而实现了大气管路接口317与真空排污阀6气路接口及气控水阀5气路接口之间的连通，引起与之连接的气控水阀5及真空排污阀6的关闭，至此一个流程全部结束。

由于延时控制器3具有延时功能，因此能够实现冲水的延时，其具体工作原理为：

大冲水按钮组件32/小冲水按钮组件33按下去并且手离开按钮320之后，凭借第一复位弹簧321的作用开始复位回弹，其中腔室A中的空间变小，其中的空气处于压缩状态，因而气压比外界大气压高，腔室A中的高压气体通过第一空气管路323而将气体快速排出至外界，实现腔室A中的气压与外界大气压一致；与此同时，腔室B中的气体由于体积变大，而产生负压，由于与外界大气压之间存在压力差，故外界大气通过针阀组件36形成的锥形缝隙而进入到腔室B中；而进入空气的速度由可调节针阀组件36进行控制，进而能够实现大冲水按钮组件32及小冲水按钮组件33复位的不同步，实现了延时复位功能。

本发明还具有互锁和防呆功能，其具体工作原理为：

当大冲水按钮组件32在第一复位弹簧321及针阀组件36的节流作用下，开始复位回弹至总行程的一半时，由于小冲水按钮组件33中的延时时间短，弹回速度比大冲水按钮组件32的回弹速度快(通过调节旋钮362控制形成节流口的锥形缝隙的大小来调节回弹速度)，故小冲水按钮组件33下端面与上压板341上端面完全脱离后，不会干涉大冲水按钮组件32的冲水效果。

小冲水按钮组件33还具有后悔功能，即优先按压了小冲水按钮组件33，发现按错了，需要改变冲水模式，只需要直接按压大冲水按钮组件32即可，实现了及时切换，而无需等待一个冲水流程完成再进行，其工作原理为：当小冲水按钮组件33按下去然后释放后，去按压大冲水按钮组件32前，小冲水按钮组件33在手离开按钮以后即开始在第一复位弹簧321作用下开始复位回弹，离开小冲水按钮组件33去按压大冲水按钮组件32之前这段时间里，小冲水按钮组件33具有一定的回弹距离，而这个回弹距离再又按下大冲水按钮以后进行了抵消，此时即开启了大冲水模式，实现了及时切换的目的。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种真空排污系统，其特征在于：包括马桶体、安装在马桶体内的冲水管路系统、控制冲水管路系统工作的延时控制器、与延时控制器连接的空气过滤器、气控水阀及真空排污阀；所述冲水管路系统包括贯穿气控水阀并延伸至马桶体内的进水管路、由马桶体内贯穿真空排污阀并向外延伸的真空下水管路；所述延时控制器上设置有与空气过滤器连接的大气管路接口、通过单向真空阀与真空下水管路连接的真空管路接口、与气控水阀连接的第一气路接口及与真空排污阀连接的第二气路接口。

2.根据权利要求1所述的一种真空排污系统，其特征在于：所述延时控制器包括壳体、安装在壳体内的大冲水按钮组件、小冲水按钮组件、通过大冲水按钮组件及小冲水按钮组件分别独立控制实现活塞运动的膜片组件及滑阀组件、安装在壳体内的一对针阀组件及一对单向阀组件。

3.根据权利要求2所述的一种真空排污系统，其特征在于：所述壳体内包括由上至下依次设置的一对第一空腔、第二空腔及第三空腔；一对所述第一空腔上端设置有相连通的中空连接轴；所述第二空腔与第一空腔之间设置有相连通的第一内孔，所述第三空腔与第二空腔之间设置有相连通的第二内孔；所述真空管路接口与第二空腔相连通，所述大气管路接口、第一气路接口及第二气路接口设置在壳体下方，并均与第三空腔相连通；所述大冲水按钮组件及小冲水按钮组件结构相同且对称安装，包括依次贯穿中空连接轴、第一空腔、第一内孔并延伸至第二空腔内的按钮、套设在按钮处在第一空腔内外侧的第一复位弹簧；所述膜片组件设置在第二空腔内，包括由上至下依次设置的上压板、膜片、下压板及设置在下压板下方的第二复位弹簧；所述滑阀组件与下压板固定连接，并贯穿第二内孔延伸至第三空腔内，包括阀杆、与阀杆下端固定连接的阀瓣及密封压板；所述阀瓣设置在第三空腔内，并与大气管路接口同轴设置；一对所述针阀组件及单向阀组件设置在壳体上端，并分别与第一空腔相连通，所述针阀组件包括控制气体进入第一空腔流速的针阀阀芯；所述单向阀组件包括实现气体从第一空腔内流出的钢球、压缩弹簧及内调整螺丝。

4.根据权利要求1所述的一种真空排污系统，其特征在于：所述气控水阀上设置有第三气路接口、进水口及出水口，所述第三气路接口与第一气路接口相连，所述进水管路连通进水口与出水口。

5.根据权利要求1所述的一种真空排污系统，其特征在于：所述真空排污阀设置有第四气路接口、进污口及排污口，所述第四气路接口与第二气路接口相连，所述真空下水管路连通进污口与排污口。

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