CN112313382A - 分离式便器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分离式便器，其包括具有管段(3)的桶体(1)，管段(3)与排污区(2)连接，且至少在某些部分具有竖直侧壁(4)，并在管段(3)的下部连接有主排放管道(5)，在管段(3)和主排放管道(5)之间设有隔臭装置，所述管段(3)上至少设有一个独立的用于分离尿液的副排放管道(6)。副排放管道(6)的入口(7)布置在管段(3)的竖直侧壁(4)所在侧，因而在桶体(1)的下方，隔臭装置的上方。

Description

分离式便器

技术领域

本发明涉及一种分离式便器，其包括在排污区连接有管段的桶体，所述管段的侧壁至少一部分是竖直侧壁，以及与所述管段的下部相连通的主排放管道，其中，所述管段与所述主排放管道之间设置有隔臭装置，且所述管段上设置有至少一个独立的用于分离尿液的副排放管道。

背景技术

分离式便器的任务是将粪尿分离，并在必要时，尽可能地将冲洗水分离出来，以便使各种成分能够相互独立地进行处理。特别是在发展中国家，由于水体和土壤污染，人类排泄物的处理构成了重大的环境问题。分离式便器使得各种成分的回收利用如成为肥料更加容易，且不需要复杂的污水和废水处理系统。作为分离式便器，通常采用的是包含一个用于排出粪便的主排放管道和一个用于排出尿液的副排放管道的系统。这两个排放管道通常布置在桶体的不同排污区域，且桶体具有一个分隔物或中央隔板将两个不同的排污区域相互隔离。因此，这些设备在使用过程中需要使用者遵守一定的纪律，即使用者必须将自己正确地放置在相应位置以使其排泄物进入相应的排污区域。对于像儿童这样的特殊人群，会产生以下问题，他们很难像成年人一样按照标准来正确的使用这种便器，所以无论是粪便还是尿液都会落入错误的排放管道。

即使在工业化国家，人们也越来越希望使用分离式便器，以便能够以经济和环保的方式处理排泄物。分离式便器系统要想在站稳脚跟，还需要解决其他方面的问题，如坐便器的舒适性和易清洁性等。安装、使用或清洁程序过于复杂的系统，几乎没有机会在市场上立足。由

公司生产的非常复杂的分离式便器就是一个前例。其除了拥有上述特殊形状的桶体外，还提供了一个复杂的阀门控制机构，以通过使用者对坐便器座产生的压力来打开阀门进而将尿液排出。因而，这种设备结构复杂，非常容易出错，而且维护量大。

有一种设计简单的干式分离厕所就是所谓的otji便器(otjitoilet.org)。在这种分离式厕所中，其排污管段下部的侧壁上有一个环形凹槽，尿液通过在侧壁上的表面张力排入该环形凹槽，随后通过副排放管道排出。这种为发展中国家开发的便器，其优点是可以像传统便器一样使用。但原则上，它是作为干式厕所设计的，或者说作为旱厕，只是将尿液排入地下，而不用进一步处理，粪便也只是通过下水管道直接向下排放。由于是干式旱厕，尽管没有设置冲水系统，如果进行了冲水，大部分冲洗水也会通过副排放管道排出，如果想要进一步处理浓缩尿液，这种设计是不可取的。此外，环形凹槽的尺寸和位置的设置也使其很难清洗。如果使用者腹泻，这种设计也可能会让大部分粪便进入副排放管道，污染副排放管道，或者在最坏的情况下，堵塞副排放管道。

发明内容

本发明的目的是创造一种分离式便器，它能通过副排放管道集中排放和收集尿液，该便器可作为干式、真空或冲水便器使用。该便器可以像传统的便器一样使用，并且容易清洗。

本发明通过将副排放管道的入口安置在所述管段垂直侧壁所在位置，从而位于桶体的下方和隔臭装置的上方，来完成这一任务。因此，尿液不会被排泄到所述管道的末端附近，而只是被排泄在传统使用过程中大部分尿液流动的区域。这里利用了所谓的茶壶效应，即根据液体的气压、流速、表面张力以及材料的几何形状和成分等各种标准，将尿流粘附并分流到所述副排放管道的入口。这里液体的气压和表面张力是预先可规定好的。同样，材料成分通常为性能相当的陶瓷或不锈钢。由于排尿时的液体量，流速等处于可控制的范围内。因此，本领域技术人员需要选择的因素包括合适的桶体几何形状以及副排放管道的入口位置，以达到有效分流尿流的目的。所述副排放管道的入口位于桶体的正下方和正常设置的隔臭装置上方，便于清洗，且可与各种不同类型的便器和排污管道连接使用。同时可以设置冲洗系统，冲洗水应主要通过主排放管道排放。另一个优点是不需要如阀门控制、传感器或类似装置等的复杂安装程序，因此，生产成本不会比传统便器高，且清洁也同样简单。由于不需要额外的阀门或类似的设备，所以与传统的便器相比，并没有产生额外的维护工作。

本发明的另一个特征在于，所述副排放管道的入口集中位于管段前侧壁的中央。这是蹲便器也是坐便器的主要位置，所有使用者都处于同样的位置。在这种情况下，尿液流过桶体的前部而流向所述管段的方向，从而也流过所述副排放管道的入口处的侧壁部分，由此，尿液通过所述侧壁上液体的表面张力被导入所述副排放管道的入口。使用传统坐便器的儿童往往坐得更靠近便器的前缘，在本发明的情况下，也使得尿液正确排放出去，而粪便也会在这种坐姿下正确地进入所述主排放管道。

作为优选的技术特征，所述副排放管道入口上缘与所述管段垂直侧壁之间的过渡段为圆形，圆形过渡段的过渡程度可以根据便器和相应管段的高度及形状进行选择，进而使大部分尿液由于液体的表面张力和侧壁的相关粘附力，被直接引导入侧壁的副排放管道的入口。

按照一种可能的实施方式，其隔臭装置由一个可枢转的盖板构成。这种类型的隔臭装置在连接到污水处理系统的便器中并不是最常见的，然而，如果要提供例如冲洗水再循环系统时，这种设计可以带来额外的优势。

作为优选的技术特征，本发明可以设置一个单独的冲洗水排放管道，并且可枢转的盖板可以配备一个控制系统，从而可以选择启用主排放管道或冲洗水排放管道。盖板和一个附加的控制系统还可以区分是否存在粪便。相应地，如果没有粪便存在，则大部分冲洗水可以通过冲洗水排放管道循环使用，或者存在粪便时，粪便和冲洗水直接冲入主排放管道。

作为一种替代实施方案，隔臭装置由虹吸管构成，位于虹吸管后方的所述排水管的上缘位置低于所述副排放管道入口的下缘。这是连接到污水处理系统的便器中最常见的一种隔臭装置。在这种情况下，水柱位于虹吸管内，从而防止异味从所述排水管中通过。由于所述排水管的上缘低于所述副排放管道入口的下缘，所述虹吸管中的水永远无法到达所述副排放管道，从而避免了水柱通过所述副排放管道排出。

还有一个有利的特征是，在桶体中至少并排布置有两个冲洗水进入管道的开口，冲洗水可以通过这冲洗水进入管道的开口以相反的横向切线方向进入桶体中，两个冲洗水进入管道的开口处的冲洗水流量彼此不同地设置，以使两股相对的冲洗水在所述管段的上端相遇，且相遇的地点在相邻和/或远离所述副排放管道的入口的侧壁上端。普通的便器冲水系统将冲洗水分布在桶体边缘的空腔中，空腔有几个向下的开口，以使冲洗水均匀的流过整个桶体壁面。本发明所述的分离式便器如果这样设置的话，将导致至少一部分冲洗水由于液体的表面张力而流入所述副排放管道，这是不可取的。为了实现没有悬垂边缘区域且易于清洁的便器，近年来开发了所谓的"无边"便器的特定冲洗系统。这些冲洗系统提供了一个安装在便器后上部区域的冲洗水排水口，它将冲洗水流切向两侧并可选择地直接向下分流。两条切向冲洗水流沿桶壁流动，并在桶体前方区域汇合时产生漩涡，然后向下流入排污区。因此，这些冲洗系统同样会将大部分冲洗水引到所述副排放管道。在根据上述问题进行了优选设计，两个相向运行的切向冲洗水流被不对称地引入，即两股水流中流量较大的一股冲洗水流流过桶体的前部区域，只在侧面与流量较小的逆向运行的另一股冲洗水流相遇。因此，并不在副排放管道的上方产生漩涡，大部分冲洗水都流到了所述副排放管道旁边的管段侧壁。故而，几乎没有冲洗水进入所述副排放管道，使得浓缩的尿液可用于进一步处理。

作为一个可能的优选方案，在所述副排放管道的入口上方，从桶体底部开始延伸形成悬空状的凸起。悬空状的凸起有利于冲洗水在所述副排放管道的入口上方失去附着力，但可以防止尿流失去附着力，从而更有效地分离尿液。悬空状的凸起的另一个优点是，使得副排放管道的入口看起来不太明显。

在另一个较佳的实施例中，所述桶体的底部设有一个居中凹陷的阶梯部分，其朝向主排放管道所在方向，该阶梯部分横截面上的两个阶梯边缘以逐渐相互靠近的形式布置。由于桶体底部有凹陷的阶梯部分，入射的尿流由两侧的阶梯向所述副排放管道的入口方向引导。根据桶体的设计，阶梯部分的横截面可以是直的，也可以是弧形的，以便理想地引导尿液流向入口的方向。

最后，另一个有利的特征是，该阶梯部分横截面的两个阶梯边缘之间的距离在最接近所述主排放管道一端处最多相当于所述主排放管道入口的宽度，并且该两个阶梯边缘朝向主排放管道入口且相对所述主排放管道入口对称地排列。为了能够保证通过所述副排放管道尽可能完全地分离尿流，最靠近主排放管道的阶梯边缘在副排放管道的上部区域结束，是最有利的。因此，在该端部处的两个边缘之间的距离可以与副排放管道入口的最大宽度相对应，或者更小一些，以便使得尿液没有任何一部分从所述副排放管道入口的侧向流过。

附图简要说明

现在将在实施例的基础上并借助附图更详细地描述本发明。

图1所示为本发明所述的分离式便器的一种实施例的剖视结构示意图；

图2所示为本发明所述的分离式便器的另一种实施例的剖视结构示意图；

图3所示为标记有的冲洗水水流本发明所述的分离式便器的剖视且透视结构示意图；

图4所示为副排放管道的入口上方具有凸出部的本发明所述的分离式便器的实施例的剖视结构示意图；

图5所示为具有居中凹陷阶梯部分的本发明所述的分离式便器的实施例的示意图；

图6所示为具有倾斜主排放管道的本发明所述分离式便器的实施例的示意图。

具体实施方式

图1为本发明所述分离式便器的一种实施例的结构示意图，包括桶体1，在其最低处具有排污区2。在此，桶体1汇入虚线区域内的管段3中。所述管段3具有侧壁4，侧壁4至少在某些部分是垂直设置的。在图1所示的实施方式中，所述管段3的下端设有隔臭装置，，该隔臭装置包括虹吸管10。所述主排放管道5在这里由位于虹吸管10后方的排水管11构成。

在所述管段3的前垂直侧壁4上，设有一个副排放管道6的入口7。就坐便器而言，"前面"指的是坐在坐便器上的使用者认为是前面的一侧，而"后面"一般指的是坐便器面向墙壁的一侧。入口7与侧壁4平齐设置，入口7的上缘和侧壁4的过渡区8呈圆弧形。在使用过程中，尿到桶体前端的尿液通过液体的表面张力沿桶体1的壁面和管段3的侧壁引导到入口7，最后进入所述副排放管道6，因此尿液以浓缩的形式排出，便于供进一步处理。在如图1所示的实施例中，还示出了一个冲洗水进入管道的开口12，这将在图3中详细讨论。

图2所示的实施例中，其隔臭装置由可枢转的盖板9构成。所述副排放管道6的设计方式与图1的所示实施例相同。所述可枢转的盖板9可以用于例如干式便器，或可以配备额外的冲洗水回收系统(图中未示出)。在这种情况下，盖板9将连接到控制系统，以便根据便器的使用情况，将冲洗水重复利用或将其与粪便一起引导到主排放管道5。

在图3中更详细地示出了冲洗水进入管道的开口12以及从其排出的冲洗水流13。此处所示的实施例是一种"无边"便器，由于桶体1的上缘内没有空腔，所以清洗起来特别方便。冲洗水进入管道的开口12位于桶体后面的上部。一部分冲洗水被直接向下引导至管段3，同时两股冲洗水流13在桶体壁的横向切面上以相反的方向引出。两个横向冲洗水进入管道的开口12为非对称设计，这导致了流量的不同，进而使两股冲洗水流13并非精确地在桶体1的前部区域相遇，而是横向通过该区域。这样，较强的冲洗水流13就被引导通过桶体的前部，而不进入排污区2，只有这样才能与迎面而来的另一股冲洗水流13相遇，并与之一起向下流走。因此，大部分冲洗水被引导从所述副排放管道6的入口7的旁边通过，从而根据需要选择是否从所述主排出管道5排出。

在图4所示的实施例中，所述副排放管道6的入口7上方的部分，从桶体1的底部向排污区2的方向延伸形成一个悬空的凸起14。由于液体的表面张力，以低速流到桶底的尿液被引导到这个悬空处，并被轻松引入所述副排放管道6的入口7。而冲洗水流则以更高的速度在悬空处脱离桶壁，几乎完全进入主排放管道5。凸起14还具有这样的优点，即它覆盖了副排放管道6的入口7，从而使其看起来并不明显。这种设计由于本发明所述的分离式便器与传统便器很难被区分，而具备优势。

最后，图5所示为本发明所述的分离式便器的可能实施例的另一个优选特征。在这种情况下，所述桶体1的底部设有一个居中凹陷的阶梯部分15。阶梯部分15的横截面上，两个阶梯边缘16被布置成在主排放管道5的方向上相互靠近的样式。这样，两个阶梯就形成了对尿流的引导装置，进而将尿流完全引导到所述副排放管道6的入口7的方向。

图6所示为本发明所述的分离式便器的另一种可能的实施例。桶体1在此设置为如许多真空便器的常见形状的样式。所述桶体底部的倾斜角度和相邻的管段3与主排放通道5的倾斜角度相近。所述副排放管道6的入口7周围的所述管段3的侧壁是唯一垂直的区域，以便能够带来必要的尿流分离，且能防止其他废水或粪便进入所述副排放管道6。

Claims (10)

1.一种分离式便器，包括桶体(1)和与所述桶体(1)的排污区(2)相连通的管段(3)，所述管段(3)的侧壁(4)至少一部分是竖直设置的，以及与所述管段(3)的下端相连的主排放管道(5)，其中，所述管段(3)与所述主排放管道(5)之间设置有隔臭装置，且所述管段(3)上设置有至少一个独立的用于分离尿液的副排放管道(6)，其特征在于，所述副排放管道(6)的入口(7)位于所述管段(3)的所述竖直侧壁(4)，因而低于所述桶体(1)，高于所述隔臭装置。

2.根据权利要求1所述的分离式便器，其特征在于，所述副排放管道(6)的入口(7)居中布置在所述管段(3)前侧壁的竖直侧壁(4)上。

3.根据权利要求1或2所述的分离式便器，其特征在于，所述副排放管道(6)的入口(7)的上缘与所述管段(3)的所述竖直侧壁(4)之间的过渡段(8)为圆弧形。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的分离式便器，其特征在于，所述隔臭装置由可枢转盖板(9)构成。

5.根据权利要求4所述的分离式便器，其特征在于，还包括独立设置的冲洗水排放管道，所述可枢转的盖板(9)链接控制装置，从而可以选择性地启用所述主排放管道(5)或所述冲洗水排放管道。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的分离式便器，其特征在于，所述隔臭装置包括虹吸管(10)，位于所述虹吸管(10)后方的排水管(11)的上缘布置得低于所述副排放管道(6)入口(7)的下缘。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的分离式便器，其特征在于，在所述桶体(1)上设有至少两个并排布置的冲洗水进入管道的开口(12)，冲洗水可通过这两个冲洗水进入管道的开口在横向切面上以相反的方向引入所述桶体(1)；其中，两个所述冲洗水进入管道的开口(12)的出水流量以下述方式设置为不同，即将两股相对的冲洗水流(13)在所述管段(3)的一侧壁上端相遇，且该侧壁相邻和/或远离所述副排放管道(6)的入口(7)。

8.根据权利要求1-7之一所述的分离式便器，其特征在于，从所述副排放管道(6)的入口(7)上方的桶体(1)的底部开始，在所述入口(7)的上方形成一个悬空状的凸起(14)。

9.根据权利要求1-8之一所述的分离式便器，其特征在于，所述桶体(1)的底部设有一个居中凹陷的阶梯部分(15)，所述阶梯部分(15)横截面的两个阶梯边缘(16)在主排放管道(5)所在方向上相互靠近延伸。

10.根据权利要求9所述的分离式便器，其特征在于，所述阶梯部分(15)横截面上的两个阶梯边缘(16)之间的距离在最靠近主排放管道(5)一端处最多相当于所述入口(7)的宽度，并且两个所述阶梯边缘(16)相对于所述入口(7)对称排列。

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