CN1957818A - 免冲水免电能环保厕所连动装置的结构、方法及材料 - Google Patents

Abstract

本发明是一种免冲水免电能环保厕所。它由粪尿分离便器及连动装置组成。连动装置的特征是：采用灰沙作净厕材料和利用男女老幼残开门关门瞬间动作，使门1带动拉线2、转盘3、飞轮7，使滚筒4、凸轮8、偏心防臭板9产生异步连动，自动把混有灰沙的粪便及尿液分别输送到活动防臭蓄粪箱10内。本发明可以固定或流动作业，替代城市公厕既无需水源又节省土地；既杜绝江河污染源又使粪尿资源得到回收再利用。其造价、营运成本低，社会、经济效益高。

Description

免冲水免电能环保厕所连动装置的结构、方法及材料

所属领域

本发明涉及厕所，要求保护的技术方案所属的技术领域是免冲水、免电能、环保且有连动装置来实现自动化的厕所结构、方法及材料，属于一种新型厕所。

背景技术

(1)城市公厕。目前城市公厕多数是利用水资源进行冲厕祛污，污物通过化粪池自行发酵后再排入下水道，它不但浪费了珍贵的水资源，而且污染了地下水或地上河，与构建人与自然相和谐社会的观念格格不入；城市公厕还固定地占用了大量城市土地资源，布局过于稀疏防碍了人们的方便入厕，布局过于稠密又会占用大量土地(以北京为例，全北京城市公厕达8000间之多，以每间占地100平方米计算，则占用城市土地达80万平方米之巨)，这对于寸土寸金的城市土地来说，无疑是一笔巨大的浪费，不符合节约型社会的理念；城市公厕还要花费人力，加上无穷无尽的维护费、管理费等，使城市财政不堪负重、苦不堪言；人类粪便是上好的天然有机肥料，其数量巨大且用之不竭，城市公厕通过下水道排放而不回收再利用，实在是资源上的又一大浪费，有悖于建设环境友好型社会的新风尚。

(2)流动公厕。各大城市或旅游景区也尝试过使用汽车厕所、组装厕所等流动公厕，但一直不能推广普及应用。其原因是多方面的：其中，需要昂贵的设备来支持，技术含量高，如微生物处理技术、红外线感应技术、造价高，营运成本大，有的尚需水、电、油资源的支持，才能正常作业。因此，一些免水的、环保的、结构简单的汽车流动厕所装置应运而生。中国实用新型专利号：200520110077.0客运汽车生态免水厕所，室内包括设于基面上的蹲便器和设于基面下面的暂存室，暂存室内设有推板机构，暂存室后面装有主机，主机包括发酵槽和安装在发酵外端部的传动装置，机械传动装置联接发酵槽内的搅拌器、发酵槽内装有微生物菌种及载体，发酵槽外底部设有加热装置……该实用新型实现了免水环保的目标，但其诸多装置如机械传动装置、加热装置尚需消耗燃油原料，微生物菌种及载体也增加了其技术的难度和营运的成本。

(3)未来厕所。据2006年5月16日中央电视台10套科技频道专栏介绍两种未来厕所：一是日本研究的无水微生物厕所，此种厕所在蓄粪箱里装有电动装置的螺旋浆，用木糠作搅拌料，人粪与木糠搅拌再经微生物处理后排到箱外，收集之后充当有机肥料回归农田。二是中国南方部分农村推广使用无水粪尿分集技术，此种技术主要特征是使用粪尿分离便器，分集的粪便经过三个多月自然干燥之后取出回归农田。以上两种厕所，前者机械化、智能化水平程度高，造价昂贵，大面积普及推广条件暂不成熟；后者技术层面较低，投资少，较为适宜农村推广使用，但由于经过数月的晾干储藏，占用大量时间与空间，不符合城市时间、空间的实际及人们的生活习惯，城镇难以普及使用。

(4)粪便处理装置。相关厕所技术的研究课题很多，但一般仅限制在个别装置或容器中，缺乏对厕所整体的、低成本的、可操作的合理研究开发。

中国发明专利号01141963.6免冲水便器及其粪便收集方法制成品，它利用气泡发生器使粪便产生气泡，再通过螺旋推进器把粪便推进包装容器……该发明解决了免冲水而又能回收粪便的问题，但尚须消耗电能和使用较昂贵的电动机等设备，推广普及尚有困难。

中国实用新型专利号200420076634.7免冲水三无厕所自动分离器，它设有漏斗，固定下滑板等与下端无害化粪池悬空连通……该实用新型在免能耗、免冲水的前提下实现了无臭、无蝇、无蛆的三无目的，从另外一个角度较好地解决了免能免水也能达到卫生的要求，但其流动性能差，稳定性尚须检验，如漏斗滑板等粘污的余粪如何解决？

综上所述，不管是城市公厕、流动公厕、未来厕所还是相关厕所技术研究的课题很多，而且不乏科研成果。但从目前各城市公厕使用的实际上看，这些成果还是缺乏一种真正节能的、低成本的、可操作性强的厕所自动装置，所以无法登上主导地位，仍在有限的试验里，不少成果或夭折胎中，或惨淡收场。而严重污染又浪费资源等弊端很多的城市公厕仍然占据主导地位，继续履行浪费与污染的义务。

发明内容

本发明以市场上已有的粪尿分离便器作为基础，进一步创造并提供一种免冲水、免电能、环保的厕所连动装置结构、方法及净厕材料。它既能够解决目前城市公厕消耗水资源、污染江河及粪便资源浪费的大问题，也能够克服流动厕所、未来厕所造价昂贵、营运成本高、依赖水、电、油等能原才能操作的缺陷。

本发明的目标是这样实现的：利用能使粪尿分离的粪尿分离便器的现有技术产品，在处理粪便时，采用灰沙作为净厕材料，加装一套包括门、拉线、转盘、滚筒、灰箱、链条、飞轮、凸轮等人力连动装置，特别是加装偏心防臭滑板、活动防臭蓄箱等装置，使免冲水、免电能、环保、节能等发明目标通过这些连动装置得以自动实现。

具体分述如下：第一，采用灰沙替代水资源作为净厕材料，达到了免冲水也能干爽卫生的要求，最终实现了免冲水的目的；第二，利用厕所门作为动力源，通过拉线、转盘、飞轮、凸轮、偏心防臭滑板等连动装置来传输粪便，达到了免电能也能自动传输粪便的要求，最终实现了免电能的目的；第三，使用活动防臭蓄粪箱来盛装粪便等污物，回收处理这些污物后回归农田，既达到了废弃资源再利用的要求，也符合了零排放的要求，最终实现了保护江河、改良土壤的环保目的；第四，替代城市公厕，既节省了大量的城市土地，也为地方财政节省了大量的管理费用和营运费用。单间的如组装厕所，临时的占地面积小至1～1.5平方米，多间的如专业汽车厕所临时占地也不会超过25平方米，而且拆装简便、移动灵活、作业期间无需附加水、电、油能源，降低营运成本，实现了节约土地资源、水资源、电力资源、燃油资源的综合目标。

附图说明

图1是免冲水免电能环保厕所连动装置结构图；

图2是图1所示偏心防臭滑板9结构图；

图3是图1所示活动防臭蓄粪箱10结构图。

实施方案

图1是免冲水免电能环保厕所连动装置结构图，该结构是实现整体目标的技术关键。

厕所内部结构简洁明快，映入人眼帘的仅有地板上嵌着的粪尿分离便器12、挂在墙上的立式小便器13和四周整洁的墙壁，长方体的四壁中前壁为单层结构，装有门1；左壁为双层空心结构，空心间隙厚度在100～150毫米之间，空隙内嵌有拉线2、滚筒4、灰箱5；后壁为双层空心结构，空心间隙在50毫米左右，空隙内嵌有转盘3、链条6、飞轮7；右壁为单层结构，挂有立式小便器13，无其他挂件装饰。厕所总体高度在3000毫米左右，长宽在1500毫米×1000毫米之间，室内高度在2000～2500毫米，室内地板距地面500毫米，地板至地面中空部分嵌有偏心防臭滑板9、防臭蓄粪箱10，防臭蓄粪箱10是活动组合的，便于粪尿的清理、回归农田，实现了零排放的环保要求。

其连动的方法是：入厕者关上门1、拉线2绷紧，带动开有二十四齿的转盘3顺时针方向转动八齿即120°，滚筒4也随即转动120°，此时灰箱5下端开口处的灰沙11随滚筒4转动自动滑落，在漏斗的作用下均匀地铺设在偏心防臭滑板9前端的一定范围，避免人体落粪粘污板面；与此同时，转盘3带动链条6顺时针方向转八齿，链条6带动十六齿的飞轮7转动八齿即180°，飞轮7再连动凸轮8旋转180°，凸轮8凸起处顶起偏心防臭滑板9的尾端，使前一位入厕者的粪便15瞬间顺势滑入活动防臭蓄粪箱10内。由于凸轮8工作行程短，粪便15滑入活动防臭蓄粪箱10后，偏心防臭滑板9在偏心的作用下立即回位，此时工作行程长的滚筒4还继续工作，落沙11持续均匀地铺设在偏心防臭滑板9上，使偏心防臭滑板9的工作面保持有灰沙11铺设的干爽状态；当入厕者离厕打开门1，拉线2松驰，转盘3和滚筒4在弹簧16的作用下自动回位，同时链条6也带动飞轮7空转180°回位，等待下一次关门时重新进入工作状态。随着入厕者开门关门的习惯动作，连动装置周而复始地工作。

灰箱5所盛装的灰沙11，主要是指经过筛选的细小沙粉，它们可以是草灰、石灰、尘沙、泥土、木屑等单种物质，也可以是混合物质，由于这些物质具有吸水性，又属碱性(PH值大于7)材料，与人体粪便混合后，既能吸干粪便的水份，又能降解粪便的酸臭浓度，而且灰沙11起到润滑作用，在凸轮8顶起偏心防臭滑板9后，灰沙11粪便15等混合物轻易地滑落到防臭蓄粪箱10里面，基本达到了除臭的目的。

落沙数量的多与少，管理人员靠滚筒4与灰箱5之间的距离进行无级调节，调节至理想的数量后即可定型作业。

连动的过程有同步与异步之分：同步是指关上门1时，落沙11的铺设和粪便15的滑落同步进行；异步是指粪便15滑落完成后，落沙11还继续铺设在偏心防臭板9上。连动过程的同步与异步之间的差异，安装人员靠伸缩扣14进行无级调节，调节拉线2的长、短、松、紧，使转盘3带动链条6转动八齿，链条6带动飞轮7转动八齿即180°，飞轮7又连动凸轮8旋转180°顶起偏心防臭滑板9的尾端，调节至理想的效果后即可定型作业。

若男女入厕者需要大小便，仅需按照设计的蹲位蹲下，小便17落入粪便分离便器12的前部排水端下排到防臭蓄粪箱10内；粪便15由粪便分离便器12的后部排粪孔落入偏心防臭滑板9上与灰沙11混合，下一位入厕者关门时，由于门1的连动程序启动，前者的粪便15与灰沙11的混合物已自动排入防臭蓄粪箱10内。

若男性入厕者仅需小便，只需往立式小便器13小解，尿液17通过管道排入防臭蓄粪箱10内即可；若女性入厕者需要小便，下蹲往粪尿分集便器12前部排尿端小解，尿液随排尿孔同样流入防臭蓄粪箱10内。

以上所述的整个连动过程轻松自然，符合人们的动作习惯，入厕者仅需：关门→蹲坑→起身→开门离厕等四个步骤便可，整个过程无需耗水冲厕。若粪尿分离便器12前端落尿处及立式小便器13需要清洁时，也可以由工作人员用灰沙进行干搓，同样起到干净卫生的作用。又由于使用门1作为动力源，无需耗电也能实现自动化，管理环节少，经济实惠。

图2是图1所示偏心防臭滑板9结构图。该结构是自动干爽无臭的关键。首先，偏心轴20的定位应在整块偏心防臭滑板9的前端2/3处，保证了前端有足够的空间接纳灰沙11和粪便15；其次，偏心防臭滑板9的重心适当偏向后端的1/3处，后端配有可调节的加重物18，如磁铁石、金属物等，避免某个人落粪量太多时偏心防臭滑板失重而自动翻转；最后，凸轮8通过链条6的带动转动180。，轻而易举地顶起偏心防臭板9的尾端使粪便15连同灰沙11从前端滑入活动防臭蓄粪箱10内。同时由于重心的作用，偏心防臭滑板9立即自动回位，处于等待下一轮工作的状态。

图3是图1所示的活动防臭蓄粪箱10结构图，该结构既可以密封防臭，又可以活动处理粪便。它主要包括：密封盖21、偏心轴22、偏心落粪板23、平衡物24、粪尿分蓄隔板25、蓄粪格26、蓄尿格27、滑轮28。

密封盖21和偏心轴22、偏心落粪板23连为一个整体，其结构与图2所述的偏心防臭滑板9相似，不同之处主要区别于：偏心防臭滑板9重心偏向后端，而偏心落粪板23要求保持相对平衡，这样粪便落到偏心落粪板23时，不需借助任何外力(如凸轮8的作用)，该板瞬间自动翻转，使粪便轻易滑入蓄粪格26内，又由于平衡物24的作用，偏心落粪板立即自动回位，既保持了良好的平衡状态和密封功能，又继续等待下一轮粪便的落入。

活动防臭蓄粪箱10跟连动装置是活动式组合的。它内部设有蓄粪格26和蓄尿格27便于固体物(粪便、纸巾、灰沙类)和液体物(尿液、洗手水)的分隔。需要清理防臭蓄粪箱10时，仅需揭开密封盖21就可以轻松进行。箱底装有滑轮28，便于轻松取出防臭蓄粪箱10格内粪尿再利用及活动防臭蓄粪箱10的清洗工作。

免冲水免电能环保厕所，用途广泛：即可固定作业也可流动作业，特别适合车载作业及活动厕所作业。车载作业期间可以关掉汽车引擎，不用燃油，极大地降低了车载厕所的运营成本；活动厕所作业占地面积小，单间厕所占地1～1.5平方米即可，男女适用，拆装快捷，管理环节少，干爽卫生，外观精美，如果摆放在人行道上既方便了行人入厕又不占用太多人行道的面积，堪称是城市一道亮丽的风景线；使用该连动装置的全部构件，可以轻松的取代固定公厕、流动厕所、汽车厕所，也可以轻易地改造火车厕所：经过一定的规格、材料的改进后还可以新建或改造住宅私厕，最终达到拓宽环保面、降低污染源的环保目的。

免冲水免电能环保厕所，技术层面不高而又简单适用，造价低廉而又经久耐用，取材广泛而又不需耗能。替代城市公厕既无需水源又节省土地；既杜绝江河污染源又使粪尿资源得到回收再利用。其造价、营运成本低，社会、经济效益高，管理、使用简便，极宜推广普及。

Claims (5)

1、一种免冲水、免电能环保厕所连动装置的结构，厕所由四壁、粪尿分离便器12、立式小便器13和嵌在夹层内的连动装置组成，其特征是：室内的前壁为单层，有门1，左壁为双层，双层内空隙嵌有拉线2、滚筒4、灰箱5，后壁为双层，双层内空隙嵌有转盘3、链条6、飞轮7，右壁为单层，挂有立式小便器13，地板上设有粪尿分离便器12，地板下设有偏心防臭滑板9和防臭蓄粪箱10等；连动装置的结构是：由门1、拉线2、转盘3、滚筒4、灰箱5、灰沙11、链条6、飞轮7、凸轮8、偏心防臭滑板9、活动防臭蓄粪箱10等构成。

2、无需电源也能自动传输粪便的方法，根据权利要求1所述的连动装置的结构，其特征是：入厕者关上门1，拉线2带动转盘3连动滚筒4，使灰箱5的灰沙11自动滑落到偏心防臭滑板9上面，保证了粪便15落入时不粘污偏心防臭滑板9，当人离厕顺手开门时，门1连动拉线2、转盘3、滚筒4、飞轮7自动回位，等待下一位入厕者再关门时，连动装置重复一次连动过程，同时链条6、飞轮7带动凸轮8顶起偏心防臭滑板9的后端，使前者粪便15连同灰沙11从偏心防臭滑板9的前端滑入活动防臭蓄粪箱10内，由于凸轮8工作行程短，粪便落入活动防臭蓄粪箱10后，偏心防臭滑板9很快回位，保证了工作行程长的滚筒4的落沙11继续铺在偏心防臭滑板9上，随着入厕者开门关门的习惯动作，连动装置周而复始地工作。

3、一种无需水源也能使厕所干净卫生的净厕材料，根据权利要求1所述净厕材料灰沙11，其特征是：灰沙11是指草灰、石灰、尘沙、泥土、木屑等含碱性的粉末物质，灰沙11可以是单种物质，也可以是混合物质，灰沙11的PH值大于7，偏向碱性，含酸性的粪便15被含碱性的灰沙11混合后，不但中和了酸碱度、降低酸臭浓度，而且灰沙11主要是起到润滑作用，是使粪便15轻易滑入防臭蓄粪箱10内的重要净厕材料。

4、一种免冲水而达到干爽无臭的粪便传输装置，根据权利要求1所述的偏心防臭滑板9，其特征是：偏心轴20定位在整块偏心防臭滑板9的前端2/3处，重心适当偏向后端1/3处，后端配有可调节加重物18，如磁铁石、金属物等，偏心防臭滑板9仅供灰沙11和粪便15落入。

5、一种免冲水而达到环保的连动回收装置，根据权利要求1所述的防臭蓄粪箱10，其特征是：密封盖21嵌有偏心落粪板23，保证粪便落入偏心落粪板23后轻易滑入蓄粪格26内；防臭蓄粪箱10还设有蓄尿格27，便于尿液、洗手水的流入储存；蓄粪格26跟蓄尿格27是隔离的，蓄粪箱10跟连动装置中偏心防臭滑板9是活动式组合的，可以自由装进取出。