CN1966874A - 生活用水分级使用的节水方法及其自动控制分级用水的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生活用水分级使用的节水方法及其自动控制分级用水的装置，将生活用水的排水从源头进行分级，分成可再利用的二次水和不可再利用的浊水，浊水自动流入下水道中排走，二次水自动进入集水器的集水区，并通过水泵输送到再利用设备例如冲厕水箱中。另外，本发明提供的分级用水的装置增加了一次水补水系统、过滤网反冲洗系统和停电检修时一次水直供系统以及一次补水直接向用水器供水管线供水，使得本装置的适用性更加广泛，不会因二次水少或停电、设备维护维修等情况而妨碍使用二次水的用水器如冲厕水箱的正常使用。由此，本装置可以得到各种使用者的接受，促进分级用水的普及和推广，为节约水资源提供可靠的保障。

Description

生活用水分级使用的节水方法及其自动控制分级用水的装置

技术领域

本发明属于生活用水分级使用领域，尤其涉及一种生活用水分级使用的节水方法，还涉及一种与所述方法相应的自动控制程序光机电一体化分级用水装置。

背景技术

现在的生活用水系统，例如各类办公楼、宾馆、饭店以及居民住宅等设施中的生活用水环节中，冲厕用水和饮用、洗漱等用水，大多还采用同级用水，这对于我们这样一个水资源匮乏的国家是极大的浪费。对用户来说，也增加了水费和排污费支出的负担。

现有技术中对生活用水分级供应大致有如下一些方式：

一、市政中水回用

各种生活用污水，经建筑物下水管线排至城市市政污水管线，引至污水处理厂，经污水处理厂处理后成为市政中水再经管线回引，引至生活用水二次使用环节。此方式工程耗资巨大，日常维护、保养、检测、化验要消耗的成本甚高。与使用成本相比入不敷出。由于市政中水回引管线超长，使用时间不一致，还极易出现中水不合标准的问题。

二、单位中水回用

各单位设置污水处理站，将单位内生活用水集中起来进行处理，然后再统一调配再利用。各单位的污水处理站也存在以上问题，造价高，日常管理费用偏高，中水费用不能让其维持正常运行，而且中水浑浊、异味等不达标的情况屡见报端。

分级用水最简单、最便捷、成本也最低的是在生活用水的源头开始，将一级生活用水排水中比较清洁的排水如洗漱用水等收集起来，并且就近解决，及时使用在较低的用水级别上，如冲洗厕所。现有技术中将一级生活用水收集起来用于冲厕等的技术很多，但在实际应用中被广泛推广使用的寥寥无几，究其原因，很多技术方案都会给使用者增加繁琐劳动，并存在设备占用有限的使用空间，维护保养也比较繁琐，且经常容易出故障。使用效果不好、造成环境污染等问题。

由于上述各种方案中存在的各种问题，使得人们不愿意使用这些二次水回用装置，阻碍了二次水利用的推广使用。

如何有效推动生活用水的分级使用，关键是给有一次生活用水的场所中的使用者提供一个优良、健康、安全适用的分级用水系统装置，给使用者创造出一个不改变原有生活习惯、不占据额外空间、无需日常维护保养、检测，又避免交叉感染的安全的、实用的分级用水方法，并创造一种可以完全自动控制的系统装置。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中分级用水技术中不能方便使用者，迫使其要改变生活习惯，以及设备需要经常保养维护的问题，提供一种可以在一次生活用水环节中将生活用水自动向低一级用水设备输水的方法；

本发明进一步的目的在于提供一种将生活用水通过洁净度识别进行分级使用的方法。

另外，本发明的目的在于提供一种在上述方法中使用的自动控制全部程序的分级用水装置。

为实现上述目的，本发明采用如下设计方案：

本发明提供的分级用水方法是在这样的装置中进行的：

该装置包括一个集水器，其中通过间壁分割成集水区和溢流区，该集水区内设有二次水的进水口和排水口，集水区内设有液位信号控制器，进水口上连接集水管，排水口上连接二次水引出管，该二次水引出管并连通冲厕管线；该二次水引出管上连接水泵和压力开关，该水泵的电机上设自动开关，其受控于集水区中的液位控制器和压力开关；还连接一次水补水管，一次水补水管上设有电控阀门，其受控于集水区中的所述液位信号控制器；溢流区内设有出水口，出水口通向下水道；从生活用水装置的排水管上连接一泄水管，该泄水管连接所述集水管；分级用水的方法是：

当集水区中水位高于设定的最低水位时，水泵工作与否受控于二次水引出管中的压力，当该压力低于设定的最低压力时，压力开关开启，同时水泵启动，当其压力达到设定的最高压力时，压力开关关闭，水泵停止；

当集水区中水位低于设定的最低水位时，水泵停止，一次水补水管上的电控阀门开启，一次补水输送到冲厕管线中，待生活用水泄水收集使得集水区水位超过设定的最低水位时，一次水补水管上的电控阀门关闭；或，

一次补水输送入集水器中的集水区中，待集水区水位超过设定的最低水位时，一次水补水管上的电控阀门关闭。

进一步地，从生活用水装置的泄水管上连接的所述集水管的同时还连接一溢水管，溢水管的出口连接所述集水器的溢流区，在所述泄水管上设有洁净度识别装置，

通过该洁净度识别装置对接收生活用水的排泄水的洁净度进行识别检测，符合预定回收标准的可再利用的二次水通过集水管输送到集水器的集水区中收集，不符合预定回收标准的水通过溢水管输送到集水器的溢流区，从其中的排水管排到下水管中。

进一步地，当所述泄水管中流过不符合预定回收标准的水时即流过的水的洁净度低于设定值，一个泄水管清洁装置启动，对设置有洁净度识别装置的识别管段进行清洁，使识别管段清洁无污物，保证识别检测的稳定性和可靠性。当识别管段中无污物时，清洁装置自动停止。

本发明提供的分级用水装置包括一个集水器，所述集水器为一个容器，该容器中设有集水区和溢流区，在所述集水区和溢流区之间设有间壁，该间壁的上端形成溢流堰；在所述集水区上设有二次水进口，连接一集水管，与生活用水装置的泄水管连通，集水区的器壁上设有二次水排出口，其上连接二次水引出管；在所述溢流区的底部设有浊水出水口与下水管道相连接；在集水区中设有液位信号控制器；其特征在于，

所述二次水引出管上设有水泵，还设有压力开关，所述水泵上的电机与所述压力开关以及所述集水区中的液位信号控制器电连接，使得该水泵的启闭受控于所述集水区中的液位信号控制器和二次水引出管上的压力开关：当集水区中的液位低于设定的最低液位时，水泵电机不起动，当集水区中的液位高于设定的最低液位时，如果所述二次水引出管上的压力高于设定压力，水泵仍然不起动，如果所述二次水引出管上的压力低于设定压力，水泵启动，当二次水引出管的压力上升到设定压力以上时，水泵停止工作；

还包括有一根一次水补水管路，该一次水补水管路或者连接在所述二次水引出管压力开关的下游处，或者连接到所述集水器的集水区中；所述一次水补水管路上设有电控阀门，与所述集水区中的液位信号控制器电连接，使得该电控阀门受控于所述集水区中的液位信号控制器：当集水区中水位低于设定水位时，该一次水补水管路上的所述电控阀门开启向冲厕管线和/或集水区补充一次水，当集水区中水位高于设定水位时，所述电控阀门关闭；

还包括一个控制箱，所述水泵上的电机、液位信号控制器和压力开关均连接在所述控制箱内的电回路中，在该控制箱中还设有与所述电机、液位信号控制器和压力开关及电控阀门相应的接触器和继电器，所述接触器用于控制水泵电机，所述继电器线圈通过集水器内液位信号控制器的常闭和/或常开触点与低压电源相连，控制一次水补水管路上的电控阀门；所述水泵电机与一次水补水管路上的电控阀门形成互锁电连接结构，与压力开关高压、低压触点和液位信号控制器的液位上限、下限触点形成电连接结构。

进一步地，从生活用水装置的所述泄水管上与所述集水管并排地，还连接一溢水管，溢水管的出口连接所述集水器的溢流区，该溢水管在水平位置上低于所述集水管，在所述泄水管上设有洁净度识别装置，在溢水管上设有一电控阀门，其与所述洁净度识别器上的信号装置电连接，其启闭受控于所述洁净度识别器：当通过所述泄水管中的水洁净度低于设定值时，所述溢水管上的电控阀门开启，当通过所述泄水管中的水的洁净度等于或高于设定值时，所述溢流管上的电控阀门关闭；

所述洁净度识别装置上的继电器的常开和/或常闭接点和溢水管上的电控阀门形成电连接结构并连接在所述电回路中。或者，

在设有所述溢流管及其上的电控阀门的同时，还可以在所述集水管上也设有一个电控阀门，其与所述洁净度识别器上的信号装置电连接，其启闭也受控于所述洁净度识别器：当泄水管中的水洁净度低于设定值时，在所述溢水管上的电控阀门开启的同时，本集水管上的电控阀门关闭，当泄水管中的水洁净度达到或高于设定值时，所述集水管上的电控阀门开启；所述集水管上的电控阀门与溢水管上的电控阀门形成互锁的电连接结构。

在所述泄水管上最好设有一个洁净度识别器识别管段的清洁装置，所述洁净度识别器的其中一部分为一个光电传感器，其固设在泄水管上感应区即一段透明的管外壁上，而作为洁净度识别器的另一部分，即所述清洁装置为一可清洁该识别管段管内壁的清洁器，其通过传动装置连接一设于所述泄水管外面的电机，该电机与所述溢流管上的电控阀门形成联动的电连接结构，使得当识别管段流过洁净度低于设定值的水时，所述清洁装置的电机启动，清洁器开始工作。当流过洁净度高于该设定值的水或无水流过该识别管段时，该电机停止，清洁器停止工作。

所述清洁装置为一毛刷型清洁器，其为一毛刷，该毛刷包括一个毛刷头，其后面连接一个毛刷杆，其穿出所述泄水管上的一出口，该毛刷杆铰接一曲轴，该曲轴连接所述电机。该电机上设有一电磁开关，其与洁净度识别器的信号输出端电连接，当不符合设定标准的浊水流过泄水管的感应区时，光电传感器的置于所述管壁上的光电接收装置无法接收到光电发射装置的光线，该电机启动，毛刷在感应区内往复移动，刷洗感应区的透明管壁，当没有水流过感应区或符合设定标准的二次水流过感应区时，电机停止工作。

在所述二次水引出管上还设有另一个一次补水支管，构成一次水直供管线，该支管上设有手动阀门和止逆阀。该补水支管的作用是当本分级用水装置进行维修时或停电时，直接向冲厕水箱中供应一次水。

所述集水区上方设有的二次水进口上设有一集水区过滤网。该过滤网可以是可拆卸地安装在集水区的入口处支承结构上。在所述二次水引出管上接出一个清洗集水区过滤网的冲洗管，其密封地插设在集水区内置于过滤网的下方，在该冲洗管上设有单向阀，阻止集水区中的二次水从冲洗管中流出；冲洗管上还设有手动阀门。

本分级用水装置中的所述集水器可以是一个，也可以是并联或串联的若干个。

在所述集水器的集水区中还可以设有加药器，向集水区的二次水中添加药剂，消毒、除异味。所述加药器可以是固定在集水区器壁上的一个壳体，在该壳体的侧壁上设有孔缝，使用时，在该壳体中加入固体药剂。当集水区中有二次水时，将该加药器浸没，从加药器的孔缝中进入壳体的水将药剂携带出来。

在所述集水区的底部还可以设有一个排水口，其上连接排水管，管路上设有排水阀。

在所述二次水引出管上可以设有气压水罐。这样，就可以减少水泵的启动次数，还可以有效稳定该管线的压力。

本发明提供的生活用水分级使用的节水方法及其实现该方法的自动控制分级用水的装置将生活用水的排水从源头进行分级，分成可再利用的二次水和不可再利用的浊水，浊水自动流入下水道中排走，二次水自动进入集水器的集水区，并通过水泵输送到再利用设备例如冲厕水箱中。在二次水引出管上加装压力开关和气压水罐，可以维持该二次水引出管的压力稳定，尽可能减少水泵的启动次数，使本分级用水装置结构更加合理。在洁净度识别的基础上增加对泄水管感应区透明管壁的清洁过程，可以确保洁净度识别的长期性和可靠性，继而保证了本分级用水装置的使用寿命。另外，本发明提供的分级用水的装置增加了一次水补水系统、过滤网反冲洗系统和停电检修时一次水直供系统以及一次补水直接向用水器供水管线供水，使得本装置的适用性更加广泛，不会因二次水少或停电、设备维护维修等情况而妨碍使用二次水的用水器如冲厕水箱的正常使用。由此，本装置可以被各种类型的使用者的接受，促进分级用水的普及和推广，为节约水资源提供可靠的保障。

下面结合附图对本发明作进一步说明

附图说明

图1为本发明提供的自动控制分级用水系统装置的一种组成连接的结构示意图；

图1a为分级用水系统装置的与图的一次水补水管路结构不同的另一种组成连接结构示意图；

图2为图1所示的集水箱及其中各个部件的结构示意图；

图2a为分级用水系统中识别系统中的管路组成连接结构示意图；

图2b为分级用水系统中识别系统中的管路另一种组成连接结构示意图；

图3为图1所示的洁净度识别器的结构示意图；

图4为图1所示的装置中自动控制系统的原理接线图；

图4a为图1所示的装置中水泵的电路原理接线图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明提供的自动控制分级用水的装置包括一个或几个集水器15，本集水器15是一种安装在洗漱间洗漱盆01的台板下的二次水储存器具，它具有集水功能、溢水功能、排水功能、泄水功能、消毒除异味、除垢功能、反冲洗功能、过滤功能和水位信号传输功能。

本实施例中，集水器是一个方体或长方体形箱体，如图2所示，其中有一部分空间通过槽型间壁结构151单独隔出来形成溢流区10，而箱体的其它部分为集水区17。在溢水区10的槽型间壁结构的内边即溢流堰151a的位于集水区一侧的侧面连接一个框架，该框架的一侧边缘12a，高出溢流堰，底边12b与溢流堰151a形成角型，由此围成的方形或长方形框架作为二次水进口，在此框架上放置过滤网12，此过滤网12可取出地平放置于此框架结构的底部平角内，形成过滤区。在溢水区10的底部101接管15d密封地通过集水区17并穿过集水箱底部接至下水管道，形成排水通道。在集水区17内部的侧壁上设有的加药器13，其是一个长方体结构或长圆形结构底部封死的上部带可开启盖的壳体，壳体的侧壁上设有一和集水区相通的微小孔口，在壳体内部装有除异味、消毒、除垢功能的药剂，在集水区17有水浸没加药器13的孔口时，通过微小孔口带出药剂，溶在水中，实现除异味、消毒、除垢功能，保证二次可用水使用安全；

在集水区17中设有液位信号控制器14，用来根据集水区17的水位，控制二次水冲厕系统二次水冲厕程序的完成和当集水区内无水时，一次水应急投入冲厕用水，保证冲厕系统正常使用，实现水位信号传输功能。

在该集水器的来水方向上连接识别分流系统，在集水区17的出水方向上连接二次水输送系统。

如图1、2所示，识别分流系统为：在集水区17上方设有的二次水进口的上方，设有一集水管15a，管口置于过滤网12的上方。在溢流区10上方设有浊水进水口，连接一溢水管15c。在集水管15a和溢水管15c上各设有集水电控阀门4-1、溢水电控阀门4-2，集水管15a和溢水管15c的端头汇合起来连接生活用水泄水管19上的横管192，在该泄水管19上的横管192上设有洁净度识别器5。

如图3所示，洁净度识别器5是自动控制分级用水器中识别分流系统自动进行水质识别、控制集水、排水的主要部件，它安装在与洗漱盆01下水管和集水箱相连的泄水管19上形成识别分流系统。用它来识别检测洗漱盆01下水的洁净度，控制识别分流系统中的集水管和溢流管上的电控阀门4-1、4-2。当洗漱盆下水为可以再利用的二次水时，通过洁净度识别器发出电信号，集水管15a上的电控阀门4-1打开，可用水经集水管流入集水箱内集水区17储存。当经洁净度识别器检测洗漱盆下水浑浊不可用时，溢水管15c上的电控阀门4-2打开，此水经溢水管流入集水箱内溢流区10，经溢流区排水管15d直排到下水道中。此时，集水管上的电控阀门处于关闭状态。

如图3所示的洁净度识别器5包括光电传感器5a和清扫器5b两部分，两部分之间用丝扣连接在一起。

如图1、3所示，在泄水管19上接一个横管192，横管192上形成一感应区51，其是一段透明管段，其外面包覆一长方体结构盒体50，上部具有可开启盖子，在此长方体盒体50的两边侧壁上开孔，透明管段51设于该盒体内，透明管段51两端穿设在盒体50的两侧盒壁外固定，两管端设有丝口或法兰接口，其中一个接口连接泄水管19上的横管192，另一个接口连接管段51a。在透明管段51的管外壁上安装光电传感器5a，在盒体50的正面壁上打眼作为穿线孔。穿设光电传感器的导线。

清扫器5b外部是一个长方体(或长筒体)结构箱体54，上部有一个可开启式上盖，箱体54立式安装在盒体50侧壁旁边，箱体54的与盒体50相邻侧壁上钻孔，侧壁上固接管段51a和感应区管线连接在一起。在箱体54内距离箱体底部2厘米处固接长条形连板54a，连板端部固接在侧壁上，在该感应区的透明管51内设有清洁器5b中的一毛刷式清扫头52，该清扫头包括一个毛刷头，其后面连接一个毛刷杆，该毛刷杆通过管段51a穿过箱体54侧壁上的孔伸入箱体54。毛刷杆连接一曲轴55，该曲轴55连接在一电机57的输出轴56上，该电机57上设有一电磁开关，其与光电传感器5a的信号输出端电连接。

洁净度识别器工作原理如下：

本发明的生活用水分级使用的节水方法是，通过洁净度识别装置和带有电控阀门的集水管15a、溢流管15c组成的识别分流系统实现的。具体到本实施例，洁净度识别装置包括光电传感器5a和清扫器5b

当光电传感器5a检测识别来水为可用水即光电接收装置收到发射装置发出的光线时，光电传感器5a内继电器kg动作，常开点闭合，集水电控阀门4-1打开，此水经过集水管15a进入集水箱15的集水区17，此时排水电控阀门4-2呈关闭状态，实现集水功能。

当来水不可用时，光电接收装置收不到发射装置发出的光线时，光电传感器内继电器动作，继电器内常闭点呈闭合状态即常开点闭合转为打开，此时排水电控阀门4-2打开集水电控阀门4-1关闭。此水经溢流管线15c流入集水箱15的溢流区10，经溢流区10排水管15d排至户外。

当来水不可用时，在溢水电控阀门4-2打开的同时，清扫器5b开始工作，工作过程是这样的：当光电传感器内的继电器内常闭点呈闭合状态时，溢水电控阀门4-2打开，这时，清扫器电机57启动，通过曲轴55带动带清扫头52的毛刷杆往复运动。这时，毛刷杆上的清扫头52清扫感应区51内的透明管路内壁，与此同时，清扫出的污垢会随污水直接从溢流管线15c排出。当感应区51透明管路清扫完毕即该接收装置又可以接收到发射装置所发出的光线时，由光电传感器5a发出指令，光电传感器内常闭点打开，这时清扫器清扫头也已经退回感应区51透明管路检测区外，溢水电控阀门4-2关闭，清扫程序完成。

此清扫程序周而复始，可保持感应区检测、识别的准确度，使整个识别分流系统运行状态始终保持良好状态，得以长期使用。该清扫程序以及装置在分级用水的各个环节中起到十分显著的作用。

本发明提供的分级用水的方法及设备中包括了分流过程，对诸如洗漱盆下泄水管中排水的清浊识别，污水及时排掉，清水送到如冲厕水箱等用水要求较低的用水器中使用，非常实用，但是，由于洗漱盆下水成分的多样性，当洗漱盆下水是不可用水，流经洁净度识别器时经常将一些污垢挂在感应区透明管内壁上，影响光电传感器的检测效果，在使用很短时间后就会因透明管变污浊使得识别器无法工作，这样会严重影响本分级用水装置的使用和推广。在分级用水过程中增加清扫步骤，就可以保证洁净度识别器长期良好有效的工作。

在一个公共卫生间的实际应用例中，洗漱盆01下水口处接泄水管，将若干个洗漱盆01下水口上的泄水管用总泄水管连通，在每个洗漱盆下水口接管处接好反水弯191，在每个反水弯191部分作出检查口，该检查口用丝堵堵住。上述洁净度识别器可以装置在总泄水管19上，如图1所示。

当集水箱15的集水区17水满后仍有水经识别分流装置流入集水区17时，集水区的水会从集水区溢流至溢水区10再排至户外，实现本装置的溢流功能。

在集水箱15的集水区17的底部接有两根管线至集水箱侧壁之外，一根是二次水引出管15b，其与二次水冲厕系统相接，以完成用二次水冲厕功能。另一根管是排水管线16，可以与户外的下水管线相连，排水管线16中加手动阀门2-4。当设备检修或长时间不用时，为了防止出现集水箱中的水变质产生异味，可打开排水管线16中手动阀门2-4，将集水箱集水区17内水放空。当再用时，将此手动阀门关闭就可再继续使用。以此排水管线16实现本装置的泄水功能。

本装置通过二次水引出管向二次水冲厕系统供二次水的装置的结构和工作原理是：

如图1所示，二次水引出管15b上设有水泵1，还设有压力开关6和气压水罐8，水泵1上的电机与压力开关6以及集水区17中的液位信号控制器14电连接，使得该水泵1受控于集水区17中的液位信号控制器14和压力开关6即二次水引出管上的压力；在气压水罐8上还设有安全阀9和手动放空阀2-6。在二次水引出管15b上设有压力表7。

如图1所示，在二次水引出管15b上还设有一根一次水补水管路15e，其连接在二次水引出管15b上气压水罐8和压力开关6的下游处，该管路上设有止逆阀3-6、电动阀门4-3和手动阀2-2。电控阀门4-3与集水区17中的液位信号控制器14电连接，使得该电控阀门4-3受控于集水区17中的液位信号控制器14。

在二次水引出管15b上还设有一个一次水补水支管15f，通向二次水引出管提供用水的地方，例如冲厕水箱等处。其作用是当本分级用水装置进行维修时或停电时向冲厕水箱中供应一次水。该管路上设有手动阀2-1和止逆阀3-1。

集水箱15的集水区17内安装的液位控制器14，根据集水区17内的水量控制水泵1和一次水补水管路15e上的电控阀门4-3。当集水区17内有水时，水泵1启动，给二次水引出管15b供水以用于冲厕。当集水区17内无水时，水泵1停止工作，这时电控阀门4-3打开，手动阀门2-2在此设备运行时一直是打开状态，只有在检修时才将其关闭，经止回阀3-6(防止回流)自动提供一次补水用于冲厕。当集水区再有水时，一次补水电控阀门4-3关闭，一次补水管线15e停止供水，水泵1启动，改由二次水供冲厕用水。

在集水箱15的集水区17的下部接二次水引出管15b，经止回阀3-4、接水泵1进水口，水泵1出水口接管经止回阀3-3接手动阀门2-3后，在此管线上接三通一端a，在该三通一端b接管上并接压力开关6，三通另一端c接管上连接气压水罐8，在气压水罐8支路管线中连接一个安全阀9和手动阀门2-6。二次水引出管15b此后的管路上连接手动阀门2-3和止回阀3-2，在其后的二次水引出管15b上又连接一个三通的一端d，该三通的另一端e接一次补水管路15e，其上设有手动阀门2-2、止逆阀3-6和电控阀门4-3，第三端f接管继续形成二次水引出管的后续管段，在后续管段上再连接一个三通的一端g，另一端h连接一次水补水支管15f，该管上设有手动阀门2-1和止逆阀3-1，三通的第三端i接管继续形成二次水引出管的后续管段，直接接至卫生间冲厕用水管线。

当集水区17水位低于设定最低水位时，水泵1关闭，一次水补水管15e上的电控阀门4-3开启，当集水区17水位达到设定最高水位时，液位信号控制器14发出有水信号，水泵1进入工作待命状态。这时，水泵1启闭与否受控于二次水引出管中的压力，当该压力值高于设定最低值时，水泵1不启动；当该压力值低于设定最低值时，压力开关使水泵1启动，到该压力值升高到设定最高值时，水泵1重新关闭；在二次水引出管上设气压水罐8和压力开关可以控制水泵1，减少器启动次数，延长其寿命，保持冲厕管线压力，保证冲厕用水的稳定。

在管线中安装安全阀9，可防止二次水冲厕管线系统压力系统误操作，压力过高，以保护二次水冲厕管线系统。

当该设备自动控制程序正常运行时，二次水引出管15b上的手动阀门2-2和一次补水管15e上的手动阀门2-3处于打开状态，一次水补水支管15f上的手动阀门2-1、集水区泄水管16上的手动阀门2-4和压力水罐8上的手动阀门2-6处于关闭状态。手动阀门2-5是反冲洗手动阀门，用时打开，不用时关闭。

当设备检修时，手动阀门2-2、2-3处于关闭状态，手动阀门2-1打开供冲厕用水，手动阀门2-6打开，卸去气压水罐8和此段二次水管线压力。如果需要，可打开手动阀门2-4排净集水区17中的积水。

在二次水引出管中安装压力表7，观察该管线的压力和供校对调节压力开关使用。

在集水箱15的集水区17内部过滤网12形成的过滤区下部正中位置，设有一冲洗管路11，冲洗管路11出口处正对过滤区中部，冲洗管路11另一端延伸到集水箱15侧壁外面与二次水引出管15b相连，中间加手动阀门2-5和止逆阀3-5。当过滤网12堵塞时，打开手动阀门2-5，用集水区的二次水冲击过滤网12，可以对过滤网12进行反冲洗清洁，冲下来的污物可从溢流区排走。冲洗完毕后将手动阀门2-5关闭，反冲洗过程结束，上述装置实现反冲洗功能。

另外，也可以用一次水冲洗过滤网，即，将一次补水支管15f上的手动阀门2-1和冲洗管路11上的手动阀门2-5同时打开，就可以使得一次补水管线和冲厕用水管线相接处接管经止回阀3-1、3-5(防止回流)接一次水至集水箱内冲洗过滤网。

如图1a所示，前述的一次水补水管15e，也可以不与二次水引出管15b连接，而是连接到集水器15的集水区中，其它结构不变。当集水区17中的水位低于设定的最低水位使，电控阀门4-3开启，补一次水进集水区。待到集水区水位达到设定的最高水位时，电控阀门4-3关闭。

另外，在溢水管15c上溢水电控阀门4-2的两端可连接一根高位过水管15g，该管高于溢水管15c和集水管15a。其作用是：当停电和维修设备时，电控阀门4-1、4-2都处于关闭状态，如果此时洗漱盆01有泄水，将无法排泄，影响了正常生活用水秩序。接有上述高位过水管15g，此时，泄水可以从该管排到溢水区10进入下水道，使正常生活不受影响。

此集水箱系统可适用于有生活用水的各个地方，各类公共卫生间，宾馆、饭店的卫生间和居民家庭用户的用水系统都可适用。本分级用水装置包括的水泵、气压水罐、洁净度识别器、集水箱以及各个管路上的手动阀门、电控阀门、止回阀、安全阀都可以安装在卫生间中洗手池的下面，不占用额外空间。

本装置还包括控制箱，其控制电路见图4和图4a。

控制箱合闸送电，进入自动控制程序。

洁净度识别系统的工作原理和过程如下：

如图4所示，在控制箱中洁净度识别系统包括光电传感器装置的继电器Kg，其上的四个接点1Kg、2Kg、3Kg和4Kg分别连接在并联的集水电控阀门4-1、溢水电控阀门4-2的线路上，清扫器电机G与溢水电控阀门为联动的电连接结构。工作过程如下：

当控制箱合闸送电后，洁净度识别器5开始工作，进入对洗漱盆的下水进行监视、检测、识别的初始工作状态。这时，设置在感应区的洁净度识别器5中的光电感应器51内的继电器Kg动作：继电器Kg内常开接点1Kg、2Kg闭合，控制集水电控阀门4-1DF处于打开状态，同时，继电器Kg内常闭接点3Kg、4Kg打开，控制溢水电控阀门4-2DF呈关闭状态。

当洗漱盆下水管路中有水经过，而泄水为可利用水时，以上工作状态不变，洁净度识别器5保持初始工作状态，此泄水净集水管流入集水器15的集水区17中存储。

当来水经检测为不可利用的污水时，洁净度识别器5中的光电感应器51内的继电器Kg动作，其中的1Kg、2Kg常开接点由常闭状态变位常开状态，此时集水电控阀门关闭，其中的常闭接点3Kg、4Kg由原来通电打开状态改变为闭合状态，溢水电控阀门4-2DF打开，污水经溢水管流入集水器15的溢水区10中，继而直排到下水道中。与此同时，洁净度识别器中的清扫器5b(见图3)的电机D开始启动，清扫器开始工作，清洁泄水管的感应区的透明管路的内壁。

当感应区恢复清洁，即光电传感器的接收端可以接收到发射端发射的光信号时，即无污水流过溢流管且清扫器也推出感应区，电机D停止工作，同时溢水电控阀门4-2关闭，而集水电控阀门4-1打开，恢复初始工作状态。洁净度识别器就是如此循环往复地工作，不断将比较清洁地泄水送入集水区储存，将较脏地污水送入溢水区排走。

给冲厕系统提供二次水系统的自控原理和结构如下：

如图4和图4a所示，在上述电回路中，还包括水泵接触器Zg、液位信号控制器的上限位接点Xg_上和下限位接点Xg_下，还包括一次补水电控阀门4-3DF。水泵电机D连接在电压为250V的强电电路上，在该电路上连接水泵接触器Zg的两个触点2Zg、3Zg，还连接有压力开关6。

其工作过程为：

在集水器15的集水区17内设置的液位信号控制器14内设置上限常开接点Xg_上和下限常闭接点Xg_下。

当集水区17内水位到达液位信号控制器14的上限接点常开接点Xg_上时，常开接点Xg_上闭合，控制箱内水泵接触器Zg吸合，自保接点1Zg闭合，这时，水泵接触器的常开触点2Zg、3Zg闭合，此时，当二次水引出管的压力小于压力开关6设定的下限时，压力开关6的常开点闭合，水泵1启动，向二次水引出管线供水增压，当二次水引出管线压力达到压力开关6设定的压力上限时，压力开关接点打开，水泵停止工作。

当集水区17内无水或液位降低到液位信号控制器14的下限时，液位信号控制器14低位接点常闭接点Xg_下打开，此时，1Zg自保接点打开，水泵控制器Zg断开，如图4a所示的常开触点2Zg、3Zg断开，这时，水泵停止工作，二次水引出管线停止供水。

与此同时，由于水泵控制器Zg断开，常闭接点4Zg闭合，因此，一次水补水管线上的电控阀门4-3打开，由一次水应急补水至冲厕用水管线。

当集水区17内又有水并水位达到上限位时，水泵控制器Zg接到液位信号控制器14有水信号后，仍按照前述二次水供水程序向二次水引出管供水。这时，水泵控制器Zg常闭接点4Zg断开，一次水应急补水停止。

如果出现停电情况或设备维修断电时，继电器Kg不工作，集水电控阀门4-1DF和溢水电控阀门4-2DF都处于关闭状态。这时泄水管19排下来的水可从并联在溢流管15c上的高位过水管15g中经过，进入溢流区10。

以上自控程序保证了供水环节中的各种状态，确保了该设备的自动控制实用程序。

图1所示的自控分级用水器是一种公共卫生间的节水装置，在此基础上，可以根据公共卫生间的各种类型，比如大型的公共卫生间，增加气压水罐的容积或数量，增加集水箱的容量和数量，以此来解决集水和供水量的问题。如果公共卫生间是双洗漱槽，也可以增加一个集水箱同时配备识别分流系统，用管线将二个集水箱连接起来，而引出一根二次水引出管通向冲厕系统。

如图2a所示，关于集水管与溢水管的管线结构，还可以有另外一种，即取消集水管上的电控阀门4-1，但此时集水管的高度要高于溢水管和安装有洁净度识别器5的泄水横管192。同时取消溢水控制阀门上的高位管15g。这样，当有泄水进入设有洁净度识别器的感应区时，此水先涌入溢水管15c，但是，溢水管15c上的电控阀门4-2是关闭的，而这时，光电传感器5a在工作中，如果经检测泄水为不可用的污水，则溢水电控阀门4-2开启，将污水排入集水器15的溢流区10而排出室外；如果来水为可利用水，溢水电控阀门4-2处于关闭状态，此水即可经集水管15a直接进入集水区17。对应该结构的管线，控制箱中的电路只是略作改动，即将电控阀门4-1DF的支路取消，光电传感器的继电器Kg上的两个常开触点空置，其它电路结构与图4、4a相同。这样的管线结构比较简单，电器元件的动作减少了，可靠性更高。

如图2b所示，进入集水器的管线结构还可以做这样的变化，即取消洁净度识别装置5，将连接洗漱盆下水管的泄水管19直接接入集水器15的集水区中。这样，图4中的继电器Kg、电控阀门4-1DF、4-2DF以及清扫器15b的电机D及其支路都取消。这样的管线结构更加简单。它只适合于排水比较单纯和清洁的场合。

再有，在二次水引出管线15b中的气压水罐8可以省略掉。这种结构适用于冲厕频率不是很高的场合使用。

Claims (11)

1、一种生活用水分级使用的节水方法，是在这样的装置中进行的：

该装置包括一个集水器，其中通过间壁分割成集水区和溢流区，该集水区内设有二次水的进水口和排水口，集水区内设有液位信号控制器，进水口上连接集水管，排水口上连接二次水引出管，该二次水引出管并连通冲厕管线；该二次水引出管上连接水泵和压力开关，还连接一次水补水管，该水泵的电机上设自动开关，其受控于集水区中的液位控制器和压力开关，一次水补水管上设有电控阀门，其受控于集水区中的所述液位信号控制器；溢流区内设有浊水进水口和出水口，进水口上连接溢水管，出水口通向下水道；从生活用水装置的排水管上连接一泄水管，该泄水管连接所述集水管；分级用水的方法是：

当集水区中水位高于设定的最低水位时，水泵工作与否受控于二次水引出管中的压力，当该压力低于设定的最低压力时，压力开关开启，同时水泵启动，当其压力达到设定的最高压力时，压力开关关闭，水泵停止；

当集水区中水位低于设定的最低水位时，水泵停止，一次水补水管上的电控阀门开启，

一次补水输送到冲厕管线中，待集水区水位超过设定的最低水位时，一次水补水管上的电控阀门关闭；或，

一次补水输送入集水器中的集水区中，待集水区水位超过设定的最低水位时，一次水补水管上的电控阀门关闭。

2、根据权利要求1所述的生活用水分级使用的节水方法，其特征在于：从生活用水装置的泄水管上连接的所述泄水管连接所述集水管的同时还连接一溢水管，溢水管的出口连接所述集水器的溢流区，在所述泄水管上设有洁净度识别装置，通过该洁净度识别装置对接收生活用水的排泄水的洁净度进行识别检测，符合预定回收标准的可再利用的二次水通过集水管输送到集水器的集水区中收集，不符合预定回收标准的水通过溢水管输送到集水器的溢流区，从其中的排水管排到下水管中。

3、根据权利要求2所述的生活用水分级使用的节水方法，其特征在于：当所述泄水管中流过不符合预定回收标准的水时即流过的水的洁净度低于设定值，一个泄水管清洁装置启动，对设置有洁净度识别装置的识别管段进行清洁，以便保持此管段清洁，直到识别管段中无洁净度低于设定值的水通过为止。

4、一种分级用水装置，包括一个集水器，所述集水器为一个容器，该容器中设有集水区和溢流区，在所述集水区和溢流区之间设有间壁，该间壁的上端形成溢流堰；在所述集水区上方设有二次水进口，连接一集水管，集水区的器壁上设有二次水排出口，其上连接二次水引出管；在所述溢流区的底部设有浊水出水口与下水管道相连接；在集水区中设有液位信号控制器；其特征在于，

所述二次水引出管上设有水泵，还设有压力开关，所述水泵上的电机与所述压力开关以及所述集水区中的液位信号控制器电连接，使得该水泵的启闭受控于所述集水区中的液位信号控制器和二次水引出管上的压力开关：当集水区中的液位低于设定的最低液位时，水泵电机不起动，当集水区中的液位高于设定的最低液位时，如果所述二次水引出管上的压力高于设定压力，水泵仍然不起动，如果所述二次水引出管上的压力低于设定压力，水泵启动，当二次水引出管的压力上升到设定压力以上时，水泵停止工作；

还包括有一根一次水补水管路，该一次水补水管路或者连接在所述二次水引出管压力开关的下游处，或者连接到所述集水器的集水区中；所述一次水补水管路上设有电控阀门，与所述集水区中的液位信号控制器电连接，使得该电控阀门受控于所述集水区中的液位信号控制器：当集水区中水位低于设定水位时，该一次水补水管路上的所述电控阀门开启向冲厕管线和/或集水区补充一次水，当集水区中水位高于设定水位时，所述电控阀门关闭；

还包括一个控制箱，所述水泵上的电机、液位信号控制器和压力开关均连接在所述控制箱内的电回路中，在该控制箱中还设有与所述电机、液位信号控制器和压力开关及电控阀门相应的接触器和继电器，所述接触器用于控制水泵电机，所述继电器线圈通过集水器内液位信号控制器的常闭和/或常开触点与低压电源相连；控制一次水补水管路上的电控阀门；所述水泵电机与一次水补水管路上的电控阀门形成互锁电连接结构，与压力开关高压、低压触点和液位信号控制器的液位上限、下限触点形成电连接结构。

5、根据权利要求4所述的分级用水装置，其特征在于：从生活用水装置的所述泄水管上还连接一溢水管，溢水管的出口连接所述集水器的溢流区，该溢水管在水平位置上低于所述集水管，在所述泄水管上设有洁净度识别装置，在溢水管上设有一电控阀门，其与所述洁净度识别器上的信号装置电连接，其启闭受控于所述洁净度识别器：当通过所述泄水管中的水洁净度低于设定值时，所述溢水管上的电控阀门开启，当通过所述泄水管中的水的洁净度等于或高于设定值时，所述溢流管上的电控阀门关闭；

所述洁净度识别装置上的继电器的常开和/或常闭接点和溢水管上的电控阀门形成电连接结构并连接所述电回路中；或者，

从生活用水装置的所述泄水管上还连接一溢水管，溢水管的出口连接所述集水器的溢流区，在所述泄水管上设有洁净度识别装置，在溢水管上设有一电控阀门，其与所述洁净度识别器上的信号装置电连接，其启闭受控于所述洁净度识别器：当通过所述泄水管中的水洁净度低于设定值时，所述溢水管上的电控阀门开启，当通过所述泄水管中的水的洁净度等于或高于设定值时，所述溢流管上的电控阀门关闭；在所述集水管上也设有一个电控阀门，其与所述洁净度识别器上的信号装置电连接，其启闭也受控于所述洁净度识别器：当泄水管中的水洁净度低于设定值时，在所述溢水管上的电控阀门开启的同时，本集水管上的电控阀门关闭，当泄水管中的水洁净度达到和高于设定值时，所述集水管上的电控阀门开启；所述洁净度识别装置上的继电器的常开和/或常闭接点和溢水管及集水管上的电控阀门形成电连接结构并连接所述电回路中所述集水管上的电控阀门与溢水管上的电控阀门形成互锁的电连接结构。

6、根据权利要求5所述的分级用水装置，其特征在于：在所述泄水管上设有一个洁净度识别器清洁识别管段的清洁装置，所述洁净度识别器的一部分为一个光电传感器，其固设在泄水管上感应区即一段透明的管外壁上，洁净度识别器的另一部分即所述清洁装置为一可清洁该识别管段管内壁的清洁器，其通过传动装置连接一设于所述泄水管外面的电机，该电机与所述溢流管上的电控阀门形成联动的电连接结构，使得当识别管段流过洁净度低于设定值的水时，所述清洁装置的电机启动，当洁净度高于该设定值或无水流过该识别管段时，该电机停止。

7、根据权利要求6所述的分级用水装置，其特征在于：所述清洁装置为一毛刷型清洁器，其为一毛刷，该毛刷包括一个毛刷头，其后面连接一个毛刷杆，其穿出所述泄水管上的一出口，该毛刷杆铰接一曲轴，该曲轴连接所述电机。

8、根据权利要求4所述的分级用水装置，其特征在于：所述集水区上方设有的二次水进口上设有一集水区过滤网，所述过滤网与其支承结构之间为可拆连接结构。

9、根据权利要求8所述的分级用水装置，其特征在于：在所述二次水引出管上接出一个清洗集水区过滤网的冲洗管，其插设在集水区内置于过滤网的下方，在该冲洗管上设有单向阀，阻止集水区中的二次水从冲洗管中流出；冲洗管上还设有手动阀门。

10、根据权利要求4所述的分级用水装置，其特征在于：在所述集水区中设有加药器，所述加药器是固定在集水区器壁上的一个壳体，在该壳体的侧壁上设有孔缝，在该壳体中加入固体药剂。

11、根据权利要求4所述的分级用水装置，其特征在于：在所述二次水引出管上设有气压水罐。

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