CN220620272U - 一种用于农村室外水厕的防冻系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于农村室外水厕的防冻系统，包括供水单元、冲水单元和排污单元，供水单元包括储水器，储水器的进水端与自来水管道相连，储水器的出水端通过供水管道与冲水单元相连，自来水管道上设有电磁阀门，冲水单元设于地面以上，排污单元与化粪池相连。使用时，启动电磁阀门供水开关，供水单元在20‑50秒时间内，向冲水单元供足大小便所需水量，关闭供水开关，供水管道中的余水被回吸到防冻层以下储水器中，冲水单元开启将水箱内所有水冲入蹲便池，排污单元将水冲到化粪池中，储水器与供水单元之间的管道、冲水单元、排污单元均处于无水状态，自然不会冻坏部件，适用于厕所防冻技术领域。

Description

一种用于农村室外水厕的防冻系统

技术领域

本实用新型属于厕所防冻技术领域，具体的说，涉及一种用于农村室外水厕的防冻系统。

背景技术

当前，为提高农村卫生环境及生活质量， 国家提出农村旱厕改水厕号召，农村纷纷行动起来，但由于冬季寒冷，北方地区厕所内的水管及卫生洁具常出现冻坏不能使用的情况。为解决这一问题，个别地方当地政府筹资，采用墙体保温、临时加装电暖气、免费供应蜂窝煤、加棉门帘等措施用于防冻，作为前期试点可以，全面推开后，需要自费解决防冻问题，农户难以接受；也有用户提水冲厕，很是烦恼，用户极为不满；而大部分用户到冬季只好弃之不用或另建临时旱厕，这样即浪费了资金，环境卫生问题也没有彻底解决，同时还严重地影响了农户旱厕改水厕的积极性。

为此本专利急群众所急，提出一种用于农村室外水厕的防冻系统，用于保证北方地区冬季水厕正常使用，满足群众冬季使用水厕之需求。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于农村室外水厕的防冻系统，用于解决北方农村室外水侧冬季易冻影响使用的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于农村室外水厕的防冻系统，包括通过管道连接的供水单元、冲水单元和排污单元，所述供水单元包括设于最大冻土深线以下可回吸供水管道及冲水单元内余水的储水器，储水器的进水端与自来水管道相连，储水器的出水端通过供水管道与冲水单元相连，自来水管道上设有电磁阀门，冲水单元设于地面以上，排污单元与化粪池相连。

进一步的，所述冲水单元包括水箱，水箱内部设有上水部和冲水部，上水部设于水箱的上水口，冲水部设于水箱的落水口。

进一步的，所述上水部包括上水弯头管，上水弯头管的底部通过上水口与供水管道相连，上水弯头管的出水端高出水箱最高水位线。

进一步的，所述冲水部包括弹力闭塞球和扣装于落水口的球笼，球笼为筒状网孔结构，球笼的直径与弹力闭塞球直径相适配，弹力闭塞球在球笼内可上下移动，水箱顶部设有与弹力闭塞球连接的提拉装置。

进一步的，所述提拉装置包括手轮、定滑轮、支架和接触开关，水箱顶部设有方形结构的壳体，支架设于壳体底部，定滑轮通过轮轴和支架设于方形壳体内部，手轮设于方形壳体外侧并与轮轴的伸出端固定连接，定滑轮侧方设有触点，接触开关固设于壳体侧壁上并与定滑轮触点位置相对应，且通过电源线与电磁阀门相连接，定滑轮通过拉绳与弹力闭塞球相连。

进一步的，所述电磁阀门的电路电压采用24伏，手轮旋转范围为0-180度。

进一步的，所述弹力闭塞球内部为金属材质，外部包裹硅胶，整体直径为5㎝，体积65立方厘米，重85克，弹力闭塞球承受最大水压480克，浮力65克，落水口直径为4.5㎝。

进一步的，所述水箱顶部设有箱盖，内部设水位浮球，且箱体侧壁上设有水位指示器。

进一步的，所述排污单元包括直排式蹲便器和防臭管件，直排式蹲便器的进水口通过防臭管件与冲水单元相连，其排污口通过防臭地漏与化粪池相连。

进一步的，所述储水器内设文丘里射流器，储水器的两端设有进水口和出水口，文丘里射流器的进水端通过进水口与自来水管道相连，出水端通过出水口和管道与冲水单元相连。

本实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

使用时，启动电磁阀门供水开关，供水单元在20-50秒时间内，向冲水单元供足大小便所需水量，关闭供水开关，供水管道中的余水被回吸到防冻层以下储水器中，冲水单元开启将水箱内所有水冲入蹲便池，排污单元将水冲到化粪池中，储水器与供水单元之间的管道、冲水单元、排污单元均处于无水状态，自然不会冻坏部件，适用于厕所防冻技术领域。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提拉装置的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例中提拉装置的内部结构示意图。

标注部件：01-自来水管道，02-电磁阀门，03-供水管道，04-上水口，05-提拉装置，50-壳体，51-支架，52-轮轴，53-接触开关，54-触点，55-定滑轮，56-手轮，06-水位指示器，07-箱盖，08-上水弯头管，09-水位浮球，10-水箱本体，11-拉绳，12-球笼，13-弹力闭塞球，14-直管，15-化粪池，16-防臭地漏，17-供水弯头管，18-储水器，19-防臭管件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型公开了一种用于农村室外水厕的防冻系统，包括通过管道连接的供水单元、冲水单元和排污单元，所述供水单元包括设于最大冻土深线以下可回吸供水管道03及冲水单元内余水的储水器18，储水器18的进水端与自来水管道01相连，储水器18的出水端通过供水管道03与冲水单元相连，自来水管道01上设有电磁阀门02，冲水单元设于地面以上，排污单元与化粪池15相连。

使用时，启动电磁阀门02供水开关，供水单元在20-50秒时间内，向冲水单元供足大小便所需水量，关闭供水开关，供水管道03中的余水被回吸到防冻层以下储水器18中，冲水单元开启将水箱10内所有水冲入蹲便池，排污单元将水冲到化粪池15中，储水器18与供水单元之间的管道、冲水单元、排污单元均处于无水状态，自然不会冻坏部件。

具体的，供水单元包括电磁阀门02，电磁阀门02设于自来水管道01上，用于控制供水单元的通断，自来水管道01采用四分管，所述储水器18内设文丘里射流器，储水器18的两端设有进水口和出水口，文丘里射流器的进水端通过进水口与自来水管道01相连，出水端通过出水口和供水管道03与冲水单元相连。储水器18供水时产生真空，停水后能回吸水和空气，容积790为毫升，储水器18可参照专利申请号为：CN202222871184.1，名称为：一种水龙头及水管防冻装置，储水器18的出水端通过出水管弯头和供水管道03与冲水单元相连。

供水单元设计需达到以下要求：

1、正常水压：启动电磁阀门02，开始供水，供水流量每秒0.12-0.15升，每分钟供水7.2-9升，这个指标在自来水正常压力情况下是没有问题的，可以实现。

2、供水管道03及冲水单元内无余水：供水完成后，关闭电磁阀门02，冲水单元及供水管道03中的水被回吸到储水器18中，原理是在封闭的储水器18内安装射流器，利用射流原理，供水时制造真空，停水时，回吸水、气，该储水器18具体参数为：容积790毫升，自来水压力在0.2-0.25mpa时，出水量在0.12-0.15升每秒；供水5秒时储水器18内真空值为负0.05mpa、对应出水量0.6升，10秒时为负0.07mpa、出水量1.2升，20秒后，真空值保持在负0.09mpa，对应出水量2.4升以上，关闭电磁阀门02后，供水管道03中的水在一秒钟以内全部回吸到储水器18中，完全满足回吸功能要求。

作为本实用新型一个具体的实施方式，如图1所示，所述冲水单元包括水箱10，水箱10内部设有上水部和冲水部，上水部设于水箱10的上水口04，冲水部设于水箱10的落水口。

所述上水部包括上水弯头管1708，上水弯头管1708的底部通过上水口04与供水管道03相连，上水弯头管1708的出水端高出水箱10最高水位线。具体的，水箱10中供水系统的上水弯头管1708位置高于水箱10最高水位线5公分，以保证储水器18回吸时只回吸供水管道03及上水弯头管1708中的水，上水弯头管1708中的留存的余水会随着供水管道03中的水位下降一同被回吸进入储水器18，而不回吸水箱10中的水。

所述冲水部包括弹力闭塞球13和扣装于落水口的球笼12，球笼12为筒状网孔结构，球笼12的直径与弹力闭塞球13直径相适配，弹力闭塞球13在球笼12内可上下移动，水箱10顶部设有与弹力闭塞球13连接的提拉装置05。

作为本实用新型一个具体的实施方式，如图2-3所示，所述提拉装置05包括手轮56、定滑轮55、支架51和接触开关53，水箱10顶部设有方形结构的壳体50，支架51设于壳体50底部，定滑轮55通过轮轴52和支架51设于方形壳体50内部，手轮56设于方形壳体50外侧并与轮轴52的伸出端固定连接，定滑轮55侧方设有触点54，接触开关53固设于壳体50侧壁上并与定滑轮55触点54位置相对应，且通过电源线与电磁阀门02相连接，定滑轮55通过拉绳11与弹力闭塞球13相连。所述电磁阀门02的电路电压采用24伏，手轮56旋转范围为0-180度。所述弹力闭塞球13内部为金属材质，外部包裹硅胶，整体直径为5㎝，体积65立方厘米，重85克，弹力闭塞球13承受最大水压480克，浮力65克，落水口直径为4.5㎝。弹力闭塞球内部金属，外部硅胶，一方面保证其重量适中，保证其体积足够，使之具备足够的浮力，便于拉动，另一方面，硅胶材质可以避免金属材质发生锈蚀，同时提高与落水口接触的密封性能，避免漏水。

在网状的球笼12正上方安装一个提拉装置05，该装置有两项功能：1、提放弹力闭塞球13用于开启或关闭水箱10的落水口，实现冲水系统的通断；2、同时，接通或关闭电磁阀开关电路，实现供水系统的通断。该装置由一个V型尼龙滑材质的定滑轮55和一个带塑料手柄的手轮56通过支架51机械连接而成，摇动手柄使手轮56转动带动尼龙定滑轮55转动，尼龙定滑轮55侧面A1点镶一触点54，用于接通电磁阀开关电路，即接触开关53，电磁阀开关电路电压采用24伏，装在水箱10盖07之上是安全的，提拉装置05采用塑料外壳做密封处理，只外露手轮56的手柄和24伏导电线路，手轮56直径5公分，滑轮凹处直径4公分。手轮56限制在0-180度方位做往复转动，控制在B1点至B2点之间往复移动，相应尼龙定滑轮55限制在A1点到A2点之间转动，只在A1点处触点54压下接触开关53，接通电磁阀开关电路启动电磁阀供水，离开A1点就断电停水，连接在弹力闭塞球13上的拉线缠绕在V型尼龙滑轮之上，弹力闭塞球13只能做上、下运动，根据计算，手柄轮从B1点到B2弹力闭塞球13可上升6.2公分，完全满足冲水要求。水箱10最大水深0.3米，水箱10的落水口直径4.5公分，计算出弹力闭塞球13所受最大水压力480克，弹力闭塞球13直径5公分，体积65m³，重85g，浮力65g，通过计算：用大于500g的力就可提起弹力闭塞球13，理论上讲作用于手柄的力大于400g就可提起弹力闭塞球13，考虑传动摩擦力等，用1000克力作用于手柄轮上就可完成弹力闭塞球13提放要求，对大人小孩来讲没有问题。水箱10落水口设在水箱10最低处，不再采用现有的水箱10保留死水位用于储存泥沙以保证长期有水时因砂粒造成落水口封闭不严而长期漏水。我们不考虑漏水问题，因在20-50秒钟的水箱10存水期间，即便是有漏水现象，也漏不出几毫升的水。落水口、落水管尺寸仍采用现有市场的标准尺寸，无需重新设计。

水箱10无水后，弹力闭塞球13因潮湿不可避免与周边的网状球笼12接触而产生冰晶或霜花，且冻在一起，但遇到地下管中温水后马上融化，不影响功能，设计时已考虑这些部件供水后第一秒内就能和水相遇，立即解冻。目前市场上卫生洁具各部件制作精密在潮湿水箱10中，发生霜冻后，一时无法正常使用。我们设计的这个部件不存在这个问题。

提拉装置05的操作方法如下：摇动手柄转动手轮56，使尼龙定滑轮55转到A1点，弹力闭塞球13下落同时启动电磁开关，开始供水，水位指示器06浮标上浮，水箱10存水两升后用户便可根据本次大小便用水量情况，随时拉回手柄轮手柄，尼龙定滑轮55上的触点54脱离A1点（回到原点A2点）吊起弹力闭塞球13同时切断电源停水，此时，系统自动开启冲水系统和排污系统，5秒内完成冲水过程，此后系统处于无水状态等待下次再用，同时供水管道03和上水弯头管1708中的水被回吸到防冻层以下储水器18中等待下次再用，这时全系统处于无水状态，自然达到了防冻效果，如此循环使用。

作为本实用新型一个具体的实施方式，如图1所示，所述水箱10顶部设有箱盖07，内部设水位浮球09，且箱体侧壁上设有水位指示器06。水位指示器06，直观反应2-6升水时，水位变化情况。增加水位指示器06，可直观的看到2升-6升水时水位变化情况，用户根据本次大小便情况，随意选用用水标准，这是一项大大促进节约用水的重要措施。目前市场上只有6升水一个标准，农户室外水厕直排到化粪池15，不分大小便，都采用6升标准，水量浪费严重，用户对此很不满意，通过计算，采用这一措施可节水53%。

作为本实用新型一个具体的实施方式，如图1所示，所述排污单元包括直排式蹲便器和防臭管件19，直排式蹲便器的进水口通过防直管14与冲水单元相连，其排污口通过防臭管件19及防臭地漏16与化粪池15相连。各部件可从市场购买，不再赘述。

北方地区农村室外水厕易冻原因分析：

北方不同地区的冻土深度是不一样的，也是有规律的，各地根据当地气候条件已将自来水供水管线及化粪池15埋在了最大冻土层以下，这部分是不会冻的，也就是说水厕易冻是防冻层以上部分易冻，具体有三部分：1、从自来水管线接出的向水厕的水箱10箱体供水的管道及部件（称供水单元）2、水箱10箱体及向蹲便池冲水的管道及部件（称冲水单元）3、蹲便池及向化粪池15冲污的管道及部件（称排污单元）。目前市场上已有直排式蹲便器，解决了蹲便池自身及管件防冻问题，且具有防臭功能，同时解决了排污单元的防冻问题。但目前，仍未解决供水单元和冲水单元防冻问题，解决农村水厕冬季防冻问题，只需再解决供水单元和冲水单元防冻问题，并与直排式防冻蹲便器配套就完全解决了北方地区水厕防冻问题。

农村水厕每天使用次数和使用时间分析：

厕所不是小事，人皆用之，户皆备之，即使少数富裕农户把卫生间移到室内，室外水厕也是必备的，原因如下：1、农村办事多，串门人数多，客人一般不在室内如厕；2、家人白天不在室内如厕，室外如厕已成习惯，且多采用蹲便式。通过调查室外水厕每人每天使用次数在5次左右，其中大便一次，一般四口之家，每天如厕二十次左右，小便一次用水2-3升，大便用水6升，每天每户用水量在56-72升之间，按目前供水单元，供水流量在0.12升每秒-0.15升每秒之间，依此计算只需供水6-10分钟就能满足如厕需求，也就是说，每天供水单元和冲水单元在有水的情况下，使用时间只有全天时间的0.4%-0.7%之间，长期保持水箱10有水大可不必。

通过上述分析，得出一个重要结论：农村水厕已没有必要采用当前所使用的“随用随冲，冲后即满”，24小时保持有水的不防冻模式了，取而代之的应该采用“用水即来，用后即空”的防冻模式。“用水即来，用后即空”内容的具体表述：既如厕用水时，马上供水，用后供水管道03、冲水单元、排污单元立即清空不在存水。

本实用新型的工作原理为：启动电磁阀门02，开始供水，水位浮球09的指示器浮标上浮，水箱10存水两升后用户便可根据本次大小便用水量情况，随时关闭电磁阀门02，此时，系统自动开启冲水单元和排污单元，5秒内完成冲水过程，此后冲水单元的水箱10内处于无水状态等待下次再用，同时供水管道03及上水弯头管1708内的水被回吸到防冻层以下储水器18中等待下次再用，这时全系统处于无水状态，达到了防冻效果，如此循环使用，解决了北方农村室外水侧冬季易冻影响使用的问题。

因此，本实用新型对当前水厕用水模式进行改革，实现了“用水即来，用后即空”模式。

综上所述，本实用新型提供的一种用于农村室外水厕的防冻系统，与现有水厕相比，具有如下优点：

1、彻底解决了北方水厕因冻坏而不能正常使用这一大难题。

2、与现有水厕对比节水效果明显，节水率53%；

3、易损部件少，采用常规标准件，易更换；

4、与现有的防冻式蹲便器完全配套；

5、对已建好水厕进行改造非常简单，只需在室外防冻层以下加上电磁阀和储水器18，更换室内水箱10部分即可，无需破坏已硬化的室内地面和墙体及已固定好的蹲便池等固定部件。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于农村室外水厕的防冻系统，其特征在于：包括通过管道连接的供水单元、冲水单元和排污单元，所述供水单元包括设于最大冻土深线以下可回吸供水管道及冲水单元内余水的储水器，储水器的进水端与自来水管道相连，储水器的出水端通过供水管道与冲水单元相连，自来水管道上设有电磁阀门，冲水单元设于地面以上，排污单元与化粪池相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于农村室外水厕的防冻系统，其特征在于：所述冲水单元包括水箱，水箱内部设有上水部和冲水部，上水部设于水箱的上水口，冲水部设于水箱的落水口。

3.根据权利要求2所述的一种用于农村室外水厕的防冻系统，其特征在于：所述上水部包括上水弯头管，上水弯头管的底部通过上水口与供水管道相连，上水弯头管的出水端高出水箱最高水位线。

4.根据权利要求2所述的一种用于农村室外水厕的防冻系统，其特征在于：所述冲水部包括弹力闭塞球和扣装于落水口的球笼，球笼为筒状网孔结构，球笼的直径与弹力闭塞球直径相适配，弹力闭塞球在球笼内可上下移动，水箱顶部设有与弹力闭塞球连接的提拉装置。

5.根据权利要求4所述的一种用于农村室外水厕的防冻系统，其特征在于：所述提拉装置包括手轮、定滑轮、支架和接触开关，水箱顶部设有方形结构的壳体，支架设于壳体底部，定滑轮通过轮轴和支架设于方形壳体内部，手轮设于方形壳体外侧并与轮轴的伸出端固定连接，定滑轮侧方设有触点，接触开关固设于壳体侧壁上并与定滑轮触点位置相对应，且通过电源线与电磁阀门相连接，定滑轮通过拉绳与弹力闭塞球相连。

6.根据权利要求1所述的一种用于农村室外水厕的防冻系统，其特征在于：所述电磁阀门的电路电压采用24伏，手轮旋转范围为0-180度。

7.根据权利要求4所述的一种用于农村室外水厕的防冻系统，其特征在于：所述弹力闭塞球内部为金属材质，外部包裹硅胶，整体直径为5㎝，体积65立方厘米，重85克，弹力闭塞球承受最大水压480克，浮力65克，落水口直径为4.5㎝。

8.根据权利要求2所述的一种用于农村室外水厕的防冻系统，其特征在于：所述水箱顶部设有箱盖，内部设水位浮球，且箱体侧壁上设有水位指示器。

9.根据权利要求1所述的一种用于农村室外水厕的防冻系统，其特征在于：所述排污单元包括直排式蹲便器和防臭管件，直排式蹲便器的进水口通过防臭管件与冲水单元相连，其排污口通过防臭地漏与化粪池相连。

10.根据权利要求1所述的一种用于农村室外水厕的防冻系统，其特征在于：所述储水器内设文丘里射流器，储水器的两端设有进水口和出水口，文丘里射流器的进水端通过进水口与自来水管道相连，出水端通过出水口和管道与冲水单元相连。