专利名称：数控泡沫厕卫现代化生态厕具组合系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种厕具系统，具体指一种自动消毒堵臭、切断接触性交叉传染源、高效节水、高效减排的数控泡沫厕具系统，横跨机械、电子计算机、化工合成、微生物等技术领域；
背景技术：
经过对国内外近千种专利及关联技术文献的定向对比研究，发现尽管以电器、通信为代表的日用科技一代一代推陈出新，但在厕卫系统领域，依靠返水弯原理把13升或9升改进为6升水冲便(国家节水标准)并无质的突破，而低于6升的各种水冲技术则被应用证明极不可取，而厕所卫生间外在豪华装修与厕卫核心技术无关。人类厕卫文明进程只艰难地走过了荒野随便、蹲避茅厕、马桶坐便短短三个粗略的历程，而厕卫人性化享受是人们一直孜孜以求的梦想，其背景和显著特征为1、自1870年抽水马桶发明推广以来，在一百多年的慢长时期里，厕卫技术一直止步于抽水马桶及返水弯简单实用但却缺陷众多的百年技术困惑里；水冲式传统便器其本身无法避免的技术缺陷，带给我们的麻烦和不便已经影响我们的如厕心情、生活质量，甚至如厕文明及人类生活的现代化进程；因“非典型肺炎”的流行在全球尤其在中国及华人地区造成了较大的影响和较强烈的社会恐慌，据世界卫生组织公布，冠状病毒在粪便中可存活1-2天，在腹泻SARS病人的排泻物中可存活4天。这说明厕卫污染气体极有可能成为各类病毒最重要的传染源之一，厕所卫生间的气体污染已成为影响人类身心健康的公共安全问题，总之，厕具系统、入厕环境急需大变革；2、直排免冲、泡沫等多重封堵臭气、人们不用浪费大量净水冲便而且充分利用洗手、保洁、小便等废弃水，不用动手抬放坐便垫、不用担心马桶反水弯脏水溅臀、不用怀疑人家用过的坐便垫是否干净卫生、不用担心马桶易堵且常常臭气逸散久冲不下，不再干擦冷拭不爽不净，如厕时不再有既不雅观又招蚊蝇的卫生纸、卫生巾垃圾置于眼皮底下，最低限度控制耗材成本等等，这些以人为本的问题看似简单，但传统洁具及现有厕卫新技术却难以全面解决，因为上述厕卫问题是一个综合性、个性化的跨技术领域的难题，从任何单点出发都无法根本性地解决问题；我们发现泡沫这一长期为人们忽视的常见物质在物理特性、化学特性、电学性能等等方面在现有研究文献里几乎没有记载。长期以来，因该领域技术发展相对滞后给人们造成一种误区以为高档陶瓷洁具、进口磁砖、大理石地板、玻璃幕墙、不锈钢洁具、柔和灯光、背景音乐、备阅报刊等等附加功能是厕卫现代化的基本主题。其实以上仅仅是厕所现代化的次要元素。3、真正的厕卫现代化及如厕文明理应回归其本来主题首先是如厕行为的文明现代化，追求厕卫人性化享受；其次从技术层面上讲，必须有利于生物生态链的可持续发展，降低人类活动对生态环境的压力，尽可能无臭、节水，尽可能从如厕者的嗅觉、视觉、听觉、触觉和安全、卫生、舒适、便捷等以人为本的文明原则来实施技术手段；即比传统清水冲便千百倍地节约水资源、千百倍地减少污水垃圾排放量、低成本直排免冲、高效封堵臭气、充分利用废弃及保洁水自动收集冲刷便槽、软性垃圾流体化处理、减少环卫工人工作量、消除显性和隐性交叉感染源、提高坐便舒适度、满足湿热拭便舒爽卫生和坐便垫消毒去污眼见为实的心理需求，减少如厕时繁琐的马桶垫抬起与放下、增加如厕安全感，再辅以音乐及飘香等较为优美清雅的如厕环境方构成厕卫现代化及如厕文明的基本内涵；现有厕卫新技术可粗分为1、发泡式(含微生物分解)；2、净水内循环式；3、系袋免冲式；4、堆肥式微生物有机分解式；此四种技术或四种技术的自由组合在实际运用中都各有优势各有缺陷，这些缺陷综合归纳为1)功能单一却成本高昂；2)偶尔断电停水后完全不能运行；3)无本专利所述选择性专用系统配置；4)结构复杂；易出故障；稳定性不高；5)运行成本偏高(如降解袋等)；6)臭气逸散问题无发得到最大限度的解决；7)不能很经济地综合利用废弃水冲刷便器、便槽；8)用不能最大限度地解决便器粘污问题；9)不能无臭直排免冲与偶尔水冲清洗兼顾；10)不能便前便后坐便垫双重消毒眼见为实；11)没有冬季坐便垫人体防寒和发泡液防冻措施；12)在节水减排、多重堵臭，尤其对一百多年来的返水弯堵臭技术等方面无从既利用其精华又突破局限。
归纳起来，现有发泡式厕所难以克服的技术缺陷在于1)没有适应民用卫生间、各类移动厕所、公共卫生间等所有厕所形式的通用与个性化配套；2)不能保证便器内泡沫上下液面的持续深度填充；3)便器内的传感器防水、防腐、防污问题无法真正解决；4)不能做到多重封堵便器和便槽污染气体；5)不能应用洗手水、保洁水、小便等自动收集数控冲洗便槽。6)泡沫超过2M的远距离输送严重影响出泡效果，泡沫与发泡剂同时流走，造成浪费，使用时须等候2分钟才流出泡沫导至臭气溢散，并出现多人轮用时堆粪不雅，泡沫供给滞后，臭气逸散；7)没有专用泡沫添加剂影响泡沫持久覆盖和便器内壁润滑，约三分之一余留发泡液部分不能产生泡沫，没有香型的选择与变换；8)不能做到在无电状态下排走粪便泡沫不漏，易流失造成泡沫等资源浪费；便器内壁挂便问题无法真正解决；9)没有利用泡沫自身的电学性能来设计集中控制系统，因而复杂且不实用，成本高，故障多，维修配件换件困难；10)无法照顾到男女小便的不同方式，即马桶垫自动抬放；11)部分材料不抗菌，无法解决蹲便坐便的自由选择和坐便垫眼见为实的消毒杀菌问题；
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种公共卫生间、民用卫生间、移动公厕通用的技术方案，并全面、系统解决现有厕卫新技术的种种缺陷；即采用微电脑数字电路自动控制泡沫生成；包括多厕位微电脑数控系统、选择性使用微生物粪便处理装置；配套使用自动收放恒温消毒抗菌纳米坐便垫/架、自动集水数控便槽冲洗装置、抗菌纳米软性垃圾消解装置、抗菌冰热功能液湿巾生成等装置；实现厕坑无臭、蹲坐自选、停电停水马桶能应急使用，泡沫蹦裂飘香，便后不需水冲，粪便入坑后在泡沫润滑作用下自动排走的数控泡沫高效节水高效减排厕卫现代化厕具组合。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的主控箱(1)由混液箱(1-1)、消毒发泡添加剂箱(1-2)、主机箱(1-3)组合而成。混液箱(1-1)内有控制上下两个液面的传感器(1-4)(或用浮球阀控制)，进水管与电磁阀(1-5)相连，(消毒)发泡添加剂箱(1-2)出液口经电磁阀(1-6)与混液箱(1-1)相通；发泡添加剂箱(1-2)内有传感器(1-7)并通过集成电路板(1-8)与报警器相连(或同时使用U形管观察液位)；主机箱(1-3)内有集成电路板(1-8)及主气泵(1-10)毒发泡液由导液管(1-9)流入泡沫发生器(2)。
泡沫发生器(2)分集中发泡模式和分散发泡模式。集中发泡模式由导液管(1-9)自流发泡液至泡沫发生器(2)；发泡头(2-1)通过导气管(2-2)与主气泵(1-10)相连，导泡管(3)与便器等各泡沫接收装置相连；导泡管(3)设发泡液回流管(2-3)；各泡沫接收装置内设传感器并通过电磁阀控制导泡管(3)的开闭；分散发泡模式由竖槽(2-4)中的多个发泡器和与发泡器一一对应的传感器、分气泵(1-8)(数量与对应的泡沫接收装置个数相等)相连，主气泵(1-10)在分散发泡模式中则为备用气泵，并直接受微电脑控制，即数字电路根据传感器信号控制气泵开停来控制泡沫接收装置内的泡沫上液面时停止补充和下液面时起动补充；自动收放消毒抗菌纳米坐便垫(7)由紫外线消毒封闭盖(7-1)固定在普通马桶水箱正前方，消毒盖为纳米抗菌自洁塑材，内覆反射面(7-2)，消毒盖内有紫外线灯(7-3)，旋转擦板(7-4)，擦布(7-5)，擦板电机(7-6)，椭圆轨道(7-7)，坐便垫自动开合卡头(7-8)，消毒剂渗液体(7-9)，加水渗液体(7-10)，电热吹烤器(7-11)，电热吹烤器设冬天防寒模式；控制坐便垫抬放的电机(7-12)与地控接近开关(7-13)相连，微电脑根据预设便前便后紫外线灯照射消毒时间参数、电热吹烤器吹烤时间参数及坐便垫放下抬起延时参数等实施程序控制。消毒盖底部设集水槽(7-14)与水管相连；在微电脑里集成语音提示及背景音乐循环播放音片。地控式接近开关(7-13)根据预设参数值控制自动收放恒温消毒抗菌纳米坐便垫(7)旋转擦拭、紫外线灯照射消毒、电热吹烤器吹烤可整体或任选一种功能重复进行，可强迫放下应急，可通过一机带大小两种坐便垫实施成人和儿童自选；
大便器、坐便器为水袋封堵直排免冲设计，即排泄孔更大、更居中、更下沉，接便部分整体为漏斗状，水袋(6-1)为光滑、富有弹性的乳胶等制品，直排免冲水袋封堵装置的两个水袋通过袋内适量流体形成自重下垂封堵，水袋外接密封塑胶套(6-2)，并上与便器排泄孔相连，下与下水道排粪管相连；水袋可环形外翻固定在塑胶套(6-2)上口；其中大便器内槽前端有明显折弯(6-3)，防滑踏板沟为内低外高开放式设计；坐便器家用与公厕通用；男用挂便器顶部设有碗状烟缸(6-4)；蹲、坐及挂便器等的出泡眼、导泡管、等均为隐藏式暗装设计，传感器(6-5)的传感头(6-6)中心为不锈钢材质，再围以环状不沾水材料(6-7)，且传感头、环状不沾水材料和便器内壁是光滑不挂便的同一表面，利用泡沫的电学性能来形成控制信号；坐便器去除或保留传统便器的水冲箱均可；便器内也可暗装红外传感；洗手水、保洁水、小便等自动集水数控便槽冲洗系统(8)由集水箱(8-1)和与便器数量相等的多个冲水箱(8-2)组成，集水箱内有溢流口(8-3)、多重过滤槽(8-4)、滤网(8-5)；集水箱与冲水箱之间由U形管(8-6)连接，对应大便器的冲水箱内有上浮体(8-7)、下浮体(8-8)、穿线(8-9)、磁块(8-10)、泄水口(8-11)、封口盖(8-12)，冲水箱上部有补水电磁阀(8-13)；当集水箱废弃水不足够多时，传感器(8-14)与控制进水管连接的电磁阀(8-15)打开以保证集水箱中有恒定量的冲便水；根据预设同一便器如厕人次参数值，补水电磁阀(8-13)将废弃水注入冲水箱至最高液位，使冲水箱内上、下浮体联动打开泄水口(8-11)形成一次便槽冲洗；在不改变现有楼房主体下水管道的基础上，将卫生间洗手水收集用于冲洗本层马桶偶尔挂便，将卫生间地漏水接入下层屋顶铸铁排粪管返水弯上方，以确保各层不堵，并结合直排免冲水袋封堵装置，阻断下水管道臭气负压上逸；适配设施有专用(消毒)发泡添加剂能使泡沫持续更长时间的，散发所需香味，其中的除臭剂消除排泄过程中产生的少量臭气，阻断排泄物与空气接触；消毒抗菌冰热功能液湿巾生成装置提供抗菌冷热功能湿巾、湿纸作拭便、净手材料；消毒泡沫净手池、消毒泡沫封臭防蚊蝇垃圾池等泡沫接收装置共享数控(消毒)泡沫系统资源；抗菌纳米软性垃圾消解装置将软性垃圾作流体化处理；环境友好型生物降解剂及微生物厌氧反应粪便分解池系专为部分没与城市排污管道接通的公共厕所或楼房设计的配套设施；以上配套为本系统厕卫现代化及如厕文明专利分案另行公开。
本发明的一个显著特点之一是主控箱及所有管线既可全部采用墙体等暗装，不占用有效空间，也可部分或全部明装；依本发明原理，各组合部件可根据厕所卫生间的实际情形作出合符运行逻辑的任意变化与调整，整个系统及主要部件本身不受任何布局和形状上的限制。自动抬放坐便垫作为厕卫现代化的重要配置之一，自动收放恒温消毒抗菌纳米坐便垫完全可以自成产品系列。
图一是主控箱(1)、混液箱(1-1)、消毒发泡添加剂箱(1-2)、主机箱(1-3)的结构示意图；图二是自动收放恒温消毒抗菌纳米坐便垫(7)的直视图；图三是泡沫发生器(2)的结构示意图；图四是冲水箱(8-2)示意图；图五自动集水数控便槽冲洗系统(8)集水箱(8-1)示意图；图六泡沫防漏堵臭装置(6-2)示意图；图七是蹲便器俯视图；图八是蹲便器剖面图；图九是挂便器侧视图及俯视图；图十是坐便器剖面图及俯视具体实施例方式公厕实施例主控箱(1)和泡沫发生器(2)通过导泡管(3)电磁阀(4)传感器(5)与大、小便器、马桶、便池相连相通，或便坑与气泵一一对应，由控制气泵来控制泡沫发生或停止。便器底有泡沫防漏装置(6)。男女卫生间一字排列的公厕，主控箱及气泵箱可分设，即专设气泵箱分列男女卫生间；或采用气泵、回流管、发泡器在竖槽中纵向排列的方式；适用于蹲式大便器和坐式马桶的自动收放恒温消毒抗菌纳米坐便垫(7)；洗手水、保洁水、小便等自动集水数控便槽冲洗装置使废弃水得以效能最大化利用；选择性适配设施有消毒抗菌冰热功能液湿巾生成装置、抗菌纳米软性垃圾消解装置将软性垃圾作流体化处理；适配部分公厕和移动公厕的分解液及微生物厌氧反应粪便分解装置等。
传感器(6-4)检测不到便坑和便池下液面的消毒泡沫，微电脑即打开对应的电磁阀并起动气泵，泡沫发生器(2)产生消毒泡沫并经导泡管(2-5)送至便池或便器，泡沫增至上液面时，传感器(6-4)又将信号传给中央处理器，并关停电磁阀和气泵。泡沫消耗和补充仍按以上方式循环。
公共卫生间、私用卫生间及移动公厕马桶实施例如厕时，用脚扫过地控式接近开关(8-12)，微电脑即按预设参数值播放语音等候提示，同时打开紫外线灯对坐便圈实施(如5秒)消毒，旋转擦板(7-4)湿擦坐便圈，电烤灯烘烤(如15秒)坐便圈，约15秒后电机转动放下坐便圈，语音提示可以使用并播放背景音乐；如厕者起身后，坐便圈抬起及冲洗、消毒、电烤重复一遍。公共卫生间、私用卫生间及移动公厕坐便器均可使用自动收放恒温消毒抗菌纳米坐便垫(7)。也可将原有陶瓷洁具改造适配泡沫防漏装置后配套使用。根据资源共享原理，公、私卫生间均可安装消毒泡沫净手装置，泡沫与进水共管并用。公共卫生间还可拖带泡沫液面持续深度填充除臭防蚊蝇垃圾池等泡沫接收装置。
车船飞机移动公厕蓄电池或无电半自动实施例配备蓄电池和脚压式或手动式气压装置后，因约50升发泡混兑液可使用近千人次，故在断电停水时可正常使用相当长的时间，在发泡添加剂里加入对环境友好的粪便除臭生物降解剂减量化处理后，统一系袋，而不是每次系袋，从而大大降低了运行耗材成本，实现无污染无公害排放，在北方严冬里确保正常发泡正常运行，且比传统水冲便减少上千倍的污物排放量。
权利要求
1.本发明涉及一种高效节水数控(消毒)泡沫厕卫现代化生态厕具组合系统。其主要特征在于利用微电脑数控装置自动生成(可含杀菌消毒剂)泡沫并控制泡沫上下液面持续深度填充蹲、坐及挂便器等泡沫接收装置，控制坐便垫便前便后自动消毒、冲洗、抬放，以直排免冲、水袋积水多重封臭、泡沫堵臭消毒的方式系统、全面解决现有厕所卫生间臭气逸散极易成为SARS等以空气为载体的各类病毒交叉传染源、且耗水严重、马桶返水弯脏水溅臀、久冲不下、因男女小便方式不同造成抬放或淋湿坐便垫、停水马桶不能应急使用等等现有厕卫综合性难题。其特征在于主控箱(1)、泡沫发生器(2)、气泵(1-8)通过导泡管(3)传感器(4)与蹲、坐及挂便器等相连。数字电路根据各便器传感器所收信号控制分气泵(1-8)开停，利用泡沫本身的导通弱电的电学性能控制便器内的泡沫上下液面，蹲、坐便器排泄孔底有水袋封堵装置(5)。主控箱及所有管线既可全部采用墙体等暗装；其配套系统为专用蹲、坐及挂便器、蹲、坐便器直排免冲水袋封堵装置；在北方严冬里确保正常运行的专用消毒发泡剂；同时适用于蹲式大便器和坐式马桶的自动收放消毒抗菌纳米坐便垫(7)；洗手水、保洁水、小便等自动集水便槽冲洗数控装置定时定量自动冲洗便系统(8)；抗菌纳米软性垃圾流体化消解装置；适配于没有城市排水管网地区公厕和移动公厕的分解液及微生物粪便分解装置等；选择性适配设施有消毒抗菌冰热功能液湿巾生成装置等。
2.据权利要求1所述数控(消毒)泡沫厕卫现代化生态厕具组合系统，其特征在于所述主控箱(1)由混液箱(1-1)、消毒发泡添加剂箱(1-2)、主机箱(1-3)组合而成。混液箱(1-1)内有控制上下两个液面的传感器(1-4)(或用浮球阀控制)，进水管与电磁阀(1-5)相连，(消毒)发泡添加剂箱(1-2)出液口经电磁阀(1-6)与混液箱(1-1)相通；发泡添加剂箱(1-2)内有传感器(1-7)并通过集成电路板(1-8)与报警器相连(或同时使用U形管观察液位)；主机箱(1-3)内有集成电路板(1-8)及主气泵(1-10)毒发泡液由导液管(1-9)流入泡沫发生器(2)。
3.根据权利要求1所述数控(消毒)泡沫厕卫现代化生态厕具组合系统，其特征在于所述泡沫发生器(2)分集中发泡模式和分散发泡模式。集中发泡模式由导液管(1-9)自流发泡液至泡沫发生器(2)；发泡头(2-1)通过导气管(2-2)与主气泵(1-10)相连，导泡管(3)与便器等各泡沫接收装置相连；导泡管(3)设发泡液回流管(2-3)；各泡沫接收装置内设传感器并通过电磁阀控制导泡管(3)的开闭；分散发泡模式由竖槽(2-4)中的多个发泡器和与发泡器一一对应的传感器、分气泵(1-8)(数量与对应的泡沫接收装置个数相等)相连，主气泵(1-10)在分散发泡模式中则为备用气泵，并直接受微电脑控制，即数字电路根据传感器信号控制气泵开停来控制泡沫接收装置内的泡沫上液面时停止补充和下液面时起动补充；
4.根据权利要求1所述数控(消毒)泡沫厕卫现代化生态厕具组合系统，其特征在于所述自动收放消毒抗菌纳米坐便垫(7)由紫外线消毒封闭盖(7-1)固定在普通马桶水箱正前方，消毒盖为纳米抗菌自洁塑材，内覆反射面(7-2)，消毒盖内有紫外线灯(7-3)，旋转擦板(7-4)，擦布(7-5)，擦板电机(7-6)，椭圆轨道(7-7)，坐便垫自动开合卡头(7-8)，消毒剂渗液体(7-9)，加水渗液体(7-10)，电热吹烤器(7-11)，电热吹烤器设冬天防寒模式；控制坐便垫抬放的电机(7-12)与地控接近开关(7-13)相连，微电脑根据预设便前便后紫外线灯照射消毒时间参数、电热吹烤器吹烤时间参数及坐便垫放下抬起延时参数等实施程序控制。消毒盖底部设集水槽(7-14)与水管相连；在微电脑里集成语音提示及背景音乐循环播放音片。地控式接近开关(7-13)根据预设参数值控制自动收放恒温消毒抗菌纳米坐便垫(7)旋转擦拭、紫外线灯照射消毒、电热吹烤器吹烤可整体或任选一种功能重复进行，可强迫放下应急，可通过一机带大小两种坐便垫实施成人和儿童自选；
5.据权利要求1所述数控(消毒)泡沫厕卫现代化生态厕具组合系统，其特征在于所述大便器、坐便器为水袋封堵直排免冲设计，即排泄孔更大、更居中、更下沉，接便部分整体为漏斗状，水袋(6-1)为光滑、富有弹性的乳胶等制品，直排免冲水袋封堵装置的两个水袋通过袋内适量流体形成自重下垂封堵，水袋外接密封塑胶套(6-2)，并上与便器排泄孔相连，下与下水道排粪管相连；水袋可环形外翻固定在塑胶套(6-2)上口；其中大便器内槽前端有明显折弯(6-3)，防滑踏板沟为内低外高开放式设计；坐便器家用与公厕通用；男用挂便器顶部设有碗状烟缸(6-4)；蹲、坐及挂便器等的出泡眼、导泡管、等均为隐藏式暗装设计，传感器(6-5)的传感头(6-6)中心为不锈钢材质，再围以环状不沾水材料(6-7)，且传感头、环状不沾水材料和便器内壁是光滑不挂便的同一表面，利用泡沫的导通弱电的电学性能来形成控制信号；坐便器去除或保留传统便器的水冲箱均可；便器内也可暗装红外传感；
6.根据权利要求1所述数控(消毒)泡沫厕卫现代化生态厕具组合系统，其特征在于所述洗手水、保洁水、小便等自动集水数控便槽冲洗系统(8)由集水箱(8-1)和与便器数量相等的多个冲水箱(8-2)组成，集水箱内有溢流口(8-3)、多重过滤槽(8-4)、滤网(8-5)；集水箱与冲水箱之间由U形管(8-6)连接，对应大便器的冲水箱内有上浮体(8-7)、下浮体(8-8)、穿线(8-9)、磁块(8-10)、泄水口(8-11)、封口盖(8-12)，冲水箱上部有补水电磁阀(8-3)；当集水箱废弃水不足够多时，传感器(8-14)与控制进水管连接的电磁阀(8-15)打开以保证集水箱中有恒定量的冲便水；根据预设同一便器如厕人次参数值，补水电磁阀(8-13)将废弃水注入冲水箱至最高液位，使冲水箱内上、下浮体联动打开泄水口(8-11)形成一次便槽冲洗；在不改变现有楼房主体下水管道的基础上，将卫生间洗手水收集用于冲洗本层马桶偶尔挂便，将卫生间地漏水接入下层屋顶铸铁排粪管返水弯上方，以确保各层不堵，并结合直排免冲水袋封堵装置，阻断下水管道臭气负压上逸。
全文摘要
数控泡沫厕卫现代化生态厕具组合系统是利用数控装置生成消毒泡沫并控制泡沫上下液面，持续深度填充蹲、坐及挂便器等，坐便垫使用前后自动消毒、擦洗，以直排免冲，泡沫、积水、水袋多重封臭系统解决现有厕卫污染气体极易成为各类病毒交叉传染源、坐便垫不易随时清洁、返水弯污水溅臀等等综合性难题。配套系统为专用发泡剂及自动收放纳米坐便垫、废弃水自动收集便槽冲洗系统；选择性配置有软性垃圾流体化处理、抗菌功能液湿巾机及微生物粪便分解等装置。厕卫现代化及如厕文明必将波及全球市场，本发明涵盖其核心技术，千倍节水千倍减排，本技术首创公共、移动、民用卫生间等通用，大量节省管理清运成本，具有巨大的卫生、环保和实用推广价值。
文档编号E03D5/00GK1485507SQ03153620
公开日2004年3月31日 申请日期2003年8月18日 优先权日2003年8月18日
发明者李福清 申请人:李福清