一种家用废水再利用系统及废水再利用方法与流程

本发明涉及家庭污水处理与回收领域，尤其涉及一种家用废水利用系统及废水再利用方法。

背景技术：

目前，我国城市居民家庭的马桶均采用自来水冲洗，每次冲洗需用自来水6-8升，既浪费水资源，又排放大量污水。在城镇家庭生活用水中，主要由两大部分构成，一部分是冲洗马桶用水，另一部分则是洗衣和洗浴用水等，而洗衣产生的废水为碱性水，可满足冲洗马桶的要求。因此，近年来开展利用洗衣等产生的废水冲洗马桶的研究备受关注。

现有技术中的废水再利用冲洗马桶，是将洗衣机的水排至一个水箱，水箱与马桶盛水腔连接，马桶盛水腔水位低时将水箱中的水泵至马桶盛水腔，马桶盛水腔水位高时关闭水泵，申请号为cn201420773086.7的中国专利公开了一种利用废水冲洗马桶的自动控制装置，该发明马桶储水箱和废水储水箱之间通过管路连接，管路上设有水泵，对马桶储水箱中的水位进行检测，电气控制电路根据的储水箱的水位检测结果，当马桶冲洗后，马桶储水箱处于低水位，控制水泵开启进行储水箱上水，当马桶储水箱的水位上升到高水位时，控制水泵关闭停止上水，并且实现废水冲洗或自来水冲洗之间的选择。

现有水泵吸水的原理是叶轮的旋转形成推力把水泵里面的水甩出去然后让水泵内部形成负压。然后在大气压的作用下，再次把废水储水箱里的水压进水泵内。一旦水泵内部混入空气，空气在壳体内会随叶轮压力变化体积增加或压缩，使水泵出口侧达不到足够的压力推动管路内的水流动。废水储水箱里的水就无法进入水泵内部，进而出现水泵气栓现象，而且，由于空气的进入，水泵内容易形成干摩擦，损坏水泵。对于上述问题，目前市场的水泵上均设置有排气口。在水泵运行前，打开排气口，把水泵里面的空气排空，一旦有水从排气口溢出，证明空气已排空，此时再把排气口封住。但是在水泵 运行时，从废水储水箱里过来的洗涤水，容易混有气泡，难免在低水位水被水泵吸入。因此，如果没有及时避免气栓现象，将造成废水再利用系统无法正常使用，如果为了废水再利用系统正常使用而打开已经封住的排气口，再次排气，使得用户需要进行非常繁琐的排气工作，造成不便。

有鉴于此特提出本发明。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种家用废水再利用系统，直接将水箱和马桶连接就行可以利用废水冲洗马桶，并且将排水泵设置在水箱内，提高了水箱容水空间，解决水箱中水位下降后排水泵散热效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

本发明提供一种家用废水再利用系统，包括用于盛放废水的水箱，所述水箱内设有排水泵，所述排水泵出水口连通两路水路，第一水路与马桶盛水腔连通，第二水路与喷水管路连通，通过所述喷水管路喷水口喷水至排水泵。

进一步地，所述水箱上设有排气口，排气口的位置高于水箱最大水位对应的位置，第二水路与排气口之间连通一排气管路。

进一步地，排气管路、喷水管路通过三通换向阀与第二水路连通。

进一步地，所述喷水管路的管直径小于第一水路的管直径，所述排气管路的管直径小于第一水路的管直径。

进一步地，所述第一水路上由排水泵出水口到马桶盛水腔的方向依次设有排水阀和压力检测装置。

进一步地，所述压力检测装置为压力传感器，所述压力传感器设有与所述管路连通的测量接口。

进一步地，所述压力传感器包括设有测量接口的第一壳体、绕设有电感线圈的第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体的结合处固定有弹性膜片，所述弹性膜片朝向所述测量接口的一侧通过弹性元件与第一壳体连接，所述弹性膜片另一侧设置有铁芯，所述铁芯通过第二弹性元件与第二壳体连接。

进一步地，所述压力传感器包括设有测量接口的第一壳体、设有开口的第三壳体，所述第一壳体和所述第三壳体的结合处固定有弹性膜片，所述弹性膜片朝向所述测量接口的一侧通过弹性元件与第一壳体连接，所述弹性膜片另一侧连接可从所述第三壳体的开口伸出的导电片。

本发明还提供一种上述家用废水再利用系统废水再利用方法，排水泵开启后，将排水泵内的空气排出，导通第二水路与喷水管路，通过喷水管路喷水口喷水至排水泵。

进一步地，检测水箱内的水位，当水位下降至排水泵未能全部浸入水面以下时，导通第二水路与喷水管路，向排水泵喷水。

进一步地，当检测到水箱内水位下降至排水泵未能全部浸入水面以下时，开始计时，排水泵工作设定时间后再导通第二水路与喷水管路，向排水泵喷水。

进一步地，所述压力检测装置检测所述第一水路上的压力，当所述压力降至第一设定值时，所述排水泵开启给所述马桶供水，当所述压力升至第二设定值时，所述排水泵停止给所述马桶供水。

进一步地，当所述压力升至第二设定值第一时长时，所述排水泵停止给马桶供水，优选地，所述第一时长与不同压力下马桶盛水腔的注满水的时间有关，更优选地，当所述压力升至第二设定值或升至第二设定值第一时长时，先关闭所述排水阀，再关闭所述排水泵。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明提供一种家用废水再利用系统，水箱与马桶盛水腔通过管路连接，家用废水集中存储在水箱中，在管路上设有排水泵和排水阀,用户将管路的一端连在水箱上，另一端连在马桶盛水腔上，就可以利用废水冲洗马桶，排水泵通过排水阀与马桶盛水腔连通，当马桶盛水腔需要补水时，排水阀打开，排水阀开启向马桶盛水腔供水，通过该系统家用废水得以有效利用，节约了水资源；在排水阀和马桶盛水腔之间的管路上设有压力检测装置，利用检测排水阀和马桶盛水腔之间的管路上的压力，判断马桶盛水腔中的水位情况，压力检测装置与排水泵和排水阀之间连接有信号线，控制开启给马桶供水或停止给马桶供水，本发明的技术方案实现了在马桶外对水位检测，无需在马桶储水箱中安装水位检测探头或在马桶储水箱外部设干簧管，无需对马桶进行改造，结构简单，成本低；并且，水箱侧面上方开有排气口，排水泵与排水阀之间的管路上连通有排气管， 排气管的另一端与排气口连通，在废水再利用过程中，排水泵开启后，从水箱里过来的水中如果混有空气，进入排气泵后将通过排气管排出，避免造成排水泵出现气栓现象。

并且本发明提供一种家用废水再利用系统，排水泵设置水箱内的底部，与现有的将排水泵设置在水箱底部相比，整个水箱盛水部分无需高于排水泵，不会浪费水箱底部的体积，可以将水箱箱体尽可能的贴近底面位置，提高了水箱容水的空间。

并且该家用废水再利用系统包括喷水管路，排水泵供水过程中，当水箱中的水位下降后，喷水管路喷水口喷水至排水泵，对排水泵进行喷淋，将水喷洒到排水泵上进行散热，解决了水箱水位下降后排水泵依靠水散热，散热效率低的问题。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1为本发明实施例提供的家用废水再利用系统示意图；

图2为本发明实施例三中的压力传感器的结构示意图；

图3为本发明实施例三中的压力传感器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的家用废水再利用系统示意图；

图5为本发明实施例提供的家用废水再利用系统示意图；

图中：洗衣机1、洗衣机分水阀2、第一排水管3、第二排水管4、溢水管5、水箱6、排水泵7、分水阀8、第一分路81、第二分路82、排水阀9、压力传感器10、水管11、马桶12、马桶盛水腔13、自来水管14、第一壳体101、第二壳体111、第三壳体121、弹性膜片102、电感线圈103、弹性元件104、第二弹性元件114、铁芯105、导电片106、排水泵的电源触电107、测量接口108、第二水路15、阀16、排气口17、溢水口18、排水泵出水口19、第一水路20、喷水管路21、喷水口22、三通阀23、排气管路24。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的家用废水再利用系统，包括用于盛放废水的水箱6，水箱6内设有排水泵7，排水泵7设在水箱内的底部，排水泵7设有排水泵出水口19，排水泵出水口19连通两路水路，其中第一水路20与马桶盛水腔13连通，排水泵向马桶盛水腔供水，在第一水路20上由排水泵出水口19向马桶的方向依次设有排水阀9和压力检测装置，压力检测装置可为压力传感器10。排水泵出水口19经第二水路15和喷水管路21连通，喷水管路21连通水箱6的一端设有喷水口22，水箱6上开有可与喷水口连通的口，该口的位置高于水箱最大水位对应的位置，喷水管路21远离喷水口22的一端通过阀16与第二水路15连通。喷水管路21的管直径小于第一水路20的管直径，并且小于第二水路15的管直径。

进一步地，水箱6上开有溢水口18，溢水口18连通溢水管5，排气口17的位置高于溢水口18的位置。

排水阀9和马桶盛水腔13之间的管路上设有压力检测装置，压力检测装置与排水泵7连接。压力检测装置可以控制排水泵7和排水阀9的打开和关闭。具体地，压力检测装置为压力传感器10，排水阀9设置在靠近马桶12的管路上。

用户使用前，将该系统的第一水路20的一端连接在排水泵出水口19上，将第一水路20的另一端连接在马桶盛水腔13上的进水口(未图示)上，无需在马桶储水箱中安装水位检测探头或在马桶储水箱外部设干簧管，无需对马桶进行改造，直接将盛放废水的水箱和马桶通过水管11连接就可以利用废水冲洗马桶，结构简单。压力检测装置检测排水阀9和马桶盛水腔13之间的管路内的压力，通过检查到的压力变化情况，判断马桶盛水腔13中的水位情况。

水箱6用于盛放家用废水，如洗衣产生的废水、洗漱盆的废水等，如图1所示，洗衣机1的排水管具有洗衣机分水阀2，洗衣机分水阀2连接第一排水管3和第二排水管4，可以切换使最后一遍漂洗水经由第二排水管4排放在水箱6内，使得废水被储存再利用，或者是在洗衣机控制端，用户可以输入保存漂洗水的数量，比如漂洗次数为两次，用户可以选择保留最后一遍漂洗水或者保留全部两遍漂洗水，也可以选择保留洗涤水。选择后，洗涤过程中不需保留的洗涤水和漂洗水通过第一排水管3排放到下水管道内，保留的水被泵排放到水箱6内。水箱6可以单独设置，也可以放置在洗衣机底部，与洗衣机组成一个整体。在第一水路20靠近排水泵出水口19处设置分水阀8，分水阀8包括第一分路81和 第二分路82，第一分路81通过排水阀9与水管11连接，通向马桶盛水腔13。第一分路81打开，第二分路82关闭，给马桶供水；第二分路82连接下水道，第一分路81关闭，第二分路82打开，可对水箱6中不需要的水排出或对水箱6内的沉淀物进行清理。

实施例一

本实施例中水箱6在初次使用或者用户对水箱6进行清理再次使用时，排水泵7内可能会有一定的气体，排水泵7下游的管路里面有存水时，排水泵内的气体受下游存水挤压，排水泵内的气体无法排出，排水泵工作时，造成排水泵的转轴与空气接触，产生空转，进而出现气栓现象，影响废水再利用系统的正常使用，并且排水泵转轴容易被烧坏，也降低了排水泵的使用寿命。

为解决上述问题，如图1所示，排水泵出水口19通过第二水路15、喷水管路21、喷水口22与水箱6连通，水箱6的上方开与喷水口22连通的口(未图示)且该口的位置高于水箱内的最高水位，排水泵7启动后其内的空气可以通过第二水路15经喷水管路21由喷水口22排到水箱6中水位以上的空间，避免了排水泵7出现气栓现象。在排水泵7内的空气由排气管被排出后，随气体同时排出的少量的水也可以经由上述管路重新流回到水箱6内。进一步地，喷水管路21的管直径远小于第一水路20以及第二水路15的水管直径，使得排水泵7工作后，大量的水被排水泵经由第一水路20泵至马桶盛水腔13，避免了排气过程造成对马桶盛水腔13供水速度降低的影响。

在上述实施方式的基础上，进一步地，第二水路15与喷水管路21通过阀16连通，可以对上述排气过程进行控制。具体为，排水泵7开启后再开启阀16，导通第二水路15与喷水管路21，经过技术人员多次研究测试，在排水泵7启动后的3秒内开启阀16，使得气体得以排出，避免气栓现象，保证排水泵7的正常运行，使得该家用废水再利用系统能够正常使用，也可以提高排水泵的使用寿命；在阀16开启3-10秒后关闭阀16，保证气体完全排出，并且避免第二水路分流第一水路20向马桶盛水腔13的供水，经过技术人员多次测试，上述方案可以有效防止向马桶盛水腔供水速度降低，并且降低了水回流至水箱6产生的噪音。

实施例二

如图1所示，排水泵7设在水箱6内的底部，随着水不断泵至马桶盛水腔13，水箱中水位逐渐下降，由于排水泵7设置在水箱内其散热主要靠侵入水中实现，当水位下降， 排水泵的壳体逐渐露出水面，排水泵的散热效率降低，将影响排水泵的工作效率，甚至造成排水泵过热损坏，影响家用废水再利用系统的正常使用。为解决上述问题，排水泵出水口19经第二水路15、喷水管路21与水箱6连通，喷水管路21的一端设有喷水口22，水箱6开有与喷水口连通的口(未图示)且该口设置在水箱6上，并且该口设置的位置高于排水泵7的顶部，喷水口22开口朝向排水泵7。排气后，由排水泵7泵出的一路水经排水泵出水口19、第一水路20向马桶盛水腔13供水，由排水泵7泵出的另一路水经排水泵出水口19、第二水路15、喷水管路21，由喷水口22喷淋到排水泵7上，对排水泵7进行散热，防止排水泵的电机过热。

进一步地，喷水管路21通过阀16与第二水路15连通，可以控制对排水泵7的喷淋。具体为，排水泵7短时间工作时，排水泵的电机温度还不高，此时阀16处于关闭状态，不对排水泵7喷淋，集中向马桶盛水腔13供水，供水效率高；排水泵工作一段时间后，排水泵的电机温度升高，此时开启阀16，喷水管路21与第二水路15导通，由排水泵7泵出的另一路水经排水泵出水口19、第二水路15、喷水管路21，由喷水口22喷淋到排水泵7上，对排水泵7喷淋降温。具体地，排水泵7为潜水泵，对潜水泵喷淋降温的开始时间可以设置在泵工作一定时间后，比如泵开始工作60秒后，阀16打开，对泵壳体进行降温。上述方案可以有效解决了水箱水位下降后排水泵依靠水散热，散热效率低的问题。

实施例三

如图4所示，在上述实施方式的基础上，第二水路15连通喷水管路21，第二水路15还连通排气管路24，水箱6上方开有排气口17，排气口17高于水箱内最高水位处。排水泵出水口19经过第二水路15分为两条管路，一条连通喷水管路21可实现对排水泵7喷淋降温，另一条连通排气管路24可实现排出排水泵7内的空气，避免排水泵7出现气栓现象。

喷水管路21通过阀16与第二水路15连通，控制对排水泵7的喷淋。排水泵7短时间工作时，排水泵的电机温度还不高，阀16关闭，不对排水泵7喷淋，集中向马桶盛水腔13供水，供水效率高；排水泵工作一段时间后，排水泵的电机温度升高，阀16开启，喷水管路21与第二水路15导通。排气时阀16关闭，避免喷水管路21对第一水路20泵至马桶盛水腔13供水的分流，进一步地，排气管路24和喷水管路21的管直径远小于第一水路20以及第二水路15的水管直径，避免了排气过程排气管路24对第一水路20至马桶盛水腔13供水的分流，提高对马桶盛水腔13供水速度。

实施例四

如图5所示，在上述实施方式的基础上，第二水路15通过三通阀23与喷水管路21以及排气管路24连通，通过控制三通阀23实现喷水管路21与排气管路24分别导通。水箱6上方开有排气口17，排气口17高于水箱内最高水位处。控制三通阀23导通第二水路15和排气管路24，排出排水泵7内的空气，避免排水泵7出现气栓现象；控制三通阀23导通第二水路15和喷水管路21，排水泵7泵出的水由排水泵出水口19经过第二水路15、三通阀24喷水管路21、喷水口22喷淋排水泵7，使其降温。上述实施方式无需在喷水管路21上单独设置阀，通过控制三通阀23控制排气管路和喷水管路的切换，简化了家用废水再利用系统，并且通过控制三通阀24关闭排气管路和喷水管路，避免了上述两管路对马桶盛水腔13供水的分流，提高对马桶盛水腔13供水速度。

实施例五

如图1所示，在上述实施方式的基础上，本实施例所述的废水再利用方法，压力检测装置检测水管11上的压力，当压力降至第一设定值时，排水泵7开启给马桶供水，当压力升至第二设定值时，排水泵7停止给马桶供水。

压力传感器10检测排水阀9和马桶盛水腔13之间的水管内的压力，当马桶冲水后，马桶端的水路开放，此时，排水阀9处于关闭状态，排水阀9和马桶盛水腔13之间的管路内的压力降低，通过压力传感器10检测到压力减小，可以判断出马桶进行了冲水动作，马桶盛水腔13中的水量减少，需要向马桶盛水腔13中补充水，以便马桶进行下一次冲水动作，压力降至第一设定值时，压力传感器10发出信号，控制排水泵7开启给马桶供水。排水阀9具体可为单向阀，在排水泵7停止工作后，使水流不会向排水泵一侧反向流回，保持在排水阀9和马桶盛水腔13之间的水管内的压力。

当对马桶供水时，将分水阀8通向马桶的第一分路81打开，排水阀9同时打开，排水泵7将水箱6中储存的废水泵向马桶盛水腔13，随马桶盛水腔13中水位提升并至充满，水管11逐渐充满水，通过压力传感器10检测到水管11内的压力逐渐升高，当压力升至第二设定值时，压力传感器10发出信号，控制排水泵7停止给马桶供水。当判断马桶水位满时，在排水泵7未停止工作的时候，先关闭排水阀9，此时排水阀9至马桶盛水腔13的压力会保持在接近排水泵7工作时的状态，再关闭排水泵7，以使得马桶盛水腔13注满水。

需要说明的是，第一设定值与第二设定值为根据不同排水泵扬程和马桶盛水腔容量预先设定的值，举例说明如下，比如所用排水泵7的扬程为10米，在马桶盛水腔13逐 渐注满水的过程中，马桶供水管路逐渐充满水，通过压力传感器10检测到水管11内的压力逐渐升高到0.1mpa时，判断马桶盛水腔13已注水满。在马桶盛水腔13冲水的过程中，通过压力传感器10检测到管路水管11内的压力逐渐降低，可以设定在压力降低到0.3mpa时，判断马桶盛水腔13需要注水，可以开启排水泵对马桶供水。

实施例六

在通过排水泵7给马桶供水的过程中，如果排水泵的电源电压出现波动或者不同排水泵性能有差异的话，就会影响排水泵的实际扬程，造成压力传感器10检测到压力达到预设定的第二设定值时，马桶盛水腔13没有被注满的情况；或者因检测到的压力一直未达到预设定的第二设定值，排水泵一直持续工作的情况。举例说明，排水泵的额定扬程是10米，设定1bar作为第二设定值，压力传感器10检测到压力达到1bar时，排水泵停止向马桶供水，但是实际情况中可能出现由于电压偏低，导致排水泵的实际扬程为9米，那么排水泵压力过低，使得压力传感器10检测到压力无法达到第二设定值。而当电源电压偏高时，排水泵扬程会略大于10米，在压力传感器10检测到压力达到1bar时，马桶盛水腔可能会没有注满，影响马桶下一次冲水。

为解决上述问题，需要对排水泵供水的时间根据不同压力下马桶盛水腔的注满水时间进行修正。如图1所示，在上述实施方式的基础上，本实施例所述的家用废水再利用系统废水再利用方法，当压力升至第二设定值第一时长时，排水泵7停止给马桶供水。其中，第一时长与不同压力下马桶盛水腔的注满水的时间有关。当电源电压偏高时，排水泵扬程会略大，在压力传感器10检测到压力达到预设的第二设定值时，马桶盛水腔可能会没有注满，例如，如果在供水压力为1bar时，注满马桶盛水腔13的时间为30秒，则可在压力传感器10检测到压力达到1bar时，排水泵7再运行30秒后再关闭，可以避免马桶盛水腔可能没有注满的情况。如果排水泵压力过低，使得压力传感器10检测到压力无法达到第二设定值，例如，如果马桶盛水腔13在供水压力为0.8bar时，注满马桶的时间为40秒，尽管压力传感器10检测到的压力没有达到1bar，排水泵的供水时间按照运行40秒控制，也可以避免马桶盛水腔可能没有注满的情况。如果正常工作时测试压力持续低于0.5bar超过40秒，则可以判断管路中的气栓没有消除，或者在水泵运行过程中，由于水位较低再次吸入水位表面的气泡形成气栓，可以再次关闭排水阀9，开启阀16消除气栓。

实施例七

如图1至图3所示，在上述实施方式的基础上，本实施例所述的家用废水再利用系统中的压力检测装置为压力传感器，压力传感器10设有与水管11连通的测量接口108。其中，压力传感器10包括设有测量接口108的第一壳体101、绕设有电感线圈103的第二壳体111，第一壳体101和第二壳体111的结合处固定有弹性膜片102，弹性膜片102朝向测量接口108的一侧通过弹性元件104与第一壳体101连接，弹性膜片102另一侧设置有铁芯105，铁芯105通过第二弹性元件114与第二壳体111连接。其中弹性元件104可以为弹簧。测量水管11内的压力时，压力发生变化，压力传感器10的弹性膜片102在弹性元件104的带动下产生形变量，铁芯105在弹性膜片102和第二弹性元件114的带动下沿电感线圈103轴向方向移动，电感线圈电感值发生变化，即电感线圈的电感与铁芯的位移量相对应呈近似线性的变化，铁芯的位移量则与被测的水位压力对应，例如可以设定在压力小于0.3mpa时意味马桶进行了冲水动作，可以开启排水泵对马桶盛水腔供水。

进一步地，压力传感器10包括设有测量接口108的第一壳体101、设有开口的第三壳体121，第一壳体101和第三壳体121的结合处固定有弹性膜片102，弹性膜片102朝向测量接口108的一侧通过弹性元件104与第一壳体101连接，弹性膜片102另一侧连接可从第三壳体121的开口伸出的导电片106。测量水管11的压力时，压力发生变化，压力传感器10的弹性膜片102在弹性元件104的带动下产生形变量，弹性膜片102的变形移动推动导电片106运动，第三壳体121设有开口，导电片106可由开口伸出第三壳体，当压力增大时，弹性元件104推动弹性膜片102向上运动，推动导电片106向上运动，当导电片106运动到与控制排水泵7的电源触点接触时，排水泵7开启向马桶供水。当压力减小时，弹性元件104拉动弹性膜片102向下运动，拉动导电片106向下运动，当导电片106运动到与排水泵7的电源触点脱离接触时，排水泵7停止向马桶供水。采用如图3所示的压力传感器时，压力传感器10与排水泵7无需信号线连接，压力传感器10可以直接与排水泵7的电源触点连接或者断开连接，控制排水泵7的打开和关闭。

需要说明的是，上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。