一种一体式节能节水便坑的制作方法

本发明涉及一种一体式节能节水便坑，属于排泄清洗设备技术领域。

背景技术：

现有的红外便坑、红外开关消耗电能，用水浪费。普通便坑，不能自动冲便，不能节水。两者虽然可以实现排泄物的冲洗但还存在许多问题，均采用较为落后冲洗技术，很多时候大便需要多次冲洗，对水浪费比较明显，冲洗效果不佳，特别是在人流量大使用频率高的地方问题比较突出。另外冲洗小便使用的水量没有收集，也造成浪费严重。小便池和便坑是相互独立的，造成废水再利用的不便，厕所占地面积的增大。而目前新型的废液循环利用，不耗电能的合成厕所设备仍是空白。

目前，在厕所节能排泄行业中，公共场所大量采用的是蹲便坑，尤其是在学校和公园，但是冲洗排泄物，和设备维持需要消耗大量的电能和水资源。单独的泡沫便坑使得壁面有残留污渍，而且控制泡沫发生情况需要消耗电能。不能实现废液再利用和节约能源的目的。普通的便坑对排泄物的流动轨道没有进行流体力学优化，并且设计没结合人体排泄器官的生理学特点。

专利公开号为cn203008094u公开了一种一种蹲便坑，克服了现有蹲便坑边缘容易囤积尿液的缺陷，其特征是：蹲便坑外形呈半弧形，在其表面的前后边缘处密布有漏水孔，中段的左右表面都设置有防滑槽；在蹲便坑四周边缘的下方设置有一圈内置水渠；人们在上完厕所后，囤积在蹲便坑边缘的尿液，便会通过密布在上面的漏水孔漏入下层，最后通过出水口排出；当人们踩下出水阀后，水流经过进水口时便会分成两股，一股直接经下方的蹲便坑槽流出，一股通过内置水渠经蹲便坑内壁流下，最终均通过出水口流出。但是设计过于简单，只是解决了尿液淤积的问题，并没有实现自动冲水和废液利用。

专利公开号为205804542u公开了一种，一种座便器，包括设有便坑的底座，所述便坑具有上直壁便坑部和与所述上直壁便坑部连结的下弧形便坑部，所述底座设有第一转轴，所述第一转轴的一端穿过侧壁进入所述下弧形便坑部内，并在端部装有小螺旋桨；所述第一转轴的另一端装有第一圆锥齿轮，所述第一圆锥齿轮与装在第二转轴上的第二圆锥齿轮啮合连接，所述第二转轴通过轴套与直流电机相连接。采用直流电机的设计，消耗大量电能，而且电池会造成二次污染。齿轮传动，系统稳定性比较差，而且采用小螺旋桨与圆锥齿轮等零件，使得设备加工比较困难，经济花费比较大。

因此，针对现有的方便冲洗厕所便坑、普通蹲便坑的浪费水资源、电能和功能单一的上述缺点，清洁设备行业急需一种设备结构简单，为自动化程度高、高效清洁、废物利用、环保节能的可以进行连续化清洗的排泄设备。

技术实现要素：

针对上述现有厕所排泄设备中存在消耗电能，用水浪费等缺点，本发明提供一种一体式节能节水便坑。该便坑借鉴仿生学上的知识，男女厕所都可用，而且同时可以实现喷水清洗和泡沫除臭两个功能。该便坑专门实现废液利用，环保泡沫，科学合理的液压机械系统，使得人力得利用，节约电能，减少安装装置。同时该便坑坑道弧度优化使得污渍不容易淤积，而且洗涤效果更佳。本发明通过以下技术方案实现。

一种一体式节能节水便坑，包括节水陶瓷便坑系统1、液体收集系统2、节水陶瓷小便池系统3、液压机械传动系统4和泡沫喷水器19，节水陶瓷便坑系统1横置并通过基座与竖置的节水陶瓷小便池系统3连接，所述节水陶瓷便坑系统1包括脚踩凹槽12、滴灌孔17、便坑凸台18、便坑滴水前盖26、便坑基座27、防滑花纹28、脚踩冲水按钮29、尿液滑道凹槽30和小便池滴水后盖31，所述液体收集系统2包括污水口5、过滤蓄水室6、单向阀7、压水室8、紧急排水门9和除渣旁门10，所述节水陶瓷小便池系统3包括滴灌孔17、尿液滑道20、尿液收集台21、尿液凹槽22、滴灌水夹层23、尿液入口24和尿液出口25，所述液压机械传动系统4包括传动杆11、液压装置13、杠杆14、弹簧15和压水器16；所述泡沫喷水器19包括顶端喷水器32、泡沫小孔壳33、喷水细缝壳34、外螺纹底端35、碗状凸起顶盖36、内部喷水枪37、泡沫剂储存室38、高压喷水室39、密封圈40和外螺纹水管连接头41；节水陶瓷便坑系统1前端通过滑道的弧度收集一部分尿液，后端将固体排泄物滑入下水道，再进行喷水清洗。节水陶瓷小便池系统3利用尿液滑道用于收集另一部分尿液，污水与尿液通过两者内部水路汇集过滤蓄水室6，再下降到压水室8，完成废液回收；当液体收集系统2收集足够的液体后，液压机械传动系统4利用杠杆将人力对压水室8的液体施加压力，使得混合液体通过泡沫喷水器19喷出，冲洗残留的污渍；

所述节水陶瓷便坑系统1中便坑滴水前盖26通过便坑基座27与小便池滴水后盖31连接形成中间中空的一体结构，中间中空的位置内部设有中间高两边低的便坑凸台18，基座27两侧标明设有防滑花纹28和脚踩凹槽12，脚踩凹槽12内部设有脚踩冲水按钮29，便坑凸台18两侧分布有两条尿液滑道凹槽30；

所述液体收集系统2中污水口5上部与尿液滑道凹槽3出水口相通，污水口5下部连接过滤蓄水室6，过滤蓄水室6侧部设有除渣旁门10，除渣旁门10四周有密封条，过滤蓄水室6底部通过单向阀7与压水室8连接，压水室8一侧设有紧急排水门9；

所述节水陶瓷小便池系统3为竖置、内部中空形状的主体，主体内部设有弧形的尿液凹槽22和与尿液凹槽22底部连接的尿液收集台21，尿液收集台21上设有尿液入口24，尿液入口24通过主体内部管道连接尿液出口25，尿液出口25通向尿液滑道20，便坑滴水前盖26以及主体顶部中间设有滴灌水夹层23，滴灌水夹层23顶部设有入水孔，入水孔连接水管，滴灌水夹层23表面均匀分布滴灌孔17；尿液凹槽22负责收集正面的尿液，尿液收集台21负责收集溅出的尿液，收集到的尿液进入尿液入口24，到达小便池内部，流过小便池内部后，依次经过尿液出口，尿液凹槽22抵达便坑系统的尿液滑道20，最终流到便坑基座27；

所述液压机械传动系统4中传动杆11上部连接脚踩冲水按钮29，下部连接液压装置13，液压装置13底部连接杠杆14一端，杠杆14另一端连接压水器16，杠杆14这一端上还设有与液压机械传动系统4底部连接的弹簧15，压水器16通过管道与压水室8连接，压水室8另一侧通过管道与安装在便坑凸台18的泡沫喷水器19连接；系统由人力驱动，脚踩凹槽12用于固定人的位置，人体重力作用于传动杆11时（即人踩脚踩冲水按钮29时），将压力传递给液压装置13，液压装置13将杠杆下压。当人走开时，没有压力后，杠杆14在弹簧的拉力作用下，将压水器16下压，在单向阀7的作用下，压水室8的水压大幅度上升，将水流压到泡沫喷水器19中，进行清洗。当水量消耗一定体积后，弹簧15反弹，杠杆14复位，力矩传递，传动杆11弹起；

所述泡沫喷水器19中顶端喷水器32内部通过螺纹与碗状凸起顶盖36连接，碗状凸起顶盖36底部设有与碗状凸起顶盖36配合使用的内部喷水枪37，内部喷水枪37外围设有泡沫剂储存室38，泡沫剂储存室38底部设有高压喷水室39连接，内部喷水枪37与外螺纹水管连接头41管道连接，外螺纹水管连接头41从上往下旋入便坑凸台18预留的内螺纹孔并通过密封圈40压实，泡沫剂储存室38外部设有泡沫小孔壳33，高压喷水室39外部设有喷水细缝壳34；喷水枪射出的高速水流碰撞到碗状凸起，形成四散的水花，溅射到泡沫剂储存室38的底部，与泡沫剂发生剧烈的混合，产生大量的泡沫，从泡沫小孔壳33里面大量溢出，另外一部分混合液体流进水高压喷水室39，喷水细缝壳34包裹在高压喷水室39的外侧，形成的减缩喷管形状将混合液体加速射出，后方射流将便坑基座后部上的固体污物冲入下水道，前方射流将基座前部的尿渍冲入污水口；

所述过滤蓄水室6从上到下的布置有三层带空隙的隔板，第一层布置细密金属网，中间一层为清洁海藻，第三层为海藻酸钙包埋生物活性炭。

该一体式节能节水便坑的使用方法为：

（1）首先按照合理顺序调试设备，往小便池滴水后盖和便坑滴水前盖上部的滴灌水管里面通合适流量的水，观察每个滴漏孔是否一定时间滴下液滴。第二检查节水陶瓷便坑系统和节水陶瓷小便池系统的每个水流纹路是否完好，例如尿液入口、尿液出口、尿液凹槽和尿液滑道是否堵塞。第三检查泡沫喷水器的内部结构是否完整，添加适量的发泡剂，将碗状凸起顶盖拧紧，将下端的螺纹端全部拧下去，压紧密封圈。第四实验操作液压机械传动系统是否工作正常，在传动杆、脚踩凹槽、液压装置、杠杆、弹簧、压水器涂抹润滑油进行润滑处理。第五先检查压水室是否泄漏、单向阀是否正常和紧急排水阀能否打开，之后打开除渣旁门，清洗过滤网，放置新的活性炭过滤层和细密清洁水藻层。整体检查完毕以后务必先运行一次，再投入使用。

（2）然后整体进行一次设备运行测试分析，当人体使用节水陶瓷便坑系统排泄时，便坑基座上面的防滑花纹将人的位置固定，节水陶瓷便坑系统的便坑凸台前部收集一部分尿液，节水陶瓷小便池系统通过尿液收集台、尿液凹槽、尿液入口等结构收集另一部分尿液。两部分的尿液流入液体收集系统的第一部分污水口。经过液体收集系统处理后的混合液体经过压水室的加压处理，再经过减缩管道加速作用，最后通过泡沫喷水器进行喷洗。压水室里面的增压的能量来源于人体的重力势能，当人体站立在便坑基座上面时，脚踩凹槽将人的位置固定，自动将脚踩冲水按钮按下。重力势能通过液压装置和杠杆转化为弹簧的弹性势能，并储存在形变的弹簧中。人离开时弹性势能释放，通过同轴转动以及压水器作用，使得压水室内的液体的压强势能短时间内快速上升，经过减缩管路与喷水器的作用将部分压强转化为射流的动能，泡沫剂发泡的化学能，以及湍流摩擦过程的液体内能。

本发明的有益效果是：

（1）本发明用途广泛，除了用于缺水地区，还适用于不同性别的人群，净化处理的污水可以作为冲洗的重要水源，省去了额外供水的浪费。另外可以安装在公共场所，自动冲水时，产生大量泡沫，遮盖污物，润滑管道，除臭保洁，节能环保。

（2）本设计的动力源为人力，无污染，零排放，符合节能减排的环保理念。在用水量大且水资源短缺的地区，可以对污水等进行废物利用，既减少污水的排放，又循环使用水资源，提高了水资源的利用率，有利于可持续发展。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明的液体收集系统结构示意图；

图3是本发明液压机械传动系统结构示意图；

图4是本发明局部半剖图；

图5是节水陶瓷小便池系统的正视图；

图6是本发明的节水陶瓷便坑系统俯视图；

图7是泡沫喷水器的半剖图；

图8是滴灌水夹层的结构说明图；

图9是整个系统的液体流动说明图。

图中：1-节水陶瓷便坑系统，2-液体收集系统，3-节水陶瓷小便池系统，4-液压机械传动系统，5-污水口，6-过滤蓄水室，7-单向阀，8-压水室，9-紧急排水门，10-除渣旁门，11-传动杆，12-脚踩凹槽，13-液压装置，14-杠杆，15-弹簧，16-压水器，17-灌孔，18-便坑凸台，19-喷水器，20-尿液滑道，21-尿液收集台，22-尿液凹槽，23-滴灌水夹层，24-尿液入口，25-尿液出口，26-便坑滴水前盖，27-便坑基座，28-防滑花纹，29-脚踩冲水按钮，30-尿液滑道凹槽，31-小便池滴水后盖，32-顶端喷水器，33-泡沫小孔壳，34-喷水细缝壳，35-外螺纹底端，36-碗状凸起顶盖，37-内部喷水枪，38-泡沫剂储存室，39-高压喷水室，40-密封圈，41-外螺纹水管连接头，42-主水管，43-蓄水夹层，44-滴灌水滴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1至9所示，该一体式节能节水便坑，包括节水陶瓷便坑系统1、液体收集系统2、节水陶瓷小便池系统3、液压机械传动系统4和泡沫喷水器19，节水陶瓷便坑系统1横置并通过基座与竖置的节水陶瓷小便池系统3连接，所述节水陶瓷便坑系统1包括脚踩凹槽12、滴灌孔17、便坑凸台18、便坑滴水前盖26、便坑基座27、防滑花纹28、脚踩冲水按钮29、尿液滑道凹槽30和小便池滴水后盖31，所述液体收集系统2包括污水口5、过滤蓄水室6、单向阀7、压水室8、紧急排水门9和除渣旁门10，所述节水陶瓷小便池系统3包括滴灌孔17、尿液滑道20、尿液收集台21、尿液凹槽22、滴灌水夹层23、尿液入口24和尿液出口25，所述液压机械传动系统4包括传动杆11、液压装置13、杠杆14、弹簧15和压水器16；所述泡沫喷水器19包括顶端喷水器32、泡沫小孔壳33、喷水细缝壳34、外螺纹底端35、碗状凸起顶盖36、内部喷水枪37、泡沫剂储存室38、高压喷水室39、密封圈40和外螺纹水管连接头41；节水陶瓷便坑系统1前端通过滑道的弧度收集一部分尿液，后端将固体排泄物滑入下水道，再进行喷水清洗。节水陶瓷小便池系统3利用尿液滑道用于收集另一部分尿液，污水与尿液通过两者内部水路汇集过滤蓄水室6，再下降到压水室8，完成废液回收；当液体收集系统2收集足够的液体后，液压机械传动系统4利用杠杆将人力对压水室8的液体施加压力，使得混合液体通过泡沫喷水器19喷出，冲洗残留的污渍；

所述节水陶瓷便坑系统1中便坑滴水前盖26通过便坑基座27与小便池滴水后盖31连接形成中间中空的一体结构，中间中空的位置内部设有中间高两边低的便坑凸台18，基座27两侧标明设有防滑花纹28和脚踩凹槽12，脚踩凹槽12内部设有脚踩冲水按钮29，便坑凸台18两侧分布有两条尿液滑道凹槽30；

所述液体收集系统2中污水口5上部与尿液滑道凹槽3）出水口相通，污水口5下部连接过滤蓄水室6，过滤蓄水室6侧部设有除渣旁门10，除渣旁门10四周有密封条，过滤蓄水室6底部通过单向阀7与压水室8连接，压水室8一侧设有紧急排水门9；

所述节水陶瓷小便池系统3为竖置、内部中空形状的主体，主体内部设有弧形的尿液凹槽22和与尿液凹槽22底部连接的尿液收集台21，尿液收集台21上设有尿液入口24，尿液入口24通过主体内部管道连接尿液出口25，尿液出口25通向尿液滑道20，便坑滴水前盖26以及主体顶部中间设有滴灌水夹层23，滴灌水夹层23顶部设有入水孔，入水孔连接水管，滴灌水夹层23表面均匀分布滴灌孔17；尿液凹槽22负责收集正面的尿液，尿液收集台21负责收集溅出的尿液，收集到的尿液进入尿液入口24，到达小便池内部，流过小便池内部后，依次经过尿液出口，尿液凹槽22抵达便坑系统的尿液滑道20，最终流到便坑基座27；

所述液压机械传动系统4中传动杆11上部连接脚踩冲水按钮29，下部连接液压装置13，液压装置13底部连接杠杆14一端，杠杆14另一端连接压水器16，杠杆14这一端上还设有与液压机械传动系统4底部连接的弹簧15，压水器16通过管道与压水室8连接，压水室8另一侧通过管道与安装在便坑凸台18的泡沫喷水器19连接；系统由人力驱动，脚踩凹槽12用于固定人的位置，人体重力作用于传动杆11时（即人踩脚踩冲水按钮29时），将压力传递给液压装置13，液压装置13将杠杆下压。当人走开时，没有压力后，杠杆14在弹簧的拉力作用下，将压水器16下压，在单向阀7的作用下，压水室8的水压大幅度上升，将水流压到泡沫喷水器19中，进行清洗。当水量消耗一定体积后，弹簧15反弹，杠杆14复位，力矩传递，传动杆11弹起；

所述泡沫喷水器19中顶端喷水器32内部通过螺纹与碗状凸起顶盖36连接，碗状凸起顶盖36底部设有与碗状凸起顶盖36配合使用的内部喷水枪37，内部喷水枪37外围设有泡沫剂储存室38，泡沫剂储存室38底部设有高压喷水室39连接，内部喷水枪37与外螺纹水管连接头41管道连接，外螺纹水管连接头41从上往下旋入便坑凸台18预留的内螺纹孔并通过密封圈40压实，泡沫剂储存室38外部设有泡沫小孔壳33，高压喷水室39外部设有喷水细缝壳34；喷水枪射出的高速水流碰撞到碗状凸起，形成四散的水花，溅射到泡沫剂储存室38的底部，与泡沫剂发生剧烈的混合，产生大量的泡沫，从泡沫小孔壳33里面大量溢出，另外一部分混合液体流进水高压喷水室39，喷水细缝壳34包裹在高压喷水室39的外侧，形成的减缩喷管形状将混合液体加速射出，后方射流将便坑基座后部上的固体污物冲入下水道，前方射流将基座前部的尿渍冲入污水口。

实施例2

如图1至9所示，该一体式节能节水便坑，包括节水陶瓷便坑系统1、液体收集系统2、节水陶瓷小便池系统3、液压机械传动系统4和泡沫喷水器19，节水陶瓷便坑系统1横置并通过基座与竖置的节水陶瓷小便池系统3连接，所述节水陶瓷便坑系统1包括脚踩凹槽12、滴灌孔17、便坑凸台18、便坑滴水前盖26、便坑基座27、防滑花纹28、脚踩冲水按钮29、尿液滑道凹槽30和小便池滴水后盖31，所述液体收集系统2包括污水口5、过滤蓄水室6、单向阀7、压水室8、紧急排水门9和除渣旁门10，所述节水陶瓷小便池系统3包括滴灌孔17、尿液滑道20、尿液收集台21、尿液凹槽22、滴灌水夹层23、尿液入口24和尿液出口25，所述液压机械传动系统4包括传动杆11、液压装置13、杠杆14、弹簧15和压水器16；所述泡沫喷水器19包括顶端喷水器32、泡沫小孔壳33、喷水细缝壳34、外螺纹底端35、碗状凸起顶盖36、内部喷水枪37、泡沫剂储存室38、高压喷水室39、密封圈40和外螺纹水管连接头41；节水陶瓷便坑系统1前端通过滑道的弧度收集一部分尿液，后端将固体排泄物滑入下水道，再进行喷水清洗。节水陶瓷小便池系统3利用尿液滑道用于收集另一部分尿液，污水与尿液通过两者内部水路汇集过滤蓄水室6，再下降到压水室8，完成废液回收；当液体收集系统2收集足够的液体后，液压机械传动系统4利用杠杆将人力对压水室8的液体施加压力，使得混合液体通过泡沫喷水器19喷出，冲洗残留的污渍；

所述节水陶瓷便坑系统1中便坑滴水前盖26通过便坑基座27与小便池滴水后盖31连接形成中间中空的一体结构，中间中空的位置内部设有中间高两边低的便坑凸台18，基座27两侧标明设有防滑花纹28和脚踩凹槽12，脚踩凹槽12内部设有脚踩冲水按钮29，便坑凸台18两侧分布有两条尿液滑道凹槽30；

所述液体收集系统2中污水口5上部与尿液滑道凹槽3）出水口相通，污水口5下部连接过滤蓄水室6，过滤蓄水室6侧部设有除渣旁门10，除渣旁门10四周有密封条，过滤蓄水室6底部通过单向阀7与压水室8连接，压水室8一侧设有紧急排水门9；

所述节水陶瓷小便池系统3为竖置、内部中空形状的主体，主体内部设有弧形的尿液凹槽22和与尿液凹槽22底部连接的尿液收集台21，尿液收集台21上设有尿液入口24，尿液入口24通过主体内部管道连接尿液出口25，尿液出口25通向尿液滑道20，便坑滴水前盖26以及主体顶部中间设有滴灌水夹层23，滴灌水夹层23顶部设有入水孔，入水孔连接水管，滴灌水夹层23表面均匀分布滴灌孔17；尿液凹槽22负责收集正面的尿液，尿液收集台21负责收集溅出的尿液，收集到的尿液进入尿液入口24，到达小便池内部，流过小便池内部后，依次经过尿液出口，尿液凹槽22抵达便坑系统的尿液滑道20，最终流到便坑基座27；

所述液压机械传动系统4中传动杆11上部连接脚踩冲水按钮29，下部连接液压装置13，液压装置13底部连接杠杆14一端，杠杆14另一端连接压水器16，杠杆14这一端上还设有与液压机械传动系统4底部连接的弹簧15，压水器16通过管道与压水室8连接，压水室8另一侧通过管道与安装在便坑凸台18的泡沫喷水器19连接；系统由人力驱动，脚踩凹槽12用于固定人的位置，人体重力作用于传动杆11时（即人踩脚踩冲水按钮29时），将压力传递给液压装置13，液压装置13将杠杆下压。当人走开时，没有压力后，杠杆14在弹簧的拉力作用下，将压水器16下压，在单向阀7的作用下，压水室8的水压大幅度上升，将水流压到泡沫喷水器19中，进行清洗。当水量消耗一定体积后，弹簧15反弹，杠杆14复位，力矩传递，传动杆11弹起；

所述泡沫喷水器19中顶端喷水器32内部通过螺纹与碗状凸起顶盖36连接，碗状凸起顶盖36底部设有与碗状凸起顶盖36配合使用的内部喷水枪37，内部喷水枪37外围设有泡沫剂储存室38，泡沫剂储存室38底部设有高压喷水室39连接，内部喷水枪37与外螺纹水管连接头41管道连接，外螺纹水管连接头41从上往下旋入便坑凸台18预留的内螺纹孔并通过密封圈40压实，泡沫剂储存室38外部设有泡沫小孔壳33，高压喷水室39外部设有喷水细缝壳34；喷水枪射出的高速水流碰撞到碗状凸起，形成四散的水花，溅射到泡沫剂储存室38的底部，与泡沫剂发生剧烈的混合，产生大量的泡沫，从泡沫小孔壳33里面大量溢出，另外一部分混合液体流进水高压喷水室39，喷水细缝壳34包裹在高压喷水室39的外侧，形成的减缩喷管形状将混合液体加速射出，后方射流将便坑基座后部上的固体污物冲入下水道，前方射流将基座前部的尿渍冲入污水口；

其中所述过滤蓄水室6从上到下的布置有三层带空隙的隔板，第一层布置细密金属网，中间一层为清洁海藻，第三层为海藻酸钙包埋生物活性炭。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。