一种智能真空集便系统及集便方法与流程

本发明属于给水卫生领域，特别涉及该领域中的一种智能真空集便系统及集便方法。

背景技术：

给水卫生系统涉及到千家万户，办公楼，公共卫生间，高铁，轮船，飞机等各种公共领域及每个家庭。目前绝大多数民用便器采用自然落水冲洗，耗水量大，一般冲洗为6升水/次，易堵，排污方向只能自上而下，如果污水管路高于便器，便无法使用；高铁、飞机采用的真空集便系统需要气源产生负压，离开气源无法工作，气源产生负压时的噪声大，单独配置气源需要较大的安装空间，使用场所受限，管路易堵。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种耗水量小且不用气源的智能真空集便系统及集便方法。

本发明采用如下技术方案：

一种智能真空集便系统，其改进之处在于：所述的系统包括便器，在便器的内壁上安装喷嘴，该喷嘴通过管路与清水增压装置的出水口相通，清水增压装置的进水口通过管路与增压水泵的出水口相通，增压水泵的进水口与清水管路相连接，此外还在喷嘴与清水增压装置出水口之间的管路上安装清水电磁阀；在便器底部的排污口上安装排污阀，该排污阀通过吸污管与压力发生装置的进污口相通，压力发生装置的排污口通过排污管与污物箱的进污口相通，此外还在压力发生装置内设置螺杆，该螺杆的头部临近压力发生装置的进污口，尾部临近压力发生装置的排污口，并且还在螺杆的头部安装叶片，螺杆的尾部则穿过压力发生装置并与压力发生装置外一电机的动力输出端相连接，穿过压力发生装置的螺杆尾部与压力发生装置之间以轴承连接，以密封垫密封；所述的系统还包括冲洗按钮，该冲洗按钮与电气控制单元电连接，上述的增压水泵、清水电磁阀、排污阀和电机均与电气控制单元电连接并受其控制。

进一步的，所述的便器为座便或蹲便。

进一步的，所述喷嘴的数量为两个以上，各喷嘴均匀分布在便器内壁上部的同一高度平面内。

进一步的，所述清水增压装置包括储水罐，该储水罐被压力膜分隔为空气压力腔和储水腔，其中空气压力腔为内置空气的密封腔，清水增压装置的进水口和出水口则均设在储水腔上，此外还在储水腔内设置水压传感器，该水压传感器与电气控制单元电连接。

进一步的，所述的压力膜为橡胶薄膜。

进一步的，空气压力腔位于储水罐的上部，储水腔位于储水罐的下部，当储水腔内无水时，空气压力腔与储水腔的压力相等，橡胶薄膜处于自由状态。

进一步的，在压力发生装置内临近螺杆头部的位置安装负压传感器，在压力发生装置内临近螺杆中部的位置安装正压传感器，负压传感器和正压传感器均与电气控制单元电连接。

进一步的，所述的电机固定安装在压力发生装置的外壁上。

进一步的，所述的电气控制单元包括外壳，在外壳内安装控制电路板，在外壳上安装与上述控制电路板电连接的信号接口，通信接口，电源开关，电源指示灯和故障指示灯，其中电源开关还与电气控制单元外的电源或电气控制单元外壳内的电池电连接；所述的增压水泵、清水电磁阀、排污阀和电机均与电气控制单元外壳内的控制电路板电连接并受其控制。

一种集便方法，使用上述的智能真空集便系统，其改进之处在于，包括如下步骤：

（1）电气控制单元控制清水电磁阀关闭并启动增压水泵，将清水管路内的水通过清水增压装置的进水口注入储水腔，随着储水腔内水量的增加，水通过压力膜挤压空气压力腔内的空气，空气压力腔内的气压与储水腔内的水压同步增加，电气控制单元通过储水腔内的水压传感器检测储水腔内的水压，当水压增至设定上限值时电气控制单元关闭增压水泵；

（2）按下冲洗按钮后，电气控制单元控制清水电磁阀打开并启动电机，清水增压装置中空气压力腔内的空气反弹，通过压力膜将储水腔内的水从清水增压装置的出水口经喷嘴排至便器内壁，从而对便器内壁进行清洗；电机运行带动压力发生装置内的螺杆旋转，在压力发生装置内形成从螺杆头部到螺杆尾部沿着螺杆上的螺纹定向流动的气流，从而在压力发生装置的进污口附近形成局部负压腔，在压力发生装置的排污口附近形成局部增压腔；

（3）电气控制单元通过储水腔内的水压传感器检测储水腔内的水压，当水压降至设定下限值时，电气控制单元控制清水电磁阀关闭并重复步骤（1），同时还控制排污阀打开，使便器底部的排污口与压力发生装置的进污口相通，污物在负压的吸力下进入压力发生装置内的负压腔，被螺杆头部旋转的叶片打碎后随着气流进入增压腔，最后在正压的推动下从压力发生装置的排污口经排污管进入污物箱；

（4）一定时间后电气控制单元控制排污阀和电机关闭，清水电磁阀打开，再次对便器内壁进行清洗，清洗后的水形成对便器底部排污口的水封；电气控制单元通过储水腔内的水压传感器检测储水腔内的水压，当水压降至设定下限值时，电气控制单元控制清水电磁阀关闭并重复步骤（1）。

本发明的有益效果是：

本发明所公开的智能真空集便系统，采用模块化设计，螺杆原理增压同时产生负压，在无气源的情况下也可以实现真空负压吸污及正压排污，由于真空负压的吸力强劲，在污水管路高于便器时也可以使用，即可以由低处往高处排污，降低了该集便系统对安装条件的要求。

本发明所公开的智能真空集便系统，现场连接安装简单，通电后即能使用，采用加压冲洗，单次冲洗耗水量0.5升左右，相比自然落水冲洗可节水90%，噪音小（目前的真空集便系统噪音约80db，而该系统小于60db），污物被螺杆头部旋转的叶片打碎后，不易堵塞管路，便于后期益生菌处理。

本发明所公开的智能真空集便系统，电气控制单元与各泵、阀、电机和传感器电连接，实现智能故障自检，电气控制单元的通信接口，实现了远程巡检便器状态及传输故障代码，能够根据实际需要灵活配置，可以一拖一，也可以一拖多，适用于对公共卫生间内各集便系统故障的监控、管理和记录。

本发明所公开的集便方法，冲洗循环时间短，节能、环保，整体经济效应好，适合行业发展需要，市场前景广阔。

附图说明

图1是本发明实施例1所公开智能真空集便系统为座便时的结构示意图；

图2是本发明实施例1所公开智能真空集便系统为蹲便时的结构示意图；

图3是本发明实施例1所公开智能真空集便系统中座便器的结构示意图；

图4是本发明实施例1所公开智能真空集便系统中清水增压装置的结构示意图；

图5是本发明实施例1所公开智能真空集便系统中压力发生装置的结构示意图；

图6是本发明实施例1所公开集便方法中步骤（1）的工作过程示意图；

图7是本发明实施例1所公开集便方法中步骤（2）的工作过程示意图；

图8是本发明实施例1所公开集便方法中步骤（3）的工作过程示意图；

图9是本发明实施例1所公开集便方法中步骤（4）的工作过程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，如图1-2所示，本实施例公开了一种智能真空集便系统，所述的系统包括便器1，如图3所示，在便器的内壁上安装喷嘴101，该喷嘴通过管路102与清水增压装置3的出水口相通，清水增压装置的进水口通过管路与增压水泵302的出水口相通，增压水泵的进水口与清水管路相连接，此外还在喷嘴与清水增压装置出水口之间的管路上安装清水电磁阀4；在便器底部的排污口103上安装排污阀5，如图5所示，该排污阀通过吸污管6061与压力发生装置6的进污口606相通，压力发生装置的排污口607通过排污管6071与污物箱8的进污口相通，此外还在压力发生装置内设置螺杆604，该螺杆的头部（即图1中螺杆的左侧）临近压力发生装置的进污口，尾部（即图1中螺杆的右侧）临近压力发生装置的排污口，并且还在螺杆的头部安装叶片605，螺杆的尾部则穿过压力发生装置并与压力发生装置外一电机601的动力输出端相连接，穿过压力发生装置的螺杆尾部与压力发生装置之间以轴承608连接，以密封垫612密封；所述的系统还包括冲洗按钮2，该冲洗按钮与电气控制单元7电连接，上述的增压水泵、清水电磁阀、排污阀和电机均与电气控制单元电连接并受其控制。

在本实施例中，所述的便器为座便（图1）或蹲便（图2）。所述喷嘴的数量为两个以上，各喷嘴均匀分布在便器内壁上部的同一高度平面内。

如图4所示，所述清水增压装置包括储水罐301，该储水罐被压力膜304分隔为空气压力腔305和储水腔306，其中空气压力腔为内置空气的密封腔，清水增压装置的进水口和出水口则均设在储水腔上，此外还在储水腔内设置水压传感器303，该水压传感器与电气控制单元电连接。所述的压力膜为橡胶薄膜。空气压力腔位于储水罐的上部，储水腔位于储水罐的下部，当储水腔内无水时，空气压力腔与储水腔的压力相等，橡胶薄膜处于自由状态。

在压力发生装置内临近螺杆头部的位置安装负压传感器609，在压力发生装置内临近螺杆中部的位置安装正压传感器610，负压传感器和正压传感器均与电气控制单元电连接。

所述的电机固定安装在压力发生装置的外壁上。

所述的电气控制单元包括外壳，在外壳内安装控制电路板，在外壳上安装与上述控制电路板电连接的信号接口，通信接口，电源开关，电源指示灯和故障指示灯，其中电源开关还与电气控制单元外的电源或电气控制单元外壳内的电池电连接；所述的增压水泵、清水电磁阀、排污阀和电机均与电气控制单元外壳内的控制电路板电连接并受其控制。

本实施例还公开了一种集便方法，使用上述的智能真空集便系统，包括如下步骤：

（1）如图6所示，电气控制单元7控制清水电磁阀4关闭并启动增压水泵，将清水管路内的水通过清水增压装置的进水口注入储水腔，随着储水腔内水量的增加，水通过压力膜挤压空气压力腔内的空气，空气压力腔内的气压与储水腔内的水压同步增加，电气控制单元通过储水腔内的水压传感器检测储水腔内的水压，当水压增至设定上限值时电气控制单元关闭增压水泵；

（2）如图7所示，按下冲洗按钮2后，电气控制单元7控制清水电磁阀4打开并启动电机601，清水增压装置中空气压力腔内的空气反弹，通过压力膜将储水腔内的水从清水增压装置的出水口经喷嘴排至便器内壁，从而对便器内壁进行清洗；电机运行带动压力发生装置6内的螺杆旋转，在压力发生装置内形成从螺杆头部到螺杆尾部沿着螺杆上的螺纹定向流动的气流，从而在压力发生装置的进污口附近形成局部负压腔602，在压力发生装置的排污口附近形成局部增压腔603；

（3）如图8所示，电气控制单元通过储水腔内的水压传感器检测储水腔内的水压，当水压降至设定下限值时，电气控制单元7控制清水电磁阀4关闭并重复步骤（1），同时还控制排污阀5打开，使便器底部的排污口与压力发生装置6的进污口相通，污物在负压的吸力下进入压力发生装置内的负压腔602，被螺杆头部旋转的叶片打碎后随着气流进入增压腔603，最后在正压的推动下从压力发生装置的排污口经排污管进入污物箱8；

（4）如图9所示，一定时间后电气控制单元7控制排污阀5和电机关闭，清水电磁阀4打开，再次对便器内壁进行清洗，清洗后的水形成对便器底部排污口的水封，防止异味从排污口排出；电气控制单元通过储水腔内的水压传感器检测储水腔内的水压，当水压降至设定下限值时，电气控制单元控制清水电磁阀关闭并重复步骤（1）。