专利名称：废水二次利用增压系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种增压系统。特别是涉及一种利用自来水本身的较大的压力，来使废水增压以输送到较高位置或者输入到保压水箱的废水二次利用增压系统及控制方法。
背景技术：
水资源是一种宝贵的自然资源，是一切生活和生产活动开展的必要条件。而我国是一个水资源相当缺乏的国家，水资源人均占有量相当低，许多城市供水长期处于紧张状况。尤其是北方大城市，矛盾更加显著。另一方面，我国又是一个水资源利用率比较低的国家。要解决这一矛盾，最重要的一条道路就是走节水之路，提高水资源的利用效率。要节约用水，一方面，需要提高公众的节水意识，另一方面需要新的技术及设备，减少或消除浪费水的情况。在我国一个普遍的现象现在我们冲厕系统大多使用的是干净的自来水。这造成了水资源的极大的浪费。在这一领域，有不少人在这方面进行了探索，并取得了不少成绩。其中，有景振东的发明专利(专利名专为废水利用卫生间冲洗设备，利号为CN9121U94. 8)，提出了一种利用增压泵使废水增压已达到用来冲洗厕所的目的。他的整个系统工作过程为先将废水进行净化，再过滤，过滤后的水进入储水箱。当要使用时，启动增压泵，给废水加压后，输送到一定的高度位置或者可以保压的水箱，冲厕所时就使用水箱中的水。这种装置之所以没有得到推广，主要原因是它使用增压泵进行增压，无疑要使用相当的电能，并且每次冲水都要启动电机；再就是装置结构复杂，成本相对较高。目前，许多地方将生活用水和饮用水分开供给，但是国内一直未得到有效的开展。因为改变传统的供水模式，是一个极其巨大的系统工程。短期内难以实现。目前，最有效的方法，就是在小单元内实现废水利用解决自来水冲厕的浪费问题。如对于学校寝室及宾馆等，水受污染程度不大，相对比较清洁。而要进行利用，一个重要的问题就是如何使废水产生可供利用的压力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够将初次使用的废水再用来冲厕所，减少水资源浪费的废水二次利用增压系统及控制方法。本发明所采用的技术方案是一种废水二次利用增压系统及控制方法，废水二次利用增压系统，包括厕所储水水箱和盥洗盆，所述的盥洗盆通过通水管路与废水储存器、大液压缸以及小液压缸依次串接，所述小液压缸的底部通过供水管路连接外部供水水源，所述的大液压缸还通过通水管路与厕所储水水箱相连接，大液压缸上端与设置在小液压缸下端通过通水管路相连通，所述的厕所储水水箱底部还通过供水管路连接外部供水水源，其中，所述的大液压缸中设置有大活塞，所述的小液压缸中设置有小活塞，所述的大活塞和小活塞通过一个活塞杆相连接，还设置有控制单元和与控制单元相连的控制供水管路和通
3水管路导通或关闭的阀门装置。所述的盥洗盆的出水口上设置有过滤网，所的盥洗盆的底部设置有容渣器。所述的阀门装置包括有分别与控制单元相连的设置在小液压缸底部的供水管路上的单向常闭电磁阀，设置在大液压缸与小液压缸连通的通水管路上的常开电磁阀，设置在废水储存器与大液压缸连通的通水管路上的常开单向阀，设置在大液压缸与厕所储水水箱连通的通水管路上的溢流阀，设置在厕所储水水箱底部的供水管路上的单向常闭电磁阀，以及设置在厕所储水水箱上的第一水位传感器和设置在大液压缸上的第二水位传感
ο所述的阀门装置还包括有设置在小液压缸上端的微动触头开关。所述的废水储存器的上端还设置有溢流口。所述的大活塞的直径Dl和小活塞的直径D2之间的关系满足如下条件F2 = π XP2XD22/4 > Fl = π XP1XD12/4其中Ρ2为小液压缸输入自来水的压强，Pl为溢流阀的设定压强，F2为小活塞的力，Fl为大活塞的力。用于废水二次利用增压系统的控制方法，包括如下步骤1)控制单元判断厕所储水水箱内是否需要补充水，是进入下一步骤，否则返回等待状态；2)控制单元判断大液压缸是否已满，是进入下一步骤，否则进入第6步骤；3)控制单元控制常开电磁阀关闭，控制单向常闭电磁阀打开；4)控制单元判断废水储存器是否已满，是进入下一步骤，否则继续判断废水储存器是否已满；5)控制单元控制常开电磁阀打开，控制单向常闭电磁阀关闭，然后返回等待状态；6)控制单元控制单向常闭电磁阀打开，向厕所储水水箱补充自来水；7)控制单元判断厕所储水水箱补水是否已满，是关闭单向常闭电磁阀，然后返回等待状态，否则继续向厕所储水水箱补充自来水。本发明的废水二次利用增压系统，具有如下特点1)它的增压过程简单，不需要其它的能源，解决了废水增压的问题；2)整个过程能在控制系统的控制下自动的进行；3)具有很强的适应性，制造简单，在利用废水的同时并没有给我们的生活带来不便。
图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明的控制方法流程图。其中A 单向常闭电磁阀 B:常开电磁阀C:常开单向阀D:溢流阀E 单向常闭电磁阀 1 盥洗盆
4
2 过滤网4 废水储存器6 大液压缸8 活塞杆10 小活塞12 第一传感器14 外部供水水源16:溢流口
3 容渣器5 第二传感器7 大活塞9 微动触头开关11 小液压缸13 厕所储水水箱15 控制单元
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明的废水二次利用增压系统及控制方法做出详细说明。本发明的废水二次利用增压系统及控制方法，利用自来水本身的较大的压力，来使废水增压以输送到较高位置或者输入到保压水箱，以达到二次利用废水进行冲厕的目的。如图1所示，本发明的废水二次利用增压系统，包括厕所储水水箱13和盥洗盆1，所述的盥洗盆1通过通水管路与废水储存器4、大液压缸6以及小液压缸11依次串接，所述小液压缸11的底部通过供水管路连接外部供水水源14，所述的大液压缸6还通过通水管路与厕所储水水箱13相连接，大液压缸6的上端与设置在小液压缸11的下端通过通水管路相连通，所述的厕所储水水箱13底部还通过供水管路连接外部供水水源14，其中，所述的大液压缸6中设置有大活塞7，所述的小液压缸11中设置有小活塞10，所述的大活塞7和小活塞10通过一个活塞杆8相连接，还设置有控制单元15和与控制单元15相连的控制供水管路和通水管路导通或关闭的阀门装置。，这里所述的控制单元15可以采用片机，或控制芯片。所述的盥洗盆1的出水口上设置有过滤网2，所的盥洗盆1的底部设置有容渣器3。所述的废水储存器4的上端还设置有溢流口 16。增压的原理就是利用自来水的本身的较大压力，推动整个小活塞10向上移动。由于大小活塞连成一体，大活塞7 —端同步运动。通过阀的开闭运动，使大液压缸的压力不断增大。当压力大于溢流阀的压力时，废水进入冲厕用的储水装置，从而实现了废水的增压后的二次利用。在上述过程中，大小活塞的直径比例，是影响本发明的废水二次利用增压系统的效率的一个关键因素。我们设大活塞平直径为D1，小活塞直径为D2，小液压缸的输入端自来水的压强为P2，大液压缸的压强是逐渐增大的，增大到溢流阀C的设定压强，设为Pl。因为大活塞与小活塞连成一个整体，所以由于压强的不同，导致形成压力差。设小活塞的力为F2，大活塞的力为F1，满足关系F2 = π XP2XD22/4 > Fl = π XP1XD12/4所以，活塞向上移动，把废水的压力升至Ρ2。由以上分析，可知要实现废水利用效率的提高，必须增大大活塞与小活塞的直径比例，小活塞直径尽可能小，大活塞直径尽可能大。大小活塞直径的比例是由自来水端压强以及溢流阀的设定压强决定的；
所述的阀门装置包括有分别与控制单元15相连的设置在小液压缸11底部的供水管路上的单向常闭电磁阀A，设置在大液压缸6与小液压缸11连通的通水管路上的常开电磁阀B，设置在废水储存器4与大液压缸6连通的通水管路上的常开单向阀C，设置在大液压缸6与厕所储水水箱13连通的通水管路上的溢流阀D，设置在厕所储水水箱13底部的供水管路上的单向常闭电磁阀E，以及设置在厕所储水水箱13上的第一水位传感器12和设置在大液压缸6上的第二水位传感器5。所述的阀门装置还包括有设置在小液压缸11上端的微动触头开关9。因本发明的控制单元是采用简单的芯片对电磁阀的开合控制，耗能极少。如图2所示，本发明的用于废水二次利用增压系统的控制方法，包括如下步骤1控制单元判断厕所储水水箱内是否需要补充水，是进入下一步骤，否则返回等待状态；2控制单元判断大液压缸6是否已满，是进入下一步骤，否则进入第6步骤；3控制单元控制设置在大液压缸6与小液压缸11连通的通水管路上的常开电磁阀B关闭，控制设置在小液压缸11底部的供水管路上的单向常闭电磁阀A打开；4控制单元判断废水储存器4是否已满，是进入下一步骤，否则继续判断废水储存器4是否已满；5控制单元控制设置在大液压缸6与小液压缸11连通的通水管路上的常开电磁阀B打开，控制设置在小液压缸11底部的供水管路上的单向常闭电磁阀A关闭，然后返回等待状态；6控制单元控制设置在厕所储水水箱13底部的供水管路上的单向常闭电磁阀E打开，向厕所储水水箱13补充自来水；7控制单元判断厕所储水水箱13补水是否已满，是关闭单向常闭电磁阀E，然后返回等待状态，否则继续向厕所储水水箱13补充自来水。本发明的废水二次利用增压系统及控制方法的工作过程如下盥洗盆1产生的废水，经过过滤网2过滤，进入废水储存器4。如果废水含有杂质，会沉淀在容渣器3中，以防堵塞过滤网。并且容渣器3可以方便的清理。如果废水储存器4满了，经溢流口 16流出。然后，经常开单向阀C进入大液压缸6。大液压缸6在上面废水的重力作用下，处于最低位置。当大液压缸6充满后，同时得到第一传感器12传来的厕所储水水箱13需要补充水的信息后，控制单元开始一系列的控制动作(具体的动作见控制流程图)。第二传感器5的作用是提供大液压缸是否有足够可供增压的废水的信息。在得到第一传感器12需要补给的信息后，判断第二传感器5也允许的情况下，常开电磁阀B关闭，单向常闭电磁阀A打开，常开单向阀C自动关闭。由于自来水的压力很大，而大液压缸6压力很小，自来水的压力推动小活塞10和大活塞7整体向上移动。当大液压缸的压强达到溢流阀D的设定压力后，溢流阀打开，废水进入厕所储水水箱13并以一定压力储存起来。如果厕所储水水箱13充满或者大小活塞达到极限位置，由第一传感器和第二传感器将信息传到控制单元，从而关闭单向常闭电磁阀A，打开常开电磁阀B，增压过程结束。此时，溢流阀D关闭，大小两液压缸的压强达到平衡，常开单向阀C因为上部压力大于下面而打开，废水由于重力推动大活塞向下移动，小液压缸的水和废水进入大液压缸，恢复到初始位置，为下一循环做好准备。另外，如果厕所储水水箱13缺水，而废水量不够，这时通过控制单元打
6开单向常闭电磁阀E，直接用自来水进行冲入，保证正常的使用。还有一种情况就是废水储存器及厕所储水水箱都充满，超出容量的废水将自动排出。 从以上分析，可以看出本发明的废水二次利用增压系统及控制方法具有如下特点1)它的增压过程简单，不需要其它的能源，解决了废水增压的问题；2)整个过程能在控制系统的控制下自动的进行；幻具有很强的适应性，制造简单，在利用废水的同时并没有给我们的生活带来不便。所以，这套系统具在水资源日益紧张的今天，具有较大的推广价值。
权利要求
1.一种废水二次利用增压系统，包括厕所储水水箱(1 和盥洗盆(1)，其特征在于，所述的盥洗盆(1)通过通水管路与废水储存器G)、大液压缸(6)以及小液压缸(11)依次串接，所述小液压缸(11)的底部通过供水管路连接外部供水水源(14)，所述的大液压缸(6)还通过通水管路与厕所储水水箱(1 相连接，大液压缸(6)上端与设置在小液压缸(11)下端通过通水管路相连通，所述的厕所储水水箱(1 底部还通过供水管路连接外部供水水源(14)，其中，所述的大液压缸(6)中设置有大活塞(7)，所述的小液压缸(11)中设置有小活塞(10)，所述的大活塞(7)和小活塞(10)通过一个活塞杆(8)相连接，还设置有控制单元(1 和与控制单元(1 相连的控制供水管路和通水管路导通或关闭的阀门装置。
2.根据权利要求1所述的废水二次利用增压系统，其特征在于，所述的盥洗盆(1)的出水口上设置有过滤网O)，所的盥洗盆(1)的底部设置有容渣器(3)。
3.根据权利要求1所述的废水二次利用增压系统，其特征在于，所述的阀门装置包括有分别与控制单元(1 相连的设置在小液压缸(11)底部的供水管路上的单向常闭电磁阀(A)，设置在大液压缸(6)与小液压缸(11)连通的通水管路上的常开电磁阀(B)，设置在废水储存器(4)与大液压缸(6)连通的通水管路上的常开单向阀(C)，设置在大液压缸(6)与厕所储水水箱(1 连通的通水管路上的溢流阀(D)，设置在厕所储水水箱(1 底部的供水管路上的单向常闭电磁阀(E)，以及设置在厕所储水水箱(1 上的第一水位传感器(12)和设置在大液压缸(6)上的第二水位传感器(5)。
4.根据权利要求3所述的废水二次利用增压系统，其特征在于，所述的阀门装置还包括有设置在小液压缸(U)上端的微动触头开关(9)。
5.根据权利要求1所述的废水二次利用增压系统，其特征在于，所述的废水储存器(4)的上端还设置有溢流口(16)。
6.根据权利要求1所述的废水二次利用增压系统，其特征在于，所述的大活塞(7)的直径Dl和小活塞(10)的直径D2之间的关系满足如下条件F2 = π XP2XD22/4 > Fl = π XP1XD12/4其中Ρ2为小液压缸输入自来水的压强，Pl为溢流阀的设定压强，F2为小活塞的力，Fl为大活塞的力。
7.一种用于权利要1所述的废水二次利用增压系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤1)控制单元判断厕所储水水箱内是否需要补充水，是进入下一步骤，否则返回等待状态；2)控制单元判断大液压缸(6)是否已满，是进入下一步骤，否则进入第6步骤；3)控制单元控制常开电磁阀⑶关闭，控制单向常闭电磁阀㈧打开；4)控制单元判断废水储存器(4)是否已满，是进入下一步骤，否则继续判断废水储存器⑷是否已满；5)控制单元控制常开电磁阀(B)打开，控制单向常闭电磁阀(A)关闭，然后返回等待状态；6)控制单元控制单向常闭电磁阀(E)打开，向厕所储水水箱(1 补充自来水；7)控制单元判断厕所储水水箱(1 补水是否已满，是关闭单向常闭电磁阀(E)，然后返回等待状态，否则继续向厕所储水水箱(1 补充自来水。
全文摘要
一种废水二次利用增压系统及控制方法，系统盥洗盆通过通水管路与废水储存器、大液压缸以及小液压缸依次串接，小液压缸的底部通过供水管路连接外部供水水源，大液压缸还通过通水管路与厕所储水水箱相连接，大液压缸上端与设置在小液压缸下端通过通水管路相连通，厕所储水水箱底部还通过供水管路连接外部供水水源，大液压缸中设置有大活塞，小液压缸中设置有通过活塞杆与大活塞连接的小活塞，控制单元和与控制单元相连的控制供水管路和通水管路导通或关闭的阀门装置。方法是控制单元通过判断大液压缸和废水储存器是否已满，厕所储水水箱内是否需要补充水等，控制各阀门的开闭，达到废水二次利用。本发明制造简单，整个过程能在控制系统的控制下自动的进行。
文档编号E03C1/12GK102392474SQ20111023146
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月12日 优先权日2011年8月12日
发明者刘春龙, 封芳桂, 常正男, 李占君, 李鹏海, 王井玲, 王霞, 黎振 申请人:天津职业技术师范大学, 李占君, 王霞