专利名称：家庭用水回收装置及其方法
技术领域：
本发明涉及家庭废水回收再利用技术领域，具体涉及一种家庭用水回收装置及其方法。
背景技术：
目前，随着环境恶化，气候变暖，世界水资源越来越匮乏，人们对水资源的保护意识越来越强。虽然全球人们都极力呼吁要节约用水，但日常生活中还有很多浪费水资源的现象。而现在城市化进程的步伐越来越快，城市中的居民建筑越来越多，随之用水量也在不断加大，而家庭用水主要是洗衣、洗澡用水，用完后就直接排入下水道，造成了水的大量浪费。为了使大家能节约用水，需要改进家庭卫浴间的设计，充分回收利用洗澡、洗衣等废水。目前，相关家庭废水回收方法和装置有很多，但多数是利用电驱动马达、水泵直吸等将水进行提升处理，这种方法一来要用电作为动力源，因此，消耗电能，加大了废水的利用成本；二来机构较大，放置起来需要占用较大空间，且使用安装不便，还影响卫浴间的整洁；此外，这种马达或水泵一旦运行，噪音非常大，不能满足家庭舒适、安静的生活环境的需要。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种无需马达、水泵等噪音大、耗能、体积大的装置，且安装拆卸方便、占用空间小，无噪音的家庭用水回收装置。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种家庭用水回收装置，该装置包括收集箱，储水箱，所述的收集箱和储水箱之间通过提升管连通；所述的收集箱的顶部设有废水进水口，收集箱的底部设有与下水道连通的排污口 ；所述的收集箱还包括脚踏传动装置，所述的提升管内还包括与脚踏传动装置相连接的螺旋增压提水装置。本发明上述的脚踏传动装置包括设置于收集箱顶部的脚踏板，所述的脚踏板的后端与收集箱顶部可转动连接；所述的脚踏板的中部与收集箱的顶部之间连接有复位弹簧； 所述的脚踏板的前端连接有齿条；所述的齿条与位于收集箱内部的小齿轮啮合；所述的小齿轮的齿轮轴上还设有单向超越离合器齿轮，所述的单向超越离合器齿轮与齿轮轴相互平行设置的直齿轮相啮合；所述的直齿轮的齿轮轴的一端还连接有第一锥齿轮。本发明上述的螺旋增压提水装置包括设置于提升管内部的螺杆，所述的螺杆通过两端的轴承固定于提升管内；所述的螺杆所在的轴的一端延伸于收集箱内，所述的延伸于收集箱内的轴端上设有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述的第二锥齿轮和第一锥齿轮所在的轴相互垂直；所述的提升管内位于螺杆的上部还安装有第一单向阀。采用上述结构，将收集箱预埋于卫浴间的地板下，当收集箱内收集满家庭用水后， 人通过踩压脚踏板，使得位于脚踏板前段的齿条向下运动，从而带动与之啮合的小齿轮转动，而小齿轮的转动带动同轴的单向超越离合器齿轮转动，而单向超越离合器齿轮转动又可以带动与之啮合的直齿轮转动，直齿轮的转动又带动同轴的第一锥齿轮转动，然后第一锥齿轮又带动与之啮合的第二轴齿轮转动，而第二轴齿轮转动又可带动与之同轴的螺杆做周向旋转，螺杆转动会对水施加一个向上的推力，此时收集箱内形成负压，螺杆上部的水在推力作用下的压力大于提升管第一单向阀上部的压力，在压差作用下，第一单向阀开启，将螺杆中的水推入提升管上部并收集到储水箱内，储水箱内的水就可以用于冲洗马桶等，从而完成整个的废水再利用过程。当脚踏板释放时，它在复位弹簧的作用下向上回程，此时， 单向超越离合器齿轮的轴在小齿轮的带动下反转，固定在主轴上的顶球(离合器的顶球) 脱离齿轮，故单向超越离合器齿轮不会因脚踏板的回程而带动螺杆反转，避免了提升管中的水倒流(单向超越离合器无需控制机构，它是依靠其单向锁止原理来发挥固定或连接作用的，力矩的传递是单方向的，其连接和固定完全由与之相连接元件的受力方向所决定，当与之相连接元件的受力方向与锁止方向相同时，该元件即被固定或连接；当受力方向与锁止方向相反时，该元件即被释放或脱离连接)。本发明的上述装置，既不用水泵、马达，也不用电、耗能，只需脚踏一下脚踏板就可以轻松的将收集的废水提升到储水箱中。本发明装置采用齿轮传动机构，将脚踏板的上下运动，转变为螺杆的周向转动，脚踏板下行一次，螺杆转动5圈，结构紧凑简单，传动效率高；采用单向超越离合器齿轮，当连续脚踏就可实现螺杆的加速转动，增加提升推力，而且单向超越离合器齿轮的采用可防止螺杆的倒转，避免了提升管中的水倒流；单向阀的采用防止了水的回流，保证了提升管内始终有水，避免了螺杆转动排空的现象发生，同时只要转动即可提升水，提升效率可达100%，实现了可靠、油液不能反向流动，正向流动压力损失小，反向截止密封性好优点。作为优选，所述的收集箱内还设有增压箱，所述的第一锥齿轮、第二锥齿轮包覆在增压箱内；所述的增压箱与收集箱之间通过第二单向阀连通。采用这种结构，当螺杆转动时，提升管内的水向上运动，增压箱内的水形成负压，此时增压箱进水口处的第二单向阀在负压的作用下开启，水进入增压箱并在螺杆的作用下被提升。当螺杆停止转动时，提升管内的水位高于收集箱，因此增压箱内的水压高于收集箱，单向阀在压差的作用下关闭，防止增压箱和提升管内的水倒流，保证增压箱和提升管内始终充满水，不会排空。作为优选，所述的收集箱的底部为倾斜状，采用这种结构，当需要冲洗长期积存在箱体底部的沉淀污物时，倾斜设计的底部就可以产生一定的冲力，更利于冲洗干净。作为优选，所述的收集箱内还设有排污装置，所述的排污装置包含裸漏于收集箱顶部的踏板，所述的踏板下部连接有贯穿收集箱的连杆，所述的连杆底端设有用于堵塞排污口的堵头，所述的踏板下方位于收集箱顶部的连杆上还套设有弹簧。采用上述结构，当需要定期排污时，将踏板压下，堵头向下移动，脱离下排污口的侧壁，从而污水流入下水道，当踏板松开后，堵头在弹簧作用下上移，又可再次将下排污口堵住，从而简单、轻松就可实现随时排污的效果。作为优选，所述的储水箱为橡胶材料制作的储水箱，储水箱采用橡胶材料，无水即储水箱内的水排空时在大气作用下会被压缩；当有水排进来的时候，它又会鼓起来，有效减小了空间占据。当用水冲马桶时，打开储水箱上的放水开关，水便会流下冲洗马桶，橡胶水箱的空间变小，同时形成负压，有利于提升管内的水提升，也可防止提升管中的水倒流。本发明的零部件采用塑料和不锈钢制作，不易腐蚀、磨损，运转时噪音小，且加工简单。该装置为纯机械操作，不需要消耗电能，有助于锻炼身体，低碳环保，并使得废水资源得到再利用。本发明要解决的另一个技术问题是提供一种利用上述装置回收家庭用水的方法， 具体步骤为(1)洗澡或洗手时，将废水通过收集箱上的进水口回收到箱体内，此时排污口处于堵塞状态，然后将废水在收集箱内静置、沉淀；(2)当收集箱内较多时，踩下脚踏板，带动齿轮传动，从而将脚踏板的下压动作转变为螺杆的周向旋转，螺杆旋转，给水向上的推力，在推力作用下第一单向阀开启，将水提升到储水箱内，储水箱内的水根据需要用作冲洗厕所马桶。
图1本发明家庭用水回收装置局部剖视图结构示意图(拆掉收集箱部分顶板和前侧板)。图2本发明家庭用水回收装置的主视图局部剖视图结构示意图。如图所示1.收集箱，1.1.进水口，1.2.排污口，2.储水箱，3.提升管，3.1.螺杆， 3.2.第一单向阀，4.脚踏板，4.1.齿条，4. 2.复位弹簧，5.单向超越离合器齿轮，6.小齿轮，7.直齿轮，8.第一锥齿轮，9.第二锥齿轮，10.增压箱，10. 1，第二单向阀，11.踏板，11. 1 连杆，11. 2.堵头，11. 3.弹簧。
具体实施例方式
下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。如附图1、2所示，本发明的家庭用水回收装置，该装置包括收集箱1，储水箱2，所述的收集箱1和储水箱2之间通过提升管3连通；所述的收集箱1的顶部设有废水进水口 1. 1，收集箱1的底部设有与下水道连通的排污口 1. 2，所述的收集箱1还包括脚踏传动装置，所述的提升管3内还包括与脚踏传动装置相连接的螺旋增压提水装置；所述的脚踏传动装置包括设置于收集箱1顶部的脚踏板4，所述的脚踏板4的后端与收集箱1顶部可转动连接，所述的脚踏板4的中部与收集箱1的顶部之间连接有复位弹簧4. 2，所述的脚踏板 4的前端连接有齿条4. 1 ；所述的齿条4. 1与位于收集箱1内部的小齿轮6啮合，所述的小齿轮6的齿轮轴上还设有单向超越离合器齿轮5，所述的单向超越离合器齿轮5与齿轮轴相互平行(即单向超越离合器齿轮所在的齿轮轴与直齿轮所在的齿轮轴相互平行，两个齿轮轴可转动的设置于收集箱上)的直齿轮7相啮合；所述的直齿轮7的齿轮轴一端还连接有第一锥齿轮8 ；所述的螺旋增压提水装置包括设置于提升管3内部的螺杆3. 1，所述的螺杆3. 1通过两端的轴承固定于提升管3内，所述的螺杆3. 1所在的轴的一端延伸于收集箱 1内，所述的延伸于收集箱1内的轴端上设有与第一锥齿轮8啮合的第二锥齿轮9，所述的第一锥齿轮8和第二锥齿轮9所在的齿轮轴相互垂直；所述的提升管3内位于螺杆3. 1的上部还安装有第一单向阀3. 2。采用上述结构，将收集箱预埋于卫浴间的地板下，当收集箱内收集满家庭用水后， 人通过踩压脚踏板4，使得齿条4. 1向下运动，从而带动与之啮合的小齿轮6转动，而小齿轮的转动带动同轴的单向超越离合器齿轮5转动，而单向超越离合器齿轮转动又可以带动与之啮合的直齿轮7转动，直齿轮的转动又带动同轴的第一锥齿轮8转动，然后第一锥齿轮8又带动与之啮合的第二轴齿轮转动9，而第二轴齿轮9转动又可带动与之同轴的螺杆3. 1 做周向旋转，螺杆转动会对水施加一个向上的推力，此时收集箱内形成负压，螺杆上部的水在推力作用下压力大于提升管中的压力，在压差作用下，第一单向阀3. 2开启，将螺杆中的水推入提升管并收集到储水箱内，然后储水箱内的水就可以用于冲洗马桶，从而完成整个的废水再利用过程。当脚踏板释放时，它在复位弹簧4. 2的作用下向上回程，此时，单向超越离合器齿轮的轴反转，固定在主轴上的顶球(离合器的顶球)脱离齿轮，故离合器齿轮不会因脚踏板的回程而带动螺杆反转，避免了提升管中的水倒流(单向超越离合器无需控制机构，它是依靠其单向锁止原理来发挥固定或连接作用的，力矩的传递是单方向的，其连接和固定完全由与之相连接元件的受力方向所决定，当与之相连接元件的受力方向与锁止方向相同时，该元件即被固定或连接；当受力方向与锁止方向相反时，该元件即被释放或脱离连接)。为了使得螺杆在旋转过程不排空，水在提升管内不倒流，所述的收集箱内还设有增压箱10(如附图1所示，为了充分公开增压箱内的两个锥齿轮，增压箱以透明材料显示)， 所述的第一锥齿轮8、第二锥齿轮9包覆在增压箱10内，所述的增压箱10与收集箱1之间通过第二单向阀10. 1.连通。当螺杆转动时，提升管内的水向上运动，增压箱内的水形成负压，此时增压箱上的第二单向阀在负压的作用下开启，水由收集箱内进入增压箱并在螺杆的作用下被提升；当螺杆停止转动时，提升管内的水位高于收集箱，因此增压箱内的水压高于收集箱，单向阀在压差的作用下关闭，防止增压箱和提升管内的水倒流。为了便于将长期积存在箱体底部的灰尘尽量冲洗干净，所述的收集箱的底部为倾斜状设计(具体由箱底一侧到具有排污口的另一侧逐渐向下倾斜一定角度)，采用这种结构，当需要冲洗，开启排污口后、倾斜底部的设计就可以产生一定的冲力，更利于冲洗干净。为了定期排污更加方便，所述的收集箱内还设有排污装置，所述的排污装置包含裸漏于收集箱顶部的踏板11，所述的踏板11下部连接有贯穿收集箱1的连杆11.1，所述的连杆底端设有用于堵塞排污口 1. 2的堵头11. 2，所述的踏板11下方位于收集箱顶部的连杆上还设有弹簧11. 3。采用上述结构，将踏板压下，堵头向下移动，脱离下水道口的侧壁，从而污水流入下水道，当踏板松开后，堵头在弹簧作用下上移，又可再次将下水道入口堵住，从而简单、轻松就可实现定期排污的效果。为了进一步保证提升管内的水不倒流，所述的储水箱为橡胶材料制作的储水箱， 储水箱采用橡胶材料，无水时在大气作用下会被压缩；当有水排进来的时候，它会鼓起来， 减小了空间。当用水冲马桶时，打开储水箱上的防水开关，水便会流下冲洗马桶。同时橡胶水箱的空间变小，同时形成负压，有利于提升管内的水提升，也可防止提升管中的水倒流。本发明的零部件采用塑料或不锈钢制作，均为行业常规制备方法制备而成，或为市购产品，不易腐蚀、磨损，且加工简单。该设备纯机械操作，即有助于资源再利用，还有助于锻炼身体，低碳环保。本发明的部件不仅仅局限于上述实施例，如螺旋提升装置还可以采用涡轮蜗杆等增压装置进行替换。
权利要求
1.一种家庭用水回收装置，该装置包括收集箱(1)，储水箱O)，所述的收集箱(1)和储水箱( 之间通过提升管C3)连通；所述的收集箱(1)的顶部设有进水口(1. 1)，收集箱 (1)的底部设有与下水道连通的排污口(1.2)，其特征在于所述的收集箱(1)还包括脚踏传动装置，所述的提升管(3)内还包括与脚踏传动装置相连接的螺旋增压提水装置。
2.根据权利要求1所述的家庭用水回收装置，其特征在于所述的脚踏传动装置包括设置于收集箱(1)顶部的脚踏板G)，所述的脚踏板(4)的后端与收集箱(1)顶部可转动连接，所述的脚踏板⑷的中部与收集箱⑴的顶部之间连接有复位弹簧2)，所述的脚踏板(4)的前端连接有齿条(4. 1)；所述的齿条(4. 1)与位于收集箱(1)内部的小齿轮(6) 啮合，所述的小齿轮(6)的齿轮轴上还设有单向超越离合器齿轮(5)，所述的单向超越离合器齿轮( 与齿轮轴相互平行的直齿轮(7)相啮合；所述的直齿轮(7)的齿轮轴一端还连接有第一锥齿轮(8)。
3.根据权利要求1所述的家庭用水回收装置，其特征在于所述的螺旋增压提水装置包括设置于提升管C3)内部的螺杆(3. 1)，所述的螺杆(3. 1)通过两端的轴承固定于提升管 (3)内，所述的螺杆(3. 1)所在的轴的一端延伸于收集箱(1)内，所述的延伸于收集箱(1) 内的轴端上设有与第一锥齿轮(8)啮合的第二锥齿轮(9)，所述的第二锥齿轮(9)和第一锥齿轮(8)所在的齿轮轴相互垂直；所述的提升管(3)内位于螺杆(3. 1)的上部还安装有第一单向阀(3. 2)。
4.根据权利要求1所述的家庭用水回收装置，其特征在于所述的收集箱(1)内还设有增压箱(10)，所述的第一锥齿轮(8)、第二锥齿轮(9)包覆在增压箱(10)内；所述的增压箱(10)与收集箱(1)之间通过第二单向阀(10. 1)连通。
5.根据权利要求1所述的家庭用水回收装置，其特征在于所述的收集箱(1)的底部为倾斜状的底部。
6.根据权利要求1所述的家庭用水回收装置，其特征在于所述的收集箱(1)内还设有排污装置，所述的排污装置包含裸漏于收集箱(1)顶部的踏板(11)，所述的踏板(11) 下部连接有贯穿收集箱(1)的连杆(11.1)；所述的连杆(11.1)底端设有用于堵塞排污口 (1.2)的堵头(11. 2)，所述的踏板(11)下方位于收集箱顶部的连杆(11. 1)上还套设有弹簧(11.3)。
7.根据权利要求1所述的家庭用水回收装置，其特征在于所述的储水箱( 为橡胶材料制作的储水箱。
全文摘要
本发明公开一种家庭用水回收装置，该装置包括收集箱(1)，储水箱(2)，所述的收集箱(1)和储水箱(2)之间通过提升管(3)连通；所述的收集箱(1)的顶部设有进水口(1.1)，收集箱(1)的底部设有与下水道连通的排水口(1.2)，其特征在于所述的收集箱(1)内还包括脚踏传动装置，所述的提升管(3)内还包括与脚踏传动装置相连接的螺旋提水装置。本发明还公开了一种上述装置的使用方法。本发明具有无需马达、水泵等噪音大、耗能、体积大的装置，且安装拆卸方便、占用空间小，无噪音的优点。
文档编号E03D1/00GK102392476SQ201110269898
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者于艳东, 俞凯逸, 刘 文, 刘明亮, 吴红兵, 李继强, 贾志欣 申请人:浙江大学宁波理工学院