专利名称：家庭用增压式生活污水再利用设备的制作方法
技术领域：
本发明属于环保节能领域，具体涉及家庭用增压式生活污水再利用设备。
众所周知，淡水资源匮乏，污水处理埸爆满，已经引起了人们的关注。在家庭生活中用自来水冲洗便池是对资源的浪费。据发明人观察，城市居民用于冲洗便池的用水量每人每月大约为1立方米水。我国城市人口按3亿估算，水费按每立方米1元计算，每年将有36亿元被浪费掉。用比较洁净的生活污水冲洗便池是一个比较理想的方案，其潜在的社会效益十分可观。据发明人理解，生活污水再利用主要困难是污水为无压水，含有较多的渣质容易堵塞管道与卫生设备。目前，生活污水再利用的现状主要是在居民小区内将所排放的生活污水集中处理后用于浇灌草坪、花卉。该方法处理费用高，利用价值低。
本发明的目的是向社会提供一种适合家庭使用的既能节约自来水又能减少污水排放量的家庭用增压式生活污水再利用设备。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的家庭用增压式生活污水再利用设备由留水选择器1、除渣集水罐2、增压储水罐3、低压补水阀4、两位三通切换阀5、单向阀6、安全阀7、手动排渣阀8、连接管道9构成。
留水选择器由壳体10、集渣筐11、阀片12、压紧弹簧13构成。圆筒形壳体底部中心有阀片定位轴，在水平轴线上左侧有留水孔右侧有排水孔。阀片中心有定位孔，在90度轴线和180度轴线上各有一个与壳体的留水孔、排水孔大小一样的孔，周边上面的180度轴线上有两个凸台，用压紧弹簧压在壳体底部。集渣筐上部有手动旋转集渣筐的横梁，中间有隔板，隔板以上的侧壁有小孔，底部有进水孔，周边上有与阀片凸台一致的凹槽，凹槽与凸台相吻合，阀片与集渣筐能一起转动，集渣筐能方便的取出。
除渣集水罐由集水罐14、罐盖15、溢流管16、排渣阀17、横梁18、膜片泵吸头19、排渣阀驱动头20、导向架21构成。集水罐底部呈圆锥形装有排渣阀，顶部有罐盖，侧壁上有切线方向进水接口和膜片泵吸头接口，罐内有溢流管，集水罐上部有横梁。由排渣阀驱动头20、导向架21构成的排渣阀脉冲驱动器固定在横梁上。驱动头由右膜头盖22、左膜头盖23、膜片24、垫板25、驱动杆26、驱动杆复位弹簧27、驱动杆的滑套28、U型活楔29组成。右膜头盖上有一个进水接口，驱动杆一端将膜片、垫板连成一体，另一端连接U型活楔。驱动杆复位弹簧放在左膜头盖与膜片之间。导向架下端用软绳30连接排渣阀阀芯，导向架在横梁中可以上下滑动，导向架上有滑动支点31，驱动杆伸出时，U型活楔从导向架上的滑动支点下面通过，滑动支点可沿U型活楔上升的斜面升起，带动导向架升起，打开排渣阀门。当U型活楔右端超出滑动支点范围时，滑动支点从U型活楔右侧落下，导向架落下复位，排渣阀关闭。当驱动杆收回时U型活楔抬起，从滑动支点上面通过，当U型活楔超出滑动支点范围时，U型活楔落下复位。导向架保持不动，排渣阀保持关闭状态。
增压储水罐由储水罐32、膜片泵33、快速阀34构成。储水罐呈圆筒形，底部有手动排渣阀接口35，侧壁上有进出水接口36。膜片泵在储水罐上方，膜片泵由上泵盖37、下泵盖38、膜片39、膜片垫板40、螺栓41、可伸缩的弹性阀芯42、复位弹簧43构成。下泵盖作为储水罐的上盖装在储水罐上。下泵盖有泵的入口、出口分别用管子连到储水罐壁上泵入口接口52，泵出口接口53。泵的出口上端有阀座51，用螺栓41将膜片39、膜片垫板40紧紧固定在一起构成膜片组件，螺栓下端是可伸缩的弹性阀芯。膜片组件夹在上、下泵盖中间，周围由螺丝紧紧固定，形成上、下两个腔。上腔为动力腔，下腔为工作腔。复位弹簧放在膜片泵膜片组件与下泵盖之间。上泵盖与快速阀阀体连接。快速阀由阀体、上阀盖44、膜片组件45、调整弹簧46、调整螺丝47、进水管48、出水接口49组成。用螺栓将膜片、膜片垫板、Ⅱ型支架50连成一体构成快速阀膜片组件45。螺栓下端为阀芯。快速阀膜片组件放在阀体与上阀盖中间，由阀体与上阀盖夹紧固定。调整弹簧放在快速阀膜片组件与上阀盖中间。上阀盖有调整螺丝压在调整弹簧上。快速阀膜片组件与膜片泵膜片组件之间是膜片泵的动力腔。在动力腔的快速阀阀体上有进水管、出水接口。进水管内端头封闭，在与快速阀膜片组件中心轴线位置上有上、下两个出水孔，上面的孔大，下面的孔小。
低压补水阀由阀座54、上阀盖55、膜片56、垫板61、螺栓62、阀芯57、阀芯压紧弹簧58、调整弹簧59、调整螺丝60组成。膜片放在阀座与上阀盖中间由阀座与上阀盖夹紧固定。上阀盖有调整螺丝压在放在上阀盖与膜片上之间的调整弹簧上。螺栓62下面与阀芯上端自然接触，在阀芯压紧弹簧的压力下阀芯与阀座关闭。下腔与自来水管相通，上腔与增压储水罐的出水口相通。
两位三通切换阀有二个进水接口，一个出水接口。其中一个进水接口与自来水管相连，另一个进水接口与增压储水罐的出水接口相连，出水口与便池水箱入口相连。两位三通切换阀的两个阀位，一个阀位是自来水与便池水箱相通，另一个阀位是增压储水罐的出水接口与便池水箱相通。
本发明家庭用增压式生活污水再利用设备与现有技术相比具有如下的优点和积极效果。1、能将污水增压，可与现有各种水箱相联。2、操作简单，能自动运行。3、体积小，适合家庭使用。4、具有自洁功能，能保证长期、稳定、可靠运行。大大减少了维护工作量。5、有低压补水阀，两位三通切换阀，保证便池正常使用。6、安全性好，压力高时自动泄压，污水多时自动溢流。7、符合卫生标准，自来水与污水之间不串不渗，不污染自来水。8、社会效益高，使用本设备既能节约自来水，又能减少了污水排放量，合理使用资源，作到了一项技术解决了二个方面的问题。
图1设备总图。
图2留水选择器原理图。
图3除渣集水罐原理图。
图4增压储水罐原理图。
图5低压补水阀原理图。
下面结合
本发明的实施例子并阐述基本原理。
污水中渣质的多少是影响污水再利用设备长期可靠运行的关键因素。对污水有选择的留用是提高污水质量的一种简单有效办法。生活污水有选择的留用是通过留水选择器实现的。留水选择器由壳体10、集渣筐11、阀片12、压紧弹簧13构成。圆筒形壳体底部中心有阀片定位轴，在水平轴线上左侧有留水孔右侧有排水孔。阀片中心有定位孔，在90度轴线和180度轴线上各有一个与壳体的留水孔、排水孔大小一样的孔，周边上面的180度轴线上有两个凸台，用压紧弹簧压在壳体底部。集渣筐上部有手动旋转集渣筐的横梁，中间有隔板，隔板以上的侧壁有小孔，底部有进水孔，周边上有与阀片凸台一致的凹槽，凹槽与凸台相吻合，阀片与集渣筐能一起转动，集渣筐能方便的取出，便于清除集渣筐内的渣质。当留水选择器选择为不留水时，阀片上的180度轴线上的出水孔与壳体上的右侧排水孔对正，污水就流入下水管道。当留水选择器选择为留水时，阀片上90度轴线上的孔与壳体上的左侧留水孔对正，排水接口被堵住，污水就流入除渣集水罐。转动集渣筐选择不同的位置，就可决定水是排入下水管道还是留用。
留用的污水中较大渣质被集渣筐阻挡清除，但污水中仍会有一些渣质。经除渣集水罐进一步除渣以提高污水质量。除渣集水罐由集水罐14、罐盖15、溢流管16、排渣阀17、横梁18、膜片泵吸头19、排渣阀驱动头20、导向架21构成。集水罐底部呈圆锥形装有排渣阀，顶部有罐盖，侧壁上有切线方向进水接口和膜片泵吸头接口，罐内有溢流管，集水罐上部有横梁，由排渣阀驱动头20、导向架21构成的排渣阀脉冲驱动器固定在横梁上。驱动头由右膜头盖22、左膜头盖23、膜片24、垫板25、驱动杆26、驱动杆复位弹簧27、驱动杆的滑套28，U型活楔29组成。右膜头盖上有一个进水接口，驱动杆一端将膜片、垫板连成一体，另一端连接U型活楔，驱动杆复位弹簧放在左膜头盖与膜片之间。导向架下端用软绳30连接排渣阀阀芯，导向架在横梁中可以上下滑动，导向架上有滑动支点31。当用户水龙头关闭时，动力腔内水压力较高，使驱动头膜片向左移动，推出驱动杆，驱动杆左端的U型活楔从导向架上的滑动支点下面通过，滑动支点沿U型活楔上升的斜面升起，带动导向架升起，通过软绳打开排渣阀排渣，当驱动杆继续向左伸出时，U型活楔的右端超出导向架上的滑动支点范围时，滑动支点从U型活楔右侧落下，导向架复位，排渣阀关闭。排渣阀从关闭状态到打开再关闭完成了一次脉冲排渣过程。在用户水龙头打开时，水压会大大的降低，在复位弹簧的作用下，水从驱动头流回膜片泵动力腔内，使驱动头膜片向右移动，收回驱动杆，U型活楔抬起，从滑动支点上面通过，当U型活楔超出滑动支点范围时落下复位，在这一过程中导向架保持不动，排渣阀也保持关闭状态，为下次动作做好准备。当留水选择器选择为留水时，污水以切线方向进入除渣集水罐中，可以减少水的冲击力，降低对沉渣的扰动，渣质在水流和锥形结构的底部的双重作用下被冲向排渣口排放掉。在排渣阀脉冲驱动器驱动下排渣阀产生较短时间的开闭动作，实现脉冲排渣，渣质被排放掉集水罐内的水不被放尽。当流入除渣集水罐的水较多时，多余的水就从溢流管排入下水道。除渣集水罐的水不会发生漫流。
生活污水再利用的关键问题是将无压的污水升压为有压力的污水。增压储水罐的功能是将污水增压并储存在罐内以便利用。增压储水罐由储水罐32、膜片泵33、快速阀34构成。储水罐呈圆筒形，底部有手动排渣阀接口35，侧壁上有进出水接口36，进出水接口与膜片泵出口单向阀的出口端和两位三通切换阀的入口端相连，膜片泵在储水罐上方。膜片泵由上泵盖37、下泵盖38、膜片39、膜片垫板40、螺栓41、可伸缩的弹性阀芯42、复位弹簧43构成。下泵盖作为储水罐的上盖装在储水罐上。下泵盖有泵的入口、出口分别用管子连到储水罐壁上泵入口接口52、泵出口接口53，便于与外管连接。泵入口接口与除渣集水罐上的膜片泵吸头之间装有单向阀，单向阀的方向是从膜片泵吸头流向膜片泵。单向阀并接一个安全阀，其方向是泄压口接在膜片泵吸头侧。泵的出口与储水罐的进水接口之间装有泵出口单向阀，单向阀的方向是从膜片泵流向储水罐。泵的出口上端有阀座51，用螺栓41将膜片39、膜片垫板40紧紧固定在一起构成膜片组件，螺栓下端是可伸缩的弹性阀芯，正对泵出口上端的阀座。膜片组件夹在上、下泵盖中间。周围由螺丝紧紧固定，形成上、下两个腔。上腔为动力腔，下腔为工作腔。复位弹簧放在膜片泵膜片组件与下泵盖之间。上泵盖与快速阀阀体连接。快速阀由阀体、上阀盖44、膜片组件45、调整弹簧46、调整螺丝47、进水管48、出水接口49组成。用螺栓将膜片、膜片垫板、Ⅱ型支架50连成一体构成快速阀膜片组件45。螺栓下端为阀芯。快速阀膜片组件放在阀体与上阀盖中间，由阀体与上阀盖夹紧固定。调整弹簧放在快速阀膜片组件与上阀盖中间。上阀盖有调整螺丝压在调整弹簧上，快速阀膜片组件与膜片泵膜片组件之间是膜片泵的动力腔。在动力腔的快速阀阀体上有进水管、出水接口。进水管内端头封闭，在与快速阀膜片组件中心轴线位置上有上、下两个出水孔，上面的孔大、下面的孔小。调整调整弹簧可以设定快速阀关闭进水管大孔的压力。工作原理当用户水龙头处在关闭状态时，动力腔内水的压力等于自来水的供水压力，一般为0.4-0.6Mpa。这个压力作用在快速阀的膜片组件的下面，产生一个向上的力。这个力大于快速阀的膜片组件向下的力，使快速阀的膜片组件上移，打开进水管的大孔，自来水从大小两个孔快速进水，使动力腔内的压力快速增加，这个压力作用在膜片泵膜片组件上面产生向下的力，使膜片泵膜片组件快速下移，复位弹簧被压缩，膜片泵的工作腔的水压力增大。此时，接在泵入口的单向阀关闭，在压力还没有达到膜片泵入口的安全阀开启压力时，膜片泵工作腔的水不能流入除渣集水罐内。这个压力大于储水罐内的压力时，在可伸缩弹性阀芯还没有关闭出水口前，膜片泵工作腔中的水经过泵出口单向阀被压入储水罐内。膜片泵膜片组件继续下移，当可伸缩弹性阀芯与出口关闭时，膜片泵工作腔中的水不能再被压入储水罐内。由于阀芯是可伸缩弹性阀芯，膜片泵膜片组件将继续下移，膜片泵工作腔中的压力继续升高。当压力大于泵入口的安全阀开启压力时安全阀开启，膜片泵工作腔中的水就从膜片泵吸头排入除渣集水罐内。对膜片泵吸头进行冲洗，冲洗掉吸附在吸头过滤网上的渣质，使吸头过滤网的小孔保持畅通。每个周期冲洗一次，这样吸头就有了自洁功能。同时动力腔的水还进入排渣阀脉冲驱动器的驱动头内，使驱动杆伸出，排渣阀产生一次脉冲排渣过程，将沉降在集水罐底部的渣质排掉，这样就实现了自动除渣功能。当用户水龙头处在打开状态时，动力腔内水的压力会大幅度降低，一般降至0.05-0.1Mpa。排渣阀脉冲驱动器的驱动头内的压力也大大降低，在复位弹簧的作用使驱动杆收回，排渣阀脉冲驱动器复位，为下一次动作作好准备。这个压力作用在快速阀的膜片组件的下面，产生的向上的力小于快速阀的膜片组件向下的力，快速阀膜片组件下移，关闭进水管的大孔，自来水从只小孔进水，水量很小，不会引起动力腔内压力升高。这个压力在膜片泵膜片组件上产生的向下的力也很小。保证膜片泵膜片组件在复位弹簧反弹下使膜片组件快速上移。膜片泵的工作腔产生负压，泵出口的单向阀关闭，泵入口的安全阀反向，除渣集水罐内的水经膜片泵入口单向阀被吸入工作腔。当膜片泵膜片组件上移到近顶点时，动力腔的水将被放尽，膜片泵膜片组件推动∏型支架使快速阀膜片组件上移，打开快速阀的进水管的大孔，使自来水从大孔快速进水，以便保证水龙头出水量。这样就完成了一个动过程。用户不断开关水龙头用水，设备不断的循环工作，污水不断的被压入增压储水罐内，储水罐内的水逐步增多，储水罐上面的空间减少，空气被压缩，压力增高，使罐内的水具有一定的压力。当罐内压力达到泵入口安阀开启压力时，膜片泵工作腔的水全部从安全阀回流到除渣集水罐内，不再向增压储水罐内充水，保证了储水罐的安全。
受家庭使用环境的限制，增压储水罐的容积不宜制作很大，储水量有限，当便池频繁使用时，会出现压力降低水量不足。为解决这个问题设置了低压补水阀。低压补水阀由阀座54、上阀盖55、膜片56、垫板61、螺栓62、阀芯57、阀芯压紧弹簧58、调整弹簧59、调整螺丝60组成。膜片放在阀座与上阀盖中间由阀座与上阀盖夹紧固定。上阀盖有调整螺丝压在放在上阀盖与膜片上之间的调整弹簧上。螺栓62下面与阀芯上端自然接触，在阀芯压紧弹簧的压力下阀芯与阀座关闭。下腔与自来水管相通，上腔与增压储水罐的出水口相通，压力与增压储水罐内的压力相等。作用在膜片上有两个力；一个是由调整弹簧作用在膜片上面向下的力，大小通过调整螺丝可进行调整。另一个是增压储水罐内压力作用在膜片的有效面积向上的力，大小由增压储水罐内压力决定。当膜片下面向上的力小于膜片上面的向下的力时，膜片向下移动，在增压储水罐内压力小于设定压力时，阀门开启，下腔的自来水进入上腔，向增压储水罐内自动补水。当膜片下面向上的力大于膜片上面的向下的力时，膜片向上移动，在阀芯压紧弹簧的压力下阀芯与阀座关闭，切断自来水进入上腔的通道，停止向增压储水罐内补水。调整调整弹簧作用在膜片上面向下的力，可设定向增压储水罐内补水的压力。增压储水罐内压力自动维持在设定值以上，这样就保证了便池的正常使用。
在本设备出现故障或检修时，为了保证便池能正常使用，设置了两位三通切换阀。两位三通切换阀的二个进水接口，一个接自来水管线，另一个接增压储水罐的出水接口上，出水口接在便池水箱进水接口上。两位三通切换阀的两个阀位，一个阀位是自来水与便池水箱进水接口相通，另一个阀位是增压储水罐的出水接口与便池水箱进水接口相通。正常情况下是增压储水罐的出水接口与便池水箱进水接口相通，便池水箱使用生活污水。当本设备出现故障或检修时，将两位三通切换阀切换到自来水与便池水箱进水接口相通的阀位处，便池水箱改由自来水管网供水，保证便池正常使用。
权利要求
1.一种家庭用增压式生活污水再利用设备，由留水选择器(1)、除渣集水罐(2)、增压储水罐(3)、低压补水阀(4)、两位三通切换阀(5)、单向阀(6)、安全阀(7)、手动排渣阀(8)、连接管道(9)构成。其特征在于增压储水罐(3)由储水罐(32)、膜片泵(33)、快速阀(34)构成。储水罐呈圆筒形，底部有手动排渣阀接口(35)，侧壁上有进出水接口(36)。膜片泵在储水罐上方，膜片泵由上泵盖(37)、下泵盖(38)、膜片(39)、膜片垫板(40)、螺栓(41)、可伸缩的弹性阀芯(42)、复位弹簧(43)构成。下泵盖作为储水罐的上盖装在储水罐上。下泵盖有泵的入口、出口分别用管子连到储水罐壁上泵入口接口(52)，泵出口接口(53)。泵的出口上端有阀座(51)，用螺栓(41)将膜片(39)、膜片垫板(40)紧紧固定在一起构或膜片组件，螺栓下端是可伸缩的弹性阀芯。膜片组件夹在上、下泵盖中间。周围由螺丝紧紧固定。形成上、下两个腔。上腔为动力腔，下腔为工作腔。复位弹簧放在膜片泵膜片组件与下泵盖之间。上泵盖与快速阀阀体连接。快速阀由阀体、上阀盖(44)、膜片组件(45)、调整弹簧(46)、调整螺丝(47)、进水管(48)、出水接口(49)组成。用螺栓将膜片、膜片垫板、Ⅱ型支架(50)连成一体构成快速阀膜片组件(45)。螺栓下端为阀芯。快速阀膜片组件放在阀体与上阀盖中间，由阀体与上阀盖夹紧固定。调整弹簧放在快速阀膜片组件与上阀盖中间。上阀盖有调整螺丝压在调整弹簧上，快速阀膜片组件与膜片泵膜片组件之间是膜片泵的动力腔。在动力腔的快速阀阀体上有进水管、出水接口。进水管内端头封闭，在与快速阀膜片组件中心轴线对应的位置上有上、下两个出水孔，上面的孔大，下面的孔小。
2.如权利要求书1中所说的家庭用增压式生活污水再利用设备，其特征在于除渣集水罐(2)由集水罐(14)、罐盖(15)、溢流管(16)、排渣阀(17)、横梁(18)、膜片泵吸头(19)、排渣阀驱动头(20)、导向架(21)构成。集水罐底部呈圆锥形装有排渣阀，顶部有罐盖，侧壁上有切线方向进水接口和膜片泵吸头接口，罐内有溢流管，集水罐上部有横梁，由排渣阀驱动头(20)、导向架(21)构成的排渣阀脉冲驱动器固定在横梁上。驱动头由右膜头盖(22)、左膜头盖(23)、膜片(24)、垫板(25)、驱动杆(26)、驱动杆复位弹簧(27)、驱动杆的滑套(28)、U型活楔(29)组成。右膜头盖上有一个进水接口，驱动杆一端将膜片、垫板连成一体，另一端连接U型活楔，驱动杆复位弹簧放在左膜头盖与膜片之间。导向架下端用软绳(30)连接排渣阀阀芯，导向架在横梁中可以上下滑动，导向架上有滑动支点(31)。驱动杆伸出时，U型活楔从导向架上的滑动支点下面通过，滑动支点可沿U型活楔上升的斜面升起，带动导向架升起，打开排渣阀门，当U型活楔右端超出滑动支点范围时，滑动支点从U型活楔右侧落下，导向架落下复位，排渣阀关闭。当驱动杆收回时U型活楔抬起，从滑动支点上面通过，当U型活楔超出滑动支点范围时，U型活楔落下复位。导向架保持不动，排渣阀保持关闭状态。
3.如权利要求书1、中所说的家庭用增压式生活污水再利用设备，其特征在于留水选择器(1)由壳体(10)、集渣筐(11)、阀片(12)、压紧弹簧(13)构成。圆筒形壳体底部中心有阀片定位轴，在水平轴线上左侧有留水孔右侧有排水孔。阀片中心有定位孔，在90度轴线和180度轴线上各有一个与壳体的留水孔、排水孔大小一样的孔，周边上面的180度轴线上有两个凸台，用压紧弹簧压在壳体底部。集渣筐上部有手动旋转集渣筐的横梁，中间有隔板，隔板以上的侧壁有小孔，底部有进水孔，周边上有与阀片凸台一致的凹槽，凹槽与凸台相吻合，阀片与集渣筐能一起转动，集渣筐能方便的取出。
4.如权利要求书1、中所说的家庭用增压式生活污水再利用设备，其特征在于低压补水阀(4)由阀座(54)、上阀盖(55)、膜片(56)、垫板(61)、螺栓(62)、阀芯(57)、阀芯压紧弹簧(58)、调整弹簧(59)、调整螺丝(60)组成。膜片放在阀座与上阀盖中间由阀座与上阀盖夹紧固定。上阀盖有调整螺丝压在放在上阀盖与膜片上之间的调整弹簧上。螺栓(62)下面与阀芯上端自然接触，在阀芯压紧弹簧的压力下阀芯与阀座关闭，下腔与自来水管相通，上腔与增压储水罐的出水口相通。
全文摘要
家庭用增压式生活污水再利用设备,属于环保节能领域。该设备能对污水有选择的留用、自动除渣、增压处理。具有自动运行,低压自动补水,压力高时自动泄压,液位高时自动溢流,系统切换,自洁等完善功能。设备由留水选择器、除渣集水罐、增压储水罐、低压补水阀、两位三通切换阀、单向阀、安全阀、手动排渣阀、连接管道构成。有体积小,结构简单可靠耐用,安全卫生等特点。是家庭用的增压式生活污水再利用设备。
文档编号E03C1/12GK1298992SQ9912260
公开日2001年6月13日 申请日期1999年12月7日 优先权日1999年12月7日
发明者王雅庭, 王威 申请人:王雅庭, 王威