一种粪便处理装置的制作方法

本申请涉及污水处理领域，具体而言，涉及一种粪便处理装置。

背景技术：

目前中国人口已经突破13亿，每天会产生大量的排泄物。随着中国城市化进程的加速，越来越多的家庭搬上了楼，用起了冲水式马桶，大多数人体排泄物通过下水道直接排入城市下水道管网进入水体或者经化粪池收集、暂存沉淀自然分解后，沉淀上层液体夹杂着未沉降的粪便再次流入城市下水管网，最后输送到污水处理厂进行集中处理。

人粪尿当中含有大量的氮磷钾和微量元素，在厌氧条件下会产生直接污染空气的氨气、硫化氢和直接加剧温室效应的甲烷等其他多种有害气体。一旦进入各种水体就导致水体富营养化，发出恶臭，严重污染环境。

植物的生长都离不开氮磷钾等营养物质。粪发酵可得到绿色无污染的有机肥。以北京1200万人口计算，人粪尿每年排泄出去氮的总量相当于 100多万吨尿素。

可见，现有技术的粪便处理装置，处理效率低，分离效果差，给后续处理环节带来不便，不能对人体排泄物合理的回收利用，增加了环境污染。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

为解决粪便处理效率低、不能对人体排泄物合理的回收利用的技术问题，本实用新型供了一种粪便处理装置，包括至少两个腔体，其特征在于第一腔体包括污物入口、单向阀、第一外壳、排气孔、第一滤网、第一带孔内壳、第一阀门、第一排污口，所述污物入口设置于所述第一腔体顶部；所述单向阀设置于污物入口处；所述第一带孔内壳内侧或外侧附有所述第一滤网，与所述第一外壳之间形成用于收集滤液的腔体，所述第一外壳侧壁底端设置于有第一排污口；所述第一外壳上设有排气孔；所述第一阀门设置于所述第一外壳底壁；

第二腔体设置于所述第一腔体下方，与所述第一腔体连通，所述第二腔体包括第二外壳、第二排污口；所述第二排污口设置于第二外壳上。

可选的，所述粪便处理装置还包括第三腔体，所述第三腔体设置于所述第一腔体和第二腔体之间，包括第三外壳、第二滤网、第二带孔内壳、第二阀门、第三排污口；第一阀门连通第一带孔内壳和第二带孔内壳；第二带孔内壳外侧或外侧附有第二滤网，与第二外壳之间形成用于收集滤液的腔体，第三外壳侧壁底端设置有第三排污口；第二阀门设置于第三外壳底壁，用于连通第二带孔内壳和第二外壳。

可选的，所述粪便处理装置装置还包括下述(1)-(9)中的至少一个：

(1)所述第一带孔内壳内还设有第一压块，用于对污物进行挤压；

(2)所述第一腔体设置有用于测量腔体内污物高度的液位计；

(3)所述第二外壳内还设有第二压块；

(4)所述第二带孔内壳内设有第三压块，用于对污物进行挤压；

(5)所述第一阀门设置于第一外壳的底板外侧，所述底板上设置有开口，底板外侧分别固定安装有轨道、第一不锈钢外壳、第二不锈钢外壳；轨道位于两个不锈钢外壳之间；所述第一不锈钢外壳内设置有第一可伸缩橡胶囊，第一可伸缩胶囊连接水管，可通过充排水实现伸缩；所述第二不锈钢外壳内设置有第二可伸缩胶囊，第二可伸缩胶囊内设置有压缩弹簧；盖板卡设在轨道之间，能够沿轨道滑动，交替覆盖开口，实现阀门的开闭；第一可伸缩胶囊与盖板之间、盖板与第二可伸缩胶囊之间分别通过第二推杆、第三推杆连接；

(6)所述第二阀门设置于第三外壳的底板外侧，底板上设置有开口，底板外侧分别固定安装有轨道、第一不锈钢外壳、第二不锈钢外壳；轨道位于两个不锈钢外壳之间；第一不锈钢外壳内设置有第一可伸缩橡胶囊，第一可伸缩胶囊连接水管，可通过充排水实现伸缩；第二不锈钢外壳内设置有第二可伸缩胶囊，第二可伸缩胶囊内设置有压缩弹簧；盖板卡设在轨道之间，能够沿轨道滑动，交替覆盖开口，实现阀门的开闭；第一可伸缩胶囊与盖板之间、盖板与第二可伸缩胶囊之间分别通过第二推杆、第三连接；

(7)所述第一排污口、第二排污口、第三排污口、第一阀门、第二阀门均设置有流量检测设备，流量检测设备与控制系统电连接；

(8)所述单向阀、第一阀门、第二阀门均通过控制系统控制；

(9)所述第二腔室还包括第一推杆，第二排污口设置在第二外壳侧壁底端，所述第一推杆设置于所述第二腔体内底部，用于将固体污物从第二排污口排出。

可选的，所述液位计、第一压块、第二压块、第三压块、第一推杆均通过控制系统控制。

可选的，所述第一外壳、第二外壳、第三外壳、第一带孔内壳、第二带孔内壳均采用不锈钢材料；所述第一滤网、第二滤网采用50目不锈钢滤网；所述第一压块、第二压块、第三压块均采用不锈钢或耐腐橡胶材料。

可选的，所述第一压块、第二压块、第三压块是可伸缩橡胶压块，压块内部中空，通过控制系统控制向压块内注排液体/气体使压块体积膨胀/ 收缩。

可选的，所述液位计为静压式液位计、外侧液位仪、浮球液位变送器或超声波液位计中的任意一种；所述流量检测设备为超声波流量计。

本实用新型通过设置第一腔体，达到了快速分离粪水的目的，通过设置压块，达到了提高分离效果和效率的目的，通过在第二腔体内设置推杆，达到了快速将腔体内固体污物排出的目的，通过采用控制系统，达到了装置自动运转减少人工投入的目的。本实用新型的粪便处理装置，具有结构简单易操作、处理效率高，分离效果好，方便后期对人体排泄物进行合理的回收利用的优点，采用该粪便处理装置能够有效减少环境污染。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型粪便处理装置的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型粪便处理装置的另一个实施例的结构示意图；

图3是本实用新型第一阀门的一个实施例的仰视图；

图4是本实用新型实施例2中控制系统示意图。

图中，11污物入口，117单向阀，12第一外壳，13第一压块，14第一滤网、15第一带孔内壳、16第一排污口、17第一阀门、10液位计、121 排气孔、18第一阀门电磁阀、19第一压块水管电磁阀、21第一导管、22 第三外壳、23第三压块、24第二滤网、25第二带孔内壳、26第三排污口、 27第二阀门、28第二阀门水管电磁阀、29第三压块水管电磁阀、31第二导管、32第二外壳、33第二压块、36第二排污口、301第一推杆、302 第一推杆开关、39第二压块水管电磁阀、42第二外壳、46第二排污口、 51底板、52A第一不锈钢外壳、52B第二不锈钢外壳、53A可伸缩胶囊、 53B可伸缩胶囊、54水管、55盖板、56轨道、57压缩弹簧、58开口、59A 第二推杆、59B第三推杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例1

一种粪便处理装置，如图1所示，包括上下两个腔体。第一腔体包括污物入口11、单向阀117、第一外壳12、排气孔121、第一压块13、第一滤网14、第一带孔内壳15、第一阀门17、第一排污口16，液位计10，其中污物入口11设置于第一腔体顶部，与第一带孔内壳15连通，将污物引入第一带孔内壳15内；单向阀117设置于污物入口11内，用于防止污物倒流；第一带孔内壳15内侧或外侧附有第一滤网14，与第一外壳12之间形成用于收集滤液的腔体，第一外壳12侧壁底端设置于有第一排污口16，用于排出滤液；第一外壳12上设有排气孔121，第一腔体设有用于测量腔体内污物高度的液位计10；第一阀门17设置于第一外壳12底壁。第一带孔内壳15内可选择的设置有第一压块13，用于对污物进行挤压。

第二腔体设置于第一腔体下方，包括第二外壳42、第二排污口46。

第一阀门17连通第一腔体和第二腔体；第二外壳42上设置有第二排污口 46，并且第二排污口46处设置有抽吸设备，用于将固体污物从第二腔体抽出。抽出的固体污物可以直接用于有机肥制备。

其中，第一外壳12、第二外壳42、第一滤网14、第一带孔内壳15、

第一阀门17、第一压块13均采用耐腐材料，第一外壳12、第二外壳42、第一滤网14、第一开孔内壳15可采用不锈钢材料；所述第一滤网14可以采用50目不锈钢滤网。第一压块13可采用不锈钢或耐腐橡胶材料。

液位计10用于测量第一腔体内污物量，可以选择静压式液位计、外侧液位仪、浮球液位变送器或超声波液位计的任意一种。

如附图3所示，所述第一阀门17设置于第一外壳12的底板51外侧，底板51上设置有开口58，底板51外侧分别固定安装有轨道56、第一不锈钢外壳52A、第二不锈钢外壳52B；轨道56位于两个不锈钢外壳之间；第一不锈钢外壳52A内设置有第一可伸缩橡胶囊53A，第一可伸缩橡胶囊 53A连接水管54，并通过第一阀门电磁阀控制第一可伸缩橡胶囊53A充排水；第二不锈钢外壳52B内设置第二可伸缩胶囊53B，第二可伸缩胶囊 53B内设置有压缩弹簧57；盖板55卡设在轨道56之间，能够沿轨道56 滑动；第一可伸缩胶囊53A与盖板55之间、盖板55与第二可伸缩胶囊 53B之间分别通过第二推杆59A、第三推杆59B连接。当通过水管54向第一可伸缩胶囊53A内充水后，可伸缩胶囊53A膨胀，第二推杆59A推动盖板55沿轨道56滑动，盖住开口58，阀门关闭；第一可伸缩胶囊53A 和盖板55的滑动还推动第二可伸缩胶囊53B收缩，其内的压缩弹簧57 处于压缩蓄能状态；当需要阀门开启时，通过水管54将第一可伸缩胶囊 53A中水排出，第一可伸缩胶囊53A收缩，压缩弹簧57释放能量，推动第二可伸缩胶囊复位，进而推动盖板55复位，开口58呈开启状态。该结构的阀门具有结构简单，承重能力强、耐腐蚀、方便操作、成本低、耐用不易损坏的优点。当然，第一阀门17也可以是本领域常用的其它阀门结构。

第一压块13可以是可伸缩橡胶压块，压块内部中空，通过向压块内注水或气体使压块体积膨胀进而向下施压，不需要施压时将压块内水或气体排出即可。压块的设置提高了滤液的渗出效率和固体污物的排出效率。可伸缩橡胶压块具有结构和操作简单、耐腐蚀、成本低的特点。当然，第 1压块13也可以采用活塞推动等其他挤压方式。

第一排污口16、第一阀门17均设置有流量检测设备，流量检测设备与控制系统电连接。所述流量检测设备为流速仪或超声波流量计。

第一阀门17、第一压块13分别通过第一阀门电磁阀18和第一压块电磁阀19与控制系统电连接。

所述控制系统设置有液位监测单元、流速监测单元、阀门控制单元和压块控制单元。所述液位监测单元用于预先设置第一带孔内壳15的液位高度，接收液位计10发送的液位高度数据，并将预设的液位高度和监测的液位高度数据发送到阀门控制单元；流速监测单元用于预先设定排污口 16和第一阀门17的流速值，接收排污口16和第一阀门17的实际流速数据，并将预设的流速值和实际的流量数据发送给阀门控制单元和压块控制单元。所述阀门控制单元用于根据液位监测单元和流量监测单元发送的数据控制第一阀门17和单向阀117的开或闭；所述压块控制单元用于根据流量监测单元发送的数据控制第一压块13的工作与否。通过控制系统能够实现该粪便处理装置的自动运转，减少人工的投入。

本实施例所述控制系统可采用PLC机电一体化技术由操作台远程操作、监控、传输数据。

本实用新型的粪便处理装置工作原理如下：污物从污物入口11经单向阀117进入第一腔体内，当液位计检测到第一腔体内污物量达到预设液位高度时，阀门控制单元控制单向阀117关闭，同时压块控制单元控制第一压块13施压，污物中液体在重力和第一压块13的压力作用下，通过第一带孔内壳15和第一滤网14并由第一排污口16排出。当第一排污口16 的流量检测设备检测到的滤液流速值低于预设流速值时，阀门控制单元控制第一阀门17开启、压块控制单元控制第一压块13复位，第一腔体内污物进入第二腔体，当第一阀门17流量检测设备检测到污物流速值低于预设流速值时，阀门控制单元控制第一阀门17关闭，同时开启单向阀117。第二腔体内固体污物可采用抽吸设备抽离。

通过上述实施例公开的方案，达到了人粪尿快速分离的目的，通过简单的分离机构对人粪尿混合物进行快速分离，极大的减少了进入水体的粪便的量，并减小了固体粪便的体积，有利于下一步的收集、发酵和转运。实现了减少水体污染和有效收集有机肥的技术效果。

实施例2

一种粪便处理装置，如附图2所示，由自上而下排列的三个容积相近、相互联通的腔体组成。第一腔体包括污物入口11、单向阀117、第一外壳 12、第一压块13、第一滤网14、第一带孔内壳15、第一排污口16、第一阀门17、液位计10、排气孔121，其中污物入口11设置于第一腔体顶部，将污物引入第一带孔内壳15内；单向阀117设置于污物入口11内，用于防止污物倒流；第一带孔内壳15内侧或外侧附有第一滤网14，与第一外壳12之间形成用于收集滤液的腔体，第一外壳12侧壁底端设置于有第一排污口16，用于排出滤液；第一外壳12上设有排气孔121，第一腔体设有用于测量腔体内污物高度的液位计10；第一阀门17设置于第一外壳12 底壁。第一带孔内壳15内可选择的设置有第一压块13，用于对污物进行挤压。

第二腔体和第三腔体设置于第一腔体下方，其中第三腔体与第一腔体联通，第二腔体进一步与第三腔体联通。第三腔体包括第一导管21、第三外壳22、第二滤网24、第二带孔内壳25、第三压块23、第二阀门27、第三排污口26；第一导管21与第一阀门17连通，将第一带孔内壳25中的污物导入第二带孔内壳25内；第二带孔内壳25外侧或外侧附有第二滤网 24，与第二外壳22之间形成用于收集滤液的腔体，第三外壳22侧壁底端设置有第三排污口26，用于排出滤液；第二带孔内壳25内可选择的设置有第二压块23，用于对污物做进一步挤压；第二阀门27设置于第三外壳 22底壁。

第二腔体设置于第三腔体下方，包括第二导管31、第二外壳32、第二压块33、第二排污口36、第一推杆301；第二导管31与第二阀门27 连通；第二腔体内可选择的设置有第二压块33，用于对第二腔体内污物向下挤压；第二外壳32侧壁底端设置有第二排污口36，第一推杆301设置于第二腔体内底部，用于将固体污物从第二排污口排出。

其中，第一外壳12、第二外壳32、第三外壳22、第一滤网14、第二滤网24、第一带孔内壳15、第二带孔内壳25、第一阀门17、第二阀门27、第一压块13、第二压块33、第三压块23均采用耐腐材料，第一外壳12、第二外壳32、第三外壳22、第一滤网14、第二滤网24、第一带孔内壳15、第二带孔内壳25可采用不锈钢材料；所述第一滤网14、第二滤网24可以采用50目不锈钢滤网。第一压块13、第二压块33、第三压块23可采用不锈钢或耐腐橡胶材料。

液位计10用于测量第一腔体内污物量，可以选择静压式液位计、外侧液位仪、浮球液位变送器或超声波液位计中的任意一种。

如附图3所示，所述第一阀门17设置于第一外壳12的底板51外侧，底板51上设置有开口58，底板51外侧分别固定安装有轨道56、第一不锈钢外壳52A、第二不锈钢外壳52B；轨道56位于两个不锈钢外壳之间；第一不锈钢外壳52A内设置有第一可伸缩橡胶囊53A，第一可伸缩橡胶囊 53A连接水管54，并通过第一阀门电磁阀18控制第一可伸缩橡胶囊53A 充排水；第二不锈钢外壳52B内设置第二可伸缩胶囊53B，第二可伸缩胶囊53B内设置有压缩弹簧57；盖板55卡设在轨道56之间，能够沿轨道 56滑动；第一可伸缩胶囊53A与盖板55之间、盖板55与第二可伸缩胶囊53B之间分别通过第二推杆59A、第三推杆59B连接。当通过水管54 向第一可伸缩胶囊53A内充水后，可伸缩胶囊53A膨胀，第二推杆59A 推动盖板55沿轨道56滑动，盖住开口58，阀门关闭；第一可伸缩胶囊 53A和盖板55的滑动还推动第二可伸缩胶囊53B收缩，其内的压缩弹簧 57处于压缩蓄能状态；当需要阀门开启时，通过水管54将第一可伸缩胶囊53A中水排出，第一可伸缩胶囊53A收缩，压缩弹簧57释放能量，推动第二可伸缩胶囊复位，进而推动盖板55复位，开口58呈开启状态。第二阀门27也可以采用与第一阀门17相同的结构。

第一阀门17、第二阀门27也可以是本领域常用的其它阀门结构。

第一压块13、第三压块23、第二压块33可以是可伸缩橡胶压块，压块内部中空，通过向压块内注水或气体使压块体积膨胀进而向下施压，不需要施压时将压块内水或气体排出即可。压块的设置提高了滤液的渗出效率和固体污物的排出效率。可伸缩橡胶压块具有结构和操作简单、耐腐蚀的特点。当然，第1压块13、第三压块23、第二压块33也可以采用活塞推动等其他挤压方式。

第一排污口16、第三排污口26、第二排污口36、第一阀门17、第二阀门27均设置有流量检测设备，流量检测设备与控制系统电连接。所述流量检测设备为流速仪/超声波流量计。

液位计、单向阀117均与控制系统电连接。第一阀门17、第二阀门 27、第一压块13、第三压块23、第二压块33、第一推杆301分别通过第一阀门电磁阀18、第二阀门电磁阀28、第一压块电磁阀19、第三压块电磁阀29、第二压块电磁阀39、第一推杆开关302与控制系统电连接。

所述控制系统设置有液位监测单元、流速监测单元、阀门控制单元、压块控制单元和第一推杆控制单元。所述液位监测单元用于预先设置第一带孔内壳15的液位高度，接收液位计10发送的液位高度数据，并将预设的液位高度和监测的液位高度数据发送到阀门控制单元和压块控制单元；流速监测单元用于预先设定第一排污口16、第二排污口36、第三排污口 26、第一阀门17、第二阀门27的流速值，接收各排污口和阀门的实际流速数据，并将预设的流速值和实际的流量数据发送给阀门控制单元、压块控制单元和第一推杆控制单元。所述阀门控制单元用于根据液位监测单元和流量监测单元发送的数据控制相应阀门的开或闭；所述压块控制单元用于根据液位监测单元和流量监测单元发送的数据控制相应压块的工作与否；所述第一推杆控制单元用于根据流量监测单元发送的数据控制第一推杆301的工作与否。

本实施例所述控制系统可采用PLC机电一体化技术由操作台远程操作、监控、传输数据。

本实用新型的粪便处理装置工作原理如下：污物从污物入口11经单向阀117进入第一腔体内，当液位计检测到第一腔体内污物量达到预设液位高度时，阀门控制单元控制单向阀117关闭，同时压块控制单元启动第一压块13施压，污物中液体在重力和第一压块13的压力作用下，通过第一带孔内壳15和第一滤网14并由第一排污口16排出。当第一排污口16 的流量检测设备检测到的滤液流速值低于预设流速值时，阀门控制单元控制第一阀门17开启、压块控制单元控制第一压块13复位，第一腔体内污物经由第一导管21进入第三腔体，当第一阀门17流量检测设备检测到污物流速值低于预设流速值时，阀门控制单元控制第一阀门17关闭，同时开启单向阀117，压块控制单元控制第三压块23向下施压。污物中液体在重力和第三压块23的压力作用下，通过第二带孔内壳25和第二滤网24 并由第三排污口26排出。当第三排污口26的流量检测设备检测到的滤液流速值低于预设值时，阀门控制单元控制第二阀门27开启、压块控制单元控制第三压块23复位，第三腔体内污物经由第二导管31进入第二腔体，当第二阀门27流量检测设备检测到污物流速值低于预设值时，阀门控制单元控制第二阀门27关闭，同时压块控制单元控制第二压块33向下施压、第一推杆控制单元控制第一推杆301工作，第一推杆301推动第二腔体内污物由第二排污口36排出，当第二排污口36的流量检测设备检测到的污物流量低于预设值时，压块控制单元控制第二压块33复位、第一推杆控制单元控制第一推杆301停止工作。

通过上述实施例公开的方案，达到了人粪尿快速分离的目的，通过简单的分离机构对人粪尿混合物进行快速、高效的分离，极大的减少了进入水体的粪便的量，并减小了固体粪便的体积，有利于下一步的收集、发酵和转运。实现了减少水体污染和有效收集有机肥的技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

此外，上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。