分离式快速处理环保厕所转让专利

申请号 : CN200910025696.2

文献号 : CN101509271B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 汪奕刚

申请人 : 汪奕刚

摘要 :

本发明分离式快速处理环保厕所涉及的是一种当如厕者使用结束后立即将其排泄物进行无害化分离式快速处理的厕所,适用于火车、汽车、飞机、船舶厕所以及各种公用厕所。结构由箱架、自动开门装置、排泄物自动清洗分离器、尿液处理装置和粪便处理装置组成;自动开门装置装在箱架上部,排泄物自动清洗分离器装在自动开门装置下部箱架的装配架上,尿液处理装置与粪便处理装置分别装在箱架下部的装配架上;自动开门装置包括坐便器或蹲便器、便器座、平开门、开门电动机、导轮、同步带轮、同步带、滑动杆、推杆和连杆;排泄物自动清洗分离器包括分离仓、导尿槽、传动丝杆、推杆机构、推头架、推板机构、分离仓传动电动机、同步带轮、同步带等。

权利要求 :

1.一种分离式快速处理环保厕所,其特征在于由箱架、自动开门装置、排泄物自动清洗分离器、尿液处理装置和粪便处理装置组成;自动开门装置装在箱架上部,排泄物自动清洗分离器装在自动开门装置下部箱架的装配架上,尿液处理装置与粪便处理装置分别装在箱架下部的装配架上;

自动开门装置包括坐便器或蹲便器、便器座、平开门、开门电动机、导轮、同步带轮、同步带、滑动杆、推杆和连杆;滑动杆具有纵向滑动杆、横向滑动杆;坐便器或蹲便器装在便器座上部,便器座下部一端装有开门电动机,导轮装在便器座下部,导轮外部装有推杆,连杆设置有两根,两根连杆一端分别装在推杆两端,两根连杆的另一端装在平开门上,平开门设置有两扇,平开门两端分别装在两根横向滑动杆上,推杆套装在两根纵向滑动杆上,两根纵向滑动杆装在平开门一端滑槽内,开门电动机输出轴上装有同步带轮,通过同步带轮传动导轮,导轮推动推杆,推杆带动连杆,连杆推动两扇平开门沿着纵向滑动杆滑动开启或关闭平开门,使坐便器或蹲便器底部打开或关闭;

排泄物自动清洗分离器包括分离仓、分离仓前端、分离仓后端、导尿槽、传动丝杆、推杆机构、推头架、推板机构、分离仓传动电动机、同步带轮、同步带、主动齿轮、从动齿轮和同步带张紧机构;

分离仓前端与分离仓后端分别装在箱架的分离仓装配架上、分离仓前部与分离仓前端相连,分离仓后部与分离仓后端相连,分离仓下部装有导尿槽,分离仓前端装有分离仓前盖,分离仓两侧装有传动丝杆,传动丝杆由主动丝杆与从动丝杆构成;

分离仓一侧装有推杆机构,推杆机构包括推杆、顶杆、复位弹簧、调节螺杆、螺套和螺杆,推杆上装有复位弹簧,推杆前端装有顶杆,顶杆前端与分离仓前盖相连,推杆后端设置有螺纹,推杆后端装有调节螺杆,螺套一端装插在调节螺杆内,另一端装有螺杆,螺杆顶部装有从动齿轮;

推头架两侧分别装有丝杆螺套,丝杆螺套分别装在主动丝杆与从动丝杆上,推头架上装有推头板机构,推头板机构包括推头前板、推头垫板、橡胶板、衬板和推头刷,推头架上还装有清洗水管、喷水头;在主动丝杆端部装有两个主动同步带轮,在从动丝杆端部装有从动齿轮与从动同步带轮;分离仓传动电机装在分离仓装配架上,分离仓电机输出轴上装有电机同步带轮,电机同步带轮通过同步带传动装在主动丝杆上的主动同步带轮,通过主动同步带轮、丝杆传动同步带和从动同步带轮,传动主动丝杆与从动丝杆同步转动,推动装有螺套和推板机构的推头架往复运动;

从动丝杆端部装有的从动齿轮与主动丝杆啮合传动推杆,推动顶杆开启分离仓盖;

同步带张紧机构装在分离仓后端部,同步带张紧机构具有张紧板,张紧板上装有两个张紧轮,张紧板上设有滑槽,滑槽内装有紧固螺钉,张紧板一侧装有调节螺钉,两个张紧轮分别紧靠在同步带内外侧通过调节螺钉调节同步带松紧;

粪便处理装置结构包括热辊、热辊传动齿轮、热辊传动电机、安装架、轴承架、热辊间隙调整机构;

热辊设置有两个,热辊具有热辊外壳,热辊外壳两端装有动轴头,通过轴承装在轴承架上,在热辊外壳内装有热辊芯,热辊芯一端装有定轴头,定轴头穿过热辊外壳一端的动轴头固定在轴承架上,在热辊外壳另一端的动轴头上装有热辊传动从动齿轮,热辊芯内装有电加热元件,在热辊芯内装有温度传感器,在热辊芯与热辊外壳之间装有滚柱;

热辊传动电机装在粪便处理装置的安装架上,热辊传动电机为带有减速器的传动电机,热辊传动电机输出轴上装有主动齿轮,主动齿轮与其中一根热辊的热辊传动从动齿轮相啮合,过渡齿轮与另一根热辊的热辊转动从动齿轮相啮合,主动齿轮传动其中一根热辊转动的同时通过过渡齿轮传动另一根热辊朝所述一根热辊转动的相对方向转动;

在热辊两端的轴承架上装有热辊间隙调整机构,热辊间隙调整机构包括调节螺杆、调节螺母、弹簧、销轴,两热辊两端的轴承座分别装有销轴,在轴承座下部分别装有调节螺母,其中一个调节螺母为左旋螺纹,其中另一个调节螺母为右旋螺纹,调节螺杆两端分别设置有左旋螺纹与右旋螺纹,分别与具有左旋螺纹的调节螺母和具有右旋螺纹的调节螺母相配合,在两轴承座之间的调节螺杆上套装有弹簧;

尿液处理装置包括尿液箱、尿液处理器、臭氧发生器和二氧化硫处理器;尿液箱装在箱架底部,尿液箱分隔成尿液原液箱、消毒杀菌箱、净水箱三个箱体;尿液原液箱上装有尿原液及分离仓清洗水入口管,在尿液原液箱中下部装有金属过滤网,尿液原液箱上部装有粗过滤毡,在尿液原液箱上部装有草酸自动给液器,草酸自动给液器具有给液泵和草酸储存罐,给液泵进口与草酸储存罐相连通,给液泵出口通过管道连接到尿液原液箱内,在尿液原液箱内装有搅拌器,在尿液原液箱底部装有排污阀,在尿液原液箱与消毒杀菌箱之间装有溢流隔板;

在消毒杀菌箱中装有臭氧进口管,臭氧发生器装在消毒杀菌箱的箱体上,在消毒杀菌箱中装有若干层臭氧导流板,在消毒杀菌箱中装有液位控制器,在消毒杀菌箱底部装有增压泵,增压泵出口与尿液处理器相连通;

在尿液箱一侧设置有净水箱,净水箱上部装有溢流排出管,在净水箱下部装有分离仓清洗增压泵和尿液处理器反冲清洗增压泵;

尿液处理器具有若干组活性炭吸附罐与过滤罐,尿液箱上部装有箱盖,箱盖上装有排气泵,排气泵出口与二氧化硫处理器相连通,二氧化硫处理器装在箱架上,二氧化硫处理器具有两级二氧化硫处理罐,在二氧化硫处理罐中装有二氧化硫曝气头,在二氧化硫处理器中装有碱液。

2.根据权利要求1所述的分离式快速处理环保厕所,其特征在于所述的平开门采用不锈钢板。

3.根据权利要求1所述的分离式快速处理环保厕所,其特征在于所述的热辊为内热式热辊。

4.根据权利要求1所述的分离式快速处理环保厕所,其特征在于所述的动轴头采用聚四氟乙烯材料制成。

5.根据权利要求1所述的分离式快速处理环保厕所,其特征在于所述的电加热元件采用电热管。

6.根据权利要求1所述的分离式快速处理环保厕所,其特征在于所述的滚柱采用金属轴承滚柱。

说明书 :

技术领域

本发明分离式快速处理环保厕所涉及的是一种当如厕者使用结束后立即将其排泄物进行无害化分离,并快速处理的厕所,适用于火车、汽车、飞机、船舶厕所以及各种公用厕所。

背景技术

目前的厕所有水冲厕所、打包厕所、生化厕所等。水冲厕所是当如厕者使用结束后将其排泄物直接用水冲洗排放到车、船外或室外下水道,会造成严重的环境污染,而且还需消耗大量的水资源。城镇厕所排放的粪便、尿液需经污水处理厂处理后方能排放,不但需要投入大量的人力、物力、财力,还造成大量有机肥料的资源浪费。生化厕所将粪便、尿液排放到生化处理箱中,采用生物菌进行降解处理后排放,处理的时间比较长,特别是在高纬度地区,由于气温较低,而生物细菌对温度的要求比较高,其最佳温度在35℃左右,因此,常常无法正常使用。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种分离式快速处理环保厕所,具有排泄物自动清洗分离器、尿液处理装置、粪便处理装置,该厕所在坐便器或蹲便器下方设有排泄物自动清洗分离器,利用粪便与尿液不同的物理状态,采用快速分离的方法将两者完全分开,分离效果可达98%~100%,然后对粪便及尿液分别进行无害化处理,经处理后的尿液达到国家综合排放标准GB8978-1996颁布的三级排放水标准,用于清洗分离仓及尿液处理器,多余部分则溢流排出;分离后的粪便被送入粪便处理箱进行高温杀菌,灭毒,同时进行脱水干燥处理,缩小体积,减轻重量,被送入干粪储存箱,可作为有机肥的原料。本发明环保厕所由于处理后的尿液可进行循环使用,所以可节约大量的水资源,无污染物排放,实现了节能、减排、新资源开发利用的目标。
分离式快速处理环保厕所是采取以下方案实现的:分离式快速处理环保厕所结构由箱架、自动开门装置、排泄物自动清洗分离器、尿液处理装置和粪便处理装置组成。自动开门装置装在箱架上部,排泄物自动清洗分离器装在自动开门装置下部箱架的装配架上,尿液处理装置与粪便处理装置分别装在箱架下部的装配架上。
自动开门装置包括坐便器或蹲便器、便器座、平开门、开门电动机、导轮、同步带轮、同步带、滑动杆、推杆和连杆。滑动杆具有两根纵向滑动杆、两根横向滑动杆。坐便器或蹲便器装在便器座上部,便器座下部一端装有开门电动机,导轮装在便器座下部,导轮外部装有推杆,连杆设置有两根,两根连杆一端分别装在推杆两端,两根连杆的另一端装在平开门上,平开门设置有两扇,平开门两端分别装在两根横向滑动杆上,可以沿着横向滑动杆滑动。推杆套装在两根纵向滑动杆上,两根纵向滑动杆装在平开门一端滑槽内。开门电动机输出轴上装有同步带轮,通过同步带轮传动导轮,导轮推动推杆,推杆带动连杆,连杆推动两扇平开门沿着横向滑动杆滑动开启或关闭平开门,使坐便器或蹲便器底部打开或关闭。所述的平开门采用不锈钢板。
排泄物自动清洗分离器包括分离仓、分离仓前端、分离仓后端、导尿槽、传动丝杆、推杆机构、推头架、推板机构、分离仓传动电动机、同步带轮、同步带、主动齿轮、从动齿轮和同步带张紧机构。
分离仓前端与分离仓后端分别装在箱架的分离仓装配架上、分离仓前部与分离仓前端相连,分离仓后部与分离仓后端相连,分离仓下部装有导尿槽,分离仓前端装有分离仓前盖,分离仓两侧装有传动丝杆。传动丝杆由主动丝杆与从动丝杆构成。
分离仓一侧装有推杆机构。推杆机构包括推杆、顶杆、复位弹簧、调节螺杆、螺套和螺杆。推杆上装有复位弹簧,推杆前端装有项杆,顶杆前端与分离仓前盖相连,推杆后端设置有螺纹,装有调节螺杆,用于调节项杆伸出距离,以便调节分离仓前盖开启角度。螺套一端装插在调节螺杆内,另一端装有螺杆,螺杆顶部装有从动齿轮。
推头架两侧分别装有丝杆螺套,丝杆螺套分别装在主动丝杆与从动丝杆上,推头架上装有推头板机构,推头板机构包括推头前板,推头垫板、橡胶板、衬板和推头刷。推头架上还装有清洗水管、喷水头。在主动丝杆端部装有两个主动同步带轮,在从动丝杆端部装有从动齿轮与从动同步带轮。分离仓传动电机装在分离仓装配架上,分离仓电机输出轴上装有电机同步带轮,电机同步带轮通过同步带传动装在主动丝杆上的主动同步带轮,通过主动同步带轮、丝杆传动同步带和从动同步带轮,传动主动丝杆与从动丝杆同步转动,推动装有螺套和推板机构的推头架往复运动。
从动丝杆端部装有的从动齿轮与主动丝杆啮合传动推杆,推动顶杆开启分离仓盖。
同步带张紧机构装在分离仓后端部,同步带张紧机构具有张紧板,张紧板上装有两个张紧轮,张紧板上设有滑槽,滑槽内装有紧固螺钉,张紧板一侧装有调节螺钉,两个张紧轮分别紧靠在同步带内外侧通过调节螺钉调节同步带松紧,调节好后用紧固螺钉紧固。
排泄物自动清洗分离器工作时,分离仓传动电机通过同步带轮、同步带传动装在主动丝杆上的两个主动同步带轮,通过主动同步带轮、丝杆传动同步带和从动同步带轮传动主动丝杆与从动丝杆同步转动,带动推头架以及推头前板,推头垫板、橡胶板、衬板和推头刷,在分离仓内往复运动,实现尿液和粪便的分离,喷水头与清洗刷自动将分离仓刷洗干净。推杆在主动齿轮与从动齿轮的带动下推动分离仓前盖开闭。
排泄物自动清洗分离器设计合理、结构紧凑,由于设置了分离仓、导尿槽、传动丝杆、推杆机构,传动电机可以实现将粪便、尿液自动分离,喷水头与清洗刷自动将分离仓清洗干净,清洁、环保,适合于分离式快速处理环保厕所配套使用。
粪便处理装置结构包括热辊、热辊传动齿轮、热辊传动电机、安装架、轴承架、热辊间隙调整机构。
热辊设置有两个,热辊为内热式低能耗热辊。热辊具有热辊外壳,热辊外壳两端装有动轴头,通过轴承装在轴承架上,动轴头采用聚四氟乙烯等耐热、隔热材料制成。在热辊外壳内装有热辊芯,热辊芯一端装有定轴头,定轴头穿过热辊外壳一端的动轴头固定在轴承架上,在热辊外壳另一端的动轴头上装有热辊传动从动齿轮,热辊芯内装有电加热元件,电加热元件可以采用电热管,用于加热热辊芯,在热辊芯内装有温度传感器,用于检测热辊的加热温度。在热辊芯与热辊外壳之间装有滚柱,用于将静止的装有电加热元件加热的热辊芯温度迅速传导给转动的热辊外壳加热烘干粪便。所述的滚柱可采用金属轴承滚柱。所述的温度传感器采用市售温度传感器。
热辊传动电机装在粪便处理装置的安装架上,热辊传动电机为带有减速器的传动电机,热辊传动电机输出轴上装有主动齿轮,主动齿轮与其中一根热辊的热辊传动从动齿轮相啮合,过渡齿轮与另一根热辊的热辊转动从动齿轮相啮合,主动齿轮传动其中一根热辊转动的同时通过过渡齿轮传动另一根热辊相对方向转动,可以挤压并加热排泄物自动清洗分离器的分离仓分离出来的粪便,将其烘干并挤压成形,便于包装。
在热辊两端的轴承架上装有热辊间隙调整机构,用于自动调整两热辊之间的间隙。
热辊间隙调整机构包括调节螺杆、调节螺母、弹簧、销轴,两热辊两端的轴承座分别装有销轴,可以在轴承座沿销轴偏转一定角度,在轴承座下部分别装有调节螺母,其中一个调节螺母为左旋螺纹,其中另一个调节螺母为右旋螺纹。调节螺杆两端分别设置有左旋螺纹与右旋螺纹,分别与调节螺母相配合,在两轴承座之间的调节螺杆上套装有弹簧。
工作之前将两热辊间通过调节螺杆调节好一定间隙后,热辊通过热辊传动电机传动,将排泄物自动清洗分离器分离出来的粪便挤压,同时加热烘干、除臭,挤压除去水分,烘干成型即可包装入袋。调节螺杆配合弹簧达到间隙调节目的,在使用过程中如有体积于间隙的硬物掉落其中,弹簧可以让其顺利通过,避免造成损坏。粪便处理装置一侧可以装有异味处理器,去除粪便在干燥灭菌过程中散发出的异味。
尿液处理装置包括尿液箱、尿液处理器、臭氧发生器和二氧化硫(SO2)处理器。尿液箱装在箱架底部,尿液箱分隔成尿液原液箱(A箱)、消毒杀菌箱(B箱)、净水箱(C箱)三个箱体。尿液原液箱上装有尿原液及分离仓清洗水入口管,在尿液原液箱中下部装有金属过滤网,尿液原液箱上部装有粗过滤毡,对尿液进行过滤,滤掉尿液中的悬浮物。在尿液原液箱上部装有草酸自动给液器。草酸自动给液器具有给液泵和草酸储存罐,给液泵进口与草酸储存罐相连通,给液泵出口通过管道连接到尿液原液箱内。在尿液原液箱内装有搅拌器,用于搅拌,使草酸和尿液混均以防产生尿垢。在尿液原液箱底部装有排污阀。在尿液原液箱与消毒杀菌箱之间装有溢流隔板,尿液原液箱中的尿液经过滤,滤去尿液中的悬浮物及杂质后经溢流隔板溢流入消毒杀菌箱中进行臭氧消毒杀菌。
在消毒杀菌箱中装有臭氧进口管,臭氧发生器装在箱体上。臭氧发生器采用市售臭氧发生器。在消毒杀菌箱中装有若干层臭氧导流板,使臭氧与尿液充分接触对尿液进行臭氧消毒杀菌。在消毒杀菌箱中装有液位控制器,在消毒杀菌箱底部装有增压泵,增压泵出口与尿液处理器相连通。
在尿液箱一侧设置有净水箱,净水箱上部装有溢流排出管,在净水箱下部装有分离仓清洗增压泵和处理器反冲清洗增压泵。
尿液处理器具有若干组活性炭吸附罐与过滤罐,对尿液进行分子拦截及活性炭吸附等多种处理,使之成为达到国家三级排放标准的净水,排入净水箱中,经清洗增压泵增压,通过管道输送到排泄物自动清洗分离器作分离仓清洗水用;经反冲清洗增压泵增压,经管道输送到尿液处理器对尿液处理器进行清洗。
尿液箱上部装有箱盖,箱盖上装有排气泵,排气泵出口与二氧化硫处理器相连通,二氧化硫处理器装在箱架上,二氧化硫处理器具有两级二氧化硫处理罐,在二氧化硫处理罐中装有二氧化硫爆气头,在二氧化硫处理箱中装有碱液,二氧化硫气体在二氧化硫处理器内进行两级碱性中和处理,达到气体排放标准,经排气口排放。
分离式快速处理环保厕所设计合理、结构紧凑,可以配套控制设备全部实行自动控制,粪便处理采用人体感应自动控制,尿液处理采用液位自动控制,尿液处理量为20L/次。实该厕所在坐便器或蹲便器下方设有排泄物自动清洗分离器,利用粪便与尿液不同的物理状态,采用快速分离的方法将两者完全分开,分离效果可达98%~100%,然后对粪便及尿液分别进行无害化处理,经处理后的尿液达到国家综合排放标准GB8978-1996颁布的三级排放水标准,用于清洗分离仓及尿液处理器,多余部分则溢流排出;分离后的粪便被送入粪便处理箱进行高温杀菌,灭毒,同时进行脱水干燥处理,缩小体积,减轻重量,被送入干粪储存箱,可作为有机肥的原料。本发明环保厕所由于处理后的尿液可进行循环使用,所以可节约大量的水资源,无污染物排放,分离式快速处理环保厕所突破了原有厕所的概念,实现了节能、减排、新资源开发利用的目标。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明。
图1是分离式快速处理环保厕所示意图。
图2是分离式快速处理环保厕所工作原理框图。
图3是分离式快速处理环保厕所的自动开门装置主视图。
图4是分离式快速处理环保厕所的自动开门装置右视图。
图5是分离式快速处理环保厕所的自动开门装置俯视图。
图6是分离式快速处理环保厕所的排泄物自动清洗分离器主视图。
图7是分离式快速处理环保厕所的排泄物自动清洗分离器右视图。
图8是分离式快速处理环保厕所的排泄物自动清洗分离器俯视图。
图9是分离式快速处理环保厕所的粪便处理装置主视图。
图10是分离式快速处理环保厕所的粪便处理装置左视图。
图11是分离式快速处理环保厕所的粪便处理装置俯视图。
图12是分离式快速处理环保厕所粪便处理装置的热辊结构示意图。
图13是分离式快速处理环保厕所粪便处理装置的热辊间隙调整机构示意图。
图14是分离式快速处理环保厕所的尿液处理装置示意图。

具体实施方式

参照附图1~14,分离式快速处理环保厕所结构由箱架1、自动开门装置2、排泄物自动清洗分离器3、尿液处理装置5和粪便处理装置4组成。自动开门装置2装在箱架1上部,排泄物自动清洗分离器3装在自动开门装置2下部箱架的装配架上,尿液处理装置5与粪便处理装置4分别装在箱架1下部的装配架上。
自动开门装置2包括坐便器或蹲便器2-1、便器座2-2、平开门2-9、开门电动机2-10、导轮2-7、同步带轮2-6、2-11、同步带2-12、滑动杆、推杆2-4和连杆2-5。滑动杆具有纵向滑动杆2-3、横向滑动杆2-8。坐便器或蹲便器2-1装在便器座2-2上部,便器座2-2下部一端装有开门电动机2-10,导轮2-7装在便器座2-2下部,导轮2-7外部装有推杆2-4,连杆2-5设置有两根,两根连杆2-5一端分别装在推杆2-4两端,两根连杆2-5的另一端装在平开门2-9上,平开门2-9设置有两扇,平开门2-9两端分别装在两根横向滑动杆2-8上,可以沿着横向滑动杆2-8滑动。推杆2-4套装在两根纵向滑动杆2-3上,两根纵向滑动杆2-3装在平开门2-9一端滑槽内。开门电动机2-10输出轴上装有同步带轮2-11,通过同步带轮2-11、2-6、同步带2-12传动导轮2-7,导轮2-7推动推杆2-4,推杆2-4带动连杆2-5,连杆2-5推动两扇平开门2-9沿着纵向滑动杆2-3滑动开启或关闭平开门2-9,使坐便器或蹲便器2-1底部打开或关闭。所述的平开门2-9采用不锈钢板。
排泄物自动清洗分离器包括分离仓3-5、分离仓前端3-1、分离仓后端3-7、导尿槽3-4、传动丝杆3-28、推杆机构、推头架3-24、推头板机构、分离仓传动电动机3-14、同步带轮、同步带、主动齿轮3-22、从动齿轮3-23和同步带张紧机构。
分离仓前端3-1与分离仓后端3-7分别装在箱架1的分离仓装配架上、分离仓3-5前部与分离仓前端3-1相连,分离仓3-5后部与分离仓后端3-7相连,分离仓3-5下部装有导尿槽3-4,分离仓前端3-1装有分离仓前盖3-2,分离仓3-5两侧装有传动丝杆。传动丝杆由主动丝杆3-33与从动丝杆3-28构成。
分离仓3-5一侧装有推杆机构。推杆机构包括推杆3-3、项杆3-30、复位弹簧3-29、调节螺杆3-27、螺套3-25和螺杆3-32。推杆3-3上装有复位弹簧3-29,推杆3-3前端装有顶杆3-30,顶杆3-30前端与分离仓前盖3-2相连,推杆3-3后端设置有螺纹,装有调节螺杆3-27,用于调节顶杆3-30伸出距离,以便调节分离仓前盖3-2开启角度。螺套3-25一端装插在调节螺杆3-27内,另一端装有螺杆3-32,螺杆3-32项部装有从动齿轮3-22。
推头架3-24两侧分别装有丝杆螺套,丝杆螺套分别装在主动丝杆3-33与从动丝杆3-28上,推头架3-24上装有推头板机构,推头板机构包括推头前板3-35、推头垫板3-26、橡胶板3-36、衬板3-38和推头刷3-37。推头架3-24上还装有清洗水管3-31、喷水头3-34。在主动丝杆3-33端部装有两个主动同带轮3-17,在从动丝杆3-28端部装有从动齿轮3-22与从动同步带轮3-21。分离仓传动电机3-14装在分离仓装配架上,分离仓电机3-14输出轴上装有电机同步带轮3-15,电机同步带轮3-15通过同步带3-16传动装在主动丝杆3-33上的主动同步带轮3-17,通过主动同步带轮3-17、丝杆传动同步带3-16和从动同步带轮3-22,传动主动丝杆3-33与从动丝杆3-28同步转动,推动装有螺套和推板机构的推头架3-24往复运动。
从动丝杆3-28端部装有的从动齿轮3-22与主动齿轮3-23啮合传动推杆3-3,推动项杆3-30开启分离仓盖3-2。
同步带张紧机构装在分离仓3-5后端部,同步带张紧机构具有张紧板3-12,张紧板3-12上装有两个张紧轮3-19,张紧板3-12上设有滑槽3-18,滑槽3-18内装有紧固螺钉3-13,张紧板3-12一侧装有调节螺钉3-11,两个张紧轮3-12分别紧靠在同步带3-20内外侧通过调节螺钉3-11调节同步带松紧,调节好后用紧固螺钉3-13紧固。
参照附图1~14,分离式快速处理环保厕所工作原理:排泄物自动清洗分离器工作时,分离仓传动电机通过同步带轮、同步带传动装在主动丝杆上的两个主动同步带轮,通过主动同步带轮、丝杆传动同步带和从动同步带轮传动主动丝杆与从动丝杆同步转动,带动推头架以及推头板机构的推头前板,推头垫板、橡胶板、衬板和推头刷,在分离仓内往复运动,实现尿液和粪便的分离,喷水头与清洗刷自动将分离仓刷洗干净。推杆在主动齿轮与从动齿轮的带动下推动分离仓前盖开闭。
排泄物自动清洗分离器设计合理、结构紧凑,由于设置了分离仓、导尿槽、传动丝杆、推杆机构,传动电机可以实现将粪便、尿液自动分离,喷水头与清洗刷自动将分离仓清洗干净,清洁、环保,适合于分离式快速处理环保厕所配套使用。
粪便处理装置包括热辊、热辊传动齿轮、热辊传动电机、安装架4-4、轴承架4-3、热辊间隙调整机构。
热辊设置有两个,热辊为内热式低能耗热辊。热辊具有热辊外壳4-5,热辊外壳4-5两端装有动轴头,通过轴承装在轴承架4-3上,动轴头采用聚四氟乙烯等耐热、隔热材料制成。在热辊外壳4-5内装有热辊芯4-13,热辊芯4-13一端装有定轴头4-17,定轴头4-17穿过热辊外壳4-5一端的动轴头4-16固定在轴承架上,在热辊外壳4-5另一端的动轴头4-11上装有热辊传动从动齿轮4-2,热辊芯4-13内装有电加热元件4-15,电加热元件4-15可以采用电热管,用于加热热辊芯4-13,在热辊芯4-13内装有温度传感器4-14,用于检测热辊的加热温度。在热辊芯4-13与热辊外壳4-5之间装有滚柱4-12,用于将静止的装有电加热元件加热的热辊芯4-13温度迅速传导给转动的热辊外壳4-5加热烘干粪便。滚柱4-12可采用金属轴承滚柱。
热辊传动电机4-1装在粪便处理装置的安装架4-4上,热辊传动电机4-1为带有减速器的传动电机,热辊传动电机4-1输出轴上装有主动齿轮4-6,主动齿轮4-6与其中一根热辊的热辊传动从动齿轮4-2相啮合,过渡齿轮4-10与另一根热辊的热辊转动从动齿轮4-9相啮合,主动齿轮4-6传动其中一根热辊转动的同时通过过渡齿轮4-10传动另一根热辊相对方向转动,可以挤压并加热排泄物自动清洗分离器的分离仓分离出来的粪便,将其烘干并挤压成形,便于包装。
在热辊两端的轴承架4-3上装有热辊间隙调整机构,用于自动调整两热辊之间的间隙。
热辊间隙调整机构包括调节螺杆4-7、调节螺母、弹簧4-8、销轴4-20,两热辊两端的轴承座4-3分别装有销轴4-20,可以在轴承座4-3沿销轴偏转一定角度,在轴承座4-3下部分别装有调节螺母,其中一个调节螺母4-18为左旋螺纹,其中另一个调节螺母4-19为右旋螺纹。调节螺杆4-7两端分别设置有左旋螺纹与右旋螺纹,分别与调节螺母相配合,在两轴承座之间的调节螺杆4-7上套装有弹簧4-8。
工作之前将两热辊间通过调节螺杆调节好一定间隙后,热辊通过热辊传动电机传动,将排泄物自动清洗分离器分离出来的粪便挤压,同时加热烘干、除臭,挤压除去水分,烘干成型即可包装入袋。
尿液处理装置包括尿液箱、尿液处理器、臭氧发生器和二氧化硫(SO2)处理器。尿液箱装在箱架1底部,尿液箱分隔成尿液原液箱(A箱)5-1、消毒杀菌箱(B箱)5-2、净水箱(C箱)5-3三个箱体。尿液原液箱5-1上装有尿原液及分离仓清洗水入口管5-4,在尿液原液箱5-1中下部装有金属过滤网5-5,尿液原液箱5-1上部装有粗过滤毡5-6,对尿液进行过滤,滤掉尿液中的悬浮物。在尿液原液箱5-1上部装有草酸自动给液器5-7。草酸自动给液器5-7具有给液泵和草酸储存罐,给液泵进口与草酸储存罐相连通,给液泵出口通过管道连接到尿液原液箱5-1内。在尿液原液箱5-1内装有搅拌器5-8,用于搅拌,使草酸和尿液混均以防产生尿垢。在尿液原液箱5-1底部装有排污阀5-9。在尿液原液箱5-1与消毒杀菌箱5-2之间装有溢流隔板5-10,尿液原液箱5-1中的尿液经过滤,滤去尿液中的悬浮物及杂质后经溢流隔板5-10溢流入消毒杀菌箱5-2中进行臭氧消毒杀菌。
在消毒杀菌箱5-2中装有臭氧进口管5-11,臭氧发生器装在箱体上。臭氧发生器采用市售臭氧发生器。在消毒杀菌箱5-2中装有若干层臭氧导流板5-12,使臭氧与尿液充分接触对尿液进行臭氧消毒杀菌。在消毒杀菌箱中装有液位控制器5-13,在消毒杀菌箱5-2底部装有增压泵5-14,增压泵5-14出口与尿液处理器相连通。液位控制器5-13采用市售浮球式液位控制器。
在尿液箱一侧设置有净水箱5-3,净水箱5-3上部装有溢流排出管5-15,在净水箱5-3下部装有分离仓清洗增压泵5-16和处理器反冲清洗增压泵5-17。
尿液处理器具有活性炭吸附罐5-18与若干组过滤罐5-19,对尿液进行分子拦截及活性炭吸附等多种处理,使之成为达到国家三级排放标准的净水,排入净水箱5-3中,经清洗增压泵增压5-16,通过管道输送到排泄物自动清洗分离器作分离仓清洗水用;经反冲清洗增压泵5-17增压,经管道输送到尿液处理器对尿液处理器进行清洗。
尿液箱上部装有箱盖5-20,箱盖5-20上装有排气泵5-21,排气泵5-21出口与二氧化硫处理器5-22相连通,二氧化硫处理器5-22装在箱架1上,二氧化硫处理器5-22具有两级二氧化硫处理罐5-23,在二氧化硫处理罐5-23中装有二氧化硫爆气头5-24,在二氧化硫处理罐5-23中装有碱液,二氧化硫气体在二氧化硫处理器5-22内进行两级碱性中和处理,达到气体排放标准,经排气口排放。
参照附图1~14,分离式快速处理环保厕所工作原理:分离式快速处理环保厕所是一种当如厕者使用结束后立即将其排泄物进行无害化处理的环保厕。
该厕所在坐便器或蹲便器下方设有排泄物自动清洗分离器,利用粪便与尿液不同的物理状态,采用快速分离的方法,将两者完全分开,分离效果可达98%~100%,然后对粪便及尿液分别进行无害化处理。
经分离后的粪便含水量均为56%~60%,这些粪便被送入粪便处理装置进行高温杀菌灭毒,同时进行脱水干燥处理。粪便中含有的细菌、病毒、蛔虫卵等在140℃~170℃的高温作用下,蛋白质凝固而被全部杀灭,同时粪便中的水份被大量蒸发,含水量下降至30%~40%,缩小了体积,减轻了重量,被送入干粪储存箱(粪便周转箱),可以作为有机肥的原料,在此处理过程中产生的水蒸汽及强烈异味则被导入配置的异味处理器进行净化处理,然后再排入大气。
分离式快速处理环保厕所可以配置自动控制器,整个处理过程采用自动控制,首先在卫生间内设置了区分人体与其他物体(包括动物)的识别系统,卫生间内只要有人,便器下方两扇水平移动的密封平开门自动开启,排泄物分离仓处于等候使用状态。当人离开卫生间(当卫生间内无人时)密封平开门关闭,排泄物分离仓、粪便处理器、二氧化硫处理器开始工作。一个成年人一次排便量为400~700g,处理时间为30~60秒。卫生间内还有一个应急处理按钮,在特殊情况下,如旅客列车早晨6:00后是厕所的使用高峰,使用密度特别大,人多时经常出现进出卫生间孤两个人在厕所门口相挤进出的情况。卫生间被人体识别系统测控的区域内一直有人。此时,只要按下应急处理按钮,设备就自动处理并清洗一次,确保便器内的清洁卫生。不会造成粪便堆积现象。
经分离后的尿液进入尿液箱中的尿液原液箱(A箱)。在尿液原液箱(A箱)中自动给液器注入3‰的草酸,由搅拌器混合均匀,使之不出现结垢现象。尿液原液箱(A箱)中尿液液位升高透过初滤,滤掉杂物经导流管进入消毒杀菌箱(B箱),在消毒杀菌箱(B箱)中用臭氧对尿液进行消毒灭菌。在此过程中,臭氧和尿液中的硫酸盐所生成的二气化硫气体由气泵送到二氧化硫处理器中进行碱中和处理。经过臭氧消毒灭菌后的尿液被送入尿液处理器,经处理后的尿液达到三级排放水标准,进入净水箱(C箱),存于净水箱(C箱)的水被用于清洗分离仓,再回到尿液原液箱(A箱),其余的则被溢流排放。
尿液处理器由液位控制器进行自动控制,每次处理量为25L。液位由磁性浮球控制器进行控制,当消毒杀菌箱(B箱)中液位上升到C点时(15L),控制器给出信号,启动臭氧发生器,臭氧经管道进入消毒杀菌箱(B箱),对消毒杀菌箱(B箱)中的尿液进行消毒杀菌,为了扩大臭氧与尿液的接触面积,延长臭氧在尿液中的滞留时间,消毒杀菌箱(B箱)内设置了臭氧导流板,采用了分层导流的方法,使臭氧的消杀效果发挥到最大。臭氧及尿液中的硫酸盐生成部分二氧化硫气体,则由气泵将其送入二氧化硫处理器中进行中和处理后排入大气。当消毒杀菌箱(B箱)中液位上升到B点时(23L)时,臭氧发生器停止工作,当液体继续上升到A点时,启动主泵,将尿液送尿液处理器中进行处理,经处理后的尿液达到国家三级排放标准,进入尿液箱中的C箱,C箱的储水量为10L,用于清洗分离仓及尿液处理器,多余部分则溢流排出。
尿液原液箱(A箱)设有排污阀,可根据厕所的使用情况定期排污。
分离式快速处理环保厕所突破了原有厕所的概念,真正实现了节能、减排、新资源开发利用的使命,该厕所完全不用水,而且经过干燥灭菌后的粪便更是优质的有机肥原材料,在有机肥使用量逐年递增的今天,开发利用人类便无疑是开拓了一条新的思路。