一种用于压力冲水卫生间的翻转式排污球阀及排污方法

摘要

本发明涉及一种用于压力冲水卫生间的翻转式排污球阀及排污方法，包括壳体，阀芯和密封圈，燕尾槽和驱动电机，驱动齿轮和从动齿轮。燕尾槽上安装有滑动齿条和两个限位开关。本发明解决了球阀排污过程中从管道内上返臭味的问题。排污球阀上配置的密封圈固定在壳体上，阀芯外表面设置耐磨涂层，与密封圈相对运动过程中可保证阀芯内部空间的密封性能。驱动电机上的驱动齿轮与滑动齿条啮合，与阀芯固定一起的从动齿轮与滑动齿条啮合。驱动电机输出的动力经过驱动齿轮、滑动齿条和从动齿轮传递到阀芯。燕尾槽上下两端分别设置限位开关，用于检测和限制滑动齿条的运动轨迹，从而限制了阀芯翻转打开和关闭的角度。

权利要求

1.一种用于压力冲水卫生间的翻转式排污球阀，其特征在于，包括阀芯和电机，所述的电机驱动驱动齿轮旋转，所述的驱动齿轮驱动一个滑动齿条上下运动，所述的滑动齿条驱动从动齿轮旋转，所述的从动齿轮驱动阀芯的转动轴旋转，所述阀芯安装在一个壳体内，且阀芯以转动轴为轴心相对壳体转动，在所述的滑动齿条的上方和下方设置有控制滑动齿条运动极限的上限位开关和下限位开关；

所述壳体上固定有一个燕尾槽，所述的滑动齿条在所述的燕尾槽内上下滑动；

所述的上限位开关和下限位开关分别固定在燕尾槽的顶部和底部；

所述阀芯呈中空球形结构，阀芯外部有耐磨涂层，与密封圈紧密贴合实现气体密封结构；阀芯内部有防粘涂层，其与接触的污水混合物相对隔绝，不粘连。

2.如权利要求1所述的用于压力冲水卫生间的翻转式排污球阀，其特征在于，所述壳体为球阀壳体，所述壳体用于将球阀与排污管道和便器连接。

3.如权利要求1所述的用于压力冲水卫生间的翻转式排污球阀，其特征在于，所述壳体与阀芯之间通过一个密封圈密封。

4.如权利要求3所述的用于压力冲水卫生间的翻转式排污球阀，其特征在于，所述密封圈采用耐磨材料，其具备一定的弹性能自动补偿与阀芯之间的密封缝隙。

5.如权利要求1-4任一所述的翻转式排污球阀进行排污的方法，其特征在于：

阀芯在开口向上位置为待机状态，启动进污过程，与排污球阀上端连接的便器将冲洗下来的污水混合物导入阀芯内腔，待便器内污水混合物全部流入阀芯内腔则进污过程完成；

然后反向启动电机，电机通过传动装置一方面带动滑动齿条向下运动；另一方面驱动阀芯旋转，阀芯外部与密封圈贴合，污水混合物被隔绝在内腔中；同时阀芯外部与密封圈的贴合也隔绝了排污球阀上下两端的通道；电机持续工作，当滑动齿条滑动到下限位置，此时触动下端限位开关，电机停止工作，阀芯停止转动，此时阀芯开口向下，阀芯内腔的污水混合物在重力作用下流出；

阀芯在此状态停留一段时间，用于将阀芯内腔的污水混合物残渣在列车行驶振动作用下排出到下端管路里；

此后电机再次正向启动，滑动齿条向上运动，阀芯则被带动开口向上旋转；当滑动齿条触动上端限位开关后，上端限位开关给出信号，驱动电机停止工作；此时阀芯开口向上，球阀处于待机状态。

说明书

一种用于压力冲水卫生间的翻转式排污球阀及排污方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种排污球阀，尤其是一种用于压力冲水卫生间的翻转式排污球阀及排污方法。

背景技术

[0002] 目前市场上排污球阀在工作过程中都是将球阀的进口和出口直接导通，污物通过球阀导通通道排放。这种排污方式用在压力冲水式卫生间上时，容易造成臭气上返，污染卫生间及车厢内的空气。严重影响乘客乘车的舒适度。

[0003] 公告号为CN1699801A、名称“双密封阀门”的中国专利，公开以下技术：一种用于被控流体双向流动的环境中使用的双密封阀门，利用较小的开启功率即可实现开启功能。该阀门包括带进出口的阀体、设置在阀体的阀腔内并分别与进口和出口匹配的两个密封件，两个密封件之间连接有同步联动装置，阀腔与进出口之间连接有卸压装置。该阀门大大减小了开关力矩，大大降低阀门外部操作机构的体积和对动力源的要求，提高了阀门的操作速度和寿命。同时还使得阀门在两个方向上实现双向自紧密封，并通过同步联动装置实现了无损的快速开关，提高了阀门内部操作机构可靠性，降低了阀门制造成本，尤其适合于在大流量、高压、高密封性能、需要本征安全和高速频繁开关的环境中使用。

[0004] 上述阀门当作压力冲水卫生间的排污阀使用不能解决排污过程中臭气上返的问题；且由于双密封结构对污物排放的阻碍，会造成阀门黏连污物甚至堵塞的问题。

[0005] 公告号为CN105508646A、名称“自密封偏心半球阀”的中国专利，公开了以下技术：一种自密封偏心半球阀，包括阀体，阀体内设有进液腔，阀体的一端设有与进液腔连通的进水孔、另一端设有与进液腔连通的出水孔，阀体顶部连接有阀盖，阀盖上连接有主阀轴，阀体底部设有副阀轴，进液腔内设有连接在主阀轴和副阀轴上的半球状阀板，半球状阀板的表面上包覆有弹性密封层，所述半球状阀板密封面的弹性密封层与进水孔的内端口部位接触配合后可形成实现轴向密封的轴向密封副；所述半球状阀板密封面上的弹性密封层与进水孔的孔壁接触配合后可形成具有径向自密封效果的径向密封副。该阀结构简单，具有轴向密封和径向密封双重效果，不易造成渗漏或泄漏，开启扭矩小，可延长阀门的使用寿命。

[0006] 上述阀门当作压力冲水卫生间的排污阀使用不能解决排污过程中臭气上返和污物黏连的问题。

发明内容

[0007] 本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于压力冲水式卫生间上，用于排污的翻转式全密封球阀及排污方法。

[0008] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

[0009] 一种用于压力冲水卫生间的翻转式排污球阀，包括阀芯和电机，所述的电机驱动驱动齿轮旋转，所述的驱动齿轮驱动一个滑动齿条上下运动，所述的滑动齿条驱动从动齿轮旋转，所述的从动齿轮驱动阀芯的转动轴旋转，所述的阀芯安装在一个壳体内，且阀芯以转动轴为轴心相对壳体转动，在所述的滑动齿条的上方和下方设置有控制滑动齿条运动极限的上限位开关和下限位开关。

[0010] 进一步的，所述壳体为球阀壳体，用于固定密封圈、燕尾槽等相对不移动的部件。壳体同时用于将球阀与排污管道和便器连接固定。

[0011] 进一步的，还包括一个固定在壳体上的燕尾槽，所述的滑动齿条在所述的燕尾槽内上下滑动。

[0012] 进一步的，所述的上限位开关和下限位开关分别固定在燕尾槽的顶部和底部。

[0013] 进一步的，所述的壳体与阀芯之间通过一个密封圈密封，所述密封圈采用耐磨材料，具备一定的弹性可以自动补偿与阀芯之间的密封缝隙。

[0014] 进一步的，所述阀芯呈中空球形结构，阀芯外部有耐磨涂层，与密封圈紧密贴合实现气体密封结构；阀芯内部有防粘涂层，可以与接触的污水混合物相对隔绝，不粘连。阀芯两端有转动轴，其以转动轴为轴心相对壳体转动。转动轴上固定有从动齿轮，所述的阀芯和从动齿轮相对固定。

[0015] 进一步的，所述滑动齿条与燕尾槽导轨配合，可沿导轨上下滑动。滑动齿条分别与从动齿轮和驱动齿轮啮合，可将驱动齿轮的扭矩传递到从动齿轮上，从而驱动阀芯转动。

[0016] 进一步的，所述驱动电机固定在燕尾槽上，用于输出动力。驱动齿轮固定在驱动电机的转轴上。当驱动电机转动，驱动齿轮则输出转动扭矩。

[0017] 进一步的，所述限位开关分别固定在燕尾槽的上下两端，用于检测和控制滑动齿条上下运动极限。当滑动齿条向上运动到极限位置，则触动上端限位开关。限位开关给出信号，驱动电机停止转动，此时球阀处于进污状态。当滑动齿条向下运动到极限位置，则触动下端限位开关。限位开关给出信号，驱动电机停止转动，此时球阀处于排污状态。

[0018] 利用上述发明进行排污的方法如下：

[0019] 阀芯在开口向上位置为待机状态，启动进污过程，与排污球阀上端连接的便器将冲洗下来的污水混合物导入阀芯内腔，待便器内污水混合物全部流入阀芯内腔则进污过程完成；

[0020] 然后反向启动电机，电机通过传动装置带动滑动齿条向下运动，从而驱动阀芯旋转，阀芯外部与密封圈贴合，污水混合物被隔绝在内腔中；同时阀芯外部与密封圈的贴合也隔绝了排污球阀上下两端的通道；电机持续工作，当滑动齿条滑动到下限位置，此时触动下端限位开关，电机停止工作，阀芯停止转动，此时阀芯开口向下，阀芯内腔的污水混合物在重力作用下流出；

[0021] 阀芯在此状态停留一段时间，用于将阀芯内腔的污水混合物残渣在列车行驶振动作用下排出到下端管路里；

[0022] 此后电机再次正向启动，滑动齿条向上运动，阀芯则被带动开口向上旋转；当滑动齿条触动上端限位开关后，上端限位开关给出信号，驱动电机停止工作；此时阀芯开口向上，球阀处于待机状态。

[0023] 本发明的有益效果如下：

[0024] 本发明解决了球阀排污过程中从管道内上返臭味的问题。排污球阀上配置的密封圈固定在壳体上，阀芯外表面设置耐磨涂层，与密封圈相对运动过程中可保证阀芯内部空间的密封性能。驱动电机上的驱动齿轮与滑动齿条啮合，与阀芯固定一起的从动齿轮与滑动齿条啮合。电机输出的动力经过驱动齿轮、滑动齿条和从动齿轮传递到阀芯。燕尾槽上下两端分别设置限位开关，用于检测和限制滑动齿条的运动轨迹，从而限制了阀芯翻转打开和关闭的角度。阀芯内部空间表面设置防粘涂层，在排污过程中，污物和水的混合物轻易就能与阀芯内部涂层分离。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1、图2是本发明的翻转球阀阀芯进污和排污两种状态图；

[0027] 图3、图4是本发明的翻转球阀进污和排污时滑动齿条、驱动齿轮和从动齿轮位置关系图；

[0028] 图5是本发明的翻转球阀外部轴测图；

[0029] 其中1.壳体，2.密封圈，3.阀芯，4.驱动电机，5.驱动齿轮，6.从动齿轮，7.滑动齿条，8.燕尾槽，9.上端限位开关，10下端限位开关。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0031] 本发明为了解决背景部分提出的技术问题，本发明公开一种用于压力冲水卫生间的翻转式排污球阀及排污方法，整体的方案如下：

[0032] 其阀芯和电机，所述的电机驱动驱动齿轮旋转，所述的驱动齿轮驱动一个滑动齿条上下运动，所述的滑动齿条驱动从动齿轮旋转，所述的从动齿轮驱动阀芯的转动轴旋转，所述的阀芯安装在一个壳体内，且阀芯以转动轴为轴心相对壳体转动，在所述的滑动齿条的上方和下方设置有控制滑动齿条运动极限的上限位开关和下限位开关。

[0033] 具体的如图1-3所示，密封圈2固定在壳体1内部。阀芯3与密封圈2贴合，阀芯3上的转动轴与壳体1配合。阀芯3可相对于壳体1沿转动轴转动。从动齿轮6与阀芯3相对固定，可将动力传递为阀芯3。

[0034] 燕尾槽8与壳体1相对固定。燕尾槽8为滑动齿条7提供轨道，这样滑动齿条7可以沿轨道上下滑动。燕尾槽8上下两端分别固定上端限位开关9和下端限位开关10。驱动电机4与燕尾槽8相对固定。驱动电机4输出轴上固定一个驱动齿轮5，用于输出动力。

[0035] 滑动齿条7分别与驱动齿轮5和从动齿轮6啮合。

[0036] 壳体1为球阀壳体，用于固定密封圈、燕尾槽等相对不移动的部件。壳体同时用于将球阀与排污管道和便器连接固定。

[0037] 固定在壳体上的燕尾槽8，与壳体1相对固定，,滑动齿条7在所述的燕尾槽内上下滑动。

[0038] 上限位开关9和下限位开关10分别固定在燕尾槽的顶部和底部。

[0039] 壳体1与阀芯3之间通过一个密封圈2密封，所述密封圈2采用耐磨材料，具备一定的弹性可以自动补偿与阀芯之间的密封缝隙。

[0040] 阀芯3呈中空球形结构，阀芯外部有耐磨涂层，与密封圈紧密贴合实现气体密封结构；阀芯内部有防粘涂层，可以与接触的污水混合物相对隔绝，不粘连。阀芯两端有转动轴，其以转动轴为轴心相对壳体转动。转动轴上固定有从动齿轮，所述的阀芯和从动齿轮相对固定。

[0041] 滑动齿条7与燕尾槽8导轨配合，可沿导轨上下滑动。滑动齿条分别与从动齿轮和驱动齿轮啮合，可将驱动齿轮的扭矩传递到从动齿轮上，从而驱动阀芯转动。

[0042] 驱动电机4固定在燕尾槽上，用于输出动力。驱动齿轮固定在驱动电机的转轴上。当驱动电机转动，驱动齿轮则输出转动扭矩。

[0043] 限位开关分别固定在燕尾槽的上下两端，用于检测和控制滑动齿条上下运动极限。当滑动齿条向上运动到极限位置，则触动上端限位开关。限位开关给出信号，驱动电机停止转动，此时球阀处于进污状态。当滑动齿条向下运动到极限位置，则触动下端限位开关。限位开关给出信号，驱动电机停止转动，此时球阀处于排污状态。

[0044] 排污球阀的工作过程如下：

[0045] 本发明的进污过程为：阀芯3在开口向上位置为待机状态，此时滑动齿条7滑动到上限位置并触动上端限位开关9。启动进污过程后，与排污球阀上端连接的便器将冲洗下来的污水混合物导入阀芯3内腔。待便器内污水混合物全部流入阀芯3内腔则进污过程完成。

[0046] 本发明的排污过程为：

[0047] 驱动电机4启动，带动驱动齿轮5转动输出动力。与驱动齿轮啮合的滑动齿条7在扭矩作用下向下滑动。从动齿轮6与滑动齿条7单独啮合，此时滑动齿条7带动从动齿轮6转动。阀芯3在从动齿轮6的带动下向下转动，阀芯外部与密封圈贴合，污水混合物被隔绝在内腔中；同时阀芯外部与密封圈的贴合也隔绝了排污球阀上下两端的通道。即排污球阀工作过程中不会产生臭气上返现象。驱动电机4持续工作，当滑动齿条7滑动到下限位置，此时触动下端限位开关10，驱动电机4停止工作，阀芯3停止转动。此时阀芯3开口向下，阀芯3内腔的污水混合物在重力作用下流出。

[0048] 阀芯3在此状态停留一段时间，用于将阀芯内腔的污水混合物残渣在列车行驶振动作用下排出到下端管路里。

[0049] 此后驱动电机4反向启动，滑动齿条7向上运动，阀芯3则被带动开口向上旋转。当滑动齿条触动上端限位开关9后，上端限位开关9给出信号，驱动电机4停止工作。此时阀芯3开口向上，球阀处于待机状态。

[0050] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。