高寒地区真空厕所污物收集及排放系统的制作方法

本实用新型涉及真空厕所领域，特别是涉及一种高寒地区真空厕所污物收集及排放系统。

背景技术：

在高寒地区建造真空厕所一般面临着一些困境，比如说排泄污物的收集及排放问题，外界的温度太低会导致排泄物、污水在管道内结冰，排泄物、水体结冰后会严重堵塞管道。又比如说厕所内的环境问题，厕所产生的臭气含有大量的细菌、病毒，直接排向外界会造成空气的污染。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高寒地区真空厕所污物收集及排放系统，其有效防止堵塞，而且利于保护环境。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种高寒地区真空厕所污物收集及排放系统，设置于保温的封闭环境内，包括：

若干个真空便器，每个真空便器的排污口分别接有浆化装置；

纳污装置，其包括真空纳污罐和黑水箱，真空纳污罐通过排污管路连接各浆化装置的出口，真空纳污罐的出口连接黑水箱；

臭气处理装置，臭气处理装置的入口分别连通真空纳污罐的负压系统排气接口、黑水箱的排气口以及封闭环境的内部空间。

作为本实用新型的进一步改进，所述浆化装置包括设置在模块外壳内的浆化器和控制阀，所述浆化器具有污物入口和污物出口，污物入口接有入口管且入口管伸出模块外壳外以连接真空便器的排污口，污物出口连接控制阀，控制阀的出口接有出口管，出口管伸出模块外壳外以连接排污管路。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制阀为电控气动阀，模块外壳上还设有导通电控气动阀的压缩空气快速接头。

作为本实用新型的进一步改进，所述浆化器包括管路部件、粉碎桨和驱动电机，污物入口和污物出口均在管路部件上，粉碎桨和驱动电机均位于管路部件内，所述粉碎桨位于污物的流动路径上，所述驱动电机的输出轴连接粉碎桨，驱动电机的电机主体与粉碎桨互不连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述真空纳污罐的负压系统排气接口外接有真空泵，真空泵的出口接至臭气处理装置中，所述真空纳污罐还设有位于顶部的进气口和排粪口，进气口通过进气管道外接有供气部件，排粪口接有伸至真空纳污罐底部的排粪管，排粪管的出口端接至黑水箱，排粪管上还接有电控阀。

作为本实用新型的进一步改进，所述真空纳污罐和黑水箱均配有加热管和液位监控装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述臭气处理装置包括喷淋除臭部件和生化处理部件，所述喷淋除臭部件的出口连接生化处理部件的入口，喷淋除臭部件的入口接有鼓风机，鼓风机的入口通过管道分别连通真空泵、黑水箱的排气口以及封闭环境的内部空间。

作为本实用新型的进一步改进，还包括位于封闭环境内的供水系统，所述供水系统外接有提升泵，提升泵的出口连接真空便器的冲水口，供水系统还配有补水口。

作为本实用新型的进一步改进，封闭环境内设有洗手池，供水系统包括清水箱和灰水箱，清水箱外接有清水泵，清水泵的出口通至洗手池的进水口，灰水箱的入口连通洗手池的排水口，灰水箱还外接有灰水泵，灰水泵的出口通至真空便器的冲水口，所述灰水泵构成提升泵。

作为本实用新型的进一步改进，所述排污管路内设有保温防冻装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在真空厕所内的每个真空便器配备浆化装置，利用浆化装置对排泄物中可能存在的颗粒、硬物（如冰粒）进行浆化粉碎，那么排入排污管路中的污物不存在固态物质，因此不易堵塞后续的管路，另外，真空厕所的封闭环境内还设置臭气处理装置，能够净化臭气，减少环境的污染，最后，真空厕所的封闭环境是可以保温的，从而其内部的各设备、设施也能保持在合适的温度，从而不易发生结冰的现象。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是系统的平面布置图；

图2是系统的管路布置图；

图3是保温防冻装置的示意图；

图4是图3中A部分第一实施例的放大示意图；

图5是图3中A部分第二实施例的放大示意图；

图6是牵拉结构的示意图；

图7是浆化装置的前视图；

图8是浆化装置的左视图；

图9是浆化器的剖面示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示的高寒地区真空厕所污物收集及排放系统，设置于保温的封闭环境内，包括真空便器、纳污装置和臭气处理装置。所述保温的封闭环境可以是一个保温的房体100内以及埋设于房体100下方的土体，该房体100可以是采用具有保温功能的板材所围成。

真空便器200具有多个，可以是蹲便器以及坐便器，每个真空便器200的排污口分别接有浆化装置1，该浆化装置1能够将真空便器的排出物粉碎或打成浆状。

纳污装置包括至少一个真空纳污罐2和一个黑水箱3，真空纳污罐2通过排污管路4连接各浆化装置1的出口以提供各真空便器200的负压，真空纳污罐2的出口连接黑水箱3，用于将排泄物排至黑水箱3中。一般来说，为了减少臭气在封闭环境（房体100）内的产生量，同时满足保温的需求，真空纳污罐2和黑水箱3以及配置的管道均埋在房体100正下方的土地中。

上述的排污管路4是一个统称，指所有接入真空便器排污口的管道，排污管路4包括位于房体100内的部分以及埋在房体100下方土地的部分。

臭气处理装置同样设置于房体100内，臭气处理装置的入口分别连通真空纳污罐2的负压系统排气接口、黑水箱3的排气口以及房体的内部空间，用于处理纳污装置的臭气以及直接处理房体100内所产生的臭气。

由于在封闭环境的房体100内设置了臭气处理装置，能够直接处理厕所内所产生的所有臭气，大大减少了气体排外时所形成的空气污染，甚至处理之后的气体还能回用于房体100内部。臭气处理装置因为可能涉及到使用水源或者液体作为原料或者辅料，其安设房体100内同样能起到保温、防冻的作用。

以下对浆化装置1进行说明。

参考图7至图9浆化装置1包括一模块外壳11、在模块外壳11内设置的浆化器12和控制阀13。浆化器12具有污物入口121和污物出口122，污物入口121接有入口管123且入口管123伸出模块外壳11外以连接真空便器的排污口，浆化器12的污物出口122连接控制阀13，控制阀13的出口接有出口管124，出口管124伸出模块外壳11外以连接排污管路4。所述的浆化器12用于将固态污物、固体颗粒浆化粉碎，因此整个管道以及后续的管路中不易造成堵塞。所述的控制阀13用于控制浆化装置1的导通或者关闭，也即控制真空纳污罐与排污口的导通与否。

上述的模块外壳11可以用于对浆化器12和控制阀13进行保护，同时也使得浆化装置1能够模块化。实施例的真空厕所中有多个真空便器时，每个真空便器的排污口必然连接有一套浆化装置1，那么只需要将相同规格尺寸的浆化器12、控制阀13做在一个规定尺寸的模块外壳11内部，并且出口管124、入口管123的尺寸也一致，那么在需要更换、维修时就只需要将整个浆化装置1的模块整体更换至对应的位置，而无需逐个阀门、逐个零部件的更换，从而极大提高了更换的效率和维修的难度。

上述出口管124、入口管123与外部的管路的串接可以通过图中的法兰128连接，也可以通过并未图示的活接头连接。

进一步优选的，模块外壳11内还设有控制线路板111，控制线路板111电性连接浆化器12和控制阀13，浆化器12和控制阀13的线路均连接至控制线路板111中，以方便集中控制。不仅如此，模块外壳11上还设有连接控制线路板111的密封插座，用户可以方便地将线路接至密封插座上，而无需对阀门、浆化器12分别接线。附图中虽然并未显示密封插座，但是本领域技术人员根据实施例的指导，很容易想到将控制阀13、浆化器12的控制线路接至密封插座中，并通过外部线路加以控制。当有多个便器时，每个模块外壳11上均采用相同的密封插座，那么用户仅需要在密封插座上外接相同的控制线路即可。

进一步优选的，所述的控制阀13为电控气动阀。电控气动阀的启闭采用气体驱动，因此能够快速的开启和关闭，以满足真空厕所快速排污的目的。若是采用普通的电动启闭阀门，必然启闭速度较慢，那么很难在排污口处形成足够的负压。电控气动阀优选为球阀，其自带自清洗的功能，更适用于排放排泄物等污物的管道。上述的模块外壳11上还设有导通电控气动阀的压缩空气快速接头，压缩空气快速接头与电控气动阀的连接管路位于模块外壳11内部，压缩空气快速接头可以为标准的快速接头，方便外部气体设备的接入。

进一步优选的，模块外壳11内填充有保温材料，比如是聚氨酯泡沫。保温材料将控制阀13和浆化器12包裹在内，能够对控制阀13和浆化器12保温，防止结冰，使得浆化装置1能够适应高寒、结冰的地区。

进一步优选的，参考图9，浆化器12包括管路部件、粉碎桨125和驱动电机，污物入口121和污物出口122均在管路部件上，粉碎桨125和驱动电机均位于管路部件内。粉碎桨125位于污物的流动路径上，其作用是将通过的污物粉碎，粉碎桨125的结构形式可以与普通豆浆机的类似，其刃口将污物中的固态或块状物质打断打碎，并具有将污物顺其流向推动以加强抽吸的功能。驱动电机的输出轴126连接粉碎桨125以驱动粉碎桨125的旋转，驱动电机的轴线与粉碎桨125的旋转轴线是重合或者大致重合的，然而由于驱动电机以及粉碎桨125均位于管路部件内部而隐藏了起来，为了保证污物不会进入驱动电机的电机主体127，电机主体127与粉碎桨125互不连通。

实施例中利用粉碎桨125可以将固态污物、固态颗粒浆化粉碎，因此整个管道以及后续的管路中不易造成堵塞，而且粉碎桨125的驱动电机也设置在管路部件内部，从而利用管路部件保护驱动电机，有利于整个浆化装置1的模块化设计。

进一步优选的，上述电机主体127与粉碎桨125互不连通可以采用以下方式实现：

管路部件具有流通腔129以及安装腔130，流通腔129连通污物入口121和污物出口122，粉碎桨125位于流通腔129内以将流过的污物粉碎浆化。上述的电机主体127设置在安装腔130内，安装腔130与流通腔129之间通过密封结构分隔从而互不连通。

进一步，上述的管路部件包括三通接头131和连接在三通接头131一个端口的直管132，直管132的内腔形成安装腔130，该直管132远离三通接头131的一端密封接有端盖133。三通接头另外两个端口为污物入口121和污物出口122，污物入口121和污物出口122之间形成转角状的流通腔129。所述的密封结构将直管的安装腔130与流通腔129分隔开来，即将三通接头分成两个互不连通的腔体。实施例中的密封结构包括与电机主体127密封连接的部分以及与驱动电机输出轴126密封连接的部分。

具体来说，密封结构包括密封连接在直管132端部内表面的套环单元。该套环单元包括大套环134和小套环135。大套环134的外周面与直管132内表面密封连接，电机主体127通过螺钉136与大套环的左端面固定连接，大套环134的内端面与电机主体127之间还设有密封材料。所述的小套环135连接在大套环134的右端面上，驱动电机的输出轴126外壁还密封接有轴封137，轴封137与小套环135的内壁密封连接。通过套环单元与直管、电机主体127以及输出轴126的相互密封来实现流通腔129与安装腔130的互不连通。驱动电机的输出轴126外周还套设有轴套管137，轴套管137的一端与小套环135的内壁密封连接，轴套管137的另一端内壁设有密封圈139，该密封圈139与输出轴126外壁密封连接。

进一步优选的，由于电机主体127仅仅固定在套环单元后其运行会造成较大的振动，因此在直管的内壁接有定位缓冲套138，电机主体127外壁抵接定位缓冲套138内壁，定位缓冲套一方面能对电机主体127进行径向定位，另一方面也能减轻电机主体127的振动量。

以上的实施例中，所述的直管与三通接头具有相同的材质，为此直管与三通接头的连接更加方便，并且用户从外部去看，直管与三通接头连为一体，大大增加了整个浆化装置1的美观性。

进一步优选的，三通接头131以及直管132的材质均为PVC，因此，上述的大套环、小套环的材质也为PVC，三通接头、直管、大套环和小套环通过胶水粘结。PVC材质的管路部件更适合应用在寒冷地区。那么，上述的入口管123、出口管124和法兰也采用PVC材质。

以下对纳污装置进行说明。

参考图1和图2，真空纳污罐2的负压系统排气接口外接有真空泵21，真空泵21的出口接至臭气处理装置中，真空泵21提供真空纳污罐2以及真空便器的负压，然后其抽出的气体输送至臭气处理装置处理，也即臭气处理装置与真空泵21必然是同时开启的。真空泵21与负压系统排气接口之间还应该配有过滤器210，对真空纳污罐2内所产生的气体进行初步的过滤除臭，还能保护整个真空系统。真空纳污罐2还设有位于顶部的进气口和排粪口，进气口通过进气管道外接有供气部件22，如无油空压机，排粪口接有伸至真空纳污罐2底部的排粪管23，排粪管23的出口端接至黑水箱3，排粪管23上还接有电控阀24。

进一步优选的，真空纳污罐2和黑水箱3均配有液位监控装置51。当真空纳污罐2的液位监控装置51检测到液位到达设定值时，停止真空泵21的运行，启动供气部件22将外部气体打入真空纳污罐2内，气压压迫其内的污物顺着排粪管23排入黑水箱3中。黑水箱3还配有吸粪车接口31，当黑水箱3的液位监控装置51检测到内部液位到达设定值，可通知吸粪车将污物接走。为了保障安全，真空纳污罐2和黑水箱3均配有安全阀，真空纳污罐2还配有压力表，黑水箱3还配有呼吸阀32。

为了进一步防止真空纳污罐2、黑水箱3内的污物结冰，真空纳污罐2和黑水箱3均还配有加热管5，加热管5置于罐、箱内部，直接对污物加热。

以下对臭气处理装置进行说明。

参考图1和图2，所述的臭气处理装置包括喷淋除臭部件61和生化处理部件62。喷淋除臭部件61的出口连接生化处理部件62的入口，喷淋除臭部件61的入口接有鼓风机63，鼓风机63的入口通过管道分别连通真空泵21、黑水箱3的排气口以及房体100的内部空间。鼓风机63吸入臭气后将臭气输入喷淋除臭部件61的喷淋箱的底部的曝气盘中，之后通过曝气盘曝气，使臭气分子与喷淋箱顶部喷淋的水体结合，臭气充分融合溶化在水中，吸收了臭气的水经过生化处理部件62除去致臭物质后又回到喷淋箱中。

臭气处理装置具有位于房体100外的排出口，经过处理的气体直接向外排出。然而考虑到排出后必然要从外部引入冷气体，那么对室内的保温不利，在另外的实施例中有可以将排出口设置在房体100内，臭气处理装置处理完气体后直接排放室内回用。

另外，有时候也考虑到真空厕所空气流动性不好，如果空气流动性好则保温效果非常差，两者很难协调统一，那么臭气处理装置可以具有房体100外和房体100内的两个排出口，根据房体100内的气体浓度、环境温度选择回用或者排外。

以下对供水系统进行说明。

上述的供水系统设置于房体100内或埋设于房体100正下方，供水系统外接有提升泵，提升泵的出口通过管路连接真空便器的冲水口。整个供水系统位于房体100内或房体100下方也能起到保温、防冻的作用。

另外，供水系统还配有补水口71，一方面可以通过外部的自来水进行补水，也可以在房体100外壁设置融雪器77，利用积雪融化的雪水进行补水。

房体100内还设有洗手池72。所述的供水系统包括清水箱73和灰水箱74，清水箱73外接有清水泵75，清水泵75的出口通至洗手池72的进水口，从清水泵75将干净的水抽至洗手池72。灰水箱74的入口连通洗手池72的排水口，洗手后的水体能够排入灰水箱74回用。为此，灰水箱74还外接有灰水泵76，灰水泵76的出口通至真空便器200的冲水口，回用的水体用于真空便器的冲水。

实施例中，真空便器是指蹲便器或者坐便器，然而厕所中也设置有小便池300，那么小便池300的排污也接入至排污管路4中，而小便池的冲水也可以利用灰水箱74的灰水。当然，在灰水不足的情况下，亦可以用干净的水冲洗。为此灰水箱74和清水箱73之间设置连通阀78，当灰水不足则打开连通阀78，将清水箱73的水灌入灰水箱74中，所述的连通阀可以为单向阀，或者连通阀配备有相应的结构，使得灰水箱74的水体不会倒灌进清水箱73。

进一步优选的，考虑到冷冻的环境下，排污管路4内的残留物或者流动中的排泄物会产生结冰凝固的现象，因此需要对排污管路4内的污物进行加热保温，为此排污管路4中设有保温防冻装置。

另外，考虑到排泄物具有一定的腐蚀性，排污管路4采用塑胶管，优选是PVC管。然而，PVC管道的热传递性能较差，为此实施例采用管路内加热的方式。所述的保温防冻装置包括一条或者多条的防水的电发热带81。

具体来说，参考图3至图6，待保温加热的排污管路4的至少一端开设穿入端口82，一条或多条的能够防水的电发热带81从穿入端口82处穿入排污管路4内腔中。所述的电发热带81在穿入端口82处通过密封单元与排污管路4密封固定连接，密封单元将穿入端口82封堵而不会使得污水、污物泄漏。

实施例这种在排污管路4内腔设置电发热带81的保温方式，能够直接与污水、污物发生热传递，其热利用效率非常高，并且克服了塑胶管导热不佳的缺陷，因此能很好的避免管路内结冰所引起的管路堵塞。

密封单元对于穿入端口82的密封可以采用以下方式实现：

在排污管路4的穿入端口82处用胶水粘结有内螺纹接头，内螺纹接头的螺纹部分形成内螺纹结构83，所述的密封单元包括密封胶84以及与内螺纹结构83螺接的外螺纹接头85，电发热带81从外螺纹接头的中空腔穿过，密封胶84填充在电发热带81与外螺纹接头85的内壁之间。一方面，螺纹连接的内螺纹接头和外螺纹接头之间能实现密封连接，而密封胶也能很好的封堵外螺纹接头的内腔；另一方面，这种螺纹连接的可拆装的密封连接方式，使得电发热带81的安装与取出相当方便，在取出电发热带81时仅需拧出外螺纹接头即可。

参考图4，排污管路4的端部可以设置直通接头84，而在直通接头86的端部形成穿入端口82；也可以如图5所示，排污管路4的端部设置三通接头87，三通接头87的具有重合中心线的一个端部形成穿入端口82，另外两个端部都连接排污管路4。

进一步优选的，参考图3，电发热带81远离穿入端口82的端部为活动端。容易理解的是，电发热带81与密封单元连接的部分为固定端，穿入至排污管路4中的部分能够随着水流的流动方向而延伸以到达远端的位置，甚至能进入一些拐弯的位置。

在其他实施例中，参考图6，电发热带81并不具有能够完全自由活动的活动端，而是具有被限制活动的活动端。也即电发热带81远离穿入端口82的端部接有牵拉结构，牵拉结构与排污管路4定位连接。牵拉结构的作用是进一步将电发热带81定位，以保证排污管路4内腔均能够被加热，而且用户也能较为方便的在另一侧找到该电发热带81。牵拉结构不一定会将电发热带81拉直，而是使电发热带81在排污管路4内的部分具有一定的延伸余量，因此，电发热带81端部是被限制活动的。

具体的，排污管路4还设有牵拉端口88，牵拉端口88处设有可拆装的封堵件，牵拉结构包括与封堵件定位连接的牵拉件89。一般来说，牵拉端口88位于穿入端口82的对向端，封堵件用于将牵拉端口封堵以防止泄露。而可拆装的封堵件则有助于将牵拉件89以及电发热带81取出。

所述的封堵件可以包括内螺纹接头90、外螺纹接头91。牵拉端口处用胶水粘结内螺纹接头90，外螺纹接头91与内螺纹接头90螺纹连接，在内螺纹接头内填充有密封胶体92，牵拉件89的一端连接密封胶体91，另一端连接电发热带81。

进一步优选的，所述的牵拉件89为弹簧或者条状物。用弹簧作为牵拉件可以使电发热带81具有更多的延伸空间。

进一步优选的，排污管路4外壁缠绕包覆有保温层，可以较好的保持管路内的温度。

实施例中的电发热带可以选用具备自控温功能的发热带，其随温度升高而自动降低加热功率，最高温度约为70℃，电发热带也可加上温度控制器，在达到设定温度（低于70℃）时断电。

以上所述只是本实用新型优选的实施方式，其并不构成对本实用新型保护范围的限制。