一种基于智能公厕的真空集污系统及其处理方法与流程

本发明涉及智能公厕技术领域，具体为一种基于智能公厕的真空集污系统及其处理方法。

背景技术：

公共厕所，简称公厕，指供城市居民和流动人口共同使用的厕所，包括公共建筑(如车站、医院、影院、展览馆、办公楼等)附设的厕所，根据建筑形式、建筑结构、建筑等级、空间特征、冲洗方式、管理方式或投资渠道等，公共厕所有多种分类，城市里的厕所是城市基础设施的必要组成部分，可方便人们生活、满足生理功能需要；是收集、贮存和初步处理城市粪便的主要场所和设施；作为城市建筑的公厕设施本身是人文景观之一，公厕是社会的一种文化符号，无论对待厕所的态度、使用方式，还是建筑设计方面，都体现了不同国家和民族的风俗习惯、伦理标准，从生理代谢的简陋随意场所，到兼有生理代谢、卫生整理、休息乃至于审美、商业、文化等多种功能，本质上构成了人的生活观念和环境意识的变革和进步，公厕已成为现代城市文明形象的窗口之一，体现着城市物质文明和精神文明的发展水平。

参考中国专利公开号为cn208183896u的一种真空吸附式移动环保公厕，通过将第一抽真空管上的真空电磁阀开启，抽真空泵启动将坐便器内的污物快速抽出，使污物通过弧形段，然后第二抽真空管的真空电磁阀开启，对集污容器进行抽真空，快速将通过弧形段后的污物抽往集污容器，实现简化结构，缩减成本和减少体积，同时能够快速将坐便器排出的污物排往集污容器，然而该参考专利还存在以下不足：

1)、抽取的污物内部含有粪便以及尿液，直接将污物收集到容器内部再统一排出，而未进行固液分离，致使粪便和尿液中的可利用物质未得到合理利用；

2)、在抽取污物时，由于抽吸管直径较小，在粪便较硬的情况下易造成抽吸管的堵塞，影响后续污物的正常收集工作；

3)、在集污的过程中各类电力器件同时工作，易消耗大量的电力资源，在一些偏远的电力匮乏地区，无疑增加了用电成本，不符合公厕节能环保的需求。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于智能公厕的真空集污系统及其处理方法，解决了未对污物进行固液分离，致使粪便和尿液中的可利用物质未得到合理利用，同时粪便易造成抽吸管堵塞从而影响后续的污物收集，以及耗费的电力成本较多，不符合节能环保需求的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于智能公厕的真空集污系统，包括便池以及设置在混凝土基座顶部的墙体，所述混凝土基座的内部设置有固液分离组件，所述便池的底部且位于混凝土基座的内部设置有防堵塞组件，所述混凝土基座顶部的一侧固定连接有控制箱；

所述固液分离组件包括箱体和固定框，所述箱体内壁的底部通过支撑腿固定连接有安装框，且安装框顶部的一侧通过电动推杆固定连接有过滤板，所述过滤板的一侧通过连接块与箱体内壁的一侧转动连接，所述过滤板底部的一侧通过缓冲弹簧与安装框顶部的另一侧固定连接，所述安装框的一侧连通有出液管，所述出液管的一端贯穿箱体并延伸至箱体的一侧，所述箱体一侧的顶部连通有出料管，所述固定框内壁的顶部固定连接有液压油缸，且液压油缸的伸出端固定连接有压块，所述箱体内壁的底部通过支撑块连通有竖管，所述竖管的内部固定连接有滤芯，所述固定框的一侧通过连接杆固定连接有抽粪机，所述抽粪机的进料口连通有抽粪管，所述抽粪机的出料口连通有出粪管；

所述防堵塞组件包括抽吸管和固定筒，所述抽吸管的一端与便池的底部且位于混凝土基座的内部相连通，所述固定筒内壁的顶部和底部均通过斜杆转动连接有旋转刀片，所述抽吸管内壁的顶部和底部均固定连接有破碎刀。

优选的，所述抽吸管的另一端贯穿箱体并延伸至箱体的内部，所述抽吸管的内部固定连接有止回阀。

优选的，所述抽粪管的一端与固定框的一侧相连通，所述竖管的底端与出液管表面的顶部且位于箱体的一侧相连通。

优选的，所述出料管的一端与固定框的另一侧相连通，所述出料管的内部固定连接有电磁阀，所述出液管的内部固定连接有漏液阀。

优选的，所述控制箱内壁的底部从左至右依次固定连接有水泵和真空泵，所述箱体内壁一侧的顶部固定连接有压力传感器，所述真空泵的抽气口连通有气管，所述水泵的出水口连通有排水管，所述排水管和气管的底端均贯穿箱体并延伸至箱体的内部。

优选的，所述控制箱内壁一侧的顶部固定连接有竖框，所述控制箱顶部固定连接有排气扇，所述竖框内壁的顶部固定连接有蓄电池，所述竖框内壁的底部固定连接有逆变器。

优选的，所述墙体两侧的顶部均通过支撑杆固定连接有太阳能板，所述太阳能板的输出端通过导线与蓄电池的输入端电性连接，且蓄电池的输出端通过导线与逆变器的输入端电性连接，所述逆变器的输出端通过导线与中央处理系统的输入端电性连接。

优选的，所述中央处理系统的输出端通过导线分别与电磁阀、真空泵、水泵、止回阀、液压油缸、漏液阀、抽粪机、电动推杆以及排气扇的输入端电性连接，所述中央处理系统的输入端通过导线与反馈模块的输出端电性连接，且反馈模块的输入端通过导线与压力传感器的输出端电性连接，所述压力传感器的输入端通过导线与逆变器的输出端电性连接。

本发明还公开了一种基于智能公厕的真空集污处理方法，具体包括以下步骤：

s1、预处理工作：首先通过外部的控制按键设定压力传感器内部抽真空的标准压力值，然后该标准值存储于传感器内部，预先启动真空泵，真空泵通过气管对箱体内部抽真空，此时电磁阀、漏液阀以及止回阀是关闭的，当压力传感器检测到箱体内部的真空压力值等于设定的标准值时，则将信号传送至中央处理系统内部，由中央处理系统控制真空泵关闭；

s2、光电转换的处理：通过排气扇对控制箱内部的空气进行排出，太阳能板吸收外界的光照热能，并将光能转换成电能存储于蓄电池中，使用时，将蓄电池内部的直流电通过逆变器转换成交流电从而给中央处理系统供电；

s3、固液分离以及防堵塞处理：当使用者上完厕所后，按压冲水按钮，水通过压力将污物通过便池输送至抽吸管内部，然后中央处理系统控制止回阀开启，这时箱体内部通过真空将污物由抽吸管抽入箱体内部，在抽取的同时，当污物经过抽吸管以及固定筒内部时，由旋转刀片以及破碎刀对较硬的污物进行打碎，经过打碎后的污物进入到过滤板上，通过过滤板将污物中的废液过滤至安装框内部，然后再启动漏液阀通过出液管将废液排出即可；

s4、固体污物的再次过滤以及收集：与此同时，打开电磁阀，中央处理系统控制电动推杆启动，电动推杆带动过滤板向上顶升，再配合缓冲弹簧的作用，可使得过滤板将板上的固体污物通过出料管排送至固定框内部，然后启动液压油缸，液压油缸带动压块向下压动，再次对固体污物中的废液进行滤除，通过滤芯将废液输送至出液管内部，再由出液管排出，彻底将废液过滤好后，再启动抽粪机，通过抽粪管和出粪管将固体污物抽出即可。

优选的，所述压力传感器为ptg501型号。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于智能公厕的真空集污系统及其处理方法。具备以下有益效果：

(1)、该基于智能公厕的真空集污系统及其处理方法，通过固液分离组件包括箱体和固定框，箱体内壁的底部通过支撑腿固定连接有安装框，且安装框顶部的一侧通过电动推杆固定连接有过滤板，过滤板的一侧通过连接块与箱体内壁的一侧转动连接，过滤板底部的一侧通过缓冲弹簧与安装框顶部的另一侧固定连接，安装框的一侧连通有出液管，出液管的一端贯穿箱体并延伸至箱体的一侧，箱体一侧的顶部连通有出料管，固定框内壁的顶部固定连接有液压油缸，且液压油缸的伸出端固定连接有压块，箱体内壁的底部通过支撑块连通有竖管，竖管的内部固定连接有滤芯，固定框的一侧通过连接杆固定连接有抽粪机，抽粪机的进料口连通有抽粪管，抽粪机的出料口连通有出粪管；防堵塞组件包括抽吸管和固定筒，抽吸管的一端与便池的底部且位于混凝土基座的内部相连通，固定筒内壁的顶部和底部均通过斜杆转动连接有旋转刀片，抽吸管内壁的顶部和底部均固定连接有破碎刀，抽吸管的另一端贯穿箱体并延伸至箱体的内部，抽吸管的内部固定连接有止回阀，可实现利用真空技术对污物进行统一收集后，对污物中的粪便以及尿液进行分离，实现对内部物质的回收利用，同时可对污物中的较硬物质进行打碎处理，防止在抽吸过程中容易出现堵塞的现象，为后续的真空集污工作奠定了基础。

(2)、该基于智能公厕的真空集污系统及其处理方法，通过墙体两侧的顶部均通过支撑杆固定连接有太阳能板，太阳能板的输出端通过导线与蓄电池的输入端电性连接，且蓄电池的输出端通过导线与逆变器的输入端电性连接，逆变器的输出端通过导线与中央处理系统的输入端电性连接，通过利用光电转换技术可将太阳能转换成电能，并存储于蓄电池内部，从而给后续电力器件进行供电，符合节能环保的需求。

(3)、该基于智能公厕的真空集污系统及其处理方法，通过控制箱顶部固定连接有排气扇，水泵的出水口连通有排水管，排水管和气管的底端均贯穿箱体并延伸至箱体的内部，可实现对控制箱内部的空气进行通排风，同时水泵以及排水管的设置可对过滤板上的污物进行冲洗，可循环使用。

(4)、该基于智能公厕的真空集污系统及其处理方法，通过中央处理系统的输出端通过导线分别与电磁阀、真空泵、水泵、止回阀、液压油缸、漏液阀、抽粪机、电动推杆以及排气扇的输入端电性连接，中央处理系统的输入端通过导线与反馈模块的输出端电性连接，且反馈模块的输入端通过导线与压力传感器的输出端电性连接，压力传感器的输入端通过导线与逆变器的输出端电性连接，可实现通过外部的控制按键对压力传感器中的真空压力值进行设置，为后续污物收集工作创造了良好条件。

附图说明

图1为本发明结构的立体图；

图2为本发明混凝土基座结构的剖视图；

图3为本发明箱体结构的剖视图；

图4为本发明控制箱结构的剖视图；

图5为本发明防堵塞组件的结构示意图；

图6为本发明排气扇的结构示意图；

图7为本发明固定框结构的剖视图；

图8为本发明竖框结构的剖视图；

图9为本发明系统的结构原理框图；

图10为本发明的流程图。

图中：1-便池、2-墙体、3-固液分离组件、31-箱体、32-固定框、33-安装框、34-电动推杆、35-过滤板、36-缓冲弹簧、37-出液管、38-出料管、39-液压油缸、310-压块、311-竖管、312-滤芯、313-抽粪机、314-抽粪管、315-出粪管、4-混凝土基座、5-防堵塞组件、51-抽吸管、52-固定筒、53-旋转刀片、54-破碎刀、6-控制箱、7-止回阀、8-电磁阀、9-漏液阀、10-水泵、11-真空泵、12-压力传感器、13-气管、14-排水管、15-竖框、16-排气扇、17-反馈模块、18-逆变器、19-蓄电池、20-太阳能板、21-中央处理系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于智能公厕的真空集污系统，包括便池1以及设置在混凝土基座4顶部的墙体2，可实现利用真空技术对污物进行统一收集后，对污物中的粪便以及尿液进行分离，实现对内部物质的回收利用，同时可对污物中的较硬物质进行打碎处理，防止在抽吸过程中容易出现堵塞的现象，为后续的真空集污工作奠定了基础，混凝土基座4的内部设置有固液分离组件3，便池1的底部且位于混凝土基座4的内部设置有防堵塞组件5，混凝土基座4顶部的一侧固定连接有控制箱6；

固液分离组件3包括箱体31和固定框32，箱体31内壁的底部通过支撑腿固定连接有安装框33，且安装框33顶部的一侧通过电动推杆34固定连接有过滤板35，过滤板35的一侧通过连接块与箱体31内壁的一侧转动连接，过滤板35底部的一侧通过缓冲弹簧36与安装框33顶部的另一侧固定连接，安装框33的一侧连通有出液管37，出液管37的一端贯穿箱体31并延伸至箱体31的一侧，箱体31一侧的顶部连通有出料管38，固定框32内壁的顶部固定连接有液压油缸39，且液压油缸39的伸出端固定连接有压块310，箱体31内壁的底部通过支撑块连通有竖管311，竖管311的内部固定连接有滤芯312，固定框32的一侧通过连接杆固定连接有抽粪机313，抽粪机313的进料口连通有抽粪管314，抽粪机313的出料口连通有出粪管315；

防堵塞组件5包括抽吸管51和固定筒52，抽吸管51的一端与便池1的底部且位于混凝土基座4的内部相连通，固定筒52内壁的顶部和底部均通过斜杆转动连接有旋转刀片53，抽吸管51内壁的顶部和底部均固定连接有破碎刀54。

本发明中，抽吸管51的另一端贯穿箱体31并延伸至箱体31的内部，抽吸管51的内部固定连接有止回阀7。

本发明中，抽粪管314的一端与固定框32的一侧相连通，竖管311的底端与出液管37表面的顶部且位于箱体31的一侧相连通。

本发明中，出料管38的一端与固定框32的另一侧相连通，出料管38的内部固定连接有电磁阀8，出液管37的内部固定连接有漏液阀9，中央处理系统21作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元，cpu自产生以来，在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展，中央处理系统21的型号为arm9，化学能转换成电能的装置叫化学电池，一般简称为电池，放电后，能够用充电的方式使内部活性物质再生(把电能储存为化学能)，需要放电时再次把化学能转换为电能，将这类电池称为蓄电池19，也称二次电池。

本发明中，控制箱6内壁的底部从左至右依次固定连接有水泵10和真空泵11，箱体31内壁一侧的顶部固定连接有压力传感器12，真空泵11的抽气口连通有气管13，水泵10的出水口连通有排水管14，排水管14和气管13的底端均贯穿箱体31并延伸至箱体31的内部，可实现对压力传感器12中的真空压力值进行设置，为后续污物收集工作创造了良好条件。

本发明中，控制箱6内壁一侧的顶部固定连接有竖框15，控制箱6顶部固定连接有排气扇16，可实现对控制箱6内部的空气进行通排风，同时水泵10以及排水管14的设置可对过滤板35上的污物进行冲洗，可循环使用，竖框15内壁的顶部固定连接有蓄电池19，竖框15内壁的底部固定连接有逆变器18，通过利用光电转换技术可将太阳能转换成电能，并存储于蓄电池19内部，从而给后续电力器件进行供电，符合节能环保的需求。

本发明中，墙体2两侧的顶部均通过支撑杆固定连接有太阳能板20，太阳能板20的输出端通过导线与蓄电池19的输入端电性连接，且蓄电池19的输出端通过导线与逆变器18的输入端电性连接，逆变器18的输出端通过导线与中央处理系统21的输入端电性连接，反馈模块17的型号为6dr4004-6j。

本发明中，中央处理系统21的输出端通过导线分别与电磁阀8、真空泵11、水泵10、止回阀7、液压油缸39、漏液阀9、抽粪机313、电动推杆34以及排气扇16的输入端电性连接，中央处理系统21的输入端通过导线与反馈模块17的输出端电性连接，且反馈模块22的输入端通过导线与压力传感器12的输出端电性连接，压力传感器12的输入端通过导线与逆变器18的输出端电性连接。

本发明还公开了一种基于智能公厕的真空集污处理方法，具体包括以下步骤：

s1、预处理工作：首先通过外部的控制按键设定压力传感器12内部抽真空的标准压力值，然后该标准值存储于传感器内部，预先启动真空泵11，真空泵11通过气管13对箱体31内部抽真空，此时电磁阀8、漏液阀9以及止回阀7是关闭的，当压力传感器12检测到箱体31内部的真空压力值等于设定的标准值时，则将信号传送至中央处理系统21内部，由中央处理系统21控制真空泵11关闭；

s2、光电转换的处理：通过排气扇16对控制箱6内部的空气进行排出，太阳能板20吸收外界的光照热能，并将光能转换成电能存储于蓄电池19中，使用时，将蓄电池19内部的直流电通过逆变器18转换成交流电从而给中央处理系统21供电；

s3、固液分离以及防堵塞处理：当使用者上完厕所后，按压冲水按钮，水通过压力将污物通过便池1输送至抽吸管51内部，然后中央处理系统21控制止回阀7开启，这时箱体31内部通过真空将污物由抽吸管51抽入箱体31内部，在抽取的同时，当污物经过抽吸管51以及固定筒52内部时，由旋转刀片53以及破碎刀54对较硬的污物进行打碎，经过打碎后的污物进入到过滤板35上，通过过滤板35将污物中的废液过滤至安装框33内部，然后再启动漏液阀9通过出液管37将废液排出即可；

s4、固体污物的再次过滤以及收集：与此同时，打开电磁阀8，中央处理系统21控制电动推杆34启动，电动推杆34带动过滤板35向上顶升，再配合缓冲弹簧36的作用，可使得过滤板35将板上的固体污物通过出料管38排送至固定框32内部，然后启动液压油缸39，液压油缸39带动压块310向下压动，再次对固体污物中的废液进行滤除，通过滤芯312将废液输送至出液管37内部，再由出液管37排出，彻底将废液过滤好后，再启动抽粪机313，通过抽粪管314和出粪管315将固体污物抽出即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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