[發(fā)明專利]一種改進(jìn)的糞便源分離裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810142520.4
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108301475B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任武昂;柴蓓蓓;馬保成;金鵬康
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: E03D5/00
• 分類號: E03D5/00;E03D5/10;E03D11/04;E03F1/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種改進(jìn)的糞便源分離裝置，包括：

分離便器(1)，主要由便器主體踏板(1-4)、位于便器前方的尿液收集區(qū)(1-1)，位于便器后方的大便收集區(qū)(1-2)，位于大便收集區(qū)(1-2)上方的便器高壓水沖器一(1-3)和位于尿液收集區(qū)(1-1)上方的便器高壓水沖器二(1-5)組成；

高壓沖洗水管路，與便器高壓水沖器一(1-3)和便器高壓水沖器二(1-5)連接，其中連接便器高壓水沖器二(1-5)的管路上設(shè)置電磁閥二(2-2)，連接便器高壓水沖器一(1-3)的管路上設(shè)置電磁閥一(2-1)；

真空抽吸系統(tǒng)，包括始端連接在大便收集區(qū)(1-2)下方的大便收集支管和始端連接在尿液收集區(qū)(1-1)下方的尿液收集支管，尿液收集支管分為兩路，一路連接Y型三通(1-9)的第一端口并在連接管路上設(shè)置電磁閥三(3-2)，另一路匯聚于尿液輸送干管，在尿液輸送干管末端設(shè)置自動排放閥(9)，通過自動排放閥(9)控制尿液流入處理系統(tǒng)，大便收集支管連接Y型三通(1-9)的第二端口，Y型三通(1-9)的第三端口連接真空轉(zhuǎn)換腔(4)且在連接管路上設(shè)置真空抽吸閥(3-1)，真空轉(zhuǎn)換腔(4)的底部設(shè)置排污閥(5)，真空泵(6)與帶負(fù)壓傳感器的真空罐(7)相連，真空罐(7)通過真空管路連接真空轉(zhuǎn)換腔(4)且在真空管路上設(shè)置真空控制閥(8)；收集到的大便經(jīng)排污閥(5)控制排出，進(jìn)入糞便處置系統(tǒng)；

其特征在于，

在廁位墻壁上設(shè)置用于判斷如廁體位的紅外檢測探頭，所述紅外檢測探頭、電磁閥一(2-1)、電磁閥二(2-2)、電磁閥三(3-2)、真空抽吸閥(3-1)、排污閥(5)、真空控制閥(8)和自動排放閥(9)均連接PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)如廁體位和如廁持續(xù)時間由PLC控制系統(tǒng)判定如廁類型，并在完成如廁后啟動與之匹配的收集管路系統(tǒng)，防止小便大量混入大便而導(dǎo)致糞便源分離不徹底；

其中，所述紅外檢測探頭有三顆，位于分離便器(1)廁位上方的側(cè)面墻壁上，其中，紅外檢測探頭一(1-6)位于尿液收集區(qū)(1-1)和大便收集區(qū)(1-2)之間的區(qū)域，相應(yīng)于蹲位時的腿部位置，紅外檢測探頭二(1-7)和紅外檢測探頭三(1-8)位于尿液收集區(qū)(1-1)前方的位置，紅外檢測探頭二(1-7)相應(yīng)于站立小便時的腿部位置，紅外檢測探頭三(1-8)高于紅外檢測探頭二(1-7)，相應(yīng)于站立小便時的上肢區(qū)域，根據(jù)三顆紅外檢測探頭的信號判斷如廁體位；

當(dāng)紅外檢測探頭二(1-7)、(1-8)同時檢測到信號且持續(xù)10s以上時，判定如廁類型為男士小便；此時沖洗信號發(fā)出后，真空抽吸閥(3-1)不啟動，電磁閥三(3-2)、自動排放閥(9)同時打開，電磁閥一(2-1)開啟沖洗大便收集區(qū)(1-2)2～3s后關(guān)閉，延時10s后電磁閥三(3-2)、自動排放閥(9)同時關(guān)閉；

當(dāng)紅外檢測探頭一(1-6)檢測到信號且信號持續(xù)時間小于60s時，判定為女士小便；此時沖洗信號發(fā)出后，自動排放閥(9)啟動，電磁閥二(2-2)開啟沖洗尿液收集區(qū)(1-1)2～3s后關(guān)閉，延時10s后自動排放閥(9)關(guān)閉；

當(dāng)紅外檢測探頭一(1-6)檢測到信號且信號持續(xù)時間大于60s時，判定如廁類型為大便；此時沖洗信號發(fā)出后，電磁閥一(2-1)開啟沖洗大便收集區(qū)(1-2)2～4s后關(guān)閉，延時3s后真空控制閥(8)和真空抽吸閥(3-1)同時打開，3～5s后真空抽吸閥(3-1)自動關(guān)閉，電磁閥一(2-1)再次開啟2～3s，真空控制閥(8)關(guān)閉；

所述真空轉(zhuǎn)換腔(4)用于維持大便收集支管負(fù)壓，使得臭味不擴(kuò)散；確保大便收集支管與真空罐(7)之間不直接相連，防止抽吸工況下糞便進(jìn)入真空罐(7)內(nèi)，影響系統(tǒng)正常工作，真空轉(zhuǎn)換腔(4)具有臨時存儲功能，以在一定程度上實現(xiàn)糞便與少量沖洗水的分離；

在所述真空抽吸系統(tǒng)的作用下，收集到的糞便抽吸至真空轉(zhuǎn)換腔(4)內(nèi)，糞便在腔體內(nèi)短暫停留后被輸送至糞便處置系統(tǒng)，尿液收集區(qū)(1-1)內(nèi)的尿液則以重力自流的方式進(jìn)行收集，通過尿液輸送干管的自動排放閥(9)定時將尿液輸送至處理系統(tǒng)進(jìn)行營養(yǎng)物質(zhì)回收。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)的糞便源分離裝置，其特征在于，所述尿液收集區(qū)(1-1)和大便收集區(qū)(1-2)之間存在鞍狀隔離區(qū)，確保如廁過程中對糞便和尿液的分離收集；尿液收集支管接口直徑為Φ15mm，大便收集支管接口直徑為Φ32mm。