[發明專利]一種自清潔固液分離一體化廁具及其應用

在審

• 申請號: 201910969237.3
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110720854A
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 曲偉;薛志虎;艾邦成;俞繼軍
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: A47K11/02
• 分類號: A47K11/02;C02F11/13;C02F11/121;C05F3/06
• 代理公司: 11009 中國航天科技專利中心
• 代理人: 范曉毅

本發明涉及一種自清潔固液分離一體化廁具及其應用，該廁具由收納處理器、儲液器、儲固器、清潔裝置和殼體組成，收納處理器、儲液器、儲固器和清潔裝置設置在殼體內部，收納處理器包括收納擠壓裝置與加熱裝置，該廁具結構設計巧妙，方便排泄物中的固液分離，可快速實現固體廢物的烘干、成型，定期產生固體和液體等有機肥料，并具有自清潔功能，實現廁具功能的一體化設計，同時利用氣動熱原理實現無異味，如廁者體驗佳，并且結構簡單，成本低，效率高，廁具的建造或改造的價格低，耗電量少，用水量少。

技術領域

本發明涉及一種自清潔固液分離一體化廁具及其應用，屬于環保節能技術領域。

背景技術

市場上，現有的“無水馬桶”一般指無水箱的馬桶。這種無水馬桶的工作原理是，充分利用城市自來水水壓并應用流體力學原理，智能地可以辨別廁坑便量多少，再合理地利用相應的水量沖洗，使沖洗的水量和沖洗的動能巧妙匹配，節水效果可達50％以上，因此并不是真的無水。這種“無水馬桶”應該稱之為“節水馬桶”，但是用水量也不少。

在一些農村和邊遠地區，露天廁所還大量存在，即所謂的“茅坑”，或“旱廁”。這些露天廁所除了搭建簡單方便外，沒有任何可取之處：污染土壤、污染地下水、廢物處理難、如廁感受極差……。如果對這些廁所進行升級，基礎設施不一定具備。建正常的水廁，需要水管路和下水管路的配套鋪設，所需要的資金較多。另外，在偏遠地區，缺水地區現實同樣存在，“節水馬桶”廁具仍難推廣。

早期的太空飛行時間較短，航天員要帶夠足夠數量的一次性糞便收集袋。在天上用收集袋采用“袋包的方法”來處理糞便。收集袋袋口有彈性松緊帶，使用時張開松緊口使之固定于便器的開口端。便器襯筒的內壁的筒底開有一系列小孔，使用時通過與外筒相連的抽氣管路抽氣，形成一定的負壓，使用完畢撤出收集袋時，袋孔自動收緊。將盛有廢物的收集袋置于外包裝袋后投入特定的廢物箱。

《載人航天器技術》(戚發軔，國防工業出版社，1999)中，P134的圖5-15為“航天飛機組合式便器內部結構示意圖”，采用了接收器兩路結構。一路是空氣、尿和沖洗水；另一路是空氣流和固體廢物。后者的很多方面專門為空間微重力設計，采用的結構極其復雜，不適用于地面，舉例如下：(a)固態接收器采用“橢球形狀”結構，制造加工復雜、成本超高。(b)中心下部采用“電機驅動拋擲器”機構，拋擲器上采用“鉸接”的一系列刀片向外展開，切碎固態廢物，并使之沉積到便器的內壁的“夾層”之中，“夾層”的結構復雜；拋擲器上采用“鉸接方法”使轉盤與刀片相接，制造復雜；圖中鉸接的刀片，采用近“平行四邊形”、鉸接的針刀，采用“端部帶鉤”，不利于在較低的電機地面轉速下，對具有一定粘性的固體廢物的切割和排離；轉盤邊緣平直，如果轉盤不轉，并有液體廢物到邊緣時，液體廢物會向內流向電機軸。

“環保無水馬桶”(CN107802200A)中，采用“液體緩沖槽”和“固體處理筒”接收器結構，內設電機旋轉切割粉碎裝置。該結構除異味裝置缺失，專利中闡述“通過單向活門或單向閥門可以有效防止下反味現象的發生”，這只能防止“反異味”而不能實現“無異味”。(b)腔體結構形狀偏復雜、同一橫截面的內外套偏多、腔體數量偏多(如3、4、13、14、15、16等等)，腔體壁面有柱形、錐形、非規則曲面形。(c)固體處理筒采用外側面纏電熱絲烘干加熱方式，熱慣性大，筒壁熱容需先吸收大量的熱，對固體廢物只是通過導熱加熱，與筒內壁面相接觸的固體廢物畢竟占極少的面積比例，對固體廢物的加熱烘干效率低。(d)外分離筒、內分離盤之間設有“豎向連接板”，結構復雜，焊接難度大，成本高。(e)不但設電機切割裝置，而且設有“固體排出泵”，“固體排出泵”成本占比較大，而且其進出接口需要一定空間和接口設計，進一步增加了復雜程度和成本。(f)采用溫度傳感器、濕度傳感器，通過測量得到的溫度、濕度值和相應“預設閾值”來控制“加熱裝置”和“粉碎電機”的啟動和停止，控制復雜、可靠性差，環境溫度改變時需要再次“預設閾值”，方便性差。(g)只適合于座位廁具，不適于蹲位。(h)馬桶只能干燥和處理廢物，外部需要再設“固體廢物和液體廢物的存儲器”。(i)拆裝難度大，維護成本高。