一种新型真空集便系统的制作方法

1.本发明涉及一种真空集便系统，特别涉及一种在铁路列车上使用的新型真空集便系统，属于铁路车辆制造技术领域。


背景技术：

2.近年来，国内高铁动车等均全部装备真空集便系统，用于收集卫生间便器的污物及盥洗废水，其中装备体量最大的真空集便系统为中转式真空集便系统。中转式真空集便系统具有低能耗和多便器使用等待时间短等特点。同样中转式真空集便系统也存在控制部件过多，故障点较多，系统性价比低等缺点。同时，因现有技术中的中转式真空集便系统均采用正压力转移污物，部件可靠性降低时会发生反喷故障，严重影响卫生系统的使用。
3.在现有的列车用真空集便系统中，除了中转箱和污物箱外还设置有废水箱，用于收集洗手盆、地漏流出的盥洗废水，废水箱的排水管与中转箱连接，当废水箱到达一定液位后，再在中转箱内建立真空，打开废水箱排水管上的废水排泄阀将废水箱内的废水排至中转箱内。该种系统结构存在一定弊端：一是系统结构复杂，成本高；二是，在将废水箱排放至中转箱内时，需要在中转箱内建立真空，同时废水排泄阀是气动电磁阀，不但控制方式和控制结构复杂，也会增加控制电路的负载，提高系统的用电量，同时也会增加耗气量。
4.为了解决上述问题，在专利号为202020564931.5的专利中公开了一种列车用真空集便系统，该系统包括便器、废水排放设备、中转箱、污物箱及真空发生装置等，便器通过排污管与中转箱连接，中转箱与真空发生装置通过气管连接，中转箱与污物箱之间通过塞阀或膜片阀连通，中转箱内的污物依重力流入下方的污物箱，同时，废水排放设备通过排水管与中转箱连接，在排水管上设置隔膜阀，废水同样通过隔膜阀依重力流入中转箱内。该列车用真空集便系统，废水仅依靠重力排至中转箱内，且利用机械结构的隔膜阀实现废水排水管的通断，在废水排放至中转箱时无需在中转箱内建立真空。
5.该专利提供的技术方案虽然在一定程度上简化了系统结构，且有利于减少系统的用电量和耗气量，但是，由于废水也先排放至中转箱内，再与便器排放的污物一并转排至污物箱内，存在中转箱工作次数多的问题，同时也存在如系统出现故障时，废水排放设备无法使用的问题。


技术实现要素：

6.本发明主要解决的技术问题是，提供一种有利于进一步简化系统结构，减少中转箱的工作次数，而且可以保证在任何状态下废水排放设备均可正常使用的新型真空集便系统。
7.为实现上述目的，本发明的技术方案是：
8.一种新型真空集便系统，包括便器、废水排放设备、中转箱、污物箱及真空发生装置，所述便器通过排污管与中转箱连接，所述真空发生装置通过气管与中转箱连接，所述中转箱与污物箱连接，所述废水排放设备通过排水管与污物箱连接，废水通过排水管依重力
直接流入污物箱内。
9.进一步，在所述排水管的末端与污物箱连接的连接处安装有防反味装置。
10.进一步，所述防反味装置安装在污物箱箱体的上方。
11.进一步，所述防反味装置包括阀体、阀盖及防反味膜组件，所述防反味膜组件安装在阀体内且其顶部与阀盖密封连接，所述阀盖与排水管的末端密封连接，所述阀体的底部与污物箱的箱体之间密封连接。
12.进一步，所述防反味膜组件为自动吸合结构，在有水流过时自动撑开，在无水流过时自动吸合。
13.进一步，所述防反味膜组件由上下两个部分组成，上半部分为漏斗，漏斗下端的两侧为斜面，斜面的下方连接膜片，所述膜片在有水流过时自动撑开及在无水流过时自动吸合。
14.进一步，所述膜片在垂直方向上具有至少两个弯曲部，相邻的两个弯曲部的弯曲方向相反。
15.进一步，所述漏斗和膜片为胶片一体成型。
16.进一步，系统还包括气动控制面板，所述真空发生装置集成安装在气动控制面板上。
17.进一步，系统还包括消音器，所述消音器通过气管与电磁阀的排气孔连接，在所述气管上安装一支气管，所述支气管与大气连通。
18.综上内容，本发明所述的一种新型真空集便系统，与现有技术相比，具有如下优点：
19.(1)该系统将废水排放设备的排水管直接接入污物箱，省略了现有技术中安装在废水排放设备与中转箱之间的隔膜阀等结构，极大地简化了系统结构。
20.(2)该系统将废水排放设备排出的废水直接排放至污物箱内，使废水不计入中转箱的液位，减少了中转箱的工作次数。对于在中转箱与污物箱之间安装有塞阀和膜片阀等设备的真空集便系统，有利于延长塞阀和膜片阀等设备的使用寿命。而对于采用打正压的方式将中转箱内的污物排放至污物箱内的真空集便系统，则有利于减少打正压的次数，节省了耗气量。
21.(3)由于该系统将废水排放设备排出的废水直接排放至污物箱内，在集便系统出现故障而停止使用时，洗手池等废水排放设备则不会受到影响，依然可以正常使用。
附图说明
22.附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。
23.图1是本发明系统结构图一；
24.图2是本发明系统结构图二；
25.图3是本发明实施例一防反味装置结构图；
26.图4是本发明实施例二消音器连接管路结构示意图。
27.如图1至图4所示，便器1，中转箱2，底板2a，顶板2b，围板2c，污物箱3，顶板3a，真空发生装置4，水增压装置5，气动控制面板6，电气控制面板7，洗手池8，排污管9，便器排污阀10，连通口11，中转箱排污阀12，排水管13，废水排放阀14，防反味装置15，阀体16，阀盖17，防反味膜组件18，漏斗18a，斜面18b，膜片18c，弯曲部18d，进水口19，检修门20，驱动机构21，阀塞22，盖板23，消音器24，气管25，支气管 26，t型三通接头27。
28.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
30.实施例一：
31.如图1和图2所示，本实施例中提供一种新型真空集便系统，包括便器1、废水排放设备、中转箱2、污物箱3、真空发生装置4、水增压装置5、气动控制面板6、电气控制面板7及冲洗按钮等，废水排放设备包括安装在车上的洗手池8、盥洗池、电茶炉排水口和地漏(图中未示出)等。
32.便器1通过排污管9与中转箱2连接，排污管9上串接有便器排污阀10。本实施例中，为了简化系统结构，如图1所示，中转箱2直接置于污物箱3 的上方，在中转箱2的底板2a与污物箱3的顶板3a之间通过连通口11连通，在连通口11处安装有用于控制连通口11通断的中转箱排污阀12，进入中转箱2内的污物和废水等通过重力作用排至下方的污物箱3内。真空发生装置4通过气管与中转箱2连接，在中转箱2上可安装有液位开关(图中未示出)，真空发生装置4和液位开关与控制器连接。中转箱排污阀12可以采用如图1所示的塞阀，也可以采用膜片阀。
33.如图1所示，本实施例中，洗手池8等废水排放设备通过排水管13直接与污物箱3连接，在洗手池8、盥洗池、电茶炉排水口和地漏的下方均设置有废水排放阀14，废水排放阀14优选采用鸭嘴及十字膜片等结构形式的防反味单向阀。洗手池8等废水排放设备排出的废水依重力直接流入下方的污物箱3内。
34.在排水管13的末端与污物箱3连接的连接处安装有防反味装置15。本实施例中，防反味装置15整体安装在污物箱3的箱体上方，避免防反味装置15受到污物箱3内污物的污染，有利于提高防反味装置15的使用寿命。
35.如图1至图3所示，防反味装置15包括阀体16、阀盖17及防反味膜组件18。防反味膜组件18安装在阀体16内，且防反味膜组件18的顶部与阀盖17密封连接。阀盖17与阀体16之间通过密封连接的方式固定连接在一起，阀盖17与阀体16之间安装有一圈密封圈(图中未示出)，阀盖17通过多个螺栓与阀体16密封固定连接。
36.阀盖17与排水管13的末端密封连接，阀盖17上具有向上凸出且向上收口的连接部，与排水管13的末端插接后密封固定连接。两者之间的密封连接可以采用粘接的方式，也可以通过螺钉固定连接。
37.阀体16为上小下大的锥台形结构，在污物箱3箱体的顶板3a上开有进水口19，阀体
16的底部与进水口19处的顶板3a之间通过密封法兰固定连接。
38.防反味膜组件18优选采用自动吸合结构，用以简化结构，在有水流过时自动撑开，在无水流过时自动吸合，实现防反味。
39.防反味膜组件18由上下两个部分组成，上半部分为漏斗18a，漏斗下端的两侧为斜面18b，斜面18b的下方连接膜片18c，膜片18c在有水流过时自动撑开及在无水流过时自动吸合实现密封。漏斗18a和膜片18c 为胶片一体成型。膜片18c为扁平的、且呈环形的结构，中间具有较小的缝隙，有水流过时自动撑开，而在无水流过时，由于水的作用力会将两个胶片紧紧的相贴在一起自动关闭，如此便可以达到防反味的目的，防止没有废水排放时污物箱3内气味通过排水管13从洗手池8等废水排放设备中溢出。
40.膜片18c在垂直方向上具有两个弯曲部18d，两个弯曲部18d的弯曲方向相反，用以进一步增强防反味效果。弯曲部18d也可以根据需求设置三个以上，相邻的弯曲部18d的弯曲方向相反。
41.本实施例中，如图1和图2所示，设置在中转箱2与污物箱3之间的连通口11由开设在中转箱2底板2a上的开口和开设在污物箱3顶板3a上的开口对接后形成，中转箱2和污物箱3在对应的开口处通过法兰等紧固装置固定连接在一起，方便日常维护检修。为保证连通口11的密封性，在中转箱2与污物箱3对接的开口处安装一圈密封圈(图中未示出)。
42.如图1和图2所示，中转箱2是由底板2a、顶板2b及围板2c组成的箱形结构，中转箱2的顶板2b为平板结构，顶板2b可以为圆形、方形、半圆形、椭圆形、扇形中的一种，可以根据实际安装空间选择其中的一种中转箱2 结构。当然，中转箱2也可以采用其它异形结构。便器3的排污管9末端连接在中转箱2的围板2c上，废水箱的排水管也连接在中转箱2的围板2c上，真空发生装置4的抽气管的末端连接在中转箱2的顶板2b上。在围板2c上设置有用于检修中转箱2的检修门20。
43.中转箱2的底板2a为向下凸出的锥形结构，连通口11设置在锥形结构最底端位置，该结构有利于使进入中转箱2内的污物向底部中心的连通口 11处流动，进而有利于使中转箱2内的污物全部通过重力作用排至下方的污物箱3内。
44.本实施例中，中转箱排污阀12优选采用塞阀，该塞阀包括驱动机构 21和阀塞22，驱动机构21的输出端与阀塞22连接，阀塞22的运动方向与连通口11所在平面垂直。驱动机构21的输出端与阀塞22之间的连接可以采用法兰连接或螺纹连接，以方便日常维护。阀塞22由驱动机构21带动用以在中转箱2真空吸污时封堵连通口11使连通口11断开，或在中转箱2 向污物箱3排污时脱离连通口11使连通口11打开。
45.驱动机构21可以采用气缸、液压缸或电机等，只要能带动阀塞22做直线运动即可，驱动机构21安装于中转箱2的外部。驱动机构21与集便系统中的电控单元或气控单元连接。
46.在中转箱2的顶板2b上设置有第一开口(图中未标示)，驱动机构21 通过第一密封固定结构固定在第一开口处的顶板2b上，本实施例中，第一密封固定结构优选采用一盖板23，盖板23的直径大于第一开口的直径，盖板23通过螺栓固定安装在顶板2b上，驱动机构21固定安装在盖板23上，驱动机构21的输出端穿过盖板23及第一开口与阀塞22固定连接。为了保证第一开口处的密封性，盖板23与顶板2b之间设置一圈密封垫圈(图中未示出)，防止中转箱2抽真空时泄漏。
47.本实施例中，无论是在封堵状态还是在打开状态，阀塞22均在中转箱2内移动，第
一开口的直径可以与驱动机构21的输出端的直径相匹配，远小于阀塞22的直径，阀塞22可以通过一侧的检修门20进行日常维护检修。本实施例中，为了方便阀塞22的日常维护检修，优选，第一开口的直径与阀塞22的直径相匹配，这样在维护检修时只需要打开上方的盖板 23即可将阀塞22从第一开口中取出。
48.阀塞22可以选用金属材料制成，也可以采用硬质橡胶、尼龙、塑料等材料制成。阀塞22的底部呈向中心收敛的锥台形结构，连通口11与阀塞22的底部相匹配呈上大下小的锥台形结构，用以保证封堵时的密封性。为了制造方便，污物箱3的顶板3a在开口处为平口结构，中转箱2在开口处具有向污物箱3方向伸出的锥台形结构。
49.本发明所提供的系统，具有如下优点：
50.(1)该系统将洗手池8等废水排放设备的排水管13直接接入污物箱3，省略了现有技术中安装在废水排放设备与中转箱2之间的隔膜阀等结构，极大地简化了系统结构。
51.(2)该系统将废水排放设备排出的废水直接排放至污物箱3内，使废水不计入中转箱2的液位，减少了中转箱2的工作次数。对于在中转箱2与污物箱3之间安装有塞阀和膜片阀等设备的真空集便系统，有利于延长塞阀和膜片阀等设备的使用寿命。而对于采用打正压的方式将中转箱2内的污物排放至污物箱3内的真空集便系统，则有利于减少打正压的次数，节省了耗气量。
52.(3)由于该系统将废水排放设备排出的废水直接排放至污物箱3内，在集便系统出现故障而停止使用时，洗手池等废水排放设备则不会受到影响，依然可以正常使用。
53.实施例二：
54.与实施例一不同之处在于，如图4所示，现有的真空集便系统中，控制hose阀的电磁阀的排气孔一般通过气管25连接消音器24，排气时利用消音器24起到降噪的效果，但由于控制hose阀的电磁阀在长时间使用后会造成消音器24的堵塞。
55.为了解决该问题，本实施例中，在气管25上通过t型三通接头27连接一根支气管26，支气管26与大气连通，在消音器24堵塞后，气体还可以通过支气管26排除，更加减小的排气的噪音。
56.实施例三：
57.与实施例一不同之处在于，如图2所示，为了简化系统结构，本实施例中优选将真空发生装置4中的真空发生器及真空开关都集成安装在气动控制面板6上。
58.实施例四：
59.与实施例一不同之处在于，本实施例中，在防反味膜组件18中，在漏斗18a的进口处还可以设置有多个膜瓣(图中未示出)，多个膜瓣之间具有多条缝隙，在有废水流出时，多个膜瓣相互分开形成水流通路，而在无水流过时，自动闭合，形成第二道密封。
60.该结构通过两道密封，有利于更进一步提升防反味的效果。
61.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。