一种应用于真空厕所的吸污系统
技术领域
本实用新型涉及真空负压罐领域，具体是一种应用于真空厕所的吸污系统。
背景技术
真空厕所是厕所的一种，通过冲厕系统产生的气压差，以气吸形式把便器内的污物吸走，以达至减少使用冲厕水的目的，可大大节约冲厕用水，国家规定的传统节水马桶为6L/次，而采用真空公厕后，每次冲厕<0.8L/次，彻底解决小空间、空气不流畅的卫生间的臭味问题。目前，真空厕所多见于缺少冲厕水的环境，如民航客机、邮轮、旅客列车等，随着国家倡导节能环保，真空厕所如雨后春笋般出现在了公园的公厕、农村的公厕等等。
真空厕所的其中一个重要组成部分就是真空负压罐，真空负压罐顾名思义是用于存储真空的设备，其主要通过真空泵来获取真空，对于频繁使用真空源而所需抽气量不太大的场合下，真空负压罐相比直接使用真空泵作为真空源来说，能够有效延长真空泵的使用寿命。现有真空负压罐既作为真空源，同时又作为污物的暂存空间，便池中的污物通过管道被吸入真空负压罐中，待真空负压罐中存储的污物达到一定容量后，再通过泵将真空负压罐中的污物抽出，以便真空负压罐继续提供真空源，而真空负压罐通过外部的真空泵来获取真空。但是，现有真空负压罐在使用过程中存在如下一些问题：
（1）污物在真空负压罐中不断暂存、累积的过程中，真空负压罐中的真空度不断减小，即负压不断减小，导致真空负压罐对便池中污物的吸力减弱，之前一秒钟就能彻底吸走的污物，此时一秒钟却无法吸走干净甚至是无法吸走，导致真空厕所无法正常工作、名不副实。
（2）当真空负压罐随着污物不断暂存、累积而真空度不断减小时，虽然可以通过外部真空泵对真空负压罐补入真空，但是真空泵的启动以及真空产生都有一定的时间间隔，当便池吸污启动频繁时，很可能外部的真空泵还未向真空负压罐中补入真空，吸污动作已经完成，此时的吸污动作也是在真空负压罐的真空度不足的情况下完成的，因此，也存在吸污不彻底甚至是污物吸不走的问题。
（3）污物在真空负压罐中不断暂存、累积的过程中，真空负压罐的气压空间不断缩小，而为了保持真空负压罐的负压，需要增大真空泵的抽气力度，从而使得真空泵时常工作在不平稳状态，这样不仅可能影响真空泵的使用寿命，而且在一定程度上增加能耗。
（4）对于部分地区尤其是农村来说，电压不稳或者不足的情况经常存在，从而对真空泵的启动产生影响，一旦当真空负压罐里的真空度不足而需要启动外部真空泵进行补真空时，电压不稳或者不足使得真空泵根本无法启动，一旦开启真空阀，吸污动作照样进行，但此时真空度不足的真空负压罐会使得吸污不彻底甚至是污物吸不走的情况发生。
以上可以看出，现有真空负压罐在使用过程中容易出现真空度不足而又无法及时补充的问题，这不仅影响吸污能力，导致真空厕所“彻底解决小空间、空气不流畅的卫生间臭味”可能成为一句空谈，而且现有真空负压罐对真空泵的要求很高，同时对外部供电环境的要求也高，导致真空厕所还无法真正做到推广、普及使用。
实用新型内容
为克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种应用于真空厕所的吸污系统，解决现有真空负压罐容易导致吸污能力减弱而无法及时补充真空，导致吸污不彻底甚至是吸不走的情况发生，同时现有真空负压罐对真空泵、供电环境要求都很高，使得真空厕所无法真正做到推广、普及使用的问题。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：
一种应用于真空厕所的吸污系统，包括两个通过导压管实现气压连通的真空负压罐，其中一个真空负压罐为用作吸入污物并暂存污物的吸附罐，另外一个真空负压罐为用作向吸附罐提供真空负压的供压罐，所述导压管设有恒压装置，所述吸附罐上设有用于吸入污物的进污管和用于排出污物的排污管，所述进污管上设有真空截止阀，所述供压罐上设有用于抽出空气的抽气管。
进一步地，作为优选技术方案，所述供压罐位于吸附罐的上方，吸附罐与供压罐之间设有若干用于固定并支撑供压罐的连接件。
进一步地，作为优选技术方案，所述恒压装置为恒压阀。
进一步地，作为优选技术方案，所述真空截止阀包括阀体以及与阀体相连的阀盖，所述阀体上设有相互连通的流入通道和流出通道，且流入通道与流出通道采用平滑连接，所述流出通道的通道口上方设置有可发生形变的隔断件，所述隔断件与阀盖组成的上部空间通过阀盖顶部设置的真空负压接入口与第一真空源连通，第一真空源用以控制隔断件对流出通道的开启与关闭，所述流出通道与第二真空源连通，所述第一真空源与第二真空源为同一真空源或者不同真空源。
进一步地，作为优选技术方案，所述流入通道和流出通道的中心线在竖直平面上的投影所形成的夹角为大于等于90度且小于180度。
进一步地，作为优选技术方案，所述隔断件为弹性膜片，该弹性膜片在自然状态下呈上凹下凸并贴合在流出通道的通道口，实现流体通道截止；该弹性膜片在阀盖上的真空负压接入的情况下，其状态由上凹下凸变为上凸下凹并脱离流出通道的通道口，实现流体通道打开。
进一步地，作为优选技术方案，所述流出通道的中心线穿过隔断件的最低点，且隔断件在自然状态下其最低点位于流出通道内。
进一步地，作为优选技术方案，所述隔断件位于流出通道的通道口的正上方，所述真空负压接入口位于隔断件的正上方。
进一步地，作为优选技术方案，还包括一个限位件，所述限位件设置于隔断件与阀盖之间。
进一步地，作为优选技术方案，所述流出通道的通道口处设置为环状斜面，该环状斜面较低的一侧位于流出通道的内壁上，所述隔断件上设有与所述环状斜面相匹配的环状凸起。
本实用新型相比于现有技术，具有以下有益效果是：
（1）本实用新型通过将真空负压罐设计为两段，一段为用作吸附污物的吸附罐，另一段为用作持续为吸附罐提供恒定负压的供压罐，即便吸附罐因吸入污物而导致吸附罐内部储污空间不断减小，供压罐也能持续为吸附罐提供恒定负压，使得吸附罐保持较为稳定的吸力，从而在任何时候都能够将便池中的污物抽取干净，而不用考虑真空负压罐因为吸入污物的增加而影响吸力大小，确保真空厕所能够持续、高效地工作。
（2）本实用新型采用供压罐对吸附罐进行供压（补充负压），吸附罐本身不采用真空泵进行真空补充，而是通过供压罐对吸附罐进行真空补充，而供压罐本身储存了一定的真空负压，加之外部真空设备可间歇性或者间隔一定的时间对供压罐抽气以补入真空，供压罐中暂存的真空完全可以持续不断地为吸附罐提供稳定的负压，无需频繁地启动外部真空设备，即使吸附罐内的可用储污空间已经很小且频繁启动吸污动作，也可确保每次吸附动作后，吸附罐具有足够的真空负压来吸走污物。
（3）本实用新型通过供压罐、恒压装置来使吸附罐内的负压始终保持在恒定状态，为供压罐提供真空负压的真空设备只需保持在恒定、正常工作状态，即使吸附罐内的可用储污空间减小了，在恒压装置的作用下，供压罐同样能够持续不断地为吸附罐提供恒定负压，而无需增大供压罐外部的真空设备的抽气力度来满足吸附罐的需求，从而使得真空泵能够始终在较为平稳的状态下工作，延长真空泵的使用寿命，并避免能耗的增加。
（4）本实用新型的供压罐本身具有一定的储压能力，吸附罐并不直接与真空设备相连，因此，不会存在吸附罐内负压不足而需要立刻启动供压罐外的真空设备的情况发生，在供压罐具备一定的储压能力的前提下，供压罐外的真空设备还间歇性或间隔一定的时间对供压罐抽气以提供真空负压，因此，不会存在吸附罐吸力不够的情况，对于电压不稳或者不足的地区来说，本实施例能够完全避免吸力不够而无法吸走污物的情况发生，从而确保真空厕所在电压不稳或者不足的地区同样能够获得较好地应用。
（5）本实用新型设计的真空截止阀能够提高截止速度，同时还能提高隔断件与流出通道的接触可靠性，避免吸附罐在不吸污物的时段出现真空流失的情况，确保吸附罐的下次吸污操作不受影响。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的真空截止阀的结构示意图；
图3为流入通道和流出通道在竖直面上的投影图；
图4为流入通道和流出通道的中心线在水平面上的投影重合时的真空截止阀结构图；
图5为流入通道和流出通道的中心线在水平面上的投影不重合时的真空截止阀结构图；
图6为流出通道的通道口结构示意图；
图7为流出通道与隔断件接触时的结构示意图。
附图中标记对应的名称为：
1、吸附罐，2、供压罐，3、进污口，4、排污口，5、导压管，6、连接件，7、抽气口，8、恒压装置，9、真空截止阀，91、阀体，92、阀盖，93、流入通道，94、流出通道，95、隔断件，96、真空负压接入口，97、限位件，941、环状斜面，951、环状凸起。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，本实用新型较佳实施例所示的一种应用于真空厕所的吸污系统，包括两个通过导压管5实现气压连通的真空负压罐，其中一个真空负压罐为用作吸入污物并暂存污物的吸附罐1，另外一个真空负压罐为用作向吸附罐1提供真空负压的供压罐2，所述导压管5设有恒压装置8，所述吸附罐1上设有用于吸入污物的进污管3和用于排出污物的排污管4，所述进污管3上设有真空截止阀9，所述供压罐2上设有用于抽出空气的抽气管7。
在本实施例中，以真空厕所为例，吸附罐1 的进污管3的远端与便池的污物排出口连通，当真空截止阀9打开时，在吸附罐1的真空负压的作用下，便池中的污物被迅速吸入吸附罐1中并在吸附罐1中暂存，当污物在吸附罐1中达到一定量时，可通过排污管4将污物排出，使吸附罐1有足够的空间吸入便池中的污物；供压罐2持续不断地为吸附罐1提供真空负压，即使随着吸附罐1中暂存的污物增大，在恒压装置8的作用下，吸附罐1中的真空负压始终保持在恒定状态，从而能够确保吸附罐1对污物的吸力保持在相对平稳状态，供压罐2在为吸附罐1提供真空负压的过程中，可通过抽气管7抽气来提高供压罐2的真空度，抽气管7外接真空设备或其他真空源，供压罐2无需不断地抽气，只需间歇性地抽气或者间隔一定的时间进行抽气即可。
本实施例通过采用上述结构设计，能够巧妙且精准地解决以下问题：
一、传统真空厕所的真空负压罐在污物不断被吸入过程中，真空负压罐中的真空度不断减小，即负压不断减小，导致真空负压罐对便池中污物的吸力减弱，之前一秒钟就能彻底吸走的污物，此时一秒钟却无法吸走干净甚至是无法吸走，导致真空厕所无法正常工作，名不副实。针对这个问题，本实施例通过将真空负压罐设计为两段，一段为用作吸附污物的吸附罐，另一段为用作持续为吸附罐提供恒定负压的供压罐，即便吸附罐因吸入污物而导致吸附罐内部储污空间不断减小，供压罐也能持续为吸附罐提供恒定负压，使得吸附罐保持较为稳定的吸力，从而在任何时候都能够将便池中的污物抽取干净，而不用考虑真空负压罐因为吸入污物的增加而影响吸力大小，确保真空厕所能够持续、高效地工作。
二、传统真空厕所中，当真空负压罐随着污物不断暂存、累积而真空度不断减小时，虽然可以通过外部真空泵对真空负压罐补入真空，但是真空泵的启动以及真空产生都有一定的时间间隔，当便池吸污启动频繁时，很可能外部的真空泵还未向真空负压罐中补入真空，吸污动作已经完成，此时的吸污动作也是在真空负压罐的真空度不足的情况下完成的，因此，也存在吸污不彻底甚至是污物吸不走的问题。针对这个问题，本实施例同样巧妙地解决了，本实施例采用供压罐对吸附罐进行供压（补充负压），吸附罐本身不采用真空泵进行真空补充，而是通过供压罐对吸附罐进行真空补充，而供压罐本身储存了一定的真空负压，加之外部真空设备可间歇性或者间隔一定的时间对供压罐抽气以补入真空，供压罐中暂存的真空完全可以持续不断地为吸附罐提供稳定的负压，无需频繁地启动外部真空设备，即使吸附罐内的可用储污空间已经很小且频繁启动吸污动作，也可确保每次吸附动作后，吸附罐具有足够的真空负压来吸走污物。
三、传统真空厕所中，污物在真空负压罐中不断暂存、累积的过程中，真空负压罐的气压空间不断缩小，而为了保持真空负压罐的负压，需要增大真空泵的抽气力度，从而使得真空泵时常工作在不平稳状态，这样不仅可能影响真空泵的使用寿命，而且在一定程度上增加能耗。本实施例通过供压罐、恒压装置来使吸附罐内的负压始终保持在恒定状态，为供压罐提供真空负压的真空设备只需保持在恒定、正常工作状态，即使吸附罐内的可用储污空间减小了，在恒压装置的作用下，供压罐同样能够持续不断地为吸附罐提供恒定负压，而无需增大供压罐外部的真空设备的抽气力度来满足吸附罐的需求，从而使得真空泵能够始终在较为平稳的状态下工作，延长真空泵的使用寿命，并避免能耗的增加。
四、对于部分地区尤其是农村来说，电压不稳或者不足的情况经常存在，从而对真空泵的启动产生影响，一旦当真空负压罐里的真空度不足而需要启动外部真空泵进行补真空时，电压不稳或者不足使得真空泵根本无法启动，一旦开启真空阀，吸污动作照样进行，但此时真空度不足的真空负压罐会使得吸污不彻底甚至是污物吸不走的情况发生。针对这个问题，本实施例能够从两方面来杜绝这样的情况发生，一是由于本实施例的吸附罐在供压罐及恒压装置的作用下，始终保持足够的真空度（吸力），从而能够确保每次真空阀开启后，吸附罐有足够的吸力来将便池中的污物吸走；二是本实施例的供压罐本身具有一定的储压能力，吸附罐并不直接与真空设备相连，因此，不会存在吸附罐内负压不足而需要立刻启动供压罐外的真空设备的情况发生，在供压罐具备一定的储压能力的前提下，供压罐外的真空设备还间歇性或间隔一定的时间对供压罐抽气以提供真空负压，因此，不会存在吸附罐吸力不够的情况，对于电压不稳或者不足的地区来说，本实施例能够完全避免吸力不够而无法吸走污物的情况发生，从而确保真空厕所在电压不稳或者不足的地区同样能够获得较好地应用。
在本实施例中，为了方便安装使用，可将吸附罐和供压罐设置为上下位置关系，也可以是左右位置关系，当然还可以是其他任何不影响供压罐对吸附罐供压的位置关系。本实施例优选采用上下位置关系，即供压罐2位于吸附罐1的上方，吸附罐1与供压罐2之间设有若干用于固定并支撑供压罐2的连接件6，使用时，吸附罐1、供压罐2可分别固定。
在本实施例中，恒压装置8的优选采用恒压阀，恒压阀安装在导压管5上，恒压阀可使吸附罐1内的真空负压恒定在某个值，即使吸附罐1内因为不断吸入污物而导致可用储污空间减小，恒压阀依然能够使吸附罐1内的真空负压保持不变。
如图2所示，为了确保吸附罐1的吸污不受影响，且吸附罐1在不吸污物的时段其真空度不受影响，本实施例采用如下结构的真空截止阀：包括阀体91以及与阀体91相连的阀盖92，阀体91上设有相互连通的流入通道93和流出通道94，且流入通道93与流出通道94采用平滑连接，流出通道94的通道口上方设置有可发生形变的隔断件95，隔断件95与阀盖92组成的上部空间通过阀盖92顶部设置的真空负压接入口96与第一真空源连通，第一真空源用以控制隔断件95对流出通道94的开启与关闭，流出通道94与第二真空源连通，第一真空源与第二真空源为同一真空源或者不同真空源。
传统真空截止阀的流体通道是一条直线通道，其为了截流，必须设置基梗结构，通过在通道中设置基梗并配合皮碗结构以实现通道开启与阻断，流体在通道中流动过程中，必须要翻越基梗才能继续流动，导致流体的流动不论是通过速度还是通畅性都会受到一定的影响，这样势必会影响吸附罐1的吸污效果以及吸附罐1的真空度。本实用新型为了解决这个现有难题，做了创新设计，摒弃了传统的基梗设计，将原来的通道设置为相互连通的流入通道93和流出通道94，且流入通道93与流出通道94采用平滑连接，所谓平滑连接，指的是流入通道93与流出通道94的连接处没有凸起、基梗之类的阻断结构，流入通道93的通道口与流出通道94的通道口之间不存在任何阻挡，流体沿着流入通道93进入到流出通道94中，无需翻越任何障碍，这与传统的真空截止阀有本质区别，这样的设计保证了流体通道的通畅性和流体流速不受影响。
另外，传统真空截止阀依靠皮碗与基梗之间属于线接触，来实现流体通道的关闭，而皮碗与基梗之间的接触完全依靠皮碗自身的弹性力，即使施加外力让皮碗与基梗接触良好，也无法回避一个客观存在的问题，那就是压强不平衡的问题，由于基梗的一侧为流入，另一侧为流出，流入的一侧为大气压，而流出的一侧靠真空负压吸附，因此属于真空负压，也就是说，基梗两侧的压强是不平衡的，这样的不平衡势必导致皮碗在水平方向受力不均，会向真空负压侧（流体流出）倾斜甚至向真空负压侧方向运动的趋势，本来理想情况下，皮碗的最低点应该落在基梗上，现在基梗两侧压强本身不平衡，导致皮碗的最低点会落在基梗的压强较大的一侧（真空负压一侧），这样，皮碗与基梗的接触也变成了非理想情况下的接触，长此以往，导致基梗与皮碗之间无法严丝合缝地贴合，会因为皮碗受力不均而导致皮碗与基梗无法完全阻断流体流动通道，从而使得真空截止阀失效，即使真空截止阀在关闭状态下，吸附罐1内的真空度同样会受影响，真空截止阀使用寿命大大缩短。为此，本实用新型在摒弃了基梗的基础上，直接将隔断件95设置在流出通道94的通道口上方，通过开启与阻断流出通道94的方式实现对流体通道的通断控制，在自然状态下，隔断件95贴合在流出通道4的通道口上，隔断件95与流出通道94实现的是环形接触，受力均匀，且由于流出通道94的另一端为真空负压源，因此，隔断件95在自身弹力和真空负压的双重作用下，被牢牢地吸在流出通道94的通道口处，且没有其他外力来破坏这种平衡式环形接触，从而大大提高了隔断件95与流出通道94的接触可靠性以及稳定性，在吸附罐1不吸污物的时段，能够使吸附罐1内的真空度保持不变，避免流失，进而能够延长整个真空截止阀的使用寿命。另外，正是基于这样的设计，本实用新型还能够提高真空截止阀的截止速度，由于单靠隔断件（如皮碗）的形变速度来控制流体截止速率会产生一定的延时，所以现有还有采用弹簧、推杆等来提高皮碗恢复形变速度的设计，这些设计不仅效果一般，而且使用时间长了可能导致卡顿，更影响截止速度。而本实用新型的设计正好能解决这个问题，当关闭第一真空源后，隔断件95在不受第一真空源的负压作用下逐渐恢复形变，同时，隔断件95下方的第二真空源对隔断件95起到一个负压作用，加快了隔断件95的形变恢复速度，使隔断件95更快速地恢复到原来的状态并将流出通道94牢牢地贴合，实现对流体的快速截止响应，大大提高了真空截止阀的截止速度，确保吸附罐1在真空截止阀关闭后，能够迅速地保持真空度不变，避免真空度流失。
在本实施例中，优选将流入通道93和流出通道94的中心线在竖直平面上的投影所形成的夹角为大于等于90度且小于180度。更进一步地，可将流入通道93和流出通道94的中心线在竖直平面上的投影所形成的夹角设计为大于等于120度且小于等于145度，尤其是145度，在该角度下，流体经过流入通道93和流出通道94不容易形成卡顿、堵塞，确保了流动的通畅性。以145度为例，图3所示为流入通道93和流出通道94在竖直面上的投影图，图4为流入通道93和流出通道94的中心线在水平面上的投影重合时的真空截止阀结构图，而图5为流入通道93和流出通道94的中心线在水平面上的投影不重合时的真空截止阀结构图，即图4和图5为流入通道93和流出通道94在两种不同设置位置下的真空截止阀结构图，本实用新型所述的流入通道93和流出通道94的夹角为145度，指的是流入通道93和流出通道94的中心线在竖直平面上的投影所成的角度为145度，而流入通道93和流出通道94的中心线在水平面上的投影则可能是重合的直线，或者相交线，也就是说，阀体91内部为一个半球面结构或者类似于半球面的结构，在不影响流体流动的前提下，流入通道93和流出通道94可设置在球面的任意位置，只需保证流入通道93和流出通道94形成的竖直方向的夹角（在竖直面的投影夹角）为90-180度即可，这样的设计，能够极大满足不同的安装需求，尤其是一些狭小空间的安装，极大地方便了管道的走位，降低了安装难度，且不会影响流体的运动。
本实施例的隔断件95为弹性膜片，该弹性膜片在自然状态下呈上凹下凸并贴合在流出通道94的通道口，实现流体通道截止；该弹性膜片在阀盖92上的真空负压接入的情况下，其状态由上凹下凸变为上凸下凹并脱离流出通道94的通道口，实现流体通道打开。
为了获得较佳的截流效果，本实施例的流出通道94的中心线穿过隔断件95的最低点，且隔断件95在自然状态下其最低点位于流出通道94内。
当流入通道93和流出通道94的夹角设计为90度时，隔断件95位于流出通道94的通道口的正上方，真空负压接入口96位于隔断件95的正上方。
为了防止隔断件95向上变形的过程中超过其能恢复形变的极限位置，本实施例增加一个限位件97，限位件97设置于隔断件95与阀盖92之间。限位件97仅用于对隔断件95起到限位作用，限位件97不影响隔断件95上部空间的真空负压作用力。
为了进一步增强隔断件95与流出通道94的通道口的接触效果，如图6、图7所示，本实施例流出通道94的通道口处设置为环状斜面941，该环状斜面941较低的一侧位于流出通道94的内壁上，隔断件95上设有与所述环状斜面941相匹配的环状凸起951，当隔断件95受到流出通道94中的负压作用时，隔断件95就如图7所示的那样，紧紧贴着流出通道94的环状斜面通道口，从而确保隔断件95与流出通道94接触紧密，保证了气密性，增强了接触的牢靠性和稳定性，提高了真空截止阀的气密性。另外，为了进一步增强接触稳定性以及气密性，还可在隔断件95上设置与环状斜面941相匹配的环状凸起951，当隔断件95与环状斜面941相贴合时，环状凸起951刚好卡在隔断件95与环状斜面941形成的夹角处。
如上所述，可较好地实现本实用新型。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。
