專利名稱：免水沖無排放生態(tài)廁所的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及全新結構的免水沖無排放生態(tài)廁所技術領域，尤其是一種免水沖無排放生態(tài)廁所。
背景技術：
現(xiàn)時代居住環(huán)境的改善使廁所的面貌發(fā)生了翻天覆地的變化，廁所的名字也鮮有人提及了，代替它的稱謂是衛(wèi)生間、盥洗室等，但這些成果，都是建立在上下水設施完善的地方才能得以實現(xiàn)的。那么在無水、缺水、水貴如油的地方人們該怎樣解決如廁的問題呢？ 另外即便是在繁華的城市，也常會有臨時性的集會，短期的工程建設，即發(fā)的偶然事件等情況，為此解決廁所問題也是頗令人頭痛的，因為完成上下水設施決不像拉一根電線那么方便，為臨時問題而大興土木，經(jīng)濟上不合算、時間上來不及。近年來，出現(xiàn)了一種可以搬運的、免水沖無排放生態(tài)廁所，巧妙的解決了這一問題。所謂免水沖無排放生態(tài)廁所，就是利用某些微生物對糞便有很強的生物降解功能，能在很短的時間內將相當量的類便分解干凈，變成氣體，殘留物極少。為了有利于這些微生物的大量繁殖和強化其降解糞便的活性，廁所要提供其適宜的溫度、濕度和足夠的氧氣，所以說免水沖無排放生態(tài)廁所就是一臺益菌溫床，一臺生化反應器，更具體的說是一臺采用固態(tài)發(fā)酵法的生化反應裝置，這樣的廁所將糞便摻入大量富含降解菌的蓬松的生物基料中，同時將這些摻合物加熱、通風，在維持合適的溫度、濕度和富氧環(huán)境下，不斷的攪拌， 以提高廁所裝置分解糞便的效率。近年來，有關此類免水沖無排放生態(tài)廁所的研究報道很多，專利也不少，其中發(fā)明專利就有CN1389308A、CN1647735A、CN1453077A、CN1714727A、CN1498868A、CN101658398A、 CN102167447A。設計生化反應器是個關鍵問題，即往的諸項專利采用的生態(tài)廁所內膽(生化反應器容器)均為軸向視圖為U形，俯視為矩形的容器，即下部是個半圓桶，上部是個方箱子的組合體，以半圓圓心為攪拌軸心，攪拌槳葉有耙型、盤型、帶型、方板型等，作為微生物載體的生物基料裝在U型槽內，裝料高度埋過底部半圓桶體不多。截面U型的方槽上沿，鋪裝能承重人體的鋼板，其上面，軸向開口鑲裝蹲便器，蹲便器后面，再開一洞口裝筒管和抽排風扇，進風口為蹲便器下排便口 ；容器底部及兩側包裝電加熱層和保溫層。這種結構型式與傳統(tǒng)坑廁的布局構造型式差別不大，坑廁即下為糞坑、上鋪板開口，人蹲其上排便。此類免水沖無排放生態(tài)廁所的進步是加了通風、攪拌、加熱裝置，結構材料換成了金屬，其最大最本質的創(chuàng)新是在容器內投加摻入了大量的富含降解菌的蓬松的生物基料。上述專利所采用的U型槽底部為半圓孤型，是不能直接安放在平地上的，必須用鋼架支撐，鋼架外再包裝飾板。而為保證人下蹲所需的功能空間尺寸，支撐的人的鋼架與上鋪平板尺寸也不能太小了，故這類裝置的重量較大且沉。因U型槽高度往往在1米左右，入廁的人必須登上才行，所以這些廁所必須在門口配置梯子、臺階、踏槽踏板等，不能作到無障礙進入，擺放在公共場卻不能方便老弱病殘，遺憾。這樣的上方下圓的U型槽雖容積大，但其攪拌軸裝在槽下部，攪拌型式為上下翻動，裝生物質基料量就不能大，只能埋過下部半圓體不高處，有效容積率<60 %，U型槽的加熱面積雖大，但僅底部、下部有效，上部兩側只能加熱容器頂部空氣，而上部進風口與出風口都開在上平板面上，相距很近，抽入的空氣很多走了捷徑直接排出，不能有效的分配在生物基料中，起不到對微生物供氧的作用，這就不得不加大抽風量，而不斷進出的空氣會大量帶走容器上部的熱量，加熱效率很低，故使用這種類型的生態(tài)廁所往往是省水、費電，運行費用高。發(fā)明專利CN101658398 A下了些功夫對此類廁所進行了改進，但實質上僅是將板式房換成帳篷式，登廁的階梯改換成了吊板踏槽，對關鍵的生化反應器則無本質改進，只是在尚可免強適于人體下蹲所需的功能空間的條件下，盡可能縮小其尺寸，就這樣犧牲了入廁的便利舒適度，降低了廁所的功能效率(投裝生物質基料量減少)，也沒減去多少重量和尺寸。該型廁所系為部隊野營拉練而備，供年青健康的戰(zhàn)士使用之還可，對傷病員來說也只能對其望洋興嘆了。創(chuàng)新設計，從根本上摒除此類免水沖無排放生態(tài)廁所的弊病，發(fā)揚其優(yōu)勢，很有必要。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有的免水沖無排放生態(tài)廁所有效容積率小、體積大、重量比較重、保溫性能差以及入廁有障礙的不足，本發(fā)明提供了一種免水沖無排放生態(tài)廁所。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種免水沖無排放生態(tài)廁所，它的主體是降解糞便的生化反應器，所述生化反應器的外殼為兩平行并列的圓筒，兩端由腰形盒體聯(lián)通，組成一個環(huán)狀封閉容器，所述圓筒內分別設有螺旋輸送攪拌裝置，葉片旋轉方向相反，所述圓筒的一端設有電機及變速傳動裝置，可使兩圓筒內置螺旋輸送攪拌裝置相互按等速、逆向旋轉，一反一正，推動內裝的含豐富降解細菌的生物基料沿環(huán)狀運動并上下翻轉，得到充分攪拌混合。所述電機及變速傳動裝置可裝在圓筒的任意一端，變速傳動裝置可采用齒輪、皮帶、渦輪、蝸桿等形式，但必須保證兩圓筒內的螺旋葉片轉速相同，轉動方向相反，且轉動方向與螺旋葉片傾斜前推物料的方向一致。在生化反應器未裝電機的一端設有能方便開啟的門閘，供裝卸生物基料用，在不會影響螺旋獎旋轉運動的門閘中央處開一小洞供裝插溫度轉感器，所述生化反應器的上方設有坐便器或者蹲便器，其中一個圓筒上方的開口洞與坐便器或者蹲便器的下排口聯(lián)通，糞便落入圓筒內，即被循環(huán)運動的生物基料裹挾帶走，在不斷的軸向、徑向運動中得到充分的攪拌混合。另一個圓筒側上方的孔洞聯(lián)接管筒和抽排風扇，維持系統(tǒng)內空氣充分流通，有利于排濕和為降解細菌供氧。所述圓筒內填充著生物基料。所述生物基料由一種或多種木質纖維素含量高的、親水、持水性好的天然物質組成，如小木塊、木屑、刨花、蔗楂、棉籽殼、碎禾秸桿、玉米芯等，其上接種、培養(yǎng)繁殖了大量活性強的好氧降解菌，分解糞便的能力特強。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，進一步包括所述兩個圓筒的長度均要大于一個成年人蹲、坐時的最大寬度，最適宜為750mm 1000mm，圓筒直徑要小于一般坐便器的高度，最適宜為300mm 350mm，總有效裝填容積要大于70升。優(yōu)選地，所述兩個圓筒的總有效裝填容積為120 150升。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，進一步包括所述兩個圓筒的殼外包裹電加熱層和保溫層。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，進一步包括所述螺旋輸送攪拌裝置的葉片旋轉方向相反。螺旋葉片可以有中心軸，也可以無中心軸，螺旋葉片可以有洞、外沿有缺、局部反向等構造，以利于筒內的生物基料和糞便在沿環(huán)狀運動并上下翻轉時還有部分前后翻滾，強化攪拌效果。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，進一步包括所述門閘上設有溫度傳感器。所述門閘為圓型或者方型，開啟方式可用法蘭、手動快開件等形式，以簡單、方便、可靠、實用為宜，例如法蘭加盲板。門閘上開設一小孔供插裝溫度傳感器，通過自控儀表控制反應器內適宜的溫、濕度，促使分散在生物基料中的糞便快速被細菌生物降解。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，進一步包括所述連接便器排便下口的開口洞和對應的連接抽排風機的孔洞，均分別位于兩圓筒軸向中央。坐便器或蹲便器置于生化反應器圓筒上方，其下排口可與在任一圓筒上方的開口洞聯(lián)通，此口也為空氣進口 ；而在另一圓筒對應位置的側上方開一孔洞，作為空氣出口，接裝管筒和抽排風扇，以維持生化反應器內氧氣的充足，并調節(jié)器內的溫、濕度，使其內裝的生物基料的降解細菌繁殖力、活力強盛，加快糞便的分解速度。空氣進口與出口最適宜都開在圓筒軸向中央，兩洞相距最遠，這樣進氣會向洞口左右兩側沿筒管向抽排氣口流動，通過筒管與螺旋漿葉以及翻滾運動著的生物基料的間隙才能到達出口，整個環(huán)型容器都有空氣流過，分布均勻。本發(fā)明的有益效果是，這種免水沖無排放生態(tài)廁所摒棄了即往免水沖無排放生態(tài)廁所所采用的U型槽容器生化反應器，采用并列雙筒環(huán)形容器的生化反應器。這種裝置的安裝方式與過去一切類型的生態(tài)廁所都不同。其在廁內要橫向安裝(筒軸線垂直于人兩側墻壁)，人不必蹲騎其上排便，故可安裝坐便器。人的排便行為所需的空間尺度也不受設備尺寸的制約，可實現(xiàn)使用人無障礙入廁，方便的為老、弱、病、殘者使用。也可為健康人裝蹲式便器，臺階很低，人平步入廁后抬步即可登上蹲便位置。本發(fā)明的生化反應器采用螺旋輸送攪拌裝置，這種裝置具備在筒管內輸送、攪拌混合物料的雙重功能，而且可以改變輸送的方向，是技術成熟的機械結構。可以完美的完成生物質基料與糞便的環(huán)形傳送并同時得到充分的攪拌、混合、分散，使糞便與生物基料得到最充分的摻合且沒有死角，降解糞便效率尚O本發(fā)明的裝置容器有效容積率高，結構合理，選較薄的材料就可負荷較大壓力， 總體重量輕，體積小，密封性好、易加熱、易保溫，省電節(jié)能。還應特別指出的是構造本發(fā)明主體生化反應器的主要部件，如容器的圓筒、內置的螺旋輸送攪拌漿葉，都有系列的標準商品可供選購，可放便的進行制造組裝，易于批量生產，生產成本低。這種免水沖無排放生態(tài)廁所符合現(xiàn)代環(huán)保的理念易于使用推廣。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明的軸測圖2是本發(fā)明一個實施例坐便式的縱剖圖； 圖3是本發(fā)明一個實施例坐便式的橫剖圖；圖4是本發(fā)明另一個實施例蹲便式的縱剖圖； 圖5是本發(fā)明另一個實施例蹲便式的橫剖圖。圖中1.外殼，2.腰形盒體，3、螺旋輸送攪拌裝置，4、電機及變速傳動裝置，5、生物基料，6、連接便器的開口洞，7、連接抽排風扇的孔洞，8、抽排風扇，9、門閘，10、溫度傳感器。
具體實施例方式如圖1是本發(fā)明的軸測圖，一種免水沖無排放生態(tài)廁所，包括降解糞便的生化反應器，所述生化反應器的外殼1為兩平行并列的圓筒，兩端由腰形盒體2聯(lián)通，組成一個環(huán)狀封閉容器，所述圓筒內分別設有螺旋輸送攪拌裝置3，所述圓筒的一端設有電機及變速傳動裝置4，另一端設有門間9，所述生化反應器的上方設有坐便器或者蹲便器，其中一個圓筒上方的開口洞6與坐便器或者蹲便器的下排口聯(lián)通，另一個圓筒側上方的孔洞7聯(lián)接管筒和抽排風扇8，所述圓筒內填充有生物基料5。所述兩個圓筒的長度均為750mm 1000mm，圓筒直徑為300mm 350mm，填充生物
基料有效容積大于70升。優(yōu)選地，所述兩個圓筒填充生物基料有效容積為120 150升。 所述兩個圓筒的殼外包裹電加熱層和保溫層。所述兩個螺旋輸送攪拌裝置3的葉片旋轉方向相反。所述門閘9上設有溫度傳感器10。所述門閘9為圓型或者方型。所述開口洞6連接便器、孔洞7接抽排風扇，兩孔口分別位于兩圓筒軸向中央。圖2和圖3是本發(fā)明坐便式的示意圖；所述生化反應器，空氣流通比較好，容積率比較大，重量比較輕，體積比較小，而且可以保證無障礙入廁，它的上方設有坐便器。圖4和圖5是本發(fā)明蹲便式的示意圖；所述生化反應器的上方設有蹲便器，使用比較方便。本發(fā)明摒棄了以往一切免水沖無排放生態(tài)廁所的雷同模式，除了保留使用微生物降解糞便的方式外。對其傳統(tǒng)的布局、結構、形狀、安裝、運行方式諸元素進行了徹底的創(chuàng)新。為了解決前述的此類免水沖無排放生態(tài)廁所存在的體積大、質量重、耗電高、不能無障礙使用(有臺階)等痼疾，本發(fā)明提供了一種并列雙筒組成的環(huán)形容器生化反應器， 其結構緊湊、易密封、外形簡潔。眾所周知筒形結構的力學性能好，較薄的壁厚就可承受大的內、外壓力，并列的雙筒可以放便的擺放在地面上，不需要再附加沉重的鋼制框架支撐和扶持，也勿需鋪裝能承重人體的大尺寸厚鋼板，即便是對其進行方箱式包裝，也僅需采用簿材，僅考慮滿足結構要求、不考慮外加荷重，因此本發(fā)明提出的生化反應器容器與以往的U型槽容器相比，重量、體積、外形尺寸都減少很多。本發(fā)明的生化反應器，平放高度與圓筒直徑大致相同，一般小于380mm，低于坐便器高度，其在廁所內的位置、安裝方式與過去一切類型的生態(tài)廁所都不同。其在廁內要橫向安裝，圓筒軸線垂直于人兩側墻壁，人不必蹲在其上排便，故可安裝坐便器。人的排便行為所需的空間尺度也不受設備尺寸的制約，可實現(xiàn)使用人無障礙入廁，方便的為老、弱、病、殘者使用。當然，也可為健康人裝蹲式便器，人平步入廁后抬步即可登上蹲便位置。本發(fā)明的生化反應器采用螺旋輸送攪拌裝置，這種裝置具備在筒管內輸送、攪拌混合物料的雙重功能，而且可以改變輸送的方向，是技術成熟的機械結構。并列雙筒環(huán)形生化反應器內置的兩個螺旋輸送攪拌裝置，運轉方式為同速、反向，可以完美的完成生物質基料與糞便的環(huán)形傳送并同時得到充分的攪拌、混合、分散。螺旋槳葉有多種型式，功能有別。本發(fā)明選用輸送與攪拌混合功能兼具的類型，此類型有螺旋帶中間有開孔的、螺帶邊沿有矩形缺口的、螺間裝反向葉片的等等，這些種類的螺旋槳葉在圓筒內旋轉時，都可以在完成物料的軸向推進、徑向上下翻滾的同時，還伴同有沿軸向大運動的局部前后翻滾，使糞便與生物基料得到最充分的摻合且沒有死角，遠優(yōu)于U型槽內諸型攪拌的混合效果。本發(fā)明采用的筒型螺旋輸送攪拌裝置可以在裝填較多物料的情況下正常運轉，所以此生化反應器有效容積率高，如一米長、直徑Φ350mm的雙筒環(huán)型生化反應器在充填系數(shù)為75%時，即可充堵144升生物質基料，比一般又大又笨的U型槽容器生化反應器的裝料量還要大。所似在滿足一般使用負荷的情況下，還有進一步減小筒體直徑的冗余量。為維持生物質基料中好氧降解菌的生長繁殖，強化其對糞便的分解功能，充分的氧氣供給是必要條件之一，本發(fā)明提供的雙筒環(huán)型生化反應器的空氣進出口，分別置于兩筒的中央，這使兩洞口的通道距離達最長，且左、右環(huán)道等距。空氣被抽入進口后分左、右方向向出口流動，需曲折的穿行于螺旋攪拌與筒壁以及翻滾運動著的物料間的隙縫，經(jīng)半個環(huán)的距離才能到達排氣口，不可能走捷徑直排而出。這個過程使得整個環(huán)型生化反應器的各個角落的所有生物基料都有充分的機會與空氣混拌接觸、充分的吸收氧氣，提高了空氣的有效利用率，這就可以減少向生化反應器的供排氣量，減少熱量散失，可觀的減少用電量。本發(fā)明提供的生化反應器采用的雙圓筒形結構，很容易對其筒壁施行全表面積包裹電加熱層和保溫層，加上本發(fā)明的反應器筒體內填充率大，攪拌好，物料全方位受熱，加熱效率自然高，保溫也好。而以往的U型槽容器，下部是料區(qū)，上部是空置區(qū)，攪拌效果較差，空置區(qū)兩側的電加熱層對加熱生物質料作用甚微，總的加熱效率低下；另外其頂部的平鋪蓋板上要鑲裝蹲便器，開抽氣口，兩洞相距很近，板面還要上人，故上平板沒有保溫層，即使有保溫層也沒實際用處，上部連續(xù)進出的空氣會散發(fā)相當?shù)臒崃浚訜岷捅匦Ч睢Ρ戎拢景l(fā)明又可節(jié)電不少。本發(fā)明將電機、減速、傳動諸元裝置在雙筒容器一端，電機置正中軸線，只要兩筒的螺旋攪拌軸端的被動輪直徑一致，經(jīng)電機減速傳動運轉后，自然實現(xiàn)同速、逆向旋轉，實現(xiàn)環(huán)型雙筒內生的生物質基料、糞便的摻合攪拌及不斷的環(huán)形運動。雙筒容器的另一端設置放料間門和溫度傳感器插頭。雙筒環(huán)型反應器橫裝在廁所內，可將兩端露出廁所兩側的壁板外，另加保護罩，這非常有利于機械部分和儀表部分的維護和裝拆。本發(fā)明提供的雙筒型生化反應器兩端是平板結構，形狀為腰形即以矩行兩短邊為直徑各加上個半圓。兩螺旋攪拌的四個軸承分裝在四個圓心上，所以這兩塊腰形平板要有足夠的厚度，以保障機械運轉正常，而且最少要有一塊裝電機的那塊腰形平板，可以活動裝拆開啟，以便筒內螺旋攪拌的裝拆維護，可開啟的平板與雙筒體的聯(lián)接可采用異形或者腰形法蘭聯(lián)接、簡單可靠。如果另一端的腰形平板也采用可裝拆開啟的形式，則其上面原設置的放料閘門可省去，只保留溫度傳感器插頭。本實施例意在更好的說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明申請的權利。
并列雙筒環(huán)型生化反應器尺寸要素筒長1000mm ；
筒直徑Φ32&μ (薄壁卷焊管)； 雙筒軸心距400_ ；
兩端封堵腰形板厚10mm (均采用法蘭式聯(lián)接)。填充物料
選碎松木、杉木生物基料(商品、已接種優(yōu)勢降解菌株)； 裝填容積系數(shù)75% ； 實際裝填量125L。螺旋攪拌
選有軸螺旋帶輸送攪拌器； 螺旋帶上開Φ 70mm孔洞，開孔率30% ； 軸承為滾柱軸承。加熱與保溫選可卷折式電加熱片； 保溫采用聚氨酯發(fā)泡材料。排風
選Φ 150mm軸流風扇抽引空氣。便器
不銹鋼直排式坐便器，內涂鈉米不粘防污涂料； 上平面距地評h430mm。
權利要求
1.一種免水沖無排放生態(tài)廁所，其特征是，它包括降解糞便的生化反應器，所述生化反應器的外殼(1)為兩平行并列的圓筒，兩端由腰形盒體(2)聯(lián)通，組成一個環(huán)狀封閉容器，所述圓筒內分別設有螺旋輸送攪拌裝置(3)，所述圓筒的一端設有電機及變速傳動裝置 (4)，另一端設有門間(9)，所述生化反應器的上方設有坐便器或者蹲便器，其中一個圓筒上方的開口洞(6)與坐便器或者蹲便器的下排口聯(lián)通，另一個圓筒側上方的孔洞(7)聯(lián)接管筒和抽排風扇(8 )，所述圓筒內填充有生物基料(5 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的免水沖無排放生態(tài)廁所，其特征是，所述兩個圓筒的長度均為750mm 1000mm，圓筒直徑為300mm 350mm，有效裝填容積大于70升。
3.根據(jù)權利要求2所述的免水沖無排放生態(tài)廁所，其特征是，所述兩個圓筒的有效裝填容積為120 150升。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的免水沖無排放生態(tài)廁所，其特征是，所述兩個圓筒的殼外包裹電加熱層和保溫層。
5.根據(jù)權利要求1所述的免水沖無排放生態(tài)廁所，其特征是，所述螺旋輸送攪拌裝置 (3)的葉片旋轉方向相反。
6.根據(jù)權利要求1所述的免水沖無排放生態(tài)廁所，其特征是，所述門閘(9)上設有溫度傳感器(10)。
7.根據(jù)權利要求1或6所述的免水沖無排放生態(tài)廁所，其特征是，所述門閘(9)為圓型或者方型。
8.根據(jù)權利要求1或6所述的免水沖無排放生態(tài)廁所，其特征是，所述開口洞(6)和孔洞(7)均位于圓筒軸向中央。
全文摘要
本發(fā)明涉及全新結構的免水沖無排放生態(tài)廁所技術領域，尤其是一種免水沖無排放生態(tài)廁所。它包括降解糞便的生化反應器，所述生化反應器的外殼為兩平行并列的圓筒，兩端由腰形盒體聯(lián)通，組成一個環(huán)狀封閉容器，所述圓筒內分別設有螺旋輸送攪拌裝置，所述圓筒的一端設有電機及變速傳動裝置，另一端設有門閘，所述生化反應器的上方設有坐便器或者蹲便器，其中一個圓筒上方的開口洞與坐便器或者蹲便器的下排口聯(lián)通，另一個圓筒側上方的孔洞聯(lián)接管筒和抽排風扇，所述圓筒內填充有生物基料。本發(fā)明結構簡單、緊湊，連接可靠，容積率大，體積小，重量輕，密封性能比較好，保溫性能好，節(jié)省能源，可以保證無障礙入廁，易于使用推廣。
文檔編號A47K11/02GK102488475SQ20121000204
公開日2012年6月13日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權日2012年1月5日
發(fā)明者李良柱 申請人:李良柱