感應(yīng)式廢水自動沖洗水箱的設(shè)計①

洪金中， 安洪欣， 蘆 穎， 蘆 佳

(1.佳木斯大學，黑龍江 佳木斯 154007;2.南京航空航天大學，江蘇 南京 210016)

0 引言

水資源的危機是一個世界性的話題，我國水資源匱乏十分嚴重，根據(jù)水利部的一項統(tǒng)計，我國669個城市中居然有400個供水不足，其中110個城市缺水比較嚴重;14個沿海開放城市中有9個嚴重缺水，在32個百萬人口以上的特大城市中，有30個長期受缺水困擾.節(jié)約用水是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施，節(jié)水工作是一項重大社會工程.公共場所用水在城市用水中占有很大比重，如學校、車站、商場等，而用于衛(wèi)生間沖洗的用水量大約占公共場所用總用水量的50% ～60%，可見衛(wèi)生間沖洗設(shè)備是否節(jié)水對水資源節(jié)約具有重要意義.現(xiàn)在公共衛(wèi)生間沖洗水源均為自來水，而洗手盆內(nèi)污水和其它可利用的污水都直接排掉了，如果能夠用這些污水沖洗衛(wèi)生間，做到水的二次利用，將極大地節(jié)約水資源.

1 廢水自動沖洗水箱的結(jié)構(gòu)

廢水自動沖洗水箱可用于學校、機關(guān)單位、企業(yè)、車站、鬧市區(qū)等人多場合的公用槽式衛(wèi)生間，它與普通供水箱相比增加了一個廢水儲水箱，用來儲備搜集來的各種可利用廢水[1].廢水自動沖洗供水箱的結(jié)構(gòu)如圖1所示:1、廢水進水口;2、恢復(fù)彈簧;3、浮球;4、廢水儲水箱;5、轉(zhuǎn)桿;6、支點;7、防溢口;8、廢水儲水箱出水口;9、連動桿;10、過濾網(wǎng);11、排污口;12、排污閥;13、沖洗水箱廢水進水口;14、浮球閥;15、浮球;16、進水閥門;17、活塞;18、活塞拉桿;19、支點;20、轉(zhuǎn)軸;21、自來水入水口;22、排水閥;23、排水管;24、手拉桿;25、防溢口;26、信號輸出線;27、沖洗水箱;28、紅外傳感器;29、控制器;30、可調(diào)按鈕;31、電源線.

圖1 廢水自動沖洗供水箱的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 雙沖洗水路

2 廢水自動沖洗水箱的供水原理

2.1 廢水和自來水雙供水系統(tǒng)工作原理

廢水自動沖洗水箱面臨的最大一個問題就是廢水水量不穩(wěn)定，因為廢水水量不受人為控制，有時水量大有時水量小，如果直接將廢水排入沖洗水箱，水量不足時無法完成一次沖洗，因此當廢水水量不足時應(yīng)用自來水補足，保證沖水過程順利完成.

在設(shè)計過程中增加了廢水儲存水箱，它不僅可以幫助完成自來水補水過程，還能夠更多地儲存廢水，使廢水不至于浪費.如圖1所示，廢水經(jīng)進水口1進入水箱進行儲存，當沖洗水箱完成一次沖洗后需要進水時，浮球15上升打開浮球閥14，此時如果廢水儲水箱里有足夠的水，浮球3上升，在恢復(fù)彈簧2的帶動下轉(zhuǎn)桿5繞支點6旋轉(zhuǎn)，推動連動桿9關(guān)閉自來水進水閥16，則廢水從進水口8經(jīng)過濾網(wǎng)10、廢水進水口13進入水箱，為沖洗水箱補水;如果廢水儲水箱里水量不足或無水可用，則水位較低，浮球3下沉，由于重力大于彈簧彈力，轉(zhuǎn)桿5轉(zhuǎn)動，拉動連動桿9打開自來水的進水閥門，自來水從閥門16進入水箱，輔助完成水箱的蓄水工作.

2.2 浮球閥控制進水的原來

當水箱水位低時，浮球15隨水位降低，通過固定浮球15的連桿帶動浮球閥14體內(nèi)的活塞往外拉，使閥體和活塞之間產(chǎn)生空卻，能夠使水進入水箱;水箱水位到設(shè)定的高度位置時，浮球隨水位上升所產(chǎn)生的力通過連桿把閥體內(nèi)的活塞往閥體內(nèi)推，由于活塞的頂端安裝有密封橡膠墊圈，閥體內(nèi)的出水口又加工的比較平整、光滑，浮球的浮力超過水壓力時，安裝有密封橡膠墊圈的活塞與閥體內(nèi)出水口被頂緊密封，進水也就被浮球閥14關(guān)閉了，停止進水，水箱水位保持靜止，該裝置進入準備沖洗狀態(tài).

3 感應(yīng)式控制器的沖水原理

感應(yīng)式自動沖洗控制器擁有感應(yīng)探頭自動感應(yīng)，探頭采用紅外線作為信號源，當有人進入感應(yīng)區(qū)(紅外線監(jiān)測距離長可達12m)，紅外探測器28啟動工作程序，把第一個感應(yīng)信號做為等待時間起點送到控制器29，控制器29內(nèi)的微電腦程序調(diào)整時間發(fā)出指令，時間長短可以根據(jù)需要通過可調(diào)按鈕30人為設(shè)定，按照設(shè)定的等待時間，控制器29中的延時計時電路開始倒計時，以后無論感應(yīng)區(qū)進出多少人，程序一直鎖定在等待狀態(tài)，當?shù)褂嫊r走到“0”時，啟動沖洗程序.沖洗信號通過信號輸出線26接通排水閥22，排水閥22里面的電磁鐵產(chǎn)生電磁效應(yīng)，排水閥被吸起同時打開，水進入排水管23，沖洗水槽.經(jīng)過40秒延遲后，控制指令撤銷，排水閥22里面的電磁鐵失去電磁效應(yīng)回落，排水閥22同時關(guān)閉.浮球閥由于浮球下降而打開，水箱又開始進水.此后如果無人進入感應(yīng)區(qū)，系統(tǒng)進入待機狀態(tài)，不再沖洗.手拉桿24作用是控制器29失控或停電的情況下，手動排水.這樣就實現(xiàn)了無人不沖洗，有人則在設(shè)定的時間后沖洗.夜間和無人使用時自動停沖，實現(xiàn)節(jié)水功能.

4 雙沖洗水路

公共場所常用槽式衛(wèi)生間蹲位多，水槽長度因此也比較長，通常水箱沖力由水箱高度決定，要想沖洗干凈水箱必須足夠高，衛(wèi)生間水箱高度又受建筑物高度的控制不可調(diào)整，要想增大沖力必須使用加壓裝置，這無疑是一種浪費.如果采用雙水路沖洗設(shè)計，如圖2，兩條水路一前一后同時沖洗，可以縮短了每條管路沖洗的長度，每段沖洗長度可以根據(jù)實際需要進行調(diào)整.

5 結(jié)語

感應(yīng)式廢水自動沖洗水箱利用廢水對衛(wèi)生間進行沖洗，極大地節(jié)約了水資源，節(jié)水效果可達60% ～90%，并且建設(shè)成本低，用電功耗小，適用于學校、商場、醫(yī)院、機關(guān)等槽式水沖衛(wèi)生間.水是人類賴以生存的重要物質(zhì)，節(jié)約水資源是全社會的責任，是建設(shè)節(jié)約型社會的重要組成部分，希望全社會都能關(guān)注水的節(jié)約和再利用.

[1]雷悅，羅齊漢，肖紅文，譚中華，馬良珺.一種新型馬桶節(jié)水裝置的研究[J].節(jié)能.2008，11:54－56.