[0001] 本发明涉及卫生间集便器技术领域，尤其涉及一种用于收集粪便和废水的紧凑式集便系统。

[0002] 如今室内的卫生间利用虹吸原理将大量的水吸进进水管进行冲洗，冲洗完成后排向室外下水井。而大型运输交通工具内的卫生间一般采用座便器和蹲便器的方式，座便器和蹲便器一般采用直排式结构，即水冲洗完成后直接直排到车下，不仅会污染环境，还造成了水资源的浪费。

[0003] 中国实用新型（201320606197.4：列车真空集便系统）公开了一种列车真空集便系统，包括一便器，所述便器通过排泄阀与污物箱相连通，其特征在于，它还包括与所述便器配合、并用于对所述便器进行冲洗并由所述污物箱收集排泄物的气水控制盘，所述气水控制盘上至少包括设置一过滤减压阀和一水增压器，经所述过滤减压阀对输入的压缩空气进行过滤减压后输出给所述水增压器，便于排水冲便；一真空发生器，所述真空发生器与处于密闭状态下的所述排泄阀至污物箱的空间相连通，用于对该空间进行真空处理，便于开启排泄阀而将粪便吸进污物箱内；监测所述排泄阀至污物箱内空间气压的压力开关和对该空间进行抽真空处理的真空开关；一PLC控制单元、所述PLC控制单元至少包括PLC、所述真空开关和压力开关；由所述PLC控制单元控制所述真空开关和压力开关的工作。

[0004] 上述发明实现了粪便自动冲洗和收集，解决了使用时噪声低，低温下也可以正常工作的问题；但是在整个收集粪便的过程中，结构不够紧凑简化，对各个环节的不能实施有效的控制，在一定程度上比较浪费水。

[0038] 下面结合附图说明本发明的实施例，但不应限于以下实施例：图1是本发明紧凑式集便系统整体结构原理图，根据图1对本系统的工作原理进行阐述。紧凑式集便系统包括净水箱1、顶置水箱2、上水泵3、便器4、废水收集箱5、温水箱6、中转箱7、洗手盆8、增压水箱9、控制模块10、污物箱11和供水盘。顶置水箱2安装于卫生间的顶部，净水箱1和污物箱安装于卫生间的底板下面，上水泵3、便器4、废水收集箱5、温水箱6、中转箱7、洗手盆8、增压水箱9、供水盘置于卫生间内。净水箱1与顶置水箱2通过上水泵3连接；
顶置水箱2的出口与便器4、温水箱6、洗手盆8连接；便器4的排污口与中转箱7连接；温水箱6与洗手盆8连接，可以为洗手盆8提供温水，洗手盆8的出口与废水收集箱5的入口连接，废水收集箱5的出口与中转箱7连接，中转箱7的排污口与污物箱11连接；供水盘包括电磁阀12、电磁阀13、电磁阀14、过滤器、单向阀25和电磁阀15，供水盘是由控制模块10进行控制。中转箱7与便器4之间设有排污阀16，中转箱与废水收集箱5之间设有排污阀18，中转箱7与污物箱11之间设有排污阀17。废水收集箱内设有液位传感器19，便器4内设有液位传感器21，顶置水箱2内设有高液位传感器22和低液位传感器23。

[0039] 本发明主要是利用压差原理将粪便和废水收集到污物箱内，收集粪便和废水的过程既省水又不污染环境。当顶置水箱2检测到水位低时，低液位传感器22发出指令，使位于顶置水箱2和净水箱1之间的上水泵3开始工作，通过上水泵3施压，将净水箱1中的净水输送到顶置水箱2中，顶置水箱2中的高液位传感器23检测到水位达到预设高度时发出指令，上水泵停止工作，顶置水箱2上设有排气阀，可以保证注水时将水箱内多余气体排出，不会产生正压力；顶置水箱还设有溢流管，所述溢流管连接到卫生间地板下部的排水管。

[0040] 顶置水箱2内的净水靠重力进入温水箱6、便器4和洗手盆8，当清水进入到温水箱6，温水箱6内的气体会从箱体顶端排气阀中排出，直到注满水后，排气阀被关闭。温水箱内设有加热管，可以对温水箱内的净水进行加热，直到达到的预设温度，温水箱箱体外包装
10mm保温材，使温度不会轻易损失，可以为位于洗手盆上方的水龙头持续供应热水。温设置为60°C左右，通过自动调温器进行控制，当温度超过65°C时另一个温控器会发生报警信号，当温度下降到设定值以下具有自动复位功能温水箱还设有80°C超高温控制器，会自动切断电源，需手动复位。温水箱受系统控制单元的控制。如果温水箱中没有水，温水箱的加热自动切断。温水箱保护等级IP55 ，
洗手盆内的废水通过管道直接排放到废水收集箱5内，打开位于废水收集箱5与中转箱
7之间的排污阀18，可将废水收集箱中的废水收集到中转箱7中。

[0041] 卫生间内装有短行冲洗按钮，当按下冲洗按钮时，电磁阀12打开，压缩空气通过梭阀进入增压水箱9中，增压水箱被施压后，通过便器4中的水喷嘴对便器进行冲洗，同时电磁阀13、电磁阀14打开，使位于中转箱内的真空发生器工作，进而使得位于便器后面的中转箱7产生真空，约为-50KPa。用时约7秒钟，吸出的臭气被排入到污物箱11内。电磁阀12、电磁阀
13、电磁阀14关闭，排污阀16打开，便器4内的污物被吸入到中转箱7，排污阀16关闭，电磁阀
13打开，使中转箱7产生正压力，排污阀17打开，中转箱11内的污物和废水被推进污物箱11内，然后关闭排污阀17，完成了对污物和废水的收集。

[0042] 增压水箱9上设有高水位传感器20，当高水位传感器20检测到增压水箱无水或水位低时，电磁阀15会被打开，顶置水箱2内的水靠重力将水注入到增压水箱内，水注满后，关闭电磁阀15。增压水箱9内多余的气体会通过梭阀排出，从而完成了一个冲洗循环。

[0043] 便器4内设有液位传感器21，当便器内的水位达到设定高度时，中转箱会对便器无水吸污，如三次水位还没有降低，便会报故障。

[0044] 卫生间的外门侧壁上设有卫生间故障信息显示器，用于显示卫生间是否处于故障状态。

[0045] 在卫生间内靠近便器和洗手盆区域各安装了1个紧急按钮，按压此按钮，卫生间外部的SOS指示灯闪烁，出现报警现象。

[0046] 图2为顶置水箱2的结构示意图，其中包括高液位传感器22、低液位传感器23和净水箱接口211；顶置水箱通过净水箱接口与净水箱连接，当顶置水箱检测到水位低时，低液位传感器23发出指令，净水箱中的净水通过上水泵的施压注入到顶置水箱中，当顶置水箱中的水位达到预设值时，高液位传感器22发出指令，上水泵停止工作，净水箱停止向顶置水箱注水。

[0047] 图3为温水箱的结构示意图，包括洗手盆接口311，温控器312，顶置水箱接口313,和复位按钮314；通过顶置水箱接口313可以将顶置水箱中的净水注入到温水箱中，直到达到温水箱的容量7升，停止注水。温水箱内装有加热管，加热功率为1 kW，工作电压400VAC。水温设置为60°C左右，通过温控器312进行控制，当温度超过65°C时另一个温控器会发生报警信号，当温度下降到设定值以下具有自动复位功能温水箱还设有80°C超高温控制器，会自动切断电源，需手动调节复位按钮314进行复位；温水箱内的温水通过洗手盆接口311向洗手盆持续提供热水。

[0048] 图4为废水收集箱的结构示意图，包括中转箱接口411，液位传感器412和洗手盆接口413；洗手盆内的废水通过洗手盆接口413排放到废水收集箱内，当废水收集箱为的水位达到预设值时，液位传感器412发出指令，打开排污阀19，废水收集箱5内的废水通过中转箱接口411排放到中转箱中。

[0049] 图5为供水盘的结构示意图，包括顶置水箱接口511，温水箱接口512，净水箱接口513、过滤器和水泵。

[0050] 图6为中转箱的结构示意图，包括容器罐611、增压水箱612、真空发生器、排污口613、滑阀614、废水入口615、液位传感器616、单向阀617、底座618和排气阀619；容器罐611采用316L不锈钢材料焊接而成，中转箱通过压差原理滑阀614打开，将便器4、废水收集箱5内的污物通过废水入口615将废水收集到容器罐611内，当容器罐611内的液位达到预设值时，液位传感器616发出指令，电磁阀13打开，使中转箱7产生正压力，排污阀17打开，中转箱
11内的污物和废水通过排污口613被推进污物箱11内。

[0051] 图7为污物箱的结构示意图，包括溢流管711，污水入口712，冲水连接接口713，浮子式液位传感器714，污水出口715和紧急排水螺堵716；溢流管711设于污物箱内胆和外皮夹层之间，从污物箱顶部至底部，底部设有溢流口。

[0052] 污水入口712为2个，分别连接废水收集箱和便器，进行废水和污物的收集；浮子式液位传感器714的水位刻度有25%、50%、75%、100%，检测到的水位信号传送给卫生间的控制模块；浮子式液位传感器易于拆卸和安装，并能保证水箱的密封性良好，传感器的电器连接器易于拆卸和紧固。

[0053] 冲水连接接口713通过站台一侧的污物箱检查门操作控制，以保证水箱内部的冲洗嘴必须能清洗到水箱内表面、液位传感器。紧急排水螺堵716主要用于紧急排水。

[0054] 污物箱内还设有加热装置和温控器717，加热装置的功率为2KW，固定在箱体底部；污物箱内设有4个温控器，包括2个5- 15℃工作温控器，1个30℃报警温控器，1个40℃超温温控器，超温温控器启动后系统自动切断电源，温控器的诊断信号可传送给卫生间控制单元以作为诊断依据；温控器717发出的信号还可以对加热装置进行打开和关闭控制。

[0055] 图8 为净水箱的结构示意图，包括供水管811，注水口812，溢流管813，浮子式液位传感器814、紧急排水螺堵815、温控器816和排水阀；供水管811的数目为3可以向顶置水箱、温水箱和供水盘提供净水；溢流管813设于净水箱内胆和外皮夹层之间，从净水箱顶部至底部，底部设有溢流口；排水阀可以实现净水箱冷冻排水；浮子式液位传感器814的水位刻度有5%、25%、50%、75%、100%，检测到的水位信号传送给卫生间的控制模块；浮子式液位传感器易于拆卸和安装，并能保证水箱的密封性良好，传感器的电器连接器易于拆卸和紧固。紧急排水螺堵815可以实现紧急排水。

[0056] 净水箱内还设有加热装置和温控器816，加热装置的功率为2KW，固定在水箱的底部，净水箱内设有4个温控器816，包括2个5- 15℃工作温控器，1个30℃报警温控器，1个40℃超温温控器，超温温控器启动后系统自动切断电源，温控器的诊断信号可传送给卫生间控制单元以作为诊断依据；温控器717发出的信号还可以对加热装置进行打开和关闭控制。

[0057] 图9为液位显示器示意图，液位显示器采用常亮形式，并且液位显示器上设有液位刻度。

[0058] 紧凑式集便系统可分为蹲式卫生间集便系统（如图10所示）和座式卫生间集便系统（如图12所示），两者的工作原理与前面所述的集便系统的工作原理相同。

[0059] 图11为蹲便器组件结构示意图，包括蹲便器a，喷水嘴b，水压软管c，滑阀d，气控阀e，液位传感器f；当按下冲洗按钮时，压缩空气进入增压水箱，增压水箱被施压后，增压水箱中的水通过水压软管c流入喷水嘴b，喷水嘴b排出水对蹲便器进行冲洗，当蹲便器内的水位达到预设值时，液位传感器f发出指令，喷水嘴b停止排水，同时打开滑阀和气控阀，使得蹲便器内的污物和污气排入到污物箱中。

[0060] 上文所述的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，他们并不是用以限制本发明的保护范围，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种改变均属于本发明的保护范围。