一种机车卫生间排污系统及使用方法与流程

1.本发明属于机车设备技术领域，具体涉及一种机车卫生间排污系统及使用方法。


背景技术：

2.机车卫生间采用电动泵加压对水路进行加压，以使冲水压力达到设计要求，便器采用翻板机构控制通断。该系统能够实现预期功能，但实际使用中存在以下问题：
3.其一，冲水压力较低，便器冲洗的效果不佳；
4.其二，电动泵和翻板机构均存在故障率高的缺点，以电动泵为例，实际使用中需频繁维修，且使用时间达到三年左右就需要换新，大大增加了维护成本；
5.基于此，现有的机车卫生间排污系统既影响用户使用，产品体验感比较差，又存在维护成本高的缺陷。
6.对于翻板机构，现有技术中也有借鉴汽车产品而采用滑阀机构的案例，但滑阀为全塑料件构成。在极寒应用场景，塑料件和密封圈在静止时间稍长以后，会发生粘连，造成滑阀机构无法正常动作。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种机车卫生间排污系统及使用方法，用以解决现有技术中存在的上述问题。
8.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
9.第一方面，本发明提供了一种机车卫生间排污系统，包括气路单元、水路单元和排污机构；
10.气路单元包括高压风机、第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，高压风机上设有三个外延的气路；
11.水路单元包括依次相连的水箱、换向阀和囊泵，换向阀上设有第一进水口、排水口、加压口和换向口，换向阀通过第一进水口连通水箱，通过排水口连通排污机构，通过加压口连通囊泵，通过换向口连通气路单元；
12.相应地，三个气路中的一者构造为连通囊泵的加压气路，一者构造为连通换向口的换向气路，一者构造为连接排污机构的排污气路，第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀分别设置在加压气路、换向气路和排污气路上，其中，换向气路用于控制换向阀的连通方向，以形成水箱通过换向阀连通囊泵的供水回路，或，囊泵通过换向阀连通外界的排水回路。
13.在一种可能的设计中，高压风机的加压值介于480-520千帕。
14.在一种可能的设计中，排污机构包括便器、气动滑阀和污物箱，便器上具有第二进水口和排污口，第二进水口通过冲水管连通换向阀的排水口，相应地，冲水管上设有第四控制阀，排污口通过气动滑阀连通污物箱，气动滑阀连接排污气路。
15.在一种可能的设计中，气动滑阀选用不锈钢滑板。
16.在一种可能的设计中，换向阀的排水口上连接有三通阀，三通阀具有两个出水口，两个出水口中的一者连接排污机构，另一者连接有延伸至洗手池的洗手管路，洗手管路上设有第五控制阀。
17.在一种可能的设计中，还包括控制单元，控制单元包括控制子单元和传感器子单元，控制子单元分别电连接于气路单元、水路单元、排污机构和传感器子单元，传感器子单元固定在排污机构上。
18.第二方面，本发明提供了一种基于所述的机车卫生间排污系统的使用方法，
19.其中，所述机车卫生间排污系统包括排污机构和洗手管路，排污机构包括便器、气动滑阀和污物箱，便器通过冲水管连通换向阀，冲水管上设有第四控制阀，洗手管路上设有第五控制阀；
20.所述使用方法包括：
21.囊泵充水；
22.囊泵出水，其中，获取乘员动作信息，根据乘员动作信息选择囊泵出水方向，以用作便器冲洗或洗手供水；
23.循环以上步骤；
24.步骤囊泵充水包括以下步骤：
25.换向阀复位，以使水箱通过换向阀连通囊泵；
26.基于水箱连通囊泵，供水回路导通，水箱内的水流入囊泵中；
27.步骤囊泵出水包括以下步骤：
28.囊泵加压，其中，高压风机启动，第一控制阀打开，加压气路导通，高压风机的高压风通过加压气路作用于囊泵；
29.换向阀动作，其中，第三控制阀打开，换向气路导通，高压风机的高压风通过换向气路作用于换向阀，换向阀动作以使供水回路断开，排水回路导通；
30.囊泵出水，其中，打开第四控制阀和/或第五控制阀，基于第四控制阀和第五控制阀的开闭情况，选择出水方向；且当第四控制阀打开时，第二控制阀打开，排污气路导通，高压风机的高压风通过排污气路作用于气动滑阀，气动滑阀滑动并连通便器和污物箱；
31.控制阀复位，其中，当囊泵出水用于便器冲洗时，第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀均关闭；当囊泵出水用于洗手供水时，第一控制阀、第三控制阀和第五控制阀均关闭。
32.在一种可能的设计中，便器冲洗时间为4-6秒，洗手供水时间为13-17秒。
33.有益效果：
34.选用囊泵加压技术，可靠地完成了高压风对水路单元的加压，确保出水压力满足便器冲洗的需要，彻底解决了冲水压力低导致的冲洗不彻底，提高了机车卫生间的使用体验。同时，囊泵加压的可靠性好，系统故障率低，使用寿命长，有效解决了现有技术中电动泵维护成本高的问题。
35.气动滑阀的滑板选用不锈钢制成，避免极寒环境中发生的粘连现象，保证启动滑阀能够正常工作。
附图说明
36.图1为一种机车卫生间排污系统的结构示意图。
37.图中：
38.100、气路单元；101、高压风机；102、第一控制阀；103、第二控制阀；104、第三控制阀；200、水路单元；201、水箱；202、换向阀；203、囊泵；300、排污机构；301、便器；302、气动滑阀；303、污物箱；304、第四控制阀；401、洗手管路；402、洗手池；403、第五控制阀。
具体实施方式
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
40.实施例：
41.如图1所示，一种机车卫生间排污系统，包括气路单元100、水路单元200和排污机构300；
42.气路单元100包括高压风机101、第一控制阀102、第二控制阀103和第三控制阀104，高压风机101上设有三个外延的气路；
43.水路单元200包括依次相连的水箱201、换向阀202和囊泵203，换向阀202上设有第一进水口、排水口、加压口和换向口，换向阀202通过第一进水口连通水箱201，通过排水口连通排污机构300，通过加压口连通囊泵203，通过换向口连通气路单元100；
44.相应地，三个气路中的一者构造为连通囊泵203的加压气路，一者构造为连通换向口的换向气路，一者构造为连接排污机构300的排污气路，第一控制阀102、第二控制阀103和第三控制阀104分别设置在加压气路、换向气路和排污气路上，其中，换向气路用于控制换向阀202的连通方向，以形成水箱201通过换向阀202连通囊泵203的供水回路，或，囊泵203通过换向阀202连通外界的排水回路。
45.所述机车卫生间排污系统在水路单元200的基础上设置了气路单元100，通过气路单元100取代了电动泵等加压设备，解决了由于电动泵导致的故障率高、频繁维护等缺陷。同时，气路单元100具有多个气路，以分别实现气路单元100与水路单元200、排污机构300的联动，具体来说：
46.囊泵203内储存有一定量的水，通过加压气路的设置为囊泵203加压，以使囊泵203内的水压达到冲洗要求，完成便器301的冲洗。
47.对于水路单元200而言，既需要完成囊泵203充水，又需要完成囊泵203出水，其中，囊泵203充水即水箱201通过供水回路向囊泵203输水，此时，供水回路连通，排水回路断开，该部分水加压并存放在囊泵203内，留待备用。囊泵203出水即实现排污机构300的冲洗，此时，供水回路断开，排水回路连通。
48.进一步，通过换向阀202的设置改变水体流向，以使供水回路和排水回路中的一者连通，另一者断开。结合实际使用，排污结构冲洗时，气路单元100启动，高压风机101工作并通过加压气路为囊泵203加压，则换向回路打开并将高压风传递至换向阀202，进而实现换
向阀202的换向，进而切换供水回路和排水回路的通断状况，即供水回路断开，排水回路连通，以实现囊泵203出水。反之，排污结构冲洗完成后，气路单元100停止，换向回路断开，失去高压风后换向阀202复位，即供水回路连通，排水回路断开，同时囊泵203内水体减少，水箱201通过供水回路为囊泵203充水，完成囊泵203充水。
49.对于囊泵203，现有技术中，囊泵203作为稳压设备，充气加压后能够保压，一般用于水路的稳压。所述机车卫生间排污系统中改变囊泵203的用途，具体来说，水充入囊泵203，通过高压风挤压囊泵203实现加压，水压达标后将囊泵203内储存的水排出，实现冲水。基于此，囊泵203从稳压设备变为加压设备。
50.经过试验，所述机车卫生间排污系统中，高压风机101和囊泵203组成实现加压的加压结构，该加压结构能够保持5万次有效使用，结合实际使用频率，使用寿命在10年左右。相比较于现有技术中电动泵3年左右的使用寿命，在保证冲洗的效果基础上，本技术大大提高了加压结构的使用寿命，且使用过程中几乎无需维护，大大降低了使用过程中的维护成本。
51.工作时，当排污机构300需冲水时，气路单元100启动，则高压风机101启动，第一控制阀102打开，加压气路导通，高压风机101通过加压气路为囊泵203加压，以加压囊泵203内的水。囊泵203内的水压达到预设范围，第二控制阀103打开，换向气路导通，高压风机101的高压风经换向气路传导至换向阀202内，换向阀202换向，以使供水回路断开，排水回路连通，同时，排污机构300内的第四控制阀304打开，以使冲洗水顺利进入排污机构300的便器301内，实现冲洗。冲洗时，第三控制阀104打开，排污气路导通，高压风机101的高压风驱动排污机构300的气动滑阀302工作，以使排污机构300中的便器301与污物箱303相连通，以使污物进入污物箱303中。
52.冲洗完成后，气路单元100停止工作，则高压风机101停止，第一控制阀102、第二控制阀103和第三控制阀104关闭，加压气路、换向气路和排污气路均断开，则囊泵203停止出水，换向阀202和启动滑阀分别复位。此时，供水回路连通，排水回路断开，同时第四控制阀304关闭，水箱201通过供水回路为囊泵203补水。
53.在一种可能的实现方式中，高压风机101的加压值介于480-520千帕。基于上述设计方案，一般选择加压值为500千帕，满足各种条件下的冲洗需要。进一步，对于不同的使用条件，高压风机101具体的加压值也可以在所述范围内灵活设置，提高适配性。
54.在一种可能的实现方式中，排污机构300包括便器301、气动滑阀302和污物箱303，便器301上具有第二进水口和排污口，第二进水口通过冲水管连通换向阀202的排水口，相应地，冲水管上设有第四控制阀304，排污口通过气动滑阀302连通污物箱303，气动滑阀302连接排污气路。
55.基于上述设计方案，便器301包括但不限于坐便器和蹲便器。气动滑阀302用以控制便器301与污物箱303的通断，一般来说，便器301与污物箱303断开，以避免污物箱303内的异味逸散至机车内，影响乘车体验；便器301冲洗时，气动滑阀302打开，以使便器301与污物箱303连通，以使便器301上的污物被顺利冲入污物箱303中。
56.对于便器301，其通过冲水管与换向阀202相连，以使便器301通过换向阀202连通囊泵203，进而形成所述排水回路。鉴于换向阀202还连接有洗手管路401，则冲水管上设有第四控制阀304，第四控制阀304与洗手管路401上的第五控制阀403相互配合，以控制囊泵
203出水的流向，
57.优选地，气动滑阀302选用不锈钢滑板。基于上述设计方案，气动滑阀302是一个复杂的机械设备，在所述机车卫生间排污系统中，仅对气动滑阀302的滑板处进行改进，即改用不锈钢滑板，通过材料的更换，不仅改造的成本低下，还能够避免极寒环境中发生的粘连现象，保证启动滑阀能够正常工作。
58.在一种可能的实现方式中，换向阀202的排水口上连接有三通阀，三通阀具有两个出水口，两个出水口中的一者连接排污机构300，另一者连接有延伸至洗手池402的洗手管路401，洗手管路401上设有第五控制阀403。
59.基于上述设计方案，通过洗手管路401的设置，在冲洗便器301的基础上，能够用于乘员的洗手，拓展了所述机车卫生间排污系统的功能，实用性好。同时，洗手池402可以选用任意合适的市售型号，选择范围广，实用性好。
60.在一种可能的实现方式中，(所述机车卫生间排污系统)还包括控制单元，控制单元包括控制子单元和传感器子单元，控制子单元分别电连接于气路单元100、水路单元200、排污机构300和传感器子单元，传感器子单元固定在排污机构300上。
61.基于上述设计方案，通过控制单元的设置实现所述机车卫生间排污系统的自动工作，提高了自动化和智能化程度，提高了使用的方便性。其中，控制子单元可以选用任意合适的市售控制器；传感器子单元用于采集乘员的动作并反馈至控制子单元，以实现便器301冲洗和/或洗手管路401出水，容易理解的，传感器子单元可以选用任意合适的市售型号。
62.本实施例在所述机车卫生间排污系统的基础上，介绍一种基于所述的机车卫生间排污系统的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
63.s1：囊泵203充水；
64.s2：囊泵203出水，其中，获取乘员动作信息，根据乘员动作信息选择囊泵203出水方向，以用作便器301冲洗或洗手供水；
65.s3：循环以上步骤。
66.基于上述设计方案，囊泵203用于储存水，该部分水经加压后排出，用作便器301冲洗或洗手供水。具体来说，鉴于囊泵203内储水量是相同，但是便器301冲洗要彻底，避免残留，而洗手供水要尽量避免飞溅，打湿乘员的衣物，故便器301冲洗的时间短于洗手供水的时间，以分别满足二者使用的要求。
67.进一步，对于乘员动作信息的获取，所述机车卫生间排污系统通过控制单元得到传感器子单元实现，基于此，减少了乘员的操作，提高了使用的方便性。或者，也可以设置对应的操作按钮、旋转手柄等机械结构，乘员手动操作来实现对应的功能。
68.步骤s1囊泵203充水包括以下步骤：
69.s101：换向阀202复位，以使水箱201通过换向阀202连通囊泵203；基于此，气路单元100关闭，高压风机101停转且第一控制阀102、第二控制阀103和第三控制阀104均保持关闭，其中，第一控制阀102关闭，则加压气路断开，避免加压囊泵203；第二控制阀103关闭，则换向气路断开，换向阀202内未通入高压风，则换向阀202复位以连通水箱201和囊泵203；第三控制阀104关闭，则排污气路断开，以使气动滑阀302复位，便器301与污物箱303断开，避免污物的异味逸散至机车内。
70.s102：基于水箱201连通囊泵203，供水回路导通，水箱201内的水流入囊泵203中。
基于此，优选水箱201位于囊泵203上方，以通过重力实现补水，减少驱动部件的设置，也有助于降低能耗。
71.步骤s2囊泵203出水包括以下步骤：
72.s201：囊泵203加压，其中，高压风机101启动，第一控制阀102打开，加压气路导通，高压风机101的高压风通过加压气路作用于囊泵203；基于此，高压风挤压囊泵203以实现加压，直至囊泵203内水压达到预设范围。
73.s202：换向阀202动作，其中，第三控制阀104打开，换向气路导通，高压风机101的高压风通过换向气路作用于换向阀202，换向阀202动作以使供水回路断开，排水回路导通；基于此，囊泵203通过换向阀202连通排污机构300或洗手管路401，以将囊泵203内的高压水排放并用于便器301冲洗或洗手供水。
74.s203：囊泵203出水，其中，打开第四控制阀304和/或第五控制阀403，基于第四控制阀304和第五控制阀403的开闭情况，选择出水方向；基于此，当第四控制阀304打开时，囊泵203内的高压水用于便器301冲洗；当第五控制阀403打开时，囊泵203内的高压水用于洗手供水。
75.污物机构包括污物箱303，则当第四控制阀304打开时，第二控制阀103打开，排污气路导通，高压风机101的高压风通过排污气路作用于气动滑阀302，气动滑阀302滑动并连通便器301和污物箱303。基于此，以使污物被顺利冲入污物箱303中。
76.容易理解的，当污物机构未设有污物箱303时，便器301连通外界，加压水冲洗并将污物直接排入外界。
77.可选地，便器301冲洗时间为4-6秒，洗手供水时间为13-17秒。基于此，通过供水时间的差异化，以使出水的冲击力分别满足污物冲洗和洗手的要求。
78.s204：控制阀复位，其中，当囊泵203出水用于便器301冲洗时，第一控制阀102、第二控制阀103、第三控制阀104和第四控制阀304均关闭；当囊泵203出水用于洗手供水时，第一控制阀102、第三控制阀104和第五控制阀403均关闭。
79.基于此，控制阀复位后，循环步骤s1囊泵203充水，实现囊泵203补水，以便于下一次使用。
80.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种机车卫生间排污系统，其特征在于，包括气路单元(100)、水路单元(200)和排污机构(300)；气路单元(100)包括高压风机(101)、第一控制阀(102)、第二控制阀(103)和第三控制阀(104)，高压风机(101)上设有三个外延的气路；水路单元(200)包括依次相连的水箱(201)、换向阀(202)和囊泵(203)，换向阀(202)上设有第一进水口、排水口、加压口和换向口，换向阀(202)通过第一进水口连通水箱(201)，通过排水口连通排污机构(300)，通过加压口连通囊泵(203)，通过换向口连通气路单元(100)；相应地，三个气路中的一者构造为连通囊泵(203)的加压气路，一者构造为连通换向口的换向气路，一者构造为连接排污机构(300)的排污气路，第一控制阀(102)、第二控制阀(103)和第三控制阀(104)分别设置在加压气路、换向气路和排污气路上，其中，换向气路用于控制换向阀(202)的连通方向，以形成水箱(201)通过换向阀(202)连通囊泵(203)的供水回路，或，囊泵(203)通过换向阀(202)连通外界的排水回路。2.根据权利要求1所述的机车卫生间排污系统，其特征在于，高压风机(101)的加压值介于480-520千帕。3.根据权利要求1所述的机车卫生间排污系统，其特征在于，排污机构(300)包括便器(301)、气动滑阀(302)和污物箱(303)，便器(301)上具有第二进水口和排污口，第二进水口通过冲水管连通换向阀(202)的排水口，相应地，冲水管上设有第四控制阀(304)，排污口通过气动滑阀(302)连通污物箱(303)，气动滑阀(302)连接排污气路。4.根据权利要求3所述的机车卫生间排污系统，其特征在于，气动滑阀(302)选用不锈钢滑板。5.根据权利要求3所述的机车卫生间排污系统，其特征在于，换向阀(202)的排水口上连接有三通阀，三通阀具有两个出水口，两个出水口中的一者连接排污机构(300)，另一者连接有延伸至洗手池(402)的洗手管路(401)，洗手管路(401)上设有第五控制阀(403)。6.根据权利要求1-5中任一项所述的机车卫生间排污系统，其特征在于，还包括控制单元，控制单元包括控制子单元和传感器子单元，控制子单元分别电连接于气路单元(100)、水路单元(200)、排污机构(300)和传感器子单元，传感器子单元固定在排污机构(300)上。7.一种基于权利要求1-6中任一项所述的机车卫生间排污系统的使用方法，其特征在于，其中，所述机车卫生间排污系统包括排污机构(300)和洗手管路(401)，排污机构(300)包括便器(301)、气动滑阀(302)和污物箱(303)，便器(301)通过冲水管连通换向阀(202)，冲水管上设有第四控制阀(304)，洗手管路(401)上设有第五控制阀(403)；所述使用方法包括：囊泵(203)充水；囊泵(203)出水，其中，获取乘员动作信息，根据乘员动作信息选择囊泵(203)出水方向，以用作便器(301)冲洗或洗手供水；循环以上步骤；步骤囊泵(203)充水包括以下步骤：换向阀(202)复位，以使水箱(201)通过换向阀(202)连通囊泵(203)；基于水箱(201)连通囊泵(203)，供水回路导通，水箱(201)内的水流入囊泵(203)中；
步骤囊泵(203)出水包括以下步骤：囊泵(203)加压，其中，高压风机(101)启动，第一控制阀(102)打开，加压气路导通，高压风机(101)的高压风通过加压气路作用于囊泵(203)；换向阀(202)动作，其中，第三控制阀(104)打开，换向气路导通，高压风机(101)的高压风通过换向气路作用于换向阀(202)，换向阀(202)动作以使供水回路断开，排水回路导通；囊泵(203)出水，其中，打开第四控制阀(304)和/或第五控制阀(403)，基于第四控制阀(304)和第五控制阀(403)的开闭情况，选择出水方向；且当第四控制阀(304)打开时，第二控制阀(103)打开，排污气路导通，高压风机(101)的高压风通过排污气路作用于气动滑阀(302)，气动滑阀(302)滑动并连通便器(301)和污物箱(303)；控制阀复位，其中，当囊泵(203)出水用于便器(301)冲洗时，第一控制阀(102)、第二控制阀(103)、第三控制阀(104)和第四控制阀(304)均关闭；当囊泵(203)出水用于洗手供水时，第一控制阀(102)、第三控制阀(104)和第五控制阀(403)均关闭。8.根据权利要求7所述的机车卫生间排污系统的使用方法，其特征在于，便器(301)冲洗时间为4-6秒，洗手供水时间为13-17秒。

技术总结
本发明公开了一种机车卫生间排污系统及使用方法，所述机车卫生间排污系统，包括气路单元、水路单元和排污机构；气路单元包括高压风机、第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，高压风机上设有三个外延的气路；水路单元包括依次相连的水箱、换向阀和囊泵，换向阀上设有第一进水口、排水口、加压口和换向口，换向阀通过第一进水口连通水箱，通过排水口连通排污机构，通过加压口连通囊泵，通过换向口连通气路单元。所述使用方法包括囊泵充水；囊泵出水；循环以上步骤。选用囊泵加压技术，可靠地完成了高压风对水路单元的加压，彻底解决了冲水压力低导致的冲洗不彻底。同时，囊泵加压的可靠性好，系统故障率低，使用寿命长。使用寿命长。使用寿命长。


技术研发人员：王琳 杨程 吴宗燊 杨靖驰 牟延飞 胡静 向松 何思远
受保护的技术使用者：成都柴可夫电器设备有限公司
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/10/19