防冻集污系统及其防冻集污系统的防冻方法

摘要

本发明提供一种防冻集污系统，包括蓄水箱、供水管、用水装置、污水箱，蓄水箱通过供水管为用水装置供水，还包括能产生压缩气体的供气装置，供气装置的供气管道与供水管连通，连通处上游的供水管上设置阀件，供气管道上也设置阀件，供气装置可将压缩气体注入供水管，将供水管下游的供水管路排空，还提供了排空其供水管路的方法。采用本防冻集污系统，可排空供水管路，防止供水管路内残留水，避免因残留水结冰而管道堵塞，从而达到更好的防冻效果。

说明书

技术领域

本发明涉及集污系统，尤其涉及防止其供水管路内因残留水结冰而堵塞的集污系统。

背景技术

集污系统或集便系统已被广泛应用于飞机、列车等交通工具，一般的集污系统包括蓄水箱、供水管、用水装置、排污装置、污水箱，蓄水箱通过供水管为用水装置供水，当用水器具不用水时，供水管路出口处的阀门关闭，供水管路内还残留有大量的水，如果载有集污系统的列车长时间处于低温环境中，残留水结冰，造成管道堵塞，或者冻裂管道、器件。

目前解决此问题的方法有两类，一种是采用保温或加热方式，对管道加热，防止残留的水结冰，或者对已结冰的管道进行解冻，但由于管道较复杂，有些位置无法直接进行加热，而且橡胶材质的管道导热率低，另外因为加热时间有限，解冻不彻底，无法从根本上解决问题。另一种防结冰方法是靠残留水的自身重力，管道上游的水流向下游，并存积在管道出口，在管道出口处设置水量监测器件，如监测到出口残留有水，则开启出口处的电磁阀，靠重力使管路中的水排空，直至监测元件监测不到残留水才关闭出口处的电磁阀，这类方法由于受重力影响，在复杂的管路中，例如U形管路，无法靠重力使U形底部的水排空，存在技术缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种防冻集污系统，可排空其供水管路内的残留水，避免因残留水结冰而堵塞管道。

本发明还提供了一种防冻集污系统供水管路的防冻方法，使其防冻效果更好。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：防冻集污系统，包括蓄水箱、供水管、用水装置、污水箱，蓄水箱通过供水管为用水装置供水，还包括能产生压缩气体的供气装置，供气装置的供气管道与供水管连通，连通处上游的供水管上设置阀件，供气管道上也设置阀件，供气装置可将压缩气体注入供水管，将供水管下游的供水管路排空。

为保护阀件及供气装置，上述连通处与供水管上的阀件之间的供水管上设置单向阀，连通处与供气管道上的阀件之间的供气管道上设置单向阀。

为优化出水效果，供气管道与供水管连通处下游的供水管上设置增压水泵。

更好地，上述用水装置至少为两个，增压水泵下游的供水管分成多条供水支路，通过每条供水支路为每个用水装置供水，每条供水支路上均设有阀件。

进一步优化方案，上述水泵的外围设置加热板，加热板可加热水泵。

更好地，上述供水管路的外围设置水管伴热线，或者上述集污系统所处的空间内设置散热器。

为充分利用供气装置，上述用水装置包括便池，便池的下的排污口设置气动排污阀，供气装置为气动排污阀提供气源，为排污阀供气的气路上设置阀件。

为操控方便，上述防冻集污系统还包括控制器，上述阀件均为电磁阀，控制器与电磁阀、增压水泵电连接，操作控制器可控制电磁阀阀件、增压水泵的启闭。

针对增压水泵下游设置多条供水支路为用水装置供水的防冻集污系统，优选的防冻方法：每个供水支路上均设置阀件，排空步骤1、关闭供水管上游的阀件，停止供水；步骤2、开启供气管道上的阀件、增压水泵、各供水支路上的阀件，向供水管内注入压缩气体，并保持开启状态；步骤3、关闭供气管道上的阀件，并保持关闭状态；步骤4、开启供气管道上的阀件、增压水泵，并且只开启其中一条供水支路上的阀件，排空供水管、增压水泵、其中一条供水支路，并保持此状态；步骤5、重复步骤4，每次只开启其中一条供水支路上的阀件，逐个排空每条供水支路；步骤6、关闭供气管道上的阀件、增压水泵、各供水支路上的阀件。

上述方法中，更好的方案为：步骤2中，保持开启状态5秒；步骤3中保持关闭状态5秒；步骤4、步骤5中，分别保持每条供水支路阀件开启3秒。

本发明的优点在于：1、供气装置的供气管道与供水管连通，可将压缩气体注入供水管，依靠强烈气流将供水管下游管路内的残留水强制排出，排空管路，解决了重力自行排空时弯道及水泵残留水问题，避免了因残留水结冰造成管路堵塞；2、设置加热板可加热水泵，水管伴热线加热供水管路，并在集污系统所处的空间内设置散热器，可进一步防止管路内残留水结冰；3、防冻集污系统内设置单向阀、阀件采用电磁阀并由控制器控制，增加了集污系统的实用性；4、在防冻过程中，先排空所有供水管路，然后停止排空一段时间，以便管路中一些附着的水能聚集流下，再逐个排空各供水支路，使整个供水管路排空效果更好,从而达到更好的防冻效果。

附图说明

图1是防冻集污系统的原理示意图。

图2是防冻集污系统的防冻方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图、实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示的防冻集污系统，包括蓄水管11、蓄水箱1、供水管12、用水装置、污水箱7，通过蓄水管11向蓄水箱1内注水，用水装置包括便池3、洗手池4，蓄水箱1通过供水管12为便池3、洗手池4供水，便池3、洗手池4的污水通过排污管排出或排入污水箱7。

为增大供水管路内水流的水压，增强水流冲洗便池3、洗手池4的清洁效果，在供水管上设置增压水泵2。

供水管12的上端靠近蓄水箱1的底部处设置阀门Y1，阀门Y1的下游设置阀件Y2，阀件Y2的下游设置增压水泵2，增压水泵2下游分成为便池3供水的支路121和为洗手池4供水的支路122，支路121和支路122上分别设置阀件Y4、阀件Y5。这样，阀门Y1、阀件Y2、水泵2、阀件Y4、阀件Y5均开启后，蓄水箱1内的水经过水泵2增压后，给便池3、洗水池4供水。

防冻集污系统还包括供气装置5及其供气管道51、52，供气装置5可产生压缩气体，供气管道51与供水管12接通，两者的接通处位于阀件Y2和增压水泵2之间，供气管道51上设置阀件Y3。阀件Y3开启后，供气装置5产生的压缩气体通过供气管道51注入供水管12，关闭阀件Y2，并开启增压水泵2、阀件Y4、阀件Y5后，压缩气体可通过增压水泵2、支路121、支路122，依靠强烈的气流将供水管路中的残留的水强制排出，排空供水管路，防止残留的水在低温条件下结冰。供气装置5产生的压缩气体压强可调，其压强设定值根据供水管路长度、弯折复杂程度而定。

为避免压缩气体冲击供水管阀件Y2，在阀件Y2下游、供水管与供气管道连通处的上游设置单向阀Y6，单向阀Y6可阻挡压缩气体流向供水管12上游。

为避免水流进入供气装置5，在供气管道供水管连通处与阀件Y3之间设置单向阀Y12， 压缩气体可单向通过单向阀Y12，但水流不能通过单向阀Y12。

为进一步防止增压水泵2内残留的水结冰，在增压水泵2外围设置加热板EH2，加热板EH2对增压水泵2加热，使其温度保持在冰点以上。

为进一步避免供水管12、供水支路内的水结冰，在供水管12、供水支路的外围设置水管伴热线EH1、EH3，伴热线可发热。

为进一步避免因整个集污系统处于低温条件下而受冻，在集污系统所处的空间内设置散热器8，散热器8可散发热量。例如，集污系统被集成在一个独立的箱体或房间内时，在箱体或房间内设置散热器8，有利于空间保温。另外，在其它管道处也可设置伴热线，例如在污水箱7的排污口处设置伴热线EH5，可对排污口加热。

上述加热板EH2、伴热线EH1、EH3、EH5、散热器8均采用电加热，由同一AC230V电源供电，为提高用电安全性，在加热板EH2、伴热线、散热器8的内的发热体外进行绝缘处理。

为充分利用供气装置5，控制便池3下的排污管路通断的排污阀Y13为气动排污阀，气动排污阀Y13设置在便池的下的排污口，其动力气源由供气装置5提供，供气管道52接通供气装置5和气动排污阀Y13，供气管道52上设置阀件Y7。为防止供气装置5进水，供气管道52上设置单向阀Y8。

为方便操控上述阀件、增压水泵2等，上述防冻集污系统还包括控制器6，控制器6内设置处理器等逻辑器件，上述阀件均采用电磁阀，控制器6与各电磁阀阀件、增压水泵电连接，并由独立的DC24V电源供电，操作控制器6可控制每个电磁阀阀件、增压水泵的启闭。例如，可通过控制器6上的按钮开启阀件Y2、增压水泵2、阀件Y5，使水流入洗手池4。还可以通过控制器6，开启阀件Y2、增压水泵2、阀件Y4，向便池3内冲水，然后开启阀件Y7、气动排污阀Y13，使便池3内的污水排出。

显然，上述防冻集污系统还可以包括排污装置，例如可以采用真空吸污装置排出便池3、洗手池4内的污水，将污水注入污水箱7内。

针对增压水泵2下游设置多条供水支路的防冻集污系统，还提供了其供水管路排空优选方法，例如供水支路121为便池3供水、供水支路122为洗手池4供水的防冻集污系统，排空供水管、供水支路的流程如图2所示，具体步骤为：

步骤1、关闭阀件Y2，停止供水，开始排空；

步骤2、开启供气管道51上的阀件Y3、增压水泵2、阀件Y4、阀件Y5，向供水管12内注入压缩气体，压缩气体流经增压水泵2，再通过各供水支路流出，并保持开启状态5秒，排空供水管12、增压水泵2、供水支路121、供水支路122；

步骤3、关闭阀件Y3，并保持关闭状态5秒，以便供水管路中一些附着的水能聚集流下，靠重力排空；

步骤4、开启阀件Y3、增压水泵2、阀件Y4，关闭阀件Y5，并保持此状态3秒，排空供水管12、增压水泵2、供水支路121；

步骤5、关闭阀件Y4，开启阀件Y5，并保持此状态3秒，排空供水管12、增压水泵2、供水支路122；

步骤6、关闭阀件Y3、增压水泵2、阀件4、阀件5，排空过程结束。