一种智能机车整体真空卫生间及其使用方法

技术领域

本发明属于铁路机车整体卫生间技术领域，具体涉及一种智能机车整体真空卫生间及其使用方法。

背景技术

铁路机车是一类运行于轨道铁路上的交通工具，随着社会的不断进步与发展，铁路机车的发展也越来越趋向于智能化与高速化，随着铁路机车的不断发展，人们在日常出行过程中也越来越趋向于选择铁路机车作为交通工具，机车整体卫生间作为一个完整的非直排的集便卫生设施配备在铁路机车上，主要用于解决乘客的生理需要。

常见的机车整体卫生间包括但不限于以下部件：便器、水箱、污物箱、显示面板、取暖器、通风排气扇、洗手台、节水水龙头、照明灯、废物收集装置、地漏、冲洗开关、排气照明开关、扶手等，卫生间柜体采用框架式结构，柜体集成有水箱和污物箱，卫生间在实现收集污物的同时，还具有面板显示、照明、排风、取暖、加热器加热、排污管加热、故障和污物箱满载保护等功能。

目前铁路机车上常用的机车整体卫生间主要有“干粉生化式”和“高压水冲式”两种，其中，干粉生化式机车整体卫生间的原理是利用生物菌种对粪便进行分解，污箱内要装置搅拌机构和温度保持装置，用来帮助发酵和保证菌种的生存和繁殖环境，当菌种不够时由卫生间内上部的加药口进行菌种的补充，搅拌装置和温度保持装置为电驱动，机车在非运行状态会断电，对菌种的存活影响很大，菌种一旦死亡又没及时补充，就变成了旱厕，温度高时异味很浓，后续的污箱清理很难，高压水冲式机车整体卫生间的原理类似于家用马桶，用水量大于等于1L，坐便器底部与污箱中间有一个翻板阀隔离，平时翻板阀处于关闭状态，使用完毕后翻板阀打开，同时用加压的冲厕水对坐便盆进行冲洗，直接将粪便冲入污箱，翻板阀易卡或关闭不严，污箱内的异味将返回至卫生间内。

无论是干粉生化式机车整体卫生间还是高压水冲式机车整体卫生间，在实际运用过程中适用效果较差，在使用过程中存在着异味大、使用成本高、使用舒适性较差、维护检修复杂程度高以及适用范围小的问题。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种智能机车整体真空卫生间及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能机车整体真空卫生间及其使用方法，以解决上述机车整体真空卫生间使用效果差的问题。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种智能机车整体真空卫生间，包括：骨架、真空集便机构、洗手台组件、电控板组件；

所述骨架的外侧贴附有多组封板，所述骨架的一侧铰接有门板，所述骨架、封板与门板配合形成卫生间房体；

所述真空集便机构设于所述卫生间房体内，所述真空集便机构包括蹲便器，所述蹲便器的一侧设有水箱，所述水箱的一侧设有气控板组件，所述水箱与蹲便器之间连通有清洁水管，所述蹲便器的一侧设有污物箱，所述污物箱位于蹲便器的下方，所述污物箱与蹲便器之间连通有污物导流管；

所述洗手台组件设于所述蹲便器远离水箱的一侧，所述洗手台组件包括洗手台，所述洗手台上安装有水龙头；

所述电控板组件设于所述卫生间房体内，且于所述气控板组件电性连接。

进一步地，多组所述封板采用焊接的方式与骨架相连接，通过采用焊接的方式对封板与骨架进行连接固定，简化了对封板进行装配固定的便捷性，所述骨架与封板之间填充有防火保温棉板，通过在骨架与封板之间填充防火保温板便于提高封板使用过程中的防火保温性能，提高了封板的使用安全性，所述卫生间房体内设有扶手和纸巾架，所述扶手和纸巾架均与蹲便器相匹配，便于通过扶手对乘客的下蹲和起身过程提供扶持位置，防止乘客在如厕时摔倒，通过纸巾架对厕纸进行固定限位。

进一步地，所述蹲便器由单面花纹板和便斗两部分组成，通过采用单面花纹板制备蹲便器，提高了蹲便器使用过程中的防滑性能，提高了蹲便器的使用安全性，所述蹲便器内安装有多个喷嘴，多个所述喷嘴均与清洁水管相连通，便于通过多个喷嘴喷出高压水流的方式对便斗进行清洁。

进一步地，所述水箱内设有过滤器，通过过滤器对水箱内存储的水源起到过滤的作用，减小了水箱内水源中含有的杂质对清洁水管造成堵塞的情况，所述水箱内设有温度传感器，通过温度传感器对水箱内存储的水源起到温度检测的作用，所述水箱的一侧连接有电加热器；

所述电加热器与温度传感器相匹配，通过控制电加热器的运行对水箱内存储的水源起到加热控制的作用，所述过滤器的两侧均设有液位开关，所述液位开关与电控板组件电性连接，便于通过液位开关对水箱起到液位检测的作用，从而便于通过电控板组件对水箱内的液位进行显示以及预警。

进一步地，所述气控板组件包括水泵，通过控制水泵的运行对水箱内的水源进行增压输送，所述水泵的一侧设有水增压泵，所述水增压泵与水泵之间连接有多个水阀，通过水阀对水泵与水增压泵的导通状态起到控制作用，所述水增压泵远离水阀的一侧连接有气泵，所述气泵的一侧设有真空发生器，所述真空发生器与污物箱相匹配，通过设置真空发生器使得机车在运行过程中产生的高速风在真空发生器的作用下呈负压状态，从而对污物箱的真空值进行控制。

进一步地，所述污物箱上设有封堵盲板，便于通过封堵盲板的开闭对污物箱起到清洁与维修控制的作用，简化了对污物箱进行清洁维护的便捷性，所述污物箱远离污物导流管的一侧设有一对侧装式浮球液位开关，通过一对侧装式浮球液位开关的相互配合对污物箱内污物的液位起到检测作用，从而便于对污物箱内的污物进行及时导出；

所述侧装式浮球液位开关的一侧设有压力变送器，所述压力变送器与污物箱相匹配，通过压力变送器对污物箱内的真空值起到检测作用，所述侧装式浮球液位开关的一侧设有温度变送器，所述温度变送器与污物箱相匹配，通过温度变送器对污物箱内的温度起到检测作用，所述污物箱内设有多组电加热器，通过控制多组电加热器的运行对污物箱起到加热控制的作用，从而避免了污物箱在冬季使用过程中出现冻结堵塞的情况。

进一步地，所述污物箱远离封堵盲板的一侧连接有排污管，所述排污管与污物箱相连通，便于通过排污管对污物箱内的污物进行排出，所述排污管的一侧设有上水管和清洗管，所述上水管和清洗管均与污物箱相连通，便于通过上水管和清洗管输送清洁水流的方式对污物箱起到反冲洗的作用。

进一步地，所述上水管和清洗管的外侧均连接有固定架，通过固定架对排污管、上水管和清洗管起到固定限位的作用，所述排污管、上水管和清洗管远离污物箱的一端均装配有球阀，便于通过球阀对排污管、上水管和清洗管的导通状态进行控制。

进一步地，所述污物导流管上连接有夹管阀，所述污物导流管与蹲便器之间连接有扦插座，通过夹管阀与扦插座的相互配合对污物导流管的导通状态起到辅助控制作用。

一种智能机车整体真空卫生间的使用方法，包括以下步骤：

S1、通过气泵与真空发生器的相互配合利用机车运行过程中产生的高压风对污物箱内的空气进行抽离，从而使得污物箱处于负压状态，在使用过程中，通过压力变送器对污物箱内的负压值进行检测侧，通过电控板组件设置污物箱内真控制的上限和下限，当污物箱内的真控制达到上限时，真空发生器停止工作，真空值低于下限时，真空发生器启动对污物箱进行真空抽取，直至污物箱内的真空值达到设置值；

S2、通过水箱对清洁水源进行存储，水箱在每次进行机车整备时加满，水箱内设有一对液位开关，通过一对液位开关对水箱内的水位进行检测，从而保证水箱内水源充足；

S3、当乘客使用完成后，按下冲洗按钮，通过水泵、水增压泵、水阀、气泵的相互配合，使得水箱内的水源在高压状态下由蹲便器内的多个喷嘴喷出，通过高压水流对蹲便器进行冲洗；

S4、在高压水流冲洗过程中，将球阀打开，使得排污管处于导通状态，此时，蹲便器内的污物在压差的作用下由污物导流管输送至污物箱内，通过污物箱对污物进行存储；

S5、当需要洗手时，控制水龙头导通，水箱内的水流在水增压泵的作用下由水龙头导出，从而对乘客进行清洁，当水龙头出水量达到0.35L后自动关闭。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过采样真空集便技术，通过真空排污阀对污物箱内空气进行隔离，避免了出现臭气外溢的情况，可有效地防止异味返回卫生间内部；

本发明通过设置蹲便器，使得机车整体卫生间内部平整无台阶，符合国人公共场合的如厕习惯，提高了机车整体真空卫生间的使用舒适性；

本发明通过减小单次冲厕耗水量，极大的降低了耗水量，增加了机车整体卫生间的使用次数；

本发明公开的机车整体真空卫生间的结构紧凑，减轻了卫生间结构强度负荷，提高了结构强度和刚度，不仅美观而且具有维护便捷性高以及智能化程度高的优点。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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。

图1为本发明一实施例中一种智能机车整体真空卫生间的结构示意图；

图2为图1中A处结构示意图；

图3为本发明一实施例中一种智能机车整体真空卫生间的另一角度结构示意图；

图4为本发明一实施例中骨架的立体图；

图5为本发明一实施例中蹲便器的立体图；

图6为本发明一实施例中水箱的立体图；

图7为图6中B处结构示意图；

图8为本发明一实施例中污物箱的立体图；

图9为图8中C处结构示意图；

图10为本发明一实施例中排污管的立体图；

图11为图10中D处结构示意图；

图12为本发明一实施例中电控板组件的立体图；

图13为本发明一实施例中气控板组件的立体图；

图14为本发明一实施例中洗手台组件的立体图；

图15为本发明一实施例中扶手的立体图；

图16为本发明一实施例中纸巾架的立体图；

图17为本发明一实施例中一种智能机车整体真空卫生间的冲洗流程图；

图18为本发明一实施例中自检系统的自检功能图。

图中：1.骨架、101.封板、102.门板、103.扶手、104.纸巾架、2.真空集便机构、201.蹲便器、202.水箱、203.气控板组件、204.清洁水管、205.污物箱、206.污物导流管、207.过滤器、208.温度传感器、209.电加热器、210.液位开关、211.水泵、212.水增压泵、213.水阀、214.气泵、215.真空发生器、216.封堵盲板、217.侧装式浮球液位开关、218.压力变送器、219.温度变送器、220.电加热器、221.排污管、222.上水管、223.清洗管、224.固定架、225.球阀、226.夹管阀、227.扦插座、3.洗手台组件、301.洗手台、302.水龙头、4.电控板组件。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本发明公开了一种智能机车整体真空卫生间，参考图1-图16所示，包括：骨架1、真空集便机构2、洗手台组件3、电控板组件4。

参考图1-图4所示，骨架1的外侧贴附有多组封板101，骨架1的一侧铰接有门板102，骨架1、封板101与门板102配合形成卫生间房体。

优选地，骨架1采用30*30*1.5mm方管和40*30*1.5mm方管拼焊成型，方管的材质为Q235A。

具体地，多组封板101采用焊接的方式与骨架1相连接，通过采用焊接的方式对封板101与骨架1进行连接固定，简化了对封板101进行装配固定的便捷性。

优选地，多组封板101采用1.0mm的钢板弯折成型。

其中，骨架1与封板101之间填充有防火保温棉板，通过在骨架1与封板101之间填充防火保温板便于提高封板101使用过程中的防火保温性能，提高了封板101的使用安全性。

优选地，防火保温板的厚度为25mm。

参考图15-图16所示，卫生间房体内设有扶手103和纸巾架104，扶手103和纸巾架104均与蹲便器201相匹配，便于通过扶手103对乘客的下蹲和起身过程提供扶持位置，防止乘客在如厕时摔倒，通过纸巾架104对厕纸进行固定限位。

优选地，扶手103和纸巾架104的材质均为304不锈钢。

参考图1-图3所示，真空集便机构2设于卫生间房体内，真空集便机构2包括蹲便器201，通过设置蹲便器201使得机车整体卫生间内部平整无台阶，符合国人公共场合的如厕习惯，提高了机车整体真空卫生间的使用舒适性。

具体地，蹲便器201由3mm单面花纹板和便斗两部分组成，通过采用单面花纹板制备蹲便器201，提高了蹲便器201使用过程中的防滑性能，提高了蹲便器201的使用安全性。

优选地，蹲便器201的工作气源为0.5KPa～0.7KPa，冲洗水压为≥0.35KPa，耗水量≤0.5L/次。

其中，蹲便器201内安装有多个喷嘴，多个喷嘴均与清洁水管204相连通，便于通过多个喷嘴喷出高压水流的方式对便斗进行清洁。

参考图6所示，蹲便器201的一侧设有水箱202，便于通过水箱202对清洁水源起到收纳存储的作用。

具体地，水箱202的容积为52L，采用2mm304不锈钢板折弯后焊接而成，内部焊接防波板、上水管、溢流管、出水管和支架，采用六个M10*25mm的304不锈钢内六角螺钉固定在卫生间房体的内侧面。

参考图13所示，水箱202的一侧设有气控板组件203，便于通过气控板组件203对水箱202的水源导通输送状态起到控制作用。

参考图6-图7所示，水箱202与蹲便器201之间连通有清洁水管204，通过污物箱205对水箱202内的清洗水源进行导流输送。

参考图8所示，蹲便器201的一侧设有污物箱205，污物箱205位于蹲便器201的下方，通过污物箱205对污物起到收纳存储的作用。

优选地，污物箱205的容积为68L，采用3mm304不锈钢板折弯后焊接而成，内部焊接防波板，加强筋焊接与箱体外部，采用六个M10*35mm的304不锈钢内六角螺钉固定在卫生间房体的下部。

参考图5所示，污物箱205与蹲便器201之间连通有污物导流管206，通过污物导流管206对污物箱205与蹲便器201起到连通导通的作用，便于使得蹲便器201内的污物在污物导流管206的导流作用下输送至污物箱205内。

参考图6-图7所示，水箱202内设有过滤器207，通过过滤器207对水箱202内存储的水源起到过滤的作用，减小了水箱202内水源中含有的杂质对清洁水管204造成堵塞的情况。

参考图6-图7所示，水箱202内设有温度传感器208，通过温度传感器208对水箱202内存储的水源起到温度检测的作用。

参考图6-图7所示，水箱202的一侧连接有电加热器209，电加热器209与温度传感器208相匹配，通过控制电加热器209的运行对水箱202内存储的水源起到加热控制的作用，从而避免了水箱202内存储的水源受环境影响出现冻结的情况。

参考图6-图7所示，过滤器207的两侧均设有液位开关210，液位开关210与电控板组件4电性连接，便于通过液位开关210对水箱202起到液位检测的作用，从而便于通过电控板组件4对水箱202内的液位进行显示以及预警。

参考图13所示，气控板组件203包括水泵211，通过控制水泵211的运行对水箱202内的水源进行增压输送。

参考图13所示，水泵211的一侧设有水增压泵212，水增压泵212与水泵211之间连接有多个水阀213，通过水阀213对水泵211与水增压泵212的导通状态起到控制作用，水增压泵212远离水阀213的一侧连接有气泵214。

参考图13所示，气泵214的一侧设有真空发生器215，真空发生器215与污物箱205相匹配，通过设置真空发生器215使得机车在运行过程中产生的高速风在真空发生器215的作用下呈负压状态，从而对污物箱205的真空值进行控制。

参考图8-图9所示，污物箱205上设有封堵盲板216，便于通过封堵盲板216的开闭对污物箱205起到清洁与维修控制的作用，简化了对污物箱205进行清洁维护的便捷性。

参考图8-图9所示，污物箱205远离污物导流管206的一侧设有一对侧装式浮球液位开关217，通过一对侧装式浮球液位开关217的相互配合对污物箱205内污物的液位起到检测作用，从而便于对污物箱205内的污物进行及时导出。

参考图8-图9所示，侧装式浮球液位开关217的一侧设有压力变送器218，压力变送器218与污物箱205相匹配，通过压力变送器218对污物箱205内的真空值起到检测作用。

参考图8-图9所示，侧装式浮球液位开关217的一侧设有温度变送器219，温度变送器219与污物箱205相匹配，通过温度变送器219对污物箱205内的温度起到检测作用。

参考图8-图9所示，污物箱205内设有多组电加热器220，通过控制多组电加热器220的运行对污物箱205起到加热控制的作用，从而避免了污物箱205在冬季使用过程中出现冻结堵塞的情况。

参考图10-图11所示，污物箱205远离封堵盲板216的一侧连接有排污管221，排污管221与污物箱205相连通，便于通过排污管221对污物箱205内的污物进行排出。

参考图10-图11所示，排污管221的一侧设有上水管222和清洗管223，上水管222和清洗管223均与污物箱205相连通，便于通过上水管222和清洗管223输送清洁水流的方式对污物箱205起到反冲洗的作用。

参考图10-图11所示，上水管222和清洗管223的外侧均连接有固定架224，通过固定架224对排污管221、上水管222和清洗管223起到固定限位的作用。

参考图10-图11所示，排污管221、上水管222和清洗管223远离污物箱205的一端均装配有球阀225，便于通过球阀225对排污管221、上水管222和清洗管223的导通状态进行控制。

参考图5所示，污物导流管206上连接有夹管阀226，污物导流管206与蹲便器201之间连接有扦插座227，通过夹管阀226与扦插座227的相互配合对污物导流管206的导通状态起到辅助控制作用。

参考图14所示，洗手台组件3设于蹲便器201远离水箱202的一侧，洗手台组件3包括洗手台301，洗手台301上安装有水龙头302，便于通过水龙头302与洗手台301的相互配合对乘客进行卫生清洁。

参考图12所示，电控板组件4设于卫生间房体内，且于气控板组件203电性连接，便于通过电控板组件4对气控板组件203的运行状态进行控制，从而便于对真空集便机构2的运行状态进行智能控制。

其中，电控板组件4内设有自检系统，自检系统包括温度检测模块、真空度检测模块、水箱状态检测模块、污物箱状态检测模块和进风压力检测模块。

参考图18所示，温度检测模块用于对机车温度检测，当机车温度低于2℃时，启动冬季模式。

参考图18所示，真空度检测模块用于对污物箱205内的真空值进行检测，当真空度低于-30时，正常使用，当真空度高于-20时，控制真空发生器215运行，随后，当真空发生器215启动15min时，污物箱205内真空度未到-40，则由电控板组件4控制输出报警，当在真空发生器215启动后真空度低于-40时，真空发生器停止，该机车整体真空卫生间正常使用。

参考图18所示，水箱状态检测模块用于对水箱202内液位状态进行检测，当液位低于低液位式，显示面板输出低液位报警警示，当加水后恢复正常，报警取消。

参考图18所示，污物箱状态检测模块用于对污物箱进行状态检测。

参考图18所示，通过进风压力检测模块对进风压力进行检测，当进风压力高于0.5MPa时，机车整体真空卫生间正常使用，当进风压力低于0.5MPa时，输出报警，机车整体真空卫生间不可运行，当风压提升至0.5MPa时，报警恢复。

一种智能机车整体真空卫生间的使用方法，包括以下步骤：

S1、通过气泵214与真空发生器215的相互配合利用机车运行过程中产生的高压风对污物箱205内的空气进行抽离，从而使得污物箱205处于负压状态，在使用过程中，通过压力变送器218对污物箱205内的负压值进行检测侧，通过电控板组件4设置污物箱205内真控制的上限和下限，当污物箱205内的真控制达到上限时，真空发生器215停止工作，真空值低于下限时，真空发生器215启动对污物箱205进行真空抽取，直至污物箱205内的真空值达到设置值；

S2、通过水箱202对清洁水源进行存储，水箱202在每次进行机车整备时加满，水箱202内设有一对液位开关210，通过一对液位开关210对水箱202内的水位进行检测，从而保证水箱202内水源充足；

S3、当乘客使用完成后，按下冲洗按钮，通过水泵211、水增压泵212、水阀213、气泵214的相互配合，使得水箱202内的水源在高压状态下由蹲便器201内的多个喷嘴喷出，通过高压水流对蹲便器201进行冲洗；

S4、在高压水流冲洗过程中，将球阀225打开，使得排污管221处于导通状态，此时，蹲便器201内的污物在压差的作用下由污物导流管206输送至污物箱205内，通过污物箱205对污物进行存储；

S5、当需要洗手时，控制水龙头302导通，水箱202内的水流在水增压泵212的作用下由水龙头302导出，从而对乘客进行清洁，当水龙头302出水量达到0.35L后自动关闭。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。