易保潔的蹲便器及其生態廁所的製作方法

2023-05-05 07:10:51 2

專利名稱：易保潔的蹲便器及其生態廁所的製作方法
技術領域：
本發明屬於衛生設備領域，具體而言，涉及一種易保潔的蹲便器及其生態廁所。
背景技術：
在本發明人的在前專利(如，中國專利200410088893以及200520110077、200520110078,200520127421和200710003025等)中，提出了微生物降解環保廁所裝置
(即，生態廁所)，包括蹲便器、發酵槽、機械傳動裝置及電控裝置，蹲便器安裝在蹲位板上面，蹲便器下面鉸接有活動擋板，蹲位板下面安裝有電控裝置，蹲位板下面設置有發酵槽，發酵槽對應於蹲便器，發酵槽內設置有微生物菌種及載體，發酵槽外底部安裝有加熱裝置，發酵槽外端部安裝有機械傳動裝置，機械傳動裝置聯接發酵槽內的攪拌器。在本發明人的在前專利200710165478. X中，本發明人注意到了水(包括尿液和清潔用水)對微生物菌種及載體，提出了一種尿糞分離的蹲便器，其結構比較複雜，成本也高。然而，本發明發現，在用於比較偏僻地區(同時也是比較難維護地區)的生態廁所，尿液並不構成主要影響因素(因為許多人在小便時，往往就地解決，只有長時間的大便才需要找廁所)，而定期的打掃清潔時衝涮廁所壁而進入發酵槽的水才是主要影響因素，尤其是蹲便器的內壁、底面很髒的時候，短時的流入發酵槽的水量會很多。通常減少用水量，可以是通過培訓清潔人員來解決，但是這對於普通清潔人員流動性大的國情來說，效果不太好；通過標記牌等指示如廁者把大便從糞尿口中直接排入，減少與蹲便器的內壁、底面的接觸機會，從而儘量保持蹲便器壁面的清潔，然而當有了標記牌，有些人卻故意進行惡作劇，使得比不放標記牌時更髒。為此，本發明人在本領域經過長期研究和實踐，研究出在蹲便器中，從糞尿口至位於糞尿口遠端的側壁的底面逐漸升高，甚至可以在底面與該遠端的側壁連接處距離該遠端的側壁上沿很近，從而在不設置標記牌的情況下，自動就給如廁者以心理壓力，自動調整大便的位置，使得大便從糞尿口中直接排入，減少與蹲便器的內壁、底面的接觸機會，從而儘可能地保持這些比較偏僻地區的廁所清潔，由此減少用水量。加之對攪拌器的改進、菌種的改進，和/或配合智能溫控技術，儘可能地保持了這些不易維護的廁所的清潔。

發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供改進的易保潔的蹲便器及其生態廁所，進一步優選對其攪拌器的改進、菌種加以改進，和/或配合智能溫控技術。具體而言，本發明提供了易保潔的蹲便器，其包括底面、側壁、糞尿口和下面鉸接有活動擋板，其特徵在於，從糞尿口至位於糞尿口遠端的側壁的底面逐漸升高。這可以有效促使如廁者使用正確的如廁位置，有利於保持蹲便器的清潔。優選在本發明提供的蹲便器中，底面與位於糞尿口遠端的側壁的連接處距離該遠端的側壁上沿0-5cm，優選距離l-4cm，更優選距離3cm。另外，本發明還提供了易保潔的生態廁所，包括蹲便器、發酵槽、機械傳動裝置及電控裝置，蹲便器安裝在蹲位板上面，蹲便器下面鉸接有活動擋板，蹲位板下面安裝有電控裝置，蹲位板下面設置有發酵槽，發酵槽對應於蹲便器，發酵槽內設置有微生物菌種及載體，發酵槽外底部安裝有加熱裝置，發酵槽外端部安裝有機械傳動裝置，機械傳動裝置聯接發酵槽內的攪拌器，其特徵在於，蹲便器是本發明上述的蹲便器。優選本發明的生態廁所中，發酵槽是U型槽；攪拌器為攪籠結構，其包括攪籠軸及其上接聯有的螺旋形攪籠，攪籠通過攪拌杆與攪籠軸聯接，而攪籠軸的一端與機械傳動裝置相連，而且攪籠的頂部設置平行於攪籠軸的刮板。 更優選本發明的生態廁所中，刮板的中間連接於攪籠的頂部。通常，攪拌杆連接攪籠的一端，連接在攪籠的頂部，這樣能夠最大限度的支撐起攪籠，刮板中間點也連接在攪籠的頂部，這樣有利於保持平衡，優選攪拌杆連接攪籠的一端、攪籠的頂部和刮板的中間點這
三者焊接在一起。為了能夠充分刮除發酵槽壁上的汙垢，也更優選本發明的生態廁所中，刮板的長度不小於相鄰兩個攪拌杆的間距。當然，刮板的長度應當小於相鄰兩個攪拌杆的間距的兩倍。微生物菌種可以是現有技術中的，如本發明記載的文獻中的那些。但是，本發明人發現，容易積累的汙垢，含有大量纖維素及其降解產物或類似物，如木聚糖，而在前的微生物菌種的複合菌劑中木聚糖酶活性比較低，重新引入新的菌種，會提高的複合菌劑的複雜程度，降低其穩定性。因此，本發明人通過研究和諮詢，發現了新的木聚糖酶基因，其適合酵母表達，而不適合芽胞桿菌表達，通過基因工程技術，它能特異地使本發明人的優異的酵母菌株進一步獲得木聚糖酶活性。所以，優選本發明的生態廁所中，微生物菌種包含枯草芽孢桿菌ZL-1012株、地衣芽孢桿菌ZL-1013株。和帶有木聚糖酶基因的酵母基因工程菌株。優選其中木聚糖酶基因編碼胺基酸序列如SEQ ID No:2所示的木聚糖酶。在本發明的具體實施方式
中，帶有木聚糖酶基因的酵母基因工程菌株是帶有核苷酸序列如SEQ ID No:l所示的基因的釀酒酵母ZL-1011株。在現有的生態廁所中，在蹲便器的側面或後面安裝有光電感應器，光電感應器與電控裝置相連接。通過測定如廁者是否靠近蹲便器，來判別是否通過電控裝置來啟動與機械傳動裝置聯接的攪拌器；而且，現有技術中對發酵槽外底部安裝的加熱裝置的說明基本都是保持適宜微生物生長溫度的恆溫裝置的簡略描述，如發酵槽溫度下降到33°C以下就開始加溫，溫度上升至38°C以上就停止加溫，沒有研究過發酵槽溫度受如廁頻率的影響。而本發明人在本領域經過長期研究和實踐，發現如廁頻率以及如廁習慣會對發酵槽溫度(尤其是短期溫度)及受其影響的微生物(尤其是基因工程菌)活性產生不可忽視的作用，影響包括過多進入發酵槽的水分(主要是尿液)，會使得發酵槽中溫度過低而不容易在短期內升溫到適宜微生物發酵的溫度，甚至會使得微生物大量死亡或大面積失活，從而影響發酵處理效果，使得廁所容易產生令人不愉快的效果；而同時排入尿液和糞便，固體糞便在攪拌下會吸收掉水分，導致針對微生物的降溫不會很迅速，如果以大功率長時間加熱，容易局部溫度過高，反而使得微生物死亡或失活，從而影響發酵處理效果。基於本發明人的這些研究發現，本發明人進一步在加熱裝置、電控裝置以及光電感應器上進行全面的改進，獲得了更為符合實際如廁頻率以及如廁習慣的智能溫度控制發酵槽的生態廁所。因此，優選本發明提供的智能溫度控制的生態廁所中，在蹲便器的側面或後面安裝有第一光電感應器，位於第一光電感應器上方還有O. 6-1. 6米的第二光電感應器,加熱裝置包括250-350W、400-500W和550-650W三檔加熱功率，而且第一光電感應器和第二光電感應器都與電控裝置相連接，電控裝置控制加熱裝置的開關和功率以及機械傳動裝置的開啟和關閉。該廁所的智能控制運行如下
在沒有如廁者的時候，即第一光電感應器和第二光電感應器都沒有探測到在蹲便器上有障礙物，則電控裝置以加熱裝置中的250-350W的低檔加熱功率(在北方冬季，以加熱裝置中的400-500W的中檔加熱功率)，在發酵槽溫度下降到33°C以下就開始加溫(開啟相應功率的加熱裝置)，溫度上升至38°C以上就停止加溫(關閉加熱裝置)，而且電控裝置控制機械傳動裝置每隔一段時間(如，I小時)運行3分鐘；
當探測到如廁者小便或者大便的時候，電控裝置控制機械傳動裝置在此期間始終運行，當探測到如廁者離開的時候，電控裝置繼續控制機械傳動裝置繼續運行3分鐘，以後按照沒有如廁者的時候運行；
當有男性如廁者小便的時候，即第一光電感應器和第二光電感應器都能探測到在蹲便器上有障礙物，且時間不長於3分鐘，則電控裝置以加熱裝置中的550-650W的高檔加熱功率，在發酵槽溫度下降到33°C以下就開始加溫，溫度上升至38°C以上就停止加溫，在探測到男性如廁者離開(第一光電感應器和第二光電感應器都不能探測到在蹲便器上有障礙物)後的2分鐘內，電控裝置繼續控制加熱裝置如有男性如廁者小便的時候那樣運行，2分鐘後按照沒有如廁者的時候運行；
當有女性如廁者小便的時候，即第一光電感應器能探測到在蹲便器上有障礙物，而第二光電感應器不能探測到，且時間不長於3分鐘，則電控裝置以加熱裝置中的550-650W的高檔加熱功率，在發酵槽溫度下降到33°C以下就開始加溫，溫度上升至38°C以上就停止加溫，在探測到女性如廁者離開(第一光電感應器和第二光電感應器都不能探測到在蹲便器上有障礙物)後的2分鐘內，電控裝置繼續控制加熱裝置如有女性如廁者小便的時候那樣運行，2分鐘後按照沒有如廁者的時候運行；
當有如廁者大便的時候，即第一光電感應器能探測到在蹲便器上有障礙物，而第二光電感應器不能探測到，且時間長於3分鐘，則電控裝置以加熱裝置中的550-650W的高檔加熱功率，在發酵槽溫度下降到33°C以下就開始加溫，溫度上升至38°C以上就停止加溫，至3分鐘後仍舊保持如廁者大便的狀態，則電控裝置以加熱裝置中的400-500W的中檔加熱功率，在發酵槽溫度下降到33°C以下就開始加溫，溫度上升至38°C以上就停止加溫，在探測到如廁者離開(第一光電感應器和第二光電感應器都不能探測到在蹲便器上有障礙物)後的2分鐘內，電控裝置以加熱裝置中的550-650W的高檔加熱功率，在發酵槽溫度下降到330C以下就開始加溫，溫度上升至38°C以上就停止加溫，2分鐘後按照沒有如廁者的時候運行。其中，第一光電感應器和第二光電感應器中的「第一」和「第二」用於表示光電感應器所處位置上的不同，並不是表示光電感應器的結構不同。在本發明中，第一光電感應器和第二光電感應器可以採用同型號的光電感應器，如目前廁所中常用的紅外感應器。優選本發明提供的智能溫度控制的生態廁所中，第二光電感應器位於第一光電感應器上方O. 8-1. 5米，更優選1-1. 4米，最優選I. 3米。
優選本發明提供的智能溫度控制的生態廁所中，加熱裝置包括300W、450W和600W
三檔加熱功率。加熱裝置的加熱功率的控制，可以通過其中加熱元件的數量來實現。例如，加熱裝置中有12根50W的加熱棒，則均勻間隔開啟其中6根，可以實現300W的低檔加熱功率，對稱開啟其中9根，可以實現450W的中檔加熱功率，全部開啟其中12根，可以實現6000W的高檔加熱功率。還可以進一步優選在現有技術中已經存在的技術特徵，例如優選本發明的生態廁所中，加熱裝置的加熱保護罩聯接在發酵槽底部的外側壁上，加熱保護罩內設置有加熱元件，加熱元件迂迴排列；
發酵槽內有溫度探測器，溫度探測器與電控裝置連接；
攪籠軸兩端設置在發酵槽的前後壁上，攪籠軸一端安裝有通孔滑動軸承，另一端安裝有盲孔滑動軸承；
機械傳動裝置包括電機底座及其上安裝有的電機及減速機，其中減速機的輸出軸上安裝有雙列鏈輪，雙列鏈輪連動鏈條，鏈條連動單列鏈輪，單列鏈輪安裝在攪拌器的攪籠軸上；
蹲便器的活動擋板為水平移動式開合；
載體為木屑、鋸末、刨花、蔗渣、農作物秸杆或殼之一種或幾種組合的疏鬆劑；和/或該生態廁所還設置排氣管和/或排氣扇，例如，蹲位板後部可以安裝有排氣管和/或排氣扇，而且排氣管可以與發酵槽相通。本發明取得的有益效果在於，更加易於保持蹲便器清潔地使大小便在微生物菌種作用下消化降解處理成達標氣體排放，不用水衝，免清運，無汙染，清潔衛生，環保節能，實現自動化；而且，本發明的生態廁所可以在現有生態廁所的基礎上，通過更換和/或加裝蹲便器、刮板、微生物菌種、加熱裝置、電控裝置和/或光電感應器即可完成升級改造，成本低，使用方便、安全、壽命長，不受氣溫所限，適用地區廣泛。本發明引用的現有技術文獻全部納入本文參考，就好像它們在本文中全部重新記載了一遍那樣。以下將通過具體實施方式
和附圖來進行詳細說明。需要注意的是實施方式和附圖僅僅是示例性的描述，要求保護的範圍並不受此限制，本領域技術人員根據本發明，能夠獲得等同的技術方案。


圖I顯示了本發明的蹲便器的結構示意2顯示了本發明的生態廁所的結構示意3顯示了本發明的U型發酵槽的俯視圖
具體實施例方式實施例I具有降解活性的基因工程菌及菌劑的獲得
我們委託北京中科隆泰生物科技有限公司對新的木聚糖基因進行序列分析，發現其核苷酸序列如序列表的SEQ ID No:l所示，所編碼的木聚糖酶的胺基酸序列如SEQ IDNo:2所示。然後，在我們的釀酒酵母ZL-1011株(保藏號為CGMCC No. 2018，參見中國專利200710142813. 4)這一優異菌株的基礎上，根據《分子克隆實驗指南》以及所用商品化試劑的操作指南，委託其構建基因工程菌，簡而言之，即將編碼該木聚糖酶的基因用正向引物如序列表的SEQ ID No: 3所示(引入了Kpn I內切酶位點)、反向引物如序列表的SEQ ID No:4所示GIATXba I內切酶位點)擴增後用Kpn I和Xba I雙酶切，並與經這兩個內切酶酶切的pGAPZ a A質粒(可購自Invitrogen公司)用Τ4 DNA連接酶進行連接,轉化入大腸桿菌DH5a中。挑出陽性克隆，抽提出其中的質粒，經測序驗證正確後，將陽性質粒用Bln I酶切線性化後，通過電轉化法轉化入釀酒酵母ZL-IOll株，在含Zeocin的平板上挑出陽性酵母基因工程菌株。我們將上述陽性酵母基因工程菌株接種到50ml YPD液體培養基(各成分重量百分比1%酵母浸提物、2%蛋白腖、2%葡萄糖，pH為7. 2)中，於31°C、150rpm培養至0D600達到3. 0，然後繼續培養36小時，過濾並保留培養的上清液，該上清液經SDS-PAGE檢測其中富含木聚糖酶對應的蛋白質，由此發酵得到木聚糖酶上清液；同時，用未轉化的釀酒酵母ZL-IOll株作為空白對照，同樣培養並獲取上清液。然後測定各上清液中的木聚糖酶活性，結果如表I所示，表明基因工程菌株的培養能夠大幅增加木聚糖降解的活性，從而有利於減少木聚糖的粘附作用。表I本發明和市售的木聚糖酶的高溫脫水酶活損失率
權利要求
1.易保潔的蹲便器，其包括底面、側壁、糞尿口和下面鉸接有活動擋板，其特徵在於，從糞尿口至位於糞尿口遠端的側壁的底面逐漸升高。
2.權利要求I所述的蹲便器，其中底面與位於糞尿口遠端的側壁的連接處距離該遠端的側壁上沿0-5cm,優選距離l_4cm,更優選距離3cm。
3.易保潔的生態廁所，包括蹲便器、發酵槽、機械傳動裝置及電控裝置，蹲便器安裝在蹲位板上面，蹲便器下面鉸接有活動擋板，蹲位板下面安裝有電控裝置，蹲位板下面設置有發酵槽，發酵槽對應於蹲便器，發酵槽內設置有微生物菌種及載體，發酵槽外底部安裝有加熱裝置，發酵槽外端部安裝有機械傳動裝置，機械傳動裝置聯接發酵槽內的攪拌器，其特徵在於，蹲便器是權利要求I或2所述的蹲便器。
4.權利要求3所述的生態廁所，其中發酵槽是U型槽；攪拌器為攪籠結構，其包括攪籠軸及其上接聯有的螺旋形攪籠，攪籠通過攪拌杆與攪籠軸聯接，而攪籠軸的一端與機械傳動裝置相連，而且攪籠的頂部設置平行於攪籠軸的刮板。
5.權利要求3所述的生態廁所，其中刮板的中間連接於攪籠的頂部；和/或，其中刮板的長度不小於相鄰兩個攪拌杆的間距。
6.權利要求3所述的生態廁所，其中微生物菌種包含枯草芽孢桿菌ZL-1012株、地衣芽孢桿菌ZL-1013株、和帶有木聚糖酶基因的酵母基因工程菌株，優選是帶有核苷酸序列如SEQ ID No: I所示的基因的釀酒酵母ZL-IOll株。
7.權利要求6所述的生態廁所，其中木聚糖酶基因編碼胺基酸序列如SEQID No:2所示的木聚糖酶。
8.權利要求3所述的生態廁所，其中在蹲便器的側面或後面安裝有第一光電感應器，位於第一光電感應器上方還有O. 6-1. 6米的第二光電感應器，加熱裝置包括250-350W、400-500W和550-650W三檔加熱功率，而且第一光電感應器和第二光電感應器都與電控裝置相連接，電控裝置控制加熱裝置的開關和功率以及機械傳動裝置的開啟和關閉。
9.權利要求8所述的生態廁所，其中加熱裝置包括300W、450W和600W三檔加熱功率。
10.權利要求8所述的生態廁所，其中第二光電感應器位於第一光電感應器上方.O.8-1. 5米，優選1-1. 4米，最優選I. 3米。
全文摘要
本發明提供了易保潔的蹲便器及其生態廁所，易保潔的蹲便器，其包括底面、側壁、糞尿口和下面鉸接有活動擋板，其特徵在於，從糞尿口至位於糞尿口遠端的側壁的底面逐漸升高。另外，本發明還提供包括該蹲便器的生態廁所。
文檔編號A47K13/24GK102920387SQ20121046376
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月18日 優先權日2012年11月18日
發明者魏隆基, 張玲, 李東祥 申請人:生態潔環保科技股份有限公司