一种化粪箱结构的制作方法

本申请涉及化粪领域，尤其是涉及一种化粪箱结构。

背景技术：

化粪箱是处理粪便并加以过滤沉淀的小型处理构筑物。其原理是固化物在池底分解，上层的水化物体进入管道流走以给固体物有充足的时间水解。

相关技术中记载的化粪箱，参照图1，包括化粪箱箱体1，化粪箱箱体1内部被分割成了三个腔室，分别为依次连通的沉淀腔4、厌氧腔5和澄清腔6；粪便进入沉淀腔4中，粪便中的固体物通过自然沉淀与粪液分离并堆积在沉淀腔4底部形成粪泥，粪液的表面漂浮一层粪皮；粪液进入到厌氧腔5中进行进一步沉淀，并在其中进行厌氧发酵；沉淀腔4与厌氧腔5中均时刻进行着固体物分解；厌氧腔5中的粪液经过厌氧发酵后进入到澄清腔6中并排入土壤中，最终或者被土壤吸收，或者进入地下水中，或者蒸发至大气中；此外，由于在厌氧发酵的过程中会产生大量沼气，因此三个腔室均与大气连通，产生的沼气自然扩散至大气中。

针对上述相关技术方案，发明人发现：沼气自然扩散至大气中，遇到火源易被点燃引爆造成危险，并对大气造成污染环境，沼气得不到充分利用。

技术实现要素：

为了实现对化粪箱产生的沼气的充分利用，减少沼气从化粪箱中排入大气以减少对大气的污染，本申请提供一种化粪箱结构。

本申请提供的一种化粪箱结构采用如下的技术方案：

一种化粪箱结构，包括相互连通的化粪箱箱体和排气管，排气管连接有沼气收集箱；化粪箱箱体内部设置有用于搅拌粪泥以释放沼气的搅拌机构。

通过采用上述技术方案，粪便进入到化粪箱箱体内部，经过自然沉淀分层，从上到下依次分成粪皮、粪液和粪泥；粪便经过微生物的厌氧发酵被分解成稳定的无机物和沼气；一部分沼气能够从粪便中自然逸出；但由于粪泥和粪液粘度较大，还有一部分沼气无法从粪便中逸出，通过搅拌机构对粪泥和粪液进行搅拌，以使积压在粪便中的沼气能够释放出来；这样，能够更加充分地使沼气从粪便中释放出来，并通过排气管从化粪箱箱体内部逸至沼气收集箱中，人们能够对沼气收集箱中收集的沼气进行使用；实现对化粪箱产生的沼气的充分利用，减少沼气从化粪箱中排入大气以减少对大气的污染。

优选的，化粪箱箱体内部被分割成均与排气管连通的沉淀腔、厌氧腔和澄清腔；搅拌机构共设置有两个并分别设置在沉淀腔和厌氧腔中。

通过采用上述技术方案，粪便进入到化粪箱箱体内部，经过初步沉淀分层，粪泥沉积在沉淀腔底部，并被初步分解发酵；部分粪液和粪泥进入到厌氧腔中，厌氧腔中对粪液和粪泥进行进一步沉淀，并对其进行厌氧发酵，产生沼气；部分沼气积压在粪泥和粪液中；搅拌机构能够对沉淀腔和厌氧腔中的粪液和粪泥进行搅拌，使其中的沼气能够释放出来并逸出，搅拌机构起到释气的作用。

优选的，搅拌机构包括底板，底板上开设有多个粪泥孔；底板底部设置有多个搅拌叶片；贯穿底板中心固定有搅拌轴，搅拌轴贯穿化粪箱箱体顶壁并向化粪箱箱体外部延伸，搅拌轴与化粪箱箱体顶壁转动连接。

通过采用上述技术方案，底板的作用在于，一方面，粪泥通过粪泥孔穿过底板到达沉淀腔和厌氧腔底部，当粪泥较少时，粪泥难以通过底板上浮至粪液中，粪泥与粪液分隔开来，减少粪泥从厌氧腔中进入到澄清腔中，进而提高了澄清腔中的水质；但当粪泥过多时，粪泥也能够通过粪泥孔到达底板上方；另一方面，人们通过搅拌轴转动底板，底板底部的搅拌叶片在沉淀腔和厌氧腔中做定轴转动，搅拌叶片进而对粪泥和粪液进行搅拌，以释放出积压在粪泥和粪液中的沼气。

优选的，排气管上设置有气泵；沉淀腔、厌氧腔和澄清腔内部均设置有用于实时监测沼气浓度的燃气传感器；燃气传感器耦接有能够控制气泵开闭的plc。

通过采用上述技术方案，燃气传感器能够实时监测沉淀腔、厌氧腔和澄清腔中的沼气浓度，当沼气浓度不足以造成爆炸危险时，气泵关闭，沼气通过自发逸出的方式排入沼气收集箱中；当粪泥和粪液的分解较为活跃时，沼气的浓度不断升高，燃气传感器监测到这一浓度升高变化，进而将此信号传递给plc，plc控制气泵开启，气泵加速沉淀腔、厌氧腔和澄清腔中沼气的排出，以降低化粪箱箱体中沼气的浓度，降低因化粪箱箱体中沼气浓度过高而易燃易爆炸的可能性。

优选的，沉淀腔与厌氧腔内部均设置有能够实时监测化粪箱箱体底部沉积的粪泥厚度的污泥界面仪；污泥界面仪耦接有设置在化粪箱箱体外部的显示屏。

通过采用上述技术方案，当粪泥过多并通过粪泥孔进入到底板上方时，污泥界面仪能够监测到底板上方的粪泥与污泥界面仪之间的距离，以实时监测化粪箱箱体内部沉积的粪泥厚度，并将此信号输送至显示屏中成为人们能够获取的信息，进而供人们判断是否需要对化粪箱箱体进行清理，此过程不需要人为打开化粪箱箱体进行监测，使粪泥厚度的监测更加方便。

优选的，化粪箱箱体外部设置有抽吸泵，抽吸泵的输入端连接有与化粪箱箱体连通的排泥管，排泥管延伸至化粪箱箱体底部；排泥管的输出端连接有用于收集粪泥的堆肥箱。

通过采用上述技术方案，当人们需要对化粪箱箱体内部的粪泥和粪液进行清理时，打开抽吸泵，抽吸泵将粪泥从化粪箱箱体底部抽出，以降低粪泥厚度，为后入的粪便腾出空间。

优选的，化粪箱箱体外壁设置有一层保温层；保温层内部设置有暖气管；暖气管连通有热源；暖气管与热源之间设置有电磁阀；沉淀腔和厌氧腔内部均设置有温度传感器，温度传感器与plc耦接；plc能够控制电磁阀的开闭。

通过采用上述技术方案，冬天环境温度较低，进而会使化粪箱箱体内部的温度降低，而温度过低会影响沉淀腔和厌氧腔中的厌氧反应，降低粪便分解效率；当温度传感器监测到这一温度降低时，会将温度降低的信号传递至plc，plc进而控制电磁阀打开，热源中的热媒进而通过电磁阀进入到暖气管中，暖气管对化粪箱箱体内部进行加热，保温层能够阻碍化粪箱箱体中的热量散发至化粪箱箱体外部而导致造成热量浪费。

优选的，化粪箱箱体顶壁设置有与化粪箱箱体内部相连通的制冷管，制冷管的输入端连接有制冷机，plc能够控制制冷机的开闭；化粪箱箱体顶壁设置有与化粪箱箱体内部相互连通的排气阀。

通过采用上述技术方案，夏天环境温度较高，加上化粪箱箱体内部本身存在的厌氧发酵会使化粪箱箱体内部温度较高，进而影响化粪箱箱体内部微生物的活性；温度传感器监测到这一温度升高，并将此信号传递给plc，plc控制制冷机开启，制冷机产生冷媒并进入到化粪箱箱体内部，进而降低化粪箱箱体内部的温度；冷媒进入到化粪箱箱体内部，打开排气阀，以使化粪箱箱体内部部分气体排出，以缓解因冷媒进入而造成的压强升高。

综上所述，本申请具有以下技术效果：

1.通过设置了搅拌机构和收集机构，搅拌机构能够将积压在粪液或粪泥中的沼气释放出来，收集机构能够对化粪箱箱体中的沼气进行收集，而仅有少量沼气能够从缝隙中逸出；实现了对化粪箱产生的沼气的充分利用，减少沼气从化粪箱中排入大气以减少对大气的污染；

2.通过设置了制冷组，一方面降低化粪箱箱体内部因温度过高而导致沼气爆炸的可能性；另一方面维持化粪箱箱体中的厌氧发酵温度，保持厌氧菌的活跃度；

3.通过设置了供暖组，当冬天温度过低时，能够维持化粪箱箱体中的厌氧发酵温度，保持厌氧菌的活跃度，降低粪便在化粪箱箱体中的堆积而得不到分解的可能性。

附图说明

图1是相关技术中的化粪箱的整体结构图；

图2是本申请实施例中的化粪箱箱体的整体结构图；

图3是本申请实施例中的化粪箱箱体的内部结构图；

图4是图2中a处的局部放大图；

图5是本申请实施例中的恒温装置的整体结构图。

图中，1、化粪箱箱体；11、第一排液管；12、第四排液管；14、排气孔；15、排气阀；16、沉淀盒；17、制冷孔；2、第一隔板；21、第二排液管；3、第二隔板；31、第三排液管；4、沉淀腔；5、厌氧腔；6、澄清腔；7、沼气收集装置；71、搅拌机构；711、底板；712、搅拌桨；713、粪泥孔；714、搅拌轴；715、手轮；72、收集机构；721、排气管；722、辅助管；723、气泵；724、沼气收集箱；73、燃气传感器；8、排泥装置；81、污泥界面仪；82、三脚架；83、显示屏；84、排泥管；85、抽吸泵；86、堆肥箱；9、恒温装置；91、温度传感器；92、供暖组；921、暖气片；922、保温层；923、暖气管；924、电磁阀；93、制冷组；94、制冷机；95、制冷管。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

参照图2，本申请提供了一种化粪箱结构，包括化粪箱箱体1和沼气收集装置7，沼气收集装置7包括设置在化粪箱箱体1外部的收集机构72和设置在化粪箱箱体1内部的搅拌机构71；收集机构72与化粪箱箱体1内部连通，搅拌机构71能够对化粪箱箱体1内部的粪便进行搅拌；一般情况下，沼气通过自发的扩散逸入到收集机构72中；当需要对化粪箱箱体1内部积压的沼气进行收集时，通过搅拌机构71使沼气从粪便中释放出来，大部分沼气进而进入到收集机构72中，仅有小部分沼气通过化粪箱箱体1缝隙自发扩散到空气中；实现了对化粪箱产生沼气的充分利用，减少沼气从化粪箱中排入大气以减少对大气的污染。

参照图2和图3，化粪箱箱体1的横向截面形状为腰形；化粪箱箱体1内部设置有第一隔板2和第二隔板3，第一隔板2竖直设置在箱体内部并且四周均与化粪箱箱体1箱壁固定连接；第二隔板3竖直设置在箱体内部并且四周均与化粪箱箱体1箱壁固定连接；第一隔板2与第二隔板3将化粪箱箱体1内部分成三个腔室，分别为：沉淀腔4、厌氧腔5和澄清腔6；第一隔板2所在的腔室为沉淀腔4；第一隔板2与第二隔板3之间为厌氧腔5；第二隔板所在的腔室为澄清腔6；化粪箱箱体1的侧壁上设置有与沉淀腔4内部连通的第一排液管11，第一排液管11水平设置；第一隔板2上设置有连通沉淀腔4与厌氧腔5的第二排液管21，第二排液管21位于沉淀腔4的一端高于位于厌氧腔5的一端；第二隔板3上设置有连通厌氧腔5与沉淀腔4的第三排液管31，第三排液管31位于厌氧腔5的一端高于位于澄清腔6的一端；化粪箱箱体1的侧壁上设置有连通澄清腔6与外部环境的第四排液管12，第四排液管12水平设置；第一排液管11、第二排液管21与第三排液管31距离化粪箱箱体1箱底的高度依次递减，第四排液管12与第一排液管11等高设置。

这样，粪便能够通过第一排液管11进入到沉淀腔4中，粪便在沉淀腔4中自发沉淀并从上到下依次分成成为粪皮、粪液和粪泥，在沉淀腔4中进行初步的厌氧发酵；粪液和部分粪泥能够通过第二排液管21进入到厌氧腔5中，并在厌氧腔5中进行二次沉淀和进一步的厌氧发酵，在厌氧腔5中自发分层成为粪皮、粪液和少量粪泥；粪液能够通过第三排液管31进入到澄清腔6中，经过最后的沉淀成为较为澄清的液体并通过第四排液管12排入土壤中；至此，粪便经过多次沉淀和厌氧发酵从不稳定的无机物转化成稳定的有机物，以减小对环境的污染。

参照图2，收集机构72包括设置在化粪箱箱体1外部的沼气收集箱724，沼气收集箱724的输入端连接有排气管721，排气管721的周面上设置有三个与排气管721连通的辅助管722；三个辅助管722分别与沉淀腔4、厌氧腔5和澄清腔6连通；这样，沉淀腔4、厌氧腔5和澄清腔6中产生的沼气一部分能够因自然扩散通过辅助管722与排气管721逸入到沼气收集箱724中，沼气收集箱724对沼气进行收集，实现了对化粪箱箱体1内部产生的沼气的收集利用。

参照图3和图4，搅拌机构71共设置有两组并分别设置在沉淀腔4与厌氧腔5中；搅拌机构71包括水平设置的圆形底板711和竖直设置的搅拌轴714，搅拌轴714的下端与底板711的上表面固定连接；底板711的周面与搅拌箱的箱壁之间存在空隙且底板711与搅拌轴714固定连接；化粪箱箱体1顶壁上开设有供搅拌轴714贯穿化粪箱箱体1顶壁的搅拌孔；搅拌轴714通过搅拌孔向化粪箱箱体1外部延伸且搅拌轴714远离底板711的一端固定连接有手轮715；底板711的上下表面上均固定有四个竖直设置的板状的搅拌桨712，搅拌桨712的表面与底板711的径向平行且四个搅拌桨712沿着底板711周向均匀分布；当需要将沉淀腔4和厌氧腔5中的被粪泥和粪液积压的沼气释放出来时，通过手轮715转动搅拌轴714，搅拌轴714进而带动底板711在沉淀腔4和厌氧腔5内部转动，底板711上的搅拌桨712能够对底板711上方的粪液和下方的粪泥进行搅拌，进而使积压在粪液和粪泥中的沼气释放出来，并通过排气管721进入到沼气收集箱724中，这样，实现了对粪便在厌氧发酵过程中产生的沼气的充分利用。

参照图3和图4，底板711上开设有多个粪泥孔713，粪泥孔713沿着底板711的径向开设有三组，且每组中的粪泥孔713沿着底板711的周向均匀分布；当粪便进入到沉淀腔4和厌氧腔5中后，粪泥在粪液中向下沉淀并通过粪泥孔713进入到底板711下方；当搅拌桨712对粪泥和粪液进行搅拌时，底板711能够阻碍粪泥进入到粪液当中而导致粪液浑浊，进而，当粪液通过第二排液管21进入到厌氧腔5中或通过第三排液管31进入到澄清腔中时，粪液能够更加澄清，进而提高了粪液澄清效率，优化了澄清腔中的水质。

参照图2和图3，收集机构72还包括气泵723，气泵723的输入端与排气管721相连通，气泵723的输出端与沼气收集箱724连通；化粪箱箱体1的内顶壁上固定有三个燃气传感器73，三个燃气传感器73分别设置在沉淀腔4、厌氧腔5和澄清腔6中；燃气传感器73耦接有plc，气泵723与plc相耦接；化粪箱箱体1顶壁上开设有三个排气孔14，化粪箱箱体1外部设置有三个排气阀15，三个排气阀15通过排气孔14分别与沉淀腔4、厌氧腔5和澄清腔6连通；由于沼气为易燃易爆炸气体，当浓度过高时，会产生沼气爆炸的危险；燃气传感器73能够对化粪箱箱体1内部的沼气浓度进行实时监测，并将沼气浓度过高的信号转化为电信号传递给plc，plc进而控制启动气泵723，气泵723将沉淀腔4、厌氧腔5和澄清腔6中的沼气迅速抽出，以加快沼气的逸出速度，进而降低化粪箱箱体1中的沼气浓度；此时，还需打开排气阀15，使外界空气能够通过排气孔14进入到化粪箱箱体1中，以平衡化粪箱箱体1中的气压。

参照图2和图3，沉淀腔4与厌氧腔5中均设置有能够对沉淀腔4与厌氧腔5中的粪泥进行清理的排泥装置8，排泥装置8包括三脚架82和能够对粪泥厚度进行监测的污泥界面仪81，沉淀腔4中的三脚架82固定在第一隔板2靠近沉淀腔4的表面上；厌氧腔5中的三脚架82固定在第二隔板3靠近厌氧腔5的表面上；污泥界面仪81固定在三脚架82上；化粪箱箱体1外部设置有用于接收污泥界面仪81信号的显示屏83；当底板711下方的粪泥过多时，粪泥通过粪泥孔713进入到底板711上方，粪泥与污泥界面仪81之间的距离减小，污泥界面仪81进而能够对沉淀腔4与厌氧腔5中的粪泥厚度进行实时监测，人们能够通过显示屏83获取到这一粪泥厚度信息，以判断是否需要对粪泥进行清理。

参照图2和图3，化粪箱箱体1底部向下外凸成型有两个分别与沉淀腔4和厌氧腔5相连通的半球状的沉淀盒16；排泥装置8还包括排泥管84，排泥管84的一端向沉淀盒16底部延伸，排泥管84的另一端连通有设置在化粪箱箱体1外部的抽吸泵85，抽吸泵85的输出端连通有堆肥箱86，堆肥箱86内部放置有秸秆、杂草等有机废物；当人们通过显示屏83判断需要对粪泥进行清理时，打开抽吸泵85，沉淀腔4与厌氧腔5中的粪泥通过排泥管84和抽吸泵85进入到堆肥箱86内部，并被堆肥箱86内部的微生物降解为稳定的腐殖质即生物肥料以供人们使用。

参照图3和图5，化粪箱箱体1上设置有能够控制化粪箱箱体1内部温度的恒温装置9；恒温装置9包括供暖组92、制冷组93和能够实时监测化粪箱箱体1内部温度的固定在化粪箱箱体1顶壁上的温度传感器91；当夏天时，环境温度较高，且化粪箱箱体1内部的厌氧发酵过程本身会产生大量的热量，使化粪箱箱体1内部温度较高，而化粪箱箱体1内部含有大量沼气，进而可能会导致沼气的局部爆炸或被引燃，且温度过高会影响厌氧菌的活性，降低厌氧发酵的效率；当冬天时，环境温度较低，化粪箱箱体1内部温度进而较低，而温度过低亦会影响厌氧菌活性，降低厌氧发酵的效率使粪泥不断堆积而得不到及时的厌氧发酵；温度传感器91能够将温度过低或过高的信号传递给制冷组93和供暖组92，以分别维持化粪箱箱体1在夏天和冬天的箱内温度。

参照图3和图5，温度传感器91共设置有三个并分别设置在沉淀腔4、厌氧腔5和澄清腔6中并与plc耦接；制冷组93包括设置在化粪箱箱体1外部的制冷机94，制冷机94与plc耦接；制冷机94的输入连接有与沉淀腔4、厌氧腔5和澄清腔6相连通的制冷管95；当夏天化粪箱箱体1内部的温度过高时，温度传感器91能够监测到这一温度过高的变化并将此信号传递给plc，plc进而能够控制打开制冷机94，制冷机94向化粪箱箱体1中输送冷媒，此时应该打开排气阀15，以平衡化粪箱箱体1内部的压强。

参照图3和图5，供暖组92包括套设在化粪箱箱体1四周外表面上的保温层922；保温层922内部固定有暖气管923，暖气管923以蛇形嵌设在保温层922上；暖气管923连通有设置在化粪箱箱体1外部的热源，热源与暖气管923之间设置有与plc耦接的电磁阀924；当温度传感器91监测到化粪箱箱体1内部的温度过低时，将此信号传递给plc，plc进而控制打开电磁阀924，热源中的热媒进而通过电磁阀924进入到暖气管923中，化粪箱箱体1内部的温度进而升高，保温层922能够阻碍化粪箱箱体1内部热量从化粪箱箱体1中散失。

综上所述，本申请的使用过程为：粪便通过第一排液管11进入到沉淀腔4中，并通过沉淀作用分成粪皮、粪液和粪泥，粪泥通过粪泥孔713进入到沉淀盒16中；经过初步厌氧发酵后通过第二排液管21进入到厌氧腔5中进行进一步厌氧发酵；粪液能够通过第三排液管31进入到澄清腔6中并最后通过第四排液管12排至土壤中；此过程产生的沼气通过排气管721进入到沼气收集箱724中；当沼气过多时，燃气传感器73将该信号转化为电信号传递给plc，plc启动气泵723将化粪箱箱体1中的沼气抽出；当需要使用大量沼气时，转动搅拌轴714，搅拌叶片搅动粪泥和粪液，进而将粪泥和粪液中的沼气释放出来。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。