夹管型橡胶真空界面阀的设计及流通性能分析

真空界面阀作为真空排污系统的核心部件,作用是在非工作状态下把真空管道内真空与外界大气阻隔开,在工作状态下阀体打开利用负压将污物抽走,设计一款可靠、实用的真空界面阀对整个真空排污系统非要重要,本文设计一款夹管型橡胶真空界面阀,利用橡胶材料的拉伸实验数据,确定橡胶材料的本构模型,导入ANSYS Workbench中对橡胶阀体进行有限元分析,确定真空界面阀主体所采用橡胶的厚度,并具体分析了该厚度阀体闭合状态下的结构强度和密封性能,开启状态下的结构强度和流通开度,通过对实验结果的拟合,表明界面阀在两种状态下的密封性能、流通开度以及结构强度都达到了设计要求。

真空密封圈气密性研究

主要就真空马桶中密封圈的气密性进行了仿真研究,并建立了相应的几何模型,利用橡胶的单轴拉伸实验验证出符合的本构模型,在将本构模型运用到workbench中对其进行有限元分析,模拟了在不同的真空度、摩擦系数、几何公差下接触应力大小。发现不同的条件下密封圈的密封效果存在差异,密封圈与球阀接触面之间的应力情况,接触间隙都有一定范围变化,运用MATLAB分析模拟所得数据得出最优的设计参数。在结合相应的设计手册,对比模拟结果,验证接触应力是否符合相关标准,进行样机的实验测试,所设计的真空密封圈符合密封要求。

家用转鼓式人粪便堆肥箱的设计与试验研究

为实现人粪便无害化、资源化,设计了一种家用转鼓式人粪便堆肥箱,该堆肥箱包括箱体、进料系统、堆肥系统、加热系统、通风系统和控制系统等多个模块。其中,进料系统,能够满足堆肥过程中堆肥辅料的自动供给,大大节约了人力;堆肥搅拌系统,能够很好地对物料进行搅拌混合。对堆肥转鼓进行静力学分析,所受最大应力为5.797 MPa,结果符合设计要求。通过30 d好氧堆肥性能试验,得出温度、pH值、氧气浓度等好氧堆肥过程中相关理化指标的变化情况,并进行种子发芽试验。试验结果表明,堆肥产品已完全腐熟,堆肥箱性能符合好氧堆肥的要求。

室内真空排污系统空化影响因素研究

为了研究不同的含气率和压强对室内真空排污系统管内的空化影响,采用流体仿真软件FLUENT对真空界面球阀在不同含气率和压强下进行数值模拟,基于多相流和流体力学的理论,完成真空管内气液两相流的数值模拟,得到流场内液态水空化后气体含量以及对污物的输送性能影响。将所得的数据进行数据的比较,找到最满足室内真空排泄系统的最佳含气率和压强。结果表明:改变管内的压强,空化现象不明显;随着含气率的增加,液相中逐渐加入气相,气相对液相的作用越强,空化作用得到了加强。空化现象在含气率40%-45%明显,在提高含气率空化反而减弱。将所模拟的结果在室内真空排泄系统设备内进行实验验证,结果与模拟数据相一致。

基于水热碳化厕所黑水源分离处理的可行性分析

为解决传统集中式处理系统存在的工程量大、维护成本高、资源浪费等问题,将水热碳化技术用于厕所黑水源分离处理,提出了1种基于水热碳化的厕所黑水处理系统。试验设置温度梯度为200,210,220,230,240℃,反应停留时长为20,30 min,分析对比了反应产物的真空抽滤时长和滤渣含水率。结果表明:在200℃20 min、200℃30 min和210℃20 min 3组反应条件下抽滤时长>3 min,其余反应条件下均<1 min,随着反应温度的升高,滤渣的含水率逐渐下降。以处理量为200人/d对系统成本和能耗进行估算,系统成本和人均处理费用分别为10.3万元和0.08元。水热碳化后固体产物可进行资源化利用,废液和废气可通过真空蒸发和催化燃烧法进行处理。