УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫМ ТУАЛЕТНЫМ КОМПЛЕКСОМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к санитарно-техническому оборудованию, а конкретно - к туалетным системам, используемым в жилых помещениях и на транспортных средствах: железнодорожных пассажирских вагонах, вагонах электропоездов, самолетах, автобусах.
В условиях транспорта до недавнего времени допускался слив сточных вод непосредственно на железнодорожное полотно, что отрицательно влияет на экологию окружающей среды.
Известно устройство для сбора отходов в туалетах пассажирских вагонов с выбросом фекалий на железнодорожный путь ("Железные дороги мира", №5, 1994, с. 34) для улучшения показателей экологии окружающей среды на территории вдоль железнодорожного полотна.
Основным недостатком устройства является ущерб, наносимый окружающей среде и экологии, а также загрязнение нижней зоны кузова и ходовых частей вагона.
Недостатком этих туалетных систем является недостаточное соответствие требованиям экономичности, эффективности и надежности. Перечисленные требования стали особенно актуальными со времени применения в туалетных системах баков-накопителей. Именно применение баков-накопителей потребовало от разработчиков дополнительных значительных усилий по совершенствованию туалетных систем транспортных средств.
Известна туалетная система транспортного средства (патент RU 2138600, МПК B61D 35/00, 2002), содержащая унитаз, водяной бак, бак-сборник, бак-накопитель, водяную смывную дозирующую систему, систему контроля и управления, гидравлические и транспортирующие трубопроводы.
Практика использования этой системы выявила ее существенные недостатки: повышенная материалоемкость, сложность монтажа в подвагонном пространстве, недостаточная надежность и эффективность смыва.
Известен туалетный комплекс (патент RU 94530, МПК B61D 35/00, 2010), содержащий унитаз с кожухом, разгрузочное устройство, смывную и сливную магистрали, электронный блок управления туалетным комплексом, кнопку смыва, запорную арматуру, включающую клапан обмыва унитаза, разгрузочный клапан и сливной клапан, причем смывная магистраль соединена с гидросистемой вагона через клапан обмыва унитаза, а сливная магистраль через разгрузочный клапан, разгрузочное устройство, сливной клапан и сливную трубу - с баком-накопителем канализационных стоков, внутренняя емкость которого соединена с атмосферой. При этом разгрузочное устройство известного унитаза содержит промежуточный вакуумируемый бак и соединенную с ним вакуумную установку, необходимую для создания разряжения в указанном баке. Для создания в промежуточном баке избыточного давления предлагается реверсивное включение вакуумной установки.
Недостатком известного туалетного комплекса является сложность конструкции, связанная с наличием промежуточной емкости для промежуточной разгрузки унитаза от туалетных смывов перед сбросом последних в бак накопитель, соединенной с устройством вакуумирования и наддува (для всасывания стоков из чаши унитаза и сброса стоков из промежуточной емкости в бак-накопитель) вакуумной установкой. Реверсивное включение (вакуум-наддув) вакуумной установки удорожает конструкцию и снижает ее надежность.
Наиболее близким к заявленному устройству управления туалетным комплексом транспортного средства является устройство управления туалетным комплексом транспортного средства, содержащего оборудование туалетного комплекса с, по меньшей мере, одним унитазом, сообщенным с трубой подачи воды, снабженной запорной аппаратурой, и с трубой магистрали слива с запорным клапаном. В устройстве управления туалетным комплексом транспортного средства датчик температуры сообщен средствами связи с управляющим оборудованием запорной аппаратуры трубы подачи воды (RU 2316632, МПК B61D 35/00, B64D 11/02 2007). Датчики температуры установлены с возможностью измерения температуры на выходе унитаза и содержимого бака-накопителя и передачи сигнала в блок управления, который включает или выключает соответствующую запорную аппаратуру или нагреватель. Измерение температуры на выходе унитаза и содержимого бака-накопителя не дает точной информации о температуре воды в трубах и времени отключения подачи воды к санитарно-техническому оборудованию, что может привести к аварии при замерзании воды в трубах или к незаблаговременному включению нагревателей и выключению подачи воды к санитарно-техническому оборудованию. В известной системе не предусмотрено блокирование запорной аппаратуры подачи воды к оборудованию туалетного комплекса и кнопки слива. Датчик температуры установлен с возможностью измерения температуры на выходе унитаза, что не обеспечивает точного определения температуры воды в трубе магистрали слива. При замерзании магистрали слива образуются ледяные пробки, которые могут привести к трещинам в трубах и к загрязнению окружающей среды, в том числе и вагона и созданию аварийной ситуации.
Задачей заявляемой полезной модели, характеризующей устройство управления туалетным комплексом транспортного средства, является создание устройства управления туалетным комплексом транспортного средства, которое обеспечит повышение экономичности, эффективности, надежности и долговечности туалетного комплекса транспортного средства, а также обеспечит бесперебойную работу туалета в зимних условиях.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является исключение загрязнения окружающей среды, исключение случаев замерзания туалетного модуля, водопровода, магистрали слива туалетного комплекса в зимнее время, повышение надежности и точности срабатывания исполнительных механизмов туалетного комплекса, упрощение обслуживания и снижение затрат на ремонт и комплектующие.
Технический результат достигается тем, что в устройстве управления туалетным комплексом транспортного средства, связанным, по меньшей мере, с одним туалетным модулем, сообщенным с водопроводом и с магистралью слива, сообщенной с баком-накопителем, снабженными запорной аппаратурой, содержащее датчики температуры, установленные с возможностью измерения температуры окружающего воздуха и бака-накопителя и передачи сигнала в блок управления, подсоединенный к запорной аппаратуре туалетного комплекса и нагревателям, согласно заявляемому решению, блок управления выполнен в виде пульта управления с функцией термостатирования, снабженного блоком индикации с монитором, для отображения текущих значений температуры, даты, времени, потребляемого нагревателями тока и состояния нагревателей, при этом пульт управления сообщен средствами электрической связи с датчиками температуры, громкоговорителем, электромагнитным клапаном сброса воды, нагревателем воды в водопроводе, нагревателем магистрали слива, электромеханическим замком, электромагнитным клапаном смыва, основным и резервным нагревателями бака-накопителя, сигнализатором уровня жидкости бака-накопителя, датчиком положения педали смыва, кроме того, датчики температуры дополнительно установлены с возможностью измерения температуры воздуха в туалетной комнате, на магистрали слива и водопроводе, а сигнализатор уровня жидкости установлен на баке-накопителе на высоте 80% его заполнения, с возможностью регистрации отсчета расчетных посещений по количеству смывов и, при снижении их до нуля, вывода сообщения о заполнении бака-накопителя на монитор и подачи команды блокировки доступа в туалетную комнату, посредством электромеханического замка.
Заявляемую полезную модель дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению технического результата.
Пульт управления имеет встроенный источник бесперебойного питания.
Пульт управления соединен с датчиком температуры, установленном на магистрали слива, с возможностью подачи речевого сообщения при снижении температуры магистрали слива туалетного комплекса до значения, при котором жидкие отходы замерзают в ней, не достигнув бака-накопителя и подачи команды блокировки доступа в туалетную комнату, посредством электромеханического замка.
Пульт управления соединен с датчиком температуры, установленном в туалетной комнате с возможностью подачи речевого сообщения при снижении температуры внутри туалетной комнаты ниже нормы.
Пульт управления соединен средствами электрической связи с клапаном сброса воды из водяного бака и водопровода туалетного модуля с возможностью включения клапана сброса воды на слив воды при снижении температуры до 2°C в системе подачи воды и температуре окружающего воздуха ниже 2°C.
В случаях нарушения условий эксплуатации (несвоевременного слива воды из гидрооборудования туалета при консервации вагона, пользования туалетом в то время, когда не прогреты трубы слива, заполнен бак-накопитель и т.д.), обеспечивается автоматическая блокировка работы туалетного комплекса, ограничение доступа в туалетную комнату, заблаговременный вывод речевых сообщений, предупреждающих эксплуатирующий, обслуживающий персонал и пассажиров о возникших нештатных ситуациях.
На Фиг. представлена функциональная схема устройства управления, где:
1 - пульт управления,
2 - источник бесперебойного питания,
3 - блок индикации,
4 - датчик-измеритель температуры, расположенный на водопроводе,
5 - датчик-измеритель температуры, расположенный на магистрали слива,
6 - датчик-измеритель температуры, расположенный на баке-накопителе;
7 - датчик-измеритель температуры, расположенный в туалетной комнате;
8 - датчик-измеритель температуры, расположенный на внешней стенке вагона;
9 - громкоговоритель;
10 - электромагнитный клапан сброса воды;
11 - нагреватель воды в водопроводе;
12 - нагреватель магистрали слива;
13 - электромеханический замок двери туалета,
14 - электромагнитный клапан смыва,
15 - основной нагреватель бака-накопителя;
16 - резервный нагреватель бака-накопителя;
17 - сигнализатор уровня жидкости;
18 - датчик положения педали смыва туалетного комплекса;
19 - водяной бак;
20 - туалетный модуль;
21 - бак-накопитель;
22 - водопровод;
23 - магистраль слива;
Устройство управления состоит из следующих функциональных узлов:
- пульта управления 1 с источником бесперебойного питания 2 и блоком индикации 3;
- датчиков-измерителей температуры (4, 5, 6, 7, 8), расположенных на водопроводе, магистрали слива, на баке-накопителе туалетного комплекса, в туалетной комнате и на внешней стенке вагона соответственно;
- громкоговорителя 9;
- клапана сброса воды 10;
- нагревателя воды в водопроводе 11;
- нагревателя магистрали слива 12
- электромеханического замка 13.
Пульт управления имеет электрическую связь с датчиками-измерителями температуры, громкоговорителем, электромагнитным клапаном сброса воды, нагревателем воды в водопроводе, нагревателем магистрали слива, электромеханическим замком. А также пульт управления имеет электрическую связь с устройствами туалетного комплекса:
- электромагнитным клапаном смыва 14;
- основным нагревателем бака-накопителя 15;
- резервным нагревателем бака-накопителя 16,
- сигнализатором уровня жидкости 17,
- датчиком положения педали смыва 18.
В туалетном комплексе, вода, находящаяся в водяном баке 19 и предназначенная для смыва туалетного модуля 20, после пользования туалетом, собирается в баке-накопителе 21.
Нагреватель воды в водопроводе располагается на трубах водопровода 22. Нагреватель магистрали слива монтируется на трубу магистрали слива 23.
В случаях, когда бак-накопитель заполнен, температура магистрали слива комплекса ниже допустимой, на монитор также выводятся соответствующие сообщения.
Устройство управления работает следующим образом.
Измерение температур в зонах контроля и вывод их текущих значений осуществляются пультом управления посредством датчиков-измерителей температуры в непрерывном режиме. При отсутствии питающего напряжения, пульт управления получает питание, необходимое для измерения температур, от встроенного в него источника бесперебойного питания. При значениях температур в зонах контроля датчиков-измерителей температуры, выше установленных, нагреватели обогрева бака-накопителя, магистрали слива и системы подачи воды туалетного комплекса питание не получают. В случае снижения температуры ниже установленных значений, пульт управления подает питание на соответствующий нагреватель или группу нагревателей. На мониторе пульта управления отображается значение потребляемого нагревателями тока и индицируется работа нагревателей, тем самым пультом управления осуществляется функция термостатирования комплекса.
При смыве в туалете, то есть нажатии на педаль смыва, от датчика положения педали сигнал поступает на соответствующий вход пульта управления. Пульт управления подает сигнал на открытие электромагнитного клапана смыва и происходит подача воды в чашу унитаза и смыв.
В случае, когда заполнение бака-накопителя комплекса достигает 80%, распознаваемое сигнализатором уровня жидкости, на мониторе отображается расчетное количество смывов до полного заполнения бака. При снижении расчетного количества смывов до нулевого значения, автоматически пульт управления подает управляющий сигнал на электронный замок двери туалетной комнаты, дверь запирается, посредством громкоговорителя выводится речевое сообщение о заполнении бака-накопителя и на монитор блока индикации пульта управления также выводится соответствующее сообщение о заполнении бака. Также пульт управления блокирует функцию смыва туалета до момента откачки содержимого бака-накопителя. После опорожнения бака-накопителя устройство управления автоматически восстанавливает работу комплекса.
При снижении текущего значения температуры в туалетной комнате ниже допустимой, пульт управления посредством громкоговорителя выводит речевое сообщение, предупреждающее о снижении температуры.
При снижении температуры системы подачи воды до 2°C, при условии, что температура окружающего воздуха и в туалетной комнате ниже 2°C, пульт управления подает сигнал на открытие электромагнитного клапана сброса воды из водяного бака и водопровода. Тем самым обеспечивается сохранность элементов системы подачи воды от разрушения. Сброс воды из системы производится и при отсутствии внешнего питающего напряжения при вышеописанных условиях.
В случае снижения температуры магистрали слива туалетного комплекса до значения 0°C, при котором жидкие отходы могут замерзнуть в ней, не достигнув бака-накопителя, пульт управления блокирует функцию смыва, подает сигнал на электронный замок двери туалета и периодически выводит соответствующее речевое сообщение. При повышении температуры магистрали слива работа туалета автоматически восстанавливается.
Использование предлагаемого устройства управления туалетным комплексом на транспортном средстве дает возможность использования более надежного и более удобного в процессе эксплуатации туалетного комплекса при упрощении технического обслуживания, свободных от отмеченных выше недостатков, удовлетворяющего растущим требованиям в части экологии на территории полотна железнодорожных путей.