ВАКУУМНЫЙ УНИТАЗ

Полезная модель относится к санитарно-техническому оборудованию, а именно к вакуумным туалетным системам, и может быть использована, например, в пассажирских железнодорожных вагонах.
Уровень техники
В описании изобретения к американскому патенту US 5495626, кл. 4/435, опубл. 05.03.1996 г [1], раскрыта конструкция вакуумного унитаза, включающего чашу с закрывающей ее крышкой, средства обмыва внутренней поверхности чаши, к которым присоединен трубопровод подвода воды, имеющий водяной клапан, и средства удаления отходов из чаши, выполненные в виде сливного клапана, установленного между выпускным отверстием чаши и сливной вакуумной магистралью, сливной клапан имеет полый корпус и расположенную в полости корпуса прикрепленную к боковым стенкам корпуса эластичную манжету и механизм пережима эластичной манжеты, полость корпуса сливного клапана соединена с трехходовым клапаном, который может соединять эту полость либо с атмосферой, либо с трубопроводом, отходящим от сливной вакуумной магистрали, кроме того в состав оборудования унитаза входит кнопка включения обмыва чаши. В техническом решении [1] не предусмотрено мер, препятствующих переполнению чаши унитаза. При засорении унитаза или при несрабатывании сливного клапана, а также при несрабатывании водяного клапана может произойти аварийная ситуация. Следует учитывать также, что отсутствие датчика давления в сливной вакуумной магистрали и отсутствие средств корректировки момента начала и времени продолжительности операции обмыва чаши унитаза и операции слива отходов в сливную вакуумную магистраль не позволят экономить воду, применяемую для обмыва чаши унитаза.
Из описания изобретения к американскому патенту US 6216285, кл. 4/431, опубл. 17.04.2001 г [2], известен вакуумный унитаз, включающий чашу, средства обмыва внутренней поверхности чаши, имеющие трубопровод подвода воды с водяным клапаном, и средства удаления отходов из чаши, выполненные в виде двух сливных клапанов, установленных между выпускным отверстием чаши и сливной вакуумной магистралью, каждый сливной клапан имеет полый корпус и расположенную в полости корпуса прикрепленную к его боковым стенкам эластичную манжету. Кроме того, в состав оборудования унитаза входят кнопка включения обмыва чаши, датчик давления в сливной вакуумной магистрали и блок управления, который связан с кнопкой включения обмыва чаши. То обстоятельство, что в состав оборудования унитаза [2] входят два сливных клапана с установленным между ними промежуточным баком для сточных вод, приводит к удорожанию и утяжелению всей предлагаемой конструкции. Поэтому унитаз [2] не может быть эффективно использован в транспортных средствах, в частности в железнодорожных пассажирских вагонах.
Из описания изобретения к американскому патенту US 6732386, кл. 4/431, опубл. 11.05.2004 г [3], известен вакуумный унитаз, включающий чашу, средства обмыва внутренней поверхности чаши, выполненные в виде форсунок, соединенных с трубопроводом подвода воды, на котором имеется водяной клапан, и средства удаления отходов из чаши, выполненные в виде сливного клапана, установленного между выпускным отверстием чаши и сливной вакуумной магистралью. Сливной клапан технического решения [3] выполнен в виде диска с двумя сквозными отверстиями, который имеет зубчатый венец и приводится во вращение от зубчатой шестерни. Диск установлен между двумя половинами корпуса сливного клапана. Предложенная авторами изобретения [3] конструкция сливного клапана слишком велика по габаритам и тяжеловесна, что затрудняет ее использование в условиях транспортного средства. Кроме того, в этом техническом решении не предусмотрено средств корректировки временных параметров проведения операции обмыва чаши унитаза и операции удаления отходов из чаши, что лишает возможности экономить расход воды, применяемой для обмыва унитаза.
При разработке предлагаемого в данной заявке технического решения перед авторами стояла задача создания надежного и экономичного туалетного унитаза, работающего с использованием вакуумного дренирования отходов туалета в бак-накопитель железнодорожного пассажирского вагона.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности устройства при экономии расхода воды, применяемой для обмыва внутренних поверхностей чаши унитаза.
Указанный технический результат достигается в вакуумном унитазе, включающем защищенную с боковых сторон кожухом чашу с шарнирно прикрепленными к ней сиденьем и крышкой, средства обмыва внутренней поверхности чаши, выполненные в виде форсунок, соединенных с общим коллектором, к которому присоединен трубопровод подвода воды, имеющий водяной клапан с электроприводом, и средства удаления отходов из чаши, выполненные в виде сливного клапана, установленного на выпускном отверстии чаши, сливной клапан имеет полый корпус, расположенную в полости корпуса прикрепленную к его боковым стенкам эластичную манжету и механизм пережима манжеты, при этом полость корпуса сливного клапана сообщается со снабженным электроприводом трехходовым клапаном, который может соединять эту полость либо с атмосферой, либо с трубопроводом, отходящим от сливной вакуумной магистрали, кроме того, в состав оборудования унитаза входят датчик уровня жидкости, установленный в верхней части чаши, кнопка включения обмыва чаши, лампа индикации режима работы унитаза, датчик давления в сливной вакуумной магистрали и блок управления, который связан с электроприводами трехходового клапана и водяного клапана, с датчиком давления в сливной вакуумной магистрали, с датчиком уровня жидкости в чаше, с кнопкой включения обмыва чаши и с лампой индикации режима работы, причем в блок управления встроен контроллер, обеспечивающий возможность корректировки временных уставок продолжительности операции обмыва чаши, продолжительности операции удаления отходов из чаши, а также продолжительности паузы между началом операции обмыва чаши и началом операции удаления отходов из чаши.
Предусмотрены следующие частные случаи выполнения полезной модели
Водяные форсунки выполнены с возможностью регулирования интенсивности и направления водяных струй, подаваемых для обмыва внутренней поверхности чаши унитаза.
Лампа индикации режима работы унитаза установлена на стенке кабины туалета.
Лампа индикации режима работы унитаза установлена в помещении обслуживающего персонала.
Существо полезной модели поясняется следующими чертежами.
Фиг.1. Общий вид унитаза, аксонометрия.
Фиг.2. Схема оборудования унитаза.
В прилагаемых чертежах использованы следующие условные цифровые обозначения узлов и деталей.
1. Чаша унитаза.
2. Водяные форсунки.
3. Коллектор.
4. Трубопровод подвода воды.
5. Водяной клапан.
6. Электропривод водяного клапана.
7. Сливной клапан.
8. Сливная вакуумная магистраль.
9. Корпус сливного клапана.
10. Эластичная манжета.
11. Механизм пережима эластичной манжеты.
12. Трехходовой клапан.
13. Электропривод трехходового клапана.
14. Трубопровод, отходящий от сливной вакуумной магистрали
15. Датчик уровня жидкости в чаше унитаза.
16. Кнопка включения обмыва чаши.
17. Лампа индикации режима работы.
18. Датчик давления в сливной вакуумной магистрали.
19. Блок управления.
20. Обратный клапан.
Как показано на фиг.1 и 2, оборудование вакуумного унитаза включает средства обмыва внутренней поверхности чаши 1 и средства удаления из нее отходов. Для большей наглядности на фиг.2 не показан кожух чаши 1, защищающий ее с боковых сторон, и шарнирно прикрепленные к чаше 1 сиденье и крышка, которые условно удалены (сняты), чтобы дать представление об узлах и деталях, расположенных под ними. Средства обмыва внутренней поверхности чаши 1 выполнены в виде водяных форсунок 2, соединенных с общим коллектором 3, к которому присоединен трубопровод 4 подвода воды, имеющий водяной клапан 5 с электроприводом 6. Средства удаления отходов из чаши выполнены в виде сливного клапана 7, установленного на выпускном отверстии чаши 1. Сливной клапан имеет полый корпус 9, расположенную в полости корпуса 1, прикрепленную к его боковым стенкам эластичную манжету 10 и механизм 11 пережима эластичной манжеты. Полость корпуса 9 сливного клапана 7 сообщается с трехходовым клапаном 12, имеющим электропривод 13. Трехходовой клапан 12 может соединять полость корпуса 9 сливного клапана 7 либо с атмосферой, либо с трубопроводом 14, отходящим от сливной вакуумной магистрали 8. Кроме того, в состав оборудования унитаза входят датчик 15 уровня жидкости, установленный в верхней части чаши 1, кнопка 16 включения обмыва чаши 1, лампа 17 индикации режима работы унитаза, датчик 18 давления в сливной вакуумной магистрали 8 и блок управления 19. Блок управления 19 связан с электроприводом 13 трехходового клапана 12 и с электроприводом 6 водяного клапана 5. Блок управления 19 также связан с датчиком давления 18 в сливной вакуумной магистрали, с датчиком уровня 15 жидкости в чаше 1, с кнопкой 16 включения обмыва чаши 1 и с лампой 17 индикации режима работы унитаза. В блок управления 19 встроен контроллер, обеспечивающий возможность корректировки временных уставок продолжительности операции обмыва чаши 1, продолжительности операции удаления из нее отходов и продолжительности паузы между началом операции обмыва и началом операции удаления отходов из чаши. Водяные форсунки 2 установлены в чаше 1 с возможностью регулирования интенсивности и направления водяных струй, подаваемых для обмыва внутренней поверхности чаши 1 унитаза. Лампа 17 индикации режима работы унитаза предназначена для установки на стенке кабины туалета или в помещении обслуживающего персонала.
Предлагаемый унитаз работает следующим образом
До использования посетителем туалета унитаз находится в состоянии "Готовность к работе". При этом в чаше 1 содержится некоторое количество воды, а водяной клапан 5 и сливной клапан 7 находятся в закрытом состоянии. Для поддержания сливного клапана 7 в закрытом состоянии в полости его корпуса 9 поддерживается атмосферное давление. Это обеспечивается установкой трехходового клапана 12 в положение 1 (фиг.2). При этом механизм пережима 11 эластичной манжеты 10 осуществляет ее локальное сжатие, что исключает движение жидкости через сливной клапан 7.
После того, как посетитель туалета закончил использование унитаза, он нажатием кнопки 16 инициирует операции "Обмыв чаши" и "Удаление отходов". Сигнал от кнопки 16 передается на блок управления 19, откуда на электропривод 6 водяного клапана 5 поступает команда на открытие водяного клапана 7 и струи воды, поступающие из водяных форсунок 2, начинают омывать внутреннюю поверхность чаши 1.
Затем после небольшой паузы блок управления 19 дает команду на электропривод 13 трехходового клапана 12, в результате которой трехходовой клапан 12 переводится в положение 2. Теперь полость корпуса 9 сливного клапана 7 через трехходовой кран 12 соединена со сливной вакуумной магистралью 8. Под действием разности давлений (атмосферного давления и давления в полости корпуса 9 сливного клапана 7) механизм 11 прижима прекращает свое сжимающее действие на эластичную манжету 10, ее стенки выпрямляются и содержимое чаши 1 перекачивается в сливную вакуумную магистраль 8, откуда оно попадает в бак-накопитель транспортного средства.
По истечении времени, отведенного на операцию "Обмыв чаши", трехходовой кран 12 по команде блока управления 19 снова переводит клапан слива 7 в закрытое состояние. Аналогично водяной клапан 5 по истечении времени операции "Обмыв чаши" по команде от блока управления 19 переводится закрытое положение.
После завершения двух указанных операций, когда чаша унитаза оказывается освобожденной от отходов и обмытой, автоматически осуществляется операция "Долив воды". Для этого на определенное время по команде от блока управления 19 открывается водяной клапан 5 и в чашу 1 при закрытом сливном клапане 7 наливают определенный объем воды. Так заканчивается цикл работы оборудования унитаза и он приводится в положение "Готовность к работе".
В описанном цикле только начало операции "Обмыв чаши" инициируется человеком. Момент окончания операции "Обмыв чаши", моменты начала и окончания операций "Удаление отходов" и "Долив воды" определяются временными уставками контроллера блока управления 19, которые корректируются обслуживающим персоналом в зависимости от температуры и давления воды, поступающей в водяные форсунки, состояния поверхности чаши 1 и других условий. Возможность корректировки времени запаздывания операции "Удаление отходов" по отношеникгк операции "Обмыв чаши", а также возможность корректировки продолжительности обеих этих операций позволяет опытным путем найти оптимальные соотношения этих временных параметров и таким образом сократить расход воды на обмыв унитаза на 10-15%.
В случае переполнении чаши 1 сточными водами по сигналу датчика 15 уровня жидкости в чаше 1 блок управления 19 прекращает подачу воды в чашу 1 и включением лампы 17 индикации информирует персонал о происшедшем сбое в работе, а также открывает сливной клапан 7 на время достаточное для слива полкой чаши сточных вод в сливную вакуумную магистраль 8. Аналогичным образом в случае выхода за допустимые пределы величин давлений в вакуумной сливной магистрали 8 персонал оповещается об этом включением лампы 17 индикации, которое осуществляется по команде блока управления 19.
Следует отметить, что снабжение водяного клапана 5 и трехходового клапана 12 электроприводами 6 и 13 соответственно ускоряет проведение операций "Удаление отходов" и "Обмыв чаши" и повышает надежность работы оборудования унитаза.
В соответствии с данным описанием изготовлен опытный образец вакуумного унитаза, опробование которого в лабораторных условиях показало хорошие результаты. В настоящее время готовится партия предлагаемых унитазов для испытания в условиях действующего транспорта.