КАНАЛИЗАЦИОННЫЙ СИФОННЫЙ ЗАТВОР

Полезная модель относится к канализационным сифонным затворам, в частности, к сифонам, а также к транспортным средствам, которые оснащены такими канализационными сифонными затворами.
В случае наружных канализационных сетей обычных в настоящее время рельсовых транспортных средств может возникать неприятный запах, обусловленный биохимическими газами, если они улетучиваются из резервуара со сточными водами транспортного средства в направлении внутреннего пространства транспортного средства. Во избежание проникновения биохимических газов во внутреннее пространство транспортного средства наружные канализационные сети оснащают канализационными сифонными затворами, обычно в форме сифонов.
При прохождении участков в туннеле или при выходе из участков туннеля могут возникать, в частности, при высокой скорости движения транспортного средства, перепады давления или толчки давления, которые воздействуют на наружную канализационную сеть и резервуар для сточных вод; такого рода толчки давления могут привести к осушению упомянутого выше сифона или вытеснению наружу находящейся в нем воды. Если сифоны не подвергнуты более воздействию достаточного водяного столба, то они – пока не будет произведено пополнение водой – теряют свою функцию канализационного сифонного затвора и биохимические газы могут поступать из резервуара для сточных вод в направлении внутреннего пространства транспортного средства.
Задача настоящей полезной модели заключается в создании такого канализационного сифонного затвора, в частности, сифона, благодаря которому исключена или, по меньшей мере, уменьшена опасность прекращения работы канализационного сифонного затвора в случае толчков пониженного давления или избыточного давления.
В соответствии с полезной моделью эта задача решается с помощью канализационного сифонного затвора с признаками пункта 1 формулы полезной модели. Предпочтительные исполнения соответствующего канализационного сифонного затвора приведена в зависимых пунктах формулы полезной модели.
В соответствии с полезной моделью предусмотрено, что канализационный сифонный затвор содержит устройство снижения толчков давления, которое гасит толчок пониженного давления или избыточного давления на спускном присоединении или на впускном отверстии канализационного сифонного затвора посредством увеличения или уменьшения объема камеры с жидкостью канализационного сифонного затвора.
Существенное преимущество соответствующего полезной модели канализационного сифонного затвора состоит в том, что с помощью устройства снижения толчков давления происходит гашение толчков давления в камере с жидкостью и предотвращается или, по меньшей мере, снижается отсасывание, выталкивание или переливание через край жидкости, находящейся в камере с жидкостью. То есть, с помощью предусмотренного в настоящей полезной модели устройства снижения толчков давления можно добиться снижения вероятности прекращения действия функции канализационного сифонного затвора в результате потери жидкости в случае толчков пониженного давления или избыточного давления.
Применительно к исполнению устройства снижения толчков давления в качестве особенно предпочтительного рассматривают случай, когда оно образовано мембраной или содержит такую мембрану, которая в случае толчка избыточного давления при увеличении объема камеры с жидкостью деформируется в наружном направлении и в случае толчка пониженного давления при уменьшении объема камеры с жидкостью деформируется в направлении вовнутрь.
Предпочтительным образом мембрана образует стенку сосуда камеры с жидкостью или, по меньшей мере, участок стенки сосуда камеры с жидкостью.
Предпочтительно мембрана может упруго деформироваться.
В случае особо предпочтительного исполнения канализационного сифонного затвора предусмотрено, что снаружи на камере с жидкостью над мембраной расположена крышка, которая совместно с мембраной образует камеру выравнивания давления, находящуюся вне камеры с жидкостью и отделенную от нее мембраной. Камера выравнивания давления предпочтительным образом влияет на механическое отклонение мембраны и, тем самым, на демпфирующее действие, которое мембрана или устройство снижения толчков давления в целом оказывает на толчки пониженного давления или толчки избыточного давления.
Особо предпочтительно, если камера выравнивания давления содержит вентиляционный и деаэрационный клапан, через который наружный воздух при разряжении в камере с жидкостью может проходить в камеру выравнивания давления и через который при избыточном давлении в камере с жидкостью воздух может выходить из камеры выравнивания давления наружу. Демпфирующее действие мембраны может быть целенаправленно задано путем регулировки вентиляционного и деаэрационного клапана или путем регулировки скорости пропускания вентиляционного и деаэрационного клапана.
Предпочтительно мембрана расположена в области основания сосуда камеры с жидкостью или образует основание сосуда камеры с жидкостью.
Для защиты впускного отверстия от толчков избыточного давления или толчков пониженного давления в качестве особо предпочтительного рассматривают расположение мембраны ниже впускного отверстия.
Было установлено, что толчки избыточного давления или толчки пониженного давления в области выпускного присоединения могут привести к образованию волн в жидкости, находящейся в камере с жидкостью, а также к переливанию жидкости через край из выпускного присоединения. Такое образование волн или «волнение» внутри камеры с жидкостью может быть минимизировано, если внутренняя площадь поперечного сечения, в частности, внутренний диаметр камеры с жидкостью больше, по меньшей мере, в три раза внутренней площади поперечного сечения, в частности, внутреннего диаметра впускной трубы.
При определенных обстоятельствах может возникнуть ситуация, при которой, несмотря на наличие устройства снижения давления в камере с жидкостью, происходит потеря жидкости, в частности, при весьма сильных толчках избыточного давления или пониженного давления. Для обеспечения вопреки этому действия канализационного сифонного затвора в качестве предпочтительного рассматривают случай, когда канализационный сифонный затвор содержит устройство доливки для автоматической доливки жидкости в камеру с жидкостью.
Устройство доливки предпочтительно инициирует автоматическую доливку жидкости в камеру с жидкостью, если уровень жидкости в камере с жидкостью опускается ниже заранее заданного минимального уровня жидкости. При помощи такого устройства доливки можно обеспечить постоянное наличие достаточного уровня жидкости в камере с жидкостью.
Применительно к исполнению устройства доливки особо предпочтительно, если оно содержит датчик жидкости, который при занижении заранее заданного минимального уровня жидкости в камере с жидкостью выдает сигнал управления.
Предпочтительно канализационный сифонный затвор, в частности, его устройство доливки, содержит управляемый запирающий элемент, который в открытом состоянии пропускает поток жидкости в направлении камеры с жидкостью и в запертом состоянии блокирует поток жидкости в направлении камеры с жидкостью.
Предпочтительно, если запирающий элемент косвенно или непосредственно соединен с датчиком жидкости и при наличии сигнала управления от датчика жидкости происходит переключение запирающего элемента в его открытое положение.
Заранее заданный минимальный уровень жидкости предпочтительно соответствует уровню жидкости между впускным отверстием и спускным присоединением.
В качестве предпочтительного рассматривают случай, при котором запирающий элемент представляет собой электрически управляемый запирающий элемент и датчик жидкости вырабатывает в качестве сигнала управления электрический сигнал управления.
Запирающий элемент предпочтительно расположен таким образом, что он в открытом состоянии пропускает поток жидкости в участок впускной трубы, расположенный вне камеры с жидкостью.
Особо предпочтителен случай, когда запирающий элемент соединен с линией свежей воды и в открытом состоянии пропускает поток свежей воды в камеру с жидкостью или в расположенный вне камеры с жидкостью участок впускной трубы.
Для того чтобы при прекращении работы канализационного сифонного затвора или наружной канализационной сети, оснащенной таким канализационным сифонным затвором, обеспечить возможность несложного опорожнения камеры с жидкостью, в качестве предпочтительного рассматривают случай, когда камера с жидкостью содержит расположенный ниже выпускного присоединения запирающий элемент, который в открытом состоянии обеспечивает возможность стекания жидкости из камеры с жидкостью, предпочтительно полное опорожнение камеры с жидкостью.
Канализационный сифонный затвор содержит предпочтительно впускную трубу для заливки жидкости в камеру с жидкостью. Впускное отверстие впускной трубы образует предпочтительно впускное отверстие канализационного сифонного затвора и расположено предпочтительно ниже выпускного присоединения. Спускное присоединение предпочтительно обеспечивает возможность стекания жидкости из камеры жидкости сразу после достижения уровнем жидкости в камере с жидкостью заранее заданного минимального уровня.
Помимо этого полезная модель относится к установке для очистки сточных вод. В соответствии с полезной моделью в отношении такой установки для очистки сточных вод предусмотрено, что она оснащена описанным выше канализационным сифонным затвором.
Кроме того, полезная модель относится к транспортному средству, в частности, рельсовому транспортному средству. В соответствии с полезной моделью в отношении такого транспортного средства предусмотрено, что оно оснащено описанным выше канализационным сифонным затвором.
В последующем полезная модель поясняется более подробно на основании примеров исполнении, при этом на фигурах показано:
Фиг. 1 показывает пример исполнения соответствующего полезной модели канализационного сифонного затвора, оснащенного устройством снижения давления, устройством доливки, а также спускным клапаном,
Фиг. 2 показывает пример исполнения соответствующего полезной модели канализационного сифонного затвора без спускного клапана,
Фиг. 3 показывает пример исполнения соответствующего полезной модели канализационного сифонного затвора без устройства доливки,
Фиг. 4 показывает пример исполнения соответствующего полезной модели канализационного сифонного затвора, при котором устройство снижения давления образовано только мембраной без дополнительной крышки, и
Фиг. 5 показывает пример исполнения транспортного средства, оснащенного канализационным сифонным затвором в соответствии с фиг. с 1 по 4.
В целях повышения наглядности на фигурах для идентичных или сравнимых компонентов используются одни и те же ссылочные обозначения.
Фиг. 1 показывает канализационный сифонный затвор 10 в форме сифона горшкового типа. Канализационный сифонный затвор 10 содержит среди прочего впускную трубу 20, которая выступает вовнутрь камеры 30 с жидкостью канализационного сифонного затвора 10. Снаружи камера 30 с жидкостью ограничена стенкой 40 сосуда. Участок 41 стенки 40 сосуда образован мембраной 50, способной упруго деформироваться.
Пространственно выше впускного отверстия 21 впускной трубы 20 канализационный сифонный затвор 10 оснащен выпускным присоединением 60, которое обеспечивает возможность слива жидкости F, находящейся в камере 30 с жидкостью, если уровень FS жидкости в камере 30 с жидкостью достигнет уровня спускного присоединения 60.
С наружной стороны мембрана 50 покрыта крышкой 70, оснащенной вентиляционным и деаэрационным клапаном 80. Мембрана 50 и крышка 70 вместе ограничивают камеру 90 выравнивания давления, которая расположена рядом с камерой 30 с жидкостью и с помощью мембраны 50 механически соединена с внутренним пространством камеры 30 с жидкостью. Как еще будет детально пояснено ниже, мембрана 50, а также камера 90 выравнивания давления совместно образуют устройство 100 снижения толчков давления, с помощью которого возможно гашение толчков избыточного давления и толчков пониженного давления на спускном присоединении 60 и/или на впускном отверстии 21 впускной трубы 20.
Помимо этого канализационный сифонный затвор 10 оснащен устройством 200 доливки. Устройство 200 доливки содержит датчик 210 жидкости, который при помощи линии 200 управления соединен с запирающим элементом в виде впускного клапана 230. В случае впускного клапана 230 речь может идти, например, о электрически переключаемом магнитном клапане, который может быть включен или отключен посредством электрического сигнала управления. Впускной клапан 230 соединяет расположенный вне камеры 30 с жидкостью участок 21 впускной трубы 20 с линией 240 свежей воды.
Канализационный сифонный затвор 10 в соответствии с фиг. 1 оснащен, кроме того, запирающим элементом в виде спускного клапана 300, который в открытом состоянии обеспечивает возможность слива жидкости F, находящейся в камере 30 с жидкостью.
Канализационный сифонный затвор 10 в соответствии с фиг. 1 функционирует следующим образом:
При возникновении в подключенной к спускному присоединению 60 сливной линии 61 толчков DS1 избыточного давления или толчков DS2 пониженного давления последние гасятся с помощью устройства 100 снижения давления. Гашение толчков DS1 избыточного давления или толчков DS2 пониженного давления происходит посредством механического отклонения мембраны 50:
В случае толчка DS1 избыточного давления на спускном присоединении 60 мембрана 50 отклоняется вдоль указанного стрелкой направления Р1 вниз или в направлении крышки 70, в результате чего происходит увеличение объема внутри камеры 30 с жидкостью и снижается воздействие толчка избыточного давления.
Соответствующим образом происходит гашение толчков DS2 разряжения с отклонением мембраны 50. Так, фиг. 1 показывает, что мембрана 50 в случае толчка DS2 разряжения отклоняется вдоль указанного стрелкой направления Р2 вверх, за счет чего происходит уменьшение объема внутри камеры 30 с жидкостью и снижается воздействие толчка пониженного давления.
Движение отклонения мембраны 50 вдоль указанного стрелкой направления Р1 или Р2 определено при исполнении в соответствии с фиг. 1 не только мембраной 50 и воздействующими на нее толчками давления, но также камерой 90 выравнивания давления и вентиляционным и деаэрационным клапаном 80, поскольку эти компоненты также демпфируют движение мембраны с помощью внутреннего давления в камере 90 выравнивания давления. За счет регулировки пропускной способности по воздуху вентиляционного и деаэрационного клапана 80 можно, тем самым, целенаправленно регулировать и оптимизировать характеристику демпфирования.
Как было установлено, при толчках DS1 избыточного давления и при толчках DS2 пониженного давления, несмотря на компенсирующее действие устройства 100 снижения давления, на поверхности жидкости F в камере 30 с жидкостью может возникать схожее с волнением моря образование волн, в результате чего может произойти переливание через край жидкости F в направлении спускного присоединения 60, а также непреднамеренная потеря уровня заполнения в камере 30 с жидкостью. Такое схожее с волнением моря образование волн внутри камеры 30 с жидкостью может быть, как было установлено, уменьшено в случае соответствующего выбора геометрии камеры 30 с жидкостью, а также впускной трубы 20. В этой взаимосвязи в качестве особо предпочтительного рассматривают случай, когда внутренняя площадь поперечного сечения, в частности, внутренний диаметр D камеры 30 с жидкостью, по меньшей мере, в три раза больше внутренней площади поперечного сечения, в частности, внутреннего диаметра d впускной трубы 20.
Если канализационный сифонный затвор 10 используют в транспортном средстве, в частности, рельсовом транспортном средстве, то в качестве предпочтительного рассматривают случай, когда возможно опорожнение камеры 30 с жидкостью в случае останова транспортного средства, чтобы предотвратить замерзание жидкости F в камере 30 с жидкостью и разрушение канализационного сифонного затвора 10. В случае канализационного сифонного затвора 10 в соответствии с фиг. 1 опорожнение камеры 30 с жидкостью возможно через запирающий клапан 300, который в открытом состоянии обеспечивает возможность стекания жидкости F , предпочтительно полное опорожнение камеры 30 с жидкостью.
Фиг. 2 показывает пример исполнения канализационного сифонного затвора 10, который по своей конструкции в основном соответствует канализационному сифонному затвору 10 в соответствии с фиг. 1. В отличие от канализационного сифонного затвора 10 по фиг. 1 при канализационном сифонном затворе 10 по фиг. 2 отсутствует спускной клапан 300, как это было пояснено во взаимосвязи с фиг. 1. В остальном при канализационном сифонном затворе 10 по фиг. 2 соответствующим образом действуют приведенные выше пояснения во взаимосвязи с канализационным сифонным затвором 10 по фиг. 1.
Фиг. 3 показывает пример исполнения канализационного сифонного затвора 10, который по своей конструкции в основном соответствует канализационному сифонному затвору 10 по фиг. 1. В отличие от канализационного сифонного затвора 10 по фиг. 1 при канализационном сифонном затворе 10 по фиг. 3 отсутствует устройство 200 доливки, которое было пояснено во взаимосвязи с фиг. 1. В остальном в случае канализационного сифонного затвора 10 по фиг. 3 соответствующим образом действуют приведенные выше пояснения во взаимосвязи с канализационным сифонным затвором 10 по фиг. 1.
Фиг. 4 показывает пример исполнения канализационного сифонного затвора 10, при котором устройство 100 снижения давления образовано исключительно выполненным в виде мембраны участком 41 стенки 40 сосуда камеры 30 с жидкостью. В случае канализационного сифонного затвора 10 дополнительная камера выравнивания давления рядом с камерой 30 с жидкостью отсутствует.
При толчках DS1 избыточного давления или толчках DS2 пониженного давления на спускном присоединении 60 участок 41 стенки или мембрана 50 изгибается вдоль указанного стрелкой направления Р1 наружу или вдоль указанного стрелкой направления Р2 вовнутрь, в результате чего достигают увеличения или уменьшения объема и демпфирования воздействия толчков давления по амплитуде. В остальном соответствующим образом действуют указанные выше исполнения во взаимосвязи с фиг. 1.
Фиг. 5 показывает пример исполнения рельсового транспортного средства 500. Показана наружная канализационная сеть 510, которая содержит среди прочего место 520 впуска сточных вод и резервуар 530 для приема сточных вод в форме резервуара для сточных вод. Резервуар 530 для приема сточных вод оснащен воздухоотводной трубой 531.
Место 520 впуска сточных вод и резервуар 530 для приема сточных вод соединены между собой с помощью канализационного сифонного затвора 10, впускная труба 20 которого соединена с первой линией 540 сточных вод и спускное присоединение 60 которого соединено со второй линией 550 сточных вод.
Первая линия 540 сточных вод соединяет место 520 впуска сточных вод с канализационным сифонным затвором 10, а вторая линия 550 сточных вод соединяет канализационный сифонный затвор 10 с резервуаром 530 для приема сточных вод.
При возникновении толчков избыточного давления DS1 или толчков пониженного давления DS2 в случае движения через туннель происходит их передача через воздухоотводную трубу 531 в резервуар 530 для приема сточных вод и оттуда к канализационному сифонному затвору 10.
Предпочтительно в случае канализационного сифонного затвора 10 речь идет о таком устройстве, которое было пояснено во взаимосвязи с фиг. с 1 по 4 или, по меньшей мере, о канализационном сифонном затворе с устройством снижения давления, которое гасит поступающие толчки DS1 избыточного давления или толчки DS2 пониженного давления, как это было пояснено во взаимосвязи с фиг. с 1 по 4.
Несмотря на то, что полезная модель была детально проиллюстрирована и описана более подробно на основании примеров исполнения, она не ограничена раскрытыми примерами и специалист может вывести из этого другие варианты без выхода за пределы объема охраны полезной модели.