БАК НАКОПИТЕЛЬ НПЦ "ЭКСПРЕСС"

Полезная модель относится к санитарно-техническому оборудованию транспортных средств, а именно к экологически чистым туалетным системам пассажирских вагонов и конкретно к бакам накопителям для сбора и временного хранения фекальных отходов.
Известен бак накопитель (RU, 2007114946, Кл. В61D 35/00, публ. 2008.10.27), включающий емкость, снабженную патрубками для подвода и откачки стоков, трубой вакуумирования, кожухом и утеплителем, расположенным между емкостью и кожухом, а также приспособлением для подвески бака. При этом приспособление для подвески бака включает каркас, в верхней части которого закреплены кронштейны и который расположен внутри корпуса, и представляет собой силовую конструкцию, которая имеет форму, повторяющую форму емкости, при этом каркас выполнен с возможностью размещения и фиксации в нем емкости, а в качестве утеплителя бак содержит теплоизолирующий слой отверждаемого полимера, который жестко фиксирует между собой корпус, каркас и емкость. Корпус, приспособление для подвески, а также емкость, выполнены из нержавеющей стали.
Недостатком известной конструкции бака накопителя является ее громоздкость и тяжеловесность, ограничивающая несущую способность бака накопителя и, как следствие, ограничивающая надежность эксплуатации и дальность пробега железнодорожного транспорта без промежуточной разгрузки бака в пути следования.
Задачей полезной модели является увеличение несущей способности и надежности эксплуатации бака накопителя.
Техническим результатом полезной модели является увеличение прочности подвески и уменьшение собственного веса бака путем усиления равномерного распределения весовой нагрузки по корпусу емкости бака при одновременном сохранении температурного режима увеличенного объема сточных вод в баке.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что бак накопитель, включающий емкость, снабженную патрубками для подвода и откачки стоков, трубой вакуумирования, кожухом и утеплителем, расположенным между емкостью и кожухом, а также приспособлением для подвески бака, согласно полезной модели он дополнительно снабжен комплексной системой обогрева, включающей жидкостный и электрический нагреватели, а приспособление для подвески бака содержит раму с кронштейнами подвески, смонтированную в верхней части бака и выполненную в виде продольных и поперечных балок, при этом продольные балки продеты и закреплены в проушинах монтажных стоек, нижние части которых жестко прикреплены к днищу емкости, а верхние - выведены наружу через верхнее основание емкости и закреплены в нем, при этом кронштейны подвески дополнительно связаны с ребрами жесткости, охватывающими кожух бака.
При этом жидкостный нагреватель выполнен в виде пустотелой рамы, установленной под днищем емкости, и в виде гибких труб, навитых на патрубки подвода и/или откачки стоков бака. Электрический нагреватель выполнен в виде кабельных электронагревателей, проложенных в проемах рамы жидкостного нагревателя и/или проложенных между витками спиралей жидкостного нагревателя. В днище емкости под патрубками для откачки стоков выполнены углубления. Утеплитель емкости бака выполнен на основе полиуретана. Продольные балки рамы подвески бака выполнены из швеллеров. Бак накопитель выполнен в форме перевернутой усеченной пирамиды, основания которой выполнены в форме параллелограмма с закругленными углами. С противоположных торцевых сторон бак оснащен соответственно отсеком для контрольно-измерительной аппаратуры и технологическим люком для осмотра и очистки бака.
Выполнение приспособления для подвески бака в виде рамы, из продольных и поперечных балок, закрепленных в верхней части бака, позволяют в качестве балок использовать швеллера, физико-механические характеристики которых обеспечивают выдерживание высоких нагрузок, позволяют увеличить объем емкости бака, вес перевозимых стоков, дальность пробега железнодорожного транспорта и одновременно уменьшить использование дорогостоящей нержавеющей стали. Наличие монтажных стоек, нижние части которых жестко прикреплены к нижнему основанию емкости, а верхние выведены наружу через верхнее основание емкости, в проушины которых продеты продольные балки и закреплены в них, обеспечивают надежную фиксацию емкости к приспособлению для подвески бака, при этом монтажные стойки несут многофункциональную нагрузку, с одной стороны выполняется надежная фиксация емкости к приспособлению подвески, а с другой стороны монтажные стойки в комплексе с рамной подвеской обеспечивают достаточную жесткость конструкции за счет равномерного распределения весовой нагрузки емкости на раму. Закрепление продольных балок в проушинах монтажных стоек исключает дополнительные элементы крепления, охватывающих емкость, т.к. надежная фиксация емкости осуществляется только за счет элементов, расположенных сверху. При этом уменьшается металлоемкость конструкции бака, его вес, одновременно увеличивается прочность конструкции бака. Этим обеспечивается дополнительная возможность увеличения емкости бака и надежность его эксплуатации. Введение комбинированной системы обогрева, состоящей из жидкостного нагревателя и электронагревателя, позволяют сохранить температурный режим в увеличенном объеме бака накопителя, увеличить надежность эксплуатации и возможность применения данного бака, например в зимнее время и в районах крайнего Севера и Сибири. Наличие отсека для установки контрольно-измерительной аппаратуры непосредственно на баке, в торцевой его части, позволяет обслуживающему персоналу наблюдать за состоянием бака в непосредственной близости, исключая его переохлаждение и переполнение, а наличие технического люка, выполненного овальной формы и расположенного также с торцевой, но противоположной части бака, обеспечивают необходимый доступ к емкости для ее периодической очистки и профилактического осмотра, обеспечивая дополнительную надежность эксплуатации бака накопителя. В целом указанные технические преимущества позволяют увеличить несущую способность и одновременно надежность эксплуатации бака накопителя увеличенного объема
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен рисунок, поясняющий конструкцию бака накопителя; на фиг.2 - конструкция системы подвески; на фиг.3 - конструкция комплексного нагревателя бака, на фиг.4 - вид бака накопителя со стороны приборного отсека, а на фиг 5 - со стороны технологического люка.
Бак накопитель имеет форму перевернутой усеченной пирамиды, основания которой выполнены в форме параллелограмма с закругленными углами и содержит емкость 1 из нержавеющего материала, снабженную патрубком 2 для подвода стоков, водоотделителем 3 и трубой 4 вакуумирования, а также - патрубками 5 для откачки стоков. Емкость 1 снабжена ребрами жесткости (на фигурах не показано) и помещена с зазором в кожух 6, который снабжен ребрами 7 жесткости. Зазор между кожухом 6 и емкостью 1 заполнен утеплителем 8 из отверждаемого полимера, преимущественно из полиуретана. Бак снабжен приспособлением для его подвески в виде рамы 9, установленной с верхней стороны емкости 1 бака. Рама 9 содержит продольные балки 10 и поперечные балки 11, выполненные из швеллеров. К раме 9, с помощью болтовых соединений, прикреплены кронштейны 12 подвески бака, связанные с ребрами 7 жесткости. Продольные балки 10 продеты и закреплены в проушинах монтажных стоек 14, которые нижней своей частью жестко прикреплены ко дну емкости 1, а сверху - выведены наружу через верхнее основание емкости 1 и закреплены в нем. Под дном емкости 1 закреплена комплексная система обогрева (фиг.3), включающая жидкостный 14 и электрический 15 нагреватели. Жидкостный нагреватель 14 выполнен в виде в виде пустотелой рамы, установленной под днищем емкости, и в виде гибких труб, навитых на патрубки подвода и/или откачки стоков бака и заполненных незамерзающей жидкостью, например тосолом. Соединительные трубы нагревателя 14 выведены через верхнее основание бака 6, навиты на патрубки 2 и/или 5 бака для исключения замерзания последних. Концы труб нагревателя 14 снабжены патрубками для соединения их с теплообменником вагона. Электронагреватель 15 выполнен в виде кабельных нагревателей 16, например ЭНГЛ-1. Нагревательные элементы 16 проложены под днищем емкости 1 между трубами жидкостного нагревателя 14, а также навиты на патрубки 2 и/или 5 бака между витками труб жидкостного нагревателя 14. С одного из торцов бак оснащен отсеком 17 для установки контрольно-измерительных приборов, например, вертикальной линейки светодиодов, других датчиков уровня и температуры, а с противоположного торца - технологическим люком 18, выполненным круглой формы. Под патрубками 5 откачки стоков в днище емкости 1 выполнено углубление (на фигурах не показано).
Бак накопитель работает следующим образом.
Собранный бак накопитель с помощью кронштейнов 12 подвешивают и закрепляют в нижней части пассажирского вагона. За счет того, что рамная конструкция приспособления подвески является непосредственно силовой подвеской емкости 1 бака, а кожух 6 бака не является силовой опорой бака достаточно кожух 6 выполнять тонкостенным из обычных черных металлов, не используя дорогостоящую нержавеющую сталь. Это позволяет облегчить конструкцию и значительно ее удешевить. Монтажные стойки 13, которые расположены внутри емкости 1, выполнены из нержавеющей стали. Они надежно удерживают емкость 1 на продольных балках 10 рамы 9 приспособления подвески. После навешивания бака под вагоном, присоединяют патрубки 2 подвода стоков к канализационным трубам, а трубу 5 вакуумирования - к вакуумному насосу. Патрубки 19 жидкостного нагревателя 14 подключают к теплообменнику отопительной системы вагона. Подсоединяют контрольно-измерительную аппаратуру, расположенную в отсеке 17, к блоку управления и вакуумному насосу туалетной системы. С помощью вакуумного насоса в емкости 1 бака накопителя создается разряжение, обеспечивающее сброс (через патрубок 2) фекалий в бак накопитель при пользовании туалетом пассажирского вагона. В процессе эксплуатации бака накопителя фекальные отходы из унитаза через патрубок 2 для поступления стоков поступают внутрь емкости 1. По мере накопления отходов их уровень повышается, контроль за которым осуществляется с помощью датчиков уровня, установленных в отсеке 17. Для поддержания требуемой температуры емкости 1 используется система обогрева и, в зависимости от температуры окружающей среды включают либо жидкостный нагреватель 14, заполняя рамную конструкцию через патрубки 19 горячим теплоносителем, либо включают электронагреватель 16, либо - то и другое вместе. За счет утеплителя 8 сохраняется температура емкости 1. При заполнении емкости 1, срабатывает датчик уровня, оповещая проводника. Для освобождения емкости 1 во время остановки подсоединяют патрубок для откачки стоков 5 к соответствующей емкости и содержимое отсасывается. При этом за счет углубления в нижнем основании емкости 1, откачка содержимого будет более эффективной. Для профилактического осмотра емкости и ее очистки вручную, с торца бака расположен технологический люк 18. Круглая форма люка обеспечивает лучшую герметизацию емкости 1 по сравнению с существующей прямоугольной формой люка.
Полезная модель разработана на уровне технического предложения. В ООО НПЦ «Экспресс» разработана конструкторская документация, выполнены рабочие чертежи, изготовлен опытный образец.