БАК-НАКОПИТЕЛЬ ФЕКАЛЬНЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ ВАКУУМНЫХ ТУАЛЕТОВ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

Область техники
Полезная модель относится к санитарно-техническому оборудованию транспортных средств, а именно к экологически чистым туалетным системам пассажирских вагонов и конкретно к устройствам сбора и временного хранения фекальных отходов.
Уровень техники
Известен бак-накопитель фекальных отходов для вакуумных туалетов пассажирских вагонов [1], содержащий внутренний бак из нержавеющей стали, овальный в поперечном сечении и поперечными наружными ребрами жесткости, с входом для фекальных отходов и входом для вакуумной магистрали, системой для откачки фекальных отходов и металлическими элементами для крепления его к раме вагона, а также наружный бак из стали обыкновенного качества с теплоизоляцией и устройством для обогрева внутреннего бака.
Недостатком данного бака-накопителя является недостаточная прочность конструкции внутреннего бака на сжатие при его вакуумировании, что требует применения наружных ребер жесткости,
которые с одной стороны увеличивают трудоемкость его изготовления, а с другой являются своего рода радиаторами, которые увеличивают потерю тепла баком в зимнее время. К этому же, еще в большей степени, приводят металлические элементы крепления внутреннего бака к раме вагона, которые также являются тепловыми мостами.
Кроме этого во внутреннем баке имеются небольшие торцевые люки для его очистки, через которые неудобно проводить данную операцию, а также внутренний бак не имеет устройств, предотвращающих его разрушение при замерзании фекальных отходов в случае отказа устройств его обогрева и невозможности установки вагона в теплое депо в течении более суток.
Сущность полезной модели
В основу полезной модели поставлена задача создания бака-накопителя, позволяющего снизить трудоемкость его изготовления, а также резко снизить потери им тепла в зимнее время, повысить его надежность и удобство в эксплуатации.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в баке-накопителе фекальных отходов для вакуумных туалетов пассажирских вагонов, состоящем из металлических элементов для крепления его к раме вагона, внутреннего бака из нержавеющей стали с входом для фекальных отходов и входом для вакуумной магистрали, системой для откачки фекальных отходов и наружного бака из стали обыкновенного качества с теплоизоляцией и устройствами для обогрева внутреннего бака, согласно полезной модели внутренний бак выполнен в виде одной или двух соединенных между собой труб с торцевыми стенками, при этом металлические элементы для крепления бака-накопителя к раме вагона являются частью конструкции наружного бака, в котором также размещены элементы для крепления в нем
внутреннего бака, выполненные из материалов с низким коэффициентом теплопроводности.
Кроме этого:
- внутри труб(ы) установлены демпфирующие поперечные и(или) продольные перегородки с отверстиями;
- торцевые стенки труб(ы) имеют выпуклость в наружную сторону;
- одна или обе выпуклые торцевые стенки и торцы каждой трубы имеют фланцевые соединения;
- между фланцевыми соединениями одной или обеих выпуклых торцевых стенок и фланцевыми соединениями торцов каждой трубы установлена(ы) герметично закрепляемая(ые) мембрана(ы) из щелочекислотостойкой резины, а в торцевой(ых) выпуклой(ых) стенке(ах) установлен(ы) предохранительный(ые) обратный(е) клапан(ы).
Краткое описание чертежа
На фиг.1 представлен общий вид бака-накопителя, на фиг.2, фиг.3 - его поперечное сечение А-А, соответственно с использованием одной и двух труб, а на фиг.4 - фланцевое соединение торцов труб и выпуклых торцевых стенок внутреннего бака, а также установка между ними резиновой мембраны и предохранительного обратного клапана в выпуклой торцевой стенке.
Позициями обозначены:
1 - наружный бак из стали обыкновенного качества;
2 - элементы крепления наружного бака 1 к раме вагона;
3 - теплоизоляция для внутреннего бака 6;
4 - элементы для крепления внутреннего бака 6 из материалов с низким коэффициентом теплопроводности;
5 - устройство для обогрева внутреннего бака 6;
6 - внутренний бак из нержавеющей стали в виде одной или двух соединенных между собой труб с торцевыми стенками, имеющими выпуклость в наружную сторону с фланцевыми соединениями;
7 - вход во внутреннем баке 6 для фекальных отходов;
8 - вход во внутреннем баке 6 для вакуумной магистрали;
9 - система для откачки фекальных отходов из внутреннего бака 6;
10 - трубопровод для соединения труб внутреннего бака 6;
11 - демпфирующие поперечные и (или) продольные перегородки с отверстиями во внутреннем баке 6;
12 - мембрана из щелочекислотостойкой резины;
13 - предохранительный обратный клапан.
Лучший вариант осуществления
Бак-накопитель фекальных отходов для вакуумных туалетов пассажирских вагонов содержит наружный бак 1 из стали обыкновенного качества с элементами крепления 2 к раме вагона, с теплоизоляцией 3, элементами крепления 4 из материалов с низким коэффициентом теплопроводности и устройствами для обогрева 5 внутреннего бака 6 из нержавеющей стали, выполненного в виде одной или двух, соединенных между собой трубопроводом 10 труб с торцевыми стенками и имеющего вход для фекальных отходов 7, вход для вакуумной магистрали 8 и систему для откачки фекальных отходов 9.
Кроме этого внутри труб(ы) внутреннего бака 6 предусмотрена установка демпфирующих поперечных и(или) продольных перегородок с отверстиями 11, а торцевые стенки труб(ы) имеют выпуклость в наружную сторону, при этом соединение торцевых стенок и торцов труб - фланцевое, а между их фланцами установлена мембрана из щелочекислотостойкой резины
12, при этом в торцевой выпуклой стенке бака установлен предохранительный обратный клапан 13.
Поперечные или продольные перегородки устанавливаются в зависимости от расположения бака-накопителя под вагоном (поперек или вдоль оси вагона).
Работа устройства
Бак-накопитель работает следующим образом.
Наружный бак 1 крепится с помощью элементов 2 к раме вагона, вход 7 внутреннего бака 6 с помощью теплоизолированного трубопровода подключается к входу(ам) унитаза(ов) вагона, а вход 8 к вакуумной магистрали туалетов.
Фекальные отходы из унитаза(ов) вагона поступают через вход 7 во внутренний бак 6 во время создания в нем вакуума, при этом трубная конструкция внутреннего бака 6, имея высокие прочностные характеристики на сжатие, выдерживает вакуумирование без наружных ребер жесткости.
В холодное время года включается устройство для обогрева 5 внутреннего бака 6 с фекальными отходами для исключения их замерзания, что может привести к разрушению внутреннего бака 6.
При неисправности устройств для обогрева 5 за счет хорошей теплоизоляции внутреннего бака 6, не имеющего наружных ребер жесткости и тепловых мостов, в виде элементов крепления 2 к раме вагона фекальные отходы не замерзают даже при температуре наружного воздуха - 50°С в течении более 24 часов. Этого времени хватает для установки вагона в отапливаемое депо.
Откачка фекальных отходов осуществляется специальной ассенизационной вакуумной машиной с помощью системы 9.
Во время движения вагона, а особенно при экстренном торможении, возникают большие колебания фекальных отходов, приводящие к
дополнительным динамическим нагрузкам на бак-накопитель, которые гасятся демпфирующими поперечными и(или) продольными (в зависимости от расположения бака-накопителя под вагоном) перегородками с отверстиями 10.
Фланцевое соединение торцов(а) труб(ы) торцевых стенок внутреннего бака облегчают его чистку, а мембраны из щелочекислотостойкой резины предотвращают его разрушение при замерзании фекальных отходов, т.к. дополнительный объем для льда обеспечивается выгибанием мембраны 12 в сторону торцевой выпуклой стенки за счет вытеснения воздуха, находящегося между ними в атмосферу через предохранительный обратный клапан 13, который открывается только при определенном давлении воздуха и только в сторону выхода воздуха в атмосферу.
Из рассмотренного видно, что введение совокупности отличительных признаков полезной модели позволяет значительно повысить прочность внутреннего бака на сжатие при его вакуумировании и время незамерзания фекальных отходов, при неисправности устройств обогрева, за счет улучшения теплоизоляции внутреннего бака, а также снизить трудоемкость изготовления за счет его трубной конструкции.
Кроме этого резко снижаются динамические нагрузки на бак-накопитель, за счет демпфирования колебаний фекальных отходов при движении вагона, что повышает его надежность, а выпуклость торцевых стенок труб(ы) в наружную сторону увеличивает их(ее) прочность при вакуумировании внутреннего бака, а также предотвращается разрушение внутреннего бака при замерзании в нем фекальных отходов и при снятии торцевой стенки значительно облегчается чистка внутреннего бака.
Промышленная применимость
Изготовлен макет бака-накопителя и проведены его успешные испытания.
Разрабатывается опытный образец.
Источники информации
1. "Комплекс вакуумного экологически чистого туалета "ЭВАК-2000Р"". Руководство по эксплуатации ТУ-32-13849381-03РЭ, 2004 г., ООО "ПИЛЛОР-ЭВАК", стр.15, 16, 17, 18, рис 5.1; 5.2 (Прототип).