ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ И РАЗРЯЖЕНИЯ ВОЗДУХА В ЗАКРЫТЫХ СОСУДАХ ДЛЯ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

Область техники
Полезная модель относится к техническому оборудованию транспортных средств, например, железнодорожных пассажирских вагонов с туалетами, оснащенными баками - накопителями.
Уровень техники
До настоящего времени на отечественных пассажирских вагонах использовались туалеты, в которых для откачки фекальных масс в баки -накопители из унитазов, использовались специальные приводы, работающие на сжатом воздухе, для производства которого известен гидравлический компрессор для железнодорожного транспорта [1], содержащий два сосуда с жидкостью и датчики уровня жидкости, воздушный ресивер с датчиком давления воздуха, блок управления и высоконапорный насос с электроприводом, верхняя часть первого сосуда соединена с атмосферой, а нижняя имеет патрубок, второй сосуд расположен выше первого сосуда и в своей верхней части сообщен через первый обратный клапан с атмосферой, и через второй обратный клапан с входом воздушного ресивера, а в нижней имеет патрубок, один вход блока управления соединен с выходом датчика давления воздуха, а второй с выходом датчика уровня жидкости, выход блока управления соединен с клеммами электропривода высоконапорного насоса, при этом имеются два переключающих клапана, первый имеет два входа и один выход, а второй один вход и два выхода, выход первого
переключающего клапана соединен с входом высоконапорного насоса, а вход второго переключающего клапана с выходом высоконапорного насоса, первый вход первого переключающего клапана соединен с нижним патрубком второго сосуда, а второй его вход с нижним патрубком первого сосуда, первый выход второго переключающего клапана соединен с нижним патрубком второго сосуда, а второй его выход с нижним патрубком первого сосуда, элементы управления обоих переключающих клапанов соединены с дополнительными выходами блока управления.
В настоящее время большинство новых пассажирских вагонов, оснащаются более надежными туалетами вакуумного принципа действия.
Вышеуказанный гидравлический компрессор может также использоваться и для разряжения воздуха простой перестановкой обратных воздушных клапанов в его рабочем сосуде.
Однако данное устройство имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что один из его двух циклов не производит полезной работы, что приводит к низкой производительности и низкому коэффициенту полезного действия устройства.
Сущность полезной модели
В основу полезной модели поставлена задача создания гидравлического устройства для сжатия и разряжения воздуха в закрытых сосудах для пассажирских вагонов, обеспечивающего повышенную производительность и КПД.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном гидравлическом устройстве для сжатия и разряжения воздуха в закрытых сосудах для пассажирских вагонов, содержащим два рабочих сосуда частично заполненных жидкостью, каждый из которых имеет жидкостной патрубок в нижней части, а один из них два воздушных патрубка в верхней части, с установленными в них воздушными обратными клапанами, через первый из которых он соединен с атмосферой, а через второй с закрытым сосудом, высоконапорный насос с электроприводом и блоком автоматического управления, два переключающих жидкостных клапана с двумя фиксированными положениями и приводом, подключенным к блоку автоматического управления, при этом первый имеет два входа и один выход, а второй один вход и два выхода, выход первого переключающего жидкостного клапана соединен с входом высоконапорного насоса, а вход второго переключающего жидкостного клапана - с выходом высоконапорного насоса, первый вход первого переключающего жидкостного клапана соединен с жидкостным патрубком второго рабочего сосуда, а второй его вход с жидкостным патрубком первого рабочего сосуда, первый выход второго переключающего жидкостного клапана соединен с жидкостным патрубком второго рабочего сосуда, а второй его выход - с жидкостным патрубком первого рабочего сосуда, согласно полезной модели рабочие сосуды расположены на одном уровне, а второй рабочий сосуд также имеет два воздушных патрубка в верхней части с установленными в них обратными клапанами, через первый из которых он соединен с атмосферой, а через второй с закрытым сосудом, при этом закрытый сосуд
может быть один общий для обоих рабочих сосудов или два закрытых сосуда по одному для каждого рабочего сосуда.
Кроме этого, общий объем жидкости в устройстве меньше объема одного рабочего сосуда.
Краткое описание чертежей
На фиг.1, 2, 3 представлена схема гидравлического устройства для сжатия или разряжения воздуха в закрытых сосудах для пассажирских вагонов.
Позициями на фиг. обозначены:
1, 2 - первый и второй рабочие сосуды;
3 - жидкость;
4, 5 - жидкостные патрубки 1-го и 2-го рабочих сосудов;
6, 7 - первые воздушные патрубки рабочих сосудов 1 и 2;
8, 9 - вторые воздушные патрубки рабочих сосудов 1 и 2;
10, 11 - первые обратные воздушные клапаны в патрубках 8 и 9;
12, 13 - вторые обратные воздушные клапаны в патрубках 8 и 9;
14 - высоконапорный насос с электроприводом;
15 - блок автоматического управления;
16, 17 - жидкостные переключающие клапаны с двумя фиксированными положениями (А и Б);
18 - привод жидкостных переключающих клапанов 16, 17;
19 - первый вход жидкостного переключающего клапана 16;
20 - второй вход жидкостного переключающего клапана 16;
21 - выход жидкостного переключающего клапана 16;
22 - первый выход жидкостного переключающего клапана 17;
23 - второй выход жидкостного переключающего клапана 17;
24 - вход жидкостного переключающего клапана 17;
25 - датчик уровня жидкости в рабочем сосуде 1;
26 - датчик уровня жидкости в рабочем сосуде 2;
27 - закрытый сосуд для разряжения воздуха;
28 - закрытый сосуд для сжатия воздуха;
29 - датчик давления в закрытых сосудах 27 и 28;
30 - вентили на выходе закрытых сосудов 27 и 28.
Лучший вариант исполнения
Гидравлическое устройство для сжатия и разряжения воздуха в закрытых сосудах для пассажирских вагонов содержит два рабочих сосуда 1 и 2, частично заполненных жидкостью 3, каждый из которых имеет жидкостной патрубок в нижней части 4, 5 и по два воздушных патрубка 6, 7 и 8, 9 в верхней части, с установленными в них воздушными обратными клапанами первыми 10, 11 и вторыми 12, 13, высоконапорный насос с электроприводом 14 и блоком автоматического управления 15, два переключающих жидкостных клапана 16, 17 с двумя фиксированными положениями (А и Б) и приводом 18, подключенным к блоку автоматического управления 15, при этом первый клапан 16 имеет два входа 19, 20и один выход 21, а второй клапан 17 два выхода 22, 23 и один вход 24, выход 21 первого клапана 16 соединен со входом высоконапорного насоса 14, а вход второго клапана 17 - с выходом высоконапорного насоса 14, первый вход 19 первого клапана 16 соединен с жидкостным патрубком 4 первого рабочего сосуда 1, а второй его вход 20 с жидкостным патрубком 5 второго рабочего сосуда 2, первый выход 22 второго клапана 17 соединен с жидкостным патрубком 4 первого рабочего сосуда 1, а второй его выход 23 с жидкостным патрубком 5 второго рабочего сосуда 2.
Рабочие сосуды 1, 2 расположены на одном уровне.
Закрытый сосуд 27 может быть один общий для обоих рабочих сосудов 1, 2 или может быть два 27, 28: один (27) для рабочего сосуда 1, а второй (28) для рабочего сосуда 2.
Один закрытый сосуд 27 используется для разряжения в нем воздуха с помощью обоих рабочих сосудов 1,2, как показано на фиг.1, при этом обратные воздушные клапаны 10, 11 в первых воздушных патрубках 6, 7 обоих рабочих сосудов 1, 2 установлены в направлении возможного движения воздуха из них в атмосферу, а обратные воздушные клапаны 12, 13
во вторых воздушных патрубках 8, 9 обоих рабочих сосудов 1, 2 установлены в направлении возможности движения воздуха в них из закрытого сосуда 27, а для сжатия в закрытом сосуде 27 воздуха, как показано на фиг.2, обратные воздушные клапаны 10, 1 в первых воздушных патрубках 6, 7 обоих рабочих сосудов 1, 2 установлены в направлении возможности движения воздуха в них из атмосферы, а обратные воздушные клапаны 12. 13 во вторых воздушных патрубках 8, 9 обоих рабочих сосудов 1, 2 установлены в направлении возможности движения воздуха из них в закрытый сосуд 27.
Два закрытых сосуда 27, 28 используются для одновременного разряжения воздуха в первом закрытом сосуде 27 и сжатия воздуха во втором закрытом сосуде 28, как показано на фиг.3.
В этом случае обратный клапан 10 в первом воздушном патрубке 6 установлен в направлении возможности движения воздуха из рабочего сосуда 1 в атмосферу, а обратный воздушный клапан 12 во втором его воздушном патрубке установлен в направлении возможности движения воздуха в него из первого закрытого сосуда 27, при этом обратный клапан 11 в первом воздушном патрубке 7 второго рабочего сосуда 2 установлен в направлении возможности движения воздуха в него из атмосферы, а обратный воздушный клапан 13 во втором воздушном патрубке 9 установлен в направлении возможности движения воздуха из него во второй закрытый сосуд 28.
Работа устройства
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении, когда в замкнутом(ых) сосуде(ах) 27, (28) воздух находится при атмосферном давлении, а высоконапорный насос с электроприводом 14 обесточен, при этом жидкостные переключающие клапаны 16, 17 находятся, например, в положении А, а жидкость 3 в рабочих сосудах находится на одном уровне, занимая, например, половину или менее объема в обоих рабочих сосудах, при расположении клапанов 10, 12, 13, 11, установленных соответственно в патрубках 6, 8, 9, 7 рабочих сосудов 1, 2 для обеспечения разряжения воздуха в закрытом сосуде 27, как показано на фиг.1.
При включении с блока автоматического управления 15 высоконапорного насоса с электроприводом 14, последний начинает перекачивать жидкость 3 из рабочего сосуда 2 в рабочий сосуд 1, при этом происходит откачивание воздуха из закрытого сосуда 27 через обратный воздушный клапан 13 в воздушный объем рабочего сосуда 2 и вытеснение воздуха из рабочего сосуда 1 в атмосферу через обратный воздушный клапан 6.
При достижении уровня жидкости в рабочем сосуде датчика уровня жидкости 25, последний подает сигнал в блок автоматического управления 15, который переводит с помощью привода 18 жидкостные переключающие клапаны 16, 17 в положение Б, при этом высоконапорный насос с электроприводом 14 начинает перекачивать жидкость 3 из рабочего сосуда 1 в рабочий сосуд 2, при этом происходит откачивание воздуха из закрытого сосуда 27 через обратный воздушный клапан 12 в воздушный объем рабочего сосуда 1 и вытеснение воздуха из рабочего сосуда 2 в атмосферу через обратный клапан 11 до достижения уровня жидкости 3 датчика уровня жидкости 26, таким образом в каждом цикле работы при непрерывной работе высоконапорного насоса с электроприводом 14 происходит постоянное разряжение воздуха в закрытом сосуде 27. Работа устройства прекращается при достижении в закрытом сосуде 27 заданного уровня разряжения воздуха, путем срабатывания датчика давления 29, по сигналу которого блок автоматического управления 15 отключает высоконапорный насос с электроприводом 14.
При повышении давления воздуха в закрытом сосуде 27, из-за расходования вакуума через вентиль 30 до заданного значения по сигналу датчика давления 29 устройство возобновляет свою работу и цикл повторяется.
При расположении обратных воздушных клапанов 10, 12, 13, 11 как показано на фиг.2, обеспечивается сжатие воздуха в закрытом сосуде 27, при включении с блока автоматического управления 15 высоконапорного насоса с электроприводом 14, последний начинает перекачивать жидкость из рабочего сосуда 2 в рабочий сосуд 1, при этом происходит закачивание воздуха в закрытый сосуд 27 через обратный воздушный клапан 12 из
рабочего сосуда 1 и поступление воздуха через обратный клапан 11 в рабочий сосуд 2 из атмосферы.
При достижении уровня жидкости в рабочем сосуде датчика уровня жидкости 25, по сигналу последнего жидкостные переключающие клапаны 16, 17 переводятся в положение Б, при этом происходит закачивание воздуха в закрытый сосуд 27 через обратный воздушный клапан 13 из рабочего сосуда 2 и так цикл повторяется до срабатывания датчика давления 29.
При двух закрытых сосудах 27 и 28 и расположении обратных воздушных клапанов 10, 12, 13, 11, как показано на фиг.3 обеспечивается разряжение воздуха в закрытом сосуде 27 в первом цикле работы устройства и разряжение воздуха в закрытом сосуде 28 во втором цикле работы устройства по алгоритму, описанному выше.
Из рассмотренного видно, что введение совокупности отличительных признаков полезной модели позволяет создать универсальное гидравлическое устройство для сжатия и разряжения воздуха в закрытых сосудах для пассажирских вагонов, обеспечивающего повышенную производительность и КПД.
Промышленная применимость
Испытан макетный образец устройства.
Источники информации
1. "Гидравлический компрессор для железнодорожного транспорта", патент №37344, 2003 г. на полезную модель (Прототип).