МОДУЛЬНЫЙ САНУЗЕЛ ДЛЯ РЕЛЬСОВЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
MODULAR LAVATORY FOR RAILWAY TRANSPORT FACILITIES

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к санузлу для рельсовых транспортных средств.
Уровень техники
Санузлы в рельсовых транспортных средствах содержат обычно, раковину, туалет, душ и различное оборудование, такое как зеркала, держатели для туалетной бумаги и устройства выдачи бумажных полотенец, держатели для туалетной щетки, электрические сушилки для рук с помощью теплого воздуха, дозаторы мыла и т.п. Обычно эти санузлы поставляются фирмами-поставщиками в виде предварительно изготовленного блока изготовителям рельсовых транспортных средств, и они при монтаже рельсового транспортного средства устанавливают их в виде единого целого.
Наиболее частым вариантом выполнения санузлов для рельсовых транспортных средств является выполнение санузла из армированной стекловолокном пластмассы, обычно с металлическим усилительным каркасом. Изготовление осуществляется обычным для конструкций из армированной стекловолокном пластмассы образом с помощью формы, в которую укладывают слой стекловолоконной ткани и пропитывают жидкой затвердевающей пластмассой (эпоксидной смолой или смолой сложного полиэфира) и после затвердевания извлекают из этой формы. Возможно предусмотренный металлический усилительный каркас может быть интегрирован в этом способе изготовления в конструкцию из армированной стекловолокном пластмассы. Этот способ изготовления применяют в основном для изготовления  изделий, имеющих большие поверхности, соответственно, большие объемы конструктивных элементов из пластмассы, например, для корпусов лодок и надстроек, автомобилей и небольших самолетов. С помощью такого же способа изготовления изготавливают санузлы для гостиниц.
Специальные требования к допуску для эксплуатации рельсовых транспортных средств обуславливают, что каждый используемый в рельсовых транспортных средствах материал подвергается специальным испытаниям, при этом предъявляются определенные требования, в частности, к противопожарным характеристикам. При каждом изменении используемого в этих санузлах материала необходимо повторять эти процессы проверки и допуска. За счет этого, например, очень трудно заменить изготовителя санузла, поскольку изготовители обычно применяют другие исходные материалы (стекловолоконные маты, смолы и отвердители). Таким образом, даже без изменения механической конструкции изготовление санузлов одного типа практически привязано к одному изготовителю, поскольку затраты труда и финансовых средств для повторного выполнения исследований по допуску делают такую замену неэкономичной.
Существенный недостаток этих изготовленных с указанной выше конструкцией санузлов состоит в том, что согласования и изменения (например, интегрирование в другой тип транспортного средства или изменение комплектации) требует, наряду с затратами на изменение конструкции, также изготовления собственной формы для каждого варианта. За счет этого значительно затрудняется согласование с пожеланиями заказчика и связано с большими затратами.
Вес армированных стекловолокном санузлов также очень большой, при этом особенно отрицательно, что процесс изготовления с армированием стекловолокном, в частности за счет высокой доли ручного труда, приводит к созданию конструктивных элементов с не всегда удовлетворительно постоянными свойствами. Особенно отличающаяся от экземпляра к экземпляру толщина стенок приводит к существенным различиям веса отдельных санузлов. Большой вес сказывается отрицательно на дальнейшей обработке, в частности, при транспортировке от изготовителя санузлов к изготовителю рельсовых транспортных средств, а также при установке в рельсовые транспортные средства. Различная толщина стенок обуславливает, естественно, также различную механическую прочность отдельных экземпляров санузлов, соответственно, необходимо эти изменения прочности компенсировать увеличением толщины стенок.
Кроме того, изготовленные с помощью указанного выше способа санузлы в случае повреждения можно ремонтировать лишь с большими затратами труда. Мелкие повреждения, часто вызываемые вандализмом, можно устранять во встроенном в рельсовое транспортное средство санузле. Крупные повреждения, например, после пожаров или массивных повреждений вследствие вандализма, требуют замены санузла. Это возможно лишь посредством снятия всех препятствующих его удалению частей рельсового транспортного средства и удаления компонентов (обычно торцевой стенки или частей наружной стенки, или крыши) рельсового транспортного средства. Даже если удается за счет измельчения поврежденного санузла внутри вагона удалить отдельные части, то установка нового санузла без удаления компонентов рельсового транспортного средства невозможна.
Сущность изобретения
Поэтому в основу изобретения положена задача создания модульного санузла для рельсовых транспортных средств, который не имеет недостатков решений, согласно уровню техники, и, в частности, не требует проведения работ по разборке соответствующего рельсового транспортного средства в случае ремонта.
Задача решена с помощью санузла с признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с основной идеей изобретения санузел для рельсовых транспортных средств состоит из отдельных панелей, которые образуют дно, стенки и потолок санузла. Какая-либо опорная конструкция для создания санузла согласно изобретению не требуется.
Панели состоят из легкого, допущенного для рельсовых транспортных средств материала (например, так называемого композиционного материала с сердечником или многослойного материала, состоящего, например, из облицованной высокопрочным ламинатом алюминиевой ячеечной структуры) и соединяются друг с другом и с самим рельсовым транспортным средством с помощью металлических профилей (обычно алюминиевых профилей).
В качестве пригодного для использования многослойного материала подходит любой допущенный для использования в рельсовых транспортных средствах композиционный материал с сердечником. Наряду с многослойным материалом из покрытой высокопрочным ламинатом алюминиевой ячеечной структуры можно использовать, например, покрытые высокопрочным ламинатом полипропиленовые структуры или полистирольные структуры. Возможно также применение покрытия многослойного материала из армированной стекловолокном пластмассы.
Панели содержат, наряду с внутренней (ячеечной) структурой и двусторонним покрытием, краевые планки из металлических профилей, с помощью которых осуществляется соединение панелей друг с другом и с рельсовым транспортным средством.
Соединение панелей друг с другом осуществляется с помощью обычных, известных из общего применения композиционных материалов с сердечником средств. Обычно для этого используются соединения в шпунт и гребень в комбинации с винтовым соединением.
Соединение панелей с рельсовым транспортным средством осуществляется обычно с помощью демпфирующих колебания резинометаллических элементов.
Для закрывания стыковочных кромок отдельных панелей можно использовать металлические профили. Размеры панелей можно выбирать свободно, при этом ограничивающими факторами являются лишь размеры исходного материала и технологические аспекты. Предпочтительно выбирать размер панелей так, чтобы обеспечивать возможность транспортировки через отверстия (двери, окна) рельсового транспортного средства.
Согласно изобретению необходимые магистрали (например, электрические провода, трубопроводы для подачи и отвода воды, воздухопроводы, пневмопроводы и т.д.) интегрируют в эти панели при их изготовлении, при этом трубопроводы встраиваются в выемки внутренней части (например, алюминиевой ячеечной структуры) многослойного материала. Предпочтительно, прокладка указанных магистралей осуществляется в усилительных профилях, которые расположены в выемках материала сердечника слоистых панелей. Наличие этих усилительных профилей не только устраняет ослабление структуры панелей в области выполнения выемок для магистралей, но и даже усиливает ее.
В определенных случаях применения, особенно когда конкретная панель не имеет так называемых лицевых поверхностей (свободных при использовании поверхностей, к которым предъявляются эстетические требования), монтаж трубопроводов возможен также на этой (невидимой) поверхности панели. При этом обеспечивается то преимущество, что в такие панели нет необходимости встраивать трубопроводы.
С помощью решения согласно изобретению можно создавать санузлы для рельсовых транспортных средств, которые без изменения инструментов для изготовления (обычно форм для изготовления армированной стекловолокном пластмассы) можно согласовывать с самыми различными ситуациями установки. При этом необходимы лишь затраты на изменение конструкции дополнительного варианта. Для изготовления санузлов согласно изобретению требуются исключительно обычные инструменты и устройства для изготовления и обработки композиционных материалов с сердечником и не требуются формы для изготовления армированной стекловолокном пластмассы.
За счет применения допущенных для рельсовых транспортных средств материалов можно изготавливать множество вариантов санузлов без необходимости повторения затратных испытаний для допуска. При этом особенно предпочтительно использовать негорючие материалы.
Использование панелей (из многослойных элементов) является предпочтительным, поскольку за счет изменения выполнения поверхностей относительно окраски и структуры поверхности можно лучше выполнять требования клиентов и, тем не менее, иметь возможность эффективного изготовления множества вариантов.
Предусмотрено снабжение панелей необходимыми для санузла встроенными элементами (трубопроводами для воды, канализации, воздуха, гидравлики или электрическими проводами) и комплектующими (например, зеркалами). За счет этого значительно облегчается монтаж этих встроенных элементов и комплектующих, поскольку его можно выполнять уже вне рельсового транспортного средства. А прокладку трубопроводов для воды и канализации, а также электрических проводов и всех других трубопроводов можно осуществлять в этих панелях уже во время их изготовления.
Предпочтительно выполненный в соответствии с изобретением санузел имеет панель, которая объединяет все соединения санузла (обычно воды, канализации и электричества) в одном месте, причем в этом месте происходит соединение с системой трубопроводов рельсового транспортного средства.
Сборку санузла можно обычно выполнять снаружи рельсового транспортного средства (обычно при изготовлении новых рельсовых транспортных средств), и тем самым санузел можно устанавливать в виде целого блока, что является преимуществом при новом изготовлении, поскольку в этом случае оболочка (торцевые стенки, крыша и т.д.) рельсового транспортного средства еще не закрыта. Преимущество возможности ремонта санузла (например, при большом повреждении) во встроенном состоянии, т.е. без удаления, например, торцевых стенок рельсового транспортного средства, является существенным преимуществом системы согласно изобретению. Поврежденные панели можно снимать и на основании их размеров выносить через отверстия рельсового транспортного средства (двери, окна), так что ремонт санузла можно осуществлять со значительно меньшими затратами времени и тем самым дешевле.
Кроме того, предпочтительно собирать санузел лишь в рельсовом транспортном средстве, поскольку в этом случае можно организовать процесс сборки так, что все другие работы, особенно закрывание оболочки рельсового транспортного средства, можно проводить заранее, и работы по установке санузла можно проводить, например, на другом предприятии.
Другое существенное преимущество санузла согласно изобретению состоит в том, что также в случае, когда в соответствии с процессом изготовления рельсового транспортного средства предусмотрена установка санузла в виде единого целого, возможно отсутствующий в предусмотренное для установки время санузел не препятствует проведению других монтажных работ рельсового транспортного средства, поскольку санузел можно устанавливать в последующем при уже закрытой оболочке рельсового транспортного средства.
В одном варианте выполнения панелей предусмотрено соединение панелей с помощью соединения в шпунт и гребень. Кроме того, панели можно соединять друг с другом также посредством клеевого соединения, при этом отпадает преимущество возможности разборки.
Наиболее существенным преимуществом системы согласно изобретению является значительное уменьшение веса санузла. Применяемые панели многослойной конструкции имеют явно меньший удельный вес, чем обычные конструкции с одинаковой механической прочностью. Обычно можно достигать экономии в весе 30% по сравнению с обычной конструкцией. Эта экономия в весе является, с одной стороны, предпочтительной при эксплуатации рельсового транспортного средства, поскольку необходимо ускорять и замедлять меньшие массы, с другой стороны, меньший вес является предпочтительным во всем процессе изготовления (особенно при транспортировке и установке санузла).
Предпочтительной является также возможность утилизации панелей (особенно панелей с металлической ячеечной или пенной структурой).
Кроме того, предпочтительной является возможность с помощью этого изобретения последующего снабжения рельсовых транспортных средств (без санузлов) санузлами, или простой замены (обычных) санузлов в уже используемых рельсовых транспортных средствах.
Санузел согласно изобретению не ограничивается случаями применения, в которых используются трубопроводы для воды и канализации, возможны также случаи применения, в которых требуются, например, лишь электрические провода, как, например, при выполнении помещений для пеленания детей, купе для машиниста поезда, помещений для багажа и т.п.
Краткое описание чертежей
На чертежах в качестве примера изображено:
фиг. 1 - принципиальная конструкция панели из композиционного материала с сердечником с интегрированными трубопроводами;
фиг. 2 - принципиальная конструкция места соединения двух панелей;
фиг. 3 - принципиальная конструкция места соединения между панелями стенки и пола;
фиг. 4 - принципиальная конструкция санузла согласно изобретению в рельсовом транспортном средстве;
фиг. 5 - принципиальная конструкция панели из композиционного материала с сердечником.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показана в качестве примера схематично принципиальная конструкция панели из композиционного материала с сердечником с интегрированными трубопроводами. Панель состоит из трех слоев, а именно верхнего покрывного слоя 5, материала 1 сердечника и нижнего покрывного слоя 4. Верхний и нижний покрывные слои 5 и 4 могут иметь разную окраску и поверхностную структуру для согласования с соответствующей целью использования, соответственно, с дизайном остального выполнения транспортного средства. Материал 1 сердечника состоит, например, из алюминиевой ячеечной структуры, верхний и нижний покрывные листы, например, из высокопрочного ламината. В выемке материала 1 сердечника вложен закрытый усилительный профиль 2 (плоская труба), который имеет ту же толщину, что и материал 1 сердечника, так что в месте расположения усилительного профиля едва ли может возникать ослабление механической прочности панели. Обычно усилительный профиль 2 изготовлен из алюминия. На фиг. 1 положение усилительного профиля в панели показано в разрезе. Трубопроводы 3 проходят в усилительном профиле 2, при этом на фиг. 1 схематично изображены лишь один трубопровод и три электрических провода. Эти трубопроводы проходят в требуемых местах панели через отверстия в усилительном профиле 2 и либо в верхнем покрывном слое 5 или в нижнем покрывном слое 4 к требуемому месту (например, к электрической лампе).
На фиг. 2 показана в качестве примера схематично принципиальная конструкция места соединения двух панелей, обычно двух стенных панелей. Первая панель РА, которая имеет слоистую конструкцию из материала 1 сердечника и соответствующего верхнего и нижнего покрывного слоя, в месте соединения со второй панелью снабжена соединительным профилем А. Вторая панель РВ имеет ту же слоистую конструкцию, состоящую из материала 1 сердечника и верхнего и нижнего покрывного слоя 4, 5, и в месте соединения с панелью РА снабжена соединительным профилем В. Соединительные профили А, В имеют ту же толщину, что и материал 1 сердечника, за счет чего на краях панели также едва ли может возникать уменьшение механической прочности, а возникает даже увеличение значений прочности за счет возникающей рамной конструкции из соединительных профилей. Соединительные профили А, В, так же как усилительные профили 2, при изготовлении панели соединены с верхним и нижним покрывными слоями 4, 5 и с материалом 1 сердечника. Соединительные профили А, В имеют соединение в шпунт и гребень и разъемно соединены друг с другом с помощью винтового соединения (не изображено на фиг. 2). Винтовое соединение можно выполнять перпендикулярно плоскости панели или же оно может быть предусмотрено в плоскости панели. Для винтового соединения в плоскости панели соединительный профиль одной из панелей снабжен резьбовым отверстием, а другая панель выемкой, по меньшей мере, в одном из покрывных слоев 4, 5 и соединительном профиле этой панели, через которую проходит винт, соответственно, доступна головке винта. Необязательно, предусмотрено закрывание стыковочного шва двух панелей с помощью закрывающего профиля из металла (не изображен на фиг. 2), при этом этот закрывающий профиль может быть выполнен так, что он также закрывает отверстия для приведения в действие головки винта.
На фиг. 3 показана в качестве примера схематично принципиальная конструкция места соединения между панелью пола и панелью стенки. Места соединения между панелями стенок и панелью потолка и все кромки санузла реализованы тем же способом.
Угловой профиль ЕР, обычно изготовленный из алюминия, имеет места приема, в которые вводятся соответствующие соединительные профили стенных панелей WP и панели ВР пола (соединение в шпунт и гребень) и разъемно соединяются друг с другом с помощью винтового соединения. На фиг. 3 показано в качестве примера винтовое соединение перпендикулярно плоскости соответствующей панели. Покрытие 8 пола нанесено на панель ВР пола и проходит по стенной панели до верхней кромки уголкового профиля ЕР и обычно склеено с угловым профилем ЕР. За счет подходящего выбора толщины стенного профиля WP и покрытия 8 пола можно достигать в месте стыка между покрытием 8 пола и стеночным профилем плоского перехода.
На фиг. 4 показана в качестве примера схематично принципиальная конструкция санузла в рельсовом транспортном средстве. На структуре рельсового транспортного средства SFZ в подходящем месте закреплен санузел из стенных панелей WP, панелей пола ВР и потолочных панелей (не изображены). Места соединения между отдельными панелями WP (см. фиг. 2) на фиг. 4 не изображены. Санузел в качестве оборудования содержит туалет Т, раковину WB, кран WH для воды, поручень GR и сток AB. Вход в санузел на стороне пола покрыт порогом SW, обычно изготовленным из металла. Раздвижная дверь ST установлена в двухстеночной конструкции стенных панелей WP. Другие типичные для санузла встраиваемые элементы, такие как освещение, электрические переключатели, выходы трубопроводов для теплого воздуха сушителей для рук, не изображены.
На фиг. 5 показана в качестве примера схематично принципиальная конструкция панели. Панель состоит из трехслойной конструкции, а именно верхнего покрывного слоя 5, материала 1 сердечника и нижнего покрывного слоя 4. В выемке материала 1 сердечника вложен закрытый усилительный профиль 2 (плоская труба), который имеет ту же толщину, что и материал 1 сердечника. Проходящие через усилительный профиль 2 трубопроводы не изображены на фиг. 5.
Перечень позиций
1 Материал сердечника
2 Усилительный профиль
3 Трубопроводы
4 Нижний покрывной слой
5 Верхний покрывной слой
6 Соединительный профиль А
7 Соединительный профиль В
8 Покрытие пола
PA Панель А
PB Панель В
EP Угловая панель
WP Стенная панель
BP Панель пола
SFZ Структура рельсового транспортного средства
ST Раздвижная дверь
T Туалет
SW Порог
WB Раковина
WH Кран для воды
AB Сток
GR Поручень