СИСТЕМА УДАЛЕНИЯ ТУАЛЕТНЫХ СТОКОВ ИЗ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА
RAIL PASSENGER CAR TOILET DRAINAGE DISPOSAL SYSTEM

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано, например, на железнодорожном транспорте для слива туалетных стоков из подключенного к вакуумной установке бака-накопителя железнодорожного пассажирского вагона в специальное приемное устройство.
Из описания к патенту на изобретение RU 2276642 С2, кл. B61D 35/00, опубл. 10.09.2004 г. [1], известна система удаления туалетных стоков из пассажирского железнодорожного вагона, включающая бак-накопитель, снабженный выпускной трубой, на которой имеются запорный клапан и средство соединения со специальным приемным устройством. Конец выпускной трубы на время передвижения вагона может убираться вверх, что снижает возможность его механических повреждений в процессе эксплуатации. Однако конец выпускной трубы технического решения [1] не защищен от термического воздействия окружающей среды и, следовательно, не исключено его промерзание при низких температурах воздуха в зимний период. Система [1] приспособлена к обслуживанию только специальными стационарными приемными устройствами, что ограничивает сферу ее применения.
Из описания к полезной модели RU 72447 U1, кл. B61D 35/00, опубл. 20.04.2008 г. [2], известна система удаления туалетных стоков из пассажирского железнодорожного вагона, включающая бак-накопитель, снабженный выпускной трубой, на наружном конце которой имеются запорный клапан и средство соединения конца выпускной трубы со специальным приемным устройством. Как и в аналоге [1], конец выпускной трубы технического решения [2] лишен защиты от термического воздействия окружающей среды и, следовательно, возможно его промерзание при низких температурах воздуха в зимний период.
Из описания к полезной модели RU 24980 U1, кл. B61D 35/00, опубл. 10.09.2002 г. [3], известна система удаления туалетных стоков из пассажирского железнодорожного вагона, включающая бак-накопитель и выпускную трубу (поз.24). Однако в техническом решении [3] не предусмотрены средства для защиты конца выпускной трубы (поз.24) от механических повреждений и от промерзания в зимнее время при значительном понижении температуры окружающей среды. В описании [3] имеются сведения об электрообогревателе (поз.37), установленном на фановой трубе (поз.14), но не раскрыта конструкция этого электрообогревателя, что не позволяет судить о его работоспособности и эффективности.
При разработке настоящего изобретения авторам предстояло решить комплекс проблем. Во-первых, перед авторами стояла задача облегчить и упростить работу обслуживающего персонала при опорожнении бака-накопителя, во-вторых, было необходимо защитить выступающий из корпуса транспортного средства концевой участок выпускной трубы от механических повреждений и, в-третьих, надежно защитить концевой участок выпускной трубы от промерзания в зимнее время года при использовании транспортного средства в районах с суровым климатом.
Техническим результатом изобретения является упрощение операций по опорожнению бака-накопителя и защита наружного конца его выпускной трубы от механических повреждений и от промерзания в зимнее время года.
Указанный технический результат достигается в системе удаления туалетных стоков из железнодорожного пассажирского вагона, включающей бак-накопитель, выпускную трубу и блок автоматического управления, бак-накопитель снабжен клапаном впуска воздуха из атмосферы, клапаном выпуска воздуха в трубопровод вакуумной установки и датчиками уровня стоков в баке-накопителе, на наружном конце выпускной трубы укреплен защитный кожух с шарнирно закрепленной на нем дверцей, снабженной запорами, защитный кожух и его дверца изготовлены из композиционного материала и снабжены нагревательными элементами, расположенными на разных расстояниях от дна защитного кожуха и подключенными через блок автоматического управления к электрической системе вагона, на внутренней поверхности защитного кожуха имеются индикаторы степени заполнения бака-накопителя, связанные с датчиками уровня стоков в баке-накопителе, и конечный выключатель, который установлен в защитном кожухе так, что срабатывает при открывании дверцы защитного кожуха, внутри защитного кожуха на выпускной трубе имеются запорный клапан, средство соединения конца выпускной трубы со специальным приемным устройством и крышка выпускной трубы, при этом клапан впуска воздуха из атмосферы в бак-накопитель и клапан выпуска воздуха из бака-накопителя в трубопровод вакуумной установки связаны через блок автоматического управления с конечным выключателем.
Предусмотрены следующие частные случаи выполнения изобретения.
Запорный клапан концевого участка выпускной трубы выполнен в виде шарового крана, рукоятка которого помещается в защитном кожухе.
Крышка выпускной трубы прикреплена к концу выпускной трубы посредством петель и снабжена защелкой, фиксирующей положение крышки относительно выпускной трубы.
В качестве композиционного материала, из которого выполнены защитный кожух и его дверца, выбран стеклопластик.
В качестве нагревательных элементов, которыми снабжены кожух и его дверца, выбраны саморегулирующиеся греющие кабели.
В стенки защитного кожуха и в его дверцу вмонтированы на разных расстояниях от дна защитного кожуха датчики температуры, каждый из которых связан с блоком автоматического управления, при этом блок автоматического управления имеет возможность подключения от электрической сети одного или нескольких нагревательных элементов в зависимости от показаний датчиков температуры.
Существо изобретения поясняется следующими графическими материалами.
Фиг.1. Схема системы удаления туалетных стоков из бака-накопителя транспортного средства.
Фиг.2. Общий вид защитного кожуха в аксонометрии.
Фиг.3. Фронтальная проекция защитного кожуха (дверца снята).
Фиг.4. Вертикальный разрез защитного кожуха по А-А на фиг.3.
На прилагаемых чертежах использованы следующие условные цифровые обозначения узлов и деталей.
1. Бак-накопитель туалетных стоков.
2. Клапан впуска воздуха из атмосферы в бак-накопитель 1.
3. Клапан выпуска воздуха из бака-накопителя 1 в трубопровод вакуумной установки.
4. Трубопровод вакуумной установки.
5. Датчики уровня наполнения бака-накопителя 1.
6. Выпускная труба.
7. Защитный кожух выпускной трубы 6.
8. Дверца защитного кожуха 7.
9. Нагревательные элементы защитного кожуха 7.
10. Индикаторы степени заполнения бака-накопителя 1.
11. Конечный выключатель.
12. Запорный клапан выпускной трубы 6.
13. Рукоятка запорного клапана.
14. Средство соединения конца выпускной трубы 6 со специальным приемным устройством.
15. Крышка выпускной трубы 6.
16. Блок автоматического управления.
17. Петли крышки 15 выпускной трубы 6.
18. Защелка фиксации крышки выпускной трубы 6.
19. Датчики температуры защитного кожуха 7 и его дверцы 8.
Как показано на фиг.1-4, предлагаемая система удаления туалетных стоков из пассажирского железнодорожного вагона включает бак-накопитель 1, снабженный клапаном 2 впуска воздуха из атмосферы в бак-накопитель 1 и клапаном 3 выпуска воздуха из бака-накопителя 1 в трубопровод 4 вакуумной установки. В стенках бака-накопителя 1 на разных расстояниях от его дна установлены датчики 5 уровня наполнения бака-накопителя 1. В баке-накопителе 1 установлена выпускная труба 6, один из концов которой (наружный конец) выведен из бака-накопителя 1. На наружном конце выпускной трубы 6 укреплен защитный кожух 7, на котором посредством петель закреплена дверца 8, снабженная запорами. Для облегчения понимания расположения деталей устройства дверца 8 защитного корпуса 7 на фиг.3 показана демонтированной (условно прозрачной).
Защитный кожух 7 и его дверца 8 изготовлены из композиционного материала и снабжены нагревательными элементами 9, расположенными на разных расстояниях от дна защитного кожуха 7 и выполненными в виде саморегулирующихся греющих кабелей, подключенных к электрической сети железнодорожного вагона. На внутренней поверхности защитного кожуха 7 установлены световые индикаторы 10 степени заполнения бака-накопителя 1 (индикаторы 10 могут быть выполнены, например, в виде разноцветных электрических лампочек). Индикаторы 10 степени заполнения бака-накопителя 1 связаны с датчиками 5 уровня наполнения бака-накопителя 1. Внутри защитного кожуха 7 имеется конечный выключатель 11, который установлен так, что он срабатывает при открывании дверцы 8. Кроме того, внутри защитного кожуха 7 на выпускной трубе 6 установлен запорный клапан 12, который выполнен в виде шарового крана с рукояткой 13, и средство 14 соединения конца выпускной трубы со специальным приемным устройством (приемное устройство на чертежах не показано). В качестве упомянутого средства 14 соединения конца выпускной трубы со специальным приемным устройством может быть использован элемент обычно применяемого муфтового соединения трубопроводов. Кроме того, на конце выпускной трубы 6 установлена крышка 15, которая прикреплена к выпускной трубе 6 посредством петель 17 и имеет защелку 18, фиксирующую ее положение относительно выпускной трубы 6. Дополнительно в защитном кожухе 7 и в его дверце 8 установлены датчики 19 температуры, связанные с блоком 16 автоматического управления. Нагревательные элементы 9 защитного кожуха 7 и его дверцы 8, выполненные в виде саморегулирующихся кабелей, подключены к электрической системе вагона через блок 16 автоматического управления, который выполнен с возможностью подключения одного или нескольких саморегулирующихся кабелей от электрической сети вагона в зависимости от сигналов, поступающих в блок автоматического управления от датчиков 19 температуры, находящихся в стенках защитного кожуха 7 и его дверцы 8.
Предлагаемая система удаления туалетных стоков из бака-накопителя железнодорожного вагона работает следующим образом.
В процессе эксплуатации железнодорожного вагона клапан 2 впуска атмосферного воздуха в бак-накопитель 1 закрыт, закрыты и запорный клапан 12 выпускной трубы 6 и ее крышка 15. Заданный интервал положительных температур в холодное время года поддерживается внутри защитного кожуха 7 нагревательными элементами 9, например саморегулирующимися греющими кабелями, которыми снабжен защитный кожух 7 и его дверца 8. При этом подача электроэнергии нагревательным элементам 9 от электросети вагона автоматически регулируется блоком 16 автоматического управления в зависимости от поступающих в блок 16 автоматического управления показаний датчиков 19 температуры. Под действием вакуума в бак-накопитель 1 поступают стоки санузлов транспортного средства. После наполнения туалетными стоками бака-накопителя 1 возникает необходимость его опорожнения. Для осуществления операции опорожнения, перекрыв клапан 3, необходимо отключить от бака-накопителя 1 трубопровод 4 вакуумной установки и открыть клапан 2 впуска воздуха из атмосферы в бак-накопитель 1. Эти действия осуществляются автоматически после того, как обслуживающий персонал открывает дверцу 8 защитного кожуха 7, т.к. срабатывание конечного выключателя 11 генерирует соответствующий импульс в блоке 16 автоматического управления. В результате по команде, поступающей от блока 16 автоматического управления, срабатывают приводы клапанов 3 и 2. Клапан 3 выпуска воздуха в трубопровод 4 вакуумной установки закрывается и после этого открывается клапан 2 впуска воздуха из атмосферы в бак-накопитель 1. После выравнивания давления в баке-накопителе 1 с атмосферным давлением открывают крышку 15 выпускной трубы 6 и с помощью средства 14 соединяют выпускную трубу 6 со специальным приемным устройством (на чертеже не показано). Процесс опорожнения бака-накопителя 1 осуществляют, откачивая туалетные стоки с помощью упомянутого специального приемного устройства. Убедившись по показаниям световых индикаторов 10 степени заполнения бака-накопителя 1, что уровень туалетных стоков в нем достиг минимального значения, обслуживающий персонал, пользуясь рукояткой 13, перекрывает запорный клапан 12, затем закрывает крышку 15 выпускной трубы 6 и закрывает и запирает на запоры дверцу 8 защитного кожуха 7. После закрывания дверцы 8 защитного кожуха 7 вследствие соответствующего импульса, поступающего от конечного выключателя 11 в блок 16 автоматического управления, перекрывается клапан 2 впуска воздуха из атмосферы в бак-накопитель 1 и открывается клапан 3 выпуска воздуха из бака-накопителя 1 в трубопровод 4 вакуумной установки. Система готова к работе в обычном режиме.
В заключение следует отметить следующее. Наличие в системе конечного выключателя 11, связанного через блок 16 автоматического управления с клапаном 3 выпуска воздуха в трубопровод 4 вакуумной установки и с клапаном 2 впуска воздуха из атмосферы, позволяет своевременно в автоматическом режиме изменять давление воздуха в баке-накопителе 1. Обслуживающему персоналу для осуществления подготовки системы к откачке стоков из бака-накопителя 1 или для подготовки этого бака к работе в обычном режиме достаточно открыть или, соответственно, закрыть дверцу 8 защитного кожуха 7. Наличие на внутренней поверхности защитного кожуха 7 индикаторов 10 степени наполнения бака-накопителя 1, связанных с датчиками 5 уровня наполнения бака-накопителя 1, дополнительно облегчает работу обслуживающего персонала, так как при наличии упомянутых датчиков 5 и индикаторов 10 отпадает необходимость в непосредственном контроле степени наполнения бака-накопителя 1 туалетными стоками. Само по себе наличие защитного кожуха 7 на наружном конце выпускной трубы 6 облегчает работу персонала, так как исключает загрязнение крышки 15 и запорного клапана 12 с рукояткой 13. Кроме того, наличие запоров дверцы 8 защитного кожуха 7 предохраняет систему от несанкционированного вмешательства в ее работу, а наличие нагревательных элементов 9 в защитном кожухе 7 и его дверце 8, связанных через блок 16 автоматического управления с датчиками 19 температуры защитного кожуха 7 и его дверцы 8, дополнительно упрощает обслуживание системы, так как отпадает необходимость в разогреве наружного конца выпускной трубы 6 с помощью факелов или других нагревательных средств в зимнее время при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Для системы удаления туалетных стоков из бака-накопителя из вновь проектируемого пассажирского железнодорожного вагона были изготовлены опытные экземпляры защитного кожуха 7, блока 16 автоматического управления и других описанных выше узлов и деталей.
В настоящее время закончена отработка в лабораторных условиях взаимодействия узлов и деталей, составляющих описанную выше систему, и намечено ее опробование в условиях действующего транспорта.