ТУАЛЕТНАЯ СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к средствам санитарно-гигиенического обслуживания на транспорте, а конкретно к вакуумной туалетной системе.
Известна сточная система для туалета транспортного средства, содержащая унитаз, соединенный расположенной в его верхней части сливной трубой через электромагнитный вентиль с водяным баком, а нижней частью - с фекальной трубой периодического вакуумирования, которая соединена с выпускным блоком, в нижней части которого установлена шлюзовая труба, соединенная с баком-сборником, а верхняя часть соединена с приводом системы, связанные с кнопкой смыва трубопроводы вакуума и нагнетания, в которых установлены управляющие электромагнитные вентили, в соответствии с изобретением, оно снабжено диафрагменным дозатором с двумя полостями соответственно для воздуха и жидкости, а указанный привод образован сообщающимися посредством установленного в трубопроводе насоса двумя камерами с жидкостью, вакуумирующей и нагнетающей, причем последняя соединена трубопроводом с указанной воздушной полостью дозатора, а вакуумирующая камера своей верхней частью соединена с указанным выпускным блоком, при этом полость дозатора для жидкости расположена на участке сливной трубы между указанным и дополнительным вентилями. Система характеризуется также тем, что фекальная труба соединена с унитазом через промежуточный бак с датчиком уровня и введена в выпускной бак ниже ввода в него шлюзовой трубы, а выпускной бак снабжен предохранительным барбатером, верхняя часть которого соединена с вакуумирующей камерой, а нижняя часть герметично закрыта крышкой (Авторское свидетельство СССР №1661023, МПК 5 В 61 D 35/00, 1989 г.)
Предложенная конструкция системы позволила повысить надежность функционирования системы и одновременно уменьшить энергозатраты привода. Вместе с тем, в процессе ее эксплуатации выявилась достаточная сложность используемой схемы вакуумирования. Действительно, между насосом и промежуточным баком включена вакуумирующая камера, общий электромагнитный вентиль, трубопровод вакуумирования, электромагнитный вентиль, барбатер, выпускной блок. Наличие этих элементов и узлов в схеме вакуумирования
существенно затрудняет поиск, в случае ее возможной разгерметизации и последующее устранение неисправности. И, наконец, использование специальной жидкости - керосина в качестве поршневого элемента для нагнетающей и вакуумирующей камер, требует организации повышенных мер пожаробезопасности.
Известна сточная система туалета транспортного средства, содержащая водяной бак, унитаз со смывным устройством, смывной клапан, рычажный механизм привода смывного клапана, причем смывное устройство соединено с баком трубой через смывной клапан, в соответствии с полезной моделью, она дополнительно содержит фекальный бак-накопитель, дозатор, транспортирующее устройство, источник сжатого воздуха, причем бак-накопитель связан с унитазом транспортирующим устройством, выполненным в виде трубы, и встроенного в нее насоса с воздушной полостью для пневмопривода прямого хода штока и возвратной пружиной обратного хода, а дозатор встроен в трубу, соединяющую смывной клапан с водяным баком, и выполнен с воздушной полостью для пневмопривода, причем воздушные полости насоса и дозатора соединены трубами с источником сжатого воздуха и с атмосферой через распределительное устройство, кинематически связанное с рычажным механизмом системы.
Система характеризуется также тем, что дозатор содержит корпус с расположенной внутри него гибкой диафрагмой, по одну сторону которой в корпусе выполнена воздушная полость, по другую - водяная камера, соединенная одной трубой с водяным баком, другой - со смывным клапаном, причем на входе трубы из бака смонтирован впускной обратный клапан.
А также тем, что в одном из вариантов выполнения системы распределительное устройство соединено с воздушными полостями дозатора и насоса одним общим трубопроводом и выполнено в виде двухпозиционного трехходового крана, а кинематическая связь его с рычажным механизмом выполнена с возможностью сообщения общего трубопровода с источником сжатого воздуха при нажатом положении педали рычажного механизма, и с атмосферой - при отпущенном положении. В другом варианте выполнения системы распределительное устройство соединено с каждой из воздушных полостей дозатора и насоса отдельными трубами и выполнено в виде двухпозиционного четырехходового крана, а кинематическая связь его с рычажным механизмом выполнена с возможностью сообщения дозатора с источником сжатого воздуха, насоса - с атмосферой при нажатой педали рычажного механизма, а при отпущенной педали дозатора - с атмосферой, насоса - с источником
сжатого воздуха (Свидетельство на полезную модель РФ №0002966, МПК 6 В 61 D 35/00, 1995 г.).
В данной системе удалось устранить ряд недостатков, присущих аналогичным техническим решениям, представляющим известный уровень техники, однако и эта система не лишена недостатков, наиболее существенными из которых можно отметить следующие. В целом система излишне усложнена введенными агрегатами, и как следствие, характеризуется невысокой надежностью, прежде всего напорного устройства, включающего компрессорную установку. Последняя имеет значительные габариты, что создает определенные трудности при выборе места для ее размещения в пассажирском вагоне, а также при снижении высокого уровня шума, создаваемого в процессе ее работе.
Известна туалетная система для транспортного средства, которой в напорном устройстве используется жидкостной центробежный насос. Перекачиваемая насосом жидкость служит поршневым элементом, сжимающим воздух для создания напора в дозаторе смыва и одновременно вакуумирования воздуха по другую сторону рабочей полости насоса для транспортирования стока из унитаза в бак-накопитель (Комплекс туалета экологически чистого «Экотол-В». Руководство по эксплуатации КШМС. 667410.003 РЭ»).
Недостатками данной туалетной системы являются неудовлетворительная интенсивность смыва, большая инерционность работы привода, сложность и низкая надежность работы туалетной системы в целом. Слабый смыв в данной конструкции обусловлен тем, что на создание напора на смыв идет половина мощности насоса. Другую половину мощности насос расходует на одновременное создание тем же насосом вакуума для привода транспортирующего устройства. При реальных ограничениях характеристик насоса в целом (по энергопитанию и габаритам), мощность его оказывается недостаточной для обеспечения нормального смыва. Большая инерционность работы привода объясняется тем, что система привода заполнена средой, состоящей из жидкости и воздуха. Воздух в отличии от жидкости, воспринимает давление постепенно, по мере его сжатия (вакуумирования). На это требуется достаточно большой интервал времени от момента запуска до срабатывания системы - до 15 с. Сложность системы обусловлена сложной последовательностью во времени происходящих в системе процессов: включение насоса, создание необходимого напора и вакуума, осуществление транспортировки стока, выключение насоса. Эти процессы осуществляются в конструкции посредством сложной системы
электромагнитных клапанов, работой которых по специальной программе управляет электронная система на базе микропроцессора. Сложность системы, наличие в ней чувствительных к чистоте рабочей среды элементов, обуславливает частые ее отказы и низкую надежность системы. Слабый смыв с унитаз приводит к необходимости располагать бак-сборник в непосредственной близости к унитазу. Наличие в вагоне более одного туалетов, расположенных на значительном удалении один от другого, приводит к необходимости устанавливать в вагоне несколько баков-сборников и оборудования для обеспечения нормальной работы каждого бака.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату, является вакуумная туалетная система для железнодорожных вагонов и других транспортных средств, содержащая по меньшей мере один туалет, помещенный в обогреваемой комнате и соединенный через разгрузочный клапан со сточной трубой, контейнер-сборник, соединенный со сточной трубой, и устройство создания вакуума в контейнере-сборнике и сточной трубе, при этом контейнер-сборник содержит удлиненный, вертикально установленный контейнер для сбора жидкости стоков, имеющий верхнюю, нижнюю и основную цилиндрические части, а сточная труба присоединена к контейнеру-сборнику вблизи центра его цилиндрической основной части, так что обеспечивается свободное пространство достаточно высокого объема для воздуха над жидкостью стоков, собранной в контейнере-сборнике, который расположен в тесной связи с комнатой так, что он обогревается по его высоте посредством нагревания комнаты, и размер контейнера-сборника выбран таким образом, что он имеет возможность принятия по меньшей мере 5-10 туалетных смывов, а контейнер-сборник содержит средство для опорожнения контейнера-сборника. Последний, по существу, выполнен цилиндрическим с внутренним диаметром 160-350 мм, его основная цилиндрическая часть имеет длину по меньшей мере 1,0-1,4 м. Сточная труба между туалетом и контейнером-сборником вблизи туалета продолжается вверх, а ближе к контейнеру-сборнику опускается вниз к месту соединения сточной трубы и контейнера-сборника. Размер контейнера-сборника выбран так, что его общий внутренний объем превышает по меньшей мере на 15-40 л, общее количество стоков, которые должны быть приняты контейнером-сборником. Упомянутое устройство для создания вакуума в контейнере-сборнике и сточной трубе соединено с контейнером-сборником, причем это устройство содержит управляющий центр для активизации создания вакуума, который соединен с кнопкой смыва туалета. Контейнер-сборник и управляющий
центр содержат устройство для предотвращения опорожнения контейнера-сборника в зависимости от внешних факторов, например, скорости транспортного средства, в котором расположена вакуумная туалетная система. Контейнер-сборник также содержит средство блокировки трубопроводов, соединенных с контейнером-сборником и устройство, соединенное с верхней частью контейнера-сборника для подачи среды под давлением к контейнеру-сборнику и средство для опорожнения контейнера-сборника. Кроме того, контейнер-сборник в месте соединения сточной трубы с контейнером-сборником у отверстия сточной трубы установлено устройство для отведения стока вниз, причем это, устройство выполнено в виде экрана, одна часть которого, расположена под углом к стенке контейнера-сборника, а вторая часть, являющаяся продолжением первой части, ориентирована параллельно продольной оси контейнера-сборника и расположена на расстоянии «b» от стенки контейнера-сборника и продолжается вниз до уровня, находящего на расстоянии «h» от центра отверстия сточной трубы (Патент Российской Федерации №2250168, МПК 7, В 61 D 35/00, Е 03 F 1/00, 2000 г.).
В данной туалетной системе частично устранены недостатки, присущие аналогичным системам, представляющим известный уровень техники, однако в процессе ее использования выявились и недостатки, основными из которых являются следующие:
- создатели данной системы расположили контейнер-сборник в туалетной комнате, установив его вертикально, при этом, значительно уменьшив его традиционно используемый объем; расположение в обогреваемом помещении исключает необходимость в снабжении контейнера-сборника средствами подогрева, однако при таком расположении контейнер-сборник занимает дефицитную площадь в вагоне, кроме того, усложняется доступ к контейнеру-сборнику в процесс его текущего обслуживания и ремонта;
- система достаточно сложна, т.к. включает в себя большое количество узлов пневмо и электроавтоматики;
- система не устраняет наличие устойчивых запахов, сопровождающих ее эксплуатацию;
- система может использоваться только при условии периодического опорожнения стоков туалета на железнодорожный путь; постоянно растущие требования к воздействию на экологию окружающей среды, существенно
ограничивают географию использования транспортного средства, оборудованного такими туалетными системами;
- сточные трубы в системе проходят сначала вверх за потолок туалетной комнаты, затем опускаются вниз к месту соединения с контейнером-сборником; такая обводка выполняется за счет большого количества изгибов сточного трубопровода под углом 90° в которых со временем возникают засоры; такое выполнение системы стока требует дополнительных декоративных кожухов, а также увеличивает шум в вагоне при осуществлении спуска из унитаза.
Задачей на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание туалетной системы транспортного средства свободной от указанных недостатков, характеризующейся более простой конструкцией отдельных узлов и элементов системы.
Технический результат, достигаемый в процессе реализации данной полезной модели, заключается в увеличении полезной площади транспортного средства, за счет размещения контейнера-сборника вне помещения вагона транспортного средства и уменьшения узлов и элементов, входящих в конструкцию предлагаемой полезной модели, что обеспечивает эксплуатацию транспортного средства с такой туалетной системой без ограничений, в части частоты опорожнения контейнера-сборника, а также улучшает условия обслуживания контейнера-сборника.
Задача положенная в основу предлагаемой полезной модели, с достижением указанного выше технического результата, решается тем, что в известной вакуумной туалетной системе для транспортного средства, содержащей по меньшей мере один туалетный модуль, размещенный в туалетной комнате, сточную трубу сливной магистрали, одним концом соединенную через разгрузочный клапан с унитазом туалетного модуля, а другим - с контейнером - сборником, устройство для создания вакуума в контейнере-сборнике и сливной магистрали, включающее вакуумный насос, регулятор давления, вакуумметр, блок управления узлами и механизмами системы, в соответствии с полезной моделью, контейнер-сборник вынесен из помещения вагона и смонтирован под вагоном горизонтально, ортогонально его продольной оси, жестко связан с рамой вагона, снабжен системой обогрева и соединен с концом сточной трубы сливной магистрали через башню, а магистраль смыва туалетной системы сообщена непосредственно с системой водоснабжения транспортного средства, при этом устройство для создания вакуума дополнительно
содержит сепаратор, включенный между контейнером-сборником и вакуумным насосом;
- а также тем, что выход вакуумного насоса снабжен воздушным фильтром;
- а также тем, что сточная труба сливной магистрали, сообщающая унитазы туалетного модуля с контейнером-сборником, размещена под полом вагона и расположена с наклоном в сторону контейнера-сборника;
- а также тем, что унитаз туалетного модуля содержит смывной коллектор, выполненный в виде сообщающихся друг с другом форсунок, расположенных по периферии смывной чаши унитаза (на схеме не показан).
Один из возможных вариантов конкретной реализации заявляемой туалетной системы приведен на принципиальной схеме системы.
В соответствии с заявляемой полезной моделью, система содержит по крайней мере один вакуумный туалетный модуль 1 известной конструкции, установленный на полу 2 туалетной комнаты 3. Каждый модуль 1 имеет обычно закрытый разгрузочный клапан 4, который открывается только, когда унитаз модуля смывают, то есть опорожняют от стоков, присутствующих в нем. Смыв унитаза осуществляется нажатием кнопки смыва 9, которая управляет электро и пневмоавтоматикой, сообщающей систему смыва унитаза с магистралью 29 подачи воды для смыва, подключенную к системе водоснабжения вагона. Клапан 4 открывается в направлении сточной трубы 5, которая должна находится под вакуумом около половины атмосферного давления, когда туалет опорожняют. Разница давлений между туалетной комнатой и сточной трубой, таким образом, составляет около 0,5 бар в этой ситуации. Когда разгрузочный клапан 5 открыт, воздух в туалетной комнате 3 выдавливает стоки, присутствующие в унитазе, в сточную трубу 5 и перемещает стоки, в виде пробки, с большой скоростью в контейнер-сборник 6, соединенный с концевой частью сточной трубы 5. Внутренний диаметр сточной трубы 5 составляет около 40 мм. Сточная труба 5 от модуля 1 опускается под пол транспортного средства и проходит под полом к месту соединения с контейнером-сборником 6.
Вакуумный насос 7 соединен с верхней частью контейнера-сборника 6 трубопроводом 8, и служит для создания вакуума в контейнере-сборнике 6. Сигнал на включение вакуумного насоса 7 дает регулятор давления 10, когда вакуум в контейнере-сборнике повышается до минус 0,4 бар. При достижении значения вакуума в контейнере-сборнике 6 минус 0,5 бар регулятор давления 10 размыкает цепь питания электродвигателя вакуумного насоса 7. Насос 7 останавливается.
Отработанный воздух из контейнера-сборника 6 высасывается вакуумным насосом 7 и выбрасывается в атмосферу через воздушный фильтр 11, который предназначен для предотвращения загрязнения атмосферы вредными примесями (аммиак, бензол, ксилол, сероводород). Вакуумметр 12 служит для контроля текущего вакуума в контейнере-сборнике 6.
Контейнер-сборник 6 отделен от трубопровода 8, идущего к вакуумному насосу 7, сепаратором (влагоотделителем) 13 и обратным клапаном 14. Сепаратор 13 выполняет функцию отделения твердых частиц, влаги и брызг, содержащихся в атмосфере контейнера-сборника 6, от вакуумного насоса 7. В его корпусе находятся изогнутые пластины для завихрения воздушного потока и фильтр с металлической набивкой. Обратный клапан 14 исключает падение вакуума в контейнере-сборнике 6 во время выключенного вакуумного насоса 7.
Вакуумная магистраль 15 может быть оборудована модулем защиты. Модуль предназначен для защиты вакуумного насоса от попадания жидких фракций из контейнера-сборника 6. В башне 16 контейнера-сборника 6 установлен датчик наличия воды 18. При заполнении башни 16 контейнера-сборника 6 жидкостью, датчик 18 замыкает цепь питания электропневмоклапана 17. Электропневмоклапан 17 разгерметизирует вакуумную магистраль 15 и обеспечивает продувку в контейнер-сборник 6 жидких фракций из вакуумных магистралей 8 и 15.
На контейнере-сборнике 6 с двух сторон установлены отводы 19 диаметром 76 мм и 40 мм. Первый служит для опорожнения контейнера-сборника 6 ассенизационной машиной, второй - для доступа в контейнер-сборник 6 воздуха при откачке. Отвод диаметром 76 мм заканчивается разъемом 3′′ типа «Камлок». Трубопровод диаметром 40 мм заканчивается конусной пробкой. Открытие и закрытие системы откачки производится вручную.
Для предотвращения замерзания содержимого контейнера-сборника 6 в зимнее время предусмотрены две системы обогрева его в холодное время - основная (жидкостная) и резервная (электрическая) системы обогрева.
В отопительную магистраль дополнительно включены - краны шаровые 19, 20, 21, 22, 23 и фильтр 24.
В системе обогрева бака используется незамерзающая жидкость «Тосол». «Тосол» подается по трубопроводам 25 в расширительный бачок 26 и через фильтр 24, на вход насоса 27, который обеспечивает циркуляцию «Тосола».
Расширительный бачок 26 служит для пополнения жидкостью «Тосол» системы обогрева и выпуска воздушных пробок из системы.
Теплообменник 28 трубчатого типа подсоединяется к системе отопления вагона.
Краны 19, 20 предназначены для предотвращения слива тосола при снятии насоса 27 и фильтра 24. Кран 21 предназначен для выпуска воздуха. При заправке системы кран 21 должен быть открыт. В режиме обогрева - закрыт. Кран 22 предназначен для слива жидкости «Тосол» и заправки системы обогрева контейнера-сборника 6. Кран 23 предназначен для слива отстоя из фильтра.
В состав резервной (электрической) системы обогрева контейнера-сборника 6 входят нагреватели на напряжение постоянного тока 110 v и температурный датчик. Нагреватели установлены под дном контейнера-сборника 6. Регулирование и управление системой осуществляется с пульта управления всеми системами вагона.
Предлагаемая полезная модель позволяет создать более простую туалетную систему для транспортного средства, свободную от отмеченных выше недостатков, удовлетворяющую постоянно растущим требованиям в части экологии, более надежную и более удобную в процессе эксплуатации и технического обслуживания.