ВОДОНАКОПИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к водонакопительным системам с водяным резервуаром, в частности для применения в транспортных средствах, например в рельсовых транспортных средствах.
В рельсовых транспортных средствах, например, для сантехнического оборудования или для бортовых кухонь имеются установки свежей воды с резервуарами свежей воды. Установки свежей воды расположены в зависимости от типа бортового оборудования в одном, в нескольких или во всех вагонах состава. В зависимости от конструкции резервуары свежей воды расположены, например, в зоне крыши, во внутреннем пространстве или под полом транспортного средства. В определенных ситуациях, например при опасности заморозков, резервуары свежей воды необходимо полностью сливать. Таким образом, необходима возможность обеспечения их простого слива.
В основу полезной модели положена задача создать водонакопительную систему с возможностью ее компактной и экономичной реализации, в частности, в железнодорожном транспорте с возможностью ее надежной эксплуатации и нетрудоемкого слива.
Эта задача решена согласно данной полезной модели посредством водонакопительной системы, охарактеризованной признаками пункта 1 формулы. Предпочтительные варианты осуществления водонакопительной системы раскрыты в зависимых пунктах формулы полезной модели.
Согласно полезной модели предложено наличие в водонакопительной системе общего трубопровода, соединенного через точку разбора с подключенным к водяному резервуару переливным трубопроводом и с подключенным к водяному резервуару сливным трубопроводом, а общий трубопровод при уровне воды, достигшем заданного максимального уровня в водяном резервуаре или превысившим его, перенаправляет жидкость от переливного трубопровода к удаленному от точки разбора концу общего трубопровода, а в случае слива водяного резервуара направляет жидкость от сливного трубопровода к удаленному от точки разбора концу общего трубопровода.
Существенным преимуществом водонакопительной системы по данной полезной модели является обеспечение предложенным общим трубопроводом, как возможности перенаправления жидкости при слишком высоком уровне воды, так и перенаправлении жидкости после заданного слива водяного резервуара и, тем самым, частичного выполнения функции, как сливного трубопровода, так и функции переливного трубопровода. Это обеспечивает возможность выполнения переливного трубопровода и сливного трубопровода относительно короткими, за счет чего обеспечен отказ от дублирующей или параллельной прокладки трубопроводов, по сравнению с выполнением отдельного переливного и отдельного сливного трубопровода. Иначе говоря, водонакопительная система по данной полезной модели обеспечивает возможность ее реализации с экономией трубопроводов или с сокращением их длины и, тем самым, с минимальной стоимостью, минимальными монтажными затратами и с максимальной экономией места.
Относительно расположения отверстий всасывания и сливных отверстий предпочтительно предложено наличие в сливном трубопроводе отверстия всасывания в зоне дна водяного резервуара и наличие в переливном трубопроводе переливного отверстия в водяном резервуаре, расположенного выше отверстия всасывания и определяющего максимальный уровень заполнения.
Для обеспечения максимально нетрудоемкого слива водяного резервуара предпочтительно наличие в сливном трубопроводе участка всасывания, проходящего вверх на высоту нахождения отверстия всасывания, большей высоты нахождения переливного отверстия, и оттуда вниз на высоту ниже дна водяного резервуара, а слив резервуара при заполненном жидкостью участка всасывания обеспечен только силой тяжести жидкости. В таком варианте выполнения используют т.н. подъемную силу жидкостей: при заполнении жидкостью участка всасывания происходит автоматический слив водяного резервуара под воздействием силы тяжести или из-за перепада давления в трубопроводе.
Точка разбора расположена предпочтительно ниже уровня переливного отверстия переливного трубопровода, особенно предпочтительно ниже уровня отверстия всасывания сливного трубопровода.
Чтобы обеспечить возможность всасывания в зону всасывания для слива жидкости, прерывания при необходимости, или прекращения в дальнейшем вызванного поднятием жидкости процесса высасывания, предпочтительно наличие в переливном трубопроводе между точкой разбора и переливным отверстием запорного органа, в частности клапана, обеспечивающего в открытом положении прохождение потока текучей среды в направлении точки разбора и, например, слив жидкости при превышении уровня заполнения, а в закрытом положении усиливающего или обеспечивающего прерывание потока текучей среды и за счет этого, например, всасывание жидкости в зону всасывания. Такое выполнение обеспечивает возможность прерывания дальнейшего слива после инициированного ранее процесса высасывания путем открытия клапана и создания воздушного соединения между отверстием всасывания и переливным отверстием.
Клапан может быть выполнен в виде шлангового пережимного клапана или в виде магнитного клапана.
С учетом минимального количества компонентов предпочтительно выполнение точки разбора в виде ходового клапана, в частности 3-ходового 2-позиционного клапана (клапан с тремя подводками и двумя положениями), подключенного первой подводкой к общему трубопроводу, второй подводкой к сливному трубопроводу, а третьей подводкой к переливному трубопроводу и в первом положении перекрывающий первую, вторую и третью подводку, а во втором положении открывающий первую и вторую подводку и перекрывающий третью подводку. При таком выполнении ходовой клапан образует как переходник для соединения переливного, сливного и общего трубопроводов, так и компонент, способный перекрывать начатый ранее слив.
Запорный орган или ходовой клапан выполнен предпочтительно с возможностью дистанционного управления, в частности с возможностью пневматического или электрического переключения. Такое выполнение обеспечивает предпочтительную возможность дистанционного переключения запорного органа или ходового клапана при начале высасывания жидкости из водяного резервуара и всасывании дополнительной жидкости в зону всасывания.
С учетом всасывания жидкости предпочтительна установка в общем трубопроводе, ниже по потоку точки разбора, всасывающего устройства для всасывания жидкости в зону всасывания сливного трубопровода и для его заполнения, что обеспечивает последующий автоматический слив резервуара только под воздействием силы тяжести жидкости. При указанном последним выполнении процесс слива можно предпочтительным образом прервать путем соединения переливного трубопровода со сливным трубопроводом и создания за счет этого воздушного потока от переливного трубопровода в сливной трубопровод.
В альтернативном варианте всасывающее устройство устанавливают в сливном трубопроводе – т.е. выше по потоку точки разбора.
Всасывающее устройство выполнено предпочтительно в виде эжектора или насоса.
Полезная модель относится также к транспортному средству, в частности к рельсовому транспортному средству, оборудованному водонакопительной системой, описанной выше. Относительно преимуществ транспортного средства по данной полезной модели следует указать на вышеизложенное.
Согласно полезной модели возможна эксплуатация водонакопительной системы с водяным резервуаром.
Согласно полезной модели предложено, чтобы
- в обычном рабочем режиме общий трубопровод, соединенный на точке разбора с подключенным к водяному резервуару переливным трубопроводом и с подключенным к водяному резервуару сливным трубопроводом, был соединен с переливным трубопроводом и обеспечивал возможность слива жидкости через переливной трубопровод, и
- в рабочем режиме слива жидкости было обеспечено всасывание через расположенное в дне водяного резервуара отверстие всасывания и всасывание в зону всасывания, проходящую вверх от отверстия всасывания на высоту больше высоты переливного отверстия переливного трубопровода, а оттуда вниз на высоту ниже водяного резервуара, и слив резервуара был обеспечен под действием силы тяжести жидкости через сливной трубопровод и общий трубопровод при заполнении жидкостью за счет всасывания зоны всасывания.
Полезная модель более подробно раскрыта на примере варианта ее осуществления с привлечением чертежей, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - пример варианта выполнения рельсового транспортного средства по данной полезной модели, оборудованного водонакопительной системой согласно примеру выполнения, у которой в переливном трубопроводе установлен клапан;
фиг. 2 - пример варианта выполнения рельсового транспортного средства по данной полезной модели, оборудованного водонакопительной системой согласно примеру выполнения, у которой переливной трубопровод, сливной трубопровод и общий трубопровод соединены посредством ходового клапана;
фиг. 3 - пример варианта выполнения рельсового транспортного средства по данной полезной модели, оборудованного водонакопительной системой согласно примеру выполнения, у которой переливной трубопровод расположен ниже по потоку всасывающего устройства.
На фигурах для наглядности идентичные или аналогичные компоненты всегда имеют одинаковые условные обозначения.
На фиг. 1 показано рельсовое транспортное средство, оборудованное водонакопительной системой. Водонакопительная система включает водяной резервуар 20, расположенный предпочтительно в зоне 11 крыши рельсового транспортного средства 10. Водяной резервуар 20 предназначен предпочтительно для накопления воды, в частности свежей воды, поступающей сливом по одной или нескольким трубным подводкам 21 к не показанным на фиг. 1 потребителям, например в туалеты, умывальники, посудомоечные машины и т.п.
Для заполнения водяного резервуара 20 жидкостью предназначены два наполнительных трубопровода 30 и 31, заведенные в водяной резервуар 20 и обеспечивающие заполнение жидкостью в направлении показанных на фиг. 1 стрелок Р1.
Для предотвращения перелива водяного резервуара 20 рельсовое транспортное средство 10 оборудовано переливным трубопроводом 40, переливное отверстие 41 которого расположено в зоне водяного резервуара 20 и определяет максимальный уровень заполнения. Если уровень жидкости в водяном резервуаре 20 достигает уровня переливного отверстия 41, например, в случае переполнения или выплескивания при торможении или ускорении рельсового транспортного средства 10, жидкость стекает через переливное отверстие 41 по переливному трубопроводу 40 из рельсового транспортного средства 10.
Переливное отверстие 41 подключено в точке разбора 50 к общему трубопроводу 60, направляющему жидкость, отведенную из водяного резервуара 20 по переливному трубопроводу, к сливному отверстию 62. Сливное отверстие 62 расположено на конце 61 общего трубопровода 60, удаленном от точки разбора 50. Сливное отверстие 62 расположено предпочтительно в зоне пола 12 рельсового транспортного средства 10.
К точке разбора 50 подключен также сливной трубопровод 70 с отверстием 71 всасывания, называемый также высасывающим трубопроводом. Отверстие 71 всасывания расположено в зоне дна водяного резервуара 20 и обеспечивает возможность высасывания жидкости из водяного резервуара 20. Высасывание может быть необходимым, если рельсовое транспортное средство 10 ставят на зимнюю стоянку и существует опасность замерзания или если необходима замена жидкости.
К отверстию 71 всасывания примыкает участок 72 всасывания, проходящий вверх на высоту больше высоты переливного отверстия 41перливного трубопровода 40 и проходящий затем вниз до высоты ниже водяного резервуара 20. Выполнение участка 72 всасывания обеспечивает возможность автоматического слива водяного резервуара 20 только под действием силы тяжести жидкости или за счет т.н. подъемного действия жидкости, как только участок 72 всасывания будет заполнен жидкостью.
В примере выполнения по фиг. 1 в переливном трубопроводе 40 в зоне между точкой разбора 50 и переливным отверстием 41 установлен клапан 42, обеспечивающий в открытом положении ток жидкости в направлении точки разбора 50, а в закрытом положении – отделяющий переливное отверстие 41 от точки разбора 50. Кроме этого рельсовое транспортное средство 10 по фиг. 1 включает всасывающее устройство 80, установленное в зоне между точкой разбора 50 и сливным отверстием 62 общего трубопровода 60, т.е. ниже по потоку точки разбора 50. Функции клапана 42 и всасывающего устройства 80 более подробно раскрыты ниже.
Водонакопительную систему рельсового транспортного средства 10 эксплуатируют предпочтительно следующим образом:
При необходимости заполнения водяного резервуара 20 жидкость, например воду, заливают в водяной резервуар 20 через наполнительные трубопроводы 30 и 31 в направлении показанных на фиг. 1 стрелок Р1.
В обычном режиме работы водонакопителя, например, во время движения рельсового транспортного средства 10 через соединительные трубопроводы 21 происходит забор жидкости. Клапан 42 в переливном трубопроводе 40 в обычном рабочем режиме водонакопителя открыт, чтобы в случае превышения уровня жидкости или выплескивании обеспечить ток жидкости через переливное отверстие 41 и клапан 42 к точке разбора 50, а затем слив жидкости через сливное отверстие 62 из рельсового транспортного средства 10. Таким образом переливное отверстие 41 предотвращает нежелательное затопление зоны 11 крыши.
В обычном рабочем режиме всасывающее устройство 80 не активировано, сливной трубопровод 70 и участок 72 всасывания не задействованы, так как в участке 72 отсутствует жидкость и автоматический слив по сливному трубопроводу 70 возможен только под воздействием силы тяжести или только за счет подъемной силы жидкости. Самопроизвольное заполнение участка 72 всасывания, например, из-за выплескивания жидкости во время движения, предотвращает более низкое расположение переливного отверстия 41.
При необходимости слива водяного резервуара 20, например, чтобы предотвратить замерзание жидкости при низких температурах, всасывающее устройство 80 активируют на короткое время, чтобы засосать жидкость у отверстия 71 всасывания в участок 72 всасывания и полностью заполнить его жидкостью. Как только участок 72 всасывания будет заполнен, происходит слив водяного резервуара 20 только за счет силы тяжести жидкости или только за счет подъемной силы жидкости, так как стекающая в направлении сливного отверстия 62 жидкость создает пониженное давление и засасывает через отверстие 71 всасывания остальную жидкость. После полного заполнения жидкостью участка 72 всасывания происходит автоматический слив жидкости, даже если всасывающее устройство 80 затем деактивируют; т.е. нет необходимости в постоянной работе всасывающего устройства 80.
Для обеспечения всасывания жидкости у отверстия 71 всасывания клапан 42 в переливном трубопроводе 40 закрывают во время активирования всасывающего устройства 80, а также во время последующего автоматического слива водяного резервуара 20. Этим предотвращают попадание воздуха через переливной трубопровод 40 в сливной трубопровод 70 и участок 72 всасывания и возможность нежелательного прерывания процесса слива из-за попадания воздуха в участок 72 всасывания.
Если же необходимо целенаправленного прервать процесс слива после начала автоматического слива водяного резервуара 20, то это обеспечивают просто путем открывания клапана 42 и направления воздуха по переливному трубопроводу 40 в сливной трубопровод 70 для заполнения воздухом участка 72 всасывания и прекращения всасывающего действия участка 72 всасывания.
Клапан 42 выполнен по фиг. 1 соответственно двухпозиционным. В закрытом состоянии клапан 42 обеспечивает возможность всасывания всасывающим устройством 80 жидкости у отверстия 71 всасывания и заполнения жидкостью участка 72 всасывания, чтобы обеспечить затем автоматический слив водяного резервуара 20 только под действием силы тяжести; независимо от того, продолжает ли всасывающее устройство 80 работать и засасывать жидкость, слив водяного резервуара 20 продолжается автоматически после заполнения участка 72 всасывания и начала автоматического слива под воздействием подъемной силы жидкости. Если необходимо прервать всасывание жидкости в участок 72 всасывания и вызванный этим автоматический слив, клапан 42 открывают и пропускают воздух в участок 72 всасывания.
Точка разбора 50 расположена предпочтительно ниже уровня отверстия 71 всасывания сливного трубопровода 70.
На фиг. 2 показан другой пример выполнения рельсового транспортного средства 10, оборудованного водонакопительной системой. Водонакопительная система включает водяной резервуар 20, к которому подключены несколько подводных трубопроводов 21, переливной трубопровод 40 и сливной трубопровод 70.
В отличие от примера выполнения по фиг. 1 точка разбора 50, соединяющая сливной трубопровод 70 и переливной трубопровод 40 с общим трубопроводом 60, образована ходовым клапаном 100. Ходовой клапан 100 предпочтительно имеет первую подводку 101 для подключения к общему трубопроводу 60, вторую подводку 102 для подключения к сливному трубопроводу и третью подводку 103 для подключения к переливному трубопроводу 40.
Ходовой клапан 100 обеспечивает предпочтительно возможность осуществления двух следующих положений подключения:
В первом положении, называемом также положением перелива и выполняемом в обычном рабочем режиме рельсового транспортного средства 10, ходовой клапан 100 соединяет первую подводку 101 и третью подводку 103, т.е. общий трубопровод 60 с переливным трубопроводом 40, для обеспечения выполнения переливным трубопроводом 40 функции перелива. В положении перелива ходового клапана 100 вторая подводка 102 или сливной трубопровод 70 отсоединены от общего трубопровода 60; однако предпочтительно, чтобы первая, вторая и третья подводки были соединены для обеспечения вентилирования участка 72 всасывания (см. ниже).
Во втором положении, называемом также положением слива и выполняемом для слива водяного резервуара 20, ходовой клапан 100 соединяет первую подводку 101 и вторую подводку 102, т.е. общий трубопровод 60 со сливным трубопроводом 70, чтобы обеспечить после активирования всасывающего устройства 80 всасывание жидкости из водяного резервуара 20 в отверстие 71 всасывания и, таким образом, в участок 72 всасывания. Чтобы одновременно предотвратить всасывание воздуха через переливное отверстие 41 или переливной трубопровод 40, ходовой клапан 100 прерывает в положении слива соединение между первой подводкой 101 и третьей подводкой 103, т.е. отсоединяет переливное отверстие 41 от отверстия 71 всасывания сливного трубопровода 70.
Если необходимо прервать начатый ранее процесс слива, при котором жидкость под действием ее подъемной силы высасывают из водяного резервуара 20, ходовой клапан 100 переводят в положение перелива, которое предотвращает дальнейший слив жидкости из водяного резервуара 20 через участок 72 всасывания в направлении сливного отверстия 62. Предпочтительно положение перелива одновременно соединяет участок 72 всасывания с переливным отверстием 41 для вентилирования участка 72 всасывания и прерывания всасывающего действия.
На фиг. 3 показан пример выполнения рельсового транспортного средства 10, при котором всасывающее устройство 80 установлено в другом месте. На фиг. 3 видно, что всасывающее устройство 80 установлено в зоне сливного трубопровода 70, т.е. между отверстием 71 всасывания и точкой разбора 50.
Размещение всасывающего устройства 80 в зоне сливного трубопровода 70 обеспечивает возможность отказаться в примере выполнения по фиг. 1 от дополнительного клапана, например от клапана 42. Недостатком выполнения по фиг. 3 является, однако, отсутствие возможности остановить слив под воздействием силы тяжести через сливной трубопровод 70 после его инициирования всасывающим устройством 80.
В остальном для примера выполнения по фиг. 3 действуют пояснения относительно фиг. 1 и 2.
Несмотря на подробное описание и иллюстрацию предпочтительных примеров выполнения, полезная модель не ограничена раскрытыми примерами выполнения, и специалист сможет вывести на их основе и другие варианты выполнения полезной модели, не нарушая объем ее правовой защиты.