СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к санитарно-гигиеническому оборудованию, используемому на транспорте, в частности, к системам снабжения потребителей холодной и горячей водой, и может быть использована, например, в железнодорожных пассажирских вагонах.
Уровень техники
Модернизация парка пассажирского подвижного состава ставит одной из важных задач повышение степени комфорта для пассажиров. Так, например, каждое купе вагона первого класса должно иметь свой отдельный умывальник и душ (статья “Типаж и технические требования к перспективному подвижному составу для перевозки пассажиров”, Железнодорожный транспорт, 2003, №2, с.14-20, [1]). Отсюда следует необходимость бесперебойного снабжения санитарно-гигиенических средств вагонов достаточным количеством холодной и горячей воды.
Из описания к авторскому свидетельству СССР SU 1060526 A, кл. B61D 35/00, опубл. 15.12.83 г [2], известна система водоснабжения железнодорожного вагона. Каждый душ системы предлагается снабдить двумя водяными баками, которые получают по отдельным трубам, снабженным запорными кранами, холодную воду от общего источника. Согласно описанию [2], к каждой разбрызгивающей сетке душа вода подается по отдельным трубопроводам, снабженным регулировочными кранами. Перед подачей в смеситель вода подогревается в одном из каждой пары водяных баков с помощью подогревателей, которые могут быть встроенными или выносными. Поскольку в одном железнодорожном вагоне необходимо обеспечить холодной и горячей водой несколько душевых кабин и несколько умывальников, реализация технического решения [2] может привести к чрезмерному усложнению оборудования и, как следствие, увеличит вероятность сбоев и нарушений в процессе эксплуатации.
Из описания свидетельства на полезную модель RU 4949 U1, кл. B61D 35/00, опубл. 16.09.98 г [3], известна система водоснабжения пассажирского железнодорожного вагона, включающая два водяных бака, трубопроводы для подачи воды потребителям, средства нагрева воды и насос. Средство нагрева воды предназначено для ее стерилизации, а насос служит лишь для подачи воды в стерилизатор. Техническое решение [3] не обеспечивает подачу подогретой воды потребителям, поэтому оно не удовлетворяет современным требованиям комфортности.
Из описания свидетельства на полезную модель RU 42214 U1, кл. B61D 35/00, опубл. 27.11.04 г [4], известна система водоснабжения пассажирского железнодорожного вагона, включающая водяной бак, средства нагрева воды, трубопроводы для подачи потребителям холодной и горячей воды, перекачивающее устройство и гидропневмоаккумулятор. Обеспечивая подачу холодной и горячей воды в санузел каждого вагонного купе, техническое решение [4] предоставляет комфорт пассажирам. Однако снабжение каждой пары санузлов отдельным дополнительным баком для холодной воды и водяным резервуаром с водонагревателем усложняют систему и, тем самым, повышает вероятность сбоев и различных неполадок в процессе эксплуатации.
Технический результат полезной модели - повышение надежности работы системы водоснабжения.
Указанный технический результат достигается в системе водоснабжения железнодорожного вагона, включающей источник воды и трубопроводы, образующие линию подачи потребителю холодной воды и присоединенную к ней снабженную бойлером линию подачи потребителю горячей воды, на линии подачи потребителю холодной воды последовательно установлены запорный кран, фильтрующее средство, напорный насос, реле давления, обратный клапан и гидропневмоаккумулятор, линия подачи потребителю холодной воды имеет два сливных крана, один из которых установлен между фильтрующим средством и обратным клапаном, а другой - между обратным клапаном и гидропневмоаккумулятором, место присоединения линии подачи потребителю горячей воды к линии подачи потребителю холодной воды находится после обратного клапана, бойлер имеет трубчатый нагреватель воды, термостат, связанный с трубчатым нагревателем воды, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик.
Предусмотрены следующие частные случаи выполнения полезной модели.
Источник холодной воды выполнен в виде водяного бака, установленного в верхней части железнодорожного вагона.
Фильтрующее средство выполнено в виде сетчатого самоочищающегося фильтра с грязеотстойником, снабженным сливным краном.
Сетчатый фильтр дополнительно снабжен дифференциальным манометром.
Гидропневмоаккумулятор выполнен в виде расширительного бака с упругой мембраной.
Линия подачи потребителю холодной воды дополнительно имеет байпасную линию, соединяющую всасывающий и нагнетательный патрубки напорного насоса и снабженную перепускным клапаном.
Бойлер дополнительно снабжен датчиком уровня воды, который связан с трубчатым электронагревателем воды.
В линии подачи потребителю холодной воды между запорным клапаном и фильтрующим средством дополнительно установлен воздухоотводчик.
Полезная модель поясняется схемой, на которой узлы и детали предлагаемой системы водоснабжения обозначены следующими номерами.
1. Водяной бак.
2. Линия подачи потребителю холодной воды.
3. Линия подачи потребителю горячей воды.
4. Запорный кран.
5. Сетчатый самоочищающийся фильтр.
6. Грязеотстойник.
7. Сливной кран грязеотстойника.
8. Напорный насос.
9. Обратный клапан.
10. Гидропневмоаккумулятор.
11. Бойлер.
12. Предохранительный клапан бойлера.
13. Трубчатый электронагреватель воды.
14. Автоматические воздухоотводчики.
15. Сливные краны для слива воды при постановке вагона в отстой.
16. Дифференциальный манометр.
17. Термостат.
18. Датчик уровня воды в бойлере.
19. Реле давления.
Как показано на схеме, источником воды является водяной бак 1, соединенный с линией 2 подачи потребителям холодной воды. К линии 2 подачи потребителям холодной воды присоединена линия 3 подачи потребителям горячей воды. На линии 2 подачи потребителю холодной воды последовательно установлены запорный кран 4, сетчатый самоочищающийся фильтр 5 с грязеотстойником 6, снабженным сливным краном 7, напорный насос 8, обратный клапан 9 и гидропневмоаккумулятор 10. Место присоединения линии 3 подачи потребителю горячей воды к линии 2 подачи потребителю холодной воды находится после обратного клапана 9. В линии 3 подачи потребителю горячей воды установлен бойлер 11, который снабжен предохранительным клапаном 12, трубчатым электронагревателем воды 13 и связанным с ним термостатом 17. Смонтированный на бойлере 11 автоматический воздухоотводчик 14 представляет клапан, который пропускает воздух, но препятствует вытеканию воды. Кроме того, воздухоотводчик 14 дополнительно установлен на линии 2 подачи потребителю холодной воды между запорным краном 4 и фильтрующим средством. Бойлер 11 снабжен датчиком 18 уровня воды в бойлере, связанным с трубчатым нагревателем воды 13. Линия 2 подачи потребителю холодной воды имеет два крана 15 для слива воды при постановке вагона в отстой. Один из сливных кранов 15 установлен между сетчатым самоочищающимся фильтром 5 и обратным клапаном 9, а другой - между обратным клапаном 9 и гидропневмоаккумулятором 10. Сетчатый самоочищающийся фильтр 5 снабжен дифференциальным манометром 16. Линия 2 подачи потребителю холодной воды дополнительно имеет байпасную линию (на схеме не показана), соединяющую всасывающий и нагнетательный патрубки напорного насоса 8 и снабженную перепускным клапаном (на схеме не показан). В линии 2 подачи потребителю холодной воды на участке между напорным насосом 8 и обратным клапаном 9 установлено реле давления 19.
Предлагаемая система водоснабжения работает следующим образом.
В пункте экипировки после осмотра и проверки основных узлов системы осуществляется наполнение водой водяного бака 1. Для этого при открытом запорном кране 4 и закрытых сливных кранах 7 и 15 с помощью напорного насоса 8 заполняется полость бойлера 11 и затем включается находящийся в ней трубчатый электронагреватель воды 13, связанный с термостатом 17 и датчиком 18 уровня воды. В процессе заполнения системы водой воздух удаляется из нее в окружающую атмосферу через воздухоотводчики 14.
В процессе эксплуатации осуществляемый потребителями расход холодной и горячей воды компенсируется работой напорного насоса 8, к которому вода поступает из водяного бака 1 через сетчатый самоочищающийся фильтр 5. В случае если давление в линии 2 подачи потребителю холодной воды превышает определенный заданный предел, реле давления 19 отключает электропитание привода напорного насоса 8. Затем если давление снижается ниже определенного допустимого предела, привод напорного насоса 8 снова включается в результате срабатывания реле давления 19.
Перепускной клапан, установленный на байпасной линии, в нормальном положении закрыт и открывается, если реле давления 19 в случае недопустимого превышения давления почему-либо не отключит привод напорного насоса 8. Таким образом, байпасная линия дублирует функцию реле давления 19, повышая тем самым надежность всей системы.
Резкие изменения давления воды в системе (гидравлические удары) компенсируются работой гидропневмоаккумулятора 10. Выполнение гидропневмоаккумулятора 10 в виде расширительного бака с упругой мембраной обусловлено высокой надежностью конструкции данного типа в сочетании с относительной ее простотой.
Обратный клапан 9 предотвращает обратный ток воды при остановке напорного насоса 8.
Температура горячей воды постоянно поддерживается на заданном уровне включением или выключением трубчатого электронагревателя 13 в зависимости от импульсов, получаемых от связанного с ним термостата 17.
В случае если уровень воды в бойлере 11 понижается до значений, угрожающих перегреву трубчатого нагревателя воды 13, по соответствующему сигналу, связанного с ним датчика 18 уровня воды, трубчатый нагреватель воды 13 отключается. Если вследствие отказа в работе датчика уровня 18 или вследствие других причин возникает опасность перегрева бойлера 11, то от аварийной ситуации систему защищает срабатывание предохранительного клапана 12.
Сетчатый самоочищающийся фильтр 5 задерживает находящиеся в воде частицы и они, осаждаясь, образуют осадок, который скапливается в грязеотстойнике 6 и периодически удаляются через сливной кран 7. Дифференциальный манометр 16 сигнализирует обслуживающему персоналу о необходимости удаления осадка из грязеотстойника 6. По скорости наполнения грязеотстойника 6 обслуживающий персонал может косвенно судить о степени чистоты воды, наполняющей водяной бак.
При необходимости проведения ремонта, связанного, например, с заменой элементов, составляющих линии подачи потребителю горячей или холодной воды, для сохранения воды, имеющейся в водяном баке 1, перекрывают запорный клапан 4.
Для предохранения системы от размораживания в зимнее время перед отправкой вагона в отстой при открытом запорном кране 4 и при открытых сливных кранах 7 и 14 сливают воду из системы.
Основные узлы описанной системы водоснабжения прошли предварительную стендовую проверку. В настоящее время предлагаемая система водоснабжения готовится к опробованию в условиях действующего железнодорожного транспорта.