ВОДЯНОЙ БАК ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА
WATER TANK OF RAILWAY PASSENGER CAR

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к оборудованию пассажирских железнодорожных вагонов.
Из заявки на изобретение RU 2003113379 A, кл. B61D 35/00, опубл. 27.11.2004 г. [1] известен водяной бак железнодорожного пассажирского вагона, включающий корпус бака, отверстия для впуска и выпуска воды, фильтр для улавливания твердых частиц, средства обеззараживания воды и трубопроводы для присоединения к баку потребителей очищенной воды. В техническом решении [1] средства обеззараживания воды выполнены в виде кипятильника. В связи с периодичностью действия кипятильника затрудняется постоянное обеспечение питьевой водой пассажиров и обслуживающего персонала железнодорожного пассажирского вагона.
Из заявки на полезную модель РФ №2003130526/20, кл. B61D 35/00, опубл. 03.10.2004 г. [2] известен водяной бак транспортного средства, включающий корпус с отверстиями для впуска и выпуска воды, трубопроводы для присоединения потребителей воды и фильтрующее устройство для улавливания твердых частиц. Техническое решение [2] в основном направлено на обеспечение нужд пассажиров в технической воде. Что касается подготовки питьевой воды, то конструкция фильтрующих устройств в полезной модели [2] полностью не раскрыта, что является недостатком этого технического решения.
Из описания изобретения к патенту РФ RU 2267422, кл. B61D 35/00, опубл. 01.10.2006 г. [3] известен водяной бак железнодорожного пассажирского вагона, который имеет трубопроводы, соединяющие его с потребителями воды, и средства для улавливания твердых частиц, выполненные в виде фильтров тонкой очистки, фильтров грубой очистки и отстойника. Упомянутые средства улавливания твердых частиц, дополненные кипятильником, решают проблему получения питьевой воды для пассажиров. Однако подача воды от соединительных головок в наливные трубы бака через фильтры грубой и тонкой очистки сдерживает скорость наполнения водяного бака в пунктах экипировки, что является недостатком технического решения [3]. Этот недостаток усугубляется тем, что не решена проблема удаления осадка твердых частиц, задержанных фильтром тонкой очистки. Практика показывает, что интенсивное накопление осадка в подобных конструкциях существенно сокращает время эксплуатации фильтра между ремонтами.
Из описания изобретения к патенту RU 2305073, кл. C02F 9/00; C02F 9/08; C02F 1/34, опубл. 01.10.2007 г. [4] известен водяной бак с трубопроводами для присоединения к нему потребителей воды, средства очистки воды от примесей и средства дезинфекции воды. Помимо обычно используемых в подобного рода технических решениях насоса и фильтра в изобретении [4] используются гидроциклон, гидродинамический импульсный генератор роторного типа с электроприводом, кавитационный реактор-циклон (КРЦ), эжекторы и другие узлы, которые трудно полностью обеспечить электроэнергией в условиях такого транспортного средства как пассажирский железнодорожный вагон. К недостаткам устройства по патенту [4] следует отнести неизбежность появления при его реализации парогазовых выделений, что требует принятия соответствующих дополнительных защитных мер.
Как видим, известные аналогичные технические решения занимают большую площадь вагона и бывают недостаточно эффективными в операциях очистки воды от твердых частиц и ее обеззараживания.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение качества воды при сокращении площади, занимаемой водяным баком в железнодорожном пассажирском вагоне.
Указанный технический результат достигается в водяном баке железнодорожного пассажирского вагона, включающем корпус бака и присоединенные к корпусу фильтр для улавливания твердых частиц и средства дезинфекции воды, корпус выполнен из слоистого пластика и имеет форму вытянутого в вертикальном направлении, уплощенного прямоугольного параллелепипеда, бак имеет патрубок для впуска исходной воды, патрубок для впуска продезинфицированной воды и выпускное отверстие, полость корпуса разделена на вытянутые в горизонтальном направлении отделения рядом перегородок, прикрепленных к стенкам корпуса, каждая из перегородок имеет в одном из своих концов отверстие, причем все отверстия перегородок расположены в них так, что в полости корпуса образован извилистый змееобразный лабиринт для перетекания воды из верхнего отделения, в котором находится впускной патрубок корпуса, в нижнее отделение, в котором находится выпускное отверстие корпуса, при этом каждая из перегородок, образующих лабиринт, отклонена от горизонтального положения на угол от 2° до 6° так, что ее наклон обращен в сторону отверстия, посредством которого данное отделение сообщается с нижним по отношению к нему отделением, пространство каждого из отделений дополнительно разделено на отсеки закрепленными в корпусе пластинами, каждая из которых в нижней своей части имеет отверстие, обеспечивающее сообщение одного отсека с другим, смежным с ним отсеком, для возможности перетекания воды из первого отсека верхнего отделения последовательно через все отсеки до последнего отсека нижнего отделения, при этом к выпускному отверстию корпуса присоединен фильтр для улавливания твердых частиц, который имеет комплект фильтрующих элементов, отстойник с патрубком, снабженным клапаном для слива отстоя, и патрубок для присоединения потребителей очищенной воды, а средства дезинфекции воды выполнены в виде цилиндрической, вертикально ориентированной проточной дезинфекционной камеры, снабженной ультрафиолетовой лампой, ультразвуковым излучателем и перекачивающим насосом, впускной патрубок проточной камеры соединен трубопроводом с последним отсеком корпуса, а выпускной ее патрубок соединен с первым отсеком корпуса трубопроводом, на котором установлен перекачивающий насос, причем перегородки и пластины, а также внутренний слой стенок и дна корпуса выполнены из материала, обладающего бактерицидными свойствами.
Предусмотрены следующие частные случаи выполнения настоящего изобретения.
Конец каждой из перегородок со стороны отверстия, которым сообщаются смежные отделения, на длине от 0,3 до 0,5 длины этой перегородки отогнут вниз так, что образует дугу радиусом не менее длины этой перегородки.
Внутренний слой стенок и дна корпуса и расположенные в нем перегородки выполнены из пищевого полиэтилена с добавкой серебра.
Ультрафиолетовый излучатель выполнен в виде ультрафиолетовой лампы продолговатой формы, расположенной внутри проточной дезинфекционной камеры вдоль ее продольной оси.
Генератор ультразвуковых колебаний установлен так, что его продольная ось перпендикулярна оси проточной дезинфекционной камеры.
Существо изобретения поясняется следующими чертежами.
Фиг.1. Общий вид бака, частичный разрез.
Фиг.2. То же, вид сбоку по стрелке A на фиг.1.
Фиг.3. Частный случай, когда концы перегородок отогнуты вниз.
Фиг.4. Узел фильтра для улавливания твердых частиц.
В прилагаемых чертежах использованы следующие условные цифровые обозначения узлов и деталей:
1. Корпус.
2. Фильтр для улавливания твердых частиц.
3. Патрубок для впуска в бак исходной воды.
4. Патрубок для впуска в бак продезинфицированной воды.
5. Выпускное отверстие корпуса.
6. Перегородки полости бака.
7. Отделения полости корпуса.
8. Отверстия в перегородках.
9. Верхнее отделение бака.
10. Нижнее отделение бака.
11. Пластины, разделяющие каждое отделение на отсеки.
12. Первый отсек лабиринта.
13. Последний отсек лабиринта.
14. Комплект фильтрующих элементов.
15. Отстойник фильтра.
16. Патрубок для слива отстоя.
17. Клапан патрубка слива отстоя.
18. Патрубок для подключения потребителей очищенной воды.
19. Клапан патрубка для подключения потребителей чистой воды.
20. Проточная дезинфекционная камера.
21. Ультрафиолетовый излучатель.
22. Генератор ультразвуковых колебаний.
23. Перекачивающий насос.
Как можно видеть на фиг.1-3, водяной бак имеет корпус 1. К корпусу 1 присоединены фильтр 2, предназначенный для улавливания твердых частиц, и средства дезинфекции воды. Корпус 1 выполнен из слоистого пластика и имеет форму вертикально ориентированного уплощенного прямоугольного параллелепипеда. Сверху корпус 1 имеет патрубок 3 для впуска в бак исходной воды и патрубок 4 для впуска в бак продезинфицированной воды. Внизу корпуса расположено выпускное отверстие 5. Полость корпуса 1 разделена рядом перегородок 6 на вытянутые в горизонтальном направлении отделения 7. Каждая из перегородок 6 прикреплена к стенкам корпуса 1 и имеет в одном из своих концов отверстие 8. Отверстия 8 расположены в перегородках 6 так, что в полости корпуса образован извилистый змееобразный лабиринт для перетекания воды из верхнего отделения 9 в самое нижнее отделение 10 полости корпуса 1. Каждая из перегородок 8, образующих лабиринт, отклонена от горизонтального положения на угол от 2° до 6° так, что имеет уклон, обращенный в сторону отверстия 8. Посредством отверстий 8 каждое отделение 7 (за исключением нижнего отделения 10) сообщается с нижним по отношению к нему отделением 7. Пространство каждого из отделений 7 дополнительно разделено пластинами 11 на отсеки. Каждая из пластин 11 прикреплена к корпусу 1 так, что в ее нижней части образовано отверстие для возможности попадания воды из одного отсека в другой, смежный с ним отсек, для обеспечения возможности перетекания воды из первого отсека 12 верхнего отделения 9, в котором находятся патрубок 3 впуска исходной воды и патрубок 4 впуска продезинфицированной воды, последовательно через все отсеки до последнего отсека 13, расположенного в нижнем отделении 10. К выпускному отверстию 5 корпуса 1 присоединен фильтр 2 для улавливания твердых частиц. Фильтр 2 имеет комплект 14 фильтрующих элементов, отстойник 15 с патрубком 16 для слива отстоя, который снабжен клапаном 17, и патрубок 18 для подключения потребителей очищенной воды, который снабжен клапаном 19. Средства дезинфекции воды выполнены в виде проточной дезинфекционной камеры 20, снабженной ультрафиолетовым излучателем 21, выполненным в виде ультрафиолетовой лампы продолговатой формы, расположенной внутри проточной дезинфекционной камеры 20 вдоль ее продольной оси. Проточная дезинфекционная камера 20 снабжена генератором 22 ультразвуковых колебаний, установленным так, что его продольная ось перпендикулярна продольной оси проточной дезинфекционной камеры 20. Впускной патрубок проточной дезинфекционной камеры 20 соединен трубопроводом с последним отсеком 13 корпуса 1, а выпускной ее патрубок соединен с первым отсеком 12 корпуса 1 трубопроводом, на котором установлен перекачивающий насос 23. Перегородки 6, разделяющие на отделения 7 полость корпуса 1, и пластины 11, разделяющие на отсеки каждое из отделений 7 корпуса 1, а также внутренний слой стенок и дна корпуса 1 выполнены из материала, обладающего бактерицидными свойствами, например из пищевого полиэтилена с добавкой серебра. Конец каждой из перегородок 6 со стороны отверстия 8, которым сообщаются смежные отделения 7, дополнительно отогнут вниз так, что на длине от 0,3 до 0,5 длины перегородки образует дугу радиусом R, величина которого не менее длины перегородки 6.
Водяной бак работает следующим образом
При заправке пассажирского железнодорожного вагона водой на станции экипировки через патрубок 3 для впуска исходной воды полость корпуса 1 бака заполняют до верхнего отделения 9 включительно. В процессе заполнения вода проникает в проточную дезинфекционную камеру 20 и перекачивающий насос 23. После заполнения полости корпуса 1 полости перекачивающего насоса 23 и проточной дезинфекционной камеры 20 посредством включения перекачивающего насоса 23 начинают процесс циркуляции воды по контуру: лабиринт, камера, насос и снова лабиринт. После нескольких циклов перекачки продезинфицированную воду направляют по мере надобности потребителям через фильтр 2 и патрубок 18 (см. фиг.4). По мере накопления в отстойнике 15 осадка твердых частиц через патрубок 16 для слива отстоя выводят накопившийся отстой из отстойника 15. В результате частичного опорожнения корпуса 1 водяного бака его полость в верхней части заполняется воздухом, с которым в бак могут попадать микробы. Это вынуждает осуществлять повторные циклы перекачки воды. При неполном баке наклон перегородок 6 способствует удалению капель воды, оставшихся на верхних поверхностях перегородок 6, что снижает скорость размножения бактерий в полости бака. Быстрому удалению капель с поверхностей перегородок 6 способствует изгиб их концов, показанный на фиг.3. По мере засорения комплекта 14 фильтрующих элементов производят их замену.
Осуществленные в лабораторных условиях испытания описанного изобретения с одновременным уточнением оптимальных конструктивных и технологических параметров показали хорошие результаты. Предлагаемый водяной бак занимает в 2-3 раза меньшую площадь по сравнению с известными аналогами. Готовится пробная партия водяных баков описанной конструкции для использования в условиях действующего транспорта.