ТУАЛЕТНАЯ СИСТЕМА ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

Область техники
Полезная модель относится к санитарно-техническому оборудованию транспортных средств, конкретно пассажирских железнодорожных вагонов, оборудованных туалетами с баком-накопителем.
Уровень техники
Известна туалетная система пассажирского вагона [1], содержащая водяной бак под крышей вагона, с заправочной магистралью, выход которого подключен к водонапорному устройству с обратным водяным клапаном на входе и управляемым вентилем на выходе, который подключен к форсункам смыва каждого унитаза, а выход унитаза снабжен механическим затворным устройством с пневматическим блоком управления и через канализационную трубу соединен с входом бака-накопителя, вакуумный узел, состоящий из вакуумного насоса, влагоотделителя, воздушного фильтра и модуля защиты, вход которого сообщен с внутренней частью бака-накопителя, а выход с атмосферой, а также блок автоматического управления, выходы которого подключены к водонапорному устройству и вакуумному узлу и орган дистанционного включения смыва унитаза, подключенный к пневматическому блоку управления.
Недостатком данной туалетной системы является сложность конструкции и недостаточная надежность механического затворного устройства с пневматическим блоком управлением, а также большие нагрузки на стенки бака-накопителя при его вакуумировании, что усложняет и удорожает его конструкцию.
Кроме этого, требуется постоянная автоматическая работа вакуумного узла, что повышает его электропотребление.
Сущность полезной модели
В основу полезной модели поставлена задача создания туалетной системы пассажирского вагона с упрощенной конструкцией затворного устройства, со сниженным потреблением электроэнергии вакуумным насосом и без вакуумирования внутренней части бака-накопителя.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известной туалетной системе пассажирского вагона, содержащей водяной бак под крышей вагона с заправочной магистралью, выход которого подключен к водонапорному устройству или устройствам с обратным водяным клапаном и управляемым вентилем на выходе, который подключен к унитазу с чашей и форсунками ее смыва, а выход каждого унитаза снабжен затворным устройством, бак-накопитель, вход которого подключен к канализационной трубе, вакуумный узел, имеющий как минимум вакуумный насос с обратным клапаном, выход которого соединен с атмосферой, блок автоматического управления, выходы которого подключены к вакуумному узлу и водонапорному устройству, а также орган дистанционного включения смыва унитаза, согласно полезной модели канализационная труба подключена к входу бака-накопителя через обратный механический клапан, затворное устройство унитаза выполнено в виде гидравлического выпускного клапана, состоящего из сосуда, внутри которого установлена трубка из эластичного материала с герметично выведенным из него концами и двух управляемых вентилей, соединенных с сосудом и подключенных: первый к выходу водонапорного устройства, а второй к канализационной трубе, при этом их цепи управления подключены к блоку автоматического управления, а вход вакуумного узла подключен к канализационной трубе, при этом цепи управления органа дистанционного включения смыва унитаза
подключены к блоку автоматического управления, а в верхней части бака-накопителя имеется патрубок.
Кроме этого:
- выход вакуумного узла соединен с атмосферой через бак-накопитель;
- вход вакуумного узла подключен к канализационной трубе через фильтр;
- установлен датчик занятости туалета, выход которого подключен к блоку автоматического управления;
- установлен дополнительный обратный водяной клапан перед входом первого управляемого вентиля гидравлического выпускного клапана;
- выход унитаза дополнительно снабжен U-образным водяным затвором;
- патрубок в верхней части бака-накопителя соединен воздуховодом с входом дефлектора на крыше вагона;
- патрубок в верхней части бака-накопителя имеет первый обратный воздушный клапан;
- вакуумный узел подключен к канализационной трубе через второй обратный воздушный клапан.
Краткое описание чертежа
На фиг.1 представлена функциональная схема туалетной системы пассажирского вагона, а на фиг.2, 3 показаны положения обратного механического клапана 15 соответственно, при закрытом и открытом состоянии гидравлического выпускного клапана 9.
Позициями обозначены:
1 - водяной бак;
2 - заправочная магистраль;
3 - водонапорное устройство;
4 - обратный водяной клапан водонапорного устройства 3;
5 - управляемый вентиль водонапорного устройства 3;
6 - унитаз;
7 - чаша унитаза 6;
8 - форсунки смыва унитаза 6;
9 - гидравлический выпускной клапан;
10 - сосуд гидравлического выпускного клапана 9;
11 - трубка из эластичного материала гидравлического выпускного клапана 9;
12 - первый управляемый вентиль гидравлического выпускного клапана 9;
13 - второй управляемый вентиль гидравлического выпускного клапана 9;
14 - бак-накопитель;
15 - канализационная труба;
16 - обратный механический клапан;
17 - вакуумный узел;
18 - патрубок в верхней части бака-накопителя 14;
19 - орган дистанционного включения смыва унитаза 6;
20 - блок автоматического управления;
21 - фильтр;
22 - датчик занятости туалетной кабины;
23 - дополнительный обратный водяной клапан;
24 - U-образный водяной затвор;
25 - воздуховод;
26 - дефлектор на крыше вагона;
27 - первый обратный воздушный клапан;
28 - второй обратный воздушный клапан.
Лучший вариант осуществления
Туалетная система пассажирского вагона содержит водяной бак 1, под крышей вагона с заправочной магистралью 2, выход которого подключен к водонапорному устройству или устройствам 3 с обратным водяным клапаном 4 на входе и управляемым вентилем 5 на выходе, который подключен к унитазу 6 с чашей 7 и форсунками смыва чаши 8, а выход каждого унитаза 6 снабжен затворным устройством, выполненным в виде гидравлического выпускного клапана 9, состоящего из сосуда 10, внутри которого установлена трубка из эластичного материала 11, например, из кислотощелочестойкой резины, с герметично выведенными из него концами и двух управляемых вентилей 12 и 13, соединенных с сосудом 10, бака-накопителя 14, в нижней торцевой части канализационной трубы 15 имеется обратный механический клапан 16, который установлен с небольшим наклоном (в несколько градусов) от вертикали в сторону ее противоположного конца, при этом вход бака-накопителя 14 находится в его верхней части; вакуумный узел 17, вход которого подключен к канализационной трубе 15 в его верхней части, а в верхней части бака-накопителя 14 установлен патрубок 18.
Выход гидравлического выпускного клапана 9 подключен к канализационной трубе 15.
Первый управляемый вентиль 12 гидравлического выпускного клапана 9 подключен к выходу водонапорного устройства 3, а второй 13 к канализационной трубе 15, при этом цепи управления всех управляемых вентилей 5, 12, 13, вакуумного узла 17, водонапорного устройства 3 и органа дистанционного включения смыва 19 унитаза 6 подключены к блоку автоматического управления 20.
Кроме этого дополнительно:
- выход вакуумного узла 17 соединен с атмосферой через бак-накопитель 14;
- вход вакуумного узла 17 подключен к канализационной трубе 15 через фильтр 21;
- установлен датчик занятости туалета 22, выход которого подключен к блоку автоматического управления 20;
- установлен дополнительный обратный водяной клапан 23 перед входом первого управляемого вентиля 12 гидравлического выпускного клапана 9;
- выход унитаза 6 дополнительно снабжен U-образным водяным затвором 24;
- патрубок 18 в верхней части бака-накопителя 14 соединен воздуховодом 25 с входом дефлектора 26 на крыше вагона;
- патрубок в верхней части бака-накопителя 14 имеет первый обратный воздушный клапан 27;
- вакуумный узел 17 подключен к канализационной трубе 15 через второй обратный воздушный клапан 28.
Работа устройства
Устройство работает следующим образом.
При подготовке вагона к эксплуатации водяной бак 1 через заправочную магистраль 2 заполняется водой, которая подается из него к водонапорному устройству 3 в сосуде 10 гидравлического выпускного клапана 9, на короткое время открываются оба его управляемых вентиля 12 и 13.
После заполнения сосуда 10 гидравлического выпускного клапана 9 водой, его управляемый вентиль 13 закрывается и под напором воды в сосуде 10, создаваемого водонапорным устройством 3, трубка из
эластичного материала 11 сжимается, перекрывая выход из унитаза 6, после чего его управляемый вентиль 12 также закрывается.
2
При необходимости смыва унитаза 6, воздействием на его орган дистанционного включения смыва 19 и с помощью блока автоматического управления 20 включается водонапорное устройство 3, которое создает определенное давление перед его управляемым вентилем 5, а также вакуумный узел 17, который отсасывает воздух через влагоотделитель 21 из канализационной трубы 15 в бак-накопитель 14 до определенного уровня, например, до 0,2 кг/см, после чего отключается по сигналу своего датчика давления или по сигналу реле времени, при этом обратный механический клапан 16 закрывается и не допускает поступления из бака-накопителя 14 воздуха или фекальных вод (в зависимости от состояния бака-накопителя 14: пустой или наполненный) в канализационную трубу 15.
После отключения вакуумного узла 17, блок автоматического управления 20 включает управляемый вентиль 5 на выходе водонапорного устройства 3 и вода, выходящая из форсунок 8 унитаза 6, смывает его чашу 7, а через несколько секунд включает второй управляемый вентиль 13 выпускного клапана 9 и вода из сосуда 10 гидравлического выпускного клапана 9 поступает в канализационную трубу 15, что приводит к открытию гидравлического выпускного клапана 9 и отсоса с помощью вакуума фекальных вод из унитаза 6, в канализационную трубу 15.
После завершения этой операции, блок автоматического управления 20 отключает управляемый вентиль 13 и включает управляемый вентиль 12 гидравлического выпускного клапана 9, что приводит к сжатию трубки из эластичного материала 11 и к закрытию выпускного клапана 9, после чего управляемый вентиль 12 отключается, а за ним отключается водонапорное устройство 3 и его управляемый вентиль 5.
Под действием гравитационной силы фекальные сточные воды, находящиеся в канализационной трубе 15, открывают обратный
механический клапан 16 и поступают в бак-накопитель 14, после чего обратный механический клапан 16 закрывается и туалетная система приходит в исходное состояние.
Патрубок 18 в верхней части бака-накопителя 14 служит для выпуска в атмосферу излишнего воздуха в баке-накопителе 14, при его заполнении.
Фильтр 21 и второй обратный воздушный клапан 28 повышают надежность работы вакуумного узла 17.
Датчик занятости туалета 22 служит для включения по его команде блоком автоматического управления 20 водонапорного устройства 3 и вакуумного узла 17 и предварительной подготовки оборудования туалета к смыву унитаза 6 сразу же после нажатия посетителем органа дистанционного управления смыва 19 унитаза 6.
Дополнительный обратный водяной клапан 23 служит для повышения надежности работы гидравлического выпускного клапана 9.
U-образный водяной затвор 24 повышает надежность работы унитаза 6.
Патрубок с обратным воздушным клапаном 18 в верхней части бака-накопителя 14 соединен воздуховодом 25 с входом дефлектора 26 на крыше вагона для отведения фекальных газов в зону более удаленную от пассажиров.
Обратный воздушный клапан 27 препятствует засасыванию в него воздуха из атмосферы, при вакуумировании канализационной трубы 15.
Из рассмотренного видно, что введение совокупности отличительных признаков в изобретении позволяет создать туалетную систему пассажирского вагона с упрощенной конструкцией затворного устройства, со снижением электропотребления, т.к. в данном устройстве необходимо вакуумировать не весь объем бака-накопителя, а только объем его канализационной трубы, что одновременно исключает нагрузки на
внутреннюю часть бака-накопителя, т.к. в нем сохраняется атмосферное давление.
Кроме этого, силовое электрооборудование туалетной системы имеет малую наработку, т.к. функционирует только при посещении туалета.
Промышленная применимость
Разработан, изготовлен и прошел испытания макетный образец туалетной системы.
Источники информации
1. Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию. Вакуумная система туалетов ЭВАК - 2000Р ИЭ и ТО, 2002 г., ЗАО "ПИЛЛОР"
- рис.6 - схема вакуумного туалета, стр.10;
- рис.2 - схема вакуумного узла, стр.4;
- рис.1 - туалетный блок, стр.3;
- рис.3 - модуль водяного насоса, стр.6;
- рис.9 - схема электрическая принципиальная, стр.12 (Прототип).