ВАКУУМНАЯ ТУАЛЕТНАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к санитарно-техническому оборудованию, а конкретно - к туалетным системам, используемым в жилых помещениях и на транспортных средствах: железнодорожных вагонах, самолетах, автобусах.
Известны туалетные системы, содержащие последовательно соединенные унитаз с водяным затвором, смывное дозирующее устройство с включателем смыва, бак-накопитель и транспортирующие трубопроводы [1-14].
Недостатком этих туалетных систем является несоответствие требованию экономичности, низкая эффективность и надежность. Выполнение этих требований стало особенно актуальным со времени применения в туалетных системах баков-накопителей отходов жизнедеятельности людей. Применение баков-накопителей потребовало от разработчиков новых технических решений по совершенствованию туалетных систем транспортных средств.
Известна туалетная система транспортного средства (патент РФ №2138600, МПК B61D 35/00, 2002 г.), содержащая унитаз, водяной бак, бак-сборник, бак-накопитель, водяную смывную дозирующую систему, систему контроля и управления, гидравлические и транспортирующие трубопроводы.
Недостатком известной системы является повышенная материалоемкость, сложность монтажа в подвагонном пространстве, недостаточная надежность и эффективность смыва.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является известная вакуумная туалетная система транспортного средства (патент РФ №2316632, МПК E03F 1/00, 2005 г.), содержащая унитаз, водяную смывную дозирующую систему, блок управления и кнопку управления, бак-накопитель с датчиками давления и температуры, сигнализатором уровня жидкости и нагревателем, электрически соединенными с блоком управления, вакуумный насос и транспортирующие трубопроводы, при этом вакуумный насос снабжен обогревателем, по меньшей мере одним датчиком давления окружающей среды, датчиком давления в транспортирующих трубопроводах и баке-накопителе, датчиком температуры окружающей среды, датчиком температуры лопаток ротора и сигнализатором уровня масла, электрически соединенными с блоком управления, а на выходе унитаза установлены по меньшей мере один дополнительный датчик температуры окружающей среды и клапан сброса, электрически соединенные с блоком управления.
Недостатком такой системы является недостаточная эффективность и надежность работы из-за отсутствия защиты вакуумного насоса от воздействия влаги, содержащейся в откачиваемом газе из бака-накопителя, что ухудшает экологические характеристики системы.
Технический результат, заключающийся в повышении эффективности работы и повышении экологичности достигается в двух вариантах конструкции.
В первом варианте предлагаемой вакуумной туалетной системы, содержащей унитаз с кнопкой для смыва и блоком управления работой унитаза, трубопровод подвода воды, транспортирующие трубопроводы с электромагнитными клапанами, бак-накопитель, вакуумную установку, снабженную насосом, электромагнитными клапанами и датчиками, электронный блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам электромагнитных клапанов и насоса, указанный технический результат достигается тем, что система содержит влагоотделитель, связанный через соответствующие транспортирующие трубопроводы с баком-накопителем и вакуумной установкой, при этом бак-накопитель связан с влагоотделителем трубопроводным разветвлением на два транспортирующих трубопровода, на каждом из которых установлен электромагнитный клапан.
Во втором варианте предлагаемой вакуумной туалетной системы, содержащей унитаз с кнопкой для смыва и блоком управления работой унитаза, трубопровод подвода воды, транспортирующие трубопроводы с электромагнитными клапанами, бак-накопитель, вакуумную установку, снабженную насосом, электромагнитными клапанами и датчиками, электронный блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам электромагнитных клапанов и насоса, указанный технический результат достигается тем, что система содержит влагоотделитель, связанный через соответствующие транспортирующие трубопроводы с баком-накопителем и вакуумной установкой, при этом бак-накопитель связан с влагоотделителем трубопроводным разветвлением на два транспортирующих трубопровода, причем в точке разветвления установлен трехпозиционный электромагнитный клапан.
При этом оба варианта конструкции для дополнительного повышения экологичности содержат фильтр-запахопоглотитель, вход которого соединен с выходом вакуумной установки, причем один из выходов фильтра-запахопоглотителя соединен с влагоотделителем для возврата в него конденсата через соответствующий трубопровод с установленным на нем клапаном.
Для контроля за работой системы на выходе вакуумной установки установлен датчик давления выхлопа, выход которого подключен к соответствующему входу электронного блока управления.
Дополнительное повышение эффективности работы вариантов предлагаемой системы она содержит предварительный фильтр, установленный на выходном трубопроводе бака-накопителя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 представлена функциональная схема вакуумной туалетной системы, выполненной по первому варианту;
- на фиг.2 представлена функциональная схема вакуумной туалетной системы, выполненной по второму варианту.
Вакуумная туалетная система (фиг.1, фиг.2) содержит унитаз 1 с чашей 2, кнопкой 3 для смыва и блоком 4 управления работой унитаза, трубопровод 5 подвода воды, трубопровод 6 отвода продуктов жизнедеятельности. На трубопроводах 5 и 6 установлены соответственно электромагнитные клапаны 7 и 8.
В систему также входят бак-накопитель 9, вакуумная установка 10, снабженная насосом 11, и электронный блок 12 управления и влагоотделитель 13. Бак-накопитель 9 связан с влагоотделителем 13 трубопроводным разветвлением трубопровода 14 на два транспортирующих трубопровода 15 и 16. Выход влагоотделителя 13 связан с вакуумной установкой 10 трубопроводом 17.
Дополнительными элементами системы являются предварительный фильтр 18 и фильтр-запахопоглотитель 19 (показаны пунктиром), улучшающие эксплуатационные характеристики системы.
На трубопроводе 17 установлены датчик 20 абсолютного давления и электромагнитные клапаны 21, 22, а на выходе вакуумной установки 10 установлен датчик 23 давления выхлопа.
При установке фильтра-запахопоглотителя 19 он соединяется через возвратный трубопровод 24 с влагоотделителем 13 для обеспечения возможности возврата конденсата во влагоотделитель. При этом на трубопроводе 24 устанавливается электромагнитный клапан 25.
В первом варианте конструкции (фиг.1) на трубопроводах 15 и 16 устанавливаются соответственно электромагнитные клапаны 26 и 27.
Во втором варианте (фиг.2) в точке разветвления трубопровода 14 установлен трехпозиционный электромагнитный клапан 28.
Выходы электронного блока управления 12 подключены к управляющим входам электромагнитных клапанов 7, 8, 21, 22, 25, 26, 27 и насоса 11 (обозначены буквами «а», «б», «в», «г», «д», «е»).
Бак-накопитель 9 содержит датчики давления и температуры 29, 30, сигнализатор 31 уровня жидкости и нагреватель 32, соединенные с электронным блоком 12 управления (связи обозначены буквами «к», «л», «м», «ж»), предназначенные для отслеживания электронным блоком 12 физических параметров в баке-накопителе 9. Нагреватель 32 предназначен для подогрева в холодное время года.
Выходы датчиков 20 и 23 подключены ко входам «з», «и» электронного блока 12 управления.
Стрелками показано движение сред в транспортирующих трубопроводах (толстая стрелка указывает направление движения густых фракций, стрелка средней толщины - жидких фракций, пунктирная стрелка - газообразных фракций).
Предлагаемая система работает по первому и второму вариантам аналогично, за исключением электромагнитных клапанов 26, 27 и трехпозиционного электромагнитного клапана 28.
Чистая вода для смыва поступает от внешней системы по трубопроводу 5.
Работа унитаза 1 происходит под управлением блока 4, который после нажатия кнопки 3 осуществляет выдачу управляющих сигналов на электромагнитные клапаны 7 и 8.
По команде электронного блока 12 управления открываются электромагнитные клапаны 21, 26, 27 и включается вакуумный насос 11. Во втором варианте (фиг.2) вместо двух клапанов 26 и 27 используется трехпозиционный клапан 28, установленный в точке разветвления транспортирующих трубопроводов.
Производится вакуумирование бака-накопителя 9 через влагоотделитель 13. Газообразные фракции транспортируются по трубопроводу 14 во влагоотделитель 13 и далее по трубопроводу 17 через вакуумную установку 10 на фильтр-запахопоглотитель 19, где осуществляется поглощение запаха абсорбентом и производится выхлоп очищенных газов.
Влага, содержащаяся в откачиваемом из бака-накопителя 9 газе собирается в нижней части влагоотделителя 13. Мелкие включения отфильтровываются фильтром влагопоглотителя (на чертеже не показан). При достижении необходимой глубины вакуума, контролируемой электронным блоком 12 управления посредством датчика 20 абсолютного давления, электромагнитные клапаны 26, 27 (в первом варианте) или 28 (во втором варианте), а также клапаны 16, 17 закрываются, вакуумный насос 21 выключается. Система готова к работе.
При нажатии кнопки 3 для смыва по команде блока 4 управления работой унитаза открывается электромагнитный клапан 7 и в чашу 2 унитаза подается вода от внешнего источника. Затем открывается сливной клапан 8 и под действием вакуума продукты жизнедеятельности транспортируются в бак-накопитель 9. Через время, задаваемое электронным блоком 12 управления унитаза, клапаны 7, 8 закрываются.
Электронный блок 12 управления, определив падение вакуума в баке-накопителе 9 по сигналу с датчика 20 абсолютного давления переходит к очередному циклу работы.
Применение в системе предварительного фильтра 18 дополнительно повышает эффективность работы системы, т.к. защищает систему от забрызгивания элементов системы крупными включениями при при откачке из бака-накопителя 9.
После каждого цикла откачки бака-накопителя 9 происходит продувка фильтра-запахопоглотителя 19 и влагоотделителя 13 для слива в бак-накопитель 9 накопленной влаги (конденсата) и обратной промывки предварительного фильтра 18.
При этом по команде электронного блока 12 управления открываются электромагнитные клапаны 21, 22, 16, 17 (или 28),. и 25. Включается вакуумный насос 11 и за счет перепада давления между баком-накопителем 9 и атмосферным давлением, жидкость из фильтра-запахопоглотителя 19 и влагоотделителя 13 через предварительный фильтр 18 транспортируются в бак-накопитель 9.
При отсутствии разряжения в баке-накопителе 9 транспортировка накопленной жидкости происходит за счет перепада давления, создаваемого вакуумным насосом 11 на фильтре-запахопоглотителе 19.
Электронный блок 12 управления посредством датчика 23 давления выхлопа контролирует избыточное давление на фильтре-запахопоглотителе 19, не допуская превышение установленного значения.
Применение влагоотделителя 13 с автоматическим сливом позволяет резко увеличить ресурс вакуумного насоса 11 и сократить объем регламентных работ при обслуживании системы.
Возврат жидкости в бак-накопитель 9 улучшает экологические характеристики системы. Применение фильтра-запахопоглотителя 19 также ведет к улучшению экологических характеристик системы, а автоматический слив конденсата в бак-накопитель 9 обеспечивает увеличение ресурса фильтра-запахопоглотителя 19 за счет обратной продувки воздухом фильтроэлемента фильтра-запахопоглотителя 19, обеспечивая дополнительную просушку абсорбента фильтроэлемента (на чертеже не показан).
Кроме того, наличие в баке-накопителе 9 датчиков давления и температуры 29, 30, сигнализатора 31 уровня жидкости и нагревателя 32, позволяет электронному блоку 12 управления отслеживать параметры среды в баке-накопителе 9, а также включать при необходимости в холодное время года нагреватель 32, обеспечивая надежное функционирование системы.
В электронном блоке 12 управления используется программируемый цифровой процессор (на чертеже не показан), который позволяет по определенному алгоритму эффективно управлять системой и гибко менять характеристики системы применительно к условиям эксплуатации.
Предложенная вакуумная туалетная система прошла опытные испытания и показала по отношению к наиболее близкому аналогу повышенную надежность и эффективность работы с улучшенными экологическими характеристиками.