ВАКУУМНОЕ УСТРОЙСТВО И ТУАЛЕТ С ВАКУУМНОЙ СИСТЕМОЙ, ВКЛЮЧАЮЩЕЙ В СЕБЯ ЭТО УСТРОЙСТВО Российский патент 1999 года по МПК E03F1/00 E03D3/10 F04F3/00 

Настоящее изобретение относится к устройству для создания, поддержания и снятия вакуума, например, в резервуаре, предназначенном для сбора и последующей транспортировки отходов в вакуумном туалете. Это изобретение также связано с системой, включающей в себя вакуумное устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением.

Известны вакуумные эжекторы, работающие по принципу Вентури, используемые для создания вспомогательного давления, например, в соединенном с ним резервуаре. Такие эжекторы способны создавать разрежение до 90%.

Когда эжектор такого вакуумного устройства подключается к системе, включающей в себя резервуар и каналы со сжатым воздухом для создания как давления, так и разрежения, то монтаж и подключение такой системы обычно требует большого количества дополнительных элементов. В таких системах не может использоваться обычный эжектор, если не имеется значительного числа дополнительных устройств, особенно в туалетах с вакуумной системой.

Для поддержания разрежения, создаваемого в устройстве, соединенном с резервуаром, известные вакуумные устройства включают в себя обратный клапан между эжектором и резервуаром, предотвращающий попадание воздуха из системы в резервуар через эжектор.

Применение обратного клапана создает ряд трудностей. Во-первых, он затрудняет объединение всех необходимых функций в самом вакуумном устройстве, так как в этом случае при необходимости опорожнить резервуар сжатый воздух должен подаваться через отдельный канал, и, во-вторых, невозможно создать самоочищающееся устройство, так как обратный клапан не позволяет воздуху проходить от эжектора в резервуар. Известные системы также громоздки и тяжелы.

Целью настоящего изобретения, следовательно, является устранение вышеуказанных недостатков путем создания вакуумного устройства, аналогичного вышеописанному, в котором объединялись бы все необходимые рабочие функции, которое обладало бы способностью к самоочищению, было бы легче по весу, чем известные конструкции, и проще в установке, чем вышеуказанные известные устройства.

Другой целью настоящего изобретения является создание туалета с вакуумной системой, включающей такое вакуумное устройство.

В основном настоящее изобретение основано на идее, состоящей в том, что эти цели могут быть достигнуты с помощью вакуумного устройства, в котором обратный клапан вместо традиционного варианта установки смонтирован внутри вентиляционного канала, имеющегося в устройстве.

Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением вакуумное устройство содержит первый клапан, который может быть соединен с источником сжатого воздуха, второй клапан, который может быть соединен с источником сжатого воздуха, эжектор, включающий в себя входное сопло, выходной патрубок и вакуумный проход, при этом эжектор соединен с первым клапаном через входное сопло, а с первым узлом подключения - через вакуумный проход, и также содержит поршневой управляющий клапан, имеющий первый и второй входы и выход, при этом поршневой управляющий клапан соединен с выходным патрубком эжектора через первый вход, со вторым клапаном - через второй вход и со вторым узлом подключения, установленным на вакуумном устройстве, - через выход; устройство далее также включает обратный клапан, установленный между выходом поршневого управляющего клапана и узлом подключения, и перепускной канал, соединяющий второй клапан и второй вход поршневого управляющего клапана с входом эжектора.

При такой установке становится возможным создание компактного, самоочищающегося вакуумного устройства, которое включает в себя эжектор, расположенный в центре устройства. Подвод эжектора направлен, по существу, под прямым углом к входному и выходному патрубку.

Предпочтительно, чтобы клапаны могли соединяться с одним и тем же источником сжатого воздуха через общий подвод.

В соответствии с предпочтительным вариантом исполнения вакуумное устройство включает в себя датчик давления и предохранительный клапан, которые соединены с первым узлом подключения, смонтированным на устройстве.

Устройство с такой конструкцией может быть легко выполнено из полиформальдегида посредством литья под давлением.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения в состав первого узла подключения, установленного на устройстве, входит фильтр, предназначенный для предотвращения попадания вредных частиц.

Настоящее изобретение также относится к туалету с вакуумной системой, включающей вышеуказанное вакуумное устройство.

Далее изобретение будет рассмотрено более детально со ссылкой на пример его осуществления, а также со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает вид в перспективе вакуумного устройства в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 - схему, на которой показана основная часть конструкции вакуумного устройства, изображенного на фиг. 1;
фиг. 3 - вид в разрезе вакуумного устройства, изображенного на фиг. 1;
фиг. 4 - схематически конструкцию туалета, включающего в себя вакуумное устройство, которое является предметом настоящего изобретения.

Ниже рассмотрен предпочтительный пример осуществления изобретения, а именно вакуумного устройства и туалета, который включает в себя такое устройство.

Устройство 2, которое представлено на фиг. 1 и схематически изображено на фиг. 2, включает в себя три клапана 4, 6, 8 с электромагнитным управлением, каждый из которых может соединяться с источником сжатого воздуха через соответствующий вход 11, 12, 13. Хотя иллюстрируемое вакуумное устройство включает в себя три упомянутых входа для сжатого воздуха, следует понимать, что три клапана 4, 6, 8 с электромагнитным управлением могут поочередно соединяться с одним общим входом сжатого воздуха на вакуумном устройстве.

Первый электромагнитный клапан 4 осуществляет управление подачей сжатого воздуха к входному соплу 10a эжектора 10. Основное назначение электромагнитного клапана 6 состоит в управлении прохождением сжатого воздуха через узел подключения U1 к поршневому управляющему клапану 16. Третий электромагнитный клапан 8 управляет дополнительными функциями вне устройства.

Эжектор 10 более детально представлен на фиг. 3. Функция эжектора 10 состоит в создании разрежения в пространстве внутри эжектора, когда воздух поступает из входного сопла 10a к выходному патрубку 10b, в результате чего создается разрежение в устройствах, соединенных с вышеуказанным пространством через вакуумный проход 10c.

Как показано на фиг. 2, входное сопло 10a эжектора соединено с первым электромагнитным клапаном 4, а вакуумный проход 10c соединен с первым узлом подключения U1, установленным на вакуумном устройстве. Фильтрующее устройство устанавливается предпочтительно внутри первого узла подключения U1 или рядом с ним.

Выходное сопло 10b эжектора соединено с первым входом 16a поршневого управляющего клапана 16. В поршневом управляющем клапане выход 16c соединен со вторым узлом подключения U2, установленным на устройстве, через обратный клапан 17, который позволяет воздуху проходить с выхода 16c поршневого управляющего клапана. Вентиляционный канал может быть соединен с узлом подключения U2, чтобы получить полностью замкнутую систему.

Поршневой клапан 16 соединен со вторым электромагнитным клапаном 6 через второй вход 16b. В отличие от известных вакуумных устройств этот второй вход также соединен со следующим входом 10d эжектора, который обычно расположен под прямыми углом к входному соплу 10a эжектора и к выходному патрубку 10b.

Вакуумное устройство 2 также включает в себя третий электромагнитный клапан 8, который используется для подачи давления на другие элементы системы через третий узел подключения U3 на вакуумном устройстве. Этот третий электромагнитный клапан 8 входит в состав устройства 2, обеспечивая более простую и компактную конструкцию.

Вакуумное устройство 2 также включает в себя датчик давления 18, который соединен с узлом подключения U1. Когда в резервуаре, который соединен с вакуумным устройством через узел подключения U1, создается разрежение, сенсор посылает сигнал на управляющее устройство (не показано).

Заявляемое устройство включает в себя предохранительный клапан 19, который также соединен с узлом подключения U1.

Представленное в настоящем изобретении устройство 2 выполнено предпочтительно способом литья под давлением из полиформальдегида.

Работа устройства, являющегося предметом настоящего изобретения, будет теперь описана со ссылкой на типичный рабочий цикл, используемый в туалетах с вакуумной системой.

Эта система иллюстрируется на фиг. 4 и включает в себя уборную или туалет 20, который может представлять собой обычный вакуумный туалет и который соединен через входной клапан 22 с резервуаром 30 с нормальным давлением для промежуточного хранения материала, поступающего в резервуар из туалета 20. В случае предпочтительного варианта осуществления изобретения резервуар имеет емкость примерно 5 литров, хотя при нормальной работе он не наполняется свыше 2 дл.

Система также включает в себя сосуд 26 для сбора отходов, который соединен с резервуаром 30 через выходной клапан 24 и выходную трубу 34. Клапаны 22, 24 приводятся в действие с помощью средств управления. Контейнер 28 с водой соединен с туалетом 20.

Упомянутая система также включает в себя устройство 2, являющееся предметом настоящего изобретения, которое приводится в действие с помощью сжатого воздуха, поступающего от источника сжатого воздуха. Первый узел подключения U1 вакуумного устройства соединен с резервуаром высокого давления 30 через фильтр 38, второй узел подключения U2 вакуумного устройства соединен с каналом 34 через вентиляционный канал 36, а третий узел подключения U3 вакуумного соединения подсоединен к контейнеру 28 с водой.

В резервуаре 30 первоначально не имеется разрежения. Когда первый электромагнитный клапан 4 приводится в действие, например, с помощью электрического импульса с напряжением постоянного тока порядка 24B от источника питания (не показан), сжатый воздух поступает через клапан от источника 32 сжатого воздуха. Этот воздух проходит через эжектор 10 из входного сопла 10a меньшего диаметра и поступает в выходной патрубок 10b большего диаметра, создавая таким образом вакуум или разрежение в эжекторе 10, а также в резервуаре 30. Фильтр 38, имеющийся между устройством 2 и резервуаром 30, предотвращает втягивание больших частиц из резервуара в эжектор 10.

Воздух, выходящий из эжектора 10 через выходной патрубок, поступает на поршневой управляющий клапан 16, далее проходит через обратный клапан 17, а затем выходит наружу через второй узел подключения U2 вакуумного устройства 2. Воздух продолжает поступать через вентиляционный канал 36 и через выходной канал 34, где он выполняет функцию очистки. Обратный клапан 17, расположенный между выходом 16c поршневого управляющего клапана 16 и узлом подключения U2 вакуумного устройства, обеспечивает прохождение воздуха в этом направлении.

На этой стадии рабочего цикла клапаны 22 и 24 закрыты.

Когда в резервуаре 30 создается вакуум, с датчика давления поступает сигнал на вакуумное устройство 2. При этом электромагнитный клапан 4 закрывается и туалет готов к использованию. На этой стадии обратный клапан 17 предотвращает попадание воздуха в резервуар 30 из вентиляционного канала 36 через поршневой управляющий клапан 16 и эжектор 10. Если по какой- либо причине в резервуар 30 попадает воздух и вакуум нарушается, процесс возвращается к первоначальной стадии, когда срабатывает первый электромагнитный клапан 4.

Вакуумный туалет может подготавливаться таким образом к сигналу опускания воды в туалете или создание разрежения может начинаться в ответ на сигнал спускания воды. Сигнал спускания воды может производиться с помощью нажимной кнопки или каким-либо другим способом, например с помощью переключателя, соединенного с крышкой туалета. Когда принимается сигнал спускания воды и в резервуаре 30 имеется разрежение, входной клапан 22 открывается, и разрежение, существующее в резервуаре 30, обеспечивает всасывание содержимого туалета в резервуар вместе с водой из контейнера 28 для воды, которая на этом этапе работы нагнетается через третий электромагнитный клапан 8.

После того, как закончено всасывание содержимого туалета в резервуар 30, входной клапан 22 закрывается, а выходной клапан 24 открывается. На этом этапе второй электромагнитный клапан 6 открывается и обеспечивает прохождение сжатого воздуха в эжектор под прямым углом к входному соплу и выходному патрубку, и в то же самое время поршень поршневого клапана 16 смещается за счет того, он имеет большую площадь поверхности, обращенной в сторону входа 16b, чем площадь поверхности, обращенной в сторону входа 16a. Поршень таким образом блокирует прохождение воздуха через второй узел подключения U2 вакуумного устройства, за исключением очень небольшого отрезка времени сразу после активирования второго электромагнитного клапана 6, причем этим отрезком времени можно пренебречь. Тогда весь воздух будет проходить через эжектор и в резервуар сквозь фильтр 38. Эжектор 10 и фильтр 38 также очищаются таким образом от нежелательных частиц в то же самое время, когда резервуар 30 опорожняется в коллекторный контейнер 26.

Затем второй электромагнитный клапан 6 и выходной клапан 24 закрываются, предпочтительно с контролем времени, и процедура может быть повторена.

Хотя вакуумное устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, было описано выше со ссылкой на предпочтительный вариант его осуществления, необходимо понять, что иллюстрируемый пример осуществления изобретения может подвергаться модификации в ряде аспектов в пределах объема пунктов формулы настоящего изобретения. Например, фильтр 38 может входить в состав вакуумного устройства, чтобы сделать конструкцию компактной.

Более того, хотя эжектор, представленный в предпочтительном примере осуществления изобретения, включает в себя одно входное сопло и один выходной патрубок, необходимо понять, что эжектор может в альтернативном варианте включать несколько входных сопел и выходных патрубков.

Изобретение относится к устройствам для создания, поддержания и снятия вакуума в резервуаре для сбора и последующей транспортировки отходов и может быть использовано в туалетах с вакуумной системой. Вакуумное устройство содержит два клапана (4, 6), эжектор (10), имеющий входное сопло (10а), выходной патрубок (10b) и вакуумный проход (10с). Эжектор соединен с первым клапаном (4) через входное сопло и с первым узлом подключения (U1) через вакуумный проход. Поршневой управляющий клапан (16) содержит первый вход (16а), второй вход (16b) и выход (16с). Первый вход соединяет поршневой управляющий клапан с выходным патрубком эжектора, второй вход соединяет этот клапан со вторым клапаном (6), а выпуск соединяет поршневой клапан со вторым узлом подключения (U2) вакуумного устройства. Обратный клапан (17) установлен между выходом поршневого клапана (16с) и вторым узлом подключения вакуумного устройства (U2). Перепускной канал соединяет второй клапан со вторым входом (16b) поршневого клапана и со входом эжектора (10d), расположенного под прямым углом к входному соплу эжектора и выходному патрубку эжектора. Клапаны (4, 6) могут быть соединены с одним и тем же источником сжатого воздуха через общий вход. Устройство обладает способностью к самоочищению, легче по весу, чем известные конструкции, и проще в установке. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Вакуумное устройство, включающее в себя первый клапан (4), который может быть подключен к источнику сжатого воздуха, второй клапан (6), который может быть соединен с источником сжатого воздуха, эжектор (10), который включает в себя входное сопло (10а), выходной патрубок (10в) и вакуумный проход (10с), при этом эжектор соединен с первым клапаном (4) через входное сопло и с первым узлом подключения (U1) вакуумного устройства через вакуумный проход, поршневой управляющий клапан (16), содержащий первый вход (16а), второй вход (16в) и выход (16с), при этом первый вход упомянутого клапана соединен с выходным патрубком эжектора (10в), его второй вход соединен со вторым клапаном (6), а его выход соединен со вторым узлом подключения (U2) вакуумного устройства, отличающееся тем, что оно снабжено обратным клапаном (17), установленным между выходом поршневого клапана (16с) и вторым узлом подключения (U2), а также перепускным каналом, который соединяет второй клапан (6) и второй вход поршневого клапана (16в) со входом (10d) эжектора. 2. Вакуумное устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительный вход (10d) эжектора расположен по существу под прямым углом к входному соплу (10а) эжектора и выходному соплу (10в) эжектора. 3. Вакуумное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно снабжено фильтром, установленным между вакуумным проходом эжектора (10с) и первым узлом подключения (U1) вакуумного устройства. 4. Вакуумное устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что клапаны выполнены с возможностью поочередного соединения с одним и тем же источником сжатого воздуха через общий вход. 5. Вакуумное устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком давления (18), соединенным с первым узлом подключения (U1) вакуумного устройства (2). 6. Вакуумное устройство по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что оно снабжено предохранительным клапаном (19), соединенным с первым узлом подключения (U1) вакуумного устройства. 7. Вакуумное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно выполнено способом литья под давлением. 8. Вакуумное устройство по п.7, отличающееся тем, что оно выполнено из полиформальдегида. 9. Туалет с вакуумной системой, отличающийся тем, что он снабжен вакуумным устройством (2), включающим в себя первый клапан (4), который может быть соединен с источником сжатого воздуха, второй клапан (6), который может быть соединен с источником сжатого воздуха, эжектор (10), который включает в себя входное сопло (10а), выходной патрубок (10в) и вакуумный проход (10с), при этом эжектор соединен с первым клапаном (4) через входное сопло и с первым узлом подключения (U1) через вакуумный проход, и поршневой управляющий клапан (16), который включает в себя первый вход (16а), второй вход (16в) и выход (16с), при этом первый вход клапана соединен с выходным патрубком (10в), а его выход соединен со вторым узлом подключения (U2) вакуумного устройства, обратный клапан (17), установленный между выходом поршневого управляющего клапана (16с) и вторым узлом соединения (U2) вакуумного устройства, а также перепускной канал, который соединяет второй клапан (6) и второй вход управляющего поршневого клапана (16в) со входом эжектора (10d).