ТУАЛЕТНАЯ СИСТЕМА С УНИТАЗОМ Российский патент 2006 года по МПК E03D5/00 E03F1/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к туалетной системе с унитазом согласно независимому п.1 формулы изобретения.

Уровень техники

Из патента США 2865028 известна туалетная система с унитазом для передвижных домиков, в котором откачиваемая масса посредством поршневого цилиндра засасывается из унитаза и выталкивается в канал для устранения отходов. Известная система, которая может быть выбрана в качестве ближайшего аналога изобретения, содержит унитаз; промывное устройство для обеспечения воды для смыва; линию, подсоединенную к унитазу и ведущую в канализационный трубопровод; средства для транспортировки откачиваемой массы от унитаза в линию и в канализационный трубопровод. Указанные средства содержат в линии два клапана и напорную камеру, в которой для отвода откачиваемой массы из унитаза создается пониженное давление, а для направления отведенной откачиваемой массы в канализационный трубопровод создается избыточное давление. Напорная камера выполнена в виде поршневого цилиндра и снабжена поршнем, связанным с ручным рычагом для приведения поршня в движение с целью создания пониженного давления и избыточного давления. К выходу напорной камеры подсоединена напорная линия, посредством которой откачиваемая масса транспортируется в канализационный трубопровод.

Туалетные устройства, у которых отходы откачиваются посредством вакуума, до сих пор применяются прежде всего на транспортных средствах, к примеру, в железнодорожных вагонах и в жилых автофургонах. Например, из международной публикации WO 92/18713 известна туалетная установка, в которой устройство для создания низкого давления (разрежения) содержит промежуточный контейнер и контейнер для сбора. Вышеупомянутое устройство для создания разрежения вакуумирует промежуточный контейнер таким образом, что при открытом вентиле откачиваемая масса по каналу всасывается в промежуточный контейнер. Вышеуказанный контейнер для сбора требует большой площади и должен опустошаться. Его применение нежелательно в домашней технике.

Из патентного документа ЕР 0887478 известно туалетное устройство, у которого также предусмотрен резервуар. Посредством мембранного (диафрагменного) насоса в резервуаре создается частичный вакуум, при помощи которого осуществляется эффект отсасывания.

Из патентного документа ЕР 0806527 известно промывное устройство, которое содержит полый чашеобразный запорный элемент. Запорный элемент работает совместно с входным и выходным отверстиями, которые соответственно либо оба открыты, либо оба закрыты.

Помимо этого, туалетные системы со сборным резервуаром известны из патентных документов ЕР 0704372 и ЕР 1022399.

Из европейской заявки ЕР 0763633 А1 известен отсасывающий туалет, который содержит напорную камеру в сливном канале между двумя клапанами. Благодаря разрежению в этой камере при открытии клапана со стороны входа откачиваемая масса от унитаза по сливному каналу всасывается в эту камеру. После переключения обоих клапанов при помощи давления откачиваемая масса направляется от камеры в следующий трубопровод. Для вакуумирования камеры предусмотрен эжекторный насос, который приводится в действие сжатым воздухом. Складки сильфона образуют гибкую мембрану, служат как уплотняющее средство и при этом должны предотвращать попадание загрязненного воздуха из сливного канала наружу. При создании разрежения натягивается пружина, а при ее расслаблении создается давление. У вышеописанного устройства недостаток состоит в том, что уплотнение данной камеры при помощи гибкой мембраны является дорогостоящим и ненадежным. Создание разряжения (вакуума) при помощи эжекторного насоса требует сравнительно большого времени. При этом достигаемое давление для отвода откачиваемой массы из камеры очень ограничено. Данное туалетное устройство вряд ли является пригодным в хозяйстве.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание туалетной установки или системы вышеупомянутого типа, которая при незначительном расходе воды надежно функционирует и является долговечной.

Эта задача решена в туалетной системе, содержащей унитаз; промывное устройство для обеспечения воды для смыва; линию, подсоединенную к унитазу и ведущую в канализационный трубопровод; средства для транспортировки откачиваемой массы от унитаза в линию и в канализационный трубопровод. Указанные средства содержат в линии два клапана и расположенную между ними напорную камеру, в которой для отвода откачиваемой массы из унитаза создается пониженное давление, а для направления отведенной откачиваемой массы в канализационный трубопровод создается избыточное давление. Напорная камера выполнена в виде поршневого цилиндра и снабжена поршнем, связанным с приводным механизмом и приводимым в движение указанным механизмом для создания пониженного давления и избыточного давления. Система также содержит электрическое управляющее устройство, выполненное с возможностью управления приводным механизмом и клапанами таким образом, что для отвода откачиваемой массы из унитаза поршень перемещается при нахождении клапанов в закрытом состоянии с созданием пониженного давления в напорной камере, после чего клапан быстро открывается для впуска откачиваемой массы из унитаза в напорную камеру.

В системе согласно изобретению разрежение и избыточное давление (напор) создаются при помощи движения поршня. Это позволяет обеспечить очень быстрое создание разрежения, к примеру, в пределах долей секунды. Избыточное давление в напорной камере, соответственно, также может создаваться очень быстро и, помимо этого, может быть выше 1·10⁵ Па, предпочтительно выше 1,5·10⁵ Па, например, 2·10⁵ Па. Следующее преимущество туалетной системы согласно настоящему изобретению заключается в том, что возможна точная регулировка хода поршня и, соответственно, объема откачиваемой массы. Также возможно проводить один за другим два или более циклов откачки. При этом возможно качественное осуществление промывки с очень небольшим количеством воды. Сам поршень внутри цилиндра может самостоятельно служить уплотняющим средством, что предотвращает выход загрязненного воздуха наружу. Таким образом, применение в качестве уплотнителя гибкой мембраны или подобного средства не является необходимым.

В предпочтительном варианте движение поршня осуществляется при помощи электромотора, то есть поршень приводится в действие электромеханически. В сочетании с управляющим устройством это позволяет осуществлять точное и четкое управление процессом отсасывания и, соответственно, процессом выпуска. Кроме того, эти процессы могут регулироваться и приспосабливаться к используемому унитазу.

В следующем предпочтительном варианте к выходу напорной камеры подсоединена напорная линия, посредством которой откачиваемая масса транспортируется в канализационный трубопровод.

В особенно предпочтительном варианте между унитазом и поршневым цилиндром расположен всасывающий трубопровод, который входит в напорную камеру тангенциально и/или наклонно вниз. В этом случае напорная камера в своей нижней части содержит выход, к которому подсоединена напорная линия.

Напорная камера может быть также выполнена заодно с унитазом.

Краткий перечень фигур

Ниже настоящее изобретение подробно поясняется соответствующими чертежами, которые изображают:

Фиг.1 - схематичное изображение туалетной системы согласно изобретению;

Фиг.2 - следующее схематичное изображение настоящего изобретения;

Фиг.3 - схематичное изображение временного графика протекания процесса промывки;

Фиг.4-6 - схематичное изображение процесса всасывания и выпуска откачиваемой массы.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Туалетная система согласно Фиг.1 и Фиг.2 содержит унитаз 5, который выполнен воронкообразным и имеет нижний выход 5а. Этот выход выполнен со сравнительно малым поперечным сечением, например 30 мм². К нижней стороне выхода 5а в линии 29 присоединен всасывающий трубопровод 6, который также выполнен с малым поперечным сечением. Унитаз 5 промывается при помощи промывного устройства 1 и смывной трубы 3, через которую вода для смыва попадает во внутреннюю часть унитаза 5. Промывное устройство 1 может быть выполнено в виде смывного бачка или другого подходящего промывного устройства. Существенным является то, что используемое количество воды является сравнительно малым, к примеру, меньшим чем один литр. Запуск процесса промывки осуществляется клавишей (кнопкой) 2 или другим предназначенным для этих целей пусковым устройством. Возможным в данном случае является также автоматический или бесконтактный запуск.

Во всасывающем трубопроводе 6 предусмотрен клапан 7, который в закрытом состоянии запирает всасывающий трубопровод 6, а в открытом состоянии открывает проход к напорной камере 12 поршневого цилиндра 8. Управление клапаном 7 осуществляется через сигнальный провод 24 от управляющего устройства 26.

Поршневой цилиндр 8 содержит корпус 9, в котором поршень 10 выполнен ограниченно подвижным в направлениях двойной стрелки 19. Поршень 10 разделяет корпус 9 на напорную камеру 12 и верхнюю камеру 13. Поршень 10 также уплотняет обе камеры 12 и 13 друг от друга. Для этого на внешней стороне поршня 10 расположено уплотнение. Поршень 10 приводится в движение приводом 14, например, выполненным в виде электродвигателя и соединенным с поршнем 10 посредством поршневого штока 11, который, как видно из чертежа, одним концом выступает из корпуса 9. При передвижении поршня 10 через клапаны 22 и 23 воздух из верхней камеры 13 выталкивается в окружающую среду и в камеру 13 запускается свежий воздух из окружающей среды соответственно. Клапаны 22 и 23 могут быть выполнены простыми створчатыми клапанами. Электроснабжение мотора 14 осуществляется по электропроводу 15. Через этот провод также питается устройство 26 управления. Устройство 26 управления может быть соединено с мотором 14.

Напорная камера 12 содержит выход 12а, который расположен, как видно из чертежа, в самом низком месте напорной камеры 12 и к которому подсоединяется напорная линия 17. Напорная линия 17 может быть выполнена в виде гибкого шланга или обычного трубопровода. Вблизи от выхода 12а находится следующий клапан 16, который управляется управляющим устройством 26 через сигнальный провод 25. В одном положении клапана 16 проход к напорной линии 17 закрыт, а в другом его положении - открыт. Напорная камера 12 образует камеру нагнетания и она может быть интегрирована с унитазом 5 и образовывать с ним единое целое.

Напорная линия 17 имеет поперечное сечение, которое может в основном соответствовать поперечному сечению всасывающего трубопровода 6. Это поперечное сечение, таким образом, также сравнительно мало и может сравниваться, например, с тем же садовым шлангом. Он может быть сравнительно длинен, к примеру несколько метров, и вести согласно Фиг.1 к стояку канализационного трубопровода 18, по которому в направлении стрелки 20 протекают канализационные стоки. Предпочтительно напорная линия 17 содержит передний конец 17а, который выдвигается сравнительно глубоко, к примеру на несколько метров, в канализационный трубопровод 18. Напорная линия 17 может быть введена в канализационный трубопровод 18, к примеру, посредством патрубка 18а.

Ниже поясняется способ работы туалетной системы согласно изобретению.

На Фиг.2 показана туалетная система в исходном положении. Клапаны 7 и 16 закрыты и поршень 10 находится в показанном нижнем положении. При использовании туалетной системы промывное устройство 1 может быть задействовано для предварительного смачивания или увлажнения внутренней части 5b унитаза 5. В результате увлажнения в унитазе 5 собирается откачиваемая масса 4, которая заполняет всасывающий трубопровод 6 до клапана 7. Промывка осуществляется путем нажатия клавиши (кнопки) пуска 2. При этом вода попадает в унитаз 5 через смывную трубу 3. Потребляемый в данном случае расход воды регулируется через устройство 26 управления и сигнальный провод 27. Предпочтительно система содержит одну или несколько насадок, через которые происходит разбрызгивание или распрыскивание воды по внутренней части 5b унитаза.

После опрыскивания поршень 10 передвигается примерно в положение, показанное на Фиг.4, при этом предпочтительно не достигать крайнего, т.е. самого высокого положения. Так как клапаны 7 и 16 еще находятся в закрытом состоянии, вследствие этого в напорной камере 12' создается пониженное давление, предпочтительно меньшее чем, например, 0,5·10⁵ Па. Одновременно с помощью устройства 26 управления может осуществляться дальнейшая промывка унитаза 5. Почти одновременно с этим сравнительно быстро и, по существу, внезапно происходит открытие клапана 7. Быстрое открытие может осуществляться, например, посредством преднапряженной пружины (на чертеже не показана). Также практически одновременно с этим прерывается промывка унитаза 5. Напорная камера 12' имеет такие размеры, что она может быть наполнена примерно наполовину воздухом и примерно наполовину откачиваемой массой 4. При засасывании откачиваемой массы 4 вследствие внезапного впуска в напорную камеру 12' твердые вещества измельчаются, так что отведенная масса 4' представляет собой вещество, похожее на суспензию. На фиг.5 стрелкой 28 показано направление проникновения откачиваемой массы 4 в напорную камеру 12'. Над отведенной массой 4' находится воздушный буфер 21, который занимает, как упомянуто выше, примерно половину объема напорной камеры 12'.

Когда откачиваемая масса 4 отведена, клапан 7 закрывается и поршень 10 двигается вниз, при этом воздушный буфер 21 сжимается и создается избыточное давление, например, величиной 2·10⁵ Па. Далее клапан 16 открывается и под действием созданного избыточного давления отведенная масса 4' направляется в напорную линию 17 и, окончательно, в канализационный трубопровод 18. Затем клапан 16 закрывается. При передвижении поршня 10 вниз свежий воздух из окружающей среды через клапан 22 поступает в верхнюю камеру 13. Как правило, напорная линия 17 по меньшей мере частично наполнена отведенной массой 4'. Для того, чтобы вытолкнуть также и эту массу, предпочтительно провести второй процесс промывки. При этом унитаз 5 еще раз омывается и эта вода для промывки всасывается в соответствии с уже вышеизложенным процессом и затем удаляется. Напорная линия 17 при помощи этого процесса промывается водой и, по меньшей мере, частично очищается. Эта отработанная промывочная вода поступает в канализационный трубопровод 18.

Всасывающий трубопровод 6 входит в напорную камеру 12 предпочтительно тангенциально и предпочтительно с уклоном вниз. Это дает в итоге особенно благоприятную динамику откачиваемой массе 4 и тем самым проникновение и вытекание этой откачиваемой массы 4 в/из средств 8. Откачиваемая масса 4 устремляется тангенциально в направлении нижней части напорной камеры 12, при этом так сказать прополаскивает цилиндрический поршень 8 и вращается в напорной камере 12. Затем откачиваемая масса 4 выталкивается. Так как все это происходит в динамике, удается избежать образования осадков в напорной камере 12. При этом возможно все таки, что осажденные части будут снова намыты. Контакт с поршнем 10 и уплотнением в значительной степени устранен.

Настоящее изобретение относится к туалетной системе с унитазом. Техническим результатом является создание туалетной системы, которая при незначительном расходе воды надежно функционирует и является долговечной. Туалетная система содержит унитаз, промывное устройство для обеспечения воды для смыва, линию, подсоединенную к унитазу и ведущую в канализационный трубопровод, средства для транспортировки откачиваемой массы от унитаза в линию и в канализационный трубопровод. Эти средства содержат в линии два клапана и расположенную между ними напорную камеру, в которой для отвода откачиваемой массы из унитаза создается пониженное давление, а для направления отведенной откачиваемой массы в канализационный трубопровод создается избыточное давление. Напорная камера выполнена в виде поршневого цилиндра и снабжена поршнем, связанным с приводным механизмом и приводимым в движение указанным механизмом для создания пониженного давления и избыточного давления. Система также содержит электрическое управляющее устройство, выполненное с возможностью управления приводным механизмом и указанными клапанами таким образом, что для отвода откачиваемой массы из унитаза поршень перемещается при нахождении обоих клапанов в закрытом состоянии с созданием пониженного давления в напорной камере, после чего первый клапан быстро открывается для впуска откачиваемой массы из унитаза в напорную камеру. 8 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Туалетная система, содержащая унитаз (5), промывное устройство (1) для обеспечения воды для смыва, линию (29), подсоединенную к унитазу (5) и ведущую в канализационный трубопровод (18), средства (8) для транспортировки откачиваемой массы (4) от унитаза (5) в линию (29) и в канализационный трубопровод (18), причем средства (8) содержат в линии (29) два клапана (7, 16) и расположенную между ними напорную камеру (12), в которой для отвода откачиваемой массы (4) из унитаза (5) создается пониженное давление, а для направления отведенной откачиваемой массы (4) в канализационный трубопровод (18) создается избыточное давление, при этом напорная камера (12) выполнена в виде поршневого цилиндра и снабжена поршнем (10), связанным с приводным механизмом (14) и приводимым в движение указанным механизмом для создания пониженного давления и избыточного давления, и электрическое управляющее устройство (26), выполненное с возможностью управления приводным механизмом (14) и клапанами (7,16) таким образом, что для отвода откачиваемой массы (4) из унитаза поршень (10) перемещается при нахождении клапанов (7,16) в закрытом состоянии с созданием пониженного давления в напорной камере (12), после чего клапан (7) быстро открывается для впуска откачиваемой массы (4) из унитаза в напорную камеру (12).2. Туалетная система по п.1, отличающаяся тем, что поршень (10) приводится в действие электромеханически.3. Туалетная система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что к выходу (12а) напорной камеры (12) подсоединена напорная линия (17), посредством которой откачиваемая масса (4) транспортируется в канализационный трубопровод (18).4. Туалетная система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что в напорной камере (12) создается избыточное давление выше 1·10⁵ Па, предпочтительно выше 1,5·10⁵ Па.5. Туалетная система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что ход поршня (10) выполнен регулируемым.6. Туалетная система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что между унитазом (5) и поршневым цилиндром (8) расположен всасывающий трубопровод (6), который тангенциально входит в напорную камеру (12).7. Туалетная система по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что между унитазом (5) и поршневым цилиндром (8) расположен всасывающий трубопровод (6), который наклонно вниз входит в напорную камеру (12).8. Туалетная система по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что напорная камера (12) выполнена заодно с унитазом (5).9. Туалетная система по п.6, отличающаяся тем, что напорная камера (12) в своей нижней части содержит выход (12а), к которому подсоединена напорная линия (17).