БАК-НАКОПИТЕЛЬ ОТХОДОВ САНУЗЛА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА Российский патент 2011 года по МПК B61D35/00 

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию, а именно к вакуумным туалетным системам, и может быть использовано, например, в таких железнодорожных вагонах, как вагон-ресторан или почтовый вагон.

В описании изобретения к американскому патенту US 5214807, кл. 4/321, опубл. 01.06.1993 г [1], раскрыта конструкция бака-накопителя отходов туалета, включающего герметичный стальной корпус в форме четырехугольной призмы, установленную в корпусе откачивающую трубу, нижний конец которой находится в нижней точке корпуса, патрубок с клапаном, служащий для сообщения полости корпуса с атмосферой, и впускной патрубок, соединенный с санузлом. Стальной корпус бака-накопителя [1], усиленный снаружи массивной оболочкой, имеет значительную массу, и поэтому бак-накопитель [1] малопригоден для использования в транспортных средствах.

Из описания изобретения к патенту Российской Федерации RU 2276642, кл. B61D 35/00; B61K 13/00, опубл. 10.09.2004 г [2], известен бак-накопитель отходов туалетов транспортных средств, включающий металлический корпус, выполненный в форме прямой четырехугольной призмы, впускной патрубок, соединенный с системой санузлов, и откачивающую трубу. Слив содержимого бака-накопителя в наземный стационарный резервуар осуществляют через специальные переходные трубы изменяющейся длины. Сложное техническое решение связано с большими капитальными и эксплуатационными расходами. Затраты на реализацию изобретения могут окупиться лишь за очень продолжительный срок, поэтому изобретение [2] представляется рентабельным только в условиях крупных железнодорожных узлов.

Из описания изобретения к патенту Российской Федерации RU 2250168, кл. B61D 35/00; E03F 1/00, опубл. 20.04.2005 г [3], известен бак-накопитель отходов туалетов транспортных средств, включающий металлический корпус, сливную трубу и запорный узел. Бак-накопитель [3], расположенный внутри пассажирского железнодорожного вагона, имеет малый объем и вмещает малое количество смывов. Поэтому при больших перегонах неизбежно вынужденное опорожнение бака-накопителя непосредственно на железнодорожный путь. Последнее обстоятельство в связи возрастающими требованиями к экологии окружающей среды ограничивает сферу применения устройства [3]. Кроме того, в техническом решении [3] для эффективного и быстрого опорожнения бака-накопителя требуются средства повышения в нем давления, что связано с дополнительными затратами на оборудование.

При разработке предлагаемого технического решения перед авторами стояла задача создания бака-накопителя отходов санузлов для железнодорожных вагонов, выполняющих вспомогательные функции, например для вагона-ресторана или почтового вагона. Количество персонала, обслуживающего подобные вагоны и пользующегося его санузлом, во много раз меньше, чем количество лиц, пользующихся санузлами пассажирских вагонов. Отсюда возникает возможность ограничиться баком-накопителем меньших размеров и, поместив его в нижней торцевой части вагона, освободить тем самым для различных иных целей занимаемое обычно баком-накопителем место в средней части подвагонного пространства. Кроме того следует учитывать, что сокращение габаритов (и следовательно, массы) устройства может снизить расходы средств на его изготовление и эксплуатацию. Однако существенное сокращение объема и массы бака-накопителя таит в себе опасность снижения надежности из-за возрастания риска промерзания содержимого бака, особенно при эксплуатации в суровых зимних условиях.

Учитывая изложенное авторы предлагаемого технического решения старались достигнуть максимально возможной компактности устройства и обеспечения надежности при его эксплуатации в условиях низких температур.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение надежности и экономичности устройства при работе в условиях низких температур.

Указанный технический результат достигается в баке-накопителе отходов санузла железнодорожного вагона, включающем корпус в форме горизонтально ориентированной пятиугольной призмы с расположенной в верхней части корпуса надстройкой, имеющей форму параллелепипеда, при этом объем полости надстройки составляет от 0,10 до 0,15 объема полости корпуса и полость надстройки сообщается с полостью корпуса, корпус снабжен комплексной системой обогрева, для чего в дне корпуса выполнена полость, предназначенная для циркуляции жидкого теплоносителя, в которой установлены электронагревательные элементы, в надстройке установлен газовый фильтр, на верхней стенке надстройки имеются патрубок впуска и патрубок выпуска жидкого теплоносителя, патрубок для приема отходов санузла вагона и соединенный с газовым фильтром патрубок, который связывает полость бака-накопителя с системой вакуумирования, к надстройке с боковых сторон примыкают закрепленные на корпусе кронштейны, которые предназначены для крепления бака-накопителя к несущим элементам вагона, кронштейны имеют Г-образную форму и усилены вертикальными ребрами жесткости, в передней стенке корпуса имеются технологические люки, а в полости бака-накопителя установлены две откачивающие трубы, нижний конец каждой из откачивающих труб прикреплен ко дну корпуса с зазором, обеспечивающим свободное перетекание содержимого бака-накопителя из полости корпуса в откачивающую трубу, обе откачивающие трубы выходят из бака-накопителя в верхней его части, одна из них выходит с правой стороны, а другая - с левой стороны, рядом с каждой из откачивающих труб из бака выходит труба, служащая для поступления в бак атмосферного воздуха при операции откачки отходов, каждая из образованных таким образом пар труб заканчивается запорной головкой, служащей для стыковки с приемными элементами наземных сборников отходов.

Предусмотрены следующие частные случаи выполнения предлагаемого изобретения.

Электронагревательные элементы, установленные в полости дна корпуса, выполнены в виде саморегулирующихся греющих кабелей.

В дне корпуса в местах прикрепления нижних концов откачивающих труб выполнены углубления.

В полости, выполненной в дне корпуса, установлены перегородки для направления потока жидкого теплоносителя.

В одной из стенок корпуса установлен датчик температуры, связанный с комплексной системой обогрева.

Бак-накопитель снабжен индикатором уровня отходов.

Площадь внутреннего сечения каждой из откачивающих труб составляет от 0,015 до 0,020 площади горизонтального сечения полости корпуса бака

Существо изобретения поясняется следующими чертежами.

Фиг.1 Общий вид бака-накопителя.

Фиг.2 То же, вид справа.

Фиг.3 То же, вид сзади.

В прилагаемых чертежах использованы следующие условные цифровые обозначения узлов и деталей.

1. Корпус бака.

2. Надстройка корпуса.

3. Газовый фильтр.

4. Патрубок для приема отходов.

5. Патрубок, связывающий бак с системой вакуумирования.

6. Кронштейны.

7. Большой технологический прямоугольный люк корпуса.

8. Большой технологический люк корпуса в форме трапеции.

9. Малый технологический прямоугольный люк корпуса.

10. Технологический люк надстройки.

11. Откачивающие трубы.

12. Запорные головки откачивающих труб.

13. Трубы для впуска атмосферного воздуха в полость бака.

14. Полость в дне бака для циркуляции теплоносителя.

15. Патрубок для впуска жидкого теплоносителя.

16. Патрубок выпуска жидкого теплоносителя.

17. Электронагревательные элементы полости.

18. Датчик температуры в баке.

19. Индикатор уровня отходов в баке.

20. Приборный отсек.

Как показано на фиг.1-3, корпус 1 бака-накопителя отходов санузла железнодорожного вагона имеет форму горизонтально ориентированной пятиугольной призмы. В верхней части корпуса 1 расположена надстройка 2. Полость надстройки сообщается с полостью корпуса, при этом объем полости надстройки 2 составляет от 0,10 до 0,15 объема полости корпуса 1 бака. В надстройке установлен газовый фильтр 3. На верхней стенке надстройки закреплены патрубок 4 для приема отходов санузла вагона и соединенный с газовым фильтром 3 патрубок 5, который соединяет полость бака с системой вакуумирования. К надстройке 2 с боковых сторон примыкают закрепленные на корпусе 1 кронштейны 6, которые имеют Г-образную форму и усилены вертикальными ребрами жесткости. Кронштейны 6 предназначены для крепления бака-накопителя к несущим элементам вагона, корпус 1 бака снабжен комплексной системой жидкостного и электрического обогрева. В стенках корпуса и надстройки имеются технологические люки. На чертежах видны два больших люка, из них один - большой прямоугольный технологический люк 7, другой - большой технологический люк 8 в форме трапеции. Под большим квадратным технологическим люком 7 имеется малый технологический люк 9 корпуса 1. Надстройка 2 имеет технологический люк 10 прямоугольной формы. Люки 7-10 закрыты крышками, снабженными ручками. Внутри бака установлены две откачивающие трубы 11, нижний конец каждой из которых прикреплен ко дну корпуса 1 бака с зазором, обеспечивающим свободное перетекание жидкости из полости корпуса 1 бака в откачивающую трубу 11. В верхней части бака каждая из откачивающих труб 11 выходит из него и заканчивается запорной головкой 12, служащей для стыковки с приемными элементами наземных сборников отходов. Параллельно каждой из откачивающих труб 11 проложены трубы 13, предназначенные для поступления атмосферного воздуха в полость бака при операции откачки. Концы труб 13 присоединены к запорным головкам 12. В дне корпуса бака выполнена полость 14, предназначенная для циркуляции жидкого теплоносителя, получаемого от теплосети вагона через патрубок 15 впуска жидкого теплоносителя. Жидкий теплоноситель выводится из бака посредством патрубка 16 выпуска жидкого теплоносителя. В полости 14 установлены электронагревательные элементы 17, подключенные к электросети вагона. Электронагревательные элементы 17 могут быть выполнены в виде саморегулирующихся греющих кабелей. В дне корпуса в месте прикрепления нижних концов откачивающих труб 11 выполнены углубления. Откачивающие трубы 11 могут быть установлены наклонно ко дну корпуса 1 бака. В полости 14, выполненной в дне корпуса 1 бака, установлены перегородки для направления потока жидкого теплоносителя. В одной из стенок корпуса 1 бака установлен датчик 18 температуры, связанный с системой комплексного обогрева бака. Бак-накопитель снабжен индикатором 19 уровня накопившихся отходов, содержащихся в баке. С правой стороны корпуса 1 бака имеется приборный отсек 20, закрытый крышкой, которая имеет ручку.

Предлагаемый бак-накопитель работает следующим образом.

В процессе эксплуатации отходы санузла поступают в полость бака под действием создаваемого в этой полости вакуума. При отрицательных температурах окружающего воздуха отходы туалета, накапливаемые в корпусе 1 бака, предохраняют от замерзания путем подачи нагретого теплоносителя в полости 14, выполненную в дне корпуса 1. При этом контроль теплового состояния бака-накопителя осуществляют с помощью датчика 18 температуры. Если, несмотря на эффект подачи жидкого теплоносителя, возникает опасность замерзания бака, то подключают к электросети вагона электронагревательные элементы 17. Жидкая фракция, задержанная фильтром 3 в результате фильтрации воздуха, выкачиваемого из полости бака системой вакуумирования, возвращается в полость бака под действием собственного веса. Учитывая показания индикатора 19 уровня отходов, накопившихся в баке, на станции экипировки осуществляют операцию опорожнения (откачки), используя одну из откачивающих труб 11. Для этого присоединяют запорную головку 12 к стыковочному элементу наземного сборника отходов. Одновременно открывают доступ атмосферного воздуха в полость бака, используя одну из труб 13, парную трубе 11, через которую осуществляется опорожнение бака.

В соответствии с данным описанием был изготовлен опытный образец бака-накопителя отходов туалета вагона-ресторана. Масса бака-накопителя с заполненной теплоносителем полостью 14 составила менее одной четверти массы аналогичного бака-накопителя, используемого в обычном пассажирском вагоне. Установка в торцевой части вагона-ресторана описанного бака-накопителя отходов позволила освободить среднюю часть подвагонного пространства для расположения хозяйственного оборудования и инвентаря. Как показали испытания опытного образца, предлагаемое устройство надежно работает при температурах окружающего воздуха до - 50°С. Наличие надстройки, полость которой сообщается с полостью корпуса бака, позволяет снизить расход электроэнергии на установке вакуумирования на 5-7%. С учетом результатов испытаний готовится партия баков-накопителей предлагаемой конструкции.

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию, может быть использовано в железнодорожных вагонах. Бак-накопитель отходов санузла железнодорожного вагона содержит корпус (1) в форме пятиугольной призмы с надстройкой (2) с газовым фильтром. На верхней стенке надстройки (2) закреплен соединяющий полость бака с системой вакуумирования патрубок (4) для приема отходов санузла, соединенный с фильтром. Корпус (1) бака снабжен комплексной системой жидкостного и электрического обогрева. Внутри бака установлены две откачивающие трубы (11), каждая из которых в верхней части бака выходит из него и заканчивается запорными головками (12), служащими для стыковки с приемными элементами наземных сборников отходов. Параллельно каждой из откачивающих труб (11) проложены трубы (13) для поступления воздуха (12). В процессе эксплуатации отходы санузла поступают в полость бака под действием создаваемого в этой полости вакуума. Контроль теплового состояния бака-накопителя осуществляют с помощью датчика температуры. В холодное время года отходы туалета, накапливаемые в корпусе (1) бака, предохраняют от замерзания путем подачи нагретого теплоносителя в полость (14), Изобретение повышает надежность работы бака-накопителя в условиях низких температур при сокращении его габаритов. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Бак-накопитель отходов санузла железнодорожного вагона, включающий корпус в форме горизонтально ориентированной пятиугольной призмы с расположенной в верхней части корпуса надстройкой, имеющей форму параллелепипеда, при этом объем полости надстройки составляет от 0,10 до 0,15 объема полости корпуса и полость надстройки сообщается с полостью корпуса, корпус снабжен комплексной системой обогрева, для чего в дне корпуса выполнена полость, предназначенная для циркуляции жидкого теплоносителя, в которой установлены электронагревательные элементы, в надстройке установлен газовый фильтр, на верхней стенке надстройки имеются патрубок впуска и патрубок выпуска жидкого теплоносителя, патрубок для приема отходов санузла вагона и соединенный с газовым фильтром патрубок, который связывает полость бака-накопителя с системой вакуумирования, к надстройке с боковых сторон примыкают закрепленные на корпусе кронштейны, которые предназначены для крепления бака-накопителя к несущим элементам вагона, кронштейны имеют Г-образную форму и усилены вертикальными ребрами жесткости, в передней стенке корпуса имеются технологические люки, а в полости бака-накопителя установлены две откачивающие трубы, нижний конец каждой из откачивающих труб прикреплен ко дну корпуса с зазором, обеспечивающим свободное перетекание содержимого бака-накопителя из полости корпуса в откачивающую трубу, обе откачивающие трубы выходят из бака-накопителя в верхней его части, одна из них выходит с правой стороны, а другая - с левой стороны, рядом с каждой из откачивающих труб из бака выходит труба, служащая для поступления в бак атмосферного воздуха при операции откачки отходов, каждая из образованных таким образом пар труб заканчивается запорной головкой, служащей для стыковки с приемными элементами наземных сборников отходов.

2. Бак-накопитель по п.1, отличающийся тем, что электронагревательные элементы, установленные в полости дна корпуса, выполнены в виде саморегулирующихся греющих кабелей.

3. Бак-накопитель по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в дне корпуса в местах прикрепления нижних концов откачивающих труб выполнены углубления.

4. Бак-накопитель по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в полости, выполненной в дне корпуса, установлены перегородки для направления потока жидкого теплоносителя.

5. Бак-накопитель по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в одной из стенок корпуса установлен датчик температуры, связанный с комплексной системой обогрева.

6. Бак-накопитель по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что он снабжен индикатором уровня отходов.

7. Бак-накопитель по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что площадь внутреннего сечения каждой из откачивающих труб составляет от 0,015 до 0,020 площади горизонтального сечения полости корпуса бака.