ТУАЛЕТНЫЙ МОДУЛЬ Российский патент 2012 года по МПК E03D3/00 

Изобретение относится к устройству туалета с вакуумной системой для удаления фекалий из туалетной кабины как на транспорте, так и в индивидуальной среде обитания.

Известны туалетные модули [1], [2], содержащие унитаз, вакуумный податель фекальных стоков с трубопроводом и клапаном в нем, приемник фекальных стоков, устройство очистки унитаза с резервуаром для воды.

Наиболее близким по технической сущности является туалетный модуль [3], содержащий установленный в туалетной кабине унитаз, приемник фекальных стоков, фекальную магистраль от унитаза до приемника фекальных стоков с разгрузочным клапаном, устройство смыва с водяным насосом, вакуумный аппарат, соединенный с фекальной магистралью, контроллер.

Недостатками такого туалетного модуля являются его несоответствие экологическим требованиям по уровню звукового давления в туалетной кабине в момент спуска содержимого унитаза в приемник фекальных стоков, избыточность объема вакуумной системы для транспортирования содержимого унитаза в приемник фекальных стоков, излишнее многообразие функций контроллера.

Техническим результатом изобретения является минимизация уровня звукового давления в туалетной кабине и производительности вакуумного аппарата, уменьшение функций контроллера, повышение надежности туалетного модуля.

Данный технический результат достигается в туалетном модуле, содержащем установленный в туалетной кабине унитаз, приемник фекальных стоков, фекальную магистраль от унитаза до приемника фекальных стоков с разгрузочным клапаном, устройство смыва с водяным насосом, вакуумный аппарат, соединенный с фекальной магистралью, контроллер, тем, что в него введен установленный между фекальной магистралью и приемником фекальных стоков самозахлопывающийся обратный клапан, выполненный как цилиндрическая тонкостенная трубка из эластичного материала типа резины, в средней части которой отштамповано углубление, которое направлено своей внешней выпуклой частью в полость трубки с возможностью полного перекрытия отверстия фекальной магистрали.

В одном частном случае внешняя поверхность выпуклой части углубления выполнена в виде части шаровой поверхности, радиус которой не менее внутреннего диаметра фекальной магистрали, имеющей круглое сечение.

В другом частном случае между разгрузочным клапаном и самозахлопывающимся обратным клапаном в фекальной магистрали установлен байпас.

Посредством введения самозахлопывающегося обратного клапана обеспечивается создание вакуума, необходимого для транспортирования фекальных стоков из унитаза до приемника фекальных стоков, только в объеме фекальной магистрали, что приводит к уменьшению объема, в котором необходимо создание вакуума. Поэтому повышается экологичность туалетного модуля вследствие уменьшения звукового давления в туалетной кабине в результате минимального требуемого для транспортировки фекальных стоков объема воздуха в пространстве между унитазом и приемником фекальных стоков.

Уменьшение объема, в котором необходимо создание вакуума, обеспечивает минимизацию производительности вакуумного аппарата.

В результате введения самозахлопывающегося обратного клапана достигается уменьшение функций контроллера, так как для приведения в действие самозахлопывающегося обратного клапана нет необходимости в применении исполнительных устройств, требующих взаимодействия с разгрузочным клапаном и устройством смыва.

При введении самозахлопывающегося обратного клапана повышается надежность туалетного модуля вследствие уменьшения количества исполнительных устройств, требуемых для функционирования туалетного модуля.

Посредством выполнения байпаса в фекальной магистрали повышается надежность туалетного модуля, так как устраняется возможность переполнения фекальной магистрали фекальными стоками вследствие того, что впереди движущегося потока не происходит увеличения давления воздуха, препятствующего движению потока.

На фиг.1 представлен общий вид туалетного модуля, на фиг.2 - вид самозахлопывающегося обратного клапана, на фиг.3 - вид в поперечном разрезе самозахлопывающегося обратного клапана, на фиг.4 - вид самозахлопывающегося обратного клапана в открытом состоянии, на фиг.5 - вид фекальной магистрали с байпасом.

Туалетный модуль (фиг.1) содержит расположенный в туалетной кабине унитаз 1, приемник фекальных стоков 2, вакуумный аппарат 3, водяной насос 4, контроллер 5, соединяющую выходное отверстие унитаза 1 с приемником фекальных стоков 2 фекальную магистраль 6, в которой выполнены разгрузочный клапан 7 и самозахлопывающийся обратный клапан 8. Водяной насос 4 соединен трубопроводом 9 с унитазом 1 и трубопроводом 10 с резервуаром 11 с водой. Вакуумный аппарат 3 соединен трубой 12 с фекальной магистралью 6 и трубой 13 с разгрузочным клапаном 7, который может быть выполнен с приводом в действие посредством подачи в него последовательно атмосферного воздуха и создания вакуума.

Самозахлопывающийся обратный клапан 8 (фиг.2) выполнен как цилиндрическая тонкостенная трубка 14 из эластичного материала типа резины, в средней части которой отштамповано углубление 15, которое направлено своей выпуклой частью в полость 16 трубки 14 и расположено между полостями 17 и 18 фекальной магистрали 6. В предпочтительном частном случае внешняя поверхность 19 углубления 15 выполнена в виде части сферической поверхности радиусом r, не меньшим внутреннего диаметра d фекальной магистрали 6, имеющей круглое сечение.

Конфигурация углубления 15 (фиг.3) такова, что в свободном состоянии оно полностью перекрывает отверстие фекальной магистрали 6, исключая сообщение между собой полостей 17 и 18 фекальной магистрали 6 и обеспечивая режим закрытия самозахлопывающегося обратного клапана 8.

В деформированном состоянии (фиг.4) самозахлопывающегося обратного клапана 8 вся трубка 14 вместе с углублением 15 принимает цилиндрическую форму, при которой внешняя поверхность 19 углубления 15 совмещена с внутренней поверхностью трубки 14. При этом полости 17 и 18 фекальной магистрали 6 соединены между собой через открытую полость 16 трубки 14, что соответствует режиму открытия самозахлопывающегося обратного клапана 8.

Байпас 20 (фиг.5) расположен между разгрузочным клапаном 7 и самозахлопывающимся обратным клапаном 8 фекальной магистрали 6.

Туалетный модуль работает следующим образом. При приведении в действие устройства смыва (фиг.1), например, путем нажатия на предназначенную для этого кнопку по поступающим из контроллера 5 командам запускается водяной насос 4, порция воды из резервуара 11 по трубопроводам 9,10 впрыскивается в унитаз 1, открывается разгрузочный клапан 7 путем создания в нем вакуума от вакуумного аппарата 3. Под действием разрежения, созданного вакуумным аппаратом 3 в объеме фекальной магистрали 6 между разгрузочным клапаном 7 и самозахлопывающимся обратным клапаном 8, фекальные стоки в виде продукта испражнения вместе с порцией воды для смыва в форме пробки, двигаясь по фекальной магистрали 6, приобретают необходимую скорость. После выравнивания давления в фекальной магистрали 6 с атмосферным давлением фекальные стоки по инерции продолжают двигаться в сторону самозахлопывающегося обратного клапана 8. Под действием создаваемого давления перед движущейся пробкой из смеси воды и фекалий происходит деформация самозахлопывающегося обратного клапана 8 таким образом, что углубление 15 в трубке 14 складывается так, что внешняя поверхность 19 углубления 15 совмещается с внутренней поверхностью трубки 14 (фиг.4). В результате деформации трубка 14 вместе с углублением 15 принимает цилиндрическую форму, вписываясь в полость фекальной магистрали 6 и соединяя полости 17, 18 фекальной магистрали 6 между собой посредством открытой полости 16 трубки 14. При этом самозахлопывающийся обратный клапан 8 приходит в состояние открытия, обеспечивая слив фекальных стоков в приемник фекальных стоков 2. После закрытия разгрузочного клапана 7 в результате наличия давления окружающей среды в фекальной магистрали 6 после разгрузочного клапана 7 и после самозахлопывающегося обратного клапана 8 углубление 15 принимает первоначальную форму. Тем самым самозахлопывающийся обратный клапан 8 приходит в состояние закрытия (фиг.2), (фиг.3), и разряжение в фекальной магистрали 6 восстанавливается. Туалетный модуль готов к повторному циклу взаимодействия между унитазом 1 и приемником фекальных стоков 2.

Так как контроллер 5 подает команды только водяному насосу 4 и вакуумному аппарату 3, а самозахлопывающийся обратный клапан 8 работает автономно, то функции контроллера 5 минимальны, что повышает надежность туалетного модуля.

При проходе в районе байпаса 20 (фиг.5) пробки из продукта испражнения с порцией воды воздух через байпас 20 перетекает со стороны самозахлопывающегося обратного клапана 8 в сторону разгрузочного клапана 7, давление на пробку из продукта испражнения с водой со стороны разгрузочного клапана 7 увеличивается, увеличивается скорость перемещения пробки и уменьшается время прохождения фекальных стоков из унитаза 1 в приемник фекальных стоков 2. В результате исключается засор фекальной магистрали 6, повышается надежность туалетного модуля.

Источники информации

1. Патент США №4.819.279, кл. 4/300. Vacuum toilet system. 11.04.89.

2. Патент США №5.495.626, кл. 4/435. Electrical control device. 05.03.96.

3. Патент США №5.245.711, кл. 4/435. Vacuum toilet system. 21.09.93.

Туалетный модуль содержит унитаз, приемник фекальных стоков, фекальную магистраль с разгрузочным клапаном, устройство смыва с водяным насосом, вакуумный аппарат, контроллер. Вакуумный аппарат соединен с фекальной магистралью. Между фекальной магистралью и приемником фекальных стоков установлен самозахлопывающийся обратный клапан. Самозахлопывающийся обратный клапан выполнен как цилиндрическая тонкостенная трубка из эластичного материала типа резины. В средней части трубы отштамповано углубление. Углубление направлено своей внешней выпуклой частью в полость трубки с возможностью полного перекрытия отверстия фекальной магистрали. Такая конструкция позволит минимизировать уровень звукового давления в туалетной кабине и повысить надежность работы туалетного модуля. 5 ил.

1. Туалетный модуль, содержащий установленный в туалетной кабине унитаз, приемник фекальных стоков, фекальную магистраль от унитаза до приемника фекальных стоков с разгрузочным клапаном, устройство смыва с водяным насосом, вакуумный аппарат, соединенный с фекальной магистралью, контроллер, отличающийся тем, что в него введен установленный между фекальной магистралью и приемником фекальных стоков самозахлопывающийся обратный клапан, выполненный как цилиндрическая тонкостенная трубка из эластичного материала типа резины, в средней части которой отштамповано углубление, которое направлено своей внешней выпуклой частью в полость трубки с возможностью полного перекрытия отверстия фекальной магистрали.

2. Туалетный модуль по п.1, отличающийся тем, что поверхность выпуклой части углубления выполнена в виде части шаровой поверхности, радиус которой не менее внутреннего диаметра фекальной магистрали, имеющей круглое сечение.

3. Туалетный модуль по п.1 или 2, отличающийся тем, что между разгрузочным клапаном и самозахлопывающимся обратным клапаном в фекальной магистрали установлен байпас.