СИСТЕМА САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2013 года по МПК B61D35/00 

Изобретение относится к санитарно-гигиеническому оборудованию, в частности к туалетным системам, и может быть использовано на железнодорожном транспорте, например в железнодорожных пассажирских вагонах.

Уровень техники

Из описания к американскому патенту US 7005077, кл. C02F 1/00, опубл. 18.02.2006 г. [1] известна система санитарно-гигиенического оборудования транспортного средства, включающая расположенные под полом транспортного средства трубопроводы подачи стоков, приемный бак, предназначенный для туалетных стоков, и блок переработки стоков, содержащий устройства для отделения твердой фракции от жидкой и уплотнения полученной твердой фракции. Жидкая фракция, полученная в результате разделения стоков в устройстве [1], вследствие отсутствия в системе средств очистки не может быть использована для обмыва унитазов, а выпуск ее в окружающую среду причиняет вред экологии. Таким образом, использование системы [1] сопряжено с частыми заправками водой в пунктах экипировки.

Из описания к патенту Российской Федерации RU 2252169, кл. B61D 35/00, опубл. 20.05.2005 г. [2] известна система санитарно-гигиенического оборудования транспортного средства, включающая установленный в туалетной кабине унитаз, снабженный средствами обмыва и сливной трубой, соединенной с установленным под полом транспортного средства баком-накопителем туалетных стоков. Средства обмыва унитаза выполнены в виде расположенного в верхней части транспортного средства водяного бака. В унитазе установлен коллектор с водяными форсунками, соединенный с водяным баком трубопроводом, на котором установлены водонагнетательный блок и клапан обмыва. В техническом решении [2] не предусмотрена очистка туалетных стоков и, следовательно, при его использовании необходимы частые остановки транспортного средства в пунктах экипировки для заправки водяного бака водой и опорожнения бака-накопителя.

Из описания к американскому патенту US 7108782, кл. C02F 1/32, опубл. 19.09.2006 г. [3] известна система санитарно-гигиенического оборудования транспортного средства, включающая трубопроводы подачи стоков, приемный бак, предназначенный для туалетных стоков, бак для очищенной воды и находящийся между этими баками блок переработки стоков, содержащий устройства биохимической обработки стоков, перекачивающие насосы и установленный в транспортном средстве блок автоматизированного управления. Техническое решение [3] занимает очень большое пространство и вследствие этого может быть использовано, например, на крупных морских судах. Использование системы [3] в условиях железнодорожных вагонов невозможно.

Технический результат изобретения - увеличение времени эксплуатации транспортного средства между заправками водой при экономии электроэнергии и сохранении экологии окружающей среды.

Указанный технический результат достигается в системе санитарно-гигиенического оборудования транспортного средства, включающей расположенный под полом транспортного средства комплекс очистки туалетных стоков, блок автоматизированного управления, туалетные кабины и установленные в каждой из них датчик, сигнализирующий о присутствии посетителя в кабине, и унитаз, снабженный средствами обмыва, клапаном слива и соединенный сливной трубой с установленным под полом транспортного средства баком-накопителем туалетных стоков, который имеет закрытый крышкой технологический люк, откачную трубу и вентиляционную трубу, в состав комплекса очистки туалетных стоков входят размещенные в общем корпусе приемный бак для туалетных стоков, бак для очищенной воды и расположенный между этими двумя баками блок переработки туалетных стоков, в приемном баке установлен перекачивающий насос, соединенный с каждым из баков-накопителей туалетных стоков трубопроводом, на котором имеется запорный клапан, связанный с блоком автоматизированного управления, приемный бак, бак очищенной воды и каждый из баков-накопителей туалетных стоков снабжены датчиками уровня, при этом датчики, сигнализирующие о присутствии посетителя в кабине, датчики уровня приемного бака, бака для очищенной воды, баков-накопителей туалетных стоков, а также средства обмыва унитазов связаны с блоком автоматизированного управления.

Предусмотрены следующие частные случаи выполнения изобретения.

Средства обмыва унитазов выполнены в виде расположенного в верхней части транспортного средства водяного бака, общего для всех унитазов транспортного средства, и коллекторов с форсунками, установленными в каждом из унитазов, причем каждый из коллекторов соединен с водяным баком трубопроводом, на котором установлены водонагнетательный блок и клапан обмыва, связанный с блоком автоматизированного управления, а в каждой из кабин на стене укреплена нажимная кнопка слива, связанная с блоком автоматизированного управления. В этом случае привод клапана обмыва каждого из унитазов, установленного на трубопроводе, соединяющем водяной бак с форсунками, соединен с блоком автоматизированного управления через реле времени.

Вентиляционная труба каждой из туалетных кабин снабжена эжекционным устройством, которое выполнено в виде присоединенной к верхней части вентиляционной трубы другой трубы, диаметр которой больше диаметра вентиляционной трубы и в нижний изогнутый конец которой встроен вентилятор, а к верхнему концу прикреплен своей вертикальной частью Т-образный патрубок, причем горизонтальная часть Т-образного патрубка ориентирована вдоль транспортного средства. В этом случае привод вентилятора эжекционного устройства связан через реле времени с нажимной кнопкой, установленной на стене туалетной кабины.

Установленные в туалетных кабинах унитазы выполнены в виде унитазов европейского типа и к каждому из них шарнирно прикреплено откидное сиденье с крышкой.

Установленные в туалетных кабинах унитазы выполнены в виде унитазов азиатского типа.

Система снабжена связанными с автоматизированным блоком управления средствами подачи тревожного сигнала в случае длительной задержки пользователя в туалетной кабине, которые предназначены для установки в помещении обслуживающего персонала.

Изобретение поясняется схемой, на которой узлы и детали системы обозначены следующими номерами.

1. Комплекс очистки туалетных стоков.

2. Блок автоматизированного управления.

3. Туалетные кабины.

4. Унитазы.

5. Сливные трубы унитазов.

6. Баки-накопители туалетных стоков.

7. Откачные трубы баков-накопителей туалетных стоков.

8. Вентиляционные трубы туалетных кабин,

9. Эжекционные устройства вентиляционных труб.

10. Приемный бак для туалетных стоков.

11. Бак для очищенной воды.

12. Блок переработки туалетных стоков.

13. Трубопроводы подачи туалетных стоков в приемный бак.

14. Перекачивающий насос для туалетных стоков.

15. Запорные клапаны на трубопроводах 13.

16. Датчики уровня туалетных стоков в приемном баке.

17. Датчики уровня туалетных стоков в баках-накопителях.

18. Датчики уровня туалетных стоков в баке для очищенной воды.

19. Фильтрующие приспособления.

20. Нажимные кнопки.

21. Водяной бак.

22. Клапаны обмыва.

23. Коллекторы с водяными форсунками.

24. Насос для подачи воды в водяной бак.

25. Клапаны слива.

26. Водонагнетательные насосы.

27. Вентиляторы эжекционных устройств.

28. Наружные трубы эжекционных устройств.

29. Т-образные патрубки.

30. Датчик присутствия пользователя в туалетной кабине.

Как показано на схеме, одним из основных элементов предлагаемой системы очистки туалетных стоков является расположенный под полом транспортного средства комплекс 1 очистки туалетных стоков. Последовательность действий элементов системы определяет находящийся на транспортном средстве блок 2 автоматизированного управления. Установленные в туалетных кабинах 3 транспортного средства унитазы 4, снабженные средствами обмыва, связаны сливными трубами 5 с баками-накопителями 6 туалетных стоков. В каждом из баков-накопителей 6 туалетных стоков установлена откачная труба 7 и вентиляционная труба 8, в верхней части которой имеется эжекционное устройство 9. Внутри корпуса комплекса 1 очистки туалетных стоков расположены приемный бак 10, предназначенный для туалетных стоков, бак 11 для очищенной воды и находящийся между этими баками и связанный с ними трубопроводами блок 12 переработки туалетных стоков. В состав блока 12 переработки туалетных стоков входят устройство денитрификации стоков в аэробной среде, устройство нитрификации стоков в условиях повышенного содержания кислорода и устройство микрофильтрации стоков с помощью керамических фильтров. Приемный бак 10 комплекса 1 очистки туалетных стоков соединен трубопроводами 13 подачи туалетных стоков с каждым из баков-накопителей 6 туалетных стоков. Для осуществления передачи туалетных стоков из баков-накопителей 6 туалетных стоков в приемный бак 10 служит перекачивающий насос 14, который установлен внутри приемного бака 10. Привод перекачивающего насоса 14 связан с блоком 2 автоматизированного управления. На каждом из трубопроводов 13 подачи туалетных стоков в приемный бак 10 установлен запорный клапан 15, связанный с блоком 2 автоматизированного управления. Приемный бак 10, баки-накопители 6 туалетных стоков и бак 11 для очищенной воды имеют вмонтированные в их стенки датчики уровня 16, 17 и 18, соответственно. Каждый из этих датчиков соединен с блоком 2 автоматизированного управления. Для отображения показаний датчиков 16, 17 и 18 на стенках приемного бака 10, баков-накопителей 6 туалетных стоков и бака 11 для очищенной воды прикреплены специальные табло. Кроме того, на нижнем конце каждого из трубопроводов 13 установлены фильтрующие приспособления 19, которые могут быть выполнены, например, в виде металлических решеток. В каждой из туалетных кабин 3 на стенке имеется нажимная кнопка 20, связанная с блоком 2 автоматизированного управления. В верхней части транспортного средства помещен водяной бак 21, связанный с каждым из коллекторов 23 при помощи трубопровода, на котором установлены клапан 22 обмыва и водонагнетательный блок, выполненный, например, в виде водонагнетательного насоса 26. Приводы водонагнетательных насосов 26 и клапанов 22 обмыва связаны с блоком 2 автоматизированного управления.

Вентиляционная труба 8 каждой из туалетных кабин 3 снабжена эжекционным устройством 9, которое выполнено в виде присоединенной к верхней части вентиляционной трубы 8 другой трубы 28, диаметр которой больше диаметра вентиляционной трубы 8. В нижний изогнутый конец трубы 28 встроен вентилятор 27. К верхнему концу трубы 28 прикреплен своей вертикальной частью Т-образный патрубок 29, горизонтальная часть которого ориентирована вдоль транспортного средства. Привод вентилятора 27 эжекционного устройства 9 вентиляционной трубы 8 связан через реле времени с нажимной кнопкой 20, установленной на стене туалетной кабины 3. В каждой из туалетных кабин 3 установлены датчики 30, сигнализирующие в блок 2 автоматизированного управления о присутствии в кабине пользователя.

Предлагаемая система санитарно-гигиенического оборудования транспортного средства работает следующим образом.

В процессе эксплуатации, перед выходом пользователя из туалетной кабины 3 после нажатия на кнопку 20 (если нажатия на кнопку 20 не было, то по сигналу датчика 30) на блок 2 автоматизированного управления поступает соответствующий сигнал, в ответ на который привод клапана 25 слива получает команду на открытие. Клапан 25 слива открывается и туалетные стоки перемещаются из унитаза 4 по сливной трубе 5 в бак-накопитель 6 туалетных стоков. С некоторой задержкой после открытия клапана 25 слива по команде с блока 2 автоматизированного управления открывается клапан 22 обмыва и начинает действовать водонагнетательный насос 26. На протяжении нескольких секунд осуществляется обработка внутренней поверхности унитаза 4 из форсунок водой под давлением. После этого по команде с блока 2 автоматизированного управления привод водонагнетательного насоса 26 отключается, закрываются клапан 22 обмыва и клапан 25 слива. Туалетная кабина 3 готова к приему следующего посетителя. В случае если пользователь длительное время (например, более 10-15 минут) не покидает туалетную кабину, с блока автоматизированного управления обслуживающему персоналу поступает тревожный сигнал, по которому срочно выясняется причина происшествия (потеря сознания посетителем или пр.).

Наличие реле времени в линии, соединяющей нажимную кнопку 20 туалетной кабины 3 с приводом клапана 22 обмыва, позволяет обслуживающему персоналу регулировать как время задержки открытия клапана 22 обмыва после открытия клапана 25 слива, так и величину интервала времени, на протяжении которого осуществляется обмыв унитаза 4. Это позволяет производить более качественный обмыв, одновременно экономя расход воды.

Вентиляторы 27 эжекционных устройств 9 могут работать в двух режимах - в нормальном режиме и в усиленном режиме, когда скорость прокачки воздуха через наружные трубы 28 эжекционных устройств 9 приблизительно вдвое выше нормальной скорости. В нормальном режиме вентиляторы 27 работают постоянно, но после прекращения операций слива отходов и обмыва унитазов 4 вентиляторы 27 по команде блока 2 автоматизированного управления переходят на протяжении приблизительно одной минуты в режим усиленной работы, что ускоряет процесс вентиляции туалетной кабины. Наличие реле времени в линии, связывающей привод вентилятора 27 с нажимной кнопкой 20 туалетной кабины 3, позволяет обслуживающему персоналу регулировать как момент перехода вентилятора 27 в усиленный режим работы, так и величину интервала его работы в усиленном режиме. Это дает возможность повысить уровень комфорта при пользовании туалетной кабиной 3 при экономном расходе энергии, потребляемой вентилятором 27.

Когда после многократных сливов уровень туалетных стоков в баке-накопителе 6 туалетных стоков одной из туалетных кабин 3 приближается к предельно допустимому значению, сигнал об этом поступает от датчиков 17 в блок 2 автоматизированного управления и в результате из блока 2 автоматизированного управления направляется команда на открытие запорного клапана 15, установленного на трубопроводе, соединяющем этот бак-накопитель 6 туалетных стоков с приемным баком 10. Одновременно из блока 2 автоматизированного управления направляется команда на включение привода перекачивающего насоса 14. По окончании опорожнения данного бака-накопителя 6 по сигналу, поступившему от датчиков 17 в блок 2 автоматизированного управления, привод перекачивающего насоса 14 отключается, а соответствующий запорный клапан 15 закрывается.

Связь привода клапана 22 обмыва с блоком автоматизированного управления через реле времени позволяет начинать обмыв унитаза 4 с некоторой выдержкой после момента открывания клапана 25 слива, что позволяет осуществлять качественный обмыв при экономном расходовании воды.

По мере необходимости по команде блока 2 автоматизированного управления содержимое приемного бака 10 передается в блок 12 переработки туалетных стоков, где последовательно осуществляются операции денитрификации стоков в аэробной среде, нитрификации стоков в условиях повышенного содержания кислорода и их микрофильтрации с помощью керамических фильтров. Очищенная вода поступает из блока 12 переработки туалетных стоков в бак 11 для очищенной воды, а скопившиеся твердые фракции отходов переработки удаляются из блока 12 переработки туалетных стоков в пунктах экипировки через специальные люки в корпусе комплекса 1 переработки туалетных стоков.

Накопившаяся в баке 11 очищенная вода может быть повторно использована в туалетных кабинах для обмыва унитазов 4. Для этого очищенную воду перекачивают из бака 11 для очищенной воды в водяной бак 21 и по мере надобности подают с помощью водонагнетательных насосов 26 через форсунки на внутреннюю поверхность унитазов 4. Очищенная вода в случае необходимости может быть выпущена из бака 11 очищенной воды через специальный сливной кран непосредственно в окружающую среду.

После наполнения баков-накопителей 6, о чем сигнализируют показания датчиков 17 уровня туалетных стоков, в пунктах экипировки можно осуществлять их опорожнение через откачные трубы 7 в специальные приемные устройства, предварительно открыв запорные приспособления, которые имеются на верхнем конце каждой из откачных труб 7. Отстой, скапливающийся в нижних частях баков-накопителей 6 туалетных стоков, также удаляют в пунктах экипировки через откачные трубы 7, а относительно крупные предметы, случайно попавшие через сливные трубы 5 в баки-накопители 6 туалетных стоков, удаляют через специальные технологические люки (на чертеже не показаны), выполненные в стенках этих баков.

Следует отметить, что в период перекачки туалетных стоков из баков-накопителей 6 туалетных стоков по трубопроводам 13 в приемный бак 10, а также во время удаления туалетных стоков из баков-накопителей 6 через откачные трубы 7 возможность пользования туалетными кабинами не прерывается.

По предварительным расчетам внедрение предлагаемой системы очистки туалетных стоков может увеличить время эксплуатации пассажирских железнодорожных вагонов между пунктами экипировки на 25-30%.

Изобретение относится к санитарно-гигиеническому оборудованию и может быть использовано в железнодорожных пассажирских вагонах. Система санитарно-гигиенического оборудования транспортного средства содержит расположенный под полом транспортного средства комплекс (1) очистки туалетных стоков, туалетные кабины (3) и унитаз (4) с установленным под полом транспортного средства баком-накопителем (6) туалетных стоков, который имеет откачную трубу (7) и вентиляционную трубу (8). В общем корпусе размещены приемный бак (10) для туалетных стоков, бак (11) для очищенной воды, между которыми расположен блок (12) переработки туалетных стоков. В приемном баке (10) установлен перекачивающий насос (14), соединенный с каждым из баков-накопителей (6) туалетных стоков трубопроводом (13) с запорным клапаном (15). Датчики (30), сигнализирующие о присутствии посетителя в кабине, датчики (16), (18) и (17) уровня соответственно приемного бака (10), бака (11) для очищенной воды, баков-накопителей (6), средства обмыва унитаза и запорный клапан (15) связаны с блоком (2) автоматизированного управления. Изобретение обеспечивает увеличение времени эксплуатации транспортного средства между заправками его водой и сохранение экологии окружающей среды при экономии электроэнергии. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система санитарно-гигиенического оборудования транспортного средства, включающая расположенный под полом транспортного средства комплекс очистки туалетных стоков, блок автоматизированного управления, туалетные кабины и установленные в каждой из них датчик, сигнализирующий о присутствии посетителя в кабине, и унитаз, снабженный средствами обмыва, клапаном слива и соединенный сливной трубой с установленным под полом транспортного средства баком-накопителем туалетных стоков, который имеет закрытый крышкой технологический люк, откачную трубу и вентиляционную трубу, в состав комплекса очистки туалетных стоков входят размещенные в общем корпусе приемный бак для туалетных стоков, бак для очищенной воды и расположенный между этими двумя баками блок переработки туалетных стоков, в приемном баке установлен перекачивающий насос, соединенный с каждым из баков-накопителей туалетных стоков трубопроводом, на котором имеется запорный клапан, связанный с блоком автоматизированного управления, приемный бак, бак очищенной воды и каждый из баков-накопителей туалетных стоков снабжены датчиками уровня, при этом датчики, сигнализирующие о присутствии посетителя в кабине, датчики уровня приемного бака, бака для очищенной воды, баков-накопителей туалетных стоков, а также средства обмыва унитазов связаны с блоком автоматизированного управления.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что средства обмыва унитазов выполнены в виде расположенного в верхней части транспортного средства водяного бака, общего для всех унитазов транспортного средства, и коллекторов с форсунками, установленными в каждом из унитазов, причем каждый из коллекторов соединен с водяным баком трубопроводом, на котором установлены водонагнетательный блок и клапан обмыва, связанный с блоком автоматизированного управления, а в каждой из кабин на стене укреплена нажимная кнопка слива, связанная с блоком автоматизированного управления.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что привод клапана обмыва каждого из унитазов, установленного на трубопроводе, соединяющем водяной бак с форсунками, соединен с блоком автоматизированного управления через реле времени.

4. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что вентиляционная труба каждой из туалетных кабин снабжена эжекционным устройством, которое выполнено в виде присоединенной к верхней части вентиляционной трубы другой трубы, диаметр которой больше диаметра вентиляционной трубы и в нижний изогнутый конец которой встроен вентилятор, а к верхнему концу прикреплен своей вертикальной частью Т-образный патрубок, причем горизонтальная часть Т-образного патрубка ориентирована вдоль транспортного средства.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что привод вентилятора эжекционного устройства связан через реле времени с нажимной кнопкой, установленной на стене туалетной кабины.

6. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что установленные в туалетных кабинах унитазы выполнены в виде унитазов европейского типа и к каждому из них шарнирно прикреплено откидное сиденье с крышкой.

7. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что установленные в туалетных кабинах унитазы выполнены в виде унитазов азиатского типа.

8. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена связанными с автоматизированным блоком управления средствами подачи тревожного сигнала в случае длительной задержки пользователя в туалетной кабине, которые предназначены для установки в помещении обслуживающего персонала.