Результат интеллектуальной деятельности: САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДВУХЭТАЖНОГО ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в двухэтажных железнодорожных пассажирских вагонах.

Уровень техники

Из описания к американскому патенту US 2211469, кл. 105-340, опубл. 13.08.1940 г. [1], известно санитарно-техническое оборудование двухэтажного пассажирского вагона, включающее туалетную систему и систему водоснабжения, а также расположенные на втором этаже железнодорожного пассажирского вагона туалетные кабины с унитазами и умывальниками. Согласно техническому решению [1] первый этаж вагона не имеет туалетных кабин. В описании к патенту не показаны пути канализации туалетных стоков из туалетных кабин второго этажа, что не дает возможности полностью оценить эффективность данной конструкции.

Из описания к американскому патенту US 2312906, кл. 105-315, опубл. 02.03.1943 г. [2], известно санитарно-техническое оборудование двухэтажного пассажирского вагона, включающее туалетную систему и систему водоснабжения, расположенные на первом и втором этажах железнодорожного пассажирского вагона туалетные кабины с унитазами и умывальниками. В техническом решении [2], как и в решении [1], не показано как отводятся стоки из туалетных кабин, что является недостатком данного технического решения.

Из описания к патенту на полезную модель Российской Федерации RU 91554 U1, кл. B61D 1/08, опубл. 20.02.2010 г. [3], известно санитарно-техническое оборудование двухэтажного пассажирского вагона, включающее туалетную систему и систему водоснабжения. В расположенных на втором этаже железнодорожного пассажирского вагона туалетных кабинах имеются унитазы и умывальники. В описании полезной модели [3] показан расположенный рядом с туалетными кабинами бак-накопитель туалетных стоков. Однако в этом изобретении не раскрыты средства снабжения водой умывальников и смывных устройств унитазов, а также средства передачи туалетных стоков из умывальников и унитазов в бак-накопитель. Таким образом, известное техническое решение [3], вследствие указанной незавершенности, не может послужить целям его эффективной реализации, учитывая современные экологические требования.

Из описания изобретения к патенту Российской Федерации RU 2250168, кл. B61D 35/00, E03F 1/00, опубл. 10.05.2005 г. [4], известно санитарно-техническое оборудование пассажирского вагона, включающее туалетную систему и систему водоснабжения. В туалетных кабинах, расположенных в железнодорожном пассажирском вагоне, имеются унитазы. В описании изобретения [4] показан расположенный рядом с туалетными кабинами бак-накопитель туалетных стоков, в котором собираются туалетные стоки нескольких унитазов. Однако в техническом решении [4] не решена задача сбора и накопления туалетных отходов умывальников. Эти отходы сливаются на железнодорожный путь, что ухудшает экологию окружающей среды вследствие загрязнения железнодорожного полотна.

В процессе разработки предлагаемого технического решения перед авторами стояла задача обеспечения комфортных условий для пассажиров вагона путем своевременной подачи воды в туалетные кабины и своевременного удаления из них туалетных стоков. Одновременно учитывалась важность надежной работы узлов, обеспечивающих сбор и накопление стоков, поступающих не только от унитазов, но и от умывальников туалетных кабин.

Технический результат изобретения - повышение надежности работы оборудования, предотвращающего загрязнение железнодорожного полотна стоками, поступающими из туалетных кабин.

Указанный технический результат достигается в санитарно-техническом оборудовании двухэтажного пассажирского вагона, включающем туалетную систему, систему водоснабжения и блок автоматического управления санитарно-техническим оборудованием, в туалетную систему входят бак-накопитель туалетных стоков, вакуумная установка и расположенные на первом и втором этажах вагона туалетные кабины с унитазами и умывальниками, которые снабжены сливными клапанами, имеющими выход в канализационную трубу, а через нее - в бак-накопитель туалетных стоков, причем перед каждым из сливных клапанов умывальников расположен промежуточный резервуар для накопления стоков, бак-накопитель туалетных стоков имеет датчики уровня скопившихся в нем стоков, патрубок, снабженный клапаном и соединяющий бак-накопитель с атмосферой, и откачную трубу, заканчивающуюся запорным клапаном, который снабжен защитным кожухом, бак-накопитель туалетных стоков соединен с вакуумной установкой трубопроводом, имеющим клапан, в каждой туалетной кабине имеется устройство, инициирующее обмыв чаши унитаза, в систему водоснабжения входят расположенный в верхней части вагона водяной бак, который соединен трубопроводами с водяным насосом, пневмогидроаккумулятором, бойлером, имеющим термостат и датчик уровня воды, а также соединен с кранами умывальников и с клапанами коллекторов форсунок обмыва унитазов, расположенных в туалетных кабинах, а на трубопроводах туалетной системы и системы водоснабжения установлены датчики давления, при этом вакуумная установка, водяной насос, бойлер с термостатом и датчиком уровня воды, пневмогидроаккумулятор и блок автоматического управления санитарно-техническим оборудованием объединены в общий модуль, при этом блок автоматического управления санитарно-техническим оборудованием связан с устройствами, инициирующими обмыв чаши унитаза, с каждым из указанных выше клапанов, с термостатом бойлера, с датчиком уровня воды в бойлере, с датчиками давления в трубопроводах туалетной системы и системы водоснабжения, а также с датчиками уровня, расположенными в баке-накопителе туалетных стоков.

Предусмотрены следующие частные случаи выполнения изобретения. Бак-накопитель имеет форму параллелепипеда и снабжен средствами крепления к стенкам вагона.

Модуль, объединяющий вакуумную установку, водяной насос, бойлер с термостатом и датчиком уровня воды, пневмогидроаккумулятор и блок автоматического управления санитарно-техническим оборудованием, имеет форму параллелепипеда и снабжен средствами крепления к стенкам вагона.

Стенки защитного кожуха запорного клапана откачной трубы снабжены электронагревателями, связанными с блоком автоматического управления санитарно-техническим оборудованием.

В качестве устройства, инициирующего обмыв чаши унитаза, использованы кнопка, установленная в стенке, или педаль, установленная на полу туалетной комнаты.

В качестве устройства, инициирующего обмыв чаши унитаза, использован основанный на действии инфракрасного излучения датчик, сигнализирующий о наличии или отсутствии пользователя в туалетной кабине.

В качестве устройства, инициирующего обмыв чаши унитаза, использован датчик давления, установленный между крышкой и верхним краем унитаза, расположенного в туалетной кабине.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.

Фиг.1. Принципиальная схема санитарно-технического оборудования двухэтажного пассажирского вагона.

Фиг.2. Размещение элементов санитарно-технического оборудования в интерьере двухэтажного пассажирского вагона, продольный разрез.

Фиг.3. То же, вид сверху по А-А.

Узлы и детали оборудования двухэтажного пассажирского вагона в тексте описания и на чертежах обозначены следующими номерами.

1. Бак-накопитель туалетных стоков.

2. Вакуумная установка.

3. Туалетные кабины.

4. Унитазы, расположенные в туалетных кабинах.

5. Умывальники, расположенные в туалетных кабинах.

6. Сливные клапаны унитазов.

7. Сливные клапаны умывальников.

8. Канализационная труба.

9. Промежуточные резервуары для накопление стоков умывальников.

10. Датчики уровня туалетных стоков в баке-накопителе.

11. Патрубок, соединяющий бак-накопитель туалетных стоков с атмосферой.

12. Клапан патрубка, соединяющего бак-накопитель туалетных стоков с атмосферой.

13. Откачная труба бака-накопителя туалетных стоков.

14. Запорные клапаны откачной трубы бака-накопителя туалетных стоков.

15. Защитные кожухи запорных клапанов откачной трубы бака-накопителя туалетных стоков.

16. Трубопровод, соединяющий бак-накопитель туалетных стоков с вакуумной установкой.

17. Запорный клапан на трубопроводе, соединяющем бак-накопитель туалетных стоков с вакуумной установкой.

18. Водяной бак.

19. Водяной насос.

20. Пневмогидроаккумулятор.

21. Клапаны коллекторов форсунок устройств обмыва унитазов.

22. Бойлер.

23. Термостат бойлера.

24. Датчик уровня воды в бойлере.

25. Датчики давления.

26. Кнопки спуска, установленные в туалетных кабинах.

Как показано на фиг.1, предлагаемое санитарно-техническое оборудование двухэтажного пассажирского вагона включает туалетную систему и систему водоснабжения.

В туалетную систему входят бак-накопитель туалетных стоков 1, вакуумная установка 2, а также расположенные в туалетных кабинах 3 унитазы 4 и умывальники 5 (на фиг.1 условно показана только одна туалетная кабина 3).

Унитазы 4 и умывальники 5 снабжены сливными клапанами 6 и 7 соответственно. Сливные клапаны 6 унитазов 4 и сливные клапаны 7 умывальников 5 соединены посредством канализационной трубы 8 с баком-накопителем туалетных стоков 1. Перед каждым из сливных клапанов 7 умывальников 5 имеется промежуточный резервуар 9, предназначенный для накопления в нем определенного объема стоков. Бак-накопитель туалетных стоков 1 снабжен датчиками уровня 10 и имеет патрубок 11, соединяющий этот бак с атмосферой, который снабжен клапаном 12. Выходящая из бака-накопителя туалетных стоков 1 часть откачной трубы 13 внизу разделена на две части, образуя в подвагонном пространстве два наружных конца, на каждом из которых установлен запорный клапан 14, снабженный защитным кожухом 15. Кроме того, бак-накопитель туалетных стоков 1 соединен с вакуумной установкой 2 трубопроводом 16, на котором имеется запорный клапан 17.

В систему водоснабжения санитарно-технического оборудования двухэтажного пассажирского вагона входят водяной бак 18, водяной насос 19, пневмогидроаккумулятор 20, устройства обмыва внутренних поверхностей чаш унитазов с клапанами 21 коллекторов форсунок и бойлер 22, снабженный термостатом 23 и датчиком 24 уровня воды. Вакуумная установка 2 и все элементы системы водоснабжения, за исключением водяного бака 18 и устройств обмыва внутренних поверхностей чаш унитазов 4, объединены в общий модуль, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда, вытянутого в вертикальном направлении. Кроме того, в модуле расположен блок автоматического управления санитарно-техническим оборудованием, который связан с каждым из сливных клапанов 6 и 7, c клапаном 11 патрубка 12, соединяющего бак-накопитель туалетных стоков 1 с атмосферой, с запорными клапанами 14 наружных концов откачной трубы 13, с термостатом 23 бойлера 22, с датчиком 24 уровня воды в бойлере 22 и датчиками 10 уровня, установленными в баке-накопителе туалетных стоков 1.

На трубопроводах туалетной системы и системы водоснабжения установлены датчики давления 25, связанные с блоком автоматического управления санитарно-техническим оборудованием. В каждой из туалетных кабин 3 имеется устройство, посредством которого инициируется начало обмыва унитаза 4. Оно может быть выполнено, например, в виде кнопки 26, укрепленной на стенке туалетной кабины 3. На фиг.2 и 3 показано размещение узлов и агрегатов оборудования в интерьере двухэтажного пассажирского вагона, причем на фиг.3 водяной бак условно не изображен.

Предлагаемое санитарно-техническое оборудование используется следующим образом.

Перед началом эксплуатации бак-накопитель 1 должен быть полностью опорожнен и в нем должно быть создано разрежение (частичный вакуум порядка 0,3-0,5 атм.). Водяной бак 18 должен быть заполнен водой.

Пассажир занимает туалетную кабину 3 и после окончания пользования унитазом 4 на блок автоматического управления санитарно-техническим оборудованием, например, вследствие нажима на кнопку 26, установленную в туалетной кабине 3, поступает сигнал, инициирующий обмыв чаши унитаза 4. В результате этого по сигналу с блока автоматического управления санитарно-техническим оборудованием подается команда на открывание клапана 21 коллектора форсунок, установленных в унитазе 4 данной туалетной кабины 3, и одновременно (или после некоторой паузы) из блока автоматического управления санитарно-техническим оборудованием поступает команда на открывание сливного клапана 6 унитаза 4 данной туалетной кабины 3. В результате действия вакуума туалетные стоки поступают из унитаза 4 по канализационной трубе 8 в бак-накопитель 1.

Перед тем как покинуть туалетную кабину 3 пассажир может воспользоваться умывальником 5. При этом нагретая вода подается по трубопроводу к смесительному крану умывальника 5 от бойлера 22, а холодная вода подается непосредственно от водяного насоса 19. После выхода пользователя из кабины 3 она готова к приему нового пассажира.

Отметим, что все операции, начиная с обмыва чаши унитаза и кончая открыванием запорных клапанов 14 на наружных концах откачной трубы 13, осуществляются под контролем блока автоматического управления санитарно-техническим оборудованием.

В результате нескольких посещений туалетной кабины 3 соответствующий промежуточный резервуар 9, расположенный перед сливным клапаном 7 умывальника 5, наполняется стоками умывальника 5, вследствие чего специальное устройство автоматически открывает на некоторое время сливной клапан 7 и содержимое промежуточного резервуара 9 под действием вакуума перемещается в бак-накопитель туалетных стоков 1. После полного опорожнения промежуточного резервуара 9 и закрывания сливного клапана 7 умывальника 5 промежуточный резервуар 9 снова готов к приему стоков.

Во время рейса постепенно происходит наполнение бака-накопителя туалетных стоков 1. О степени наполнения персонал вагона информируется показаниями датчиков уровня 10 туалетных стоков. Опорожнение бака-накопителя туалетных стоков 1 осуществляют на станциях экипировки. Для этого к одному из наружных концов откачной трубы 13 присоединяют конец трубопровода приемного устройства (который на фиг.1 показан пунктиром). После этого открывают клапан 12 патрубка 11, соединяющего бак-накопитель туалетных стоков 1 с атмосферой, затем открывают соответствующий запорный клапан 14 откачной трубы 13. Приемное устройство станции экипировки откачивает все содержимое бака-накопителя туалетных стоков 1, в котором на время откачки давление равно атмосферному давлению. По окончании операции откачки клапан 12 и запорный клапан 14 закрывают. Теперь санитарно-техническое оборудование двухэтажного пассажирского вагона вновь готово к работе.

Предлагаемое санитарно-техническое оборудование, установленное на двухэтажном пассажирском вагоне новой конструкции, при испытаниях показало хорошие результаты.