Вакуумная туалетная система самолета

Полезная модель относится к бытовому оборудованию летательных аппаратов и может найти применение в туалетных системах железнодорожного и водного транспорта. Вакуумная туалетная система содержит воздуховод 5 с вакуумным насосом 4, датчик уровня жидкости 7, управляющую системой аппаратуру 6 и унитаз 1 с клапаном сброса отходов 2 в сборный бак 8, выполненный в виде тонкостенной емкости с внутренними перегородками 9, с силовыми элементами 5, 16, 17, 20 и наружной теплоизоляцией из полимерных композиционных материалов 12. Емкость бака выполнена в виде правильного усеченного конуса с полусферическими днищами 10 и 11, при этом бак установлен в системе так, что верхняя линия контура продольного сечения емкости бака параллельна строительной горизонтали самолета. Достижение технического результата - обеспечение равнопрочности конструкции бака, рациональность формы и гарантия полного удаления отходов - позволяет решить задачу повышения уровня надежности и эксплутационных характеристик вакуумной туалетной системы в целом.

Полезная модель относится к бытовому оборудованию самолетов, в частности, к туалетным системам пассажирских самолетов и может найти применение в туалетных системах железнодорожного и водного транспорта.

Известны вакуумные туалетные системы самолетов (US 4521925, МКИ E 03 D 3/10; ЕР 704372, МКИ B 64 D 11/02; Vacuum Toilet Systems - проспект фирмы Evac, Copyright 1987, Envirovac Inc. RU 2038267, МКИ 6 B 64 D 11/02 - прототип), содержащие сборный бак, унитазы с клапанами сброса, дренажный трубопровод, соединяющий унитазы с баком, насос для создания вакуума в баке, воздуховод, соединяющий вакуумный насос с баком и управляющую аппаратуру. Недостатком известных решений является то, что при срабатывании системы, то есть при открытии клапана сброса на унитазе отходы под действием разрежения с большой скоростью попадают в сборный бак, при этом частицы отбросов вместе с воздухом могут всасываться насосом и повредить насос. Конструктивно сборный бак в известных решениях выполнен цилиндрической или шаровидной конфигурации с внутренними перегородками, которые делят внутренне пространство на сообщающиеся между собой зоны и предотвращают попадание частиц отбросов в насос.

Однако у сборного бака цилиндрической формы есть недостаток - при эксплуатации системы образуется несливаемый остаток отходов, который в случае замерзания может повредить конструкцию. Используемая на практике емкость бака эллиптической формы поперечного сечения не всегда выдерживает рабочее разрежение, что является причиной возникновения деформации днищ и горловины воздуховода. Шарообразная конфигурация сборного бака нерациональна с точки зрения использования внутреннего объема самолета и не нашла применение на практике.

Задача полезной модели - обеспечение высокого уровня надежности и эксплутационных свойств туалетной системы в целом, достигаемого за счет технического результата: рационального использования внутреннего пространства самолета, оптимального соотношения прочности и веса сборного бака, гарантированного удаления остатков из бака.

Для решения задачи в вакуумной туалетной системе самолета, содержащей воздуховод с вакуумным насосом, датчик уровня жидкости, управляющую аппаратуру и унитазы с клапанами сброса отходов в сборный бак, выполненный в виде тонкостенной емкости с внутренними перегородками, которые разделяют бак на сообщающиеся зоны, силовыми элементами и теплоизоляцией по наружной поверхности, в отличие от прототипа емкость бака выполнена в виде правильного усеченного конуса с полусферическими днищами, с теплоизоляцией из полимерных композиционных материалов. Бак установлен в системе так, что верхняя линия контура продольного сечения емкости бака параллельна строительной горизонтали самолета. Указанная задача достигается также тем, что:

- силовые элементы на конусной поверхности емкости бака выполнены в виде радиальных ребер жесткости -образного профиля поперечного сечения;

- силовые элементы днищ емкости бака выполнены в виде радиальных ребер жесткости Т-образного профиля поперечного сечения;

- вырезы на емкости бака усилены накладными отбортовками;

- фланцы на днищах емкости бака усилены накладными отбортовками;

- датчик уровня жидкости установлен симметрично внутренним перегородкам емкости бака;

- теплоизоляция емкости бака выполнена путем выклейки сотового заполнителя и обшивки из стеклоткани на полимерном связующем.

На фиг.1 представлен общий вид вакуумной туалетной системы, на фиг.2 - внешний вид сборного бака, на фиг.3 - конструкция теплоизоляции.

Вакуумная туалетная система самолета содержит унитаз 1 с клапаном сброса 2, трубопровод 3, вакуумный насос 4, воздуховод 5, управляющая системой аппаратуру 6, датчик уровня жидкости 7, сборный бак 8 с внутренними перегородками 9, емкость бака выполнена в виде правильного усеченного конуса с полусферическими днищами 10 и 11, на всей ее наружной поверхности размещен слой теплоизоляции 12, состоящий из сотового заполнителя 13 и обшивки 14 из стеклоткани. Бак в системе установлен так, что верхняя линия 15 контура продольного сечения емкости бака параллельна строительной горизонтали самолета. На конусной поверхности емкости бака выполнены радиальные ребра жесткости 16 -образного профиля поперечного сечения, а на днищах - радиальные ребра жесткости 17 Т-образного профиля поперечного сечения. Вырез под воздуховод 5 усилен накладной отбортовкой 18, накладные отбортовки 19 выполнены также на фланцах 20.

Система работает следующим образом. По сигналам от управляющей аппаратуры 6 включается насос 4, создавая в сливном баке 8 разрежение, затем аппаратура 6 подает сигнал на открытие клапана сброса 2, и отбросы из унитаза 1 попадают в сборный бак 8. После этого вакуумный насос 4 отключается, и происходит закрытие клапана сброса 2. При переполнении бака датчик уровня жидкости 7 выдает сигнал на аппаратуру 6, исключающую срабатывание смыва.

Для обеспечения работоспособности и надежности туалетной системы тонкостенная емкость сборного бака выполнена в виде правильного усеченного конуса с полусферическими днищами. Это, помимо технологичности, обеспечивает равнопрочность конструкции при рабочем разряжении в нем.

Так, при поперечном сечении бака-окружности - упрощена технология, появилась возможность использования, например, роликовой сварки. Кроме того, повышена устойчивость при больших нагрузках в сравнении с прототипом за счет того, что кривизна поперечного сечения бака постоянна, и соблюдается принцип равнопрочности, позволяющий выдерживать заданные

нагрузки без перетяжеления. Поперечное сечение сборного бака по прототипу имеет участки различной кривизны, поэтому нагрузки по овалу распределены неравномерно, и участки с большой кривизной теряют устойчивость раньше, чем остальные участки сечения. Геометрические характеристики бака (радиусы сферы днищ, толщины металла днищ и конусной части емкости) подобраны расчетным путем из условия равнопрочности. Расчет производился по эмпирическим формулам, по замкнутому цилиндру.

Ребра жесткости - и Т-образного профиля поперечного сечения, поддерживающие форму емкости, имеют большую несущую способность. Вырезы в емкости под горловину воздуховода и торцовые фланцы усилены пластинами в виде отбортовок, что исключает их деформацию под нагрузкой. Испытания показали, что при реализации заявленного решения силовых элементов бак выдерживает перепад давления по величине на 50% больше, чем прототип.

Установка сборного бака туалетной системы так, что верхняя линия контура продольного сечения емкости бака параллельна строительной оси самолета, позволяет полностью удалять отходы и рационально использовать дефицитное пространство самолета. Установка датчика уровня жидкости в центральной секции симметрично перегородкам уменьшает вероятность ложных срабатываний в связи с меньшим количеством брызг в центральной секции.

В качестве теплоизоляции бак содержит полимерный композиционный материал, состоящий из стеклотканевой обшивки и сотового заполнителя. Это позволяет увеличить прочность бака и повысить эффективность теплоизоляции по сравнению с прототипом, где используется съемный войлочный чехол.

Достижение технического результата - обеспечение равнопрочности конструкции бака, рациональность формы и гарантия полного удаления отходов - позволяет решить задачу повышения уровня надежности и эксплутационных характеристик вакуумной туалетной системы в целом.

1. Вакуумная туалетная система самолета, содержащая воздуховод с вакуумным насосом, датчик уровня жидкости, управляющую аппаратуру и унитаз с клапаном сброса отходов в сборный бак, выполненный в виде тонкостенной емкости с внутренними перегородками, с силовыми элементами и теплоизоляцией по наружной поверхности, отличающаяся тем, что емкость бака выполнена в виде правильного усеченного конуса с полусферическими днищами и теплоизоляцией из полимерных композиционных материалов, при этом бак установлен в системе так, что верхняя линия контура продольного сечения емкости бака параллельна строительной горизонтали самолета.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что силовые элементы на конусной поверхности емкости бака выполнены в виде радиальных ребер жесткости -образного профиля поперечного сечения.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что силовые элементы днищ емкости бака выполнены в виде радиальных ребер жесткости Т-образного профиля поперечного сечения.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что вырезы на емкости бака усилены накладными отбортовками.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что фланцы на днищах емкости бака усилены накладными отбортовками.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что датчик уровня жидкости установлен симметрично внутренним перегородкам емкости бака.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что теплоизоляция емкости бака выполнена путем выклейки сотового заполнителя и обшивки из стеклоткани на полимерном связующем.