Адсорбер вакуумной туалетной системы

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована в пассажирских вагонах. Технический результат - возможность непрерывной очистки газа при сохранении экологии окружающей среды. Адсорбер вакуумной туалетной системы включает адсорбционный блок 1, расположенный под ним сборник конденсата 2 и блок автоматического управления 3. Адсорбционный блок 1 содержит герметичный корпус 4, одна из боковых стенок этого блока выполнена в виде съемной крышки 5, к которой изнутри корпуса прикреплена кассета 6, выполненная в виде заполненной сорбентом 7 коробки 8 с перфорированными стенками. Внутри сорбента 7 расположена перфорированной трубка 9, один из концов которой выступает из кассеты 6. Между стенками коробки 8 и стенками корпуса 4 адсорбционного блока 1 имеется зазор, а в стенке корпуса, которая противоположна крышке 5, имеется впускной патрубок 10, с которым изнутри посредством уплотнения 11 соединен выступающий из кассеты 6 конец перфорированной трубки 9. В одной из боковых стенок корпуса 4 адсорбционного блока 1 имеется патрубок 12 для выпуска газа, а в основании корпуса 4 имеется патрубок 13 для выпуска конденсата. Сборник конденсата 2 выполнен в виде герметичной емкости, имеющей в верхней части впускной патрубок 14 с нормально открытым электромагнитным клапаном 15 и датчик уровня жидкости 16. Кроме того, сборник конденсата 2 имеет два патрубка, каждый из которых снабжен нормально закрытым электромагнитным клапаном, причем один из этих двух патрубков 17 установлен в верхней части емкости и предназначен для соединения емкости с атмосферой, а другой патрубок 19 установлен в нижней части емкости и предназначен для соединения емкости с канализационной трубой вакуумной туалетной системы. Датчик уровня жидкости 16 связан через блок автоматического управления 3 со всеми тремя электромагнитными клапанами 15, 18 и 20, а впускной патрубок 14 сборника конденсата 2 соединен с патрубком 13 для выпуска конденсата из адсорбционного блока.

1 независ. и 6 завис. п.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к санитарно-техническому оборудованию транспортных средств и может быть использована, например, в туалетных системах пассажирских железнодорожных вагонов. Адсорбер используется для улавливания влаги из газов, образующихся в баке-накопителе вакуумной туалетной системы транспортного средства

Из описания изобретения к патенту Российской Федерации RU 2393003, кл. B01D, 53/04, опубл. 27.06.2010 г [1], известен адсорбер, включающий герметичный корпус, заполненный сорбентом. Корпус имеет впускной и выпускной патрубки. Адсорбер [1] не имеет сменной кассеты и поэтому требует работы в двух режимах - за режимом адсорбции обязательно следует режим десорбции. Это исключает возможность непрерывной работы. Кроме того, в процессе работы могут улавливаться только вредные газы. Парообразные компоненты при работе такого адсорбера не могут эффективно удаляться из газа, что сужает сферу применения адсорбера [1].

Из описания изобретения к патенту Российской Федерации RU 2176745, кл. C02F 9/00, опубл. 10.12.2001 г [2], известен адсорбер, включающий герметичный корпус с крышкой, в котором находится сорбент. Адсорбер имеет емкость для сбора конденсата. Так же, как и в случае технического решения [1], реализация изобретения [2] связана с необходимостью работы в двух режимах - за режимом адсорбции должен следовать режим десорбции, что является недостатком этого изобретения.

Из описания изобретения к патенту Российской Федерации RU 2194185, кл. F02M 25/08, опубл. 10.12.2002 г [3], известен адсорбер, включающий герметичный корпус с крышкой, в котором находится сорбент, представляющий собой единый блок, установленный с зазором по отношению к боковой стенке корпуса, что позволяет эффективнее проводить процесс адсорбции. Однако и это техническое решение невозможно реализовать без осуществления режима десорбции. Кроме того, это изобретение эффективно применимо только в случае, если адсорбируемое парообразное вещество является топливом, т.к. его в этом случае можно использовать в двигателе внутреннего сгорания. Для улавливания паров воды или водных растворов устройство [3] неприменимо.

В процессе разработки предлагаемого технического решения перед авторами стояла задача создать адсорбер, непрерывно улавливающий пары воды и водных растворов, находящихся в газе, который поступает из бака-накопителя стоков в вакуумную установку. Образующийся в адсорбере из паров конденсат в случае его попадания на путь следования транспортного средства наносит вред окружающей среде. Одновременно учитывалось, что адсорбер транспортного средства должен быть компактным, то есть занимать возможно меньший объем внутри транспортного средства.

Технический результат полезной модели - возможность непрерывной очистки газа, образующегося в баке-накопителе стоков транспортного средства без нанесения вреда окружающей среде.

Указанный технический результат достигается в адсорбере вакуумной туалетной системы, включающем адсорбционный блок, расположенный под ним сборник конденсата и блок автоматического управления, адсорбционный блок содержит герметичный корпус, одна из боковых стенок которого выполнена в виде съемной крышки, к которой изнутри корпуса прикреплена кассета, выполненная в виде заполненной сорбентом коробки с перфорированными стенками, с прикрепленной к этой коробке перфорированной трубкой, которая расположена внутри сорбента, один конец перфорированной трубки выступает из кассеты, при этом между стенками коробки и стенками корпуса адсорбционного блока имеется зазор, а в стенке корпуса адсорбционного блока, которая противоположна крышке, имеется впускной патрубок, с которым изнутри посредством уплотнения соединен выступающий из кассеты конец перфорированной трубки, в одной из боковых стенок корпуса адсорбционного блока имеется патрубок для выпуска газа, а в основании корпуса имеется патрубок для выпуска конденсата, сборник конденсата выполнен в виде герметичной емкости, имеющей в верхней части впускной патрубок с нормально открытым электромагнитным клапаном и датчик уровня жидкости, кроме того, сборник конденсата имеет два патрубка, каждый из которых снабжен нормально закрытым электромагнитным клапаном, причем один из этих двух патрубков установлен в верхней части емкости и предназначен для ее соединения с атмосферой, а другой патрубок - выпускной - установлен в нижней части емкости и предназначен для ее соединения с канализационной трубой вакуумной туалетной системы, при этом датчик уровня жидкости связан через блок автоматического управления со всеми тремя упомянутыми электромагнитными клапанами, а патрубок для выпуска конденсата из адсорбционного блока соединен с впускным патрубком сборника конденсата.

Предусмотрены следующие частные случаи выполнения полезной модели.

Корпус адсорбционного блока имеет форму прямоугольного параллелепипеда, а корпус сборника конденсата имеет форму вертикально ориентированного цилиндра.

В качестве сорбента использован активированный уголь.

Коробка кассеты выполнена из композиционного материала.

Перфорированная трубка кассеты, расположенная внутри адсорбента, выполнена из нержавеющей стали.

Внутри корпуса адсорбционного блока на его стенках выполнены упоры, фиксирующие кассету от смещений в поперечных направлениях.

Патрубок для выпуска конденсата из адсорбционного блока соединен с впускным патрубком сборника конденсата посредством гибкого трубопровода.

Существо полезной модели поясняется следующими чертежами.

Фиг.1. Адсорбер вакуумной туалетной системы, вид в аксонометрии.

Фиг.2. То же, главный вид, частичный разрез.

Узлы и детали предлагаемого адсорбера в тексте описания и на чертежах обозначены следующими номерами:

1. Адсорбционный блок.

2. Сборник конденсата.

3. Блок автоматического управления.

4. Корпус адсорбционного блока.

5. Крышка корпуса адсорбционного блока.

6. Кассета.

7. Сорбент.

8. Коробка кассеты.

9. Перфорированная трубка.

10. Впускной патрубок адсорбционного блока.

11. Уплотнение.

12. Патрубок для выпуска газа из адсорбционного блока.

13. Патрубок для выпуска конденсата из адсорбционного блока.

14. Впускной патрубок сборника конденсата.

15. Нормально открытый электромагнитный клапан впускного патрубка сборника конденсата.

16. Датчик уровня жидкости (конденсата).

17. Патрубок, соединяющий сборник конденсата с атмосферой.

18. Нормально закрытый электромагнитный клапан патрубка, соединяющего сборник конденсата с атмосферой.

19. Выпускной патрубок сборника конденсата, предназначенный для соединения с канализационной трубой.

20. Нормально закрытый электромагнитный клапан выпускного патрубка сборника конденсата.

21. Упоры на стенках корпуса адсорбционного блока, предназначенные для фиксации кассеты от поперечных смещений.

Как показано на фиг 1 и 2, в состав оборудования предлагаемого адсорбера входят адсорбционный блок 1, расположенный под ним сборник конденсата 2 и блок автоматического управления 3. Адсорбционный блок 1 имеет герметичный корпус 4, выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда, одна из боковых стенок которого выполнена в виде съемной крышки 5.

К крышке 5 изнутри прикреплена кассета 6, которая выполнена в виде заполненной сорбентом 7 коробки 8 с перфорированными стенками. Внутри сорбента 7 расположена перфорированная трубка 9, один из концов которой выступает из кассеты 6. Между стенками коробки 8 и стенками корпуса 4 адсорбционного блока 1 имеется зазор. В стенке корпуса 4, которая противоположна крышке 5, имеется впускной патрубок 10, с которым изнутри посредством уплотнения 11 соединен выступающий из кассеты 6 конец перфорированной трубки 9.

На одной из боковых стенок корпуса 4 адсорбционного блока 1 имеется патрубок 12, предназначенный для выпуска газа, а в основании этого корпуса имеется патрубок 13, предназначенный для выпуска конденсата.

Сборник конденсата 2 выполнен в виде герметичной емкости. В верхней части корпус сборника конденсата 2 имеет впускной патрубок 14 с нормально открытым электромагнитным клапаном 15 и датчик уровня жидкости 16. При этом впускной патрубок 14 сборника конденсата 2 соединен с патрубком 12, предназначенным для выпуска конденсата из адсорбционного блока 1. Кроме того, корпус сборника конденсата 2 имеет два патрубка 17 и 19, каждый из которых снабжен нормально закрытым электромагнитным клапаном (клапаны 18 и 20 соответственно). Патрубок 17 с нормально закрытым электромагнитным клапаном 18 установлен в верхней части корпуса сборника конденсата 2 и предназначен для соединения с атмосферой, а выпускной патрубок 19 с нормально закрытым электромагнитным клапаном 20 установлен в нижней части корпуса сборника конденсата 2 и предназначен для соединения сборника конденсата 2 с канализационной трубой вакуумной туалетной системы (канализационная труба вакуумной туалетной системы на чертежах не показана).

Датчик уровня жидкости 16 связан через блок автоматического управления 3 со всеми тремя упомянутыми электромагнитными клапанами 15, 18 и 20.

Внутри корпуса 4 адсорбционного блока 1 на его стенках выполнены фиксирующие упоры 21.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения выпускной патрубок 13 адсорбционного блока 1 может быть соединен с впускным патрубком 14 сборника конденсата 2 посредством гибкого трубопровода (на чертежах не показан).

Предлагаемый адсорбер вакуумной туалетной системы транспортного средства используется следующим образом.

В процессе работы вакуумной туалетной системы из бака-накопителя транспортного средства периодически через адсорбционный блок 1 прокачивается газ, содержащий влагу. Этот газ поступает из впускного патрубка 10 адсорбционного блока 1 в перфорированную трубку 9, а из нее проходит сквозь сорбент 7 в зазор между внутренней поверхностью стенок корпуса 4 адсорбционного блока 1 и перфорированными стенками кассеты 6. Далее газ выводится из адсорбционного блока 1 через выпускной патрубок 12. Адсорбированная влага скапливается в виде конденсата в нижней части корпуса 4 адсорбционного блока 1 и выпускается через патрубок 13 во впускной патрубок 14 сборника конденсата 2. Уровень конденсата в сборнике конденсата 2 постепенно поднимается и в момент достижения жидкостью датчика уровня 16 в блок автоматического управления 3 от этого датчика направляется соответствующий сигнал, после чего на некоторое время автоматически закрывается нормально открытый электромагнитный клапан 15 впускного патрубка 14 сборника конденсата 2 и автоматически открываются его нормально закрытые электромагнитные клапаны 18 и 20. В результате накопленный конденсат сливается из сборника конденсата 2 в канализационную трубу вакуумной системы транспортного средства. После этого по команде блока автоматического управления 3 клапаны 15, 18 и 20 переводятся в нормальное положение (т.е. клапаны 18 и 20 закрываются, а клапан 15 открывается) и процесс постепенного накопления конденсата в сборнике конденсата 2 возобновляется.

После полного исчерпания адсорбционной емкости сорбента 7, во время остановки транспортного средства на плановый ремонт или на профилактику, кассету 6 заменяют. Для этого отделяют от корпуса 4 адсорбционного блока 1 крышку 5 с прикрепленной к ней кассетой 6 и заменяют кассету 6 с отработанным сорбентом на новую. Затем прикрепляют крышку 5 с новой кассетой 6 к корпусу 4 адсорбционного блока 1. При необходимости перед монтажом новой кассеты 6 заменяют уплотнение 11.

Описанный режим работы обеспечивает возможность непрерывного удаления влаги из газа и возврат адсорбированной влаги в вакуумную туалетную систему транспортного средства. Таким образом во время рейса транспортного средства обеспечивается непрерывная работа вакуумной системы. Одновременно с этим исключается попадание жидкости, скапливающейся в сборнике конденсата 2, на путь, по которому следует транспортное средство.

Выполненные внутри корпуса 4 адсорбционного блока 1 на его стенках упоры 21, фиксирующие кассету 6 от смещений в поперечных направлениях, позволяют сохранить кассету 6 и зазор между кассетой 6 и стенками корпуса 4 адсорбционного блока 1 во время передвижения транспортного средства.

Соединение выпускного патрубка 13 адсорбционного блока 1 с впускным патрубком 14 сборника конденсата 2 посредством гибкого трубопровода дает возможность, перемещая сборник конденсата 2 относительно адсорбционного блока 1, наиболее рационально использовать внутреннее пространство транспортного средства.

Адсорбер предлагаемой конструкции успешно прошел испытания в лабораторных условиях и готовится к установке в железнодорожных вагонах новой конструкции.

1. Адсорбер вакуумной туалетной системы, включающий адсорбционный блок, расположенный под ним сборник конденсата и блок автоматического управления, адсорбционный блок содержит герметичный корпус, одна из боковых стенок которого выполнена в виде съемной крышки, к которой изнутри корпуса прикреплена кассета, выполненная в виде заполненной сорбентом коробки с перфорированными стенками, с прикрепленной к этой коробке перфорированной трубкой, которая расположена внутри сорбента, один конец перфорированной трубки выступает из кассеты, при этом между стенками коробки и стенками корпуса адсорбционного блока имеется зазор, а в стенке корпуса адсорбционного блока, которая противоположна крышке, имеется впускной патрубок, с которым изнутри посредством уплотнения соединен выступающий из кассеты конец перфорированной трубки, в одной из боковых стенок корпуса адсорбционного блока имеется патрубок для выпуска газа, а в основании корпуса имеется патрубок для выпуска конденсата, сборник конденсата выполнен в виде герметичной емкости, имеющей в верхней части впускной патрубок с нормально открытым электромагнитным клапаном и датчик уровня жидкости, кроме того, сборник конденсата имеет два патрубка, каждый из которых снабжен нормально закрытым электромагнитным клапаном, причем один из этих двух патрубков установлен в верхней части емкости и предназначен для ее соединения с атмосферой, а другой патрубок - выпускной - установлен в нижней части емкости и предназначен для ее соединения с канализационной трубой вакуумной туалетной системы, при этом датчик уровня жидкости связан через блок автоматического управления со всеми тремя упомянутыми электромагнитными клапанами, а патрубок для выпуска конденсата из адсорбционного блока соединен с впускным патрубком сборника конденсата.

2. Адсорбер по п.1, отличающийся тем, что корпус адсорбционного блока имеет форму прямоугольного параллелепипеда, а корпус сборника конденсата имеет форму вертикально ориентированного цилиндра.

3. Адсорбер по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве сорбента использован активированный уголь.

4. Адсорбер по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что коробка кассеты выполнена из композитного материала.

5. Адсорбер по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что перфорированная трубка кассеты, расположенная внутри адсорбента, выполнена из нержавеющей стали.

6. Адсорбер по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что внутри корпуса адсорбционного блока на его стенках выполнены упоры, фиксирующие кассету от смещений в поперечных направлениях.

7. Адсорбер по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что патрубок для выпуска конденсата из адсорбционного блока соединен с впускным патрубком сборника конденсата посредством гибкого трубопровода.