Автономный переносной туалет
Автономный переносной туалет содержит корпус, сиденье с откидной крышкой, накопительную емкость для жидких отходов, сменную накопительную емкость для плотных отходов, емкость с обрабатывающим отходы препаратом и устройством для ввода препарата в накопительную емкость для отходов, и замки. Под сиденьем расположена чаша, выполненная из двух опрокидывающихся получаш, под которыми расположен отделитель жидкости от плотных отходов, выполненный в виде жесткой емкости. В эту емкость вставлена сменная накопительная емкость для плотных отходов. Изобретение обеспечивает защиту человека и окружающей среды от вредных воздействий на протяжении всего процесса утилизации отходов. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для удовлетворения жизненных потребностей человека, в частности, для реализации полностью процесса утилизации экскрементов от испражнения до применения или хранения готового полезного продукта, которые не требуют для своей работы подключения или использования каких-либо систем: водоснабжения (включая поднос воды ведрами); электроснабжения (включая автономное); канализации (включая разгрузочные для мобильных туалетов); расходных материалов, например, засыпаемых ведрами торфа и др.
Изобретение предназначено к применению преимущественно в индивидуальных домах с земельными участками садоводств, пригородов и сельской местности в качестве легко переносимого туалета в любые их помещения практически без ограничения по желанию пользователей.В известных переносных комфортных смывных туалетах, предлагаемых широко торговлей, нередко называемых “биотуалетами”, хотя они химические, так как не могут работать без химического растворителя, приемная емкость обычно на 10-15 л. В них на один смыв обычно расходуется порядка 0,3 л воды. Исходя из суточного выделения человека 1,6 л жидких и 0,2 л плотных экскрементов (патент RU 2149578 C1, кл. А 47 К 11/00, 27.05.2000), среднего количества пользования одним человеком 5 раз, расчет наполнения емкости при трех пользователях в сутки дает 9,9 л. Это требует опорожнения 10 литровой емкости 1 раз в сутки. Таким образом, за 100 дней лета в туалет нужно залить 450 л воды, нередко принесенной из колодца, и слить из него 1000 л небезопасной жидкости с химическим веществом, а куда - в документах к туалетам не сказано. Нетрудно рассчитать, что может быть при массовом применении их, например, в садоводствах из сотен небольших участков.В известных засыпных туалетах без отвода жидкости заполнение и объем засыпки почти те же, хотя засыпка впитывает жидкость, но ее и требуется больше, чем 0,3 л, для хорошего покрытия фекалий. Проблемы исключения вреда от фекалий в них частично решены применением компостирующей засыпки, но недостаточно для заявленного применения изобретения. В частности, нет вообще изоляции смеси от среды: в самом начале процесса утилизации при поднятой крышке сидения; при почти ежедневной выгрузке переносных туалетов; часто при длительной, порядка 8-10 месяцев, последующей переработке больших объемов ее (патент RU 2149578 C1, кл. А 47 К 11/00, 27.05.200).Проблема сокращения объема выгрузки и хранения продуктов утилизации экскрементов решена в известном устройстве уборной без промывки (патент RU 2149578 C1, кл. А 47 К 11/00, 27.05.2000) тем, что в нем сразу при выделении отделяются плотные отходы от жидких и последние отводятся в грунт. Оно не требует никаких расходных материалов. Однако, в процессе утилизации отходов оно практически не изолирует человека и среду от отходов, например, даже при закрытой крышке сиденья, отходы всегда контактируют со средой через вентиляционный канал без каких-либо фильтров, а при пользовании им тело человека контактирует с близлежащей к отходам средой.Надежная изоляция среды и человека при пользовании туалетом и при его наполнении полностью обеспечена сходными техническими средствами патентов “Полностью автоматическое устройство унитаза, не требующее промывки напорной струей жидкости” (RU 2150225 C1, кл. А 47 К 11/00, 10.06.2000) и “Устройство унитаза, не требующего промывки водой” (RU 2173949 C1, кл. А 47 К 11/00, 27.09.2001). Однако, она обеспечена за счет расхода для изоляции сиденья и упаковки фекалий пластикового рукава, требующегося в большом объеме. Используя вышеприведенные данные, при расходе рукава 0,2 м на одно пользование туалетом, расчет на трех пользователей на летний сезон 100 дней дает его расход порядка 300 м с объемом наполнения 540 л. Что делать с этим, в патенте не сказано.Исходя из вышеизложенного, приведенные четыре типа известных туалетов, имеющих внешне сходные признаки с изобретением, не могут быть отнесены к заявленной области техники, в частности, первый, второй и четвертый - из-за потребности в большом объеме расходных материалов; третий - из-за невозможности реализации переносного варианта. Это исключает использование их как аналогов изобретения и, следовательно, не требует конкретного описания их признаков.Из приведенного анализа известных устройств наиболее близким по функциональному назначению, сходности совокупности признаков и близости к заявленной области техники (не обеспечена реализация переносного варианта, а только передвижного, на колесиках) является автономный санитарный узел (патент RU 2005399 C1, кл. А 47 К 11/00, 15.01.1994). Вследствие этого он принят за прототип.Автономный санитарный узел содержит корпус, расположенное на нем сиденье с откидной крышкой, отделитель жидких отходов от плотных, накопительные емкости для жидких и плотных отходов, емкость с обрабатывающим отходы препаратом и устройство ввода его из нее в емкость для отходов, стягивающие замки разъемных элементов, комплект закрываемых сменных емкостей. Комплект не указан в формуле изобретения, а только в описании его.Указанный санитарный узел имеет следующие недостатки: нет вообще изоляции оболочками: окружающей среды от контакта с накопленными отходами при открытой крышке сиденья; тела человека, сидящего на сиденье, от среды и насекомых, контактирующих с накопленными отходами; поверхностей сиденья и его крышки, контактирующих с телом человека, от среды и насекомых, контактирующих с накопленными отходами, а также от конденсата из отходов; окружающей среды при открытой крышке сиденья от насекомых, контактировавших с накопленными в туалете отходами; нет надежной герметизации пространства с отходами под закрытой крышкой сиденья из-за отсутствия замка, сжимающего ее прокладку; не обеспечена возможность постоянного слива жидких отходов для исключения необходимости частых удалений (в двое суток один раз) емкости из туалета и опорожнений ее переливом через край с контактом отходов с окружающей средой; не контактного со средой периодического ее опорожнения по наполнению без удаления ее из туалета; исключение переполнения емкости и разлива отходов в помещении из-за отсутствия индикации наполнения ее; использования жидкими отходами незаполненной емкости плотных отходов для сокращения количества разгрузок туалета от первых до двух раз при одинаковой вместимости емкостей; не заявлен перерабатывающий препарат, позволяющий качественно и быстро исключать вредные и неприятные воздействия их источника, а также ускоренно перерабатывать отходы с уменьшением их объема в качественный полезный продукт, заявлен “консервант” без конкретного примера и только с применением его для жидких отходов; не учтена возможность биопрепаратов обеспечивать качественную переработку отходов при одной загрузке препарата за месяц в накопительную емкость, что резко снижает (практически исключает) потребность встраивания емкости и устройства ввода препарата в туалет, влекущего за собой усложнение конструкции и увеличение массы последнего; не обеспечены условия для эффективной переработки плотных отходов с помощью препарата: температурные, перемешивание, влагосодержание отходов; жесткие сплошные емкости плотных отходов не обеспечивают возможное существенное уменьшение их объема, сливом жидкости, выделяемой из них, при биообработке и соответственно не позволяют значительно уменьшить длительно хранимый объем; не обеспечена возможность реализации варианта туалета достаточной вместимости с габаритами и массой брутто при полном заполнении его, не превышающими эргономически допустимые, для удобного использования и переноса его пользователем в любые помещения дома или к месту разгрузок для исключения отрицательных воздействий последних на среду помещения. В прототипе для мобильности заявлены только колесики и выхлоп вентиляции через фильтр; невозможность постоянного контроля состояния организма пользователя через визуальный анализ экскрементов, которые в этом туалете сразу проваливаются в глубокие емкости. Но, почти во всех типах обычных унитазов и даже в некоторых переносных, например, смывных первого указанного здесь типа, эта важная возможность реализована.Основной задачей изобретения является устранение указанных недостатков прототипа применением, как правило, новых технических средств, которые сводятся к следующим техническим результатам: достаточная и надежная защита человека и окружающей среды от вредных и неприятных воздействий на протяжении всего процесса утилизации экскрементов, от их выделения до получения из них готового полезного продукта, реализуемая разделением сред оболочками, сокращением числа, времени и изменением вида разгрузок туалета и его емкостей, т.е. контактов источника воздействий; уменьшением объема источника; исключением переполнения емкостей и неисполнения защиты свежих экскрементов, а также эффективной нейтрализацией - переработкой источника воздействий; обеспечение массы и габаритов туалета, позволяющих переносить его пользователем по потребностям в любые помещения дома или к месту разгрузки его, последнее относится также к защите помещений дома; возможность постоянного контроля состояния организма пользователя посредством удобного визуального анализа свежевыделенных экскрементов.Кроме этого, к задаче изобретения относится сохранение с возможным усилением и необходимыми изменениями основных технических результатов прототипа преимущественно за счет применения новых более эффективных технических средств. К ним относятся, например, отделение жидких отходов от плотных, отдельное накопление их, дифференцированное хранение порций отходов в закрытых емкостях, использование препарата для обработки отходов, обеспечение комфорта и удобства пользователя. Более конкретно часто взаимосвязанные составляющие технических результатов приведены ниже в описании признаков, с которыми они имеют причинно-следственную связь.Указанная задача решена тем, что в автономном переносном туалете, содержащем корпус, расположенное на нем сиденье с откидной крышкой, накопительную емкость для жидких отходов, сменную накопительную емкость для плотных отходов и замки, корпус выполнен из двух оболочек - внутренней в виде вертикального патрубка и охватывающей его внешней, сиденье и крышка снабжены замком, стягивающим смежные их поверхности, под сиденьем внутри патрубка расположена чаша, состоящая из двух опрокидывающихся относительно своих горизонтальных осей получаш, опирающихся цапфами на стенки патрубка в его отверстиях, получаши соединены с механизмом их опрокидывания, под получашами расположен отделитель жидкости от плотных отходов, выполненный в виде жесткой емкости с отверстиями, выходящими в емкость для жидких отходов, в жесткую емкость вставлена сменная накопительная емкость для плотных отходов, выполненная в виде мешка из влагопропускающего материала, открытая верхняя часть которого зажата между горловиной жесткой емкости и нижним торцом корпуса, стягиваемых их замками, при этом отделитель жидкости от плотных отходов является одновременно емкостью начальной переработки фекалий с функцией смесителя, мешок является тарой окончательной переработки накопленных в нем полуфабрикатов плотных отходов и готового продукта из последних, а накопительная емкость для жидких отходов расположена вокруг отделителя жидкости от плотных отходов и имеет запорно-сливной узел.Кроме указанного, задача решена тем, что механизм опрокидывания получаш выполнен преимущественно в виде нитей, которые с одной их стороны закреплены на выступающих из патрубка концах цапф, являющихся ведомыми шкивами для них, а другие концы которых присоединены к концу рычагов, образующих с крышкой сидения одно целое и представляющих собой их ведомые плечи, расположенные за шарниром крышки относительно нее.Также она решена тем, что на торцах цапф шарнирно прикреплены два упругих элемента растяжения, расположенных по одному с каждой стороны патрубка, которые прижимают получаши друг к другу и их к патрубку по смежным их поверхностям в прямом и опрокинутом положениях.Также она решена тем, что внутренняя поверхность патрубка образована частями поверхностей круговых цилиндров с осями в одной вертикальной плоскости, ограниченных и соединенных двумя параллельными вертикальными плоскостями, расположенными на одинаковом расстоянии от плоскости осей цилиндров, имеющих радиус больше этого расстояния, а места указанного сопряжения поверхностей скруглены цилиндрическими поверхностями одинаковых радиусов, к которым первые являются касательными, при этом верхняя часть жесткой емкости образована приблизительно также с совпадением или обхватом ею линии горизонтального сечения патрубка, но преимущественно эллиптической формы.Также она решена тем, что наружная поверхность получаш повторяет внутреннюю поверхность патрубка без зазора в крайних их положениях и с небольшим зазором в положениях вращения их относительно своих осей опрокидывания, а кромки их образованы сечением чаши вертикальной плоскостью, равноудаленной от осей цапф в прямом и опрокинутом положениях чаши, при этом сопряжения кромок на каждой стороне получаш выполнено дугами окружностей, к которым кромки являются касательными, с центром на осях цапф, причем внутренняя поверхность образована повторением наружной на расстоянии их толщины, зависящей от прочности и упругости примененного материала.Также она решена тем, что наружные тонкостенные оболочки корпуса и емкости для жидких отходов выполнены в виде усеченных, преимущественно эллиптических, конусов, причем первый опирается малым основанием на малое второго, стоящего на большом основании, а оболочка последнего выполнена из полупрозрачной пластмассы.Также она решена тем, что запорно-сливной узел выполнен преимущественно в виде короткого шланга с внутренним диаметром приблизительно 30 мм, прикрепленного одним концом к выходному отверстию из емкости жидких отходов, расположенному в нижней части ее, а в другой, конец которого вставлен съемный штуцер с выходом под шланг с внутренним диаметром около 5 мм, перекрытый съемной заглушкой, причем в верхней части снаружи емкости сзади туалета находится фиксатор шланга, прижимающий к ней его конец со штуцером так, чтобы последний был выше верхнего торца емкости.Поставленная задача решена также тем, что поверхности сиденья и крышки выполнены из мягкоупругого материала, например из пенополиуретана, замок сиденья и крышки выполнен магнитным, влагопропускающий материал мешка представляет собой материал типа “Спандбонд”, мешок выполнен легкозакрываемым по наполнению посредством наличия напуска для его завязывания.Выполнение корпуса из двух оболочек, внутренней и охватывающей его внешней, обеспечивает опору для элементов туалета, воспринимающую также основные нагрузки от сидящего на туалете человека и от механизма опрокидывания, одновременно надежно герметизируя и теплоизолируя внутреннюю полость патрубка, причем наружная поверхность еще закрывает механизм опрокидывания, что повышает их надежность, то есть, улучшает защиту окружающей среды.Снабжение сиденья и его крышки замком, например магнитным, стягивающим их смежные поверхности, выполненные гладкими, например, из мягкоупругого пенополиуретана, обеспечивает надежную герметизацию и теплоизоляцию полости под крышкой при их относительно малой массе и, кроме того, удобство и качество поддержания чистоты их, ощущение мягкости и тепла телом человека, а магнитный замок исключает какие-либо дополнительные операции, то есть повышает надежность защиты исключением забывания их выполнения.Выполнение чаши из двух опрокидывающихся относительно своих горизонтальных осей получаш, опирающихся цапфами на стенки патрубка в его отверстиях, обеспечивает отделение окружающей среды от полости под ней с фекалиями при открытой крышке сиденья, что исключает их воздействие на среду, на людей и, в частности, на тело сидящего на туалете человека, а также контакт насекомых с фекалиями и вредные последствия от него. Кроме того, чаша дает возможность постоянного контроля состояния организма пользователя туалета с помощью удобного визуального анализа выделенных экскрементов, а также отбора их для лабораторного анализа. При закрытой крышке сидения чаша перевернута вверх дном и поверхности сидения и крышки его, контактирующие с телом человека, находящиеся в полости патрубка, изолированы ею не только от полости с накопленными фекалиями, но даже от поверхностей чаши, контактировавшими с экскрементами. Таким образом, осуществляется надежная герметизация и теплоизоляция чашей, особенно с учетом закрытой крышки, полости с фекалиями, а также защита от конденсата, который задерживается ею, оседая на ее внутренней поверхности, и, стекая по ней, омывает ее. Исполнение чаши в виде раскрывающихся получаш обеспечивает хороший и всегда центральный сброс фекалий при высотном габарите, близком к эргономическому чаши, что особенно важно для переносного туалета. Ниже приведены описания конкретного варианта взаимосвязанных форм получаш и патрубка, обеспечивающих их массу и габариты, близкие к минимальным, как зависимых пунктов формулы.Получаши соединены с механизмом их опрокидывания. Приведенная в изобретении реализация механизма обеспечивает полную изоляцию от среды свежих экскрементов сбрасыванием их в емкость начальной обработки фекалий при закрытии крышки, а открытая крышка служит мнемоническим индикатором отсутствия изоляции и снижает вероятность забывания ее осуществления пользователем, тем более, что для этого от него не требуется никаких других действий, как закрытие ее. При этом механизм практически не имеет массы (четыре лески и удлинение ушей крышки на 50 мм приблизительно) и не увеличивает габариты туалета, т.к. находится в основном внутри внешней оболочки корпуса.Отделитель жидких отходов от плотных, то есть мочи от кала сразу при их выделении, по прототипу преобразован в изобретении в отделитель жидкости от полуфабрикатов плотных отходов. В изобретении отделяется жидкость, состоящая из смеси мочи с биопрепаратом, взвешенных в ней мелкодисперсных и растворенных продуктов переработки кала, влаги, выделенной из последнего переработкой. Она выделяется при начальной переработке фекалий, то есть, из смеси кала и мочи с биопрепаратом в туалете, а отделяется от полуфабриката плотных отходов, то есть от накапливаемого остатка, состоящего в основном из неготовых продуктов переработки кала с препаратом. Конструкции отделителей также существенно различны. В прототипе отделитель выполнен в виде перегородки между отверстиями и потоками испражнений человека, а в изобретении это жесткая емкость с отверстиями внизу и с фильтрующим мешком внутри, принимающая все отходы вместе с биопрепаратом. Эта простая, легкая и имеющая габарит накопительной емкости конструкция выполняет еще другие, дополнительные к вышеуказанным функции. В частности поддерживает температуру процесса биопереработки, приближая ее к оптимальной для нее 39 - 41
Формула изобретения
1. Автономный переносной туалет, содержащий корпус, расположенное на нем сиденье с откидной крышкой, накопительную емкость для жидких отходов и сменную накопительную емкость для плотных отходов и замки, отличающийся тем, что корпус выполнен из двух оболочек - внутренней в виде вертикального патрубка и охватывающей его внешней, сиденье и крышка снабжены замком, стягивающим смежные их поверхности, под сиденьем внутри патрубка расположена чаша, состоящая из двух опрокидывающихся относительно своих горизонтальных осей получаш, опирающихся цапфами на стенки патрубка в его отверстиях, получаши соединены с механизмом их опрокидывания, под получашами расположен отделитель жидкости от плотных отходов, выполненный в виде жесткой емкости с отверстиями, выходящими в емкость для жидких отходов, в жесткую емкость вставлена сменная накопительная емкость для плотных отходов, выполненная в виде мешка из влагопропускающего материала, открытая верхняя часть которого зажата между горловиной жесткой емкости и нижним торцом корпуса, стягиваемых их замками, при этом отделитель жидкости от плотных отходов является одновременно емкостью начальной переработки фекалий с функцией смесителя, мешок является тарой окончательной переработки накопленных в нем полуфабрикатов плотных отходов и готового продукта из последних, а накопительная емкость для жидких отходов расположена вокруг отделителя жидкости от плотных отходов и имеет запорно-сливной узел.2. Автономный туалет по п.1, отличающийся тем, что механизм опрокидывания получаш выполнен преимущественно в виде нитей, которые с одной их стороны закреплены на выступающих из патрубка концах цапф, являющихся ведомыми шкивами для них, а их другие концы присоединены к концу рычагов, образующих с крышкой сиденья одно целое и представляющих собой их ведомые плечи, расположенные за шарниром крышки относительно нее.3. Автономный туалет по п.1 или 2, отличающийся тем, что на торцах цапф шарнирно прикреплены два упругих элемента растяжения, расположенных по одному с каждой стороны патрубка, которые прижимают получаши друг к другу и к патрубку по смежным их поверхностям в прямом и опрокинутом положениях.4. Автономный туалет по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность патрубка образована частями поверхностей круговых цилиндров с осями в одной вертикальной плоскости, ограниченных и соединенных двумя параллельными вертикальными плоскостями, расположенными на одинаковом расстоянии от плоскости осей цилиндров, имеющих радиус больше этого расстояния, а места указанного сопряжения поверхностей скруглены цилиндрическими поверхностями одинаковых радиусов, к которым первые являются касательными, при этом верхняя часть жесткой емкости образована приблизительно также с совпадением или обхватом ею линии горизонтального сечения патрубка, но преимущественно эллиптической формы.5. Автономный туалет по п.1 или 4, отличающийся тем, что наружная поверхность получаш повторяет внутреннюю поверхность патрубка без зазора в крайних их положениях и с небольшим зазором в положениях вращения их относительно своих осей опрокидывания, а кромки их образованы сечением чаши вертикальной плоскостью, равноудаленной от осей цапф в прямом и опрокинутом положениях чаши, при этом сопряжения кромок на каждой стороне получаш выполнено дугами окружностей, к которым кромки являются касательными, с центром на осях цапф, причем внутренняя поверхность получаш образована повторением наружной на расстоянии их толщины, зависящей от прочности и упругости примененного материала.6. Автономный туалет по п.1 или 5, отличающийся тем, что наружные тонкостенные оболочки корпуса и емкости для жидких отходов выполнены в виде усеченных преимущественно эллиптических конусов, причем первый опирается малым основанием на малое основание второго, стоящего на большом основании, а оболочка последнего выполнена из полупрозрачной пластмассы.7. Автономный туалет по п.1 или 6, отличающийся тем, что запорно-сливной узел выполнен преимущественно в виде короткого шланга с внутренним диаметром приблизительно 30 мм, прикрепленного одним концом к выходному отверстию из емкости для жидких отходов, расположенному в нижней части ее, а в другой его конец вставлен съемный штуцер с выходом под шланг с внутренним диаметром около 5 мм, перекрытый съемной заглушкой, причем в верхней части снаружи емкости сзади туалета находится фиксатор шланга, прижимающий к ней его конец со штуцером так, чтобы последний был выше верхнего торца емкости.8. Автономный туалет по п.1, отличающийся тем, что поверхности сиденья и крышки выполнены из мягкоупругого материала, например из пенополиуретана.9. Автономный туалет по п.1, отличающийся тем, что замок сиденья и крышки выполнен магнитным.10. Автономный туалет по п.1, отличающийся тем, что влагопропускающий материал мешка представляет собой материал типа "Спандбонд".11. Автономный туалет по п.1, отличающийся тем, что мешок выполнен легкозакрываемым по наполнению посредством наличия напуска для его завязывания.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3