DE2902476A1

DE2902476A1 - Vakuumklosettanlage fuer mobile einheiten

Info

Publication number: DE2902476A1
Application number: DE19792902476
Authority: DE
Inventors: Bo Goeran Hellers
Original assignee: Evak Sanitar AB
Current assignee: Evak Sanitar AB
Priority date: 1978-01-23
Filing date: 1979-01-23
Publication date: 1979-07-26
Also published as: SE7800779L; US4199828A; NO146566B; FR2415028A1; SE421769B; JPS6225542B2; FR2415028B1; DK150753B; DK150753C; JPS54122515A; NO790213L; DK24979A; NO146566C

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumklosettanlage mit Sammelbehälter für mobile Einheiten, wie Züge und Autobusse.

Die Forderungen an geschlossene Klosettsysteme in Zügen werden immer grosser. Aus dem Gesichtspunkt der Umwelt ist es verwerflich, Exkremente und Urin zusammen mit Klosettpapier usw. längs der Eisenbahnlinien frei austreten zu lassen. Aus hygienischen Gründen sind die Einwendungen noch stärker, insbesondere der zunehmenden Internationalisierung zufolge, wo die Gefahr besteht, dass die Darmkrankheiten eines Landes zu einem anderen Lande verbreitet v/erden können, wo die Immunität schlecht ist oder fehlt. Man stellt auch Forderungen an einen erhöhten Standard der Klosettausrüstung der Züge, damit er sich der der Wohnungen nähert.

Gleichfalls ist es ein allgemeiner Wunsch Toiletten in Autobussen zu haben, und in den Fällen, wo solche bereits vorhanden sind, ihren Standard im Verhältnis zu dem der chemischen Klosetten zu erhöhen.

Die Forderung an einen erhöhten hygienischen Standard kann nur durch Wasserspülung des Klosetts gelöst werden.

Die heutigen Systeme, bei denen dasselbe Wasser unter Zusatz von Chemikalien, nach Abtrennung fester Verunreinigungen, zur wiederholten Spülung herangezogen wird oder Öl zur wiederholten Spülung benutzt wird, das im Sammelbehälter von Flüssigphase und Verunreinigungen getrennt worden ist, sind auf die Dauer nicht annehmbar.

Eine Wasserklosettanlage in mobilen Einheiten, wie Züge und Autobusse, fordert jedoch ganz andere Lösungen als stationäre Anlagen in Wohnungen und öffentlichen Gebäuden. Da das Spülwasser nicht nur zu Beginn der Reise mitzubringen ist, sondern auch bis zum Ende der Reise als Abwasser im Fahrzeug zurückbehalten werden soll, muss die Spülwassermenge möglichst gering sein. Dabei muss

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auch der Spülprozess von hoher Effektivität sein. Diese Anforderungen weisen direkt auf ein Vakuumklosett als Lösung hin.

Ein geringes Gesamtgewicht der Anlage ist eine weitere Forderung, wo natürlich der Wasserbedarf vielleicht der wichtigste Faktor ist, die Anlage im übrigen muss indessen im Hinblick darauf ausgebildet werden.

Aus diesem Grunde kann man von Vakuumklosettanlagen für stationären Gebrauch absehen, die die Forderung an einen geringen Wasserbedarf an und für sich erfüllen, deren übrige Konstruktion aber schwer und demzufolge robust und unempfindlich geworden ist. Derartige Anlagen arbeiten ganz einwandfrei, sind aber durch ihr Gewicht und ihren relativ hohen Leistungsaufwand zur Verwendung in mobilen Einheiten nicht geeignet.

Die Forderung an einen geringen Leistungsaufwand und einen Energiebuffer, damit die Anlage auch dann (für etwa 10 Spülungen) betrieben werden kann, wenn die primäre Energiequelle ausgeschaltet ist, gehört zu den Anforderungen an solche mobilen Anlagen.

Bei der Abfallentleerung sollen aus dem Gesichtspunkt der Arbeitshygiene aerobe Bedingungen im Abfallbehälter herrschen, damit die Erzeugung von übelriechenden Gasen verhindert oder jedenfalls erheblich reduziert wird. Die Forderungen an einen weitgehenden Abbau des Abfalles, die man an statio-0 näre Anlagen stellen kann, ist jedoch hier nicht vorhanden.

Zur Erzielung der grösstmöglichen Flexibilität soll die Anlage schliesslich in elektrischer Hinsicht von keinem bestimmten Frequenz- und Spannungssystem abhängig sein. 35

Wenn auch viel Arbeit, insbesondere in den letzten Jahren, aufgewendet v/orden ist um mobile Toilettenvorrichtungen zu konstruieren, hat man bisher keine einv/andfreie

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Lösung vorschlagen können. Nicht zumindest gilt dies für die allgemeine Forderung, dass die Lösung betriebssicher, einfach und ökonomisch vorteilhaft sein soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Probleme an einer Vakuumklosettanlage für mobile Einheiten _r wie Züge und Autobusse, zu lösen, welche mit mindestens einem Klosettbecken, einem Mittel zur Erzeugung von Vakuum, einem Sammelbehälter, Ventile aufweisenden Leitungen zur Förderung von Fäkalien vom Klosettbecken zum Sammelbehälter mit Hilfe des genannten Vakuums, einer Schleuse, die in die Leitung vor dem Sammelbehälter eingeschaltet ist, und Gliedern zur Zuführung von Spülflüssigkeit zum Klosettbecken versehen ist.

Diese Aufgabe wird erfingungsmässig dadurch gelöst, dass das Mittel zur Erzeugung von Vakuum aus einem pneumatischen Ejektor besteht, der an einen Druckluftbehälter angeschlossen ist, und dass die für die Vakuumerzeugung erforderliche Luft dem mit der Umgebung in Verbindung stehenden Sammelbehälter zugeführt wird, um den Inhalt dieses Behälters mit Sauerstoff anzureichern.

Diese Vakuumklosettanlage, die das Ergebnis einer zielbewussten Funktionsanalyse ist, befriedigt auch rigorose Forderungen. Der Erfindung liegen die folgenden Erwägungen zugrunde:

Keine sich drehenden Teile}

Vakuum soll zur Förderung des Abfalls und zur Steuerung von Ventilen dienen;

Luft soll als Energiebuffer und Kraftübertragungsmittel dienen.

Ausgehend von diesen Grundsätzen hat man aus einem pneumatischen Ejektor, einer Fäkalienschleuse und einem offenen Sammelbehälter eine funktioneile und einfache Vorrichtung aufgebaut.

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■ Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen:-

Fig. 1 einen Schaltplan der erfindungsgemässen Anlage, und

Fig. 2-4 im Längsschnitt verschiedene Schleusenkonstruk-. tionen.

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Klosettbecken, 2 einen pneumatischen Ejektor, 3 eine Fäkalienschleuse, 4 einen Sammelbehälter und 5 einen Druckluftbehälter. Die in Fig. 2-4 dargestellten, teilweise bekannten Schleusenarten bieten in Kombination mit den übrigen erfindungsgemässen Elementen verschiedene Vorteile.

Die Funktion der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren beschrieben.

Das Klosettbecken 1 (Fig. 1) ist über eine Rohrleitung 6 und eine Rückschlagklappe 7 mit der Schleuse 3 verbunden, die an den Sammelbehälter 4 angeschlossen ist, der über die Leitung 8 mit der Umgebung in Verbindung steht.

Das Bodenventil der Schleuse 3 ist derart mechanisch ausgewuchtet, dass es bei leerer, nicht evakuierter Schleusenkammer unter geringem Druck gegen den Sitz, d.h. gegen den unteren Teil der Schleusenkammerwände, anliegt.

Bei der Spülung, die mit Hilfe einer Spülflüssigkeit geschieht, die aus einem Behälter 3 5 über eine mit einem Ventil versehene Leitung.36 zugeführt wird, wird ein Signal erzeugt, das über das Zeitrelais 10 zum Ventil gesandt wird, welches die Luftzufuhr vom Druckbehälter 5 zum pneumatischen Ejektor 2 startet, wodurch die

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Schleusenkammer 3 über die Leitung 12 evakuiert wird. Der Ejektor 2 ist sehr wirksam, so dass ein erforderliches Vakuum von etwa 2 bis 3 m WS in ein bis zwei Sekunden entsteht. Hierbei wird die Kraft erzeugt, die erforderlich ist, damit das Ventil 9 der Schleuse 3 in geschlossener Lage verbleibt, auch wenn durch bewerkstelligte Spülung Wasser und Fäkalien vom Klosettbecken durch die Leitung 6 zur Schleuse 3 befördert worden sind.

Die vom Ejektor 2 kommende Luft strömt durch die Leitung 12 zum Sammelbehälter 4, wo die Leitung 12 am Boden des Behälters mündet und durch Düsen 13 in die Abfallflüssigkeit 13 verteilt wird. Die Luft verlässt dann den Sammelbehälter durch die Leitung 8. Wegen dieser Konstruktion erfüllt die Luft gleichzeitig eine zweifache Funktion, und zwar einerseits das erforderliche Vakuum auf eine energiearme Weise zu erzeugen und andererseits aerobe Bedingungen im Sammelbehälter zu schaffen.

Nach beendigter Spülung unterbricht das Zeitrelais 10 über das Ventil 11 die Luftzufuhr zum Ejektor 2. Der dem Vakuumsystem 12, 3 beaufschlagte Unterdruck saugt nun Luft in das System ein, was über das Einwegventil und die Leitung 8 aus dem Freien erfolgt. Dabei nimmt die gegen das Bodenventil 9 der Schleuse wirkende Schliesskraft ab, so dass sich das Bodenventil öffnet und den Inhalt der Schleuse in den Sammelbehälter herablässt, worauf es in die Ausgangslage zurückkehrt.

Sollte der Inhalt des Sammelbehälters zufällig gefrieren, sichert das trägwirkende Ventil 15 dennoch die Spülfunktion, was notwendig ist, damit die Abluft vom Ejektor über die Leitung 12 durch das Ventil 15 und die Leitung ins Freie entweichen kann.

Der Druckluftbehälter 5 ist derart bemessen, dass der Inhalt für etwa 10 Spülungen genügt. Der Betriebsdruck

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kann im Bereich von 0,5 bis 1 MPa atü gewählt werden. Wenn die mobile Einheit, in der die Anlage angebracht wird, eine zentrale Druckluftanlage besitzt, wird der Druckluftbehalter der Klosettanlage daran angeschlossen, wodurch der elektrische Leistungsaufwand der ganzen Anlage auf den Schwachstromverbrauch der Steuerausrüstung beschränkt wird. Für den Fall, dass keine zentrale Druckluftanlage vorhanden ist, wählt man einen Kompressor zweckdienlichster Art. Indem der Druckluftbehälter im Verhältnis zum momentanen Luftbedarf gross ist, kann ein kleiner Kompressor mit geringem Leistungsaufwand gewählt werden, was günstig ist une eine lange Laufzeit ergibt, die wegen des Buffereffekts nicht die Funktion beeinträchtigt.

Aus der obigen Beschreibung ist zu ersehen, wie es möglich war, neuer Erkenntnisse zufolge, durch Kombination verhältnismässig geringer, einfacher und teilweise bekannter Elemente eine neue Anlage zu schaffen, die sämtliche Anforderungen vollauf befriedigt, betriebssicher ist und ökonomische Vorteile bringt.

Nachstehend werden ferner einige Einzelteile in Schleusenkonstruktionen beschrieben, die ohne im einzelnen neu zu sein, der Erfindung verschiedene Vorteile zuführen können.

Fig. 2 zeigt eine einfache Schleuse 3 mit einem Bodenventil 9, das derart mechanisch ausgewuchtet ist, dass es in der Ausgangslage, d.h. bei leerer und unter Atmosphärendruck stehender Schleusenkammer unter geringem Druck gegen den Ventilsitz anliegt. Der Druck ist von solcher Grosse, dass bei in der Schleuse vorherrschendem Atmosphärendruck das Ventil auch dann geöffnet wird, wenn nur kleine Mengen Fäkalien in die Schleuse eintreten. Der Ventilsitz besteht aus der unteren Fläche der Schleusenwände 16, die so ausgebildet ist, dass die An-

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lage bei Evakuierung der Schleuse vakuumdicht wird. Ferner ist die Schleuse mit einer Zuleitung 17 für die aus dem Klosettbecken 1 herauszuspülenden Fäkalien und einem Anschlussstutzen für die Vakuumleitung 12 versehen. In der Ausgangslage steht die Schleuse unter Atmosphärendruck und bei dieser Ausführung ist ein elektrischer Spülimpuls vom Klosettraum aus erforderlich.

Fig. 3 zeigt eine Doppelschleuse, die grundsätzlich eine Kombination zweier einfacher, reihengeschalteter Schleusen gemäss Fig. 2 ist. Hierbei steht die obere Schleuse 18 stets unter Vakuum, während die untere Schleuse 19 unter Atmosphärendruck steht. Beim Spülen sammeln sich dann die herauszuspülenden Fäkalien in der oberen Schleuse 18 und, wenn man eine Niveausonde, z.B. einen kapazitiven Fühler 20, in zweckmässiger Höhe in der Schleuse 18 anordnet, wird dieser Fühler einen Entleerungsvorgang starten, der darin besteht, dass eine Evakuierung der Schleuse 19 eingeleitet wird, wodurch die auf das Bodenventil 9 der Schleuse 18 wirkende Schliesskraft aufhört, und dass sich dieses Bodenventil 9 öffnet und den Inhalt der Schleuse 18 in die Schleusenkammer 19 ablässt. Das Bodenventil 21 der Schleuse 19 wird dabei vom Atmosphärendruck in geschlossener Lage zurückbehalten.

Wenn der Entleerungsvorgang beendigt ist, wird die zur Schleuse 19 führende Vakuumleitung geschlossen und Luft kann einströmen, wobei die auf das Bodenventil der Schleuse 19 wirkende Schliesskraft aufhört und der Inhalt der Schleuse 19 in den Sammelbehälter 4 abgelassen wird. Gleichzeitig kehrt die auf das Ventil 9 wirkende Schliesskraft zurück, so dass die Schleuse 18 aufs neue bereit ist, herauszuspülende Fäkalien zu empfangen und zu speichern. Bei dieser Schleusenart steht die obere Schleuse immer unter Vakuum. Diese Ausführung kennzeichnet sich dadurch, dass mehrere Spülungen aus-

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geführt werden können, ehe der Sammelbehälter entleert werden muss, was den Druckluftbedarf vermindert, und dass die Spülung in normaler Weise ohne elektrischen Impuls ausgeführt werden kann.
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Fig. 4 zeigt eine Doppelschleuse, die ganz ohne elektrische Servosteuerung arbeitet und somit von einer ■ Stromversorgung ganz unabhängig ist. Zwei einfache Schleusen 2 2 und 23, von denen jede derselben Art ist wie die einfache Schleuse 3 in Fig. 2, sind im Verhältnis zueinander vertikal beweglich, so dass wenn sich die eine nach oben bewegt, sich die andere um die gleiche Strecke nach unten bewegt. Die Kupplung zwischen den Schleusen 22 und 23 ist mittels Zahnstangen 25 über ein Zahnrad 24 zustandegebracht, so dass das Zahnrad eine Drehbewegung von 9 0 bis 180 ausführt, wenn sich die Schleusen von der einen Endlage in die andere bewegen. Ein gewichtsbelasteter Arm 26 ist an dem Zahnrad 24 befestigt.

Ferner ist jede Schleuse oben mit einem eine Ventilöffnung 29, 3 0 aufweisenden Kolben 27, 28 versehen, der mit je einem Zylinder 31, 32 zusammenwirkt, der an ein Vakuumsystem 33 angeschlossen ist. In der Ausgangslage befindet sich die Schleuse 22 in ihrer oberen Lage, wobei der Kolben 27 im Zylinder 31 mit der Ventilöffnung 29 die Schleuse 22 unter Vakuum setzt. Ihr Bodenventil verbleibt dabei in geschlossener Lage.

Gleichzeitig steht die Schleuse 23 in ihrer untersten Lage, wobei die Ventilöffnung 30 des Kolbens 28 mit dem Freien in Verbindung steht. Die Schleuse 23 steht also unter Atmosphärendruck und das Bodenventil ist unbelastet.

Der gewichtsbelastete Arm 2 6 drückt in seiner rechten Lage die Schleuse 23 nieder. Diese kann sich erst dann nach oben bewegen, wenn das entsprechende Gewicht in

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Form von Spülflüssigkeit in die Schleuse 22 eingetreten ist. Die Austrittsleitung 6 vom Klosettbecken 1 ist verzweigt und über Rückschlagklappen 33, 34 an die Schleusen 22 und 23 angeschlossen. 5

Beim Spülen in der Ausgangslage wird die Spülflüssigkeit daher in die Schleuse 2 2 gesaugt. Wenn das Gewicht der Spülflüssigkeit dabei den Arm 26 nach links zu schwenken vermag, wird sich die Schleuse 22 in ihre untere Lage bewegen und somit über die Ventilöffnung 29 mit der ümgebungsluft in Verbindung treten, wobei die Schleuse 2 2 entleert wird, während die Schleuse an das Vakuumsystem geschaltet wird und für die nächste Spülung bereitgestellt ist.

Es ist auch möglich, das Gewicht des belasteten Armes 26 so hoch zu wählen, dass eine gewisse Anzahl Spülungen erforderlich sind, ehe der Arm hinübergeschwenkt wird und die Entleerung der Schleuse 22 bewirkt,

Wie ersichtlich, arbeitet diese Schleuse völlig mechanisch ohne elektrisch gesteuerte Mittel.

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'. Zusammenfassung

Vakuumklosettanlage für mobile Einheiten, wie Züge und Autobusse, mit mindestens einem Klosettbecken, von dem Fäkalien usw. mittels Vakuum über ein Leitungssystem in einen. Sammelbehälter befördert werden. Zur Erzeugung von diesem Vakuum ist ein pneumatischer Ejektor vorgesehen, dem Druckluft aus einem Druckluftbehälter zugeführt wird. Die zur Erzeugung des Vakuums verwendete Luft wird zum Sammelbehälter weitergeleitet, um die Flüssigkeit dieses Behälters mit Sauerstoff anzureichern. Der Sammelbehälter steht unter Atmosphärendruck und die Austrittsleitung des Klosettbeckens ist an den Behälter über eine Schleuse angeschlossen, die einen Austrittsventil in Form eines mechanisch ausgewuchteten Klappenventils besitzt, das sich unter dem Gewicht des Schleuseninhalts öffnet.

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Schweden

Vakuumklosettanlage für mobile Einheiten

Patentansprüche:

Vakuumklosettanlage für mobile Einheiten, wie ge und Autobusse, mit mindestens einem Klosettbecken (1), einem Mittel zur Erzeugung von Vakuum, einem Sammelbehälter (4), Ventile aufweisenden Leitungen zur Förderung von Fäkalien vom Klosettbecken (1) zum Sammelbehälter (4) mit Hilfe des genannten Vakuums, einer Schleuse (3), die in die Leitung vor dem Sammelbehälter (4) eingeschaltet ist, und Gliedern (35, 36) zur Zuführung von Spülflüssigkeit zum Klosettbecken (1) dadurch g e k e η η zeichnet, dass das Mittel zur Erzeugung von Vakuum aus einem pneumatischen Ejektor (2) besteht, der an einen Druckluftbehälter (5) angeschlossen ist, und dass die für die Vakuumerzeugung erforderliche Luft dem mit der Umgebung in Verbindung stehenden Sammelbehälter (4) zugeführt wird, um den Inhalt dieses Behälters mit Sauerstoff anzureichern.

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. - H.P. Brehm Dipl.-Chero. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dicl.-Ing. Dr.jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing

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2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Sammelbehälter (4) vorgeschaltete Schleuse (3) mit einem Austrittsventil versehen ist, das in den Sammelbehälter 4 mündet und in Form eines mechanisch ausgewuchteten Klappenventils (9) ist, welches sich unter dem Gewicht des Schleuseninhalts öffnet.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, dass ein zwischen dem Ejektor (2) und dem Sammelbehälter (4) eingeschaltetes trägwirkendes Ventil (15) die Spülfunktion gewährleistet, für den Fall, dass der Inhalt des Sammelbehälters zu Eis gefroren ist.

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