SE421769B - Vakuumtoalettanordning for mobila enheter - Google Patents

Description

*n 7900179-6 10 15 20 '25 30 35 lingstanken separerats från vätskefas och föroreningar, kan i längden inte accepteras. 7 _En vattenklosettanläggning i mobila enheter som tåg och bussar kräver dock helt andra lösningar än stationära anläggningar i bostäder och offentliga byggnader. Efter- som spolvattnet inte blott skall medföras vid resans bör- jan utan även som avloppsvätska skall medföras till resans slut, är kravet på liten spolvattenmängd högt. Därvid måste även effektiviteten vid spolningsprocessen vara god.

Denna kravprofil pekar direkt på vakuumklosett som lös- ning.

Lâg totalvikt på anläggningen är ett högt krav, där naturligtvis vattenbehovet är den kanske största faktorn, men anläggningen i övrigt måste utformas med tanke härpå.

Av denna orsak bortfaller de vakuumtoalettanordningar för stationär användning, som i och för sig fyller kravet på låg vattenförbrukning men som i sin övriga konstruk- tion haš.ti1iat1ts_b1i tung ooh därigenom robust ooh oön, såsom t ek anordningen enligt svenska patentansökan 7504682-l. Denna anordning arbetar helt invändningsfritt men har förutom vikten det relativt höga effektuttaget som ett hinder för placering i mobila enheter.

Krav på lågt effektuttag och på energibuffert så att anläggningen kan fungera en viss tid (t ex 10 spolningar) även om den primära energikällan är bortkopplad hör till ikravprofilen för dessa mobila anläggningar.

Ur arbetshygienisk synpunkt vid avfallstömningen skall i avfallsbehâllaren råda aeroha betingelser, så att alstringen av illaluktande gaser förhindras eller i varje fall starkt reduceras. Det krav på långt gående ned- brytning av avfallet, som kan ställas på stationära an- läggningar föreligger emellertid inte här.

Slutligen har framställts önskemål om att anlägg- ningen ur elektrisk synpunkt ej skall vara beroende av ett visst frekvens- och spänningssystem, så att det i. möjligaste mån är flexibelt.

V Även om mycket arbete speciellt på senare tid lagts J 10 15 20 25 30 35 7800779-6 3 ned på att konstruera mobila toalettanordningar har någon invändningsfri lösning hittills inte presenterats. Inte minst gäller det det generella kravet på att lösningen skall vara driftssäker, enkel och ekonomiskt tilltalande. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att lösa ovannämnda problem vid en vakuumtoalettanordning för mobila enheter, såsom tåg och bussar, innefattande minst en toalettstol, medel för att alstra vakuum, en uppsamlings- behållare, ledningar med ventiler för att transportera ma- terial från toalettstolen till uppsamlingsbehållaren med hjälp av nämnda vakuum, en sluss, som är inkopplad i led- ningen före uppsamlingsbehållaren, och organ för tillför- sel av spolvätska till toalettstolen. Denna anordning ut- märkes av den kombinationen att medlet för att alstra vakuum i slussen, och i ledningarna på i och för sig känt sätt består av en pneumatisk ejektor, som är ansluten till en tryckluftförrådsbehållare, och att ejektorns för vakuumalstringen erforderliga drivluft tillföres upp- samlingsbehållaren, som är öppen mot det fria, och utnytt- jas för syresättning av dennas innehåll för att därige- nom åstadkomma effektiverat aeroba betingelser i uppsam- lingsbehållaren.

Denna vakkumtoalettanordning, som framkommit som resultat av en målmedveten funktionsanalys, fyller även högt ställda krav. Den har följande konstruktionsfilosofi som bakgrund: _ Inga roterande delar skall ingå; Vakuum skall utgöra transportkraften för avfallet styrning av ventiler; _ Luft skall tjänstgöra som energibuffert och kraftöverföran- de medium.

Utifrån dessa principer har en funktionell och enkel ma- och för anordning byggts kring elementen pneumatisk ejektor, terialsluss, öppen uppsamlingstank. uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar, som visar ut- föringsexempel. Fig l visar ett kopplingsschema för anord- ningen enligt uppfinningen och fig 2 - 4 visar i längd- sektion olika slusskonstruktioner. r 7-800779-6, 10 15 20 25 30 35 4 I I fig. 1 betecknas med l en toalettstol, med 2 en pneu- matisk ejektor, med 3 en materialsluss, med 4 en uppsam- lingsbehållare och med 5 en tryckluftsbehållare. De i fig. 2-4 visade, delvis kända slusstyperna erbjuder i kombina- tion med uppfinningens övriga element olika fördelar.

Uppfinningens funktion skall nu beskrivas under hän- visning till figurerna. I _ 'roalettstolen l (fig. l) är över en rörledning 6 och en backventil 7 ansluten till slussen 3, som är ansluten till upp- samlingsbehâllaren 4 , vilken medelst ledningen 8 är förbunden med det fria.

Slussens 3 bottenventil är mekaniskt utbalanserad, så att den vid tomt, icke evakuerat slussrum med lätt tryck ligger an mot sätet, dvs undre delen av slussrummets väggar; Vid spolning åstadkommas en signal över tidreläet 10 till ventilen ll, som startar lufttillförsel från tryckbe- hållaren 5 till den pneumatiska ejektorn 02, varigenom slussrummet 3evakueras via en ledning l2a. Ejektorn 2 är mycket effektiv, så att erforderligt vakuum om ca ä 3 m vp uppstår inom någon sek. Härvid alstras den kraft som erfordras för att slussens 3 ventil 9 skall kvarbli i stängt läge även när genom verkställd spolning vatten och avfall från toalettstolen 1 genom ledningen 6 transporte- rats till slussen 3.

Luften från ejektorn 2 passerar genom ledningen 12 till uppsamlingsbehållaren 4, där ledningen 12 mynnar vid behållarens botten och via dysor 13 fördelas i avfalls- vätskan 13. Luften lämnar sedan uppsamlingsbehållaren ge- nom ledningenß. Genom detta arrangemang fullgör luften samtidigt den dubbla funktionen att energisnålt alstra er- forderligt vakuum och åstadkomma aeroba betingelser i upp- samlingstanken. _ i 'När spolningen är avslutad, bryter tidreläet 10 via ventilen ll lufttillförseln till ejektorn 2. Under-trycket på' vakuumsystemet (2, 3,l2a) härjar då suga in luft i detta, vilket sker via envägsventilen 14 och ledningen 8 från ytterluften. Härvid minskar den slutande kraften mot bot- tenventilen 9 i slussen, så att den öppnar och släpper ned '10 15 20 25 30 35 7800779-6 slussens innehåll i uppsamlingstanken, varefter den åter- går till utgångsläget.

Skulle innehållet i uppsamlingsbehållaren tillfälligt frysa, säkrar den tröga ventilen 15 dock spolningsfunk- tion i övrigt, vilket är ett krav, genom att den avgående luften från ejektorn 2 via ledningen 12 genom ventilen 15 kan avgå till ytterluften genom ledningen 8.

Tryckluftbehållaren 5 dimensioneras så, att inne- hållet är tillräckligt för ca 10 spolningar. Arbetstrycket kan väljas inom området 0,5 ä 1 MPa övertryck. Om enheten i vilken anläggningen installeras, har central tryckluft- anläggning, anslutes tryckluften härtill, varigenom hela anläggningens elektriska effektbehov inskränkes till styr- utrustningens svagströmsuttag. I de fall central tryck- luft inte finns, väljes en kompressor av lämpligaste typ.

Genom att tryckluftbehållaren är stor i förhållande till det momentana luftbehovet, kan en liten kompressor med lågt effektuttag väljas, vilket är gynnsamt, varvid gång-"* tiden blir lång, vilket inte skadar funktionen tack vare, bufferteffekten.

Den lämnade beskrivningen visar hur man genom ny- tänkande lyckats att genom kombination av relativt få enkla, delvis kända element åstadkomma en anläggning, som förutom att den helt tillfredsställer den ställda krav- profilen även är driftsäker och ekonomiskt fördelaktig.

Nedan skall vidare redovisas en del detaljer be- träffande slusskonstruktioner, som utan att i detalj vara nya kan tillföra uppfinningen olika fördelar.

Fig 2 visar en enkel sluss 3 med en bottenventil 9, som är mekaniskt utbalanserad, så att den i utgångsläge, dvs då slussrummet är tomt och står under atmosfärstryck, med lätt tryck ligger an mot ventilsätet. Trycket är så- dant, att om atmosfärstryck råder i slussen, ventilen öppnar även om små mängder material kommer in i slussen.

Ventilsätet utgöres av slussväggarnas 16 underyta, som utformats så, att anläggningen blir vakuumtät, då slussen evakueras. Slussen är vidare försedd med tilloppsledning 7860779-6 . 10 15 , 20 25 30 35 6 17 för spolningsmaterialet från toalettstolen l och an- slutningsstuts för vakuumledningen 12. Slussen står i ut- gångsläget under atmosfärstryck och vid detta utförande fordras en elektrisk spolningsimpuls från toalettrumet.

Fig 3 visar en dubbelsluss, som i princip är en kom- bination av två enkla slussar enligt fig 2 kopplade i serie. Anordningen bygger på svenska patentet nr 355 041.

Härvid står den övre slussen 18 ständigt under vakuum, me- dan den undre 19 står under atmosfärstryck. vid spolning samlas då spolningsmaterialet i den övre slussen 18, och om man anordnar ett nivåavkännande don, t ex en kapacitiv kännare 20, på lämplig höjd i slussen 18, startar denna en tömningscykel, som består i att slussen 19 börjar evakueras, varigenom stängningskraften på slussens 18 bottenventil 9 försvinner, och denna bottenventil 9 öpp- nar och tömmer slüssens'l8 innehåll i slussrumet 19.

Slussens 19 bottenventil 21 kvarhålles därvid i stängt läge av atmosfärstrycket.

Då tömningsseparationen är avslutad stänges vakuum- ledningen till slussen 19 och luft tillåtes inströma, varvid stängningskraften på slussens 19 bottenventil 21 upphör och slussens 19 innehåll tömes i behållaren 4. Samtidigt återkommer stängningskraften på ventilen 9, så att slussen 18 åter är beredd att mottaga uppsamlings- och magasinera spolningsmaterial. Vid denna slusstyp står den övre slussen alltid under vakuum. Kännetecknande för detta utförande är, att flera spolningar kan utföras, innan tömning av uppsamlingsbehållaren behöver ske, vil- ket minskar tryckluftbehovet, samt att spolning kan ske på vanligt sätt utan elektrisk impuls. ' Fig 4 visar en dubbel sluss, som arbetar helt utan elektrisk servostyrning och alltså är helt oberoende av tillgång till elkraft. Två enkla slussar 22 och 23 var- dera av samma typ som den enkla slussen 3 i fig 2 är rör- liga i vertikalled i förhållande till varandra, så att när den ena rör sig uppåt, rör sig den andra nedåt lika långt. Kopplingen mellan slussarna 22 och 23 sker över 10 15 20 25 30 35 7soo779-6 ett kugghjul 24, medelst kuggstänger 25, så att kugghju- let utför en vridrörelse på 900-l80° när slussarna rör sig från det ena ändläget till det andra. Vid kugghjulet är en viktbelastad arm 26 fäst.

Vidare är vardera slussen upptill försedd med en kolv 27, 28 med en ventilöppning 29, 30, som samarbetar med var sin cylinder 31, 32, som är anslutna till ett vakuum- system 33. I utgångsläget befinner sig slussen 22 i sitt övre läge, varvid kolven 27 i cylindern 31 med sin ven- tilöppning 29 sätter slussen 22 under vakuum. Dess bot- tenventil blir därvid i stängt läge.

Samtidigt är slussen 23 i sitt nedersta läge, varvid ventilöppningen 30 i kolven 28 har förbindelse med ytter- luften. Slussen 23 står alltså under atmosfärstryck och bottenventilen är obelastad.

-Den viktbelaštade ármen 26 ligger i sitt högra läge och tynger ned slussen 23, som inte kan röra sig uppåt förrän motsvarande tyngd i form av spolningsvätska in- kommit i slussen 22. Avfallsledningen 6 från klosettsto-, len 1 är förgrenad och över backventiler 33, 34 ansluten till slussarna 22 och 23.

' Vid spolning i utgångsläget suges därför spolnings- vätskan till slussen 22. Om därvid vikten av spolnings- vätskan förmår svänga armen 26 över till vänster, kommer slussen 22 att röra sig till sitt nedre läge och kommer därvid att via ventilöppningen 29 komma i kontakt med ytterluften, och tömning av slussen 22 sker, medan slus- sen 23 inkopplas till vakuumsystemet och är beredd till nästa spolning. - Den belastade armen 26 kan också väljas så tung, att det fordras ett antal spelningar, innan den svänges över och åstadkommer tömning av slussen 22.

Som synes fungerar denna sluss helt mekaniskt utan elektriskt styrda don.

En dubbelsluss med alternativ fyllning och tömning av de båda slussarna men med helt annorlunda styrsystem har beskrivits i svenska patentet nr 348 783.

Claims (2)

780071946 10 15 20 PATENTKRAV

1. Vakuumtoalettanordning för mobila enheter, såsom tåg och bussar, innefattande minst en toalettstol (1), medel för att alstra vakuum, en uppsamlingsbehâllare (4), ledningar med ventiler för att transportera mate- rial från toalettstolen (1) till uppsamlingsbehâllaren (4) med hjälp av nämnda vakuum, en sluss (3), som är in- kopplad i ledningen före uppsamlingsbehållaren (4), och organ för tillförsel av spolvätska till toalettstolen (1), k ä n n e t e c k n a d av den kombinationen, att medlet för att alstra vakuum i slussen (3), och i led- ningarna på i och för sig känt sätt består av en pneuma- tisk ejektor (2), som är ansluten till en tryckluftför- rådsbehållare (5), och att ejektorns för vakuumalstringen erforderliga drivluft tillföres uppsamlingsbehållaren (4), som är öppen mot det fria, och utnyttjas för syre- sättning av dennas innehåll för att därigenom åstadkom- ma effektiverat aeroba betingelser i uppsamlingsbehâlla- ren (4).

2. vakuumtoalettanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att en mellan ejektorn (2) och uppsamlingsbehållaren (4) kopplad trögverkande ventil (15) är anordnad att säkerställa spolníngsfunk- tionen i det fall uppsamlingsbehållarens innehåll frusit till is. _ ANFURDA PUBLIKATIONER: Sver1ge 355 041 (E03f 7/04), 389 882 (E03D 3/10) Storbritannien 680 154 ïâ ;6?19 369 (4-8), 3 239 849 (4-77), 3 487 475 (4-10), 3 811 135