SE501960C2 - Vakuumtoalettsystem med vakuumgenerator med väsentligen konstant drifttid - Google Patents

Description

501 960 2 samband med varje tömnings- och spolningsförlopp. Uppfinningen avser vakuumtoalettsystem av denna storleksklass.

Enligt konventionell teknik har man låtit vakuumgeneratorn arbeta så länge som behövs för att åstadkomma ett vakuum av förutbestämd storlek, eller i större system, för att upprätt- hålla den specifika vakuumnivå som krävs i systemet. I små system startar vakuumgeneratorn när ett spolningsförlopp inleds. En vakuummätare ombesörjer att vakuumgenereringen fortsätter tills den önskade vakuumnivån har uppnåtts. Längden av denna drifttid varierar beroende på systemets vakuumvo- lym.

I ett vakuumtoalettsystem ldär avloppsröret står i öppen förbindelse med uppsamlingstanken kommer den volym som skall sättas under vakuum att vara beroende av vätskenivån i tanken.

Ju mindre systemet är, desto större än de relativa variationerna i vakuumvolym. Uppfinningen avser denna typ av små vakuumtoalettsystem och bygger på den observationen, att den optimala vakuumnivå som krävs för att uppnå tillfredsstäl- lande tömning av avfall från en toalett och för att säker- ställa avfallets effektiva transport genom avloppsröret till uppsamlingstanken, inte är konstant i sådana system, utan varierar i förhållande till den föreliggande fria vakuumvoly- men, vilken, såsom har förklarats ovan, är beroende av vätskenivån i uppsamlingstanken. Ju större vakuumvolymen är, desto mindre vakuum behövs, och ju mindre vakuumvolymen är, desto större vakuum behövs för att åstadkomma den önskade effekten. (Större vakuum avser ett lägre absolut tryck och mindre vakuum ett högre absolut tryck.) Följaktligen utgör den konstanta vakuumnivå som åstadkoms i ett konventionellt vakuumtoalettsystem inte en optimal lösning, i synnerhet inte i sådana små system där variationerna i vakuumvolym_ är relativt stora.

För att lösa problemet med att alltid uppnå en optimal vakuumnivå kunde man använda ett övervakningssystem som påverkas av vätskenivån i uppsamlingstanken och med detta 501 960 3 system reglera vakuumgeneratorns drifttid. Ett sådant kontrollsystem för varierande driftider skulle vara dyrt och skulle på grund av sin komplexa natur inte vara fullt pålitligt.

Ett problem är följaktligen att konstruera ett litet vakuum- toalettsystem av ifrågavarande slag, i vilket den vakuumnivå som produceras för varje funktionscykel med avfallstömning och _ spolning, inte är konstant, utan är anpassad till variationer- na i vakuumvolym, utan att dock i onödan öka kostnaderna för ett sådant system eller minska dess pålitlighet. Lösningen enligt uppfinningen framgår av patentkravet 1. Det väsentliga i uppfinningen är att man använder en vakuumgenerator med anordningar för aktivering och styrning av dess funktion på ett sätt som håller vakuumgeneratorns driftthd i huvudsak konstant. Undersökningar har visar att denna enkla åtgärd automatiskt kommer att säkerställa att vakuumnivån för varje avfallsuttömning ligger vid eller nära optimalvärdet för den föreliggande fria vakuumvolymen i systemet. Sålunda ger en konstant drifttid hos vakuumgeneratorn i ett system av det beskrivna slaget en möjlighet att automatiskt upprätthålla en vakuumnivå som ger den mest effektiva funktionen hos systemet.

För att fastställa det lämpligaste värdet för vakuumgenera- torns konstanta drifttid är det enklast att sätta i gång systemets vakuumgenerator då avloppsröret och uppsamlingstan- ken är tomma och att observera hur lång tid det tar att uppnå en för avfallstransport lämplig vakuumnivå. Praktiska försök har visat att i ett litet vakuumtoalettsystem av den beskrivna typen ger normalt en vakuumnivå på minst 22 kPa under atmosfärtrycket tillfredsställande resultat. Den drifttid som erfordras för att uppnå denna vakuumnivå vid tom tank kan användas som utgångsvärde vid intrimning av ifrågavarande system för att oberoende av uppsamlingstankens vätskenivà alltid åstadkomma det vakuum som är bäst för systemets funktion. 501 960 4 Försök har visat att den lämpligaste storleken för en uppsam- lingstank i ett system enligt uppfinningen som omfattar en eller två toaletter är 120 till 600 liter, företrädesvis 200 till 500 liter. Vakuumgeneratorn bör normalt ha kapacitet att åstadkomma önskat vakuum inom 6 sekunder eller mindre, företrädesvis inom högst 4 sekunder. Vidare är det av vikt för att systemet skall arbeta effektivt, att uppsamlingstanken inte fylls till mera än 80% av sin volym om den är av storleken 120 till 200 liter, medan en tank på 200 till 300 liter inte bör fyllas till mera än 85% och en tank på mera än 300 liter inte bör fyllas till mera än 90%.

För att säkerställa att det föreligger en tillräckligt stor fri volym för effektiv användning av systemet, bör det finnas totalt åtmintone 30 liter fri volym i. avloppsrörsystemet mellan toaletternas avloppsventiler och uppsamlingstanken samt i tanken ovanför högsta tillåtna vätskenivà. Längden av avloppsröret mellan avloppsventilerna och uppsamlingstanken bör vara högst 20 m, företrädesvis högst 15 m. En fri inre diameter på mellan 40 och 70 mm, företrädesvis mellan 44 och 65 mm rekommenderas för avloppsröret. Detta säkerställer att avfallet transporteras genom rörledningen på ett tillfreds- ställande sätt, medan man samtidigt undviker att i rörlednin- gen skapa en onödigt stor fri volym, som måste sättas under vakuum av vakuumgeneratorn.

Uppsamlingstanken förses företrädesvis med ett alarmsystem, som ger en varning, när vätskenivàn i. tanken nàr en för ifrågavarande tankstorlek kritisk punkt, så att åtgärder kan vidtas för att tömma tanken, innan systemets funktion påverkas negativt.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritning, vars enda figur utgör en schematisk illustration av ett vakuumtoalettsystem enligt uppfinningen. 501 960 5 Det vakuumtoalettsystem som visas på ritningen är konstruerat för installation i en passagerartransportenhet såsom en järnvägsvagn eller liknande. Systemet omfattar en toalett med en skål 1, som är ansluten till ett avloppsrör 3 via en normalt stängd avloppsventil 2. Avloppsröret 3 utmynnar via en separator 4 i en uppsamlingstank 5, som är försedd med nivåindikeringsanordningar 6, som indikerar naruppsamlings- tanken 5 börjar bli så full att den bör tömmas. Uppsam- lingstanken 5 kan tömmas genom att applicera sugning till röret 7.

Vakuumgeneratorn är en ejektor 8, som via ett filter 9 sätter röret 3 och tanken 5 under vakuum. Ejektorn 8 drivs med tryckluft, som erhålls från ett tryckluftsnät 17 via en fjärrstyrd solenoidventil 10. Luft från tryckluftsnätet 17 leds också via en annan fjärrstyrd solenoidventil 11 till en enhet 12, som trycksätter spolvatten som erhålls från vattenröret 15 och avger det till toalettskålen 1. En andra fjärrstyrd solenoidventil 16 släpper fram tryckluft till avloppsventilens 2 manöverdon. En på toalettutrymmets vägg befintlig spolknapp 13 är ansluten till en styrenhet 14, som styr systemets olika funktioner.

För att sätta igång systemet trycker man på spolknappen 13, som ger en impuls till styrenheten 14, vilken öppnar solenoid- ventilen 10 och låter tryckluft passera genom ejektorn 8, så att därigenom inom några sekunder ett partiellt vakuum bildas i uppsamlingstanken 5 och avloppsröret 3. Solenoidventilen 10 förblir öppen en bestämd tid, under vilken en vakuumnivà som är beroende av vätskenivàn i uppsamlingstanken 5 genereras.

Vid en bestämd tidpunkt i funktionscykeln öppnas solenoidven- tilen ll och släpper fram vatten till spolvattenenheten 12, som i sin tur förser toalettskålen 1 med spolvatten under tryck. När solenoidventilen 16 öppnar, påverkar tryckluften i nätet 17 avloppsventilen 2 så att den öppnas. Då trycks det i toalettskålen 1 befintliga avfallet av atmosfärtrycket ut i avloppsledningen 3 och transporteras av detta tryck till uppsamlingstanken 5. 501 960 6 Ytterligare toaletter med tillhörande rörsystem och övrig utrustning kan anslutas till uppsamlingstanken 5 och till vakuumgeneratorn 8. Systemet är emellertid inte lämpligt för ett stort antal toaletter. Antalet toaletter i ett system är normalt högst fyra, företrädesvis högst tvà.

Uppfinningen begränsar sig inte till den visade utföringsfor- men, utan ett flertal varianter och modifikationer därav är tänkbara inom ramen för nedanstående patentkrav.

Claims (9)

7, 501 960 PATENTKRAV

1. Vakuumtoalettsystem omfattande ett relativt litet antal toaletter (lf, vilka var och en via en normalt stängd avlopps- ventil (2) är förbundna med ett avloppsrör (3) som står i öppen förbindelse med en uppsamlingstank (5) för avfall, en vakuumgenerator (8) för åstadkommande av ett partiellt vakuum i tanken (5) och avloppsröret (3), vilket äger rum intermit- tent då en impuls för spolning och tömning av en toalett har givits och sker till en vakuumnivå som ger effektiv transport av avfallet från vilken som helst av nämnda toaletter (1) till nämnda tank (5), kännetecknat därav, att vakuumgeneratorn (8) är försedd med anordningar (14) för aktivering och styrning av dess funktion på så sätt, att dess drifttid är väsentligen konstant vid varje toalettömningscykel och härigenom åstadkom- mer i avloppsröret (3) och uppsamlingstanken (5) ett partiellt vakuum, vars nivå varierar i förhållande till den totala fria volym som finns ovanför vätskeytan i tanken (5) och i avlopps- röret (3).

2. Vakuumtoalettsystem enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att systemet omfattar högst fyra toaletter, företrädes- vis högst två toaletter.

3. Vakuumtoalettsystem enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att vakuumgeneratorns (8) drifttid är inställd för att åstadkomma en vakuumnivå pà åtminstone 22 kPa under atmosfärtrycket, när avloppsröret (3) och uppsamlings- tanken (5) är tomma.

4. Vakuumtoalettsystem enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat därav, att vakuumgeneratorn (8) har en kapacitet som ger en drifttid på högst sex sekunder, företrädesvis högst fyra sekunder. 501 960 6

5. Vakuumtoalettsystem enligt något av patentkraven 1-4, kännetecknat därav, att uppsamlingstanken (5) har en volym på 120 till 600 liter, företrädesvis 200 till 500 liter.

6. Vakuumtoalettsystem enligt något av' patentkraven 1-5, kännetecknat därav, att nämnda styranordningar (14) är anordnade att ge en alarmsignal före eller när omkring 80% av en uppsamlingstank (5) på 120-200 liter, omkring 85% av en uppsamlingstank (5) på 200-300 liter och omkring 90% av en tank (5) på mera än 300 liter har blivit fylld.

7. Vakuumtoalettsystem enligt något av de ovanstående patentkraven, kännetecknat därav, att det finns totalt åtminstone 30 liter fri volym i avloppsröret (3) och ovanför högsta tillåtna vätskenivå i uppsamlingstanken (5).

8. Vakuumtoalettsystem enligt något av de ovanstående patent- kraven, kännetecknat därav, att avloppsrörets (3) längd mellan avloppsventilen (2) hos någon av toaletterna (1) och uppsam- lingstanken (5) är högst 20 m, företrädesvis högst 15 m.

9. Vakuumtoalettsystem enligt något av de ovantående patent- kraven kännetecknat därav, att den fria inre diametern i avloppsröret (3) är 40 till 70 mm, företrädesvis 44 till 65 mm.