DE102007004833B4 - Verschlussvorrichtung für Vakuumurinale in Luftfahrzeugen - Google Patents

Verschlussvorrichtung für Vakuumurinale in Luftfahrzeugen Download PDF

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    • Y02T50/40Weight reduction

Abstract

Verschlussvorrichtung (3) für Vakuumurinale (2) in Luftfahrzeugen, aufweisend
– ein Behältnis (22) mit einem oberen Öffnungsquerschnitt (28) und einem unteren Öffnungsquerschnitt (25);
– einen Kugelverschluss (23) in Form einer Kugel;
wobei der Durchmesser des Kugelverschlusses (23) größer ist als der Durchmesser des unteren Öffnungsquerschnitts (25);
wobei der Kugelverschluss (23) von dem Behältnis (22) aufnehmbar und von einer Verschlussstellung (24) in eine Offenstellung (37) und von der Offenstellung (37) in die Verschlussstellung (24) überführbar ist;
wobei in der Verschlussstellung (24) der untere Öffnungsquerschnitt (25) von dem Kugelverschluss (23) verschlossen ist;
und wobei der obere Öffnungsquerschnitt (28) kreisförmig ist und der Mittelpunkt des Öffnungsquerschnitts (28) in einem seitlichen Abstand (29) zu einem obersten Punkt (30) des Kugelverschlusses (23) angeordnet ist, wodurch der Kegelverschluss (23) bei Einleitung von Flüssigkeit durch den oberen Öffnungsquerschnitt (28) eine Rotationsbewegung ausführt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung für Vakuumurinale, insbesondere für Vakuumurinale an Bord von Luftfahrzeugen, insbesondere Flugzeugen, sowie ein Verfahren zur Betätigung einer solchen Verschlussvorrichtung und ein Vakuumurinal, ausgestattet mit mindestens einer betreffenden Verschlussvorrichtung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Insbesondere an Bord von Flugzeugen befinden sich die Sanitärbereiche in unmittelbarer Nähe zu den nächstgelegenen Passagiersitzreihen. Dabei sind oftmals die im Sanitärbereich angeordneten Toiletten und Urinale in einem Abstand von weniger als einem Meter vom nächstgelegenen Passagiersitz angeordnet. Die große Nähe der genannten Einrichtungen zueinander beinhaltet für die Passagiere eine mögliche Beeinträchtigung hinsichtlich der vom Sanitärbereich, insbesondere von den Toiletten und Urinalen ausgehenden Geräuschkulisse und Geruchsbelästigung. Insbesondere betrifft dies die dem Sanitärbereich am nächsten sitzenden Passagiere. Die Geräuschkulisse hängt insbesondere mit der Spülung von Toiletten und Urinalen zusammen.
  • Um der Geräuschemission entgegenzuwirken, beschreibt die DE 42 01 986 C1 eine Vorrichtung zur Spülung einer Vakuumtoilette. Die Vorrichtung ist insbesondere zu einer Verwendung im Bereich der Luftfahrt geeignet. Es ist eine Auslösereinrichtung, ein Spülwasserventil sowie ein Absaugventil vorgesehen, wobei das Absaugventil im Bereich einer Verbindungsleitung angeordnet ist, die sich zwischen einem Toilettenbecken und einem Sammelbehälter erstreckt. Das Absaugventil ist an dem dem Toilettenbecken zugewandten Ende der Verbindungsleitung angeordnet. Im Bereich des dem Sammelbehälter zugewandten Anschlusses des Absaugventils ist eine Kupplung vorgesehen, die die Verbindungsleitung an ein Nebenstromventil anschließt.
  • Die DE 42 01 986 C1 offenbart damit eine Vorrichtung, die für die Reduzierung von Geräuschen sowie von unerwünschten Gerüchen geeignet ist.
  • US 3,956,776 A beschreibt eine Toilettenanordnung mit einem Abwassersammeltank.
  • DE 102 37 226 A1 beschreibt ein Frischwassersystem für ein Verkehrsflugzeug mit einem Sammeltank und einer Sammelrohrleitung, die mit einer Küche oder einer Toilette verbunden sind.
  • EP 0 903 444 A1 beschreibt eine Urinanlage aus Keramik, Glas oder Metall, bei der zumindest ein Teil der Oberfläche mit einem oberflächenaktiven Polymer beschichtet ist.
  • Darstellung der Erfindung
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Verschlussvorrichtung für Vakuumurinale in Luftfahrzeugen, ein Vakuumurinal mit mindestens einer betreffenden Verschlussvorrichtung sowie ein Verfahren zur Betätigung einer solchen Verschlussvorrichtung vorzuschlagen, welche wirksam Geräusche insbesondere während des Spülvorgangs bei Toiletten bzw. Urinalen vermindert.
  • Die Aufgabe wird jeweils gelöst durch eine Verschlussvorrichtung für Vakuumurinale in Luftfahrzeugen gemäß dem Anspruch 1, ein Vakuumurinal gemäß dem Anspruch 4 und das Verfahren gemäß Anspruch 6. Die Verschlussvorrichtung weist ein Behältnis mit einem oberen Öffnungsquerschnitt und einem unteren Öffnungsquerschnitt und einen Kugelverschluss in Form einer Kugel auf. Der Durchmesser des Kugelverschlusses ist größer als der Durchmesser des unteren Öffnungsquerschnitts, der Kugelverschluss ist von dem Behältnis aufnehmbar und von einer Verschlussstellung in eine Offenstellung und von der Offenstellung in die Verschlussstellung überführbar. In der Verschlussstellung ist der untere Öffnungsquerschnitt von dem Kugelverschluss verschlossen. Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Grundsätzlich kann die angegebene Verschlussvorrichtung lediglich mit zwei Bauteilen realisiert werden, nämlich dem Behältnis und dem Kugelverschluss in Form einer Kugel. Das Behältnis ist vorzugsweise mindestens zweiteilig ausgestaltet, wobei die Teile vorzugsweise miteinander verschraubbar, verklebbar oder mittels einer Schraube oder mehreren Schrauben montierbar. Der Kugelverschluss kann etwa ein handelsüblicher Tischtennisball sein. Grundsätzlich eignet sich jede, möglichst leichte Kugel, etwa eine Hohlkugel oder aber eine Kugel aus besonders leichtem Material für die Realisierung des Kugelverschlusses. Um jedoch den hygienischen Anforderungen für Sanitärbereiche zu genügen, sollten Kugelverschluss und Behältnis eine möglichst glatte Oberfläche besitzen. Das Behältnis und/oder der Kugelverschluss kann dazu mit einem geeigneten antiadhäsivem Oberflächenmaterial überzogen werden, um der Verschmutzungsneigung entgegenzuwirken.
  • Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung ist es bevorzugt, dass das Behältnis und/oder der Kugelverschluss eine antiadhäsive Oberfläche aufweist, um der Ablagerung von etwa Urinstein oder sonstigen Verschmutzungen entgegenzuwirken.
  • Gemäß einer anderen Weiterentwicklung der Erfindung weist die Verschlussvorrichtung weiterhin ein Führungsmittel auf, durch das der Kugelverschluss beweglich geführt ist. Das Führungsmittel kann eine im Behältnis angeordnete Strebe sein, die ferner einstückig mit dem Behältnis verbunden sein kann. Der Kugelverschluss wird bei der vorgenannten Ausgestaltung einerseits durch das Behältnis, insbesondere dessen Seitenwände, andererseits durch die genannte Strebe geführt. Durch die Führung ist es möglich, dass der Kugelverschluss beim Auf- und Abbewegen innerhalb des Behältnisses durch Reibung an dem Führungsmittel mechanisch von Verschmutzungen befreit wird. Anstelle eines einzigen Führungsmittels kann der Kugelverschluss auch durch mehrere Führungsmittel, insbesondere drei Führungsstäbe, geführt werden. Durch die Führung des Kugelverschlusses durch drei Führungsstäbe wird eine räumliche Unabhängigkeit von den Seitenwänden des Behältnisses erreicht, so dass der Kugelverschluss etwa in der Mitte des Behältnisses anordbar ist.
  • Gemäß der Erfindung ist der obere Öffnungsquerschnitt der Verschlussvorrichtung kreisförmig ausgestaltet und in einem seitlichen Abstand zu einem obersten Punkt des Kugelverschlusses angeordnet. Dieser Abstand sollte eine Länge von mindestens 2 mm aufweisen. Durch die Anordnung des Öffnungsquerschnitts zum Kugelverschluss wird erreicht, dass der Kugelverschluss bei Einleitung von Flüssigkeit durch den oberen Öffnungsquerschnitt eine Rotationsbewegung ausführt. Im übrigen wird der Öffnungsquerschnitt besonders vorteilhaft von einer Einlaufdüse gebildet, die den Flüssigkeitsstrahl gezielt lenken kann. Mit anderen Worten, der den Kugelverschluss tangierende, von oben auf den Kugelverschluss auftreffende Flüssigkeitsstrahl regt die Drehung des Kugelverschlusses an und verhindert beim Auftreffen von Flüssigkeit und Transportgut auf den Kugelverschluss, dass dieser etwa auf den unteren Öffnungsquerschnitt gedrückt wird und somit einen Ablauf der Flüssigkeit verhindern würde. Die Drehbewegung des Kugelverschlusses verhindert überdies eine punktuelle Verschmutzung des Kugelverschlusses, wobei insbesondere die Kugeloberfläche durch das Reiben an geeigneten Kontaktflächen des Behältnisses, etwa den Dichtungen am unteren Öffnungsquerschnitt von gröberen Verschmutzungen freigehalten wird.
  • Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung kann ein Vakuumurinal mit zwei Verschlussvorrichtungen ausgestattet sein. Die erste Verschlussvorrichtung wird vorzugsweise an einer Ablaufeinrichtung des Vakuumurinals angeordnet, die zweite Verschlussvorrichtung hingegen an einer Überlaufeinrichtung des Vakuumurinals. Die aus der Ablaufeinrichtung und der Überlaufeinrichtung abfließende Flüssigkeit füllt das Behältnis der Verschlussvorrichtung so lange auf, bis die Gewichtskraft des von dem Kugelverschluss verdrängten Flüssigkeitsvolumens gleich groß ist wie die Gewichtskraft des Kugelverschlusses. Infolgedessen hebt sich der Kugelverschluss durch statischen Auftrieb und gibt in einer Offenstellung den unteren Öffnungsquerschnitt des Behältnisses frei. Nach Freigabe des unteren Öffnungsquerschnittes können die Fluide und das Transportgut ablaufen und beispielsweise vor einem geschlossenen Absaugventil gesammelt werden, wobei nach einer einstellbaren Zeit oder nach entsprechender Sensorbetätigung das Absaugventil öffnet und die genannten Fluide und das Transportgut mittels Unterdruck abgesaugt werden. Mit Ablauf der Fluide und des Transportgutes aus dem Behältnis sinkt der Kugelverschluss wieder in Richtung des unteren Öffnungsquerschnitts, wo er schließlich einen wirksamen Geruchsverschluss bildet und die Abflussleitung gegen aufsteigende Gerüche verschließt.
  • Vorteilhafter Weise kann der untere Öffnungsquerschnitt mit einem Dichtring ausgestaltet sein, wodurch eine noch bessere Abdichtung gegen aufsteigende Gerüche erreicht werden kann. Die genannte Ablaufeinrichtung weist vorzugsweise einen Abfluss, eine Abflussleitung, eine Bypassleitung und einen Schalldämpfer auf. Der Schalldämpfer dient insbesondere der Reduktion von Geräuschen, genauer der Reduktion von Geräuschen, wie sie bei Absaugung von Flüssigkeit und Transportgut entstehen.
  • Ferner kann die Erfindung dadurch weiterentwickelt werden, dass ein Urinal, welches mit der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung ausgestattet ist, wasserlos zu betreiben ist. Das wasserlose Betreiben von Vakuumurinalen ist hinsichtlich der damit verbundenen Gewichtseinsparung für die Luftfahrt besonders vorteilhaft. Insbesondere braucht keine Spülwasserversorgungseinheit und kein Wasservorrat zum Betrieb der Vakuumurinale in Luftfahrzeugen mitgeführt zu werden. Dies bedeutet auf dem Gebiet der Luftfahrt eine Minderung des Kerosinverbrauchs.
  • Ferner wird in einer Weiterentwicklung der Erfindung ein Verfahren zur Betätigung einer Verschlussvorrichtung gemäß Hauptanspruch vorgeschlagen. Hierbei wird die Überführung des Kugelverschlusses von der Verschlussstellung in die Offenstellung dadurch erreicht, dass der Kugelverschluss bei Einleitung von Flüssigkeit einen statischen Auftrieb erfährt und den unteren Öffnungsquerschnitt freigibt. Bei Überführung des Kugelverschlusses von der Offenstellung in die Verschlussstellung verschließt der Kugelverschluss den unteren Öffnungsquerschnitt des Behältnisses nach Ableitung der Flüssigkeit allein durch sein Eigengewicht. Bekanntlich wirkt der statische Auftrieb entgegen der Schwerkraft. Auftrieb entsteht immer dann, wenn sich ein Körper, in diesem Fall der Kugelverschluss, in einem Fluid, also einer Flüssigkeit befindet und es verdrängt. Dieser Effekt ist bekanntermaßen als archimedisches Prinzip beschrieben und wird bei der Verschlussvorrichtung, insbesondere für den Kugelverschluss, verwendet. Ferner kann das Verfahren dadurch weitergebildet werden, dass die Überführung des Kugelverschlusses von der Offen- in die Verschlussstellung durch die Erzeugung eines Unterdrucks im Bereich des unteren Öffnungsquerschnitts erleichtert wird. Insbesondere lässt sich durch die genannte Weiterbildung die benötigte Abflusszeit der Flüssigkeit wirksam verkürzen.
  • Ferner ist die Erfindung einer derart ausgestaltet dass die Flüssigkeit durch einen der genannten Öffnungsquerschnitte derart in das Behältnis der Verschlussvorrichtung eingeleitet wird, dass eine an die Fließrichtung der Flüssigkeit angelegte Tangente den Kugelverschluss mit einem Abstand zum Mittelpunkt des Kugelverschlusses schneidet. Der Abstand ist bevorzugt größer als 2 mm gewählt. Hierdurch wird die Rotation des Kugelverschlusses erreicht, wodurch die oben genannten Vorteile erzielt werden können. Es ist ferner ein Flugzeug angegeben, das mit mindestens einer der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtungen ausgestaltet ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • 1 zeigt ein System zum Spülen eines Vakuumurinals ausgestattet mit einer Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung.
  • 2 zeigt die Verschlussvorrichtung mit einem Kugelverschluss in Verschlussstellung.
  • 3 zeigt die Verschlussvorrichtung gemäß 2 mit dem Kugelverschluss in einer Offenstellung.
  • 4 zeigt eine Ablauf- und Überlaufeinrichtung für ein Vakuumurinal, ausgestattet mit der Verschlussvorrichtung gemäß 2 und 3.
  • Ausführliche Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
  • Das in der 1 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Systems 1 zum Spülen eines Vakuumurinals 2 weist eine Verschlussvorrichtung 3 auf, die in den 2 und 3 noch näher erläutert wird. Die Verschlussvorrichtung 3 ist im unteren Bereich 4 eines Urinalbeckens 5 angeordnet. Dazu enthält das Vakuumurinal 2, genauer das Urinalbecken 5, einen Ablauf 6, der an eine Ablaufeinrichtung 7, aufweisend eine Ablaufleitung 8, angeschlossen ist. Die am Ablauf 6 des Urinalbeckens 5 angeordnete Verschlussvorrichtung 3 ist insbesondere zur Verhinderung von Geruchsbildung und Strömungsgeräuschen vorgesehen.
  • Die Ablaufleitung 8 mündet über eine Kupplung 9 in eine Bypassleitung 10. Wie in 1 gezeigt, hat die Ablaufleitung 8 eine vorbestimmte Neigung, um darin befindliches Transportgut und das Spülwasser aufgrund von Schwerkraft in Richtung Bypassleitung 10 in Pfeilrichtung 11 zu transportieren. Ein zur Umgebung weisendes oberes Ende 12 der Bypassleitung 10 enthält einen Ventilverschluss 14 in Form eines Rückschlagventils sowie einen Ansaugschalldämpfer 15 für eine zusätzliche Reduzierung von Geräuschemissionen. Der Ventilverschluss 14 und der Ansaugschalldämpfer 15 befinden sich, wie gezeigt, oberhalb der Kupplung 9.
  • Die Anordnung des Ansaugschalldämpfers 15 und des Ventilverschlusses 14 erfolgt gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel derart, dass eine Lufteinlassöffnung des Ansaugschalldämpfers 15 und des Ventilverschlusses 14 oberhalb eines maximal möglichen Flüssigkeitsstandes liegen.
  • Unterhalb der Kupplung 9 mündet ferner das andere Ende 16 der Bypassleitung 10 in ein Absaugventil 17. Das Absaugventil 17 ist an eine Abwasserleitung 18 angeschlossen. Die Abwasserleitung 18 ist weiter an ein Vakuumsystem 19 angeschlossen, welches ein Vakuum und dadurch in der Abwasserleitung 18 einen Sogstrom erzeugt. Das Absaugventil 17 kann geöffnet und geschlossen werden und ermöglicht im geöffneten Zustand das Auftreten des genannten Sogstroms in der Bypassleitung 10 und der Ablaufleitung 8.
  • Wie in 1 durch die gestrichelten Linien gezeigt, werden die Ventile durch eine Steuereinheit 20 angesteuert. Die Steuereinheit 20 ist mit einer Auslöseeinrichtung 21 verbunden, die gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Bedienknopf ist, der von einem Benutzer des Vakuumurinals 2 betätigt werden kann, um nach einer Druckbetätigung den Spülvorgang auszulösen. Alternativ kann der Spülvorgang mit einer entsprechenden Sensorik automatisch ausgelöst werden. Die Spülung kann durch Detektion über eine Sensorik vor Benutzung, bei Verlassen oder beim Schließen des Urinaldeckens ausgelöst werden.
  • 2 zeigt die Verschlussvorrichtung 3 in einem am unteren Bereich 4 des Urinalbeckens 5 montierten Zustand. Dabei ist ein unterer Bereich 4 des Urinalbeckens 5 nur zum Teil gezeigt. Neben dem Behältnis 22 weist die Verschlussvorrichtung 3 insbesondere einen Kugelverschluss 23 in Form eines handelsüblichen Tischtennisballes auf. Der Kugelverschluss 23 ist in einer Verschlussstellung 24 gezeigt, in der ein unterer Öffnungsquerschnitt 25 des Behältnisses 22 verschlossen ist. Über dem unteren Öffnungsquerschnitt erstreckt sich, wie gezeigt, der Innenraum des Behältnisses 22, unter dem unteren Öffnungsquerschnitt 25 ist die Ablaufleitung 8 der Ablaufeinrichtung 7 gezeigt. Ferner ist ein Führungsmittel 26 in Form einer Führungsstrebe gezeigt, das den Kugelverschluss 23 in einer möglichen Auf- und Abwärtsbewegung führt und bei Rotation des Kugelverschlusses 23 mögliche äußere Verschmutzungen des Kugelverschlusses 23 abschabt. Nach oben wird das Behältnis 22 durch eine Deckeleinrichtung 27 begrenzt, die einen oberen Öffnungsquerschnitt 28 des Behältnisses 22 ausbildet. Der obere Öffnungsquerschnitt 28 ist wie der untere Öffnungsquerschnitt 25 kreisförmig ausgestaltet. Ferner ist der obere Öffnungsquerschnitt in einem seitlichen Abstand 29 zu einem obersten Punkt 30 des Kugelverschlusses 23 angeordnet. Gründe für diese bevorzugte Anordnung finden sich in der Beschreibung zu 3. Oberhalb des oberen Öffnungsquerschnitts 28 schließt sich eine Einlaufdüse 31 an, die eine gezielte Flüssigkeitseinleitung in das Behältnis 22 ermöglicht. An die Einlaufdüse 31 wiederum schließt sich ein Einlauftrichter 32 an, der mittels Befestigungsmitteln 33 und einem Sieb 34 mit dem Urinalbecken 5 verbunden ist.
  • Zwischen dem Einlauftrichter 32 und dem Urinalbecken 5, insbesondere dessen unteren Anschlussflansch 35 befindet sich ein Dichtring 36, welcher die genannten Einheiten zur Umgebung hin abdichtet.
  • In 3 ist die Verschlussvorrichtung 3 mit dem Kugelverschluss 23 in einer Offenstellung 37 gezeigt. Die Offenstellung 37 wird nach Einleitung eines Spülvorgangs erreicht. Dabei füllen die aus dem Ablauf 6 des Urinalbeckens 5 ablaufenden, durch Pfeile 37 in ihrer Fließrichtung gekennzeichneten, Fluide den Innenraum des Behältnisses 22 so lange auf, bis die Gewichtskraft der von dem Kugelverschluss 23 verdrängten Fluide gleich groß ist wie die Gewichtskraft des Kugelverschlusses 23. Infolgedessen hebt sich der Kugelverschluss 23 durch statischen Auftrieb in Pfeilrichtung 39 und gibt über den unteren Öffnungsquerschnitt 25 den Zugang zu der Ablaufleitung 8 der Ablaufeinrichtung 7, die in 3 senkrecht zur Bildebene angeordnet gezeigt ist, frei. Die Fluide und gegebenenfalls das Transportgut können somit in die Ablaufleitung 8 zur Bypassleitung 10 hin ablaufen und werden vor einem hier nicht gezeigten geschlossenen Absaugventil gesammelt. Nach erfolgter Drainage des Behältnisses 22 der Verschlussvorrichtung 3 sinkt der Kugelverschluss 23 wieder in die Verschlussstellung 24, die in 2 gezeigt ist, zurück. Die Ablaufleitung 8 ist somit dichtend gegen aufsteigende Gerüche vorzugsweise mit einem zusätzlichen Dichtring 40 abgeschlossen.
  • Der Hauptluftstrom wird bei einem Spülvorgang durch die Bypassleitung 10 geführt, die über das hier nicht gezeigte Absaugventil an das hier ebenfalls nicht gezeigte Vakuumsystem gekoppelt ist. Der Kugelverschluss 23 der Verschlussvorrichtung 3 wird bei dem Spülvorgang durch den entstandenen Unterdruck an die Dichtung 39 gezogen und schließt dichtend ab. Am Ablauf 6 des Urinalbeckens 5 wird während des Spülvorgangs keine Luft abgezogen. Gut zu erkennen ist die durch die Fließrichtung des Fluids hervorgerufene Rotation in Pfeilrichtung des Pfeils 41. Insbesondere ist es durch die Rotation des Kugelverschlusses 23 möglich, dass Verunreinigungen des Kugelverschlusses 23 von dem Führungsmittel 26 abgestreift werden. Insbesondere ist die Einlaufdüse 31 so angeordnet, dass der Kugelverschluss 23 in die genannte Rotationsbewegung geführt wird. Der tangierende Strahl der einlaufenden Flüssigkeit regt die Drehung des Kugelverschlusses 23 an und verhindert beim Auftreffen auf den Kugelverschluss 23, dass dieser auf den Dichtring 30 gedrückt wird und den Ablauf der Flüssigkeit damit verhindert. Die Drehbewegung des Kugelverschlusses 23 verhindert insbesondere eine punktuelle Verschmutzung seiner selbst, denn die Kugeloberfläche des Kugelverschlusses 23 wird durch das Reiben an dem Führungsmittel 26 und an dem Dichtring 40 von gröberen Verschmutzungen freigehalten.
  • Die 4 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel die Anordnung von zwei Verschlussvorrichtungen 3, 3', wobei die erste Verschlussvorrichtung 3 an einer Ablaufeinrichtung 7 und die zweite Verschlussvorrichtung 3' an einer Überlaufeinrichtung 42 des hier nicht gezeigten Vakuumurinals angeordnet ist. Bekanntermaßen befindet sich das Niveau des hier nicht gezeigten Überlaufauslasses über dem Auslassniveau 43, welches bei regulären Spülvorgängen benutzt wird.
  • Der Hauptluftstrom wird bei einem Spülvorgang durch die Bypassleitung 10 geführt, die über ein hier nicht gezeigtes Absaugventil an ein ebenfalls nicht gezeigtes Vakuumsystem gekoppelt ist. Die Kugelverschlüsse 23, 23' in den Behältnissen 22, 22' werden bei dem Spülvorgang im durch den vom Vakuumsystem erzeugten Unterdruck jeweils an die in 3 gezeigte Dichtung 40 gezogen und schließen dichtend ab. An dem Ablauf 6 und an der Überlaufeinrichtung 42 wird während des Spülvorganges folglich keine Luft abgezogen. Somit entstehen keine Strömungsgeräusche an dem Ablauf 6 und an der Überlaufeinrichtung 42. Nach Abschluss des Spülvorganges dichten die Kugelverschlüsse 23, 23' durch ihre Gewichtskraft die unteren Öffnungsquerschnitte 25, 25' zur Ablaufleitung 8 bzw. der Ablaufleitung 8' ab, und die Gerüche aus den Ablaufleitungen 8 und der Bypassleitung 10 können nicht aus dem Ablauf 6 bzw. der Überlaufeinrichtung 42 entweichen.
  • Die Maschenweite des gezeigten Siebs 34 hängt von der Konstruktion der Verschlusseinrichtungen 3, 3' ab. Das Sieb 34 soll ein Verstopfen der Verschlusseinrichtungen 3, 3' verhindern.
  • 4 zeigt neben der Anordnung der beiden Verschlussvorrichtungen 3, 3' besonders deutlich ein am oberen Ende der Bypassleitung 10 angeordnetes Butterfly-Rückschlagventil 44 als Ventilverschluss 14 und über dem Butterfly-Rückschlagventil 44 einen Ansaugschalldämpfer 15, der die beim Spülvorgang auftretende Geräuschkulisse minimiert. Das Butterfly-Rückschlagventil 44 ist nur für den Betrieb mit Luft vorgesehen. Die Verschlussvorrichtungen 3, 3' sind parallel zur Bypassleitung 10 angeordnet und sind insbesondere für Fluide ausgelegt. Das Gefälle und der Rohrdurchmesser der Ablaufleitung 8 und im übrigen aller weiteren Leitungen sollte primär ein vollständiges Entleeren von ablaufenden Fluiden sowie von Transportgut ermöglichen. Im übrigen ist es ebenfalls möglich, das gezeigte Urinalsystem 1 wasserlos zu betreiben. Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass die Klappen des Butterfly-Rückschlagventils 44 rundum mit einer Dichtung in Form eines Dichtringes versehen sind, um die Dichtigkeit zu erhöhen und das Austreten von aufsteigenden Gerüchen zu vermeiden.
  • Zur Durchführung eines Spülvorgangs, der nochmals anhand von 1 beschrieben wird, wird nach einer Benutzung des Urinalbeckens 5 über eine Auslöseeinrichtung 21 die Steuereinheit 20 aktiviert, welche die Einschaltzeiten für die Ventile vorgibt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform öffnet sich zuerst für etwa eine Sekunde ein Spülventil 6, wodurch Spülwasser in das Urinalbecken 5 eingeleitet wird, wodurch weiter im Urinalbecken 5 vorhandene Verunreinigungen über das Sieb 34 und die Verschlussvorrichtung 3 in die Ablaufleitung 8 transportiert werden. Bevor das Absaugventil 17 von der Steuereinheit 20 geöffnet wird, fließen das Transportgut (der Urin, Verunreinigungen und das Spülwasser) schwerkraftgetrieben in die Ablaufleitung 8 und über ein einzuhaltendes Gefälle der Ablaufleitung 8 weiter über die Kupplung 11 in die Bypassleitung 10 bis zum Absaugventil 17. Anschließend wird das Spülventil 6 geschlossen und das Absaugventil 17 vorzugsweise für etwa 2 bis 3 Sekunden geöffnet, wodurch die im Bereich des Urinalbeckens 5, der Ablaufleitung 8 und der Bypassleitung 10 angesammelten Substanzen aufgrund einer von dem Vakuumsystem 19 erfolgten Druckdifferenz in die Abwasserleitung und weiter in das Vakuumsystem abgeführt werden. Die Luftzufuhr zum Absaugventil 17 wird durch den Schalldämpfer 15 geräuschgedämpft, so dass hier störende Geräuschemissionen unterdrückt werden.
  • Wie zuvor erwähnt, kann die Erfindung dadurch weitergebildet werden, dass das System auch als ein „wasserloses Urinal” betrieben werden kann. Vorzugsweise sollte dabei die Urinalbeckengeometrie ein schwerkraftgetriebenes Ablaufen der Fluide an der Urinalbeckenoberfläche unterstützen. Weiterhin sollte im Urinalbecken 5 eine antiadhäsive Oberflächenbeschichtung zur Unterstützung des Ablaufverhaltens eingesetzt werden. Überdies sollten alle von Fluid oder Transportgut benetzbaren Oberflächen innerhalb des Behältnisses 22, insbesondere aber der Kugelverschluss 23 eine antiadhäsive Oberflächenbeschichtung bzw. eine antiadhäsive Oberfläche aufweisen.
  • Die Erfindung ist grundsätzlich in allen Bereichen der Luftfahrt einsetzbar. Ebenfalls kann die Erfindung in Zügen oder Schiffen, wo ebenfalls Vakuumtoiletten verwendet werden, eingesetzt werden. Grundsätzlich kann die Erfindung immer dort eingesetzt werden, wo das Problem der Reduzierung von Geräuschemissionen und/oder Gerüchen gegeben ist. Im Übrigen können auch andere Einschaltzeiten für das Absaugventil und das Spülventil in Abhängigkeit von der Dimensionierung der Vakuumtoilette eingestellt werden.

Claims (7)

  1. Verschlussvorrichtung (3) für Vakuumurinale (2) in Luftfahrzeugen, aufweisend – ein Behältnis (22) mit einem oberen Öffnungsquerschnitt (28) und einem unteren Öffnungsquerschnitt (25); – einen Kugelverschluss (23) in Form einer Kugel; wobei der Durchmesser des Kugelverschlusses (23) größer ist als der Durchmesser des unteren Öffnungsquerschnitts (25); wobei der Kugelverschluss (23) von dem Behältnis (22) aufnehmbar und von einer Verschlussstellung (24) in eine Offenstellung (37) und von der Offenstellung (37) in die Verschlussstellung (24) überführbar ist; wobei in der Verschlussstellung (24) der untere Öffnungsquerschnitt (25) von dem Kugelverschluss (23) verschlossen ist; und wobei der obere Öffnungsquerschnitt (28) kreisförmig ist und der Mittelpunkt des Öffnungsquerschnitts (28) in einem seitlichen Abstand (29) zu einem obersten Punkt (30) des Kugelverschlusses (23) angeordnet ist, wodurch der Kegelverschluss (23) bei Einleitung von Flüssigkeit durch den oberen Öffnungsquerschnitt (28) eine Rotationsbewegung ausführt.
  2. Verschlussvorrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei der Kugelverschluss (23) und/oder das Behältnis (22) eine antiadhäsive Oberfläche aufweist.
  3. Verschlussvorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, weiter aufweisend ein Führungsmittel (26), durch das der Kugelverschluss (23) beweglich geführt ist.
  4. Vakuumurinal (2) in Luftfahrzeugen, aufweisend zwei Verschlussvorrichtungen (3, 3') gemäß dem Anspruch 1, wobei die erste Verschlussvorrichtung (3) an einer Ablaufeinrichtung (7) des Vakuumurinals (2) und die zweite Verschlussvorrichtung (3') an einer Überlaufeinrichtung (42) des Vakuumurinals (2) angeordnet ist.
  5. Vakuumurinal (2) in Luftfahrzeugen, aufweisend eine Verschlussvorrichtung (3) gemäß dem Anspruch 1, wobei das Vakuumurinal (2) wasserlos betreibbar ist
  6. Verfahren zur Betätigung einer Verschlussvorrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei die Überführung des Kugelverschlusses (23) von der Verschlussstellung (24) in die Offenstellung (37) dadurch erreicht wird, dass der Kugelverschluss (23) bei Einleitung von Flüssigkeit einen statischem Auftrieb erfährt und den unteren Öffnungsquerschnitt (25) freigibt; wobei die Überführung des Kugelverschlusses (23) von der Offenstellung (37) in die Verschlussstellung (24) dadurch erreicht wird, dass der Kugelverschluss (23) bei Ableitung der Flüssigkeit durch sein Eigengewicht den unteren Öffnungsquerschnitt (25) verschließt; und wobei die Flüssigkeit durch einen der Öffnungsquerschnitte (25, 28) derart in das Behältnis (22) eingeleitet wird, dass eine an die Fließrichtung der Flüssigkeit angelegte Tangente den Kugelverschluss (23) mit einem Abstand zum Mittelpunkt des Kugelverschlusses (23) schneidet, wodurch eine Rotation des Kugelverschlusses (23) erreicht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Überführung des Kugelverschlusses (23) von der Offenstellung (37) in die Verschlussstellung (24) dadurch erleichtert wird, dass im Bereich des unteren Öffnungsquerschnitts (25) ein Unterdruck erzeugt wird.
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