RU2670938C9

RU2670938C9 - Water-saving toilet

Info

Publication number: RU2670938C9
Application number: RU2017105648A
Authority: RU
Inventors: Валентин Александрович Петраков; Арам Андраникович Карибян
Original assignee: Валентин Александрович Петраков
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2018-11-26
Also published as: EA036031B1; RU2670938C2; RU2017105648A; RU2017105648A3; WO2018151623A1; EA201990040A1

Abstract

FIELD: sanitation equipment.SUBSTANCE: invention relates to sanitary equipment, primarily for vehicles. Water-saving toilet contains toilet bowl (1), the input of which is connected through flushing water (3) through U-shaped pipe (4) to the upper part of the cavity of the pressurized high-pressure vessel (5) of the sewage store (6). In the lower lateral part of vessel (5) there is branch pipe (7) with check valve (8) for supplying sewage directly from washbasin (2). In the upper part of vessel (5) there is branch pipe (9) with one-way air valve (10) for supplying high-pressure compressed air. Flushing dispenser (11) is installed on air valve (10). Dispenser (11) is made in the form of a controlled time relay connected to the input with flush button (12), and on the output side to the control input of air valve (10). Air valve (10) is in the form of a pneumomechanical or electromagnetic valve, and its valve is "open-close", connected to the control output of the time relay of dispenser (11).EFFECT: invention reduces the costs of water and the weight and dimensions of the toilet.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию, конкретно к водосберегающим туалетам. Наибольший эффект водосбережения и снижения требуемых запасов пресной воды при использовании изобретения может быть получен на железнодорожном транспорте.The invention relates to sanitary equipment, specifically to water-saving toilets. The greatest effect of water conservation and reduction of the required fresh water reserves when using the invention can be obtained by rail.

В целом дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой.In general, the shortage of fresh water is already becoming a global problem.

Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленности и сельском хозяйстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ вода служит средой обитания. Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км³. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд, в том числе туалетов железнодорожного транспорта, возвращается в реки в виде сточных вод.Water is a valuable natural resource. It plays an exceptional role in the metabolic processes that make up the basis of life. Of great importance is water in industry and agriculture. Its well-known need for the everyday needs of man, all plants and animals. For many living things, water serves as a habitat. Water needs are huge and are increasing annually. The annual consumption of water on the globe for all types of water supply is 3300-3500 km ³ . Most of the water after its use for household needs, including toilets of railway transport, returns to the rivers in the form of wastewater.

Повышение скоростей современного железнодорожного транспорта, малое время и редкие остановки дополнительно требуют перевозки больших объемов пресной воды, увеличивают нагрузку на транспорт, снижают долговечность транспорта и железнодорожных путей.Increasing the speed of modern railway transport, short time and rare stops additionally require the transportation of large volumes of fresh water, increase the load on transport, reduce the longevity of transport and railway lines.

Для экономии пресной воды желательно использовать в качестве обмывочной воды в туалетах не чистую пресную воду, а сточные воды умывальников, с одновременным уменьшением удельного расхода этих вод на обмыв чаши унитаза.To save fresh water, it is advisable to use not clean fresh water as the wash water in the toilets, but the wastewater of the washbasins, while reducing the specific consumption of these waters for washing the toilet bowl.

Эта проблема решается в водосберегающем туалете /CN 202669826, 2013.01.16/, содержащем унитаз, использующем сливную воду умывальника в качестве обмывочной воды чаши унитаза. Вход унитаза по смывным водам соединен через П-образную трубу с верхней частью полости герметичной емкости накопителя смывных вод высокого давления. В нижней боковой части накопителя смывных вод высокого давления установлен патрубок с обратным клапаном для подвода смывных вод из умывальника через сливной бак, а в верхней части - патрубок с одноходовым воздушным клапаном и ручным управлением временем подачи сжатого воздуха в емкость накопителя смывных вод высокого давления. При этом сливной бак по переливным водам соединен трубопроводом через обратный клапан с патрубком приема смывных вод унитаза. Подвод сжатого воздуха обеспечивает в /CN 202669826, 2013.01.16/ повышение энергии смывной воды и, как следствие, ее экономию.This problem is solved in a water-saving toilet / CN 202669826, 2013.01.16 / containing a toilet, using the drain water of the washbasin as the washing water of the toilet bowl. The toilet inlet for flushing water is connected through a U-shaped pipe to the upper part of the cavity of the sealed container of the high-pressure flushing water reservoir. A nozzle with a non-return valve for supplying wastewater from the wash basin through the drain tank is installed in the lower lateral part of the high-pressure wastewater accumulator, and a nozzle with a one-way air valve and manual control of the time for supplying compressed air to the high-pressure wastewater reservoir is installed in the upper part. In this case, the drain tank through the overflow water is connected by a pipe through a non-return valve to the pipe for receiving the toilet water. The supply of compressed air provides in / CN 202669826, 2013.01.16 / / increase the energy of flushing water and, as a consequence, its savings.

Недостатком известного водосберегающего туалета являются повышенные затраты смывной воды, связанные с зависимостью расхода смывной воды от времени нажатия на кнопку «смыв» для открытия крана подачи сжатого воздуха в накопитель смывных вод и с возможностью утечки смывной воды через трубопроводы перелива.A disadvantage of the known water-saving toilet is the increased cost of flushing water associated with the dependence of the flow rate of flushing water on the time the “flush” button is pressed to open the tap for supplying compressed air to the flushing water storage device and with the possibility of leakage of flushing water through overflow pipelines.

Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является дальнейшее снижение потребностей в смывной воде в водосберегающем туалете.The technical problem solved by the present invention is to further reduce the need for flushing water in a water-saving toilet.

Техническим результатом, обеспечивающим решение этой технической проблемы, является снижение зависимости расхода смывной воды от человеческого фактора.The technical result that provides a solution to this technical problem is to reduce the dependence of the flow rate of flushing water on the human factor.

Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION

Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение указанной технической проблемы обеспечивается тем, что водосберегающий туалет, содержит унитаз, использующий сливную воду умывальника в качестве обмывочной воды чаши унитаза. Вход унитаза по смывным водам соединен через П-образную трубу с верхней частью полости герметичной емкости накопителя смывных вод высокого давления. В нижней боковой части этого накопителя установлен патрубок с обратным клапаном для подвода смывных вод, а в верхней части - патрубок с воздушным клапаном для подвода сжатого воздуха.Achieving the claimed technical result and, as a result, solving the indicated technical problem is ensured by the fact that the water-saving toilet contains a toilet bowl using drain water of the washbasin as washing water of the toilet bowl. The toilet inlet for flushing water is connected through a U-shaped pipe to the upper part of the cavity of the sealed container of the high-pressure flushing water reservoir. A pipe with a check valve for supplying flush water is installed in the lower side of this drive, and a pipe with an air valve for supplying compressed air is installed in the upper part.

Согласно изобретению, он дополнительно содержит дозатор объема смывных вод, установленный на воздушном клапане подвода сжатого воздуха, а патрубок подвода смывных вод накопителя смывных вод высокого давления соединен по входу непосредственно с выходом чаши умывальника. Дозатор объема смывных выполнен в виде управляемого реле времени, соединенного по входу с кнопкой смыва, а по выходу с управляющим входом воздушного клапана. Воздушный клапан выполнен в виде пневмомеханического или электромагнитного вентиля, а его задвижка «открыто-закрыто», соединена с управляющим выходом реле времени.According to the invention, it further comprises a flushing water volume dispenser mounted on an air valve for supplying compressed air, and a flushing water supply pipe of a high-pressure flushing water accumulator is connected inlet directly to the outlet of the wash basin. The flush volume dispenser is made in the form of a controlled time relay connected at the input to the flush button, and at the output to the control input of the air valve. The air valve is made in the form of a pneumomechanical or electromagnetic valve, and its open-close valve is connected to the control output of the time relay.

Введение дозатора в виде управляемого реле времени, соединенного по входу с кнопкой смыва, а по выходу с управляющим входом воздушного клапана позволяет исключить зависимость расхода воды от человеческого фактора и обеспечить дальнейшую экономию воды в водосберегающем туалете. Прямое соединение патрубка подвода смывных вод накопителя воды высокого давления с выходом умывальника исключило необходимость использования крупногабаритного сливного бачка, соответствующих переливных трубопроводов и трубопроводов прямого соединения бачков с водяной магистралью. Это позволило исключить возможность случайного перелива воды, обеспечивая дальнейшую экономию воды в предлагаемом туалете и одновременно резко сократить массогабаритные параметры водосберегающего туалета.The introduction of a dispenser in the form of a controlled time relay, connected at the input to the flush button, and at the output with the control input of the air valve, eliminates the dependence of water flow on the human factor and provides further water saving in a water-saving toilet. The direct connection of the flush water supply pipe to the high-pressure water storage tank with the washbasin outlet eliminated the need for a large drain tank, corresponding overflow pipelines and direct connection tanks to the water main. This eliminated the possibility of accidental overflow of water, providing further water savings in the proposed toilet and at the same time dramatically reduce the overall dimensions of the water-saving toilet.

В целом указанные технические преимущества позволяют снизить зависимость расхода смывной воды от человеческого фактора и, как следствие, решить проблему дальнейшего снижения потребностей в смывной воде в водосберегающем туалете. Одновременно снижаются массогабаритные параметры водосберегающего туалета.In general, the indicated technical advantages make it possible to reduce the dependence of flushing water consumption on the human factor and, as a result, to solve the problem of further reducing the need for flushing water in a water-saving toilet. At the same time, the overall dimensions of the water-saving toilet are reduced.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема водосберегающего туалета.The invention is illustrated by the drawing, which shows a functional diagram of a water-saving toilet.

Согласно чертежу водосберегающий туалет содержит унитаз 1, использующий сливную воду умывальника 2 в качестве смывной воды 3 чаши унитаза 1. Вход унитаза 1 по смывным водам 3 соединен через П-образную трубу 4 с верхней частью полости герметичной емкости высокого давления накопителя 5 сточных вод 6 умывальника 2. В нижней боковой части накопителя 5 установлен патрубок 7 с обратным клапаном 8 для подвода сточных вод 6 непосредственно с умывальника 2. Для повышения энергии смывных вод 6 в верхней части накопителя 5 установлен патрубок 9 с одноходовым воздушным клапаном 10 для подвода сжатого воздуха высокого давления. Для экономии смывных вод на воздушном клапане 10 установлен дозатор 11 объема смывных вод. Дозатор 11 выполнен в виде управляемого реле времени, соединенного по входу с кнопкой смыва 12, а по выходу - с управляющим входом воздушного клапана 10. Воздушный клапан 10 выполнен в виде пневмомеханического или электромагнитного вентиля, а его задвижка «открыто-закрыто», соединена с управляющим выходом реле времени дозатора 11. Реле времени дозатора 11 выполнено с электронным или электромеханическим управлением временем задержки τ. Численное значение величины τ определяется опытным путем при выборе рациональных значений дозы ΔV смывной воды и гидродавления Р по критерию минимума затрат смывной воды для очистки унитаза 1 из выраженияAccording to the drawing, the water-saving toilet contains a toilet 1 using drain water of the washbasin 2 as flushing water 3 of the toilet bowl 1. According to the drawing, the inlet of the toilet 1 through the flush water 3 is connected through a U-shaped pipe 4 to the upper part of the cavity of the high-pressure storage tank 5 of the wastewater storage device 6 of the washbasin 6 2. A nozzle 7 with a check valve 8 for supplying wastewater 6 directly from the wash basin 2 is installed in the lower side of the accumulator 5; To increase the energy of the wash water 6, a nozzle 9 with a one-way is installed in the upper part of the accumulator 5 air valve 10 for supplying high pressure compressed air. To save flush water on the air valve 10, a dispenser 11 of the volume of flush water is installed. The dispenser 11 is made in the form of a controlled time relay connected at the input to the flush button 12, and at the output to the control input of the air valve 10. The air valve 10 is made in the form of a pneumomechanical or electromagnetic valve, and its valve is “open-closed”, connected to the control output of the timer of the dispenser 11. The time relay of the dispenser 11 is made with electronic or electromechanical control of the delay time τ. The numerical value of τ is determined empirically when choosing the rational values of the dose ΔV of flushing water and hydraulic pressure P according to the criterion of the minimum cost of flushing water for cleaning the toilet 1 from the expression

τ=ΔV(P)/υ_p, υ_р=к^⋅(P^⋅S), ΔV(P)≈{0.4-0.8} лτ = ΔV (P) / υ _p , υ _р = к ^⋅ (P ^⋅ S), ΔV (P) ≈ {0.4-0.8} l

где:Where:

υ_p - скорость расхода смывной воды, дм³/с;υ _p - flow rate of flushing water, dm ³ / s;

S - суммарная площадь поперечного сечения обмывочных отверстий форсунок унитаза, дм²;S is the total cross-sectional area of the washing holes of the toilet nozzles, dm ² ;

к - экспериментальный коэффициент зависимости скорости расхода воды от давления Р и суммарной площади S поперечного сечения отверстий форсунок унитаза.K is the experimental coefficient of the dependence of the water flow rate on pressure P and the total cross-sectional area S of the openings of the toilet nozzles.

Выход дозатора 11 по импульсам высокого воздушного давления Р длительностью τ соединен с полостью накопителя 5.The output of the dispenser 11 by pulses of high air pressure P of duration τ is connected to the cavity of the drive 5.

Накопитель 5 выполнен с емкостью объемом V≈{(1-10)^⋅ΔV} и гидродавлением Р≈{(2-3)ΔP}, где ΔV - минимальный объем порции воды, необходимой для очистки унитаза; ΔР - предельно допустимое значение давление в емкости и в патрубках накопителя. Для уменьшения вероятности гидроразрыва и повышения коррозийной стойкости накопитель 5 смывных вод выполнен сварным из нержавеющей стали 12Х18Н10Т толщиной 1-2 мм, объемом V=(3-8) л и гидродавлением Р=(6-9) бар.The drive 5 is made with a capacity of volume V≈ {(1-10) ^⋅ ΔV} and hydraulic pressure P≈ {(2-3) ΔP}, where ΔV is the minimum volume of a portion of water necessary for cleaning the toilet; ΔР - the maximum permissible value of pressure in the tank and in the nozzles of the drive. To reduce the likelihood of hydraulic fracturing and increase the corrosion resistance, the flush water reservoir 5 is made of welded stainless steel 12X18H10T with a thickness of 1-2 mm, a volume of V = (3-8) l and a hydraulic pressure of P = (6-9) bar.

Предложенный туалет работает следующим образом. При открытии крана 13, например, в процессе мойки или стирки в раковине умывальника 2, сточные воды 6 стекают вниз по патрубку 7 в его обратный клапан 8, проникают в емкость накопителя 5, заполняя его водами 6 умывальника 2. После использования унитаза 1 пользователь нажимает кнопку 12 «смыв» на дозаторе 11. При этом реле дозатора 11 на время τ открывает заслонку клапана 10. При этом импульс воздуха высокого давления Р через патрубок 9 попадает в полость накопителя 5 и выдавливает через П-образную трубу 4 в унитаз 1 под высоким давлением Р смывную воду 3 объемом ΔV, достаточную для удаления фекалий пользователя и очистки унитаза 2. При недостатке воды в накопителе 5 пользователь открывает кран 13 умывальника 2. При появлении воды 3 в чаше унитаза 1, свидетельствующей о наполнении емкости накопителя 5, пользователь закрывает кран 13.The proposed toilet works as follows. When the tap 13 is opened, for example, during washing or washing in the sink of the washbasin 2, the wastewater 6 flows down the pipe 7 into its check valve 8, penetrates the tank 5, filling it with water 6 of the washbasin 2. After using the toilet 1, the user presses the flush button 12 on the dispenser 11. In this case, the dispenser relay 11 opens the valve 10 for a time τ. In this case, the high-pressure air pulse P passes through the pipe 9 into the storage cavity 5 and squeezes it through the U-shaped pipe 4 into the toilet 1 under high pressure P flushing water 3 about emom ΔV, sufficient to remove the user's faeces and cleaning the toilet bowl 2. When the shortage of water in the accumulator 5, the user opens the valve 13 sinks 2. When the water 3 in the toilet bowl 1, evidencing the filling of storage tank 5, the user closes the faucet 13.

Далее процесс повторяется.The process is then repeated.

Изобретение выполнено на уровне опытного образца. Проведены его успешные испытания. На 30% сократились габариты туалета с экономией на 17% пресной воды для обмыва чаши унитаза 1. Предложенный туалет рекомендуется использовать на транспортных средствах и в помещениях, оснащенных компрессорами с рабочим давлением (6-10) бар.The invention is made at the level of a prototype. Successful trials have been carried out. The toilet’s dimensions were reduced by 30% with a 17% saving in fresh water for washing the toilet bowl 1. The proposed toilet is recommended for use in vehicles and in rooms equipped with compressors with a working pressure of (6-10) bar.

Claims

1. A water-saving toilet containing a toilet, using the washbasin’s drain water as washing water for the toilet bowl, the inlet of which is connected via a U-shaped pipe to the upper part of the cavity of the hermetic container of the high-pressure wash-water accumulator, in the lower side of which there is a pipe with a check valve for supplying flushing water, and in the upper part there is a pipe with an air valve for supplying compressed air with pressure P to the flush water storage tank, characterized in that it additionally contains flush congestion installed on the compressed air supply valve, and the flushing water supply pipe is directly connected at the inlet to the outlet of the washbasin, and the flush dispenser is made in the form of a controlled time relay connected at the input to the flush button, and at the output to the control input of the air valve , the air valve is made in the form of a pneumomechanical or electromagnetic valve, and its open-close valve is connected to the control output of the time relay.

2. A water-saving toilet according to claim 1, characterized in that the flush water reservoir is made of welded stainless steel 12X18H10T with a thickness of 1-2 mm, a volume of V = 3-8 l and a hydraulic pressure of P = 6-9 bar.