SE512500C2 - Vakuumenhet och vakuumtoalettsystem innefattande sådan vakuumenhet - Google Patents

Description

v, lmiiiå i i nät: a _ i dä; än, n 512 500 ligen stort, vilket leder till oönskade tillverkningskost- nader.

UPPFINNINGENS SYFTE Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att undan- röja ovannämnda problem genom att åstadkomma en vakuumenhet av den inledningsvis nämnda typen, i vilken antalet ingå- ende delar och kanaler reducerats jämfört med kända vakuumenheter Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett vakuumtoalettsystem, i vilket en sådan vakuumenhet ingår.

SAMMANFATTNING Till grund för uppfinningen ligger insikten om att ovan- nämnda mål kan uppnås genom en vakuumenhet, vid vilken en ejektor utnyttjas för alstring av såväl över- som under- tryck genom att ejektorns utgàngskanal blockeras respektive öppnas.

Således kännetecknas en vakuumenhet enligt uppfinningen, vilken innefattar en första, till en källa för tryckluft anslutbar, ventil med ett första, stängt läge och ett andra, öppet läge, en andra, till en källa för tryckluft anslutbar, ventil, en ejektor, med ett inloppsmunstycke, ett utloppsmunstycke och en vakuumöppning, vilken ejektor via inloppsmunstycket är förbunden med den första ventilen och via vakuumöppningen är förbunden med en första anslut- ning hos vakuumenheten, och en kolvventil, med en första ingång, en andra ingång och en utgång, vilken kolvventil har ett öppet läge, i vilket utgången står i förbindelse med den första ingången och ett stängt läge, i vilket ut- gången ej står i förbindelse med den första och den andra 512 500 ingången, och vid vilken kolvventil den första ingången är förbunden med ejektorns utloppsmunstycke, den andra in- gången är förbunden med den andra ventilen, och utgången är förbunden med en andra anslutning hos vakuumenheten, av att den andra ventilen har ett första läge, i vilket kolvven- tilens andra ingång står i förbindelse med omgivningen, och ett andra läge, i vilket kolvventilens andra ingång står i förbindelse med källan för tryckluft, varvid kolvventilen regleras till öppet läge med den andra ventilen i det första läget, varigenom ett öppet läge hos den första ven- tilen alstrar ett undertryck i vakuumöppningen och kolv- ventilen regleras till stängt läge med den andra ventilen i det andra läget, varigenom en öppning av den första venti- len alstrar ett övertryck i vakuumöppningen.

En sådan utformning möjliggör en vakuumenhet med ett redu- cerat antal ingående delar och kanaler.

Vidare åstadkommer uppfinningen ett vakuumtoalettsystem, i vilket en sådan vakuumenhet ingår.

Ytterligare föredragna utföringsformer definieras av de underordnade patentkraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer att närmare beskrivas såsom exempel, med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: fig. 1 visar en perspektivvy av ett vakuumtoalettsystem innefattande en vakuumenhet enligt uppfinningen, fig. 2 visar ett snitt genom vakuumenheten i fig. 1, fig. 3 visar ett principschema över vakuumenheten i fig. 1, och I IIIIII III IIII I IIIII I IIII II II I 'I'I' ||I I IIIII III Inn II II I I II IIII III IIIII IIII III IIIII MI “nu I lfiiiiwn . ._ .maliin L.. x H .sån :xiñï 512 500 fig. 4 visar ett principschema över toalettsystemet i fig. l.

UTFÖRINGSFORMER Nedan beskrivs en föredragen utföringsform av en vakuumen- het enligt uppfinningen, samt ett toalettsystem innefat- tande en sådan vakuumenhet.

Vakuumenhet Vakuumenheten 2, som visas i fig. l och över vilken visas ett principschema i fig. 2, innefattar två magnetventiler 4 och 6, som via en respektive ingång Il, I2 är anslutbara till en källa 32 för tryckluft, se fig. l och 4. Den visade utföringsformen av vakuumenheten uppvisar två ingångar för tryckluft, men de båda magnetventilerna 4, 6 skulle även kunna vara förbundna med en gemensam tryckluftsingång hos vakuumenheten.

Med referens till fig. 3 kommer nu magnetventilernas funk- tion att förklaras. Den första magnetventilen 4 är en s.k. 2/2-ventil med ett första, opåverkat läge, i vilket dess ingång 4a och utgång 4b ej står i förbindelse med varandra, dvs ventilen är stängd, och ett andra, påverkat läge, i vilket dess ingång och utgång står i förbindelse med var- andra, dvs ventilen är öppen. Den första ventilen styr tillförseln av tryckluft till en ejektors 10 inloppsmun- stycke lOa.

Den andra magnetventilen 6 är en s.k. 3/2-ventil med ett första, opåverkat läge i vilken en första ingång 6a ej står i förbindelse med någon utgång och ingång/utgång 6c står i förbindelse med utgång 6b och ett andra, påverkat läge, i vilken ingång 6a står i förbindelse med ingång/utgång 6c 512 500 och utgång 6b ej står i förbindelse med vare sig ingång 6a eller ingång/utgång 6c. Ingången 6a är anslutningsbar till en källa för tryckluft 32 och utgången 6b står i förbin- delse med den atmosfär, som omger vakuumenheten 2, dvs med omgivningsluften, via en tredje utgång U3 på vakuumenheten.

Denna utgång U3 kan förbindas med utgång U2 eller annan ex- tern anslutning för erhållande av ett slutet system. In- gången/utgången 6c står i förbindelse med en kolvventil 16, vilken den andra magnetventilen 6 har som uppgift att manövrera, se nedan.

Ejektorn 10 fungerar så, se fig. 2, att den vid genomstrom- ning av luft från inloppsmunstycket lOa till ett utlopps- munstycke lOb alstrar ett vakuum i ejektorns inre och i en- heter, som via en vakuumöppning lOc är anslutna till detta utrymme.

Såsom framgår av fig. 2 är ejektorns inloppsmunstycke lOa förbundet med den första magnetventilen 4 och är vakuumöpp- ningen l0c förbunden med en första anslutning Ul hos vakuumenheten, till vilken man företrädesvis anordnar ett filterelement.

Ejektorns utloppsmunstycke lOb är förbundet med en första ingång l6a hos kolvventilen 16. En utgång l6c hos denna kolvventil är förbunden med en andra anslutning U2 hos vakuumenheten. Till denna anslutning U2 kan en avluftnings- ledning anslutas så att man erhåller ett helt slutet sys- fem.

Kolvventilen 16 är via en andra ingång l6b förbunden med den andra magnetventilen 6. Kolven 16 uppvisar en mindre yta mot den första ingången l6a jämfört med mot den andra ingången l6b. Vid samma tryck vid de båda ingångarna l6a, H11 U l\|\r W iUll \ Il II H' H III! 'min _a.._._x v. v: 512 500 l6b strävar därför kolven 16 från den andra ingången l6b och mot den första ingången l6a, varigenom kolvventilen stängs, dvs förbindelsen mellan den första ingången l6a och utgången 16c blockeras.

Läget för denna kolvventil regleras därför på följande sätt. Vid avsaknad av tryck vid de båda ingångarna l6a, l6b är kolvventilens läge odefinierat. Detta saknar betydelse, då detta skulle innebära att vakuumenheten ej är i drift.

Vid tryck vid den andra ingången l6b strävar kolvventilen till stängt läge, även om motsvarande trycknivå skulle fin- nas vid den första ingången 16a. Om den första magnetven- tilen 4 då är öppen genereras ett övertryck i 10, eftersom luft som tillförs ejektorns 10 inloppsmunstycke lOa ej kan strömma ut genom ejektorns utloppsmunstycke lOb till följd av att utloppsmunstyckets lOb förbindelse med anslutningen U2 blockeras av kolvventilen 16. Om den första magnetven- tilen däremot är stängd inträder ett hålläge, i vilket genererat tryck i ejektorn 10 och därmed den första anslut- ningen U1 bibehålls väsentligen konstant.

Om slutligen den första magnetventilen är öppen och den andra befinner sig i det läge, i vilket kolvventilens andra ingång l6b står i förbindelse med omgivningen, tvingas kolvventilen till öppet läge, varigenom luft kan passera från ejektorns ingång lOa till dess utgång lOb och vidare genom kolvventilen 16 och den andra anslutningen U2. Däri- genom alstras ett undertryck eller vakuum i ejektorn, vari- genom vakuum byggs upp i behållare kopplad till den första anslutningen Ul. 512 500 Det ovanstående förtydligas av följande sanningstabell: Första Andra Kolvventil Vakuum/ magnetventil 4 magnetventil 6 stängd/öppen Övertryck Första läge Första läge Odefinierat Odefinierat (stängd) (omgivning) Första läge Andra läge Stängd Hålläge (stängd) (källa för tryckluft) Andra läge Första läge Öppen Vakuum (källa för (omgivning) tryckluft) Andra läge Andra läge Stängd Övertryck (källa för (källa för tryckluft) tryckluft) En trycksensor (ej visad) är monterad pà en till anslut- ningen Ul monterad slang 38. En signal avges från denna sensor till en (ej visad) styrenhet då önskat vakuum före- ligger i en med vakuumenheten via anslutningen Ul förbunden tank.

Slutligen är en säkerhetsventil (ej visad) ansluten till slangen 38 eller tanken 30.

Enheten 2 enligt uppfinningen tillverkas företrädesvis genom formsprutning av acetalplast (POM).

System Ett såsom exempel i fig. 4 visat vakuumtoalettsystem inne- fattar en toalett 20, vilken kan vara en vakuumtoalett av konventionell typ, som via en inloppsventil 22 står i för- bindelse med en trycksäker tank 30 för mellanlagring av ma- terial, som avgår från denna toalett 20. Vid den föredragna l min» h (Mm ) HWHH H IH 'I i). ) H ) (HI H w) Hlfll H m) | nu 'UNI \ HIH) ...í-Lmhg 'ïïmli i\ 1....

Hill iHi x w-wvv 1 ~ IHH 512 500 utföringsformen rymmer~denna tank ca. 2 liter, men fylls vid normal drift inte med mer än ca. 2 dl spolvatten.

Vidare innefattar systemet en uppsamlingsbehållare 26, som står i förbindelse med tanken 30 via en utloppsventil 24 och en utloppsledning 34. Ventilerna 22, 24 manövreras me- delst från styrenheten reglerade ställdon. En vattenbehàl- lare 28 står i förbindelse med toaletten 20.

Slutligen innefattar systemet en vakuumenhet 2 enligt upp- finningen, vilken drivs av en källa för tryckluft 32, vil- ken företrädesvis arbetar med ett tryck i området 4-8 bar.

Vakuumenhetens första anslutning U1 ansluter till trycktan- ken 30 via en ledning 38, den andra anslutningen U2 an- sluter till utloppsledningen 34 via en avluftningsledning 36 och den tredje anslutningen U3 står i förbindelse med omgivningsatmosfären.

Funktion I det följande kommer funktionen för vakuumenheten enligt uppfinningen att beskrivas med hjälp av en typisk arbets- cykel för en enhet, som används i det som exempel givna vakuumtoalettsystem.

Inledningsvis föreligger ej vakuum i tanken 30. De båda magnetventilerna befinner sig i det första läget, dvs käl- lan för tryckluft 32 är bortkopplad. De första magnetven- tilen 4 aktiveras, t.ex. medelst en elektrisk impuls, exem- pelvis en 24V likströmspuls från en (ej visad) källa för elektrisk effekt. Samtidigt tillses, att den andra magnet- ventilen 6 befinner sig i sitt första läge, dvs kolvventi- lens andra ingång l6b är ansluten till omgivningen. Därvid släpps tryckluft från tryckluftskällan 32 igenom den första ventilen och denna luft strömmar tvärs igenom ejektorn 10, (1 512 500 från det mindre inloppsmunstycket 10a till det större ut- loppsmunstycket l0b och vidare genom slangen 36 och ut- loppsledningen 34, där den har en rensande funktion. Sam- tidigt alstras vakuum i ejektorn 10 och därmed i tanken 30.

Ventilerna 22 och 24 är i detta steg stängda.

En signal kommer från trycksensorn då önskat vakuum upp- nåtts i tanken 30. I detta läge stänger den första magnet- ventilen 4 och väsentligen samtidigt aktiveras den andra magnetventilen 6 så att den intar sitt andra läge. Därige- nom inträder vakuumenheten 2 i sitt hàlläge. Toaletten är då färdig för spolning.

Vakuumtoaletten kan vara förberedd pà detta sätt i väntan på spolningssignal, eller kan vakuum börja byggas upp vid spolningssignal. Denna spolningssignal kan alstras medelst en tryckknapp eller på annat sätt, såsom medelst en till toalettlocket ansluten brytare. Då denna spolningssignal erhållits och vakuum föreligger i tanken 30, öppnas in- loppsventilen 22 och det vakuum som föreligger i tanken 30 medför att innehållet i toaletten sugs in i tanken tillsam- mans med vatten frán vattenbehállaren 28, som i detta skede redan har trycksatts via ej visade organ och som spolar toalettens väggar rena.

När toalettinnehàllet har sugits in i tanken 30, stänger inloppsventilen 22. Därefter aktiveras den första magnet- ventilen 4 så att ett övertryck alstras genom att tryckluf- ten strömmar genom ejektorn 10 och via slangen 38 in i tan- ken 30. På detta sätt rensas också ejektorn 10 och slangen 38 från oönskade partiklar. När trycket har byggts upp i tanken 30 stängs den första magnetventilen 4, så att vakuumenheten àtergàr till sitt hålläge. Därefter öppnas ”l il ll lll l lll; l|'l"l 'l “ ll l' ”ll l||l l l ll llll 512 500 10 utloppsventilen 24 varigenom tanken 30 töms till uppsam- lingsbehållaren 26.

Slutligen stängs utloppsventilen 24, företrädesvis på ett tidsstyrt sätt, samtidigt som de båda magnetventilerna de- aktiveras, dvs bringas återgå till sitt resp. första läge.

Därefter kan proceduren återupprepas.

Genom att man enligt uppfinningen arbetar med fullt tryck på kolvventilen 16 ästadkommes en särskilt tillförlitlig konstruktion, eftersom risken för igensättning av kolven med smutspartiklar o.d. därigenom minimeras. Vidare gör av- saknaden av backventil konstruktionen såväl billigare som mer tillförlitlig än kända vakuumenheter.

Ovan har en föredragen utföringsform av en vakuumenhet en- ligt uppfinningen beskrivits. Denna kan emellertid varieras i flera avseenden inom ramen för patentkraven. Exempelvis uppvisar ejektorn vid den föredragna utföringsformen ett inloppsmunstycke och ett utloppsmunstycke, med den skulle även kunna uppvisa flera inlopps- och utloppsmunstycken.

Därigenom erhålls större tryckalstringskapacitet, varigenom cykeltiderna kan förkortas.

Vakuumenhetens 2 ventiler 4 och 6 har beskrivits som mag- netventiler. En fackman inom teknikområdet inser, att varje lämplig ventil kan användas. Vidare inses, att trycksensorn och säkerhetsventilen även kan vara integrerade med vakuum- enheten.

Claims (9)

512 500 ll Patentkrav

1. Vakuumenhet, innefattande en första, till en källa för tryckluft (32) anslutbar, ven- til (4) med ett första, stängt läge och ett andra, öppet läge, en andra, till en källa för tryckluft (32) anslutbar, ven- til (6), en ejektor (10), med ett inloppsmunstycke (lOa), ett ut- loppsmunstycke (l0b) och en vakuumöppning (l0c), vilken ejektor via inloppsmunstycket är förbunden med den första ventilen (4) och via vakuumöppningen är förbunden med en första anslutning (Ul) hos vakuumenheten (2), och en kolvventil (16), med en första ingång (l6a), en andra ingång (l6b) och en utgång (l6c), vilken kolvventil har ett öppet läge, i vilket utgången (16c) står i förbindelse med den första ingången (l6a) och ett stängt läge, i vilket ut- gången (16c) ej står i förbindelse med den första (l6a) och den andra (l6b) ingången, och vid vilken kolvventil (16) den första ingången är förbunden med ejektorns utlopps- munstycke (l0b), den andra ingången är förbunden med den andra ventilen (6), och utgången är förbunden med en andra anslutning (U2) hos vakuumenheten, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra ventilen (6) har ett första läge, i vilket kolvventilens (16) andra ingång (l6b) står i förbindelse med omgivningen, och ett andra läge, i vilket kolvventilens I w) IIH ) WII! ) ) U |'( 512 500 12 (16) andra ingång (l6b) står i förbindelse med källan för tryckluft, varvid kolvventilen (16) regleras till öppet läge med den andra ventilen (6) i det första läget, varigenom ett öppet läge hos den första ventilen (4) alstrar ett undertryck i vakuumöppningen och kolvventilen (16) regleras till stängt läge med den andra ventilen (6) i det andra läget, varigenom en öppning av den första ventilen (4) alstrar ett övertryck i vakuumöpp- ningen. _

2. Vakuumenhet enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d a v att åtminstone en av de första och andra venti- lerna (4,6) är en magnetventil.

3. Vakuumenhet enligt krav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att den andra ventilen (6) är en 3/2- ventil.

4. Vakuumenhet enligt något av krav 1-3, k ä n n e - t e c k n a d a v att ventilerna är anslutbara till samma källa för tryckluft via en gemensam ingång.

5.. Vakuumenhet enligt något av krav l-4, k ä n n e - t e c k n a d a v en med vakuumenhetens (2) första an- slutning (Ul) förbunden trycksensor.

6. Vakuumenhet enligt något av krav l-5, k ä n n e - t e c k n a d a v en med vakuumenhetens (2) första an- slutning (Ul) förbunden säkerhetsventil.

7. Vakuumenhet enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att den är tillverkad medelst formsprutning. 512 500 l3

8. Vakuumenhet enligt krav 7, k ä n n e t e c k - n a d a v att den är tillverkad av acetalplast.

9. Vakuumtoalettsystem, innefattande en toalett (20), en med toaletten förbunden vattenbehàllare (28), en mellanlagringstank (30) förbunden med toaletten via en in- gàngsventil (22) en förvaringstank (26), förbunden med mel- lanlagringstanken via en utloppsventil (24) samt en källa för tryckluft (32), k ä n n e t e c k n a t a v en vakuumenhet (2) enligt något av föregående patentkrav förbunden med källan för tryckluft via de första och andra ventilerna (4,6), mellanlagringstanken via den första an- slutningen (Ul) och med förvaringstanken via den andra an- slutningen (U2). W HU HHII