专利名称：真空保持式集便器系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种真空保持式集便器系统，该系统为ー种用于旅客列车的集便器装置。
背景技术：
近年来，随着人们对铁路环境要求也日益增高，鉄路环保卫生备受重视，为解决旅客列车厕所直排所带来的问题，客车集便器的加装改造工作成为必然的趋势。在我国的铁路客车中，25G、25T型普通旅客列车运营最广，数量众多，急需ー批技术成熟、使用可靠、适用性强、经济合理的真空集便器设备。而且，现有集便器系统冲洗耗水量大，冲洗时间固定，水流射速低，水流轨迹简单效果较差。因此需要对现有集便器存在的问题进行改进创新，实现技术突破，研发出适用于25T、25G型车的先进产品。
实用新型内容为了解决上述问题，本实用新型提供ー种真空保持式集便器系统装置。针对现有集便器系统冲洗耗水量大，冲洗时间固定，水流射速低，水流轨迹简単，效果较差的问题，本实用新型做出了改进。本系统可以对冲水量、冲水时间设定并控制，提高冲洗效率降低耗水量，喷嘴布置方式与结构保证冲洗水流轨迹与便盆曲面相配合，污物在重力和水流冲击下易落入便盆底部，冲刷过程即将结束时，程序控制气缸执行排泄阀打开动作，污水通过排泄阀在大气压力作用下进入保持一定真空状态的污物箱。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案ー种真空保持式集便器系统，包括气水控制盘、便盆和冲洗环、气动执行器、排泄阀、管路和污物箱等，所述气水控制盘的水增压罐组件的排水ロ与便盆上的喷嘴通过管路相连接，便盆底部通过管路与排泄阀一端连接，排泄阀另一端通过管路与污物箱连接，所述的排泄阀上设置气动执行器；所述气水控制盘的真空发生器的吸真空ロ与污物箱通过管路相连。气水控制盘气水控制盘包含有控制盒、水增压罐组件、真空发生器、过滤减压阀、管路、电控气动阀及附件等，所述的过滤减压阀通过管路分别与水增压罐组件和真空发生器相连接，所述的电控气动阀安装在各管路的执行接ロ处，所述的控制盒与各电控气动阀之间通过信号导线连接。所述的水增压罐组件设有进水口和排水ロ，分别设有进水阀和排水阀(电控气动阀)，根据控制盒指令执行进水、增压、排水动作循环。所述的水增压罐组件的排水ロ与便盆上的喷嘴通过管路相连接，便盆底部通过弯管与污物箱连接。便盆底部与污物箱之间设置排泄阀，排泄阀上装有气动执行器(气缸)。排泄阀一端与便盆底部通过弯管连通，排泄阀另一端通过弯管与污物箱连接。所述的水增压罐组件还设有手动排水阀，便于系统维护检修。所述的气水控制盘还包含分配阀岛，所述的过滤减压阀通过分配阀岛分别连接到水增压罐组件的进水阀和水增压罐组件的排水阀。[0009]所述的真空发生器采用ニ级喷射管，降低了压缩空气消耗量。真空发生器的吸真空ロ与污物箱通过管路相连。高压空气通过过滤减压阀进行过滤并达到设定压力后分为两路。一路进入分配阀岛，根据控制盒控制指令，分别进入水增压罐组件进水阀、水增压罐组件排水阀；另一路进入真空发生器。各执行接ロ处为电控气动阀，水增压罐上的进水ロ、排水ロ根据控制盒指令执行进水、增压、排水动作循环。排泄阀排泄阀包括上排污管、阀体、气缸和下排污管，所述阀体上设置平台，在所述平台上定位并紧固气缸；阀体端面法兰盘上设置螺纹孔，分别通过螺栓与上排污管、下排污管对应的法兰盘相紧固联接。所述的阀体上设有阀体四方轴，所述气缸具有四方套筒，阀体四方轴套入四方套筒后用螺栓将气缸与阀体联接。所述阀体的端面法兰盘的上、下面还分别设有螺纹孔，用于将排泄阀组件固定于机架上。压缩空气驱动气缸执行机构带动四方套筒旋转，气缸定位于阀体上并用螺栓连接保持相对固定，四方套筒带动穿过阀体上的四方轴相对阀体转动，四方轴与球阀芯相对固定，从而实现排泄阀的启闭。排泄阀启动吋，污物从上排污管经阀芯孔进入下排污管，排泄过程结束后压缩空气驱动气缸反向旋转排泄阀闭合。便盆和冲洗环构成便盆组件，所述便盆内设置3个喷嘴，所述喷嘴通过冲洗环与供水管道连接，I个喷嘴设置于便盆前端或后端的直立曲面上，其他2个喷嘴分别设置于便盆冲洗区域不同曲面间的曲率过渡处的直立曲面上。所述的喷嘴包括座体和盖。所述的喷嘴设有扇形喷水口，可以将水以特定角度的扇形喷出。所述的冲洗环包括PU管和快插接头，其中快插接头的内径不小于6mm，冲洗环将喷嘴座体与供水管道进行连接。所述的便盆采用不锈钢整体冲压エ艺制成，便盆内表面采用抛光处理。便盆不同曲面间采用大圆弧过渡，并且采用大斜度曲面与底部衔接。便斗深度比既有产品的深。气水控制盘上集成水增压罐、真空发生器、控制盒、真空发生器及过滤减压阀附件，其中真空发生器吸真空ロ与污物箱通过管路相连、水增压罐出水ロ与便盆上的喷嘴通过管路相连接，便盆底部通过弯管与排泄阀一端连通，排泄阀上装有气缸，排泄阀另一端通过弯管与污物箱连接。各接ロ处有控制执行机构，控制信号来源于控制盒。压缩空气进入气水控制盘，驱动真空发生器产生排泄阀及污物箱之间的真空，并对冲洗水进行加压，以及驱动执行机构执行排泄阀的启闭。水经过滤后进入气水控制盘的增压罐体中进行增压备用，电控盘程序控制冲水开始时间与冲水量，高压水经过管路到达喷嘴后按设计流量和流速沿特定轨迹进行喷射冲洗。污物随水流冲洗沿便盆曲面下落至底部，冲洗过程即将结束时排泄阀打开，利用排污阀下的真空将冲洗至便盆底部的污物通过排污管吸入污物箱。本实用新型的技术效果I、本实用新型的系统通过对冲水量、冲水时间设定并控制，提高了冲洗效率，降低了耗水量，喷嘴布置方式与结构保证的冲洗水流轨迹与便盆曲面相配合，污物在重力和水流冲击下易落入便盆底部，迅速经排泄阀进入污物箱。2、该系统的设备性能、安装接口和安装条件适用于25T、25G型车。通过合理设计便盆曲线、冲洗流型及动作时间，可实现便盆的快速高效自动冲洗、污物的自动收集和存储，技术成熟、结构紧凑、性能可靠。3、气水控制盘系统可以对冲水量、冲水时间及冲水压カ设定并控制，结构紧凑体积小。能够提高空间利用和冲洗效率并节约水源。能够降低压缩空气的消耗量。4、排泄阀的阀体与气缸直接联接，并通过阀体结构定位，減少了误差累积提高了传动精度，从而降低了启闭扭矩、提高了响应速度，易于保持排污管真空度，很大程度上避免堵塞和卡死。5、便盆冲洗环上布置有三个冲洗喷嘴，位置合理，以扇形旋流冲洗便盆，由于喷嘴数量较少，可保证每个喷嘴具有较高的出水压カ和出水流量。为保持流型可控，喷嘴布置于曲面曲率过渡处附近,安装于便盆边缘直立曲面上。该便盆组件的冲洗水流能覆盖便盆内表面主要区域，覆盖面积广且无死角，水流的流速快，流量充足，能实现良好的冲洗效果，兼顾了冲洗覆盖面积与冲洗水压。下面通过附图和具体实施方式
对本实用新型做进ー步说明，但并不意味着对本实用新型保护范围的限制。
图 图 图 图 图 图 图 图 图 I为本实用新型系统组成原理图。2为气水控制盘系统构成原理图。3为排泄阀组件组成图。
4为排泄阀结构图。
5为排泄阀结构(俯视)图。
6为真空蹲便器喷嘴布置图。
7为真空蹲便器冲洗流型图。
8为真空坐便器喷嘴布置图。
9为真空坐便器冲洗流型图。
具体实施方式
如图I所示，为真空保持式集便器系统的组成原理图，其中1为污物箱，2为真空发生器，3为控制盒，4为水增压罐组件，5为便盆，6为气缸，7为排泄阀，8为喷嘴。本真空保持式集便器系统包括气水控制盘、便盆5和冲洗环、气动执行器、排泄阀7、管路和污物箱I等，气水控制盘的水增压罐组件4的排水ロ与便盆5上的喷嘴8通过管路相连接，便盆5底部通过管路与排泄阀7 —端连接，排泄阀7另一端通过管路与污物箱I连接，排泄阀7上设置气动执行器气缸6 ;气水控制盘的真空发生器2的吸真空ロ与污物箱I通过管路相连。如图2所示，为气水控制盘构成原理图，其中11为过滤减压阀，2为真空发生器，3为控制盒，12为手动排水阀，4为水增压罐组件，13为分配阀岛。气水控制盘上集成控制盒
3、水增压罐组件4、真空发生器2、过滤减压阀11、分配阀岛13、接ロ管路、电控气动阀及附件等，过滤减压阀11通过接ロ管路分别与水增压罐组件4和真空发生器2相连接，电控气动阀安装在各接ロ管路的执行接ロ处，控制盒3与各电控气动阀之间通过信号导线连接。水增压罐组件4设有进水口和排水ロ，分别设有进水阀和排水阀(电控气动阀)，根
5据控制盒3指令执行进水、增压、排水动作循环。此外，水增压罐组件4还设有手动排水阀12，便于系统维护检修。水增压罐组件4的排水ロ与便盆5上的喷嘴8通过管路相连接，便盆5底部通过弯管与污物箱I连接。便盆5底部与污物箱I之间设置排泄阀7，排泄阀7上装有气缸6。便盆5底部通过弯管与排泄阀7 —端连通，排泄阀7上装有气缸6，排泄阀7另一端通过弯管与污物箱I连接。过滤减压阀11通过分配阀岛13分别连接到水增压罐组件4的进水阀和水增压罐组件4的排水阀。真空发生器2采用ニ级喷射管，降低了压缩空气消耗量。真空发生器2的吸真空ロ与污物箱通过管路相连。高压空气通过过滤减压阀11进行过滤并达到设定压力后分为两路。一路进入分配阀岛13，根据控制盒3控制指令，分别进入水增压罐组件4进水阀、水增压罐组件4排水阀；另一路进入真空发生器2。各执行接ロ处设置电控气动阀，控制信号来源于控制盒3。水增压罐组件4上的进水口、排水ロ根据控制盒3指令执行进水、增压、排水动作循环。气水控制盘可以对冲水量、冲水时间及冲水压カ设定并控制，结构紧凑体积小。能够提高空间利用和冲洗效率并节约水源。能够降低压缩空气的消耗量。如图3-5所示，为排泄阀的结构图，其中21为上排污管，22为阀体，23为气缸，24为下排污管，25为阀体四方轴，26为平台(气缸固定平台)。本实用新型的气动排泄阀7包括上排污管21、阀体22、气缸23和下排污管24，阀体22上设置平台(气缸固定平台)26，在平台26上定位并紧固气缸23 ;阀体22端面法兰盘上设置螺纹孔，分别通过螺栓与上排污管21、下排污管24对应的法兰盘相紧固联接。阀体22上具有阀体四方轴25，气缸23具有四方套筒，阀体四方轴25套入四方套筒后用螺栓将气缸23与阀体22联接。阀体22的端面法兰盘上、下面还设置螺纹孔，用于将排泄阀组件固定于机架上。压缩空气驱动气缸执行机构带动四方套筒旋转，气缸23定位于阀体22上并用螺栓连接保持相对固定，四方套筒带动穿过阀体四方轴25相对阀体22转动，阀体四方轴25与球阀芯相对固定，从而实现排泄阀的启闭。排泄阀启动吋，污物从上排污管21经阀芯孔进入下排污管24，排泄过程结束后压缩空气驱动气缸23反向旋转排泄阀闭合。如图6和图7所示，分别为真空蹲便器喷嘴布置图和冲洗流型图；图8和图9分别为真空坐便器喷嘴布置图和冲洗流型图。真空蹲便器便盆组件及真空坐便器便盆组件，均包括便盆5和冲洗环，便盆5内设置3个喷嘴，喷嘴8通过冲洗环与供水管道进行连接，I个喷嘴8设置于便盆5前端或后端的直立曲面上，另2个喷嘴8分别设置于便盆5冲洗区域不同曲面间的曲率过渡处的直立曲面上。喷嘴8包括座体和盖，喷嘴8设有扇形喷水口，可以将水以特定角度的扇形喷出。喷嘴8之间由快插接头和管连接组成冲洗环，冲洗环与供水管路连接，供水管路为冲洗环提供冲洗水。喷嘴8布置位置位于便盆冲洗区域边缘不同曲面间的过渡区域。冲洗环包括管和快插接头，其中快插接头的内径不小于6mm，冲洗环将喷嘴8座体与供水管道进行连接。便盆5冲洗区域采用不锈钢整体冲压エ艺，便盆内5表面采用抛光处理工艺。便盆5不同曲面间采用大圆弧过渡，并且采用大斜度曲面与底部衔接。便斗深度比既有产品的深。[0047]如图6-7所示，真空蹲便器的I个喷嘴8设置于便盆5前端的直立曲面上，另2个喷嘴8分别设置于便盆5冲洗区域不同曲面间的曲率过渡处的直立曲面上，I个位于便盆5中部，I个位于便盆5后部。喷嘴8设有扇形喷水ロ，可以将水以特定角度的扇形喷出。如图8-9所示，真空坐便器的I个喷嘴8设置于便盆5后端的直立曲面上，另2个喷嘴8分别设置于便盆5冲洗区域不同曲面间的曲率过渡处的直立曲面上，对称分布于便盆5后部。喷嘴8设有扇形喷水ロ，可以将水以特定角度的扇形喷出。冲洗环上布置有三个冲洗喷嘴8，以扇形旋流冲洗便盆5，由于喷嘴8数量较少，可保证每个喷嘴8具有较高的出水压カ和出水流量。为保持流型可控，喷嘴8布置于曲面曲率过渡处附近，安装于便盆5边缘直立曲面上。各部分组件的功能I、便盆便盆冲洗区域陡峭，曲面过渡圆滑，可以将全部冲洗水导流到便盆的最底部。2、冲洗环在冲洗水压恒定情况下，可以使得3个喷嘴获得均衡的水压和水量。3、喷嘴在冲洗水压恒定情况下，并在便盆的特定位置上安装可以产生扇形旋流冲洗流型。冲洗效果试验通过试验发现，蹲便盆和坐便盆分别设置3个喷嘴，喷嘴采用座体和盖组合形式，便于维护，可以达到良好的冲洗效果。耗水量试验可以看出，选用内径不小于6mm的快插接头和I3U管将喷嘴座体与管道干路进行链接，组成冲洗环。在气源压カ设定值为0.46MPa，冲洗时间设定为2. Os，冲洗效果可以满足便器使用，达到冲洗干净的要求，耗水量为472ml。压缩空气进入气水控制盘驱动真空发生器2产生排泄阀7及污物箱I之间的真空并对冲洗水进行加压，水经过滤后进入气水控制盘的水增压罐4中进行增压备用，控制盒3程序控制冲水开始时间与冲水量，高压水经过管路到达喷嘴8后按设计流量和流速沿特定轨迹进行喷射冲洗。污物随水流冲洗沿便盆5曲面下落至底部，冲洗过程即将结束时气源压カ驱动执行机构气缸6执行排泄阀7的启闭，利用真空将冲洗至便盆底部的污物通过排污管吸入污物箱I。上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
权利要求1.ー种真空保持式集便器系统，其特征在于包括气水控制盘、便盆和冲洗环、气动执行器、排泄阀、管路和污物箱，所述气水控制盘的水增压罐组件的排水ロ与便盆上的喷嘴通过管路相连接，便盆底部通过管路与排泄阀一端连接，排泄阀另一端通过管路与污物箱连接，所述的排泄阀上设置气动执行器；所述气水控制盘的真空发生器的吸真空ロ与污物箱通过管路相连。
2.根据权利要求I所述的真空保持式集便器系统，其特征在于所述的气水控制盘包含有控制盒、水增压罐组件、真空发生器、过滤减压阀、管路和电控气动阀，所述的过滤减压阀通过管路分别与水增压罐组件和真空发生器相连接，所述的电控气动阀安装在各管路的执行接ロ处，所述的控制盒与各电控气动阀之间通过信号导线连接。
3.根据权利要求2所述的真空保持式集便器系统，其特征在于所述的水增压罐组件设有进水口和排水ロ，分别设有进水阀和排水阀；所述的排水ロ与便盆上的喷嘴通过管路相连接，便盆底部通过弯管与污物箱连接。
4.根据权利要求3所述的真空保持式集便器系统，其特征在于所述的水增压罐组件还设有手动排水阀。
5.根据权利要求4所述的真空保持式集便器系统，其特征在于所述的气水控制盘还包含分配阀岛，所述的过滤减压阀通过分配阀岛分别连接到水增压罐组件的进水阀和水增压罐组件的排水阀，所述的真空发生器采用ニ级喷射管。
6.根据权利要求I所述的真空保持式集便器系统，其特征在于所述的排泄阀包括上排污管、阀体、气缸和下排污管，所述阀体上设置平台，在所述平台上定位并紧固气缸；阀体端面法兰盘上设置螺纹孔，分别通过螺栓与上排污管、下排污管对应的法兰盘紧固联接。
7.根据权利要求6所述的真空保持式集便器系统，其特征在于所述的阀体上设有阀体四方轴，所述气缸具有四方套筒，阀体四方轴套入四方套筒后用螺栓将气缸与阀体联接。
8.根据权利要求7所述的真空保持式集便器系统，其特征在于所述阀体的端面法兰盘的上、下面还分别设有螺纹孔。
9.根据权利要求I所述的真空保持式集便器系统，其特征在于所述便盆内设置3个喷嘴，所述喷嘴通过冲洗环与供水管道连接，I个喷嘴设置于便盆前端或后端的直立曲面上，其他2个喷嘴分别设置于便盆冲洗区域不同曲面间的曲率过渡处的直立曲面上。
10.根据权利要求9所述的真空保持式集便器系统，其特征在于所述的喷嘴包括座体和盖，所述的喷嘴设有扇形喷水口 ；所述的冲洗环包括PU管和快插接头。专利摘要本实用新型涉及一种真空保持式集便器系统，包括气水控制盘、便盆和冲洗环、气动执行器、排泄阀、管路和污物箱，气水控制盘的水增压罐组件的排水口与便盆上的喷嘴通过管路相连接，便盆底部通过管路与排泄阀一端连接，排泄阀另一端通过管路与污物箱连接，排泄阀上设置气动执行器；气水控制盘的真空发生器的吸真空口与污物箱通过管路相连。该系统可以对冲水量、冲水时间设定并控制，提高冲洗效率降低耗水量，喷嘴布置方式与结构保证的冲洗水流轨迹与便盆曲面相配合，污物在重力和水流冲击下易落入便盆底部，迅速经排泄阀进入污物箱。
文档编号B61D35/00GK202716885SQ20122042256
公开日2013年2月6日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年2月28日
发明者曾凤柳, 邱慧, 闫凯, 马麒, 陈泽昊, 水春雨, 张玉宽, 黄大鹏, 董大为, 薛强 申请人:中国铁道科学研究院, 中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所, 北京中铁科节能环保新技术有限公司