用于交通工具的真空便器系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于交通工具的真空便器系统，其包括:具有便盆排水口的便盆；借助于便盆排水线路连接到便盆排水口的中转箱，其中中转箱包括中转排水口，其中可切换的便盆排水阀布置在便盆排水线路中以关闭或打开便盆排水线路，其中中转箱连接到真空源和空气压力源，其中中转箱被连接到适用于检测中转箱内部的压力的中转箱压力传感器;借助于中转排水线路连接到中转排水口的废水箱，其中可切换的中转排水阀布置在中转排水线路中以关闭或打开中转排水线路。本发明的另一方面涉及用于控制该真空便器系统的方法。
【背景技术】
[0002]真空便器系统主要用于交通工具例如火车、飞机、公共汽车上或船上。该真空便器的基本原理和命名功能是通过在便盆的排水口中施加真空将废水排出便盆。由此，废水能够安全地从便盆去除并经此程序获得清洁的便盆。
[0003]用于交通工具上的具有通常结构的真空便器从ZL2005/80001631和ZL2005/80000994中是已知的。另外，具有改进功能的真空便器从ZL20 I I 8000852 I和ZL201080041694中是已知的。用于该真空便器中的特定阀从ZL201130343246和ZL02812229中是已知的。
[0004]通常，这些真空便器系统和构件允许在交通工具上安全且正确地操作该真空便器。然而，实践中，通常安装在公共场合例如公共火车上的该真空便器被滥用和破坏已经成为一个突出的问题。这种滥用和破坏甚至可能达到真空便器的部件例如垫圈被去除的程度，并且此后可接近的技术构件被操纵。另外，即便是清楚地显示并指示了一些特定的指示，但是滥用仍然发生，例如经常将大的或膨胀的废物扔到便盆中并且试图使用该真空便器系统冲走这些废物。
[0005]解决这些滥用和破坏的第一种途径显示在ZL201010140582中，其中描述了用于该真空便器的便器座的改进铰链。该铰链可有效地防止在不正确地使用和破坏中对铰链或便器座的损害，因为其机械构造阻止了这种滥用和破坏。然而，这种途径没有克服很多不同类型的滥用和破坏。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的在于提供一种具有改进功能和安全性的真空便器系统，以克服这些滥用和破坏。
[0007]该目的通过前述【背景技术】部分解释的真空便器系统来实现，其具有连接到便盆排水阀的便器控制单元、中转排水阀、中转箱压力传感器、用于信号传送的真空源和空气压力源，其中便器控制单元适于控制便盆的便盆排水程序，包括步骤:控制真空源以在中转箱中产生真空;控制便盆排水阀以从关闭状态切换到打开状态;并且其中便器控制单元进一步适用于读取中转压力传感器的压力传感器信号以将压力传感器信号与预定的真空水平进行比较，并且如果压力传感器信号低于预定真空水平，则仅打开便盆排水阀。
[0008]本发明实现的特殊改进解决了由于滥用和破坏真空便器而导致的问题。在便器硬件的操作妨碍真空源以在中转箱中产生足够的真空水平，例如因为真空源自身被损坏或者可能由于未完全关闭阀产生的泄漏，或者损坏妨碍了中转箱中的真空达到特定的足够的真空水平，可能发生这种情形，即其中中转箱仅被设定在周围压力下，或者甚至保持在高于周围压力水平的高压下，例如，如果前述中转箱通过该高压被排空。在中转箱中具有不合适真空水平的条件下，如果便盆排水阀被打开，可能会引起严重污染。在最差的情形下，中转箱中的高压可导致将废物运送出中转箱到便盆中。
[0009]根据本发明，防止了这种故障的产生，在于便盆排水阀仅在足够的真空水平例如明显低于周围压力的压力出现在中转箱中时打开。允许便盆排水阀打开所需要的真空水平的范围可位于0.3-0.8巴之间，特别是0.45巴到0.65巴。应理解，预定的真空水平是用于打开便盆排水阀的预定条件，但是不应理解成用于打开便盆排水阀的程序的指示器或触发器。这意味着不同的控制程序，例如时间程序可被用于控制便盆排水阀的打开，但是该控制程序将监测压力传感器信号，并且如果压力传感器信号低于预定的真空水平时，仅继续便盆排水阀的打开程序。
[0010]通常，在本说明书和权利要求中，真空被定义为绝对压力值并且通常位于O和I巴之间，其中具有更小数值的真空(例如，0.3巴)被定义成比具有更大数值例如0.8巴的真空更大的真空。真空还可被定义成百分比。该定义考虑了对周围压力的依赖性，这与本发明的一些应用相关。鉴于在海平面以上100米海拔处，0.7巴的绝对压力可足以用做真空，而在海平面以上4000米海拔时则不是如此，此时周围绝对压力将是0.6巴。百分比的真空值计算成:
[0011]%Vac = 100 X (1-pVac/pAmb),
[0012]其中，
[0013]%Vac =百分比的真空值，
[0014]pVac =绝对真空值(巴)，
[0015]pAmb =周围压力(巴)。
[0016]因此，0%真空的意思是周围压力，100%真空的意思是完全清空的空间。
[0017]根据本发明，中转压力传感器安装在中转箱以读取真空箱内部的真空水平。要理解，根据本说明书和权利要求，该压力传感器可用于测量真空和周围压力以上的压力，例如过压。这可以通过具有足够测量范围的单个压力传感器来实现。可选择地，可以提供两个不同的压力传感器单元或压力开关，其中一个压力传感器或开关单元用于测量真空水平，并且另一个用于测量过压水平。根据如上所述的本发明，至少需要真空压力单元用于控制本发明，但是两个单元可形成根据本发明的压力传感器或开关，并且还可提供用于测量过压的额外功能。另外，要理解，根据本发明，中转压力传感器可被认为是压力开关或真空开关或具有如压力开关和真空开关的双重功能的开关。因此，该传感器应被理解为测量类似的信号或确定数值状态。
[0018]根据第一优选实施方式，便器控制单元还适用于开启中转排水程序，包括:控制空气压力源以在中转箱中产生压力，以在空气压力源被控制以在中转箱中产生压力以后的一定延迟打开中转排水阀，其中所述延迟通过以下方式实现:读取中转压力传感器的压力传感器信号，将该压力传感器信号与预定压力水平相比较(在传感器被实施为开关的情形，这将是整体的功能)，并且在预定压力水平达到后立即打开中转排水阀，或者在空气压力源被控制以在中转箱中产生压力以后的预定时间段，打开中转排水阀。
[0019]在废水通过真空从便盆中转移到中转箱中以后，需要将废水转移到废水箱中。应理解，中转箱的该排水可以在进行便盆排水以后每次都发生，但是优选地，以不同的频率控制便盆和中转箱的排水程序，例如以比便盆更不经常地排空中转箱。
[0020]根据本发明的该实施方式提供的特殊改进，以在中转箱中开始产生高压以后的一定延迟打开中转排水阀。该延迟具有的效果是在中转排水阀打开时，在中转箱中已经出现了一定程度的高压。由此，中转箱中的废水在与通常对应于周围压力的废水箱中的压力相比在中转箱内部产生显著压力差下以增加的速度转移出中转箱。具有的优势在于，废水中的任何固体材料通过中转排水阀和中转排水线路被安全地转移，并且显著地减低了由于滥用或破坏而可能出现在中转箱中的这些固体材料导致阻塞的风险。以高速经过中转排水线路的废水包可在废水包后面引起抽吸效应，这有助于清理中转排水阀并在长期内防止该中转排水阀的故障。
[0021]根据另一优选实施方式，如果在真空源被控制以在中转箱中产生真空以后预定的时间段内压力传感器信号没有处于预定真空水平以下，便器控制单元还适于开启中转排水程序，其中中转排水程序优选地对应于上述解释的中转排水程序。在中转箱中没有达到足够的真空水平以进行从便盆到中转箱的废水中转的情形下，优选地，中转箱是空的以允许维修和防止污染。这通过自动地进行中转排水程序来实现，其中来自前述便盆排水程序而可能仍然出现在中转箱中的废水被转移到废水箱。通常，该中转排水程序优选地通过之前作为优选实施方式所述的中转排水程序来进行，具有打开中转排水阀的延迟以在中转箱中产生足够的高压。然而，可选择地，优选在由于阻止在中转箱中建立足够真空的障碍这样的特定情形下进行简化的中转排水程序，同样地可被用于在中转箱中建立足够的压力。因此，用于从中转箱排水的额外程序也可被用于这种情形下。
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