НЕ ПРОЛИТЬ НИ КАПЛИ
Ю. ПРОЗОРОВ, Е. СЕЛЕНГИНА, инженеры.
Перед дальней поездкой на поезде никому не приходит в голову брать с собой термос с чаем, ведь каждый знает, что чай всегда предложит проводник. И даже если ваш путь лежит из Москвы во Владивосток, на протяжении всей поездки без горячего питья вы не останетесь. Воды хватит и на то, чтобы умыться и привести себя в порядок…
Запасы воды находятся в верхней части вагона в специальных баках водоснабжения, которые заправляют на крупных железнодорожных станциях. На первый взгляд — совсем простая процедура. Но так ли это просто — наполнить бак водой, не пролив ни капли?
Многим пассажирам, не говоря уже о железнодорожниках, приходилось видеть, как после заполнения баков водоснабжения пассажирских вагонов большое количество питьевой воды проливается на пути. Для осмотрщиков вагонов, выявляющих неисправности и дефекты во всех узлах во время стоянок, это настоящее бедствие. Летом на междупутьях образуются лужи, а зимой ледяные наросты. И если бы под ногами был просто каток. Наледь напоминает жёлоб санной трассы, куда скатиться легко, а выбраться сложно. Бывали случаи, когда из-за ледяных наростов на путях вагоны сходили с рельсов, и отправление задерживалось.
Проблема кроется в существующем способе заливки. Обычно, подсоединив колонку к вагону через шланг и открыв вентиль, заправщик ждёт, когда вода начнёт выливаться из переливной трубы такого же диаметра, что и заправочная. Это и служит критерием окончания заправки. Уловить иным способом момент наполнения бака трудно. Поскольку заправщик заполняет одновременно несколько баков в разных вагонах, то потери воды становятся ещё более значительными.
Из-за отсутствия на подвижном составе каких-либо устройств, ограничивающих перелив воды при заправке вагона, вода щедро хлещет на станционные пути, зимой сковывая их льдом. Мало того, она продолжает литься из вагонов, когда поезда уже вышли на перегон. Путейцам приходится применять специальную технику для скалывания льда. Расходуются немалые средства на ремонт пути, отвлекаются от основной работы люди, а подчас нарушается техника безопасности.
По заказу МПС за решение проблемы взялся коллектив Инновационно-внедренческого предприятия Э. Дергачёва. Здесь разработали специальную автоматическую систему для заправки водой баков всех типов пассажирских вагонов в депо и на станциях. Она состоит из оригинального запорного клапана и устройства подачи и слива воды из шлангов (колонки). Все элементы системы защищены патентами Российской Федерации, подана заявка на патентование за рубежом.
Фактически новая система полностью автоматизирует процесс заправки вагонов водой. Рабочему остаётся только подсоединить шланг к водоналивной трубе и нажать на рукоятку устройства. Прекращение подачи воды после заполнения бака, отключение водонапорной магистрали и слив остатков воды из труб происходят без участия человека. Конструкция универсального запорного клапана делает возможной его установку в баках отечественных пассажирских вагонов всех типов. Специальный клапан создан для немецких вагонов. При этом объём работ по установке системы автоматизированной заправки невелик.
В чём преимущество этой системы по сравнению с существующими?
«В том-то и дело, что автоматизированных систем заправки вагонов водой на сегодняшний день не существует, — объясняет Эдуард Петрович Дергачёв. — Раньше в комплектацию заправочных баков входило электрическое запорное устройство. Но такое техническое решение опасно — возможна утечка тока на корпус. Это значит, что в вагоне может возникнуть пожар: образуется так называемый “вредный контур”. Поэтому подобные системы по указанию МПС были демонтированы».
В Инновационно-внедренческом предприятии Э. Дергачёва разработали систему, в основе которой — гидромеханический принцип. Система представляет собой обыкновенный гидравлический прибор. Удалось создать оригинальный запорный клапан, который перекрывает подачу воды после заполнения бака и независимо от давления и температуры сигнализирует проводнику и заправщику, что бак заполнен, а затем отключает водоразборные колонки (второй элемент системы), предварительно слив воду из наливных шлангов в канализацию.
Находясь в потоке воды, ключевые элементы запорного клапана имеют контакт с атмосферой, а наличие гидродемпфера (чем больше давление воды, тем меньше гидроудар при закрытии) создаёт возможность применения клапана в широком диапазоне давлений. Это свойство весьма актуально, поскольку при дозаправках по пути следования, например от Москвы до Владивостока, давление воды в заправочных магистралях значительно колеблется.
Интересный элемент колонки — клапан потока (переключатель), содержащий четырёхзвенный шарнирный механизм, клапан и заслонку. При включении колонки заслонка клапана поднимается вверх под действием потока воды. Благодаря конструктивным особенностям механизма можно регулировать порог срабатывания колонки. После окончания заправки (срабатывание запорного клапана в баке вагона) заслонка, в отсутствие потока воды, опускается в первоначальное положение, и колонка автоматически переключается на слив воды из шлангов в канализацию. Следует отметить, что переключатель потока устанавливается внутри трубы без каких-либо внешних соединений, которые могут дать течь из-за недостаточной затяжки или уплотнения.
Кстати, начиная заправку вагона с помощью новой системы, нужно только поднять рукоятку вверх — не надо ничего крутить (зимой на морозе открутить и закрутить что-либо не так-то просто). А по окончании заправки ручка сама возвращается в исходное положение — опускается вниз, переключая систему на слив воды из шлангов в канализацию. Таким образом, вместо пяти-шести водоливов на состав заправку могут обеспечить два-три.
А теперь факты: в Москве за сутки принимают и отправляют 228 пар поездов. В каждом составе в среднем 15—16 вагонов. Таким образом, ежедневно под заправкой только в Московском железнодорожном узле находится около 5 тыс. вагонов. При этом около 400 кубометров воды проливается на пути. На станции Москва-4 Ярославской железной дороги часто случается, что шпалы полностью погружены в воду. Что здесь творится зимой — представить нетрудно.
По самым скромным подсчётам, ежегодно на железных дорогах России впустую выливается почти миллион тонн (913 тыс.) питьевой воды, а она нынче в цене! Чтобы исключить потери, по России надо оборудовать новой системой заправки 24 тыс. вагонов. Пока новая система установлена только на 4,5 тыс. вагонов. Годовой экономический эффект (по расчетам Гипротранс ТЭИ) от использования одного запорного клапана — более 4,5 тыс. рублей. При оборудовании всего парка пассажирских вагонов он составит не менее 180 млн рублей в год!
Вообще, перелив при заправке — явление повседневное и частое, случающееся не только в пассажирских вагонах. За другими примерами не надо далеко ходить. Достаточно посмотреть на длиннющие товарные поезда с нефтяными цистернами. На всех цистернах видны подтёки нефти после разлива из горловины на базе. Если для заполнения цистерн нефтью установить автоматизированную систему Дергачёва, то при заправке не прольётся ни капли «чёрного золота».
В принципе с помощью этой системы можно без потерь осуществить любую перекачку жидкости. Она понадобится и при заправке самолётов жидким топливом. И в хозяйстве пригодится — если нужно заполнить резервуар для нагрева воды. Можно даже включить систему в конструкцию водонапорной башни.
Изобретения защищены патентами РФ: № 2117595; № 2139213; № 2156708; № 2162040; № 2182094; № 2212351; № 2328394 (международное патентование); № 71309; № 71610; № 74359; № 74359.
Источник
II. Водоснабжение пассажирских вагонов
1. Введение. Назначение водоснабжения в пассажирских вагонах
Устройства водоснабжения в пассажирских вагонах предназначены для обеспечения пассажиров питьевой водой и для удовлетворения их бытовых нужд, а также для пополнения системы отопления водой. В устройствах водоснабжения в пассажирских вагонах предусмотрены приборы для кипячения и охлаждения питьевой воды, для снабжения горячей водой умывальных чаш в туалетах и раковин для мытья посуды в служебных купе. Все пассажирские вагоны имеют самотечную систему водоснабжения.
Заправка вагонов водой производится от водоразборной колонки не реже 2 раз в сутки. Объем запасных баков рассчитан исходя из средней нормы расхода воды на одного пассажира в сутки ≈ 20 л. Для пассажирских вагонов считается оптимальным запас воды на 12 часов. Общий объем воды в системе холодного водоснабжения у большинства вагонов – около 1000 л. Около 25% всего объема воды приходится на обеспечение бесперебойной эксплуатации горячего водоснабжения.
2. Водоналивные трубы
Водоналивная труба с головкой находится с нерабочей стороны вагона, под кузовом или же на боковой стенке кузова, с двух сторон.
Резервная наливная головка системы холодного водоснабжения находится в котельном отделении. Заправку вагона водой через нее производят в случаях, когда нет возможности заправить вагон водой через основные водоналивные головки.
Обогреватели водоналивных труб бывают двух видов:
1. Электрические – у вагонов более поздних лет выпуска.
P Включить тумблер на распределительном щите для обогрева водоналивных труб за 10-40 мин. до прибытия поезда на станцию, где будет производится заправка водой.
P Выключить тумблер после заправки вагона водой.
В случае неисправности электрообогревателя, отогревание водоналивных труб производится горячей водой при помощи грелки со шлангом.
2. От системы отопления – на вагонах выпускаемых в настоящее время, имеются специальные устройства, в которые помещены водоналивные трубы. В этом устройстве постоянно циркулирует горячая вода от системы отопления – водоналивные трубы в холодное время года всегда теплые и не замерзают.
3. Устройство системы холодного водоснабжения
1. Большой бак – емкость 850 л., расположен между крышей и потолком с нерабочего конца вагона;
2. Малый бак – емкость 80 л., расположен между крышей и потолком с рабочего конца вагона;
3. Труба, соединяющая большой и малый баки;
4. Вентили находящиеся на трубах у баков – предназначены для перекрытия баков на случай их неисправности;
5. От баков отходит труба к унитазу, на ней находится вентиль для перекрытия трубы, в случае неисправности запорно-пускового устройства унитаза.
4. Запорно-пусковой механизм унитаза
5. Система горячего водоснабжения
Применяется в купейных вагонах. Состоит из: бойлерной установки; трубопровода; кранов.
Бойлерная установка предназначена для подогрева воды в системе горячего водоснабжения и для приготовления пищи. Состоит из:
1. Зольника с дверкой;
2. Топки с дверкой, внутри колосник;
3. Плиты для приготовления пищи с дверкой;
4. Дымовытяжной трубы;
5. Бойлера, в нем имеется змеевик.
Бойлерная установка работает в двух режимах:
P В отопительный сезон от системы отопления. В этом случае горячая вода из системы отопления поступает в змеевик бойлера, подогревая в нем воду. Подогрета вода по трубопроводу поступает к кранам умывальных чаш туалетов и мойке в служебном купе проводника.
P Когда не работает система отопления (закончен отопительный сезон) – подогрев воды в бойлере осуществляется при помощи сжигания твердого топлива (дрова, уголь).
6. Кипятильник непрерывного действия
Кипятильник непрерывного действия предназначен для кипячения питьевой воды.
Кипяток используется для приготовления чая, кофе, наполнения бака охладителя питьевой воды и технических нужд в вагоне.
Устройство кипятильника: корпус, внизу которого имеется топка с дверцей и зольник с дверцей. Внутри топки находятся колосники и пламегаситель.
Внутри кипятильника находятся две колбы: для сырой воды (9 л) и для кипяченой воды (17 л); с водомерным стеклом, по которому наблюдают накипание кипяченой воды. На нем имеются две метки – 15 л и 17 л. У водомерных стекол имеются внизу вентили для перекрытия водомерных стекол в случае их раскола.
На корпусе кипятильника установлены: разборный кран титана; термометр спиртовой; трехходовой кран – для спуска сырой воды с кипятильника, имеет три положения: сырая вода; закрыто; кипяченая вода; фильтр с отстойником для очистки сырой воды от механических примесей; регулятор подачи сырой воды (внутри которого находится поплавок (металлический), на поплавке имеется нижняя игла, которая входит в трубку и верхняя игла с закрепленным на ней клапаном – для перекрытия доступа сырой воды в кипятильник).
Кипятильник может быть с ТЭНами: с одним или двумя — внизу; с тремя – 2 внизу, 1 от крышки.
По санитарным нормам требуется 1 раз в 5-6 дней промывать колбу сырой воды – заполнять и сливать не менее 2 раз. Если кипяченая вода простояла неиспользуемая более 12 часов, ее не рекомендуется употреблять для питья – слить.
Источник
Водоснабжение пассажирских вагонов
Лекция 11
ТЕМА: «ВОДОСНАБЖЕНИЕ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ»
Цель: Изучить устройство и принцип работы системы водоснабжения
Пассажирских вагонов
Рекомендуемая литература:
1. Кондиционирование воздуха в пассажирских вагонах. Зворыкин М.Л., Черкез В.М. М., Транспорт, 1977.
2. Кондиционирование воздуха в пассажирских вагонах. Файерштейн Ю.О., Китаев Б.Н. М, Транспорт, 1984.
3. Искусственный климат в пассажирском вагоне. Файерштейн Ю.О., М., Транспорт. 1974.
4. Обучающая контролирующая программа «Кондиционирование воздуха в пассажирском вагоне».
План лекции:
| Водоснабжение пассажирских вагонов |
| Кипятильник питьевой воды |
| Комплекс экологически чистого туалета |
Устройства водоснабжения в пассажирских вагонах предназначены для обеспечения пассажиров питьевой водой и удовлетворения их бытовых нужд, а также для пополнения системы отопления водой в пути следования поезда. В таких устройствах предусмотрены приборы для кипячения и охлаждения питьевой воды, для снабжения горячей водой умывальников в туалетах и раковины для мытья посуды в служебном отделении. Все пассажирские вагоны имеют самотечную систему водоснабжения.
Водоснабжение пассажирских вагонов
Система водоснабжения пассажирских вагонов является важнейшим санитарно-техническим оборудованием, обеспечивающим необходимые условия пассажирам во время их длительной поездки [18]. Каждый пассажирский вагон оснащён самотёчной системой водоснабжения, предназначенной для обеспечения пассажиров питьевой водой, удовлетворения их бытовых нужд и пополнения системы отопления в промежутках между заправками. В вагоностроении нашли применение две системы водоснабжения пассажирских вагонов: отечественного и постройки заводов Германии.
Система водоснабжения некупейного вагона отечественного производства (модель 61-4194) (см. рисунок 70) предназначена для обеспечения холодной и горячей водой мойки служебного отделения, умывальников туалетов, душевой сетки, холодной водой – кипятильника, туалетных блоков, системы пожаротушения и для пополнения системы отопления.
Система водоснабжения включает в себя в соответствии с рисунком 70: наливные трубы с заправочными головками, баки (66,86, 150) служащие для размещения запаса воды, необходимой для удовлетворения санитарно-гигиенических потребностей пассажиров и обслуживающего персонала, баки горячей воды (81, 149) бак горячей кипяченой воды (161), системы подготовки питьевой воды (СППВ), расходный бак водяного пожаротушения, трубопроводов и арматуру, устройство контроля уровня воды в баках.
Заправочные головки расположены с двух сторон вагона. Концы наливных труб закрыты кожухами, предохраняющими их от загрязнения во время движения. Для предотвращения обмерзания наливных труб при минусовых температурах наружного воздуха концы наливных труб оборудованы обогревателями. В котельном отделении предусмотрена резервная заправочная головка 117 с краном 70.
Заполнение системы водой осуществляется через заправочные головки 96 и 99. В случае их обмерзания заполнение водой можно осуществлять через резервную заправочную головку 117, которая находится в котельном отделении. Заполнение системы в этом случае осуществляется с помощью инвентарного шланга с заправочными головками. Перед включением подачи воды через резервные устройства необходимо проверить наличие уплотнительных резиновых колец в заправочных головках шланга и заправочной головки 117. Один конец шланга вывести наружу и присоединить к наливному шлангу водоразборной колонки на станционных путях. Другой конец шланга соединить с заправочной головкой 117.
159 – электронасос; 66, 81, 86, 149, 150, 161 – баки с водой; 96, 99, 117 – головки заправочные; 85, 107 – поддоны; 77 – кипятильник; 95, 114 – унитазы; 98, 110 – чаши умывальные; 103 – водоохладитель; 115, 116, 123 – водосливы с водяным отогревом; 109 – мойка; 120, 121 – затворы водяные; 139 – обеззараживатель воды; 160 – фильтр
Рисунок 70. Система водоснабжения некупейного вагона отечественного производства (модель 61-4194)
После этого открыть кран 70, находящийся над заправочной головкой 117 и включить подачу воды от водоразборной колонки. Кран 79 питания водой кипятильника при заполнении системы водой должен быть закрытым. Момент заполнения большого бака 86 определяется по появлению воды под вагоном из трубы сливного стояка умывальника туалета нетормозного конца вагона, в которую происходит сброс излишка воды из системы через вестовую трубу большого бака.
С появлением струи воды из указанной трубы подачу воды прекратить, кран 70 закрыть, инвентарный шланг отсоединить от наливного и дать стечь из него воды. Затем отсоединить инвентарный шланг от резервной головки 117 и смотать его, начиная с конца, находящегося в котельном отделении. По окончанию заполнения системы водой кран 79 открыть.
В настоящее время разработано устройство подачи и слива воды из шлангов, которое вместе с запорным клапаном К-0497.00.00.000 полностью автоматизирует процесс заправки пассажирских вагонов водой, путем присоединения шланга к водоналивной трубе вагона и нажатия на рукоятку устройства. Прекращение подачи воды при заполнении бака, отключение водонапорной магистрали и слив остаточной воды из водоналивных труб и шлангов производится автоматически (без присутствия человека).
Общий вид запорного клапана и устройства подачи и слива воды из шлангов показаны на рисунке 71.
Рисунок 71. Общий вид запорного клапана (а) и устройства подачи и слива воды из шлангов (б)
Ниже приведены его технические характеристики:
Габаритные размеры, мм:
высота без рукоятки. 280
высота рукоятки . определяется заказчиком
Давление воды в заправочной магистрали
максимальное, МПа. 10
Вероятность безотказной работы [Р (t)] за 2 года . 0,95
Конструкция защищена патентом РФ и заявкой на изобретение.
Система снабжения горячей водой состоит из водогрейной плиты 8, расширительного бака 6, расположенных в котельном отделении, а также бака 11 для горячей воды, размещённого над потолком коридора котлового конца вагона, и системы трубопроводов горячей воды (на схеме изображены пунктирными линиями). Бак для горячей воды объёмом 45 литров состоит из стального корпуса, покрытого теплоизоляцией, крышки, змеевика, патрубка и для контроля уровня ее нагрева снабжен дистанционным термометром. Расширительный бак 6 состоит из корпуса, переливной трубы, не допускающей повышения воды выше установленного уровня, водопроводной трубы и патрубков для подсоединения технологических трубопроводов. Для управления системой водоснабжения вагона служат вентили 2, 7и 3. Рассматриваемая система имеет два режима работы: зимний и летний.
В зимнем режиме при работающем котле системы отопления горячая вода непосредственно из котла поступает в змеевик бака 11.
В летнем режиме при неработающем котле горячая вода в змеевик поступает от водогрейной плиты 8. Перед тем, как затопить водогрейную плиту, а также когда она уже топится, уровень воды в расширителе периодически проверяется, открывая водопробный кран, и, в случае необходимости пополнения, подкачивается ручным насосом 9. Питьевая вода перед употреблением кипятится и поступает в бак 16, а её охлаждение осуществляется водоохладителем 15.
Система водоснабжения в купейном вагоне (см, рисунок 72), отличается от выше рассмотренной тем, что оба бака 13 размещены в некотловом конце кузова вагона с общим объём 1050 литров. В котловом конце вагона установлен промывной бак объёмом 50 литров, в который вода поступает из баков 13 по трубе 11. В этой системе вода нагревается в специальном бойлере 1 змеевиком 2, соединённым системой труб и кранов с котлом отопления. Температура воды в бойлере контролируется с помощью дистанционного термометра 4. Система заполняется водой посредством наливных труб 14, находящихся в некотловом конце вагона: одна — со стороны купе, а другая — со стороны коридора. На концах этих труб имеются соединительные головки, служащие для подключения наливных шлангов, защищённые кожухами.
1 – бойлер со змеевиком 2; 3 – трубопровод используемый для уборки туалета, 4 – термометр; 5 –умывальные чаши 5, 6 .7 – баки водоохладительной установки; 8 – мойка; 9 – кипятильник; 10,11,12 – соединительные трубы; 13 – бак с водой; 14 – наливные трубы; 15, 16 – вестовые трубы; 17 – унитаз; 18 – трубопровод для оттаивания унитазов в зимний период года
Рисунок 72. Схема водоснабжения пассажирского купейного вагона
В летний период года бойлер можно подогревать плиткой, служащей для приготовления пищи. В зимнее время перед заполнением системы заблаговременно включают электрические обогреватели для оттаивания головок наливных труб. В случае заполнения системы посредством одной трубы, то другая и вестовая 16 трубы являются вестовыми, не допускающими завышения установленного уровня. Когда заполнение системы закончено, в средней части кузова на электрощите, смонтированном на боковой стене, зажигается сигнальная лампочка белого цвета, после чего наполнение прекращается, а выключатель сигнальной установки на распределительном щите служебного отделения ставится в положение «выключено». Магистральный трубопровод 11, идущий вдоль вагона, питает холодной водой кипятильник 9 через фильтр и поплавковую камеру, а систему отопления — через обратный клапан.
Кипячёная вода из кипятильника 9 перекачивается ручным насосом в бак 6, откуда она поступает в бак 7 охладительной установки. Охлаждённая до температуры плюс 15
Умывальные чаши 5, расположенные в обоих концах вагона, а также мойка 8 снабжаются холодной и горячей водой. К унитазам 17 холодная вода поступает из системы холодного водоснабжения, но для оттаивания в зимний период к ним через трубопровод 18 из системы отопления подаётся горячая вода. Для подсоединения шланга, используемого при уборке туалета, предусмотрен трубопровод 3 с вентилем.
Горячая вода к умывальникам 5и мойке 8 поступает по трубопроводу 12, а возвращается в бойлер неиспользованной горячей воды по трубопроводу 10. Уровень воды в баках 13 проверяют с помощью контрольных трубок 15 и кранов, установленных в туалете некотловом конце вагона.
Пассажирские вагоны других типов, такие как вагоны-рестораны, почтовые, багажные, также оборудованы самотёчной системой водоснабжения и отопления и отличаются от рассмотренных выше конструктивными решениями, обусловленными назначением вагона.
Так, например, в вагоне-ресторане установлены две самостоятельные системы снабжения горячей и холодной водой: первая — для кухни с раздаточным отделением; вторая — для котельной с туалетным отделением.
Для снабжения кухни и раздаточной холодной водой имеется бак ёмкостью 800 литров, расположенный над потолком кухни. Из бака холодная вода по трубам подаётся к кранам мойке, находящейся в раздаточной, мойке и умывальнику, находящимся в кухне. От этого же бака по трубопроводу ручным насосом вода подаётся к водонагревателю и баку горячей воды, объём которого равен 50 литров. Отсюда вода через очистной фильтр поступает к кранам моек для посуды и умывальника. Обе системы холодной и горячей воды кухни и раздаточной наполняются через соединительные головки, расположенные в середине вагона с обеих сторон кузова.
Система налива воды всего вагона оборудована электрической сигнализацией наполнения баков. Когда наполнение системы подходит к концу, загорается лампочка на щитке, которая гаснет в момент прекращения наполнения. Наливные трубы и труба слива умывальной чаши имеют электрические обогреватели. Запас воды в вагоне ресторане для котельной и туалета составляет 130 литров. Холодная вода по трубопроводу подаётся в котёл отопления, к умывальной чаше и душу.
Горячая вода от водонагревателя по трубопроводу путём естественной циркуляции попадает в бак горячей воды и возвращается обратно в водонагреватель. Расходуется горячая вода в туалете — душе и умывальнике.
Система водоснабжения багажных и почтовых вагонов также имеет горячую и холодную воду. Система снабжения холодной водой состоит из бака ёмкостью 300 литров, расположенного над коридором в нише служебного отделения, а также трубопроводов и водоразборных устройств. Система заполняется водой снизу из-под вагона по наливным трубам, проходящим в коридоре и купе багажных раздатчиков. Горячей водой душ снабжается от расширителя котла, а туалет — от системы отопления. На почтовых вагонах некоторых моделей для получения горячей воды установлен электронагреватель.
Источник
