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 
3 0 С (288 3К) вода по трубопроводу поступает к крану питьевой воды, установленному в нише стены коридора котлового конца вагона.
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.
5.4.2 Система водоснабжения
Система водоснабжения пассажирских вагонов является важнейшим санитарно-техническим оборудованием, обеспечивающим необходимые условия пассажирам во время их длительной поездки. Независимо от типа каждый пассажирский вагон оснащен самотечной 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.
Отечественная система водоснабжения (рис. 5.13) общей вместимостью 1000 литров обеспечивает горячей и холодной водой всех потребителей вагона. Система снабжения холодной водой состоит из большого 77 и малого 4 баков с поддонами 5, объединенных двухдюймовой трубой, наливных труб с соединительными головками, расположенными под вагоном с обеих сторон, и сети трубопроводов (на схеме изображены сплошными линиями) с разнообразной арматурой.
Большой бак 17 объемом 850 л расположен над потолком туалета и коридора нетормозного конца вагона. Он состоит из стального корпуса, волнорезов и крышки. В корпус вварены две наливные трубы и вестовая труба, ограничивающая уровень воды в баке. По торцам бак снабжен люками, предназначенными для его очистки. Малый бак 4 объемом 80 л размещен над потолком туалета и коридора тормозного конца вагона. Он состоит из стальных корпуса, крышки и снабжен смотровым люком, воздушной трубой и водомерным стеклом. Внутренняя поверхность большого и малого баков оцинкована, а наружная окрашена эмалью. Поддоны изготовлены из листовой оцинкованной стали и имеют слив под вагон. Сливные трубы снабжены обогревателями, расположенными на их концах. На наливных трубах устанавливают вентили, предназначенные для предотвращения выплескивания воды из бака во время движения вагона. Головки наливных труб закрывают кожухами, предохраняющими их от загрязнения, и оборудуют электронагревателями. Уровень воды в обоих баках, соединенных между собой уравнительной трубой, определяется по водомерному стеклу, установленному на малом баке 4. Из баков холодная вода поступает к кипятильнику 10, водяной коробке системы отопления, в туалеты к умывальникам 13 и унитазам 12, а также в служебное отделение к мойке 14.
Система снабжения горячей водой состоит из водогрейной плиты 8, расширительного бака б, расположенных в котельном отделении, а также бака 11 для горячей воды, размещенного над потолком коридора котлового конца вагона, и системы трубопроводов горячей воды (на схеме изображены пунктирными линиями). Бак для горячей воды 11 объемом 45 л состоит из стального корпуса, покрытого теплоизоляцией, крышки, змеевика и патрубка. Для периодического контроля за температурой воды в бак вмонтирован термометр с дистанционным указателем температуры. Покрытие поверхностей корпуса бака горячей воды выполнено аналогично с баками холодной воды. Расширительный бак б состоит из корпуса, переливной трубы, не допускающей повышения воды выше установленного уровня, водопроводной трубы и патрубков для подсоединения различных трубопроводов. Для управления системой водоснабжения вагона служат вентили 2, 7 и краны 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 охлаждение ее осуществляется водоохладителем 15.
Система водоснабжения в пассажирском купейном вагоне (рис. 5.14) включает два сообщающихся между собой бака 13, размещенных в конце кузова вагона. Общий объем рассматриваемой системы водоснабжения составляет 1050 литров. В котловом конце вагона установлен промывной бак объемом 50 л, в который вода поступает из больших баков по трубе 11. В этой системе вода нагревается в специальном бойлере 1 змеевиком 2, соединенным системой труб и кранов с котлом отопления. Температура воды в бойлере контролируется с помощью 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, защищенные кожухами. В зимнее время перед заполнением системы заблаговременно включают электрические обогреватели для оттаи¬вания головок наливных труб.
В случае заполнения системы одной трубой 14, другая и труба 16 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. Кипяченая вода из кипятильника 9 перекачивается ручным насосом в бак 6, откуда она поступает в бак 7 охладительной установки. Охлажденная до +(12—18) °С вода по трубопроводу поступает к крану питьевой воды, установленному в нише стены коридора котлового конца вагона. 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 подается горячая вода. Для подсоединения шланга, используемого при уборке туалета, предусмотрен трубопровод 3 с вентилем. Горячая вода к умывальникам 5 и мойке 8 поступает по трубопроводу 72, 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 некотлового конца вагона.
Пассажирские вагоны других типов, такие как вагоны-рестораны, почтовые, багажные и другие, также оборудованы самотечной системой водоснабжения и отопления и отличаются от рассмотренных выше конструктивными решениями, обусловленными назначением вагона. В вагоне-ресторане, например, 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 емкостью 800 литров, расположенный над потолком кухни. Из бака холодная вода по трубам подается к кранам: мойке, находящейся в раздаточной, мойке и умывальнику, находящимся в кухне. От этого же бака по трубопроводу ручным насосом вода подается к водонагревателю и баку горячей воды, объем 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 л. Холодная вода по трубопроводу подается в котел отопления, к умывальной чаше и душу. Горячая вода от водонагревателя по трубопроводу путем 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 емкостью 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 на 25 л. Питьевая вода в пассажирских вагонах приготавливается в кипятильниках непрерывного действия (рис. 5.15) с комбинированным электроугольным отоплением. Он состоит из корпуса У, топки 21 угольного отопления, электрических элементов: верхнего 33 и бокового 27, водосборника 32 кипяченой воды, поплавковой камеры 18 с клапаном 16, фильтра 9, указателя 30 уровня кипяченой воды, термометра 19 и арматуры: трехходового 7, водоразборного 20 и спускного 22 кранов.
Пространство между наружной стенкой корпуса кипятильника 1, корпусом топки 21 и конусной трубой 31 водосборника заполняется сырой водой. Внутренняя стенка корпуса кипятильника и конусная труба образуют водосборник 32 кипяченой воды, который соединен с атмосферой сливным патрубком 3. Вода из сети водоснабжения посту¬пает в кипятильник через трехходовой кран 7 и фильтр 9, поплавковую камеру 18 и кран 22.
При нагревании воды до температуры кипения она переливается через конус 31 в водосборник 32, уровень ее в камере сырой воды и поплавковой камере понижается, поплавок 16 опускается и открывает клапан водопровода. Таким образом, сырая вода пополняет кипятильник, ее уровень поднимается и поплавок своей верхней запорной иглой перекрывает водопровод. Поплавок отрегулирован так, что уровень сырой воды не может подняться выше уровня, не доходящего на 40 мм до верхней кромки конуса 31, в результате чего исключается возможность попадания ее в некипяченом виде в водосборник 32. Уровень сырой воды контролируется по указателю 12 уровня поплавковой камеры, на котором нанесены две красные риски 14 и 15. Верхняя риска указывает на предельное наполнение кипятильника водой, а нижняя — на предельно возможный расход сырой воды и минимально допустимый уровень ее в камере. Наполнение водосборника кипяченой водой контролируют по указателю уровня 2, на котором также имеется красная риска, указывающая на предельное наполнение водосборника. Производительность кипятильника при нормальной его работе составляет 1,1—1,4 л кипяченой воды в минуту.
Установка для охлаждения питьевой воды (рис. 5.16) состоит из компрессора 18, нагнетательного вентиля 20, конденсатора 16, ресивера 13, запорного вентиля 12, фильтра 11, автоматического регулирующего вентиля 10 и испарителя 8. Кипяченая вода из бака 4 поступает в бак 6, охлаждается в нем, а затем подается к водоразборному крану 2.
Вода охлаждается за счет отдачи своего тепла парам хладагента в испарителе 8. Процесс работы холодильной установки заключается в следующем. Из компрессора 18 газообразный хладагент через нагнетательный вентиль 20 поступает в конденсатор 16 и переходит в жидкое состояние. Из конденсатора он через ресивер 13, запорный вентиль 12, фильтр 11 и автоматический регулирующий вентиль 10 компрессором 18 нагнетается в испаритель 5. При прохождении через регулирующий вентиль 10 жидкий хладагент расширяется, давление его резко падает и он переходит в газообразное состояние — испаряется.
В процессе испарения хладагент отбирает тепло от воды, а затем его пары всасываются компрессором 18 через всасывающий вентиль 19, и цикл повторяется. Уровень температуры охлаждения воды устанавливается при помощи термостата 7 и может регулироваться в пределах +(12—20) °С. Водоохладитель размещен в шкафу, где находятся бак 4 для кипяченой воды вместимостью 40 л, бак для охлажденной воды 6, холодильный агрегат 17, а в нише 1 кран 2 для раздачи воды.
