Лекция № 1

Перечень рассматриваемых вопросов:

1. Назначение и устройство системы водоснабжения пассажирского вагона;

2. Заполнение системы водоснабжения пассажирского вагона и слив воды из нее;

3. Принцип действия и устройство системы горячего водоснабжения пассажирского вагона;

4. Устройство и принцип действия комбинированного кипятильника;

5. Основные правила эксплуатации системы водоснабжения пассажирского вагона.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

Система водоснабженияпассажирских вагонов является важнейшим санитарно-техническим оборудованием, обеспечивающим необходимые условия пассажирам во время их длительной поездки.Каждый пассажирский вагон оснащен системой водоснабжения, предназначенной для обеспечения пассажиров питьевой водой, удовлетворения их бытовых нужд и пополнения системы отопления в промежутках между заправками. В системе водоснабжения 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 оборудованы самотечной системой холодного и горячего водоснабжения. Объем системы составляет около 1200 л из расчета примерно 20 л на одного человека в сутки с интервалом между заправками и пополнением системы до 12 ч.

Несмотря на различное конструктивное исполнение, принци­пиальное устройство систем водоснабжения всех существующих типов практи­чески одинаково. Рассмотрим устройство системы водоснабжения на примере системы водоснабжения некупейного вагона постройки ТВЗ, представленной на рисунке 1.

Система водоснабжения включает в себя следующие основные элементы:

— большой (86) и малый (66) баки холодного водоснабжения, предназначенных для хранения и распределения запаса воды и расположенных с двух сторон в верхней части ваго­на;

— наливные трубы с наливными головками (96) и (99) для налива воды снаружи вагона;

— сеть трубопроводов холодного и горячего водоснабжения;

— поддоны (63), (85), (107) для сбора воды и конденсата;

— мойку (109), кипятильник (77), установку для охлаждения питьевой воды называемой водоохладителем (103);

— вестовую трубу (), не допускающую переполнения баков при несвоевременном прекращении на­лива воды;

— арматуру для выпуска воздуха (68), (102), (138), а также множество разобщительных, спускных вен­тилей и кранов.

Большой бак (86) емкостью 850 л расположен за потолком туалета и коридора некотлового конца вагона, малый бак (66) емкостью 80 л — за потолком туалета котловой стороны вагона. В корпус большого бака вварены две наливные трубы с за­порными кранами (140) и (141), предотвращающими выплескива­ние воды из бака во время движения, и вестовая труба. На малом баке установлены труба для выхода воздуха при нали­ве воды с краном (68) и водомерное стекло для проверки уровня заполнения баков с кранами (64) и (65). В баках предусмотре­ны сливные краны (87) и (67). Под баками установлены поддоны (85) и (63), которые имеют слив под вагон. На выходе большого бака предусмотрен вентиль (80) для отключения магистрали, расположенный за потолком коридора некотлового конца.

Рисунок 1 – Схема системы водоснабжения некупейного вагона постройки ТВЗ

2 – вентиль объединенного слива; 3 – вентиль заполнения бойлера; 6, 47 – вен­тиль и кран отключения нагревательного змеевика бойлера; 61, 91 – вентили под­водки холодной воды к унитазам; 63, 85, 107– поддоны; 64, 65– краны водомер­ного стекла; 66– бак вместимостью 80 л; 67, 87, 100, 105, 136– краны слива воды; 68, 102, 138– арматура выпуска воздуха; 69, 83– вентили подводки холодной воды к умывальникам; 70 – вентиль резервной наливной головки; 71 – вентиль под­ключения ручного насоса; 73, 92, 113 – вентили горячей воды смесителей; 74, 93, 112– вентили холодной воды смесителей; 75– смеситель; 77 – кипятильник; 78, 79 – арматура подводки холодной воды к кипятильнику; 80 – вентиль отключе­ния магистрали; 81, 134 – баки горячей кипяченой воды; 84 – кран подводки кипяченой воды к водоохладителю; 86 – бак вместимостью 830. 850 л; 89 – водопробные краны; 95, 114 – унитазы; 96, 99 – наливные головки с водяными обогревателями; 97, 111 – умывальные краны; 98, 110– умывальные чаши; 103 – водоохладитель; 104, 106 – краны разбора питьевой воды; 108, 123 – водосливы с отогревающей воронкой; 109 – мойка; 115, 116 – водяные отогреватели сливных труб; 117 – резервная наливная головка; 118, 119 – промывные клапаны унита­зов; 120, 121 – водяные затворы; 135 – компрессор; 137 – кран подачи воды из кипятильника в промежуточный бак; 139 – запирающее устройство; 140, 141 – обратные клапаны на наливных трубах; 142 – кран отбора воды для бытовых нужд и тушения пожара; 144 – бойлерная установка

2. ЗАПОЛНЕНИЕ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА ВОДОЙ И СЛИВ ВОДЫ ИЗ НЕЕ

ЗАПОЛНЕНИЕ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВОДОЙ

Заполнение (заправка) системы водоснабжения водой (т. е. поступление воды в баки (66), (86)) осуществля­ется снизу, из-под вагона, через наливные головки (96) и (99), которые в зимнее время отогреваются горячей водой из системы отопления.

При температуре на­ружного воздуха ниже 0 °С заполнять систему следует только после вы­держки вагона в отапливаемом помещении не менее суток или после заправки системы отопления и нагрева воздуха в вагоне до температуры не ниже +12 °С.

При заполнении системы водой должны быть открыты сле­дующие вентили и краны: (61), (91) – вентили подводки холодной воды к унитазам; (64), (65) – краны водомерного стекла; (68) – кран вы­пуска воздуха; (69), (83) — вентили подводки холодной воды к умывальникам; (71) – вентиль подключения ручного насоса (вентиль подводки холодной воды к бойлеру); (80) – вентиль отключения магистрали; (78), (79) – вентили подводки холодной воды к кипятильнику; (3) – вентиль заполнения бойлера, а также (140), (141) – вентили на наливных трубах. Ос­тальные вентили и краны, а также кран-смеситель должны быть закрыты.

Заблаговременно перед прибытием поезда на станцию, на которой будет производиться заполнение системы водой, необходимо спросить у ПЭМа подключена ли сигнализация окончания налива воды.

Если сигнализация подключена, то необходимо на пульте управления находящимся в служебном купе перевести переключатель в положение «Включено».

Налив воды в систему должен быть прекращен при загорании сигнальной лампы, расположенной у наливной головки на ваго­нах, оборудованных сигнализацией налива воды, или при появ­лении воды из вестовой трубы и противоположной наливной тру­бы. Краны (64) и (65)следует открывать при определении уровня воды в системе. Для предотвращения перелива воды на железнодорож­ное полотно при заполнении системы служат запирающее уст­ройство (139), установленное в запотолочном пространстве перед торцовой стенкой бака (86), и обратные клапаны (140) и (141)на на­ливных трубах в туалете и коридоре некотлового конца.

При низких температурах наружного воздуха в случае об­мерзания наливных головок (96) и (99) или выхода из строя обогревателей, заполнение системы водой можно осуществлять через резерв­ную наливную головку (117), находящуюся в котельном отде­лении над запасным водяным баком и не подверженную обмер­занию. Заполнение системы в этом случае осуществляется с помощью инвентарного наливного шланга длиной около 4 м.

Для подготовки к заполнению системы через резервную наливную головку необходимо:

— закрыть вентиль резервной наливной головки (70);

— соединить одну из головок инвентарного шланга с резервной наливной го­ловкой. Противоположный конец шлан­га с головкой перед заполнением системы надо вывести наружу через открытую дверь для подсоединения к наливному шлангу во­доразборной колонки на станционных путях;

— после соединения шлангов открыть вентиль (70);

— Во время заполнения системы необ­ходимо следить, чтобы не было течи в соединении резервной го­ловки с головкой шланга;

— Для наблюдения за заполнением бака (66) следует открыть краны водомерного стекла (64), (65). Момент запол­нения бака 86 определяют по появлению течи воды под вагоном из вестовой трубы большого бака.

— после заполнения большого бака необходимо закрыть вен­тиль (70);

— прекратить подачу воды из водоразборной колонки, за­тем отсоединить наливной шланг от инвентарного и последний от резервной наливной головки;

— по окончании заправки необходимо открыть вентиль (68).

Положение остальных вентилей и кранов системы при пользовании ре­зервной головкой такое же, как в случае заправки системы из-под вагона через наливные головки (96), (99).

2.2 СЛИВ ВОДЫ ИЗ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

При полном сливе воды из системы нужно открыть все вентили и краны, при этом воду из кипятильника слить в соответствии с указаниями технического описания и инструкции по эксплуатации кипятильника непре­рывного действия. При сливе воды из баков необходимо к кранам подключить шланги и слив производить в унитазы.

Частичный слив воды из системы осуществляется через краны (97), (111), смеситель (75) и унитазы (95) и (114).

В случае прекращения топки котла при отрицательных темпе­ратурах наружного воздуха воду из системы водоснабжения необ­ходимо полностью слить до слива воды из системы отопления.

3. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

Система горячего водоснабжения состоит из бойлерной установки (144), расположенной в котельном отделении, и сис­темы трубопроводов горячей воды. Бойлерная установка, предназначенная для нагревания воды и приготовления пищи, состоит из бойлера, плиты и запасного бака.

Система горячего водоснабжения работает в двух ре­жимах – зимнем и летнем. В зимнем режиме, когда рабо­тает котел системы отопления, вода в бойлере нагревает­ся за счет горячей воды системы отопления, поступаю­щей в змеевик непосредственно из котла. При этом вен­тили (6) и (47) должны быть открыты.

В летнем режиме, когда котел системы отопления не работает, вода в бойлере нагревается за счет теплоты, получаемой при сжигании топлива в топке плиты. В этом случае вентили (6) и (47) должны быть закрыты. Топ­ливом для плиты служат дрова или древесный уголь.

Вода из сети водоснабжения подводится в кипятиль­ник через краны (78) и (79) и трехходовый кран (105). Разбор кипяченой воды производится через кран (106). Пароотводящая труба (76) совместно с трубой поддона (107) подведе­на к водосливу с отогревающей воронкой (108).

Из бака (81) горячей кипяченой воды, который зали­вается через воронку, вода через вентиль (84) поступает в водоохладитель (103), бак которого имеет воздуховыпускной кран (102) и сливной кран (100). Разбор охлажденной воды производится через кран (104), установленный в нише ко­ридора котловой стороны.

Умывальные чаши 110, 98 снабжаются холодной и горя­чей водой соответственно через краны 113, 112 и 93, 92, а мойка 109 — через краны 74, 73. Холодная вода поступает к унитазам 114 и 95 через промывные клапаны 118 и 119). Краны (2) и (3) задействованы в работе системы отопления.

4. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КОМБИНИРОВАННОГО КИПЯТИЛЬНИКА

Водоснабжение пассажирских вагонов

Независимо от типа все пассажирские вагоны оснащены самотечной системой водоснабжения, которая предназначена для обеспечения пассажиров питьевой водой, удовлетворения их бытовых нужд и пополнения системы отопления в промежутках между заправками.

В пассажирском вагоностроении нашли применение две системы и конструкции водоснабжения: отечественного и постройки ГДР.
Вагоны, выпускаемые Калининским вагоностроительным заводом, оборудованы горячим и холодным водоснабжением с общей вместимостью 1000 л.

Система снабжения холодной водой состоит из большого и малого баков с поддонами, объединенных двухдюймовой трубой, наливных труб с соединительными головками, расположенными под вагонами с обеих сторон, и сети трубопроводов (изображены сплошными линиями) с различной арматурой.

Большой бак (объем 850 л) расположен над потолком туалета и коридора некотлового конца вагона. Он состоит из стального корпуса, волнорезов, крышки. В корпус вварены две наливные трубы и вестовая труба, предотвращающая перелив баков. По торцам имеются люки, предназначенные для чистки бака.

Малый бак (объем 80 л) размещен над потолком туалета котлового конца вагона.

Он состоит из стальных корпуса и крышки, 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 устанавливаются вентили для предотвращения выплескивания воды из бака во время движения. Головки наливных труб закрыты кожухами, предохраняющими их от загрязнения, и оборудованы электрообогревателями. Уровень воды в обоих баках определяется по водомерному стеклу, установленному на малом баке. Из баков холодная вода попадает к кипятильнику, водяной коробке системы отопления, в туалетные к умывальникам и унитазам, а также в служебное отделение к мойке.

Система снабжения горячей водой состоит из водогрейной плиты 8, работающей на твердом топливе, и расширительного бака 6, расположенных в котельном отделении, а также бака для горячей воды, расположенного над потолком коридора котлового конца вагона, и системы трубопроводов горячей воды (изображены штриховыми линиями).

Бак для горячей воды (объем 45 л) состоит из стального корпуса, покрытого теплоизоляцией, крышки, змеевика и патрубка. Для периодического контроля за температурой воды в бак вмонтирован дистанционный термометр.

Покрытие поверхностей корпуса аналогично с баками холодной воды.

Расширительный бак 6 состоит из корпуса, переливной трубы, благодаря которой уровень воды в баке не поднимается выше установленного, водопроводной трубы и патрубков для подсоединения различных трубопроводов.

Для управления системой водоснабжения служат вентили и краны. Система имеет два режима работы: зимний и летний. В зимнем режиме, когда работает котел системы отопления, горячая вода в змеевик бака 11 поступает непосредственно из котла. В летнем режиме, когда котел не работает, горячая вода в змеевик поступает от водогрейной плиты.

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. Питьевая вода перед употреблением кипятится и поступает в бак. Охлаждение ее осуществляется водоохладителем.

В водоснабжении купейного вагона постройки ГДР в отличие от предыдущей системы с некотлового конца расположены два сообщающихся между собой бака. Общий объем системы водоснабжения 1050 л. В котловом конце вагона находится промывной бак объемом 50 л, в который вода подается из больших баков по трубе.

В этой системе вода нагревается в специальном бойлере змеевиком, соединенным системой труб и кранов с котлом отопления. Температура воды в бойлере контролируется с помощью термометра. Летом бойлер можно подогревать от плитки для приготовления пищи, отапливаемой твер-дым топливом.

Система наполняется водой через наливные трубы, находящиеся в некотловом конце вагона: одна — со стороны купе, а другая — со стороны коридора. На концах этих труб имеются соединительные головки для подключения шлангов, защищенные кожухами. В зимнее время перед заполнением системы заблаговременно включаются электрические обогреватели для оттаивания головок наливных труб.
Если система заполняется через одну трубу, то другая и вестовая трубы являются водосливными, не допускающими завышения установленного уровня. Когда заполнение системы закончено, в средней части вагона 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, идущий вдоль вагона, питает холодной водой кипятильник через фильтр и поплавковую камеру, а систему отопления — через обратный клапан. Кипяченая вода из кипятильника перекачивается ручным насосом в бак 6, откуда она поступает в бак охладительной установки. Охлажденная до + (12—18) °С вода по трубопроводу поступает к крану питьевой воды, установленному в нише стены малого коридора.
Умывальные чаши, расположенные в обоих концах вагона, а также мойка 8 снабжаются холодной и горячей водой.

К унитазам поступает холодная вода из системы холодного водоснабжения, но для оттаивания в зимний период к ним через трубопровод из системы отопления подается горячая вода. Для подсоединения шланга, используемого при уборке в туалете, предусмотрен трубопровод с вентилем.
Горячая вода к умывальникам и мойкам поступает по трубопроводу, а возвращается в бойлер неиспользованной горячей воды по трубопроводу. Уровень воды в баках проверяют с помощью контрольных трубок и кранов, установленных в туалете некотлового конца вагона.

Пассажирские вагоны других типов (вагоны-рестораны, почтовые, багажные и др.) также оборудованы самотечной системой водоснабжения и отличаются от приведенных выше конструктивными решениями, обусловленными назначением вагонов.

В вагонах-ресторанах 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 вместимостью 800 л, расположенный над потолком кухни.

Из бака холодная вода по трубам подводится к кранам: мойке посуды, 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 (200 л). Отсюда вода через фильтр очистки 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. 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 на пополнения. Наливные трубы и труба слива умывальной чаши имеют электрические обогреватели.

Запас воды в вагоне-ресторане для котельной и туалета 130 л. Холодная вода по трубопроводу подается в котел отопления к умывальной чаше и душу.

Горячая вода приготовляется в установленном в котельном отделении водонагревателе, от которого она по трубопроводу путем естественной циркуляции попадает в бак горячей воды и возвращается обратно в водонагреватель. Расходуется горячая вода в туалете (в душе и умывальнике).

Система водоснабжения багажных и почтовых вагонов также имеет горячую и холодную воду. Система снабжения холодной водой состоит из бака 300 л, расположенного над коридором в нише служебного отделения, а также трубопроводов и водоразборочных устройств.
Система заполняется водой снизу из-под вагона по наливным трубам, проходящим в коридоре и купе багажных раздатчиков.

Снабжение горячей водой душа осуществляется от расширителя котла, а туалета — от системы отопления. На почтовых вагонах, построенных в 1971 г., для получения горячей воды дополнительно установлен электронагреватель объемом 25 л.

Кипяченая питьевая вода пассажирских вагонов приготавливается в кипятильниках непрерывного действия с комбинированным (электрическим и угольным) отоплением.

Он состоит из корпуса кипятильника, корпуса топки угольного отопления, электрических элементов, водосборника кипяченой воды, поплавковой камеры с клапаном, фильтра, указателя уровня кипяченой воды, термометра и арматуры (трехходового, водоразборного и спускного кранов).

Пространство между наружной стенкой корпуса кипятильника, корпуса топки и конусной трубой водосборника представляет собой камеру, заполняемую сырой водой.

Внутренняя стенка корпуса кипятильника и конусная труба образуют водосборник кипяченой воды, который связан с атмосферой сливным патрубком. Вода в кипятильнике нагревается за счет сжигания древесного угля в топке или от электрических нагревательных элементов.

Вода из сети водоснабжения подводится в кипятильник через трехходовой кран и фильтр, поплавковую камеру и кран. При нагревании воды до температуры кипения она переливается через конус в водосборник, уровень ее в камере сырой воды и поплавковой камере понижается, поплавок опускается и открывает клапан водопровода. Таким образом сырая вода пополняется в кипятильнике. После подачи воды уровень ее 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, в результате чего исключается возможность попадания ее в некипяченом виде в водосборник. Уровень сырой воды контролируется по указателю уровня поплавковой камеры, на котором имеются две красные риски. Верхняя риска указывает на предельное наполнение кипятильника водой, а нижняя — на предельно возможный расход сырой воды и минимально допускаемый уровень ее в камере. Наполнение водосборника кипяченой водой контролируют по указателю уровня, на котором также имеется красная риска, указывающая на предельное наполнение водосборника.

При номинальной работе кипятильник дает 1,1 —1,4 л кипяченой воды в минуту.

Установка для охлаждения питьевой воды состоит из компрессора, нагнетательного вентиля, конденсатора, ресивера, запорного вентиля, фильтра, автоматического регулирующего вентиля и испарителя. Вода из бака кипяченой воды поступает в бак, охлаждается в нем, а затем подается к водоразборному клапану. Вода охлаждается за счет отдачи своего тепла парам хладагента в испарителе.

Последовательность процесса работы халодильной установки следующая: компрессора газообразный хладагент (хладон-12) через нагнетательный вентиль поступает в конденсатора и переходит в жидкое состояние.

Из конденсатора он через ресивер, запорный вентиль, фильтр и автоматический регулирующий вентиль компрессором нагнетается в испаритель 8. При прохождении через регулирующий вентиль жидкий хладон расширяется, давление его резко падает и он переходит в газообразное состояние — испаряется.

В процессе испарения хладон-12 отбирает тепло от окружающей среды — воды, а затем его пары всасываются компрессором 18 через всасывающий вентиль, и цикл повторяется. Уровень температуры охлаждения воды устанавливается при помощи термостата и может регулироваться в пределах ( 12—20) °С. В вагоне водоохладитель находится в шкафу, где расположены бак для кипяченой воды вместимостью 40 л, бак для охлаждающей воды, холодильный агрегат, а ниша 1 с краном 2 для раздачи воды — в коридоре.

Детали системы водоснабжения из пластмасс. Пластмассы обладают малой плотностью, необходимой прочностью и высокой коррозионной стойкостью. Многие пластмассы хорошо сопротивляются повышенной влажности. В связи с этим в вагоностроении из пластмасс изготавливают различные детали и узлы системы водоснабжения.

Калининский вагоностроительный завод выпустил серию пассажирских вагонов, у которых в системе водоснабжения баки вместимостью 520 и 80 л, умывальные раковины и унитазы изготовлены из стеклопластика на основе полиэфирной смолы. Трубы, фитинги, вентили, втулки, тройники и другие регулирующие и соединительные детали сделаны из полиэтилена низкой плотности.

Полиэтиленовые трубы не подвергаются коррозии и по сравнению с металлическими обладают большей пропускной способностью, обусловленной гладкостью их внутренней поверхности и отсутствием продукции коррозии.

Термопластичность полиэтилена позволяет осуществлять неразъемные соединения труб с помощью сварки. В туалетных отделениях пол изготавливают из стеклопластика вместо цементного, покрытого метлахской плиткой.
Применение пластмасс позволяет снизить собственную массу вагона, продлить срок службы и уменьшить трудоемкость при изготовлении и ремонте.
В пассажирских вагонах железных дорог бывшего СССР применяются две системы отопления: водяная и электрическая. Водяная система применяется на всех пассажирских вагонах локомотивной тяги, снабженных автономной системой электроснабжения от подвагонных генераторов и аккумуляторных батарей.

Вагоны локомотивной тяги, имеющие централизованное электроснабжение от вагона-электростанции или от контактной сети через электровоз, а также самоходные вагоны электропоездов оборудованы электрическим отоплением. Системы отопления пассажирских вагонов изучаются в курсе «Кондиционирование воздуха в пассажирских вагонах».