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Die Erfindung betrifft eine Abwässerbeseitigungsanlage zur Ableitung der an einer Vielzahl von
Stellen anfallenden Abwässer.
Es ist bekannt, dass Abwässer und die darin mitgeführten Feststoffe von Gebäuden unter der
Wirkung von Schwerkraft in sogenannte Sammler zu leiten sind, die ihrerseits schräg geneigt verlaufen, so dass das Fördern der Abwässer stets durch die Schwerkraft bewirkt wird. Solche Kanalisationsanlagen haben zwei wesentliche Nachteile. a) Die verwendeten Rohrleitungen haben einen verhältnismässig grossen Querschnitt und verlangen, dass aufwendige Erdbewegungsarbeiten bei Verlegung wie auch bei einer Reparatur durchzu- führen sind. b) Da die Leitungen stets in Fliessrichtung geneigt verlegt werden müssen, ist vor allem in hügeligem Gelände der Einsatz kostspieliger Hebewerke erforderlich.
Die Erfindung schlägt eine Abwasser-Beseitigungsanlage vor, die diese beiden Mängel nicht aufweist.
Sie ist im wesentlichen gekennzeichnet durch einen zwischen mindestens einer Hauptleitung und einer solchen Stelle angeordneten Sammeltank, einen vom Tankinhalt durchflossenen Feststoffzerkleinerer, eine an der Auslassseite des Feststoffzerkleinerers vorgesehene Pumpe, eine an einen Auslass der Pumpe angeschlossene, mit einem Rückschlagventil versehene Auslassleitung und eine von der Auslassleitung abzweigende und an einem Ende offene Leitung mit einem eine Entlüftung zulassenden Rückschlagventil, wobei zweckmässig die Auslassleitung bis in den entlüfteten Tank hineingeführt ist und das offene Ende der
Zweigleitung über dem Maximalpegel der Flüssigkeit im Tank angeordnet ist. Der Verbindung zwischen dem Anschluss der Hauptleitung und dem vorgenannten Rückschlagventil ist ein weiteres Rückschlagventil zugeordnet.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn dieses Rückschlagventil nach beiden Strömungsrichtungen gasdurchlässig und die Pumpe selbstansaugend ausgebildet ist.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Pumpe als an sich bekannte Drehkolbenpumpe ausgebildet ist, bzw. dass als Drehkolbenpumpe eine Exzenterschneckenpumpe vorgesehen ist, bei welcher Rotor und flexible Gehäuse unterschiedliche Steigung aufweisen.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die Anlage Wartungsstationen aufweist, die im stromaufwärtigen Ende eines Abschnittes der Gesamtanlage angeordnet sind, welches Ende von der entsprechenden Hauptleitung durch einen Sperrschieber abgeschlossen ist.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass man zum Transport der gegebenenfalls zerkleinerte Feststoffe mitführenden Abwasser-Rohrleitungen mit relativ geringem Querschnitt verwenden kann, die-was besonders wichtig ist-nicht stets in einer Richtung mit bestimmter Neigung verlegt werden müssen, sondern ohne jede Schwierigkeit der Geländeform folgend verlegbar sind. Hebestationen und Syphons, die bei bekannten Kanalisationen wesentliche Kostenfaktoren darstellen, sind nicht erforderlich.
Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 schematisch eine Abwässer-Beseitigungsanlage in hügeligem Gelände, Fig. 2 teilweise im Schnitt eine der bei den einzelnen Anfallstellen verwendeten Pumpen ; Fig. 3 die Kennlinien einer erfindungsgemäss verwendeten Pumpe und einer herkömmlichen Zentrifugalpumpe, Fig. 4 schematisiert in Seitenansicht ein Trennventil und Fig. 5, in Fig. 4 ähnlicher Ansicht, eine Wartungsstation.
Fig. 1 stellt einen Bebauungsplan mit Strassen und Höhenlinien 500,520, 540 dar. Die Abwassererzeuger sind als rechteckige Kästchen mit jeweils einem senkrechten Strich darin dargestellt. Diese Abwässererzeuger können Einfamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser, Gewebegebäude u. dgl. sein. Gestrichelt sind die Strassen dargestellt, an welchen die Gebäude liegen, welche erfindungsgemäss abwasserentsorgt werden sollen. In jedem solchen Gebäude fällt Abwasser an, nämlich aus Toiletten, Waschbecken usw. Innerhalb der Häuser werden die Abwässer mit den darin befindlichen Feststoffen in herkömmlicher Weise unter der Wirkung der Schwerkraft zu einem Schneid- und Pumpenaggregat gebracht, das weiter unten im einzelnen unter Hinweis auf Fig. 2 erläutert werden wird.
Dieses Aggregat kann sowohl innerhalb des Hauses als auch in einem geeigneten Schacht ausserhalb des Hauses angeordnet sein ; wichtig ist nur, dass die anfallenden Abeasser mit darin befindlichen Feststoffen mittels Schwerkraft zu diesem Aggregat, bestehend aus einem Feststoffzerkleinerer und einer Pumpe, befördert werden.
Ein solches Aggregat, wie es jedem Haus zugeordnet ist, ist in Fig. 2 dargestellt.
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Das Schneid- und Pump aggregat --2-- weist einen Sammeltank --10-- auf, der zweckmässig aus einem nichtrostenden und chemisch widerstandsfesten Werkstoff besteht, z. B. einem Kunststoff. Oben ist der Tank --10-- durch einen Deckel --11-- aus einem ähnlichen Werkstoff abgeschlossen. Die gegebenenfalls noch mit Feststoffen versetzten Abwässer gelangen durch einen Einlaufstutzen --12-- ins Innere des Tanks --10--. Dieser Einlaufstutzen --12-- ist in herkömmlicher Weise zur Atmosphäre entlüftet. Wenn sich im Tank --10-- Gase ansammeln, dann werden solche Gase direkt durch den Einlaufstutzen --12-oder eine getrennte Entlüftungseinrichtung wieder abgegeben. Der Deckel --11-- weist eine Mittelöffnung auf, in welcher ein Schneid-und Pumpaggregat befestigt ist.
Das Schneid- und Pump aggregat --2-- weist ein Schneidwerkzeug --14-- auf, dessen Ansaugstutzen - sich etwas über dem Boden des Tanks --10-- in solcher Höhe darüber befindet, dass im Betrieb entstehende Wirbel ein Absetzen von Feststoffen direkt unter dem Stutzen --12-- verhindern. Jedoch ist der Ansaugstutzen --13-- so hoch über dem Boden angeordnet, dass mit in den Tank transportierte feste Körper den Einlass nicht verstopfen können.
Das oberhalb des Schneidwerkzeuges --14-- stehende Abwasser, das nunmehr mit zerkleinerten Feststoffen beladen ist, wird durch eine Drehkolbenpumpe, insbesondere eine Exzenterschneckenpumpe - nach oben durch diese hindurchgesaugt. Die Pumpe --15-- weist einen etwa schraubenförmig gekrümmten Drehkolben auf, der in einem flexiblen Gehäuse angeordnet ist, dessen Innenfläche ebenfalls schraubenförmig gekrümmt ist, wobei die Steigungen der beiden schraubenförmigen Krümmungen unterschiedlich sind.
Das Auslassende der Pumpe --15-- ist unmittelbar an einen Auslass --16-- gelegt. Eine Auslassleitung --22-- verbindet den Auslass --16-- über eine Muffe --18-- und ein Verbindungsrohr - mit einem Rückschlagventil --23-- am Auslassende der Leitung --22--, wobei dieses Rückschlagventil ausschliesslich einen Strömungsmittelfluss von der Pumpe aus dem Rohr --24-- heraus gestattet. Etwa unter
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eine Belüftungsleitung --19-- aus dem Rohr --17-- heraus. Die Leitung --19-- ist oben in den Tank - hinein offen. Es ist auch möglich, den Tank --10-- durch eine nicht gezeigte Belüftungsverbindung in bekannter Art zu entlüften.
Innerhalb der Belüftungsleitung --19-- ist ein Ventil --29-- angeordnet, welches wohl Gase durch die Leitung treten lässt, aber kein unter Druck stehendes Abwasser von dem ausgangsseitigen Ende der Pumpe durch das offene Ende --21-- dieser Leitung. Dieses Ventil - ist als Klappenventil ausgebildet. Durch schräge Anordnung des Ventilsitzes ist das Ventil normalerweise offen und wird nur durch von unten anströmende Flüssigkeit geschlossen, nicht aber durch Gase. Das Ventil --29-- bildet mithin eine Vorrichtung zum selbständigen Beladen der Pumpe --15-- mit Flüssigkeit, so dass sie nicht leerlaufen kann.
Wie bereits erwähnt wurde, ist das ganze Schneid-und Pumpaggregat durch eine Befestigungsplatte in den Sammeltank --10-- eingehängt. Die Platte überlappt eine mittlere Öffnung im Deckel --11-- und ist in diesem Deckel beispielsweise durch Bolzen befestigt. Wenn man das Aggregat warten muss, ist es lediglich erforderlich, diese Bolzen zu lösen, woraufhin man dann die ganze Einheit nach oben aus dem Tank herausziehen kann.
Im Betrieb steigt die durch den Einlaufstutzen --12-- zugeführte Flüssigkeit im Tank --10-- bis zu einem bestimmten Pegel an, der von einem Pegeldetektor-25-erfasst wird. Beim Ansprechen des Pegeldetektors wird der Elektromotor in Betrieb gesetzt, der das Schneidwerkzeug --14-- und die Pumpe antreibt. Etwaige Feststoffe in der Flüssigkeit werden zerschnitten, so dass eine mit nur kleinen Feststoffanteilen beladene Flüssigkeit gepumpt werden muss, die somit unter Druck durch den Auslass - abgeführt wird. Im normalen Betrieb ist das Ventil --29-- wegen des Druckes der gepumpten Flüssigkeit geschlossen und das Ventil --23-- geöffnet. Die gepumpte Flüssigkeit fliesst über das Verbindungsrohr --24-- in eine Hauptleitung, wie sie z.
B. in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen --3-bezeichnet ist.
Da Gase durch das Ventil --29-- in beiden Richtungen strömen können, kann man die Flüssigkeit im Tank --10-- so hoch ansteigen lassen, dass die Pumpe --15-- sich füllt, bevor der für die Pumpe und das Schneidwerkzeug gemeinsame Antriebsmotor unter der Steuerwirkung des Pegeldetektors --25-- anläuft.
Wenn das dem Verbindungsrohr --24-- nachgeschaltete Stück der Hauptleitung --3-- unter Unterdruck steht, was z. B. bei langen, bergab führenden Strecken der Fall sein kann, dann gestattet das Ventil --29-- das Abziehen von Flüssigkeit in dem Verbindungsrohr --24-- bis herunter zum Punkt
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der Verbindung mit der Leitung --19--. Danach öffnet sich das Ventil --29-- und gibt damit eine
Entlüftungsöffnung frei, so dass Luft aus dem Tank durch das offene Ende der Leitung --21--, das offene
Ventil --29-- und das sich ein wenig öffnende Ventil --23-- in die Hauptleitung --3-- fliessen kann, so dass der dort unerwünschte Unterdruck zusammenbricht.
In Fig. 3 ist mit der nahezu senkrechten, leicht nach links geneigten geraden Linie die Kennlinie einer Exzenterschneckenpumpe, wie sie bei --15-- in Fig. 2 dargestellt ist, wiedergegeben. Sie arbeitet so, als ob parallel zum Pumpenweg, aber in entgegengesetzter Richtung passierbar, zu einer formschlüssig arbeitenden Verdrängerpumpe ein Rückschlagventil geschaltet wäre. Wenn der Ausgangsdruck zu hoch wird, dann fördert die Pumpe eben nicht mehr. Aus diesem Grund wird ja auch die besondere Art des
Stators der Pumpe in Form eines Gummischlauches verwendet.
In Fig. 3 sind auf der Abszisse der Durchsatz in Volumeneinheiten pro Zeiteinheit und auf der Ordinate der Druck dargestellt, gegen welchen die Pumpe ausgangsseitig arbeiten muss. Während eine Verdrängerpumpe mit konstantem Fördervolumen, z. B. eine herkömmliche Kolbenpumpe, eine Kennlinie hätte, die absolut parallel zur Ordinate verläuft, hat die hier verwendete Pumpe eine leicht nach links geneigte Kennlinie mit andern Worten, der Durchsatz wird mit steigendem Gegendruck geringfügig kleiner. Zweckmässiger wäre eine Pumpe mit exakt vertikal verlaufender Kennlinie ; die hier getroffene Wahl ist aber ein Kompromiss, weil nach einer Weiterentwicklung des Grundgedankens der Erfindung die Verwendung eines Aggregates, wie es Fig. 2 zeigt, besonders vorteilhaft ist.
Im Gegensatz zu einer solchen Pumpe mit zumindest im wesentlichen konstanten Fördervolumen, bezogen auf den Gegendruck, hat eine herkömmliche Zentrifugalpumpe die in Fig. 3 eingezeichnete gekrümmte Kennlinie. Insbesondere vermag eine Zentrifugalpumpe nicht gegen einen Druck anzuarbeiten, der drei-oder viermal so hoch ist, wie der Nenn-Ausgangsdruck. In einem System der in Fig. 1 angedeuteten Art können gelegentlich eine ganze Anzahl von einzelnen Schneid- und Pumpenaggregaten gleichzeitig arbeiten, wodurch der Druck in der gemeinsamen Sammelleitung bis zu 40% über den Konstruktions-Augangsdruck der einzelnen Pumpen ansteigen kann, wobei darunter derjenige Druck zu verstehen ist, für welchen die Pumpe gebaut ist. Wird der Ausgangsdruck über den Konstruktions-Ausgangsdruck erhöht, dann fördert die Pumpe eben nicht mehr.
Dieser Gegendruck auf der Ausgangsseite der Pumpen kann immerhin etwa bei 30 bis 40 m Wassersäule liegen. Da es umständlich wäre, die verschiedenen Pumpen nach Massgabe des ausgangsseitigen Druckes in der gemeinsamen Leitung anzuschalten und abzuschalten, hat die Verwendung von Exzenterschneckenpumpen einen besonderen Vorteil : Man kann solche Pumpen auch während Zeiten besonders hohen Druckes sowohl auf der Ausgangsseite als auch hohen Druckes im Gesamtsystem ruhig weiter laufen lassen (Es sei darauf hingewiesen, dass wegen der Notwendigkeit der Mitförderung von Feststoffen die üblichen Exzenterschneckenpumpen mit geschlossenen Arbeitsräumen nicht eingesetzt werden können). Würde man Zentrifugalpumpen mit relativ steiler Kennlinie verwenden, dann würden in Zeiten besonders hohen Gegendrucks mindestens einige Pumpen nicht mehr fördern.
Das ergibt aber bekanntlich gerade bei Zentrifugalpumpen häufig Beschädigungen an den arbeitenden Teilen, insbesondere durch Vibrationen und Wärmeentwicklung bei kurzgeschlossenem Flüssigkeitsumlauf. Diese Nachteile sind beim erfindungsgemässen System nicht zu befürchten, das Schneid- und Pumpaggregate verwendet, die in der beschriebenen Art als Exzenterschneckenpumpen arbeiten und damit eine Kennlinie haben, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.
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eine Hauptleitung von geringem Durchmesser und aus korrosionsfestem Werkstoff : flexibel zur Verlegung in hügeligem Gelände, mit --4-- ein Siphonventil, mit --5-- eine Wartungsstation mit Luftsammler, Entlüftungseinrichtung und Ablassvorrichtung, mit --6-- ein Absperrventil für die Abschnitte des Systems, mit --8-- ein System-Steuerventil und mit --9-- ein Sicherheitsventil.
Jede Abwasser abgebende Einheit ist über ein Schneid-und Pumpenaggregat-2-, ein Siphon-Ventil - -4-- (das den Ventil-Bausteinen --19, 20,21 und 29-- in Fig. 2 entspricht), ein weiteres Sicherheitsventil --9-- und entsprechende Leitungsabschnitte mit einer Niederdruck-Hauptleitung --3-- verbunden. Das Sicherheitsventil --9-- kann konstruktionsmässig etwa so ausgebildet sein wie das Rückschlagventil - 23-in Fig. 2 ; zweckmässiger Weise ist dies ein Klappen-Rückschlagventil. Das Sicherheitsventil liegt stromabwärts vom Ventil --23-- gemäss Fig. Z im Verbindungsrohr --24--. Weiter legt man, wie später ausgeführt wird, das Sicherheitsventil möglichst nahe an die Hauptleitung --3--.
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Das Sicherheitsventil --9-- wird zusätzlich zum Ventil --23-- vorgesehen, das (s. Fig. 2) mit dem
Schneid- und Pumpenaggregat zusammengebaut ist und mit diesem aus dem Tank herausgenommen werden kann. Bei aus dem Tank --10-- herausgenommenem Aggregat verhindert das Sicherheitsventil --9-- ein
Rückfliessen aus der Leitung --3-- in den geöffneten Tank --10-- auch dann, wenn z. B. kein von Hand zu betätigender Sperrschieber vorgesehen ist. Wenn man es kostenmässig verantworten kann, dann ist es zweckmässig, im ganzen System zwischen jede Abwasser abgebende Stelle und die Hauptleitung einen
Sperrschieber zu legen, der kleiner, aber sonst gleich einem der Absperrventile --6-- sein kann.
Solche von Hand betätigbare Sperrschieber sind unmittelbar vor oder hinter das Sicherheitsventil --3-- zu legen u. zw. zweckmässig zwischen das Sicherheitsventil --9-- und die Hauptleitung --3--. Unabhängig davon, ob nun ein solcher von Hand zu betätigender Sperrschieber vorgesehen ist oder nicht, kann bei Herausnahme eines bestimmten Schneid-und Pumpaggregats aus dem zugeordneten Tank nur eine kleine Menge
Abwasser in den Tank zurückfliessen : Es handelt sich um diejenige Wassermenge, die sich gegebenenfalls zwischen dem Sicherheitsventil und/oder dem Sperrschieber einerseits und dem System selber befindet.
Diese Wassermenge ist wegen der durch die Erfindung ermöglichten Wahl geringer Rohrdurchmesser so klein, dass man sie ohne weiteres zulassen kann. Jedenfalls ist diese Wassermenge nicht so gross, dass bei einer Herausnahme des Schneid-und Pumpaggregates aus dem Tank --10-- ein solcher Tank überlaufen würde.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Einschaltung eines Sicherheitsventiles --9-- in Form eines
Rückschlagventils an der erwähnten Stelle ergibt sich aus folgender Überlegung : Bei der ursprünglichen
Anlage des ganzen Systems sind möglicherweise noch nicht alle Häuser gebaut oder bewohnt, so dass zunächst weniger zu entwässernde Stellen vorliegen als beim fertig ausgebauten System.
In diesem Fall kann man an jeder für den späteren Anschluss eines Schneid-und Pumpaggregats vorgesehenen Stelle bereits eine entsprechende Abzweigung an der Hauptleitung --3-- vorsehen und diese mit einem solchen Sicherheitsventil --9-- abschliessen. Wird dann der entsprechende "Abwasser-Erzeuger" angeschlossen, dann muss dazu im Gegensatz zu allen bisher bekannten Abwassersystemen die Hauptleitung nicht ausser Betrieb gesetzt werden, sondern kann ungestört weiter benutzt werden, d. h. die Abwasser von andern, bereits existierenden Abwasser-Erzeugern fördern. Beim ursprünglichen Einbau der Anschlussstellen für noch gar nicht gebaute Häuser od. dgl. könnte man den Rohrstutzen hinter dem bereits eingebauten
Sicherheitsventil --9-- weiterhin mit einer später abnehmbaren Kappe verschliessen.
Beim Einbau wird dann vor einem Anschluss selbstverständlich diese Kappe entfernt.
Da das Sicherheitsventil --9-- mit seiner Eigenschaft als Rückschlagventil zumindest für relativ kurze Zeiträume den in der Hauptleitung --3-- stehenden Druck nicht an den Ausgang einer Pumpe eines jeden Schneid- und Pumpaggregats gelangen lässt, wird dadurch die Anlaufleistung beim jeweiligen Einschalten des Motors verringert. Der Raum zwischen dem Ausgang der Pumpe und dem bei nichtlaufender Pumpe geschlossenen Ventil --9-- ist nämlich drucklos, weil man davon ausgehen kann, dass ein solches als Klappenventil gebautes Sicherheitsventil --9-- nahezu dicht schliesst. Wird die Pumpe nur relativ selten in Betrieb gesetzt, dann steht zwar möglicherweise der druck am Ausgang der Pumpe, stört aber in diesem Falle nicht so sehr, weil unter diesen Bedingungen die Pumpe relativ selten anlaufen wird.
Dieses zuletzt erwähnte Merkmal schützt den Motor gegenüber Überlastung beim Anlaufen und hat noch einen weiteren Vorteil. Zu gewissen Tageszeiten wird in einem solchen System in der Hauptleitung --3-- ein erheblicher Druck deshalb herrschen, weil viel Abwasser abgegeben wird. Da relativ viele Schneid- und Pumpaggregate gleichzeitig arbeiten, erhöht sich dadurch der Druck in der Rohrleitung. Das Sicherheitsventil gestattet es auch unter diesen Bedingungen dem Motor seine eigene Ausgangsleitung voll aufzubauen, bevor er gegen den Druck in der Leitung --3-- zusätzlich arbeiten muss.
Bevor das Schneid- und Pumpaggregat nach Massgabe des erfassten Abwasser-Pegels im Tank --10-anläuft, hat sich in den allermeisten Fällen unterhalb des Rückschlag-Ventiles --23-- Luft angesammelt. Beim Anlaufen des Motors und Schliessen des Ventils --29-- (s. Fig. 2) dient diese Luft in zweckmässiger Weise als dämpfendes Kissen, bis der Druck zwischen Motor und Sicherheitsventil --9-- so hoch ist, dass sich das Sicherheitsventil --9-- öffnet. Die an-sich in solchen Systemen höchst unerwünschte aber unvermeidbare Luft hat also in Zusammenwirkung mit dem erwähnten Sicherheitsventil --9-- hier eine durchaus positive Wirkung. Die unvermeidbare Luft im System dämpft ausserdem Wasserschläge, die möglicherweise im System auftreten.
Nach dem Entleeren des Tanks --10-- bleibt die Pumpe stehen und der Betriebsdruck in der Leitung - schliesst das Sicherheitsventil --9-- und das Ventil --23--. Wenn danach der Druck in der
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Hauptleitung --3-- abfällt, wird sich auch der Druck hinter dem Sicherheitsventil --9-- und hinter dem
Ventil --23-- auf den kleineren Druck einstellen. Steigt nun der Druck in der Hauptleitung --3-- aber wieder an, dann wird der höhere Druck nicht mehr stomauf durch das Sicherheitsventil --9-- übertragen.
Beim nächsten Anlaufen des Motors muss dieser also nur gegen den geringsten Druck arbeiten, der in der vor dem Anlaufen liegenden Ruhezeit des Betriebs in der Hauptleitung vorgekommen ist. Auch dieses
Merkmal trägt dazu bei, Schäden am Motor durch Spitzenbelastungen beim Anfahren zu vermeiden.
Obwohl in dem erfindungsgemässen System unvermeidbar auch Luft mitgefördert wird, kann man noch zusätzlich dafür sorgen, dass auf jeden Fall immer ein wenig Luft im System vorhanden ist. Zu diesem
Zweck kann man die in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnete Zusatzeinrichtung verwenden. Man lässt oberhalb des Ventils --23-- vom Verbindungsrohr --24-- ein Rohrstück --71-- nach oben weggehen, welches oben bei --72-- verschlossen ist. --73-- ist eine Ablassschraube od. dgl., nach deren Entfernung man das Rohr - reinigen kann, wenn es einmal verstopft sein sollte. Das Rohr --71-- enthält somit ein dauernd verfügbares Luftkissen zur Dämpfung von Druckschwankungen auf der Ausgangsseite der Pumpe.
Auch dieses Merkmal trägt erkennbar zur Verringerung von übermässigen Anlaufbelastungen des Motors bei ; vor allem aber vermindert dieses Luftkissen die Wirkungen von Wasserschlägen.
Eine andere Lösung zur Dämpfung von Druckschwankungen auf der Ausgangsseite der Pumpe wäre ein kleineer Tank, der an einer Stelle zwischen dem Ventil --23-- und dem Sicherheitsventil --9-- mit dem
Verbindungsrohr --24-- verbunden ist. Bei einer solchen Anordnung ist der Tank mit einer flexiblen
Membran versehen, welche den Tank in zwei Teile teilt und hinter der Membran eine Luftmenge einschliesst. Beim Pumpen oder wenn aus andern Gründen hoher Druck im Rohr --24-- herrscht, wird das eingeschlossene Luftvolumen unter entsprechender Verformung der Membran komprimiert und dies bewirkt, dass die Flüssigkeitssäule zwischen dem Ventil --23-- und dem Sicherheitsventil --9-- eine gewisse
Kompressibilität hat.
Eine weitere Alternative besteht darin, eine kleine Öffnung bei dem belüfteten Rohrstück --71-- in
Fig. 2 an der Stelle vorzusehen, wo dort die Ablassschraube --73-- gezeigt ist. Ein Flüssigkeitsaustritt beim Pumpen ist nicht kritisch, weil die Flüssigkeit wieder in den Tank zurückfällt. Bei den Betriebs- drücken wird sich diese Öffnung stets selbst reinigen, d. h. nicht dauernd zusetzen, und schon dadurch ein in dem Rohrstück --71-- eingeschlossenes Luftvolumen sicherstellen.
Eine weitere Vereinfachung dieses
Gedankens besteht darin, das Rohrstück --71-- ganz wegzulassen und nur eine kleine Öffnung im Rohr - vorzusehen, wobei nur darauf geachtet werden muss, dass dieses kleine Loch sich innerhalb des Tanks --10-- befindet, damit austretende Flüssigkeit wieder nur in den Tank fliessen kann. Eine solche Öffnung gestattet das Eintreten von Luft in das Verbindungsrohr --24-- durch Siphonwirkung, wodurch wieder die in Frage stehende Flüssigkeitssäule zwischen den beiden Ventilen --9 und 23-- ein wenig kompressibel ist. Wenn die Pumpe nicht arbeitet, dann kann ein wenig Flüssigkeit aus dieser Wassersäule in den Tank fliessen, wobei gleichzeitig entsprechende Volumen an Luft in diese Flüssigkeitssäule eintreten, die dadurch zwischen den beiden Ventilen kompressibel wird.
Die vorstehend beschriebenen Massnahmen wird man nur dann an einer solchen Anlage vorsehen, wenn die Anlage zu Wasserschlägen neigt, die bekanntlich dann auftreten, wenn eine Pumpe anläuft und auf Druck kommt. Alle beschriebenen Massnahmen dienen dazu, ein kompressibles Luftkissen in Verbindung mit der Flüssigkeitssäule zwischen den Ventilen --23 und 9-- zu schaffen.
In jenen Fällen, in denen nur leichte Wasserschläge zu erwarten sind, könnte man auch das Ventil - weiter weg von der Einmündungsstelle der Belüftungsleitung --19-- in die Auslassleitung --22-- verlegen, um diejenige Wassersäule möglichst lang zu machen, die sich zwischen dem Ventil --23-- und der Einmündungsstelle der Leitung --19-- befindet. Auch durch diese Massnahme erhält man eine relativ grosse Kompressiblität innerhalb der Siphon-Anordnung, was dämpfend bei kleineren Wasserschlägen wirkt.
Während diese Massnahmen eine besonders einfache Lösung darstellen und insbesondere weniger Teile benötigen, hat anderseits ein Luftkissen nach Massgabe der gestrichelt in Fig. 2 gezeichneten Anordnung den Vorteil, die jeweilige Pumpe gegen Stosswellen zu schützen, die von andern Stellen des Systems ausgehen.
Wenn eines der Schneid- und Pumpaggregate der gezeigten Art arbeitet, dann können an andern Stellen des Systems auftretende Wasserschläge auf den flexiblen Ständer des arbeitenden Aggregats rückwirken.
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Handelt es sich um einen entsprechend starken Wasserschlag, dann kann der Ständer so stark verformt werden, dass kurzzeitig ein Abwasserfluss in umgekehrter Richtung durch die Pumpe stattfindet.
Diese Wirkungen treten nicht auf, wenn die beschriebenen Dämpfungsmittel vorgesehen sind.
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--3-- sindDurchflussmengen dimensioniert. Wenn in Fig. 1 z. B. bei --31-- die Abwasseraufbereitungsanlage für das ganze System angenommen wird, dann wird der Abschnitt der Hauptleitung --3--, welcher mit --32-- bezeichnet ist, einen kleineren Durchmesser haben, als die Abschnitte --33 oder 34--, weil erkennbar eine grössere Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit transportiert werden muss. Der Fachmann kennt ferner die
Kriterien, nach welchen die einzelnen Durchmesser zu wählen sind. Als Werkstoff für die Hauptleitungen - hat sich Polyvinylchlorid (PVC) bewährt, welcher Werkstoff auch für die Verbindungsrohre --24-- besonders geeignet ist.
Die Hauptleitungen --3-- können in Einzelrohren von 12 bis 15 m und mehr verlegt werden u. zw. zweckmässig nur gerade unter Frosttiefe des Bodens. Es ist wegen der gezeigten
Eigenarten des erfindungsgemässen Systems nicht notwendig, so tief zu graben, wie dies bei bekannten
Systemen notwendig ist.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anlage nach Fig. 1 ist jeder
Einzelabschnitt des Systems durch entsprechende Schieberventile vom Gesamtsystem trennbar. Ein solcher
Sperrschieber ist in Fig. 4 stark schematisiert dargestellt. Das Absperrventil --6-- ist von bekannter
Bauart und wird zweckmässig auf einem Betonfundament --41-- gelagert. Das Betätigungsglied --44-- des
Ventils ist zweckmässig durch einen vertikalen Schacht --42-- zugänglich, der oben mit einem abnehmbaren kräftigen Deckel abgeschlossen ist.
Das Abtrennen eines ganzen Teils des Systems ist also in besonders einfacher Weise möglich : Nach Entfernung des Deckels --43-- wird mit einem entsprechend langen Werkzeug das Betätigungsglied --44-- gedreht.
Zweckmässig weist jeder Einzelabschnitt des Gesamtsystems eine Wartungsstation --5-- auf. Wie man aus Fig. 1 erkennt, sind diese Wartungsstationen jeweils am stromaufwärtigen Ende eines Abschnitts des Gesamtsystems angeordnet. Fig. 5 der Zeichnungen zeigt eine bevorzugte Ausführungsform für eine solche Wartungsstation, die zum Reinigen, Fluten und Durchblasen (mit Luft) der zugeordneten Hauptleitung - dient. Wie man aus Fig. 5 erkennt, ist die Hauptleitung --3-- an ihrem stromaufwärtigen Ende über Kniestücke und ein hochstehendes Steigrohr --51--, einen Adapter --52--, ein Reduzierstück --53-- und ein weiteres dünneres Rohr --54-- an ein von Hand zu betätigendes Ventil --55-- angeschlossen, welches ausgangsseitig noch ein weiteres Rohrstück --56-- haben kann.
Die Armaturen sind in einem entsprechend grossen und zweckmässig zugänglichen Schacht angeordnet, der seinerseits in bekannter Weise einen abnehmbaren Deckel hat. Die im System angesammelte Luft wird-wenn sie ans Ende der Hauptleitung - kommt-im Steigrohr-51-- nach oben steigen, so dass man diese überflüssige Luft durch Öffnen des Ventils --55-- ablassen kann. Nun kann man weiterhin das Rohrstück --56-- an einen Druckluft-Erzeuger anschliessen, um den entsprechenden Teil des ganzen Systems mit Druckluft durchzublasen, was bekanntlich eine zeitgemässe Reinigungsmethode für relativ dünne Rohrleitungen ist. Selbstverständlich kann man unter Zuhilfenahme dieser Wartungsstation entsprechend angeschlossene Teile der Hauptleitung - auch mit Wasser oder einer andern Reinigungsflüssigkeit spülen.
Nach Abnahme des Reduzierstückes --53-- kann man auch einen Draht od. dgl. in die Hauptleitung - einführen, um festsitzende Verstopfungen zu lösen. Es kann zweckmässig sein, an manchen Stellen des Gesamtsystems zwei solche Wartungsstationen derart vorzusehen, dass man das dazwischenliegende Stück der Hauptleitung --3-- in beiden Richtungen durchblasen kann. Mit --50 und 60-- ist in den Zeichnungen (knapp rechts unterhalb der Mitte des Blattes) eine solche Anordnung zweier solcher Wartungsstationen an einem Leitungsstück dargestellt. Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen erkennt der Fachmann, an welchen Stellen in einem andern, aber prinzipiell gleichen System entsprechende Wartungsstationen --5-- einzurichten sind.
Bei Betrachtung der Darstellung in Fig. 1 sieht man, dass die insgesamt in Anbetracht der feststehenden Anzahl von Anschlüssen zu verlegende Länge von Hauptleitungen auf ein Minimum reduziert ist. Dies hat erkennbar Eostengründe. Selbstverständlich kann man im Gegensatz zu der dargestellten Anordnung auch Ringleitungen zum Transport der gepumpten Abwässer verwenden, so dass beispielsweise der Ausfall einer Hauptleitung zumindest zeitweise hingenommen werden kann. Bei der Anordnung nach Fig. 1 könnte man dies z. B. dadurch erreichen, dass man in der links oben bei --61-- gestrichelt gezeigten Weise zusätzliche Hauptleitungen zu zusätzlichen Absperrschiebern verlegt.
Bei dieser Anordnung ist es
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beispielsweise möglich, die Anschlüsse beliebiger Häuser an der Hauptleitung --35-- zu reinigen, indem man die Sperrschieber --46 und 47-schliesst und die Wartungsarbeiten über die Wartungsstation --58 und 59-durchfährt. Die Entwässerung würde dann für diejenigen Anwesen, die sonst über --35-- entwässert würden, über die Parallelverbindung mit dem Sperrschieber --62-- gehen. Selbstverständlich wird man darauf achten, solchen Parallelbetrieb nur notfalls und dann nur kurzzeitig durchzuführen. Solche
Parallelverbindungen sind nämlich nur zur kurzzeitigen Überbrückung von Reparaturarbeiten oder Wartungsarbeiten an andern Stellen der Leitung vorgesehen.
Man kommt übrigens bei der Anlage nach Fig. l auch ohne Parallelverlegung wie bei --61-- mit zusätzlichem Sperrschieber --62-- zu zumindest kurzzeitigen andern Flüssigkeitsläufen, indem man entsprechende Wartungsstation --78 und 79-- kurzzeitig über die zugeordneten Rohrstücke --56-- mit einem tragbaren Schlauch verbindet. Eine so einfache"Notbeseitigung"bei Ausfall bestimmter Leitungsteile ist in herkömmlichen Abwasserbeseitigungsanlagen unmöglich. Die Möglichkeit, auf diese Weise eine "Notbeseitigung" durchzuführen, gestattet es, nur das absolute Minimum an fest verlegten Hauptleitungen vorzusehen, was hinsichtlich der Kosten besonders günstig ist.
Zusätzlich zu den bereits besprochenen Merkmalen wird man bei einem solchen System zweckmässig an besonders hohen Punkten der ganzen Anlage Entlüftungs-oder Belüftungsventile --81-- einsetzen.
Aus Fig. 1 ist zu entnehmen, dass ein solches Entlüftungs- oder Belüftungsventil auf dem Bergrücken angebracht ist, der von den beiden Höhenlinien 560 begrenzt ist. Weiter kann man bekannte, automatisch arbeitende Entlüftungs-und Belüftungsventile verwenden, wodurch nicht einmal mehr eine Bedienung erforderlich ist. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass in stark hügeligem Gelände und demnach mit grossen Höhenunterschieden verlegten Hauptleitungen relativ häufig Luftblasen oder starker Unterdruck entsteht, welche beiden Phänomene im Betrieb unerwünscht sind. Unter Verwendung der hier angegebenen Massnahmen ergeben sich somit keine Probleme.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird mindestens am Auslass der einzigen Sammelleitung in die Abwasser-Aufbereitungsanlage ein Druckregler eingebaut.
Während es bei herkömmlichen Entwässerungssystemen mit Flüssigkeitstransport durch Schwerkraft stets notwendig ist, insbesondere in hügeligem Gelände, eine grosse Anzahl von Hebewerken vorzusehen, genügt es beim System nach der Erfindung ein einziges Hebewerk vorzusehen und das auch nur dann, wenn im Gegensatz zur gezeigten Anordnung die zentrale Abwasser-Aufbereitungsanlage besonders hoch liegt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Abwässerbeseitigungsanlage zur Ableitung der an einer Vielzahl von Stellen anfallenden Abwässer, g e k e n n z e i c h n e t , d u r c h einen zwischen mindestens einer Hauptleitung (3) und einer solchen Stelle (1) angeordneten Sammeltank (10), einen vom Tankinhalt durchflossenen Feststoffzerkleinerer (14), eine an der Auslassseite des Feststoffzerkleinerers (14) vorgesehene Pumpe (15), ein an einen Auslass (16) der Pumpe (15) angeschlossene, mit einem Rückschlagventil (24) versehene Auslassleitung (22,24) und eine von der Auslassleitung (22,24) abzweigende und an einem Ende (21) offene Leitung (19) mit einem eine Entlüftung zulassenden Rückschlagventil (29).
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