CH648391A5

CH648391A5 - Apparatus for the deaeration of polluted water, for example of sewage

Info

Publication number: CH648391A5
Application number: CH139/80A
Authority: CH
Inventors: Ulf Geir Dambo
Original assignee: Ta Esco As
Priority date: 1979-01-19
Filing date: 1980-01-09
Publication date: 1985-03-15
Also published as: DE3000283A1; SE7910143L; NO142457C; NO790191L; NO142457B; SE442884B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entlüften von verunreinigtem Wasser, z. B. von Kloakenwasser, das unter Druck steht, mit einem Gehäuse und einem vom Wasser hebbaren Schwimmer, samt einem Ventil, das zum Ablassen von Luft und zum Schliessen durch den Schwimmer eingerichtet ist, wenn dieser zu einer oberen Stellung bewegt wird. The invention relates to a device for venting contaminated water, for. B. of sewage water, which is under pressure, with a housing and a float that can be lifted from the water, together with a valve that is set up for venting air and for closing by the float when it is moved to an upper position.

In Abwasser-Flüssigkeitsleitungen, diez. B. in öffentliche Leitungsnetze münden, insbesondere Kloakenleitungen, in denen das Kloakenwasser mit Hilfe von Pumpen gefördert wird, können oft in den höchstliegenden Stellen des Leitungsnetzes Luftkissen entstehen, die entlüftet werden sollten. Es ist verständlich, dass diese Entlüftung keinen Ausfluss von Flüssigkeit aus der Leitung erlauben darf. In wastewater liquid lines, e.g. B. open into public supply networks, especially sewer lines, in which the sewer water is pumped with the help of pumps, air cushions can often arise in the highest points of the supply network, which should be vented. It is understandable that this ventilation must not allow liquid to flow out of the line.

Bei bekannten Vorrichtungen eingangs genannter Art besteht das Problem, dass das Ventil leicht beschmutzt oder verstopft werden kann, so dass es dann nicht mehr einwandfrei arbeitet. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Flüssigkeit in der betreffenden Leitung stark verunreinigende Stoffe enthält, wie es bei Kloakenwasser der Fall ist. Dieses Problem wird noch dadurch verstärkt, dass von Zeit zu Zeit ein Überdruck im Luftkissen oberhalb der Kloakenwasseroberfläche entstehen kann. Dieser Druck trägt dazu bei, das Ventil geschlossen zu halten, in einer Situation aber, in der das Ventil für einen Luftauslass eigentlich offen sein sollte. Das bedeutet, dass die vom Überdruck ausgeübte Kraft viel grösser ist als die Gegenkraft, die vom Eigengewicht des Schwimmers herrührt und der mit diesem zusammenhängenden Bauteile. In known devices of the type mentioned, there is the problem that the valve can be easily soiled or clogged, so that it then no longer works properly. This is particularly the case if the liquid in the line in question contains highly contaminating substances, as is the case with sewage water. This problem is exacerbated by the fact that from time to time an overpressure can arise in the air cushion above the sewage water surface. This pressure helps keep the valve closed, but in a situation where the valve should actually be open for an air outlet. This means that the force exerted by overpressure is much greater than the counterforce resulting from the weight of the float and the components connected with it.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die oben genannten Probleme zu vermeiden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen mit einem Fluid gefüllten Kanal, der am einen Ende ein bewegliches Dichtungselement aufweist, um den in einem Raum zwischen Wasseroberfläche und Ventil auftretenden Luftdruck auf das Fluid zu übertragen, und im Bereich des anderen Endes durch Mittel zum Ausüben einer Kraft eingerichtet ist, die das Bestreben hat, das Ventil zu öffnen. The aim of the present invention is to avoid the problems mentioned above. The device according to the invention is characterized by a channel filled with a fluid, which has a movable sealing element at one end in order to transmit the air pressure occurring in a space between the water surface and the valve to the fluid, and in the region of the other end by means for exerting a pressure Force is established, which tries to open the valve.

Das bedeutet, dass der im Luftkissen herrschende Druck von beiden Seiten her auf das Ventil einwirkt und somit nicht dazu beiträgt, das Ventil zu schliessen. Letzteres wird somit lediglich durch den Auftrieb des Schwimmers bestimmt, abzüglich dessen Eigengewicht und der mit ihm verbundenen Bauteile. This means that the pressure in the air cushion acts on the valve from both sides and therefore does not help to close the valve. The latter is thus only determined by the buoyancy of the float, minus its own weight and the components connected to it.

Die Erfindung soll im folgenden beispielsweise näher erläutert werden mit Hinweis auf die Zeichnung, die einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung zeigt. The invention will be explained in more detail below, for example, with reference to the drawing, which shows a vertical section through the device.

Der Gehäuseteil 1 enthält einen Schwimmer 2, der in der gezeigten Stellung von einer Flüssigkeit 18 getragen ist, deren Spiegel mit A bezeichnet ist. Der Gehäuseteil 1 ist unten mit einem Flansch 13 versehen, zum Anschluss einer Flüssigkeitsleitung, z.B. einer Kloakenleitung. The housing part 1 contains a float 2, which is carried in the position shown by a liquid 18, the mirror of which is designated A. The housing part 1 is provided at the bottom with a flange 13, for connecting a liquid line, e.g. a sewer line.

Der Gehäuseteil 1 trägt oben einen Oberteil 12, der im Beispiel oben zylindrisch und rohrförmig ist und dann mit einem konischen Abschnitt 14 in den Gehäuseteil 1 übergeht, etwa auf Höhe der normalen Arbeitslage des Schwimmers 2, d. h. beim Spiegel A (Niveau). The housing part 1 carries an upper part 12, which is cylindrical and tubular in the example above and then merges with a conical section 14 into the housing part 1, approximately at the level of the normal working position of the float 2, i. H. at mirror A (level).

Der Schwimmer 2 ist mittels einer Stossstange 3 mit einem Ventilschliesskörper 5 verbunden. Die Stange 3 ist in Führungen 4 verschiebbar geführt. Der Körper 5 ist als Kegel ausgebildet und ist an einen Ventilsitz 6 abdichtend anlegbar. Der Körper 5 und der Sitz 6 bilden das eigentliche Ventil zum Ablassen von Luft aus einem Raum 11, der im Gehäuse 1,12,14 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels A liegt. The float 2 is connected to a valve closing body 5 by means of a bumper 3. The rod 3 is guided in guides 4. The body 5 is designed as a cone and can be sealingly applied to a valve seat 6. The body 5 and the seat 6 form the actual valve for releasing air from a space 11, which lies in the housing 1, 12, 14 above the liquid level A.

Unterhalb des Ventils 5,6 ist in einer Wand des Oberteils 12 eine Öffnung vorhanden, die mit einer Membran 8 verschlossen ist und dazu dient, den Druck im Luftraum 11 über einen Kanal 10 auf ein Fluid (z.B. eine Flüssigkeit, ein Gas oder eine Gas-Flüssigkeits-Mischung) zu übertragen, zum Beaufschlagen eines Stempels 9, dem eine Membran 15 vorgeschaltet ist. Am Stempel Below the valve 5, 6 there is an opening in a wall of the upper part 12 which is closed with a membrane 8 and serves to apply the pressure in the air space 11 via a channel 10 to a fluid (for example a liquid, a gas or a gas) -Liquid mixture) to transfer, for loading a stamp 9, which is preceded by a membrane 15. On the stamp

9 ist ein Stössel 7 angebracht, der nahe beim Ventilkegel 5 endet. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Stössel 7 am Kegel 5 befestigt sein, so dass die Teile 3,5,7 und 9 ein Stück bilden. 9, a plunger 7 is attached, which ends close to the valve cone 5. In another embodiment, the tappet 7 can be attached to the cone 5, so that the parts 3, 5, 7 and 9 form one piece.

Es ist erkennbar, dass mit geeigneten Abmessungen der verschiedenen Querschnittsflächen über den Druckmediumkanal 10 ein Ausgleich des Druckes im Luftraum 11 hergestellt werden kann, in dem eine entsprechende Kraft von oben gegen den Ventilschliesskörper 5 wirkt, um das Öffnen des Ventils 5,6 zu erstreben. Diese Kraft soll gewährleisten, dass das Ventil 5,6 unter Druck geöffnet wird, d. h. dass die Druckdifferenz zwischen der umgebenden Atmosphäre und dem Luftraum im Ventil, dasselbe nicht geschlossen hält wenn der Flüssigkeitspegel sinkt, während der Druck in der Leitung aufrechterhalten ist. Dadurch, dass die Druck-und Kraftübertragung über den Kanal It can be seen that with suitable dimensions of the different cross-sectional areas via the pressure medium channel 10, a compensation of the pressure in the air space 11 can be established, in which a corresponding force acts against the valve closing body 5 from above in order to aim to open the valve 5, 6. This force is to ensure that the valve 5,6 is opened under pressure, i. H. that the pressure difference between the surrounding atmosphere and the air space in the valve does not keep it closed if the liquid level drops while the pressure in the line is maintained. In that the pressure and power transmission through the channel

10 in einem geschlossenen System geschieht, in welchem die Membranen 8 und 15 gegenüber dem Inneren des Ventilgehäuses 1 und 12 abdichten, wird die Funktion nicht durch Verunreinigungen und Verstopfungen beeinflusst, was sonst oft durch die hier interessierenden Flüssigkeiten verursacht werden könnte. Im Gehäuseteil 12 sitzt ein Körper 16, der einen ins Freie mündenden Kanal 17 aufweist. 10 happens in a closed system, in which the membranes 8 and 15 seal against the interior of the valve housing 1 and 12, the function is not influenced by impurities and blockages, which could otherwise often be caused by the liquids of interest here. A body 16 is seated in the housing part 12 and has a channel 17 opening into the open.

Die vorerwähnten Verhältnisse können mathematisch wie folgt ausgedrückt werden. Die nach oben auf die Unterseite des Ventilschliesskörpers 5 wirkende Kraft ist: The above-mentioned relationships can be mathematically expressed as follows. The force acting upwards on the underside of the valve closing body 5 is:

Fj — P i X aj wobei Fj - P i X aj where

Pj =der Leitungsdruck (Druck im Raum 11) ist und Pj = the line pressure (pressure in room 11) is and

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

aj = der Durchströmungsquerschnitt des Ventils oder mit anderen Worten, der Querschnitt der Luftöffnung ins Freie. aj = the flow cross-section of the valve or, in other words, the cross-section of the air opening to the outside.

Die nach unten wirkende Kraft, verursacht durch den Schwimmer mit zugehörigen Konstruktionsteilen, kann durch Schwimmervolumen mal auf das Schwimmervolumen bezogene Schwimmergewicht ausgedrückt werden. The downward force caused by the float with associated structural parts can be expressed in terms of float volume times the float weight based on the float volume.

Da das bezogene Schwimmergewicht kleiner als 1 sein muss, um das Schwimmen des Schwimmers auf dem Wasser zu ermöglichen, muss die Fläche ai klein sein, um sicherzustellen, dass das unter Druckstehende Ventil 5,6 geöffnet wird. Diesgiltim verstärkten Masse, wenn in Betracht gezogen wird, dass das bezogene Schwimmergewicht in der Praxis wesentlich niedriger als 1 gewählt wird, um eine gute Dichtung vom Körper 5 am Sitz 6 zu erreichen. Dies wirkt also dem Bestreben entgegen, das Ventil von oben herüber den Stössel 7 zu öffnen. Der erläuterte ' Vorschlag mit dem geschlossenen Druckübertragungssystem über den Kanal 10 bringt daher wesentliche Vorteile, wie schon eingangs erwähnt. Since the float weight referred to must be less than 1 to enable the float to float on the water, the area ai must be small to ensure that the pressurized valve 5,6 is opened. This applies to the increased mass, when it is considered that the float weight referred to is in practice chosen to be substantially lower than 1 in order to achieve a good seal from the body 5 on the seat 6. This therefore counteracts the endeavor to open the valve from above the tappet 7. The explained 'proposal with the closed pressure transmission system via the channel 10 therefore brings significant advantages, as already mentioned at the beginning.

Der erläuterte Druckausgleich wird in der Praxis angenähert optimal, wenn die vom Fluid beaufschlagte Druckfläche, deren Kraft in Richtung zum Öffnen des Ventils gerichtet ist, ungefähr gleich gross ist wie diejenige Querschnittfläche des Ventil-schliesskörpers 5, die von der Luft im Luftraum beaufschlagbar ist, wobei die Kraft dieser Querschnittsfläche der erstgenannten Kraft entgegengerichtet ist. Voraussetzung dafür ist dann allerdings, dass die Reibungsverluste der beweglichen Teile und des" Druckmediums keine nennenswerte Bedeutung haben. The explained pressure equalization is approximately optimal in practice if the pressure surface acted upon by the fluid, the force of which is directed towards the opening of the valve, is approximately the same size as the cross-sectional area of the valve closing body 5 which can be acted upon by the air in the air space. the force of this cross-sectional area being opposite to the first-mentioned force. The prerequisite for this, however, is that the frictional losses of the moving parts and the pressure medium have no significant significance.

Um die Gefahr einer Verstopfung der Entlüftungsöffnungen aufgrund verunreinigter Flüssigkeit 18 zu vermeiden, ist der obere Teil 12 des Gehäuses 1,12,14 im Durchmesser wesentlich In order to avoid the risk of clogging of the ventilation openings due to contaminated liquid 18, the upper part 12 of the housing 1, 12, 14 is essential in diameter

3 648 391 3,648,391

geringer ausgebildet als der untere Gehäuseteil 1 im Bereich des Schwimmers 2. Weiterhin ist der obere Teil 12 nach oben stark verlängert, so dass derselbe eine grössere Länge hat als eigentlich notwendig wäre zur Aufnahme des Ventils 5,6 und der Kon-5 struktionsteile am oberen Ende des Kanals. Zusätzlich zum weit entfernt Liegen dieser Teile 5,6 und 8 vom Flüssigkeitsniveau A hat die gezeigte Gestaltung mit ihrem kleinen Querschnitt im Oberteil 12 in Kombination mit dem im Querschnitt verhältnismässig stark erweiterten Gehäuseteil 1 im Höhenbereich des io Schwimmers 2 eine vorteilhafte Auswirkung auf die Druckverhältnisse. Es wird nämlich ein nur langsames Steigen des Flüssigkeitsniveaus A sichergestellt, gleichzeitig mit einer Komprimierung der Luft im Raum 11 oberhalb dieses Flüssigkeitsniveau A, so dass dies auch dazu beiträgt, das Flüssigkeitsniveau A im 15 Abstand vom Ventil 5,6 zu halten. Durch die erläuterte und gezeigte Gestaltung der Vorrichtung wird weitgehend verhindert, dass verunreinigte Flüssigkeit 18 (z. B. Kloakeninhalt) im Gehäuse unter normalen Verhältnissen so weit in den turmähnlichen Oberteil 12 aufsteigen kann, dass eine Verunreinigung oder 20 Verstopfung des Ventils 5,6 und möglicherweise auch der Membran 8 am unteren Ende des Kanals 10, eine Fehlfunktion bewirken kann. formed lower than the lower housing part 1 in the area of the float 2. Furthermore, the upper part 12 is greatly extended upwards, so that it has a greater length than would actually be necessary to accommodate the valve 5, 6 and the construction parts on the upper part End of the channel. In addition to the fact that these parts 5, 6 and 8 are far away from the liquid level A, the design shown with its small cross section in the upper part 12 in combination with the housing part 1 with a relatively large cross section in the height range of the float 2 has an advantageous effect on the pressure conditions. This is because a slow increase in the liquid level A is ensured, at the same time as the air in the space 11 is compressed above this liquid level A, so that this also helps to keep the liquid level A at a distance from the valve 5, 6. The described and shown design of the device largely prevents that contaminated liquid 18 (e.g. cloaca contents) in the housing can rise so far into the tower-like upper part 12 under normal conditions that contamination or blockage of the valve 5, 6 and possibly also the membrane 8 at the lower end of the channel 10, can cause a malfunction.

Bei anderen Ausführungsbeispielen können die Verbindungsteile zwischen Schwimmer 2 und Ventilschliesskörper 5 auch 25 anders ausgebildet werden. Es ist auch nicht notwendig, dass diese Verbindungsteile 3,5,7 und 9 zueinander fluchtend, also in einer Linie, vertikal übereinander liegen, obwohl dies in der Praxis bevorzugt wird. Ferner ist es klar, dass die gezeigte und vorteilhafte flache Gestaltung des Schwimmers 2 nicht die einzige 30 mögliche Form ist, da auch ein Schwimmer in der gewöhnlichen Kugelform verwendet werden kann. In other exemplary embodiments, the connecting parts between float 2 and valve closing body 5 can also be designed differently. It is also not necessary for these connecting parts 3, 5, 7 and 9 to be aligned, ie in a line, vertically one above the other, although this is preferred in practice. Furthermore, it is clear that the shown and advantageous flat design of the float 2 is not the only possible form, since a float in the usual spherical shape can also be used.

M M

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

648 391 PATENT CLAIMS

1. Device for venting contaminated water, e.g. of sewage water, which is under pressure, with a housing (1, 12, 14) and a float (2) which can be lifted from the water, together with a valve (5, 6) which is set up for venting air and for closing by the float , when this is moved to an upper position, characterized by a fluid-filled channel (10) which has a movable sealing element (8) at one end, around which in a space (11) between the water surface and the valve (5,6 ) occurring air pressure to the fluid, and in the area of the other end (9) by means (7; 9,15,16) for exerting a force which tends to open the valve (5, 6) .

2. Device according to claim 1, characterized in that the means have a pressure area acted upon by the fluid and acting in the direction of the force, which is essentially the same as the cross-sectional area of the valve body (5) which can be acted upon by the pressurized air and acts against the force .

3. Device according to claim 1, characterized in that the sealing element consists of a membrane (8).

4. The device according to claim 1, characterized in that the means have a plunger (9, 7) which can be influenced by the fluid and can be supported on the valve closing body (5) of the valve (5, 6).

5. The device according to claim 1, characterized in that the means have a stamp (9) in order that the stamp (9) of the valve closing body (5) and the float (2) are integrally connected to one another by means of a rod (3, 7) .

6. The device according to claim 1, characterized by a lower housing part (1) in the area of the float (2) and a projecting upward, neck-shaped, cylindrical upper housing part (12), the diameter of which is substantially smaller than that of the lower housing part (1), which Housing upper part (12), the valve (5,6) and also the two ends of the channel (10).