CN1073242A - 真空式下水道的虹吸管 - Google Patents

Abstract

本发明是一种真空式下水道虹吸管，用于防止在 穿越河流等障碍物时的扬程所导致的真空度降低，利 用从河流下方穿过的通水管及通气管连接设在河流 一侧的上游真空下水管和设在另一侧的下游真空下 水管，上游真空下水管中的污水通过通气管4流入下 游真空下水管。由真空站传至下游真空下水管的真 空度经由通气管，在基本不降低的情况下传至上游真 空下水管。

Description

本发明涉及真空式下水道，尤其涉及在从污水源至真空站的真空下水管道中存在障碍物的情况下防止由该障碍物的扬程引起的真空度降低、以求扩大污水的可运送范围的真空式下水道。

真空式污水收集系统是将下水管道抽成真空（不是完全的真空，而是指一种减压状态），利用与大气的压力差来收集污水的系统。

图3例示出这种真空式下水道系统的结构。

从家庭和工厂等的卫生设备排出的水通过流入管31流进真空阀单元（中转单元）32。排水再从该真空阀32经由真空下水管33被送到真空站34，然后由压力泵35经由压送管36送到下水处理设施中。

在该真空站34中，由污水循环泵37将接受槽38中的污水供给喷射泵39，这样，将真空下水管33抽成真空，将污水汇集到真空站34中。

真空阀单元32用于连接污水源和真空站34，包括：污水从流入管31流入其中的槽体40、吸入该槽体40中的污水而后送至真空下水道33的吸入管41、设置在该吸入管41中的真空阀42、控制该真空阀42的工作的控制器43。该真空阀42是作为真空下水管33中负压的驱动动力源。图中，44是气管，45是检查口，46是通气管，50是升液器。真空下水管通常连接了多个真空阀单元。

这种真空式污水收集系统在管路施工中不需要自然流下式下水道的那种连续的坡度，具有下列特征。

①由于管道的敷设深度浅，可以大幅度削减涵洞的作业费用。

②能够在地下水水位高、有岩石、挖掘困难，因而难以埋设下水道的地区进行下水道施工。

③在曲折路段处的施工也容易进行。

④因为是藉助真空进行的气液混相强制性间歇高速收集，所以不用担心管路的堵塞问题，用小口径管道进行配管成为可能。

但是，在真空式污水收集系统中，其可能的输送范围（收集下水流域）是在真空下水管的末端的真空度保持为1000～2500mmAg的负压的范围。因此，假设是在真空下水管道内不存在降低真空度的因素的系统中，那么，可能的输送范围是与在真空站发生的真空度H。减去上述记末端的必需负压1000～2500mmAg后的值成比例的数值。

在这种真空式污水收集系统中，如果在真空下水管路上有上升的坡度，则该坡度中的扬程会消耗真空站所发生的真空度，成为真空度降低的主要因素，也成为缩小可能输送范围的原因。例如，如图4、5所示，在有障碍（例如河流）的地区，将真空下水管33铺设成从该河流等障碍物底下穿过或从上面跨过，这时，AB间的扬程是H₁或H₂。由于该扬程H₁或H₂，真空站的真空度H₀减少了与此相当的量（H₀-（H₁或H₂）），这时的可能输送范围是与（H₀-（H₁或H₂））减去在上述末端所必需的负压1000～2500mmAg后的值成比例的数值。因此，这种情况下的可能输送范围比起在平坦地区的可能输送范围，大幅度地变小了。

因此，在从污水源至真空站的真空下水管路中形成障碍物的情况下，就希望开发出能防止因该障碍物的扬程而使真空度降低，以扩大污水的可能输送范围的技术。

本发明有鉴于此，以提供能够防止因障碍物的扬程而使真空度降低的真空式下水道为其目的。

另外，本发明还以提供防止在通水管内有固体物堆积的真空式下水道虹吸管为目的。此外，本发明的目的还在于提供一种真空式下水道虹吸管，当在下游一侧真空下水管仅有数根，并配置在高于上游一侧真空下水管的水平上时也能够适用。

本发明还以提供能通过送风而方便且有效地排出通水管内的异物的真空式下水道虹吸管为目的。

本发明的第1种真空式下水道虹吸管是连接设置在障碍物一侧的上游真空下水管与设置在障碍物另一侧的下游真空下水管的，包括：从上述障碍物底下穿过、连接上述上游真空下水管与下游真空下水管的通水管，和通过上述障碍物的上方或下方而连接上述上游真空下水管及下游真空下水管的通气管。

第2种真空式下水道虹吸管是在第1种真空式下水道虹吸管的基础上再在上游真空下水管中设置气液分离装置而构成的。

第3种真空式下水道虹吸管的特征是在第1种真空式下水道虹吸管的基础上，将上述通水管中至少顺流方向上形成上升坡度部分中的下部的截面积做成比上述上游真空下水管的截面积还小。

第4种真空式下水道虹吸管的特征是在第1种真空式下水道虹吸管的基础上，将上述通气管下游一侧的端部连接在上述通水管中上述下游真空下水管的接近部分上。

第5种真空式下水道虹吸管在第1种真空式下水道虹吸管的基础上，再包括有：用于使得上述通水管中最低水平部分或其附近部分与大气连通的管路，和流路选择装置，该装置可有选择地采取将上述管路向大气开放同时阻止空气从上述通气管直接流入上述下游真空下水管的第1状态，或封锁上述管路同时允许空气从通气管直接流入下游真空下水管的第2状态。

第6种真空式下水道虹吸管在第1种真空式下水道虹吸管的基础上，还包括：用于使上述通水管中最低水平部分或其附近部分与大气连通的第1管路;使上述通水管中在顺流方向上形成上升坡度的部分的中间部分与大气连通的第2管路;流路选择装置，它有选择地采取将上述第1管路向大气开放，封闭上述第2管路，同时，阻止空气从上述通气管直接流入上述下游真空下水管的第1状态，或封闭上述第1管路及第2管路，同时，允许空气从上述通气管直接流入上述下游真空下水管的第2状态，或封闭上述第1管路，将上述第2管路向大气开放，同时阻止空气从上述通气管直接流入上述下游真空下水管的第3状态。

第7种真空式下水道虹吸管在第1种真空式下水道虹吸管的基础上，在上述通气管中设置用于开闭该通气管的阀门，并在该阀门的上游设置能够将大气引入该通气管和上游真空式下水道两者至少一方之中的装置。

第1种真空式下水道虹吸管做成从障碍物底下穿过，利用通水管将上游真空下水管中的下水输送到位置更低的下游真空下水管中，同时，利用将下游真空下水管与上游真空下水管连通起来的通气管持续地将真空站所产生的负压传送到真空下水管中。为此，真空站所产生的负压完全不会消耗在真空下水管从障碍物底下穿过时扬水的用途上，该负压可以有效地用在其它地方的扬程中。

在第2种真空式下水道虹吸管中，因为在上游真空下水管中设置了气液分离装置，所以，从上游真空下水管流过来的流体被该气液分离装置可靠地分离成气体和液体。

因此，通水管中只流入水，同时，通气管中只流动空气，使得能够顺利地进行下水的输送。

在第3种真空式下水道虹吸管中，通水管中至少在顺流方向形成上升坡度的部分的下部，亦即最容易积累固体物的部分，其截面积做得比上游真空下水管的截面积还小。

因此，在该部分中，流过通水管的下水的流速比其它地方的要高。因而，在上升坡度部分中，得到了推举异物力量大、流速快的上升流。这样，藉助于高速化了的下水流，将固体物有效地排出到下游真空下水管中。

在第4种真空式下水道虹吸管中，通气管下游一侧的端部连接的通水管中下游真空下水管的接近部分上。因此，由通气管传送的负压在通水管从上述通气管连接位置至下游真空下水管之间的部分中发挥了下水的空气吸升效果。由于这种空气吸升效果，下水被扬水至下游真空下水管一侧。

因而，就没有必要将下游真空下水管设置在总是比上游真空下水管低H_A的位置上，能提高设计的自由度。

另外，由于这种空气吸升的效果，真空站产生的真空度虽稍有消耗，但其消耗量还不到在通水中引起障碍的程度。

在第5种真空式下水道虹吸管中，封闭使通水管的最低水平部分或其附近部分与大气连通的管路，另外，使空气从通气管直接流入下游真空下水管，藉此，与前述真空式下水道虹吸管一样，能够将上游真空下水管中的污水通过通水管输送到下游真空下水管，从真空站传送到下游真空下水管的真空度能够完全不降低地传送至上游真空下水管。

另一方面，在将管路向大气开放的同时，阻止空气从通气管直接流入下游真空下水管，藉此，由于真空站的减压，空气从该管路传送到通水管中最易堆积异物、最低水平部分或其附近。藉助该空气，直接吹动在该部位沉淀、堆积的堆积物，有效地除去，然后容易地排出到下游真空下水管一侧。

在第6种真空式下水道虹吸管中，关闭使通水管最低水平部分或其附近部分与大气连通的第1管路，以及使通水管在顺流方向上形成上升坡度的部分的中间部位与大气连通的第2管路，另外，使空气直接从通气管流入下游真空下水管，藉此，与前述真空式下水道虹吸管一样，能够利用通水管将上游真空下水管中的污水送入下游真空下水管，使得从真空站传至下游真空下水管的真空度基本不降低，传送至上游真空下水管。

在该第6种虹吸管中，将第1管路向大气开放，封闭第2管路，同时，阻止空气从通气管直接流入下游真空下水管，藉此，与上述真空式下水道虹吸管相同，也能有效地解除通水管中的堆积物，容易地将它排出到下游真空下水管一侧，但在送风之前，封闭第1管路，将第2管路向大气开放，同时，阻止空气从通气管直接流入下游真空下水管，利用这种状态，能够减小在送风开始时所必需的减压程度。

图1是显示第1种真空式下水道的一个实施例的剖示图。

图2是显示第2种真空式下水道的一个实施例的剖示图。

图3是显示真空式污水收集系统的剖示图。

图4是显示以往的真空式下水道虹吸管的剖示图。

图5是显示已有的真空式下水道虹吸管的剖示图。

图6是显示第2种真空式下水道的另一个实施例的剖示图。

图7是显示第3种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图8是显示第4种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图9是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图10是显示第6种真空式下水道一个实施例的管路结构图。

图11是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图12A是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图12B是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图13A是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图13B是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图14是显示第6种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图15是显示第6种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图16A是显示第6种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图16B是显示第6种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图16C是显示第6种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图17是显示第1种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图18是显示第2种真空式下水道另一实施例的剖示图。

图19是显示第2种真空式下水道另一实施例的剖示图。

图20是显示第2种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图21是显示第4种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图22是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图23是显示第6种真空式下水道一个实施例的管路结构图。

图24是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图25A是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图25B是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图26A是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图26B是显示第5种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图27是显示第6种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图28是显示第6种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图29A是显示第6种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图29B是显示第6种真空式下水道一个实施例的剖示图。

图29C是显示第6种真空式下水道一个实施例的剖示图。

以下参照附图，对本发明的实施例作更具体的说明。

图1及图17是显示本发明的真空式下水道虹吸管一个实施例的剖示图。

图1中，设置一真空式下水道，横穿障碍物1（本实施例中是河流）。2是上游真空下水管，3是下游真空下水管。通水管4设置成从河流1的底下穿过，可通水地将真空下水管2、3连接起来。另外，上游真空下水管2设置在比下游真空下水管3高H_A的位置上，该H_A相当于下水能够从上游真空下水管2向下游真空下水管3流过通水管4所必需的小的水头。下游真空下水管3的下游一侧连接真空站（图示省略），使管内可以减压。下游真空下水管3与上游真空下水管2依靠从河流1底下穿过的通气管5连通，从而，上游真空下水管2中也可以减压。在本实施例中，在通气管5中设置阀门6，在树立于上游真空下水管2上的大气连通管10中设置阀门9。

为了不让水进入通气管5，在通气管5从上游真空下水管2分支出去的部分2A的近处设置上升坡度部分5A。同样，在通气管5上与下游真空下水管2连接部位的近处设置上升部分5B。另外，作为上升部分5B的替代，也可以设置允许气体从通气管5流入下游真空下水管3、但阻止水从下游真空下水管3流入通气管5的单向阀。

本实施例的通水管4希望设置成向着下游形成下降坡度。

图17的实施例是将通气管5从河流1的上方通过的，其他结构与图1的相同。

在这样构成的图1及图17的真空式下水道虹吸管中，通常，阀门6打开，阀门9关闭。因而，从上游真空下水管2中流过来的污水穿过通水管4，到达下游真空下水管3中，再经过该下游真空下水管3流向下游。另一方面，下游真空下水管3中的真空经由通气管5传到上游真空下水管2，由此在设置于上游真空下水管2中的扬程（图示省略）中起到空气吸升作用。

这样，在这种真空式下水道虹吸管的管路中，即使存在河流1等障碍物，因为污水能通过通水管4穿过该障碍物，所以污水从障碍物底下穿过，并不需要扬程，损失的水头极小。因而，在真空站所发生的负压有效地用在障碍物以外场所的扬程中。所以能够显著扩大单个真空站所能收集的流域面积。另外，设计自由度也大幅度提高。

另外，在污水流通的同时，在通水管4中会积累起堆积物，该堆积物能够这样排出。亦即，在流水量少的夜间或休假日，首先关闭阀门6，接着打开上游真空下水管的阀门9，在使空气吸入上游真空下水管2中的同时，利用真空站使下游真空下水管3中减压。这样，风吹入通水管4中，将堆积物排出到下游真空下水管中。另外，空气也可以通过空气泵等压入管中。

图2及图18显示了第2种实施例。在图2的实施例中，在河流1等障碍物附近设置连接上游真空下水管2的探井之类的抗7，在坑7的下部（在底部之上）连接通水管4。另外，坑7（或上游真空下水管2）上连接通气管5。在坑7上覆盖上气密性的盖子8，不让大气渗入坑7中。

图18的实施例是将通气管5从河流1的上方通过的，其他结构与图2的相同。

图2及图18的真空式下水道虹吸管与图1的实施例相同，只损失极少的水头，就能将污水从上游真空下水管2输送至下游真空下水管3，同时能在必要时将堆积物用空气吹出。

在图2及图18的实施例中，能在坑7之中对流入的下水作气液分离处理。因而，在通水管4中只有水流动，下水能顺利地穿过通水管4。

亦即，在图1所示真空式下水道虹吸管中，如果在从上游真空下水管2分支出通气管5的部分2A处气液（空气与下水）分离不充分，那么气液混合流体就会流入到通水管4中。若气液混合流体流入通水管4中，由于含有气体，流入一侧的管路4A中流体的比重降低，由管路4A中的流体与管路4C中的流体之间的压力差（水头之差）产生的送水作用变得不能充分发挥。

结果，一直到上游真空下水管2分支出上述通气管5的部分2A为止，气液混合流体呈现充满管道的状态，最后，气液混合流体将会流入到通气管5中。

由于从穿越河流1的最低水平部分到上升部位5B的扬程高，流入通气管5的气液混合流体无力穿过通气管5，而滞留在通气管5中。因而，由于含有这种下水的流体的滞留，通气管5被污染，最终被堵塞的情况也会发生。

为了解决这个问题，在图1的虹吸管中，在分支部位2A上游的上游真空下水管2中确保充分长的直线区域，藉此，在下水流经该区域时，采取实现气液分离的方法。

但是，设置充分长的直线区域会给分支管的连接、扬程的设置等等加上设计限制，而这是不希望的。

在图2及图18中，在上游下水管2中设置坑7，作为气液分离器，因此，通水管中流入完全不含气泡或基本不含气泡的水流，从而始终能顺利地通水。

另外，在图2及图18的实施例中，从上游真空下水管2流过来的污水中易发生堆积的固体物堆积在坑7之中，因此，通水管4中的堆积物量显著减少。因此，上述用气体吹的频率只要很小，就足够了。只要拿掉盖子8，排除堆积在坑7中的堆积物即可。

图6及图19是显示第2种真空式下水道虹吸管另一实施例的剖示图。图6所示真空式下水道虹吸管在上游真空下水管2与通水管5分支的部位设有气液分离器11，除此之外，与图2所示的结构相同，起相同功能的部件付以相同的标号。

在本实施例的真空式下水道虹吸管中，气液分离器11是通过加大上游真空下水管2相应部位的管径，形成截面积大的部分而构成的。

图19的实施例是将通气管5从河流1的上方通过的，其他结构与图6的相同。

在本实施例中，从上游真空下水管2流过来的流体在气液分离器11中有效地进行气液分离，空气等气体通向通气管5，而下水则流向通水管4，水顺利地穿过通水管4。

图7及图20是第3种实施例的真空式下水道虹吸管的剖示图。

在本实施例中，通水管4的管径d设置成比上游真空下水管2的管径D小（d＜D），使得通水管4的整体的截面积，亦即，呈下降坡度的管路4A、大致水平但略呈下降坡度的管路4B和呈上升坡度的管路4C的截面积比上游真空下水管2的截面积还小。另外，在本实施例中，下游真空下水管3的管径与上游真空下水管2的管径设置成相同。这样，因为通水管4的管径做得小，通水管4中的通水速度就大。因而，防止了在通水管4中有固体物堆积。

图20的实施例是将通气管5从河流1的上方通过的，其它的结构与图7的相同。

在图7及图20的实施例中，在通水管4的整个管路上，其管径都设定成比上游真空下水管的管径还小，但在本发明中，可以把最易发生异物堆积的通水管4B、4C的交接部位的截面积设定成比上游真空下水管的小。因而，举例说，可以使管路4A的管径与上游真空下水管的管径相等，而仅仅使管路4B及4C的管径比上游真空下水管的管径小。

另外，通水管截面积相对于上游真空下水管的通路截面积所缩小的比例是依据通水管设置场所的形状及规模、下水的性质和状态等适当地决定的，但在通常情况下，最好设计成通过减小截面积，而使截面积缩小部分的通路中得到0.6～0.8米/秒以上的流速。

图8及图21是显示第4种实施例的真空式下水道虹吸管的剖示图。

在本实施例中，通气管5下游一侧的端部连接在通水管4中朝着下游真空下水管3形成上升坡度的部分4C的中间部位上。

另外，图21的实施例是将通气管5从河流1的上方通过的，其它结构与图8的相同。

在本实施例中，平时阀门6打开，阀门9关闭。从上游真空下水管2中流过来的污水90穿过通水管4，到达下游真空下水管3，再经过该下游真空下水管3向下游流去，另一方面，下游真空下水管3中的真空经由通气管5传到上游真空下水管2，这样，在设置于上游真空下水管2中的扬程（图示省略）里起到空气吸升作用。

这时，藉助经由通气管5传来的负压，在从通水管4上连接通气管5的位置开始到下游真空下水管3为止的区间内，依靠下游真空下水管3一侧的吸引所引起的空气吸升效果，产生了沿箭头92方向的扬水作用。因此，即使下游真空下水管3的位置比已有的设计位置高，也可以使污水有效地流通。

在图1、17、2、18、6、19、7、20所示的真空式下水道虹吸管中，如前所述，为了确保下水从上游真空下水管2经过通水管4流向下游真空下水管3所必需的水头，有必要将上游真空下水管2设置在总是比下游真空下水管3高H_A的位置。换言之，有必要把下游真空下水管3设置在比上游真空下水管2经常低H_A的位置上。因而，如果在预定敷设下游真空下水管的区域中存在暗沟等障碍物，而不能在确保水平差距H_A的较低位置上设置下游真空下水管，在这种情况下，图1、2、6、7的真空式下水道虹吸管就变得不适用。

作为对策，在图8及图21的实施例中，如前所述，在从通水管4上连接通气管5的位置开始到下游真空下水管3为止的区间内，依靠由下游真空下水管3一侧的吸引所产生的空气吸升效果，产生沿箭头92方向的扬水作用。因此，即使下游真空下水管3的位置比原来的设计位置高，也可以使污水有效地流通。其结果是，给下游真空下水管的设置水平加上了若干许可变幅，藉此可以提高下水管的设计自由度。

在图8及图21的实施例中，通气管与通水管的连接位置是根据上游真空下水管与下游真空下水管的水平差距而妥善决定的。

图9及图22是第5种实施例的真空下水道虹吸管的剖示图。本实施例与图1及图22的实施例的不同之处在于，设置有连通管21，用来连通通水管4最低水平附近部位及通气管5，在该连通管中设置阀门22。

图22的实施例是将通气管5从河流1的上方通过的，其它结构与图9的相同。

在这样构成的真空式下水道虹吸管中，平时，阀门6打开，阀门9、22关闭。流经上游真空下水管2而来的污水穿过通水管4，到达下游真空下水管3，在下游真空下水管3中再向下游流去。另一方面，下游真空下水管3中的真空经过通气管5传至上游真空下水管2，从而在设置于上游真空下水管2中的扬程（图示省略）中发挥空气提升作用。

另外，当在污水流通中通水管4内积累起堆积物时，如下述那样排出堆积物。亦即，在流水量少的夜间或休假日，首先关闭阀门6，再打开阀门9及22，使空气被吸入到通水管4的最低水平部位，同时，由真空站使下游真空下水管3中减压。这样，堆在通水管4的最低水平部位中的堆积物直接被空气吹动而除去，并且，堆积物被通水管4中的大量下水所带动，迅速地排出到上游真空下水管3中。另外，空气也可以用空气泵等压入。

在第5种真空式下水道虹吸管中，将通水管最低水平部位或其附近部位与大气连通的管路不仅限于通过图9及图22所示的通气管，也可以是图11及图24所示的直接连通大气的连通管23及阀门24。在图11及图24的真空式下水道虹吸管中，平常，阀门6打开，阀门24关闭，在进行送风时，关闭阀门6，打开阀门24，能够有效地排出堆积物。

另外，如图12A、12B、25A、25B所示，通过四通阀25连接连通管23、大气连通管10及通气管5，平时（图12A、图25A）和送风时（图12B、图25B）可用四通阀25进行切换操作。

此外，在图9及图22所示的真空式下水道虹吸管中，如图13A、13B所示，在连通管21与通气管5的连接部位设置三通阀26，代替阀门6和22，在平时（图13A）和送风时（图13B）用阀门9和三通阀26进行切换操作。

第6种真空式下水道虹吸管是在这第5种真空式下水道虹吸管中再设置第2管路而构成的，第2管路用于使通水管顺流方向上形成上升坡度的部分的中间部位与大气连通。

图14及图27所示真空式下水道虹吸管则是在图9及图22的真空式下水道虹吸管中再设置连通管51，连通通水管4的上升坡度部分的中间位置与通气管5，在连通管51中设置阀门52。

在这种真空式下水道虹吸管中，平常，阀门6打开，阀门9、22、52关闭，在送风时，先打开阀门9、52，关闭阀门6、22，进行一次送风。这时，可以在小的初始减压度下进行扬水。在一次送水之后，阀门6关闭，阀门9打开不变，关闭阀门52，打开阀门22，进行第2次送风。在第2次送风中，可以在小的初期减压度下进行扬水。这样，即使是系统真空度低的真空式下水道虹吸管，也可以容易地进行送风。

以下，对比参照图1、9、10、和17、22、23，说明在图14及图27实施例（第6种实施例）的虹吸管中，在送风开始时必需的减压度降低的理由。另外，为了便于说明，设定下水的比重为1，空气的比重为0），经过送风，下水与空气以1∶1的比例混合，形成比重为0.5的气液混相流体。

图10是图14的虹吸管的管路结构图，图23是图27的虹吸管的管路结构图。

①第1种虹吸管

图1、17的第1种真空式下水道虹吸管中，在关闭阀门6、打开阀门9进行送风情况下，送风开始时所必需的减压度（下文有时也称为“初始减压度”）相当于通水管4与上游真空下水管3的水平差距，图10、23的H₀。

②图9、22的第5种虹吸管

在图9、22的第5种真空式下水道虹吸管中，关闭阀门6，打开阀门9、22，从而进行送风时的初始减压度相当于连通管21的连接部位与下游真空下水管3之间的水平差距H₀。在此之后连续进行送风时，因为吸引了下水与空气以1∶1的比例组成的混合流体，必要的减压度（下文有时称为“后续减压度”）为 1/2 H₀。

③图10、23的第6种虹吸管

在图10、23第6种真空式下水道虹吸管中，开始送风时，先关闭阀门6，打开阀门9、52，关闭阀门22，经由大气连通管10、通气管5、连通管51，向水平高于通水管4上与连通管14连接的部位的部分4M送风（以下有时称此为“一次送风”），这样，开始一次送风所必要的初始减压度为H_M，后续减压度为1/2H_M。

通过一次送风，在通水管4与连通管52的连接部位之上的部分4M中形成气液混相流体的状态下，保持阀门6关、阀门9开，关闭阀门52，打开阀门22，进行送风（这次送风在下文中有时称为“二次送风”），在这种情况下，该二次送风所必需的初始减压度是后续减压度1/2H_M与处在通水管4上的连通管51的连接部位以下的部分4N中的下水部分所相当的H_N之和（1/2H_M+H_N）。其后的后续减压度如前所述，为1/2H₀。

这样，在送风时，在图1、9及图17、22的真空式下水道虹吸管中，必要的初始减压度为H₀，与此相对，在第6种真空式下水道虹吸管中，必要的初始减压度为1/2H_M+H_N，与图1、9、17、22的虹吸管相比，用仅小1/2H_M的减压度就足够了。

另外，利用一次送风将上述4M部分中的水完全排出之后再进行二次送风时，二次送风的初始减压度仅为H_N。

这样，根据第6种真空式下水道虹吸管，送风开始所必需的减压度被大幅度地降低，即使在真空下水管内的真空度不充分的情况下，也可以进行有效送风。

图15及图28所示真空式下水道虹吸管是在图11及24所示真空式下水道虹吸管中再设置带有阀门54的连通管53而构成的第6种虹吸管。

在图15、28的真空式下水道虹吸管中，平时，阀门6打开，阀门9、24、54关闭，在送风时，先打开阀门9、54，关闭阀门6、24，进行一次送风。在一次送风结束之后，保持阀门6关闭、阀门9打开的状态，关闭阀门54，打开阀门24，进行二次送风。

在图14、27、15、28所示的第6种真空式下水道虹吸管中，也可以利用与图12A、12B、13A、13B相同的四通阀与三通阀进行送风操作。

图16A、29A在图12A、25A所示真空式下水道虹吸管的基础上，在连通管23的中部再设置三通阀56，将从该三通阀56分出的连通管55接在通水管4的上升坡度部分的中部。利用四通阀25、三通阀56的切换，可以进行平时（图16A、29A）、一次送风时（图16B、29B）及二次送风时（图16C、29C）的操作。

上述实施例都以河流为障碍物，但在本发明中，障碍物也可以是基础部分在地下的建筑物等等。

如上所述，即便在横穿河流之类障碍物般设置真空式下水道的场合，利用本发明的真空式下水道虹吸管，也可以有效地防止由于真空站所产生的真空度消耗在横穿障碍物部位上而引起的真空度降低。因此，能够实现真空式污水系统适用地域的扩大，以及其可能的污水输送范围即污水收集流域的大幅度扩展，同时，设计自由度也增大，其工业实用性极广。

利用本发明的真空式下水道虹吸管，能够使通水管始终顺利地通水。

在本发明的真空式下水道虹吸管中，可以防止固体物堆积在通水管中。

在本发明的真空式下水道虹吸管中，可以将下游真空下水管配设在比上游真空下水管高的水平上，真空式下水管虹吸管的设计自由度大幅度提高。

利用本发明的真空式下水道，能够有效地排除异物的堆积。

Claims (7)

1、一种真空式下水道虹吸管，连接设置在障碍物一侧的上游真空下水管和设置在障碍另一侧的下游真空下水管，其特征在于，它包括：

通水管，从上述障碍物底下穿过，将上述上游真空下水管与下游真空下水管连接起来，

通气管，从上述障碍物的上方及下方之中的一方通过，将上述上游真空下水管与下游真空下水管连接起来。

2、如权利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，在上游真空下水管中还设有气液分离装置。

3、如权利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，至少把上述通水管上在顺流方向形成上升坡度的部分的下部截面积做得比上述上游真空下水管的小。

4、如权利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，上述通气管下游一侧的端部连接在上述通水管上接近上述下游真空下水管的部分上。

5、如权利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，它还包括：

用于使上述通水管最低水平部分或最低水平附近的部分与大气连通的管路，

流路选择装置，它有选择地采取在将上述管路向大气开放的同时阻止空气从上述通气管直接流入上述下游真空下水管的第1状态，或封闭上述管路同时允许空气从上述通气管直接流入上述下游真空下水管的第2状态。

6、如权利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，它还包括：

第1管路，用于使上述通气管最低水平部分或最低水平附近部分与大气连通，

第2管路，用于使上述通气管上在顺流方向形成上升坡度的部分的中间部位与大气连通，

流路选择装置，它有选择地采取在将上述第1管路向大气开放，封闭上述第2管路的同时，阻止空气从上述通气管直接流入上述下游真空下水管的第1状态，或在封闭第1管路及第2管路的同时允许空气从上述通气管直接流入上述下游真空下水管的第2状态，或在封闭上述第1管路，将上述第2管路向大气开放的同时，阻止空气从上述通气管直接流入上述下游真空下水管的第3状态。

7、如权利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，在上述通气管中设置用于开关该通气管的阀门，在该阀门上游一侧设置能够将大气引入上述通气管及上游真空式下水道两者至少一方之中的装置。

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