CN109072597A - 用于控制用于建筑物或用于船舶的真空污水系统的方法 - Google Patents
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Abstract
用于控制用于建筑物或用于船舶的真空污水系统的方法，其包括真空单元(11)、真空管路(7)、污水源(91,92,93,94)，以及在每个污水源与真空管路之间的排放阀(8)，其中真空单元生成真空管路中的预定真空水平，在该方法中监测真空污水系统的操作。以便确保有效操作真空污水系统，监测真空单元的运行时间，且监测真空管路的真空水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于控制用于建筑物或用于船舶的真空污水系统的方法，该真空污水系统包括：真空单元；具有至少主管线和至少分支管的真空管路；污水源；以及每个污水源与真空管路之间的排放阀，其中真空单元在真空管路中生成预定真空水平；在此方法中，监测真空单元的运行时间，并且在此方法中，监测真空管路中的真空水平。
背景技术
用于建筑物或用于船舶的真空污水系统中的真空管路可包括很大的管路网络，例如，其在连接、分支、疏水阀和排水管处经受泄漏，特别是在延长使用期间。此外，真空污水系统中输送的污水往往会在真空管路中形成沉积物和层，具体是因为真空管路的小直径。真空污水系统中的此真空管路的直径大体上在40mm到60mm之间。阻塞或部分阻塞也可出于各种原因发生，例如，累积的沉积物或层，或排入真空管路中的非期望的材料。考虑到真空污水管路的所述小直径，此类阻塞或部分阻塞是不利的。在大型管路网络中，此类问题事件的检测和定位很难。
用于监测真空污水系统的泄漏的各种布置是已知的。WO02/50381A1公开了一种系统，其中污水由重力从建筑物排入外部收集罐，污水从罐单独地且随后通过真空进一步输送。已知的系统包括用于监测真空阀的故障的控制系统，基于监测真空泵的额外运行时间，污水从外部收集罐经由真空阀排入真空管路中。JP3164750B2公开了对应的系统，其中通过监测真空泵的流通和运行时间来检测进入真空系统的空气泄漏。JP4864513B2也公开了对应的系统，其中真空管路的泄漏由若干真空传感器监测。已知的系统仅限于泄漏控制。
发明内容
本发明的目的在于检测真空管路中的沉积物或层的阻塞或形成。本发明的另一个目的在于定位真空管路中的阻塞或部分阻塞、沉积物或层。这些目的借助于根据权利要求1的方法来达成。
本发明的附加目的在于检测真空管路中的泄漏，以及定位真空管路中的泄漏。
本发明的基本构想在于监测真空单元的操作，以便检测与正常设计的运行时间和真空水平的偏差。
为了检测与真空单元的正常设计的运行时间的偏差，确定预定时间段期间的运行时间的第一给定参考值。当真空单元的运行时间相比于第一给定参考值较短时，存在沉积物或层形成在真空管路中而引起阻塞或部分阻塞的指示。
为了基于监测真空单元的运行时间定位问题事件的位置，如，真空管路中的沉积物、层、部分阻塞或阻塞，在真空管路的至少两个单独的预定位置处监测真空管路中的真空水平。
结合污水源的排出或冲洗顺序，比较至少两个单独的预定位置处监测到的真空水平。
运行时间有利地由运行时间计量单元监测，计量单元登记真空单元的运行时间。运行时间计量单元可包括在真空单元的控制面板中。
测量预定时间段内的总登记运行时间。该总运行时间然后可与总运行时间的第一给定参考值相比较，参考值可通过在真空污水系统投入使用且仍包装完好时和在真空管路仍清洁且无污染时(即，没有形成在真空管路中的阻塞、部分阻塞、沉积物或层)的例如一个月时间期间的预定时间段内执行监测而获得。
有利地，真空水平由置于真空管路的每个分支管中的至少两个真空传感器监测。由置于分支管中的成组的两个相邻的真空传感器指出的真空水平结合污水源的排放或冲洗顺序来比较。以此方式，可确定问题事件的更精确的位置。
在正常操作中，分支管中的真空水平应结合排放或冲洗顺序明显降低。然而，如果降低更加激进，则存在导致分支管中较小的容积或流动截面的阻塞、部分阻塞、沉积物或层形成在分支管中的明确指示。
真空污水系统中的真空单元一般间断地运行，以便在真空管路中将真空生成和保持在预定高真空水平处或周围，以确保真空污水系统的适当操作。当使用污水源时，例如，冲马桶，真空水平由于空气和污水吸入或冲入真空管路中而降低。在一定量的使用之后，真空水平降低到预定低真空水平，其代表最低所需的真空水平，以确保真空污水系统的操作。因此，在此预定低真空水平下，触发真空单元启动或重启，以便将真空水平升高到所述预定高真空水平。为了实现其，真空单元在适合的时间段内运行。
根据该方法，此外，真空单元的启动频率由计数器单元有利地监测，计数器单元登记真空单元的启动数量。计数器单元可包括在真空单元的控制面板中。定义"启动频率"指出真空单元在预定时间段内启动的次数。
优选地，监测预定时间段内的总启动数量。启动数量然后可与总启动数量的给定第二参考值比较，第二参考值可通过在真空污水系统投入使用且仍包装完好时和在真空管路仍清洁且无污染时(即，没有形成在真空管路中的阻塞、部分阻塞、沉积物或层)的例如一个月时间期间的预定时间段内执行监测而获得。
有利地，当运行时间的持续时间相比于给定的第一参考值更长或启动数量相比于第二给定参考值更高时，真空水平由至少置于真空管路的一个预定位置处的真空传感器监测，该位置有利地是分支管的污水源端部。
以此方式，可确定和定位问题事件，如，泄漏。
如果真空管路包括许多分支管，则真空传感器有利地置于每个分支管的污水源处，由此比较由每个分支管的污水源端部处放置的真空传感器指出的真空水平。
为了单独地监测分支管，分支管可由切断阀关闭预定时间。切断阀有利地是电动的，以便允许自动化。
有利地对比较进行定时，使得在特定时间间隔比较真空水平。
配置的真空单元是真空泵，例如，旋转旋转凸轮泵、液环泵等，或例如，备选的喷射器单元。
运行时间和启动频率的监测和测量，以及真空水平的监测和比较通过自动化来有利地执行，这在于本领域的技术人员的能力，因此并未在此方面进行任何详细的描述。然后，可以以适当方式指出所得的数据，以便提供和便于任何所需的维护和修理措施。
用语"长"、"短"、"低"和"高"因此与所述给定参考值相比较，且指出与给定参考值的明显偏差。
首先，换言之，如果存在运行时间的给定第一参考值，即，给定的测得运行时间，则"短"、"较短"、"长"或"较长"运行时间指出在运行时间上存在参考值相对于给定第一参考值的明显偏差。认为本领域的技术人员能够确定偏差是否满足"短"、"较短"、"长"或"较长"的标准。
其次，换言之，如果启动频率存在给定的第二参考值，即启动数量，则"高"、"较高"、"低"或"较低"启动频率指出在启动数量上存在参考值相对于给定的第二参考值的明显偏差。认为本领域技术人员能够确定偏差是否满足"高"、"较高"、"低"或"较低"的标准。
权利要求2至13中给出了该方法的有利特征。
附图说明
在下文中，将仅通过示例的方式参考所附的示意图更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出了用于建筑物或船舶的真空污水系统的大体布局，其中使用了根据本发明的方法，
图2示出了用于定位阻塞、沉积物或层的布置，
图3示出了用于定位泄漏的布置，以及
图4示出了用于定位泄漏的备选布置。
具体实施方式
图1示出了用于建筑物或用于船舶的真空污水系统1的大体布局。换言之，根据本发明的真空污水系统作为整体配置或定位在建筑物内或船舶上。用语建筑物认作是包括住宅、酒店、百货商店、超市、工业建筑等。用语船舶认作是包括游艇、船只、巡洋舰、货轮、离岸平台等。
换言之，本发明涉及一种真空污水系统，其中真空污水系统的所有构件都布置或定位在建筑物或船舶内。由真空污水系统中的真空输送污水发生在建筑物或船舶内。本发明不涉及配置在建筑物外且收集和输送从建筑物接收的污水的真空污水系统。以对应的方式，本发明不涉及配置在船舶外(例如，码头上)的用于收集和输送从船舶接收到的污水的真空污水系统。
真空污水系统包括污水源9，在此实施例中是许多污水源，如，马桶91、小便器92、洗手盆93和淋浴室94。真空污水系统还包括真空管路7，其包括分支管71、主管线72和收集器73。如图1中指出，建筑物中或船舶上的每个污水源(在此实例中是马桶91)独立地(换言之，单独地)连接到真空管路上，或在该实施例中，经由排放阀8连接到相应的分支管71上，排放阀8因此布置在每个马桶91与真空管路7之间。在此实施例中示为真空泵110的真空单元11连接到收集器73上，以用于生成真空且用于在真空污水系统的真空管路中泵送污水流。真空单元1还连接到排放管12上，以用于将污水流在大气压下排入接收设施13。备选地，真空单元还可为例如喷射器单元的形式。对于船舶上的真空污水系统，排放设施例如可为周围的海洋、储存罐或处理设备。污水流大致为污水的形式。
此类真空污水系统是本领域中和本领域的技术人员公知的，且因此在此方面不会更详细论述。
污水流的方向由方框箭头指出。
图2、3和4示出了下文将更详细论述的本发明的实施例的各种简化实例。如上文所述，实施例包括真空单元11、具有收集器73(图2)的真空管路7、主管线72、分支管71和排放阀8。污水流动方向由这些图中的方框箭头指出。鉴于污水流动的方向，污水源(未示出)定位在排放阀上游。
真空管路可经受泄漏。可通过监测间断操作的真空单元11的运行时间来控制或检测泄漏。出于此目的，真空单元设有运行时间计量单元111，以用于登记真空单元的运行时间。
备选地，还可通过控制间断地操作的真空单元11的启动频率来控制或检测泄漏。出于此目的，真空单元11提供有计数器单元112，以用于登记真空单元的启动数。
为了实现更可靠的信息，真空单元11可设有运行时间计量单元111和计数器单元112两者，由此两个单独的数据源可用于监测目的。
运行时间计量单元111和计数器单元112两者在图2、3和4的实施例中示出，但应理解，它们可视情况单独或一起使用。运行时间计量单元111和/或计数器单元112认作是还包括在如图1中所示的真空污水系统的大体布局中，虽然并未具体地提到它们。
通过监测间断地操作的真空单元的运行时间，以下观察适用。长运行时间段指出真空管路中存在泄漏。短运行时间段指出真空管路的容积减小，这指出沉积物或层形成在真空管路中。如果启动频率很高，则这指出真空管路中的泄漏。
测量预定时间段内由运行时间计量单元111登记的真空单元11的总运行时间。以对应方式，登记预定时间段内由计数器单元112登记的真空单元11的总启动数量。
运行时间的给定参考值(第一给定参考值)可通过在真空污水系统投入使用，由此其仍包装完好而没有泄漏且由此在真空管路仍清洁或无污染时(即，没有形成在真空管路中的阻塞、部分阻塞、沉积物或层)的例如一个月时间期间的预定时间段内执行监测而获得。
启动频率时间的给定参考值(第二给定参考值)可通过在真空污水系统投入使用，由此其仍包装完好而没有泄漏且由此在真空管路仍清洁或无污染时(即，没有形成在真空管路中的阻塞、部分阻塞、沉积物或层)的例如一个月时间期间的预定时间段内执行监测而获得。
用语"长"、"短"、"低"和"高"因此与所述给定参考值相比较，且指出与给定参考值的明显偏差。
首先，换言之，如果存在运行时间的给定第一参考值，即，给定的测得运行时间，则"短"、"较短"、"长"或"较长"运行时间指出在运行时间上存在参考值相对于给定第一参考值的明显偏差。认为本领域的技术人员能够确定偏差是否满足"短"、"较短"、"长"或"较长"的标准。
其次，换言之，如果存在启动频率的给定第二参考值，即启动数量，则"高"、"较高"、"低"或"较低"启动频率指出在启动数量上存在参考值相对于给定的第二参考值存在明显偏差。认为本领域技术人员能够确定偏差是否满足"高"、"较高"、"低"或"较低"的标准。
通过建立有问题的事件，例如，如上所述，真空管路的泄漏或容积减小，有助于定位问题，并且可如下面结合图2-4更详细地描述的那样进行。
如果真空污水系统配置在船舶上，则监测有利地在夜间期间进行，此时污水源(如，马桶)的使用较低。在此情况下，有利地在夜间且每天在预定时间段期间进行监测，由此时间段可有利地在例如船上时间的1 a.m.到5 a.m.之间。如果真空系统配置在建筑物中，则所述时间段将以对应方式选择，此时污水源的使用较低。
图2示出了本发明的第一实施例，其提供了定位真空管路中的阻塞、部分阻塞、沉积物或层的方式。
首先，指出沉积物或层形成在真空管路中的真空管路的容积减小的出现认作是基于运行时间相比于如上文所述的第一给定参考值较短来建立。
在该实施例中，在确定容积的减小之后，至少监测真空管路中的两个单独的预定位置处的真空水平，在此情况下，是在分支管71的三个单独位置处。鉴于污水流动方向，第一真空传感器P1、第二真空传感器P2和第三真空传感器P3置于分支管71中的排放阀8的下游。每个污水源8(未示出)因此独立地连接到如上文结合图1所述的相应的排放阀8上。
在真空污水系统的操作中，当马桶(即，污水源)排放或冲洗且污水和空气质量推入真空管路7的分支管71时，结合排放或冲洗顺序的排放阀8附近的真空水平的降低很清楚(如果分支管开启且清洁，即，没有任何污染物，即，分支管中的阻塞、部分阻塞、沉积物或层)。更接近真空单元，即，更远离排放阀，真空水平的降低是适中的。
然而，如果分支管受污染或部分阻塞，则由于由分支管中的部分阻塞、沉积物或层的形成引起的分支管的减小的容积或流动截面，真空水平的降低比未受污染的真空管中更激进。更接近真空单元，即，更远离排放阀，真空水平降低很小，小于清洁管打开的情况下的适中降低。
因此，通过监测和比较由沿管路的一系列真空传感器中的成组的相邻真空传感器指出的真空水平，可适当定位管路的污染部分。真空传感器的数量可按期望选择，且不限于如上文所述的三个真空传感器的实例。
通过使用许多真空传感器，污染点可通过比较由成组的两个相邻的真空传感器分别指出的真空水平来更准确定位。
图3示出了本发明的第二实施例，其提供了真空污水系统的真空管路中的泄漏的定位方式。
首先，泄漏的发生认作是如上文所述由相比于第一给定参考值的长运行时间或相比于第二给定参考值的高启动频率来确定。
在此实施例中，在确定泄漏之后，监测真空管路7的预定位置处的真空水平。真空传感器P置于所述预定位置处，有利地是在分支管71的污水源端部处，即，鉴于污水流动方向直接在排放阀8的下游。每个污水源8(未示出)因此独立地连接到如上文结合图1所述的相应的排放阀8上。
图3示出了直接在相应排放阀8下游的四个分支管71中的每个中放置的真空传感器P。通过比较每个分支管71中的压力传感器P测得的真空水平，泄漏可定位在真空管路7的特定分支管71。
图4示出了本发明的第三实施例，其提供了真空污水系统的真空管路中的定位泄漏的备选方式。
首先，认为泄漏的发生已经如上文参照图3所述形成。
在此实施例中，在确定泄漏之后，监测真空管路的预定位置处的真空水平。真空传感器P置于所述预定位置处，有利地是在分支管71的污水源端部处，即，鉴于污水流动方向直接在排放阀8的下游。每个污水源8(未示出)因此独立地连接到如上文结合图1所述的相应的排放阀8上。
图4示出了直接在相应排放阀8下游的四个分支管71中的每个中放置的真空传感器P。
在分支管71的下游端处，仅在分支管71连接到主线72上之前不久，每个分支管71还设有切断阀MV。切断阀有利地是电动的，以便允许自动化功能。分支管71由切断阀MV关闭预定时间，由此隔离相应的分支管71。真空水平由压力传感器P测量。如果分支管71完好，由此换言之，分支管中没有泄漏，则分支管中的真空水平不会降低。在存在泄漏时，真空水平随时间均匀地降低。通过监测测得的真空水平，可检查分支管的泄漏。这以定时方式有利地执行，使得在特定时间间隔比较真空水平。
运行时间和启动频率的相应监测、测量和登记，以及真空水平的相应监测、测量和比较通过自动化来有利地执行，这在于本领域的技术人员的能力，因此并未在此方面进行任何详细的描述。然后，可以适当方式指出所得的数据，以便提供和便于任何所需的维护和修理措施。
附图和关于其的描述仅旨在用于阐明本发明的基本构想。在随后的权利要求范围内，本发明可在细节上改变，例如真空管路的布局、真空单元的类型、污水源的数量、监测点的数量、运行时间计量计的类型、计数器单元的类型等。
Claims (13)
1. 用于控制用于建筑物或用于船舶的真空污水系统的方法，所述真空污水系统包括真空单元(11)、具有至少主管线(72)和至少分支管(71)的真空管路(7)、污水源(9, 91 ,92, 93, 94)，以及每个污水源与所述真空管路之间的排放阀(8)，其中所述真空单元在所述真空管路中生成预定真空水平，在所述方法中，监测所述真空单元(11)的运行时间，并且在所述方法中，监测所述真空管路(7)中的真空水平，其特征在于，确定预定时间段期间对于所述运行时间的第一给定参考值，监测所述真空单元的所述运行时间(11)，且在所述运行时间的持续时间相比于所述第一给定参考值是短的时，在所述真空管路(7)的至少两个单独的预定位置处监测所述真空管路(7)中的所述真空水平。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，结合所述污水源的排出或冲洗顺序，比较所述至少两个单独的预定位置处监测到的所述真空水平。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述真空单元(11)的所述运行时间由登记所述真空单元的所述运行时间的运行时间计量单元(111)监测。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，测量所述预定时间段内的总登记运行时间，以便确定对于所述运行时间的所述第一给定参考值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述真空水平由置于所述真空管路(7)中的每个分支管(71)中的至少两个真空传感器(P1,P2,P3)监测，且由置于分支管中的成组的两个相邻的真空传感器指出的所述真空水平结合所述污水源的排放或冲洗顺序来比较。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述真空单元(7)的启动频率还由登记所述真空单元的启动数量的计数器单元(112)来监测。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，登记预定时间段内的总启动数量，提供用于所述启动频率的第二给定参考值。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述运行时间的持续时间相比于所述第一给定参考值较长，或所述启动频率数量相比于所述第二给定参考值较高，所述真空水平由置于所述真空管路(7)的至少一个预定位置处的真空传感器(P)监测。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述真空传感器(P)置于分支管(71)的污水源端部处。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其特征在于，所述真空管路(7)包括许多分支管(71)，真空传感器(P)置于每个分支管的所述污水源端部处，且比较由置于每个分支管的所述污水源端部处的所述真空传感器指出的所述真空水平。
11.根据权利要求8至权利要求10中任一项所述的方法，其特征在于，所述或每个分支管(71)由置于所述分支管中的切断阀(MV)关闭预定时间。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对所述真空水平的每次比较定时，使得以特定时间间隔比较所述真空水平。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，配置的所述真空单元为真空泵，例如，旋转凸轮泵、液环泵等，或备选地例如喷射器单元。
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