CN1261120A - 真空污水管系统的排空装置 - Google Patents
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Abstract
一种真空污水管系统,其包括至少一套卫生装置(1),通过一污水阀(4)连接到通过真空泵(5)保持部分真空的收集容器(3)。该收集容器(3)设有排放装置(8—10),其包括一可快速转动的排放导管,通过快速转动向排放导管中的污水施加一个与部分真空所施加的力相反的惯性力,从而排出污水。该导管转动轴线(7)处有入口端,且在距转动轴线(7)相距较长径向距离处有出口端。该出口端设有阀门装置(10)。
Description
本发明涉及一种真空污水管系统，其包括通过一通常关闭着的污水阀连接到在使用中通过真空泵或类似装置保持部分真空的收集容器的至少一套卫生装置，例如抽水马桶。
真空污水管系统的一个显著问题是污水管内的污水从处于部分真空下的一点到处于大气压下的一点的输送问题。此问题以前有几种解决方式，其中有些能够使真空污水管中的污水自处于部分真空下的空间连续输送，而其它一些只能进行断续输送。GB-A-2,012,334公开了一种能连续输送污水的解决方案。在真空污水管的端头，有一个其高度与真空污水管中的部分真空相对应的液柱。污水可以自真空污水管连续流过此液柱到达处于大气压下的空间。但是，这种已知系统的缺点是，当该部分真空大约是大气压的一半时，需要液柱的高度约为五米，它明显限制了这种解决方案的实际应用。
本发明的目的就是改进真空污水管系统的排空，而且特别是基于使污水通过一液柱来排空该系统。具体地讲，其所希望实现的目的是使包括液柱管在内的完整的排空系统能够配装在一较小的空间内。
根据本发明，提供了一种真空污水管系统，其包括通过一通常关闭着的污水阀连接到在使用中通过真空泵或类似装置保持部分真空的收集容器的至少一套卫生装置，例如抽水马桶，其特征在于，该收集容器设置有排放装置，其包括一可快速转动的排放导管，它设置成通过快速转动向排放导管中的污水施加一个与上述部分真空所施加的力相反的惯性力，从而自排放导管排出污水。
本发明的基本点是利用离心力所产生的惯性力来平衡液柱的部分真空，而不是如已知装置中那样利用重力。该离心惯性力是通过快速转动与真空污水管系统的端部相连的排放导管来实现的。
该排放导管适于构形成这样的结构，其入口端处于其自身的转动轴线上，而其出口端处于与该转动轴线相距一相当的径向距离处。导管的出口端最好设置有一阀门装置，当导管内的液体的惯性力由于转动高于作用在导管上的部分真空的反力时该阀门装置打开。这就可以在所选定的任何时间，以不对真空污水管系统内真空污水管的功能发挥产生任何形式影响的情况下排空该真空污水管。
根据本发明的系统的排放导管相对于由驱动装置给它的转动速度，其尺寸规格最好是使导管出口端处旋转运动的惯性力比由局部重力所造成的惯性力大20至100倍。这样就得到了一种具有良好的运转可靠性的装置。
排放导管的出口端最好处于距离导管的转动轴线15cm至55cm，最好是20cm至40cm处。尺寸这样确定能使构成的系统足够小，其中无论如何，导管的转动速度要合理，应处于500转/min的范围。
排放导管驱动装置的动力源最好是一电动机，其功率处于1kw的量级且当连接到50Hz的电网时，其额定转动速度为1500或3000转/min。这种电动机以一种相对简单的动力传递方式，例如三角皮带传动，为排放导管提供合适的转动速度。
系统的真空泵可以与排放导管一样自同一台电动机接受驱动动力。该系统可以设计成真空泵和排放导管总是同时使用。但是，如果希望在不需要时避免排放导管转动，可以在排放导管的传动装置上安装一个可断开的开关，以控制其转动。
排放导管的功能也可通过例如传感装置来控制，它可以在导管内的液体量低于一定的极限值时阻止导管的转动和/或关闭导管的阀门装置。如果排放导管的阀门装置是一个止回阀，而且在阀门的关闭方向上存在一个弹簧偏压作用，或者如果排放导管的阀门装置是一个隔离阀，而且有根据惯性力和导管内的液体量控制其打开和关闭运动的装置，那么可以取得大体相同的效果。
推荐排放导管至少在端部是“管状”或用管形的，且与真空污水管的规格一致，即具有45mm至60mm，最好是50mm至55mm的直径。这样，可以有足够多的液体量容易地收集在导管内，以确保其功能。
为了减小由于偏心转动质量所引起的振动，排放导管可以用一平衡重进行平衡，或设计为使其转动质量的中心点处于转动轴线上或紧靠该轴线的双支或多支导管。
根据本发明的真空污水管系统的排放导管发挥作用非常快。因此，最好将排放导管的转动限制在非常短的周期内，其长度最好是最多只有数秒，一般这已足以实现所需的排放操作。限制装置的功能可以基于测量时间或距离。甚至可以设想，在特定的实施例中该旋转运动甚至不包括一整圈，由此该旋转运动也可以是前后的，即快速的摆动。
现在将以举例的方式，具体参照所附的示意图，对本发明的一个实施例进行说明，其中：
图1给出了一个应用于抽水马桶的本发明的真空污水管系统。
在图中，参考标号1表示一些(所示为3个)真空抽水马桶，而参考标号2表示连接到各抽水马桶1的污水管，它延伸至较小的中间容器3，因此其端部也向其中开放。污水自各抽水马桶1的输送分别由平常处于关闭状态的污水管阀门4来控制。如果在污水管2内建立起足够强的部分真空，该真空对于有效地输送污水这是必须的，各污水阀4可以打开。该部分真空通过由电动机6驱动的真空泵5产生。
呈管子形式的可旋转的排放导管8可绕轴线7转动，且自中间容器3的底部延伸。导管8通过皮带轮9自电动机6接受驱动动力。阀门装置10布置在导管的偏置端，且一般包括一刚性或弹簧偏置的止回阀或遥控的隔离阀。导管8在具有底管12的容器11内转动。来自真空污水管系统的污水通过底管8进入容器11，自该处通过管12导入预期的位置，例如市政污水管道、废水净化厂或收集容器13。
图中所示的装置的操作如下。真空泵5使污水管2和中间容器3内连续保持处于允许的上限和下限范围内的部分真空，大约为半个大气压。通过打开污水管阀4，使大气压推动抽水马桶1内的污水进入污水管2并通过污水管2进入中间容器3，将抽水马桶1抽空。来自容器3的污水流至排放底管8。它经受与存在于中间容器3内的相同的部分真空，并形成一液柱。通过快速转动导管8，产生一离心力，该离心力以超过由部分真空所提供的反力的力推动导管8内的污水到达导管的端部。这部分污水通过阀门装置10离开导管8。紧随导管8的转动之后，导管8可停止。
在导管8内必须保持有一定量的液体，并使该液体在导管的端部处封闭与大气的联通。否则空气可通过导管8流至处于部分真空的空间。通过导管8终止于容器11内的污水通过底管12流入容器13。
排放导管可以分支，例如它可以包括双支管8、8a。通过采用第二分支8a(以虚线示出)，转动质量的重心移动到尽可能靠近轴线7。排放导管的动力传递可以有一可断开的遥控开关装置14。因此可以在不转动排放导管的情况下使用泵5。排放导管的转动和/或阀门装置10的操作也可以例如通过处于导管8或收集容器13内的表面液位传感装置15自动控制。这样的表面液位传感装置可以包括一控制中心16，它自例如传感装置15接受一控制信号或其它控制命令，启动泵5和/或转换开关装置14。压力计17也联接至控制中心16，以保证真空污水管具有足够强的部分真空。如果阀门装置10是一个可控的止回阀，那么其控制装置由控制中心给出的信号致动。
本发明不局限于所公开的实施例，因此一些变化或改进是可行的，包括这样的变化，其特点等效于所附权利要求中任一款所述的特点，但并不必须处于其含义范围内。
Claims (13)
1.一种真空污水管系统，其包括通过一通常关闭着的污水阀(4)连接到在使用中通过真空泵(5)或类似装置保持部分真空的收集容器(3)的至少一套卫生装置(1)，例如抽水马桶，其特征在于，该收集容器(3)设置有排放装置(8-10)，其包括一可快速转动的排放导管(8)，它设置成通过快速转动向排放导管中的污水施加一个与上述部分真空所施加的力相反的惯性力，从而自排放导管排出污水。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，排放导管(8)在排放导管的转动轴线(7)处有入口端，且在距排放导管的转动轴线(7)一段径向距离，最好是相距较长的径向距离处有一出口端，且在上述出口端设置有一个阀门装置(10)。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，排放导管(8)的尺寸是相对于由驱动装置(6、9)所施加给它的转动速度来确定的，以使导管的旋转运动的惯性力比局部重力所产生的惯性力大20至100倍。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，在驱动装置(6、9)和排放导管(8)之间布置有开关装置(14)。
5.如权利要求3或4所述的系统，其特征在于，排放导管(8)的驱动装置包括一马达(6)，特别是电动马达。
6.如权利要求2至5中任一款所述的系统，其特征在于，真空泵(5)与排放导管(8)一样自同一驱动装置(6)接受驱动动力。
7.如权利要求2所述的，当如从属于权利要求2时的权利要求3、4或5所述的，或如权利要求6所述的系统，其特征在于，排放导管(8)的出口端处于距排放导管转动轴线(7)距离为15cm至55cm，最好是20cm至40cm处。
8.如前述权利要求中任一款所述的系统，其特征在于，排放导管(8)或收集容器(3)设置有装置(15)，其布置成当排放导管(8)内的液体量低于某一特定极限值时阻止排放导管(8)的转动和/或关闭阀门装置(10)。
9.如权利要求2、6或7中任一款所述的，或当如属于权利要求2时的权利要求3、4、5或8中任一款所述的系统，其特征在于，排放导管(8)的阀门装置(10)是一在阀门的关闭方向上有弹簧偏置作用的止回阀；或者替代之，如果排放导管(8)的阀门装置(10)是一隔离阀，则具有根据排放导管中的液体的惯性力来控制其打开和关闭运动的装置(15)。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，该止回阀设置有一控制装置。
11.如前述权利要求中任一款所述的系统，其特征在于，排放导管(8)的至少一个出口端部分是大体圆柱形的，其直径为45mm至60mm，最好是50mm至55mm。
12.如前述权利要求中任一款所述的系统，其特征在于，排放导管(8、8a)是双支或多支的，且使得其转动质量的中心点处于或靠近该导管的转动轴线(7)。
13.如权利要求2、7、9或10中任一款所述，或当如从属于权利要求2时的权利要求3至6、8、11或12中任一款所述的系统，其特征在于，排放导管(8)的驱动装置(6、14、9)包括将排放导管的转动限制在短的周期内，最好只有几秒的装置(14)。
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