CS230571B2 - Sifonová jímka - Google Patents

Abstract

Zařízeni sestává ze sběrné nádrže nebo jloky > 2 pro kapalinu. Ze dna 3 jímky 2 vystupuje pod určitým sklonem vzhledem k vodorovné rovině stoupeci potrubí 5, které prvním kolenem 6 a v některých případech jeětě redukcí 8 přechází ve svislou trubku 7, které ústí do druhého kolene 9 tvaru přibližně písmena U, ze kterého pokračuje vodorovný odtok 10. Po naplnění jímky 2 kapalinou a přivedení další kapaliny v množství, které překračuje minimální množství protékající zařízením průběžně, se v druhém kolenu 9 vytvoří vodní uzávěr. Protože z druhého kolene 9 protéká do odtoku 10 kapalina, vytváří se ve svislé trubce 7 podtlak, kterým se ako sifonem naseje kapalina z jímky 2. apalina ze zařízení odchází jako souvislý sloupec 8 vysokou kinetickou energií.

Description

(54) Sifonová jímka

Zařízeni sestává ze sběrné nádrže nebo jloky > 2 pro kapalinu. Ze dna 3 jímky 2 vystupuje pod určitým sklonem vzhledem k vodorovné rovině stoupeci potrubí 5, které prvním kolenem 6 a v některých případech jeětě redukcí 8 přechází ve svislou trubku 7, které ústí do druhého kolene 9 tvaru přibližně písmena U, ze kterého pokračuje vodorovný odtok 10.

Po naplnění jímky 2 kapalinou a přivedení další kapaliny v množství, které překračuje minimální množství protékající zařízením průběžně, se v druhém kolenu 9 vytvoří vodní uzávěr. Protože z druhého kolene 9 protéká do odtoku 10 kapalina, vytváří se ve svislé trubce 7 podtlak, kterým se ako sifonem naseje kapalina z jímky 2. apalina ze zařízení odchází jako souvislý sloupec 8 vysokou kinetickou energií.

Vynález se týká sifonové jímky vhodné pro shromažáování vody, například odpední vody e podobné.

Množství vody odtékající do odpadové soustavy v obytných budovách činí více než 200 1 na osobu za den. Přibližné 40 1 z toho je voda ze splachovacích záchodů, se kterou odtéká do odpadového potrubí největší množství odpadu, který se může usadit. Velké část vody přichází do odpadového potrubí malou rychlostí, zatímco znečištěné voda ze splachovacích záchodů přitéká při spláchnutí nárazově.

V současné době existují různé druhy záchodových mís, které mohou být dostatečně spláchnuty třemi litry vody pod běžným tlakem. V těsných odpadových soustavách se používá jeětě menší množství splachovací vody. Tyto z hlediska spotřeby vody úsporné splachovací záchody se nesměji připojovat ne veřejnou kanalizaci, protože nečistoty mají snahu se usazovat v odpadovém potrubí, které se za těchto okolností již nemá schopnost samo čistit.

Schopnost samočinného čištění odpadového potrubí nebo stoky závisí do určité n^íry ne jeho průměru. Dosud však nebyly zveřejněny výsledky pokusů s dimenzováním odpadové Soustavy v budovách, ve kterých se používají splachovací záchody se zmenšeným množstvím splachovací vody. Nejsou známy ani údaje o dimenzování podzemních uličních stok, ke kterým jsou tyto úsporné splachovací záchody připojeny.

Odpadová potrubí a stoky se obecně dimenzují tak, aby byly schopny pojmout maximální množství vody, která se může vyskytnout, a aby byly samočisticí. Schopnost samočinného čištění se dříve čaeto spojovala s požadovanou rychlostí vody. Za minimální rychlost vody, potřebnou pro samočinné čištění odpadových potrubí, se považovalo rychlost 0,6 m.s . Doba používání táto rychlosti je v různých zemích různá. Rychlost vody je však ve všech zemích normalizována nezávisle na průměru potrubí a určuje Špičkovou rychlost v minimálním dní, přesněji rychlost proudění vody v průběhu špičkové hodiny minimálního dne. Minimální den je v táto souvislosti definován jako ten den roku, kdy je odpadová potrubí nebo stoka minimálně zatíženo. Ze špičkovou hodinu se považuje hodina, kde je největší odpad z jiných zdrojů než splachovacích záchodů. Poněkud zjednodušeno, jmenovitý průtok je průtok, který nastane, když se v průběhu špičková hodiny spláchne maximální počet splachovacích záchodů připojených k danému odpadovému potrubí nebo stoce.

V poslední době se schopnost samočinného čištěni spojovala se střižným náporem podál dna trubky, který vzniká při proudění vody. Požedevek na přiměřenou ochranu proti usazování kalu je splněn tehdy, jestliže střižná síle podle následujícího vzorce je rovna 2,45 Pa.

S = J χ x R kde S = střižná síla (Pa) '

J * sklon trubky (m.m^-')

R = hydraulický poloměr (m.m ) * měrná hmotnost (kg.dm“^) příčný průřez vody hydraulický poloměr R = .......

smočený obvod trubky , Dosud není jenoznečnš rozhodnuto, který z uvedených dvou způsobů výpočtů samočisticí kapacity se více přibližuje k reálné situaci. Rozsáhlé výzkumné projekty se provádějí v různých výzkumných ústavech po celém světě a klade se na ně s ohledem ne zvyšující se nedostatek vody zvýšený důraz.

Podobné úvehy se týkají 1 samočisticí kapacity stok, včetně domovních přípojek a odpadového potrubí uvnitř budov. Zde je však podstatný rozdíl, protože odpadové potrubí má podstatně větší průměr, což znamená, že i potřebné průtočné množství vody je podstatně větší. Zvláštním a důležitým případem jsou odpadová potrubí v obytných částech pouze s několika přípojkami, to jest s přerušovaným a v průměru velmi nízkým průtokem vody. Není jisté, zda výše uvedené přiblížení je zde, pokud se týče samočinného čištění, vůbec použitelné. Organický odpad zde obsahuje velké množství chuchvalců, například výkazů a podobně, které ještě neměly čas se rozpustit nebo mechanicky rozptýlit. Při transportu tohoto druhu odpadu proudí chuchvalce spolu s vodou a dotýkají se přitom poněkud dne e stěn potrubí.

Při zmenšení průtoku vody tyto chuchvalce klesejí ke dnunebo se usazují na stěnách trubky. Při novém průtoku vody trubkou jsou nadzvednuty a unášeny dél, nebo jestliže množství vody je příliš malé, zůstávají na tomtéž místě a narůstají v důsledku usazování delších chuchvalců organického materiálu. Toto nerůstání může případně vést k úplnému ucpání trubky.

Jednou z cest k odstranění těchto problémů je dimenzováním odpadového potrubí s ohledem na jeho samočistitelnost zajistit, aby průtok vody byl po celý den dostatečně velký, eby se usezené hmota spláchla. Z tohoto důvodu byla navržena popsaná zásada, podle která se v této souvislosti za jmenovitý průtok považuje průtok ve špičková hodině v průběhu minimálního dne.

Z popsaného způsobu stanovení průtoku odpadní vody Izé učinit závěr, Se pokud se vhodným zařízením do odpadového potrubí budou nářezově vpouštět velká množství vody, budou všechny usazeniny z odpadového potrubí vypláchnuty.

Při zavlažování půdy podpovrchovými děrovanými vsakovacími potrubími vznikají určité problémy. Protože půda mé obvykle resorpční vlastnosti, prosákne voda tekoucí trubkou obvykle za krátkou dobu a v malé vzdálenosti. Podpovrchová vsakovací trubka proto musí být opatřena poměrně blízko u sebe vytvořenými přívody, což znamená, že rovnoběžně se vsekovecí trubkou musí týt uložena přívodní trubka, propojené se vsakovací trubkou velkým počtem odboček. Jestliže však voda může být vsakovací trubkou proháněna nárazově, může se podstatně snížit počet přívodů do vsakovací trubky a vyloučit přebytek vody v některých místech. Toto přebytečná množství vody se ve zvýšené míře vypařuje a mé proto nepříznivý vliv na úrodu.

Úkolem vynálezu je konstrukce jímky, ze které by se kapelina vypouštěla po dávkách s velkou kinetickou energií.

Podstata sifonové jímky sestávající z nádrže s přívodem podle vynálezu spočívá v tom, že ze dna nádrže je vyvedeno stoupaeí potrubí, zeústěné kolenem do svislá trubky, které je druhým kolenem tvaru písmene U propojena s vodorovným odtokem, jehož dno je uloženo níže než vnitřní stěna vnitřního oblouku druhého kolene.

Skloň stoupecího potrubí může být nejvýše 45° a jeho nejvyšší bod je ve stejné výši jako horní hrana nádrže.

Svislé trubka mé menší průřez než první koleno a stoupaeí potrubí je k nádrži připojeno pomocí potrubního oblouku, vystupujícího svisle ze středu dna nádrže. Odtok je pak odvzdušňovecím potrubím propojen s přívodním potrubím nádrže.

Výhoda jímky podle vynálezu je v tom, že ji lze použit pro zvýšení samočisticí kapacity odpadového potrubí a stok, které mohou být s ohledem na kinetickou energii dávek vody užší než bez použití jímky. Druhé výhoda spočívá v prodloužení délky vedení kapaliny podpovrchovými · děrovanými vsakovacími trubkami, ke kterému dochází v důsledku toho, že souvislý sloupec vody s vysokou kinetickou energií proběhne poměrně daleko. Sloupec vody po· této dráze postupně zmenšuje svůj objem, což je způsobeno únikem kapaliny perforací podál této dráhy.

Příkladné provedení vynélezu je znázorněno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je stav, kdy je jímka poprvé vyplněna do poloviny, na obr. 2 je stav, kdy se jímka naplnila a začíná vytvářet zátku, ne obr. 3 je pohled na zcela naplněnou jímku se souvislou vodní zátkou v potrubí do odtoku, na obr. 4 je jímka s kapalinou, zůstávající po odtečení zátky, a na obr. 5 je obměněné provedení s odvzdušňovacím potrubím spojujícím odtok a přívodním potrubím.

Kapeline přitéká do jímky 2 přívodním potrubím i, ke kterému jsou připojena odpadové potrubí od věeoh sociálních zařízení v budově, nebo výtokové potrubí zvedacího čerpadla poháněného rukou, nohou nebo voly či jinými tažnými zvířaty. Ke dnu 2 jímky £ je připojeno stoupací potrubí 2, které pod určitým úhlem stoupá k nejvyššímu bodu £, kde prvním kolenem 6 přechází do svislé trubky 2.· Mezi prvním kolenem 6 a svislou trubkou 2 se může změnit průměr potrubí, což se obvykle provádí redukcí 8 a slouží k dosažení změny rychlosti kapaliny. Experimentálně se zjistilo, že při zmeněaní průměru svislé trubky 2 ve srovnání s průměrem stoupacího potrubí 2 ⁸⁶ zvýěí rychloet proudění kapaliny ve svislé trubce 2·

Svislá trubka 2 přechází do druhého kolene 2, ^ze kterého pokračuje vodorovný odtok 10. který ústi do veřejné stoky, nebo v případě zavlažování do výstupního vsakovacího potrubí.

Jímka pracuje následujícím způsobem:

Kapalina přitéká do jímky 2 přívodním potrubím 1· Jímka 2 a stoupací potrubí 2 jsou propojeny, takže hladina kapaliny je v obou stejně vysoko. Nejvyšší bod 4 stoupacího potrubí 2 je ve stejné výěi jeko horní okřej jímky 2. Jakmile se jímka 2 neplní kapalinou do této výše, zečne kapalina v množství rovnajícím se v ustáleném stavu přítoku do jímky 2 přetékat přes nejvyěěí bod 4 stoupacího potrubí 2· Jestliže je tento průtok malý, proudí svislou trubkou 2 do druhého kolena 2 jen nelé množství kapaliny za jednotku času. Kapalina v druhém kolenu 2 přitom působí jako nedokonale těsnící vodní uzávěr. Protože věeqhny procesy probíhají při atmosférickém tlaku, je množství kapaliny vystupující z druhého kolena 2 rovno přítoku do přívodního potrubí J_. Jestliže se tento přítok zvýší, zvýší se i průtok kapaliny svislou trubkou 2 do té míry, že se vodní uzévěr v druhém kolenu 2 uzavře. Jestliže zvýšený průtok trvé přibližně 1 s, může se v druhém kolenu 2 vytvořit souvislé vodní zátka, které odteče odtokem 10. V důsledku toho vznikne ve svislé trubce 2 podtlak, kterým je vysévána kapalina ze stoupacího potrubí 2 ⁸ jímky 2· Tímto sáním se průtok ve svislé trubce 2 zvýší tek, že se ve druhém kolenu 2 ihned vytvoří nová kapalinová zátka.

Proces probíhá tek rychle, že již nelze hovořit o oddělených kapalinových zátkách, ale o souvislém sloupci vody procházejícím z jímky 2 stoupeeím potrubím 2> svislou trubkou 2 a druhým kolenem 2, což je znázorněno na obr. 3. Tento souvislý vodní sloupec je atmosférickým tlakem v přívodním potrubí 1 protlačován celou soustavou, které tedy pracuje jeko alfon, dokud z jímky nevyteče všechna kapalina a do stoupacího potrubí 2 ⁸⁸ nenasaje vzduch. Sifon pak přestane téhnout a jímka 2 ⁸⁸ vrátí do klidového stavu znázorněného ne obr. 4.

Obměněné provedení sifonové jímky podle vynélezu, které je znázorněno na obr. 5, aa nemůže použít ve vekuových soustavách a je určeno zejména pro odpadové soustavy pracující pod atmosférickým tlakem. Podobně jako základní provedení sestává z přívodního potrubí JJ, připojeného k horní straně jímky 12, z jejíhož dne JJ vystupuje obloukem šikmo nahoru stoupací potrubí 12, které přechází v první koleno 16 přecházející redukcí 18 ve svislou trubku 12· Vnitřní poloměr prvního kolene 16 určuje nejvyšší bod 14. Spodní konec svislé trubky 2 přechází v druhé koleno 12, jehož výstupní straně je propojena s vodorovným odtokem 20. který je odvzdušňovacím potrubím 21 propojen s přívodním potrubím H· Odvzdušňovací potrubí 21 působí tak, že vodní zátka v druhém kolenu 19 nikdy nemusí působit proti tlaku v odtoku 2£. Pokud dojde k ucpávání odtoku 20. které brání volnému proudění vzduchu v tomto odtoku 22, může být tento vzduch odvzdušňovacím potrubím 21 odveden do přívodního potrubí 11, odkud může odvzdušňovecími potrubími, která jsou v budovách bšžnš instalována, uniknout do atmosféry.

230 5 71

Jímka 2 zde byle popsána jako sběrné nádrž pro odpadní vodu z běžné odpadové soustavy. Při vhodné konstrukci o rozměrech stoupaeího potrubí £ vSak může být snadno upravena i pro odpadové soustavy pracující vakuově. Jímka podle vynélezu může být teké upravené jako odměřovací zařízení pro výrobní účely, kde se mají odměřovat dávky kapaliny a jsou přípustná změny objemu řádově í ,0 % obj-.

Claims (6)

1. PŘEDMĚT VTNÁLEZU

   1. Sifonová jímka sestávající z nádrže s přívodem vyznačující se tím, že ze dna (3, 13) nádrže (2, 12) je vyvedeno stoupací potrubí (5, 15), přecházející prvním kolenem (6, 16) ve svislou trubku (7, 17), která je druhým kolenem (9, 19) tvaru písmene U propojena β vodorovným odtokem (10, 20), jehož dno je uloženo níže než vnitřní stěna vnitřního oblouku druhého kolena (9, 19).
2. 2. Sifonová jímka podle bodu 1, vyznačující se tím, že sklon stoupaeího potrubí (5) je nejvýěe 45°.
3. 3. Sifonová jímka podle bodu 1, vyznačující se tím, že nejvyšěí bod (4) stoupaeího potrubí (5) je ve stejné výši jako horní hrana nádrže (2).
4. 4. Sifonové jímka podle kteréhokoliv z předcházejících bodů, vyznačující se tím, že svislá trubka (7) mé menši průřez než první koleno (6).
5. 5. Sifonová jímka podle kteréhokoliv z předchozích bodů, vyznačující se tím, že stoupací potrubí (5) je k nádrži (2) připojeno pomoci potrubního oblouku vystupujícího svisle ze středu dna (3) nádrže (2).
6. 6. Sifonová jímka podle kteréhokoliv z předchozích bodů, vyznačující se tím, že odtok (20) je odvzduěňovacím potrubím (21) propojen s přívodním potrubím (11) nádrže (12).