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Saugewagen mit überfüllungsverhüter Die Erfindung betrifft einen Saugewagen,
insbesondere zum Aufsaugen von Schlamm, Fäkalien od. dgl. mit einem Überfüllungsverhüter.
Bei Saugewagen mit einem Schlammkessel, der von einer Vakuumpumpe unter Unterdruck
gehalten wird, werden sogenannte überfüllungsverhüter verwendet, um zu verhindern,
daß aus dem Schlammkessel mitgerissene Flüssigkeit in die Vakuumpumpe hineingesaugt
wird, um dadurch eine Beschädigung der Vakuumpumpe zu vermeiden.
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Im Gegensatz zu den bekannten stationären Anlagen, die mit Vakuumförderung
betrieben werden, besteht bei Anlagen auf Fahrzeugen nicht die Möglichkeit der Trennung
des Vakuumerzeugers vom Vakuumkessel durch senkrechte Rohrleitungen, die bei stationären
Anlagen so ausgelegt werden können, daß mit Sicherheit ein Flüssigkeitsübertritt
vermieden wird, etwa dadurch, daß man die Länge der senkrechten Leitung bis zu einer
Höhe von 10 m ausdehnt und damit über der höchsten Saugspannung bleibt. Der begrenzte
Raum auf Fahrzeugen und das Gebot der Wirtschaftlichkeit bei der Bemessung der Kesselgröße
erfordern bei Schlammsaugewagen stets eine Kesselfüllung bis nahe an den oberen
Scheitelpunkt und vor allem wegen des Antriebes eine Anordnung der Vakuumpumpe im
Rahmen des Fahrzeuges, also unterhalb des Vakuumkessels.
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Es sind fahrbare Anlagen bekannt, bei denen nach Erreichen einer bestimmten
Kesselfüllung durch eingebaute Schwimmer eine Umsteuerung der Saugluft auf Druck
erfolgt, um die aufgesaugte Schlammmenge in einen weiteren Behälter zu befördern.
Dieses Verfahren ist jedoch bei Schlammsaugewagen nicht anwendbar, weil der evakuierte
Kessel auch gleichzeitig als Transportbehälter dient.
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Bei stationären Anlagen ist es auch bekannt, die Vakuumkessel mit
Schwimmern auszurüsten, die Belüftungsventile unmittelbar steuern, um durch Belüftung
ein übersaugen von Flüssigkeit in die Vakuumpumpe zu vermeiden. Die Leitungen bis
zum Vakuumerzeuger sind senkrecht verlegt, wodurch ein Übertritt von Flüssigkeit
vermieden wird. Auch dieses Verfahren ist bei Schlammsaugewagen nicht anwendbar,
weil bei diesen mit Vakuumerzeugern großer Leistung gearbeitet wird, die Kessel
waagerecht angeordnet werden müssen und nur ein geringer Restraum im Kessel freigehalten
werden soll. Außerdem sollen die Schlammkessel an Schlammsaugewagen keine öfE-nung
nach außen haben, um einen Austritt von Schlamm oder Fäkalien während der Bewegung
des Kessels zu vermeiden. Man hat daher von jeher die Kessel im Schlammsaugewagen
mit Schwimmerbällen ausgerüstet, die- lediglich die Saugleitung absperren sollen.
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Die bekannten überfüllungsverhüter für Fahrzeuge bestehen aus einem
Abscheideraum, der in die Verbindungsleitung zwischen den Schlammkessel und die
Vakuumpumpe geschaltet und mit einem Schwimmer ausgerüstet ist, der bei einem bestimmten
Stand der mitgerissenen Flüssigkeit im Abscheideraum die Mündung der den Abscheideraum
mit der Vakuumpumpe verbindenden Leitung verschließt. Da bei den bekannten Konstruktionen
der überfüllungsverhüter der Schwimmkörper selbst den Verschluß der Mündung bildet,
spricht der überfüllungsverhüter erst dann an, wenn der Flüssigkeitsspiegel sich
verhältnismäßig nahe von der Mündung befindet. Sobald die Mündung der Verbindungsleitung
zur Vakuumpumpe geschlossen ist, wird der Unterdruck in der Verbindungsleitung zur
Vakuumpumpe unter den vorher herrschenden Unterdruck verringert oder, mit anderen
Worten, das Vakuum vergrößert. Wenn nun der Mündungsverschluß, z. B. wegen Verunreinigungen,
nicht vollständig schließt, so wird Flüssigkeit durch die Undichtigkeiten infolge
des stark angestiegenen Vakuums in die Vakuumpumpe hineingesaugt. Die Erfahrung
hat gezeigt, daß dieses fast immer der Fall ist, besonders bei leistungsstarken
Vakuumpumpen, die im Luftstrom Flüssigkeit mitreißen, bevor der Schwimmerkörper
vermöge seiner Trägheit anspricht. Gleichzeitig tritt durch das stark ansteigende
Vakuum eine erhebliche Erhitzung der Vakuumpumpe ein. durch die eingezogene kalte
Flüssigkeit treten in der Pumpe Materialbeanspruchungen auf, die zu frühzeitigem
Verschleiß führen.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, hat man bereits versucht, in die
Verbindungsleitung zwischen den Abscheideraum und die Vakuumpumpe Vakuumbegrenzer
einzuschalten. Da diese Vakuumbegrenzer jedoch nicht über einem gewissen Unterdruck
ansprechen dürfen, um die Saugwirkung nicht zu beeinträchtigen,
kann
das Durchreißen der Flüssigkeit damit nicht vermieden werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten
Saugewalten zu beseitigen. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß der Schwimmer als Steuerorgan für ein Mittel zum Zerstören des Vakuums in der
Verbindungsleitung zwischen dem Abscheideraum und der Vakuumpumpe vorzugsweise in
unmittelbarer Nähe des Saugstutzens vorgesehen ist. Die Zerstörung des Vakuums in
der Verbindungsleitung zwischen dem Abscheideraum und der Vakuumpumpe kann beispielsweise
dadurch erfolgen, daß der Schwimmer bei einem bestimmten Flüssigkeitsstand im Abscheideraum
die Vakuumpumpe abschaltet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, daß als Mittel zum Zerstören des Vakuums ein an die Verbindungsleitung
zwischen dem Abscheideraum und der Vakuumpumpe angeschlossenes Belüftungsventil
vorgesehen ist.
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Durch die Zerstörung des Vakuums, also beispielsweise durch die Herstellung
des Atmosphärendruckes beim Öffnen des Belüftungsventils, entsteht in der Verbindungsleitung
ein umgekehrtes Druckgefälle, da sich der Schlammkessel noch unter Unterdruck befindet
und nun Luft durch die Verbindungsleitung und das Belüftungsventil in den Schlammkessel
hineinsaugt. Durch diese umgekehrte Luftströmung wird nicht nur verhindert, daß
Flüssigkeit in die Vakuumpumpe eintreten kann, sondern es werden auch Flüssigkeitstropfen,
die irgendwie in die Verbindungsleitung zwischen dem Abscheideraum und der Vakuumpumpe
eingedrungen sind, in den Abscheideraum zurückgesaugt. Um eine möglichst wirksame
Umkehr der Luftströmung zu erreichen, kann bei einem Saugewalten mit einem Einlaufschieber
zum Verschließen der die Ansaugstelle mit dem Schlammkessel verbindenden Saugleitung
der Schwimmer auch als Steuerorgan für den Einlaufschieber vorgesehen sein. Wird
bei einem solchen Saugewalten das Vakuum in der Verbindungsleitung zwischen dem
Abschalteraum und der Vakuumpumpe gleichzeitig mit dem Verschließen des Einlaufschiebers
zerstört, dann kann in den unter Unterdruck stehenden Schlammkessel nur noch Luft
aus der an die Vakuumpumpe angeschlossenen Verbindungsleitung in den Schlammkessel
strömen, so daß mit Sicherheit eine Strömungsumkehr gewährleistet ist. Darüber hinaus
wird durch das Verschließen des Einlaufschiebers verhindert, daß weitere Flüssigkeit
in den Schlammkessel von der Ansaugstelle aufgesaugt und dadurch die überfüllung
noch vergrößert wird.
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Außerdem wird durch Schließen des Schiebers vermieden, daß die Schlammenge
im senkrechten Saugrohr nach dem Heberprinzip Schlamm aus dem Kessel zurücksaugt.
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In die Verbindungsleitung zwischen den Abscheideraum und die Vakuumpumpe
kann noch ein Filter eingeschaltet sein. Dieses Filter kann hierbei die Mündung
in den Abscheideraum der Verbindungsleitung bilden. In diesem Filter werden während
des Betriebs mitgerissene Flüssigkeitstropfen gefangen, die beim Zerstören des Vakuums
durch die entgegengesetzte Luftströmung wieder aus dem Filter in den Abscheideraum
zurückgedrückt werden.
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Die Erfindung ist an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
ausführlich erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematisch vereinfachte Seitenansicht
eines Saugewagens mit einem Ausführungsbeispiel eines überfüllungsverhüters, Fig.
2 einen Schnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines überfüllungsverhüters
für einen Saugewalten nach Fig. 1.
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Der in der Zeichnung dargestellte Saugewalten ist mit einem Schlammkessel
1 versehen, der mittels einer Leitung 2 mit einer Vakuumpumpe 3 verbunden ist, die
im Schlammkessel einen Unterdruck erzeugt, mittels dessen durch eine Saugleitung
4 Schlamm, Fäkalien od. dgl. aus einer in der Zeichnung nicht dargestellten Ansaugstelle
aufgesaugt werden. In der Saugleitung 4 ist vor dem Einmünden in den Schlammkessel
1 ein Einlaufschieber 5 vorgesehen, der in an sich bekannter Weise elektrisch, hydraulisch
oder pneumatisch ferngesteuert werden kann. Bei dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel ist eine durch den Zylinder 5' angedeutete, durch ein elektromagnetisches
Ventil 6 gesteuerte hydraulische oder pneumatische Betätigung des Einlaufschiebers
5 vorgesehen.
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In die Verbindungsleitung 2 sind zwischen dem Schlammkessel
1 und der Vakuumpumpe 3 zwei hintereinandergeschaltete Abscheideräume 7 und
8 eingeschaltet. Die aus dem Kessel l kommende Leitung 2 mündet im oberen Teil des
Abscheideraumes 7, in dessen unterem Teil 7' sich die mit dem Luftstrom eventuell
mitgerissene Flüssigkeit sammelt. Bei dem Abscheideraum 7, 7' handelt es sich um
einen üblichen bekannten überfüllungsverhüter, der mit einer Schwimmerkugel 9 zum
Verschließen der im oberen Teil des Abscheideraumes 7 befindlichen Fortsetzung 2'
der Verbindungsleitung 2 zur Vakuumpumpe 3 dient. In diesen Teil 2' der Verbindungsleitung
2 ist in an sich bekannter Weise ein Umschaltehahn 10 eingeschaltet.
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Der Teil 2' der Verbindungsleitung 2 mündet in den oberen Teil des
Abscheideraumes 8, der durch einen kurzen Rohrstutzen 2" mit der Vakuumpumpe 3 verbunden
ist. Die Mündung des Rohrstutzens 2" in den Abscheideraum 8 wird durch ein Filter
11 gebildet.
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Beide Abscheideräume 7 und 8 sind mit ferngesteuerten Abflußventilen
12 und 13 versehen. Zum Betätigen dieser Ventile dienen die schematisch angedeuteten
Betätigungsorgane 12' und 13', z. B. hydraulische Kolben.
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Im ersten Abscheideraum 7 ist im unteren Sammelraum 7' für
die Flüssigkeit ein Schwimmer 14 vorgesehen, der mit einem elektrischen Schalter
15 so verbunden ist, daß bei einem bestimmten Stand der Flüssigkeit im Abscheideraum
7 der Schalter 15 betätigt wird. Der Schalter 15 ist durch in der Zeichnung strichpunktiert
dargestellte Leitungen 16 mit dem elektromagnetisch gesteuerten Steuerventil 6 und
einem weiteren Steuerventil 17 verbunden. Das Steuerventil 17 dient dazu,
die Abflußventile 12 und 13 hydraulisch oder pneumatisch zu betätigen. Hierbei sind
die Betätigungsorgane 12' und 13' in bekannter Weise so ausgebildet
oder so gesteuert, daß die von ihnen betätigten Abflußventile 12 und
13
gegenüber der Betätigung des Einlaufschiebers 5 und des in folgendem beschriebenen
Belüftungsventils 18
verzögert ansprechen. Dies kann bei pneumatisch gesteuerten
Kolben 12' und 13', beispielsweise durch der Kolbenbewegung entgegenwirkende
größert-Federkräfte od. dgl. erzielt werden. .:
In den Rohrstutzen
2" mündet unmittelbar neben dem Saugstutzen der Pumpe 3 ein durch ein Belüftungsventil
18 verschließbares Belüftungsrohr 19. Das Belüftungsventil 18 wird über das
Betätigungsorgan 18' ebenfalls durch das elektromagnetische Ventil 17,
gleichzeitig
mit dem Einlaufschieber 5, aber kurz vor den Abflußventilen 12 und 13, betätigt.
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Im normalen Arbeitszustand sind die Ventile 12, 13 und 18 geschlossen,
während der Einlaufschieber 5 geöffnet ist. Beim Arbeiten der Vakuumpumpe 3 wird
im Schlammkessel durch die Verbindungsleitung 2, 2', 2" ein Vakuum erzeugt, das
das Ansaugen des Schlammes od. dgl. durch das Saugrohr 4 bewirkt. Die durch die
Verbindungsleitung 2 aus dem Schlammkessel 1 mitgerissene Flüssigkeit sammelt sich
im unteren Teil 7' des ersten Abscheideraumes 7. Soweit aus diesem Abscheideraum
noch Flüssigkeit in den zweiten Abscheideraum 8 mitgerissen wird, sammelt sich diese
Flüssigkeit ebenfalls im unteren Teil des Abscheideraumes 8, wobei durch das Filter
11 verhindert wird, daß Flüssigkeit durch den Rohrstutzen 2" in die Vakuumpumpe
3 hineingesaugt werden kann. Erreicht nun der Spiegel der Flüssigkeit im Abscheideraum
7' eine gewisse Höhe, dann schaltet der Schwimmer 14 den Schalter 15 ein, so daß
dadurch der Einlaufschieber 5 geschlossen, gleichzeitig das Ventil 18 und
etwas verzögert die Ventile 12 und 13 geöffnet werden. Durch das Öffnen des Belüftungsventils
18 wird das Vakuum im Rohrstutzen 2" zerstört, während im Schlammkessel l noch ein
Unterdruck herrscht. Dadurch entsteht zwischen dem Rohrstutzen 2" und dem Schlammkessel
1 ein Druckgefälle, durch das die Luft durch das Belüftungsventil 18 in den
Schlammkessel l hineingesaugt wird. Diese Luftströmung bewirkt, daß im Filter 11
festgefangene Flüssigkeit aus diesem herausgeblasen wird. Die sich in den Abscheideräumen
7 und 8 gesammelte Flüssigkeit fließt nun nach der durch die Verzögerung eingetretenen
Druckerhöhung durch die Ablaufventile 12 und 13 ab. Damit die Bedienungsperson weiß,
daß der Saugvorgang unterbrochen ist, ist der Schalter 15 noch mit einer Warnvorrichtung,
z. B. einer Warnlampe 20, verbunden. An Stelle der Warnlampe kann auch eine Hupe
od. dgl. vorgesehen sein.
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Vorzugsweise ist der Schalter 15 als Doppelschalter ausgebildet, so
daß er auch die Stellung des Schwimmers anzeigt, wenn die Flüssigkeit vollständig
aus dem Abscheideraum 7, 7' herausgeflossen ist. In dieser Stellung des Schwimmers
werden nun die Ventile 12, 13 und 18 wieder geschlossen, so daß die Luft aus dem
Schlammkessel durch die Vakuumpumpe evakuiert wird. Um nun den für das Saugen erforderlichen
Unterdruck im Schlammkessel l herzustellen, ist die Steuerung des Einlaufschiebers
5 in an sich bekannter Weise so vorgesehen, daß der Einlaufschieber nicht selbsttätig
geöffnet wird. Erst wenn ein bestimmtes Vakuum im Schlammkessel erreicht ist, kann
entweder durch einen Vakuumanzeiger automatisch oder durch die Bedienungsperson
der Einlaufschieber geöffnet werden, so daß der Saugvorgang fortgesetzt werden kann.
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Um zu verhindern, daß die Abflußventile 12 und 13 an einer unpassenden
Stelle geöffnet werden, kann vorgesehen sein, daß diese nicht automatisch durch
die Schwimmerstellung gesteuert werden. Sobald die Bedienungsperson durch die Warnvorrichtung
20 gewarnt ist, kann sie dann den Saugewagen an eine Stelle fahren, wo die Abscheideräume
entleert werden können, und dann die Entleerung von Hand, beispielsweise über eine
Fernbetätigung, vornehmen.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schwimmerkugel
9 noch vorgesehen, damit für den Fall, daß einmal die automatische Schaltung wegen
eines Versagens, beispielsweise des Schalters 15, nicht funktionieren sollte, das
Eindringen von Flüssigkeit in die Vakuumpumpe trotzdem in an sich bekannter Weise
verhindert wird.
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Um bei der Beschreibung des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles
eines Überfüllungsverhüters Wiederholungen zu vermeiden, werden alle diejenigen
Teile dieses überfüllungsverhüters, die mit denen des vorher beschriebenen Ausführungsbeispieles
übereinstimmen, mit Bezugszahlen bezeichnet, die um hundert größer sind als die
Bezugszahlen des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispieles. Der überfüllungsverhüter
nach Fig. 2 besteht nur aus einem Abscheideraum 107, in dessen mittleren
Bereich die Verbindungsleitung 102 tangential einmündet. An dieser Stelle ist der
Abscheideraum durch ein die Mündung der Verbindungsleitung 102 vom oberen Teil des
Abscheideraumes trennendes trichterförmiges Gebilde 121, das auch als Zyklon
bezeichnet werden kann, in einen oberen Teil und einen unteren Teil 107' unterteilt.
Das trichterförmige Gebilde 121 ist nach unten hin durch einen Boden 121' abgeschlossen,
so daß die Verbindung zwischen den beiden Teilen des Abscheideraumes 107
nur durch seitliche Schlitze 122 hergestellt wird. Durch die tangentiale Einmündung
der Verbindungsleitung 102 in den Raumteil 107' wird die mitgerissene Flüssigkeit
an die Innenwandung des Raumteiles 107' gedrückt und dadurch vermieden, daß die
Flüssigkeit durch die Schlitze 122 in den oberen Teil des Abscheideraumes
107 eindringt. Im oberen Raum ist das Filter 111 vorgesehen, das die Mündung
der Verbindungsleitung 102" zwischen dem Abscheideraum 107 und der Vakuumpumpe bildet.
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Der im unteren Teil 107' des Abscheideraumes vorgesehene Schwimmer
114 dient wie im vorher beschriebenen Beispiel zur Betätigung des Schalters 115,
durch den das Abflußventil 112, das Belüftungsventil 118 und der in Fig. 2 nicht
dargestellte Einlaufschieber betätigt werden. Um auch bei einem Versagen des Schalters
115 das Eindringen der Flüssigkeit in die Vakuumpumpe zu vermeiden, ist im oberen
Teil des Abscheideraumes 107 noch die übliche bekannte Schwimmerkugel
109 vorgesehen.
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Der an sich bekannte Umschaltehalin 110 ist mittels des Stutzens 123
mit der Druckseite der Vakuumpumpe verbunden, den er über den Stutzen 124 mit einem
Schalldämpfer verbindet.
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Hinsichtlich der Wirkungsweise des überfüllungsverhüters nach Fig.
2 wird auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 verwiesen.
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Um die Anzeige möglichst empfindlich zu gestalten, ist es zweckmäßig,
den Raum, in dem der Schwimmer 14, 114 angeordnet ist, möglichst klein auszuführen
und einen Schwimmer zu verwenden, der einen sehr kurzen Schaltweg aufweist.