DE2908745A1

DE2908745A1 - Pneumatisch betriebene entwaesserungsanlage, z.b. vakuum-entwaesserungsanlage

Info

Publication number: DE2908745A1
Application number: DE19792908745
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Electrolux GmbH
Current assignee: Wartsila Oy AB
Priority date: 1979-03-06
Filing date: 1979-03-06
Publication date: 1980-09-11
Also published as: FR2450995B1; US4333487A; FR2450995A1; CA1133969A; NL8001296A; DE2908745C2

Description

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Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Beyer Dipl.-Wirtsch,-Ing. B.Joehem

Prankfurt/Main Staufenstraße 36

Electrolux GmbH
Max-Brauer-Alle e 163

2000 Hamburg 50

Pneumatisch betriebene Entwässerungsanlage , z.B. Vakuum-Entwäs s erungs anlage

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch betriebene, z.B. eine Vakuum-Entwässerungsanlage, insbesondere für große Entfernungen und/oder große Höhenunterschiede, wobei die gesamte Förderstrecke in mehrere aneinander anschließende Förderabschnitte mit getrenntem Antrieb unterteilt ist.

Vakuum-Entv/äs s erungs anlagen werden im Rahmen von Ortskanalisationen zur Ableitung der Abwässer der angeschlossenen Gebäude, aber auch zum Absaugen der Abwässer in .Ferienhaussiedlungen, auf Campingplätzen, in Schiffen und Fabrikanlagen eingesetzt. Gegenüber Freigefälle-Abwasserleitungen haben Vakuum-Entwässerungsanlagen den Vorteil weitgehender Unabhängigkeit von Niveauunterschieden des Geländes, der geringeren Leitungsquerschnitte, der schnelleren Beförderung und der Sicherheit gegen Leckagen. Ferner gibt es Druckluft-Entwässerungsanlagen, die in mancher Hinsicht mit Vakuum-Entwässerungsanlagen übereinstimmen und ebenfalls ein Anwendungsgebiet für die vorliegende Erfindung darstellen können.

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Vakuian—Entwässerungsanlagen werden vorzugsweise so betrieben, daß das Abwasser an den Ansciilußsteilen jeweils in verhältnismäßig kleinen Mengen von z.B. 8 bis 4° Liter eingelassen wird, um dann jeweils eine bestimmte Luftmenge, vorzugsweise das 2 bis 15-fache Volumen, nachströmen zu lassen. Diese Luft sorgt für den notwendigen Druckunterschied zwischen der Vorder- und Rückseite der sich in der Vakuumleitung bildenden Wasserpfropfen und damit für deren Antrieb.

Ls ist im Falle langer Vakuumleitungen bei einer Lntwässerungsanlage, die mit größeren Einlaßir.engen von etwa 4oo Liter arbeitet, bekannt, nit Zwischenvakuumstationen zu arbeiten (C£ 21 17 353). Dabei wird das Abwasser vom Sammelbehälter einer Vakuumstation in eine Druckstufe überführt und von dort einerseits durch Druckluft, andererseits durch Vakuum zur nächsten Vakuuirstation befördert« Man braucht bei diesem System eine Vielzahl von Vakuumstationen und zusätzlich Abwasserpuir.pen, um das Abwasser aus dem Sammelbehälter einer Zwischen- Vakuumstation in die Druckstufe zu pumpen.

Bei Vakuumleitungen, die größere Höhenunterschiede überwinden, als der Saugleistung der Vakuumanlage, geroessen in. Meter ΐ-.'assersäule, entspricht, kommt eine weitere Schwierigkeit hinzu. Zwar lassen sich bereits jetzt Steigungen von z.L·. 6 bis 5c Meter Höhenunterschied überwinden, indem z„B„ jeweils nach 2 bis 4 Meter Höhendifferenz eine Ewischen-Vakuuir.staticn mit Druckstufe angeordnet wird oder in^-dem bei Verwendung einer einzigen Vakuumstation die Leitung im wesentlichen stufenförmig verlegt wird und dabei bestimmte Maße und Verhältnisse eingehalten werden (vgl«, OS 26 37 765) _r diese Maßnahmen sind aber im ersten Falle sehr aufwendig, und im zweiten Falle versagen sie, wenn sich eine Steigleitung bis über ein bestimmtes Maß gefüllt hat,, denn dann wäre eine Kiederinbetriebnahme ohne umständliches rückwärtiges Abiassen des Abwassers nicht mehr möglich.

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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine pneumatisch betriebene Entwässerungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der durch verhältnismäßig einfache Mittel eine zuverlässige Förderung des Abwassers über große Steigungen oder Entfernungen erreicht wird.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Zuge einer durchgehenden pneumatischen Förderleitung ein Zwischentank mit einer Leitungsverzweigung angeordnet ist, wobei eine erste Zweigleitung vom Zwischentank oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ausgeht, über eine zweite Zweigleitung Abwasser aus dem Zwischentank mittels einer Abwasserpumpe förderbar ist und sich beide Zweigleitungen im Abstand hinter dem Zwischentank am Anfang eines Gefälleabschnitts der Förderleitung mit anschließender Tasche wieder vereinigen, in den die erste Zweigleitung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet.

Kit der vorgeschlagenen leitungsanordnung lassen sich Höhenunterschiede von z.B. 2 bis 50 Meter überwinden, ohne daß die Gefahr besteht, daß eine längere Wassersäule, die sich durch irgendwelche äußere Umstände in der Steigleitung gebildet hat, nicht mehr abgesaugt werden kann. Die neue Anlage kann aber auch dann in Frage kommen, wenn außerordentlich große Entfernungen von z.B. mehr als 4 bis 6 Kilometer zurückzulegen sind. Durch die Erfindung würde in einem solchen Fall z.B. sichergestellt, daß auch am Ende einer Vakuumleitung noch ein für den Betrieb ausreichendes Vakuum vorhanden ist.

Die Einfachheit des erfindungs gemäß en Vorschlags resultiert daraus, daß im Prinzip über die erste Zweigleitung z.B.mit einer durchgehenden Vakuumleitung gearbeitet wird, wobei lediglich parallel zur ersten Zweigleitung ein Bypass vorgesehen ist, über den eine Abwasserpumpe das Abwasser fördert, während die nachströmende Luft den Weg über die erste Zweigleitung nimmt und dann weiter dazu verwendet wird, das Abwasser in der

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Vakuurr.leitung vor sich her zuschieben. Bei gleichmäßiger Auslastung der VakuuEv-Entwässerungsanlage bedarf es deshalb im Verhältnis zur geförderten Wassermenge keiner Vergrößerung der geförderten Luftmenge, was sich positiv auf die Betriebskosten auswirkt» Dieser Vorteil folgt, wie gesagt, daraus, daß der Leitungsstrang nicht in mehrere von einander unabhängige Abschnitte unterteilt ist, die mit unterschiedlichem Druckniveau aneinander grenzen und jeweils eine besondere überführung erforderlich machen, sondern stattdessen die Förderung der Abwasserpumpe über einen in das Drucksystem der Vakuumleitung integrieEten Bypass erfolgt.

Selbstverständlich gelangt die einen bestimmten Wasserpfropfen in den Lvisehentank fördernde Luftinenge über die erste Zweigleitung eher in den Gefälleabschnitt als das mittels der Abwasserpur pe über die zweite Zweigleitung geförderte Wasser. Die Luft überholt also an dieser Stelle das Wasser. Bei gleichrrä£igen betriebsverhältnissen schadet dies aber nicht, da das betrachtete uuitvoluir.en am Ende des Gefälleabschnitts wiederum dazu benutzt wird, einen in der anschließenden Tasche gebildeten Wasserpfropfen vor sich herzuschieben. Entsprechend wird das von dieser Luft vorher in den Zwischentank geschobene Wasservolumen später am Lnde des Gefälleabschnitts durch nachfolgende Luft weiter transportiert.

Der Gefälleabschnitt dient dazu, das durch die Abwasserpumpe in verhältnismäßig großen Portionen aus dem Zwischentank geförderte Abwasser auf einfache Weise wieder in kleinere Portionen aufzuteilen. Der Gefälleabschnitt hat deshalb vorzugsweise einen verhältnismäßig großen Querschnitt, dessen Durchmesser z.B. im Bereich zwischen 125 und 4oo mm liegen kann, so daß das Abwasser in diesem Leitungsabschnitt bei einem Gefälle von z.B. 5 bis 8 Promille frei fließt, ohne im vorderen und mittleren Teil des Gefälleabschnitts den gesamten Leitungsquerschnitt auszufüllen. Die über die erste Zweigleitung

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herangeführte Luft kann deshalb das im Gefälleabschnitt rinnende Wasser teilweise überholen und in einzelnen kleineren Fortionen durch die anschließende Tasche in der Vakuumleitung befördern.

Zum Besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel anhan^ einer Zeichnung erläutert.

Das Ausführungsbeispiel geht davon aus, daß an das Ende einer Vakuumkanal is ation eine Gruppe von Häusern angeschlossen ist, die z.B. zwischen 5 und 5o Meter tiefer liegen als die übrige Kanalisation. Die Abwässer dieser Häuser gelangen über eine untere Vakuumleitung 1o in einen Zwischentank 12. Dieser Zwischentank enthält in herkömmlicher Installation wenigstens eine, aus Sicherheitsgründen vorzugsweise zwei parallel geschaltete Abwasserpur.pen 14 bzw. 16. An den Zwischentank .12 ist oben eine erste Zweigleitung 18 angeschlossen, über die nur die durch die untere Vakuumleitung 1o einströmende Luft weitergeführt wird. Die Abwasserpumpen 14 und 16 sind so gesteuert, daß sie das sich am Boden des Zwischentank 12 sammelnde Abwasser aus der unteren Vakuumleitung 1o über eine zweite Zweigleitung 2o aus dem Zwischentank pumpen, sobald darin eine bestimmte Füllhöhe erreicht worden ist. Der übrige Tankinhalt steht als Vakuumreservoir für die untere Vakuumleitung Io zur Verfügung. Im Hinblick darauf sollte diese oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Zwischentank 12 darin münden.

Beide Zweigleitungen 18 und 2o vereinigen sich auf höherem Niveau wieder am Anfang eines Gefälleabschnitts 22 einer oberen Vakuumleitung 24. Der Gefälleabschnitt 22 hat vorzugsweise im Verhältnis zum sonst üblichen Querschnitt von Vakuurrdeitungen einen sehr großen Querschnitt. Der Innendurchmesser kann z.B. etwa 125 bis 4oo mm betragen. Es ist ein Gefälle von etwa 5 bis 8 Promillevorgesehen, damit das Abwasser aus der zweiten Zweigleitung 2o möglichst ungehindert

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abfließen kann, Außerdem sollte der Gefälleabschnitt 22 ausreichend lang belassen sein, damit sich das Abwasser, während es herabrinnt, verteilt und am Ende des Gefälleabschnitts 22 durch nachströrcende Luftvolumina wieder in einzelne kleinere Fortionen aufgeteilt wird. Zu diesem Zweck sollen die beiden Abvasserpurapen 14 unä 16 vorzugsweise bei jedem Pumpvorgang eins Abwassernenge zwischen 5oo und 1ooo Liter in den Gefälleabschnirt 22 puir.pen_f der so zu bemessen ist_f daß sein Volumen rötlichst nicht mehr als 1o bis 25% mit Abwasser gefüllt wird« Auf diese !'.eise v/ird gleichzeitig auch sichergestellt* daß die in cen Gefälleabschnitt 22 eingespeiste Abwassermenge in cer oberen Vakuurcleitung 24 keinen Druck und keine Wasser=· schl'd'co erzeugt, denn jede Druckwelle würde durch das Vakuumreservoir in Cbxi Hausanschlußleitungen verstärkt und könnte zur L«Schädigung der Absperrventile an den Hausanschlüssen der oberen Vakuuir.leitung 24 führen.

Um zu erreichen„ daß am Ende des Gefälleabschnitts 22 Abwasser und Luft portionsweise aufgeteilt werden^ empfiehlt es sich, eine als Senke ausgebildete Tasche 26 mit dem-Querschnitt der oberen Vakuuialeitung 24 über ein Reduktionsstück an die Unterseite des Endes des Gefällaabschnitts 22 anzuschließen.

toi schwankendem Abwasseranfall kann es vorkommen? daß gerade cam"., wenn das von den Abwasserpumpe!! 14 und 16 geförderte Kassar air. unteren Lnde das Gefälleabschnitts 22 zusammenläuft,, zu van ig Luft riachströr.t_f um im gewünschten Verhältnis an der 'lasche 26 abwechselnd verhältnismäßig kleine Wasser- und Luftpertienerx zu Lekciriiien,, 2ur Abhilfe kann eine nicht gezeigte Laiüftungsvorrichtung an oberen Ende des Gefälleabschnitts 22,, an der ersten Zweigleitung 18 oder am Zwischentank 12 angebracht sein. Diesa Belüftungseinrichtung lässt sich im Abhängigkeit vom Druck ünd/oder Wasserstand im Gefälieabschnitt 22 so steuernj, daß unter allen umständen beim Absaugen des Abwassers aus den Gefälleabschnitt 22 genügend Luft s«r Ver»

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fügung steht.

hegen des Vakuumreservoirs im oberen Teil des Zwischentanks 12 und in der unteren Vakuumleitung 1o besteht bei ungeeigneter Ausbildung der Anschlüsse der Zweigleitungen 18 und 2o an den Gefälleabschnitt 22 die Gefahr, daß Abwasser aus diesen wieder in die erste Zweigleitung 18 zurückgesaugt wird. Um dem zu begegnen, kann die Zweigleitung 18 an ihrem oberen Ende eine Rückschlagklappe 28 enthalten. Außerdem ist der mit 3o bezeichnete obere Leitungsabschnitt der Zweigleitung 18 vorzugsweise auf einen Durchmesser von 3o bis 6o rxa reduziert, um auch durch den verengten Querschnitt ein Rückfließen zu erschweren. Demselben Zweck dient der Anschluß dieser Leitung an den Gefälleabschnitt 2 2 über eine domartige Erweiterung 32, welche dafür sorgt, daß sich die Mündung aar Zweigleitung 18, 3o stets oberhalb des Flüssigkeitsspiegeis im Gefälleabschnitt 22 befindet. Schließlich zielt auch noch die Einleitung der zweiten Zweigleitung 2o von oben in das obere Ende des Gefälleabschnitts 22 in dieselbe Richtung, weil auf diese Weise ein schnelleres und flacheres Ausfließen aus der Leitung 2o erreicht wird. Die Mündung der ersten Zweigleitung 18 in den Gefälleabschnitt 22 befindet sich in Strömungsrichtung hinter der Mündung der zweiten Zweigleitung 2o. Damit wird unter Erhalt der Wirkungen der vorstehend beschriebenen Maßnahmen die ständige Versorgung des Zwischentanks 12 mit Vakuum bezweckt. Dieselbe Absicht wird mit einem verhältnismäßig großen Querschnitt des Steigungsteils der Zweigleitung 18 verfolgt. Gleichzeitig lässt sich damit verhindern, daß sich eingedrungenes Wasser darin fängt. Der große Leitungsquerschnitt erleichtert das Abfließen in den Zwischentank 12, während Luft vorbei streicht. In praktischer Ausführung ist für die Zweigleitung 18 vorzugsweise ein Innendurchmesser von etwa 8o bis 12o mm vorgesehen.

Abweichend von Ausführungsbeispiel kann der Gefälleabschnitt 22 gegebenenfalls auch durch einen in geeigneter Weise ge-

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stalteten Behälter ersetzt werden, in den die Zweigleitungen 18 und 2o oben einmünden und in dein Leitbleche oder dergleichen für eina Verteilung des einfließenden Abwassers
sorgen.

Die vorstehend beschriebene Verzweigung einer pneumatischen Förderleitung für Abwasser in parallele Stexgleittmgen, deren eine so angeordnet ist, daß sie Luft durchläßt, während die andere der Förderung des Abwassers mittels einer Abwasserpumpe dient, läßt sich nicht nur bei mit Vakuum betriebenen, sondern ganz allgemein bei pneumatischen Förderanlagen für Abwasser oder sonstige Flüssigkeiten anwenden,
unabhängig davon, ob die zur Förderung erforderliche Druckdifferenz durch mit Bezug auf die Außenatmosphäre Über- oder Unterdruck erzeugt ist.

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Claims

Patentansprüche

Pneumatisch "betriebene Entwässerungsanlage, z_oB„ Vakuum-Entv.-ässerungsanlage, insbesondere für große Entfernungen und/oder große Höhenunterschiede, wobei die gesamte Förderstrecke in mehrere aneinander anschließende Förderabschnitte mit getrenntem Antrieb unterteilt ist, dadurch g e k e η nzeiehnet, daß im Zuge einer durchgehenden pneumatischen Förderleitung (10, 18, 22, 24) ein Zwischentank (12) mit einer leitungsverzweigung (18, 20) angeordnet ist, wobei eine erste Zweigleitung (18) vom Zwischentarik (12) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ausgeht, über eine zweite Zweigleitung (20) Abwasser aus dem Zwischentank (12) mittels einer Abwasserpumpe (14, 16) förderbar ist und sich beide Zweigleitungen (18, 20) im Abstand hinter dem Zwischentank (12) am Anfang eines Gefälleabschnitts (22) der Förderleitung mit anschließender Tasche (26) wieder vereinigen, in den die erste Zweigleitung (18) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet«

2. Vakuum-Entwässerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Gefälleabschnitt (22) einer die Förderleitung bildenden Vakuumleitung, an der ersten Zweigleitung (18) oder am Zwischentank (12) eine Belüftungseinrichtung angeordnet ist, welche in Abhängigkeit vom Wasserstand und/oder Druck im Gefälleabschnitt (22) öffnet.

3. Vakuum-Entwässerungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Rückschlagklappe (28) in der ersten Zweigleitung (18).

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4. Vakuum-Entwässerungsanlage nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zweigleitung (18) oben in eine domartige Erweiterung (32) des Gefälleabschnitts (22) mündet.

5. Vakuum-Entwässerungsanlage nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichn et, daß die erste Zweigleitung (18) in Strömungsrichtung hinter der zweiten Zweigleitung (2o) in den Gefälleabschnitt (22) mündet.

6. Vakuum-Entwässerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gefälleabschnitt (22) einen größeren Querschnitt hat, als die zweite Zweigleitung (2o) und diese von oben her einmündet.

7. Vakuum-Entwässerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Zweigleitungen (18, 2o) als Steigleitungen ausgebildet sind, wobei die erste Zweigleitung (18) einen verhältnismäßig großen Querschnitt hat.

8. Vakuum-Entwässerungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekenn ze ichnet, daß das obere Ende (3o) der ersten Zweigleitung (18) einen verjüngten querschnitt hat.

9. Vakuum-Entwässerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Abwasserpumpe (14, 16) bei jedem Pumpvorgang höchstens 5oo bis 1ooo Liter fördert, entsprechend maximal 1o bis 25 % des Volumens des Gefälleabschnitts (22).

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1ο. Vakuuxa-Lntwässerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aen Gefälleabschnitt (22) bildende Rohr einen inneren Durchmesser von ca. 125 bis 4oo mm und ein Gefälle von 5 bis δ Prcrailla hat.

11. Vakuun-Lntwässerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis Ic-, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche (26) am Lnde des Gefälleabschnitts (22) einen wesentlich kleineren Querschnitt als dieser hat und über ein Reduktionsstück an dessen Unterseite angeschlossen ist.

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