DE3629484A1 - Verfahren zum abfuehren von abwasser durch vakuum und steuervorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abführen von Abwasser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Steuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein solches Verfahren zum Abführen von Abwasser durch Vakuum ist beispielsweise in der DE-PS 24 55 551 beschrieben. Hiernach wird jeder Absaugvorgang mittels einer Absaugventileinheit bei Ansammeln von etwa 10- 15 Liter Abwasser ausgelöst. Nachdem das Abwasser aus dem Vorstaubehälter abgesaugt worden ist, wird über eine Zeit­ verzögerung das Abwasser-Absaugventil etwas länger offen­ gehalten, damit die zum Fördern notwendige Luft über das offenstehende Abwasser-Absaugventil nach der Eingabe des Abwassers mit angesaugt werden kann, d.h. zwischen den verhältnismäßig kleinen Abwasserportionen wird sofort die notwendige Luft nachgesaugt.

Eine Steuervorrichtung zur Durchführung des be­ schriebenen Verfahrens ist aus der DE-PS 24 62 295 bekannt.

Bei Clubheimen von Sportplätzen, Campingplätzen, öffentlichen Einrichtungen wie WC-Anlagen, Gasthäusern usw. fällt innerhalb von kurzer Zeit durch das gleichzeiti­ ge Benutzen von mehreren WC′s, Duschen und Handwaschbecken so viel Abwasser an, daß der relativ kleine Vorstaubehälter ständig voll steht und somit bei jedem Absaugvorgang über das Abwasser-Absaugventil nur Abwasser in das Leitungsnetz gegeben wird, was zur Folge hat, daß die Vakuumabwasser­ leitung ständig weitergefüllt wird ohne jedoch das Abwasser in der Leitung zu transportieren, weil keine oder nur sehr wenig Luft zum Fördern mit angesaugt werden kann. Der ge­ samte Strang kommt somit zum Erliegen und kann nur wieder zum Laufen gebracht werden, wenn an mehreren Stellen zwangsweise Luft in die Leitung gegeben wird. Dieses Ver­ fahren ist jedoch sehr zeitaufwendig und mit einer Be­ triebsstörung verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zum Abführen von Abwasser durch Vakuum sowie die zugehörige Steuervorrichtung zu schaffen, die auch bei starkem Abwasseranfall zuverlässig arbeiten.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren bzw. einer Steuervorrichtung gelöst, wie sie in den anliegenden Pa­ tentansprüchen gekennzeichnet sind.

Die Erfindung löst die Aufgabe, große anfallende Abwassermengen in Portionen zu unterteilen und durch die Vakuumabwasserleitung zu fördern durch das Ansteuern eines Sekundärluftventils für die nach jedem Absaugvorgang not­ wendige Luftzufuhr.

Wesentlich zum optimalen Betreiben eines Stranges ist es, die Luftzufuhr grundsätzlich hinter einem vorange­ gangenen Absaugvorgang erfolgen zu lassen. Die Beimischung von Luft während eines Absaugvorganges bringt nicht den erwünschten Erfolg, weil Wasser und Luft sich erst im Rohr trennen müssen, damit sich ein Wasserpfropfen bildet. Wird jedoch erst das Abwasser in die Leitung gegeben und Luft hinterher, dann ist der erforderliche Pfropfen im Rohr schon vorhanden und die nachströmende Luft schiebt den Pfropfen vor sich her. Dieses Prinzip läßt sich erreichen, indem das zur Luftzufuhr installierte Sekundärluftventil erst dann öffnet, wenn das Abwasser-Absaugventil wieder geschlossen hat.

Die in genannten Zeiträumen anfallenden Abwässer stauen sich in großen bereits bekannten Rückhaltebecken. Das portionsweise Absaugen von Abwasser und Nachsaugen von Sekundärluft kann erfolgen bis Erreichen eines unteren Abwasserniveaus im Rückhaltebecken, d.h. die erforderliche Luftzufuhr erfolgt immer über den Sekundärlufteinlaß. Dies hat den Vorteil, daß Syphons nicht leergesaugt werden kön­ nen und bei Anordnung der Steuervorrichtung im Haus keine lästige Geräuschentwicklung auftritt.

Das portionsweise Absaugen von Abwasser und Nachsau­ gen von Sekundärluft kann auch bis zur völligen Leerung des Rückhaltebeckens erfolgen, bis hinter der letzten Ab­ wasserportion ausreichend Primärluft abgesaugt wird. Eine solche Verfahrensweise wird man bevorzugen, wo im allge­ meinen nur geringer Abwasseranfall auftritt und das Auslö­ sen eines Absaugvorgangs bzw. einer Absaugsequenz durch ein eingeschlossenes Luftpolster erfolgt, wie in genannter DE-PS 24 62 295 beschrieben. Wenn schwierige Leitungsver­ hältnisse vorliegen ist es erforderlich nur so viel Luft in das System zu geben, wie zum Transport benötigt wird. Zuviel oder zu wenig Luft würde den Strang zum Erliegen bringen. Das Verfahren beinhaltet, daß nur dann das zur Luftzufuhr vorgesehene Sekundärluftventil geöffnet wird, wenn nur unzureichend oder keine zur Förderung des Abwas­ sers notwendige Luft über das Abwasser-Absaugventil ange­ saugt wird.

Jede Vakuum-Kanalisation besteht in der Regel aus mehreren Leitungen, die unterschiedlichen Charakter auf­ weisen durch die Länge und den Durchmesser der Leitung, Steigungen und Anzahl der angeschlossenen Abwasseranfall­ stellen, so daß es erforderlich ist, die Luftzufuhr den Erfordernissen anzupassen, welches durch die Dosierbarkeit der Öffnungszeit des Sekundärluftventils geschieht.

Es kann vorkommen, daß im Leitungsnetz ein Leck eintritt, oder an der Station, die das Vakuum erzeugt, liegt eine Störung vor, die das Vakuum in der Leitung soweit schwächen, daß trotz Luftzufuhr kein Fördern des Abwassers möglich ist. Wenn ein solcher Zustand eintritt, würde die­ ser Strang durch die Zufuhr von Abwasser und Luft total zum Erliegen kommen. Deshalb wird die Wasser- bzw. Luftzu­ fuhr nur dann ermöglicht, wenn ein ausreichendes Betriebs­ vakuum zur Verfügung steht. Die Anlage arbeitet nur, wenn das Vakuum an der Steuervorrichtung so hoch ist, daß es ein Ventil betätigen kann, welches einstellbar auf das zum Fördern notwendige Vakuum ist.

Das Öffnen und Schließen des Abwasser-Absaugventils sowie des Sekundärluftventils wird, wie oben im Zusammen­ hang mit der einen Verfahrensweise beschrieben, über ein sich ständig neu bildendes Luftpolster ausgelöst. Das Luft­ polster kann sich dadurch bilden, daß in einem senkrechten Steigrohr die Luft nach oben nicht entweichen kann und somit einen Druck auf eine Membrane ausübt, über die ein Ventil geschaltet und die Regelung ausgelöst wird. Das sich von unten aufstauende Abwasser bzw. der Steuerkasten, der mit einem Rollring auf das Steigrohr gesetzt wird, bilden die untere bzw. obere Begrenzung für das Luftpol­ ster. Wenn die jederzeit lösbare Verbindung jedoch undicht wird, kann das Luftpolster entweichen bzw. sich nicht neu bilden. Die Regelung würde somit nicht ausgelöst werden und das Abwasser-Absaugventil nicht öffnen. Dadurch füllen sich die Rückstauräume mit Abwasser. Das Niveau des Steuer­ kastens liegt wesentlich niedriger als das der Rückstauräu­ me. Nimmt man den Steuerkasten von der Steigleitung ab, würde sofort ein Niveauausgleich stattfinden und das Abwas­ ser würde über die nun offene Steigleitung mit den instal­ lierten Ventilen eindringen und sie unbrauchbar machen.

Die Erfindung betrifft die Möglichkeit, diese zur Auslösung der Regelung notwendige Luftpolster bei Betriebs­ störungen der geschilderten Form manuell mit z.B. einer Luft­ pumpe zu erneuern und somit ein Überfluten des Ventilraums zu verhindern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnung näher erläutert, die ein Steuerungsschema zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zeigt. Der Aufbau des Steuerungsschemas ergibt sich aufgrund nach­ folgender Funktionsbeschreibung:

Ausgangslage:

Über eine Staubremse, nämlich ein Rückschlagventil 1 und ein T-Stück 2 steht Unterdruck (Vac) an den Verteilerven­ tilen 3 und 15. Timer 7 und 19, das sind beispielsweise Schaltservos mit einem durch eine Rückstellfeder belasteten Kolben wie in der DE-PS 24 62 295 beschrieben, sind in der unteren Ruhestellung. Der Timer 7 hält ein Starterven­ til 6 über einen Schaltarm 21 geöffnet und gleichzeitig durch eine seitlich angebrachte Nase ein Belüftungsventil 5 offen. Der Timer 19 hält mit der seitlichen Nase ein Belüftungsventil 17 offen und ein Vakuumventil 18 auf Durchgang.

Auslösung:

Entsteht nun durch zulaufendes Abwasser im Absaugstauraum im mit demselben in Verbindung stehenden Aktivatorrohr 9, das nach oben durch die Membrane 10 abgeschlossen ist, ein Überdruck (Luftpolster), so wölbt sich die Membrane 10 mit Auslösestift nach oben und schaltet über einen Be­ tätigungshebel 11 die Vakuumventile 12 und 13 auf Durch­ gang. Nun kann sich über Verteilerventil 3, Vakuumventil 12, Starterventil 6 und Vakuumventil 18 am Düsenhalter mit Düse 8 im Timer 7 ein Unterdruck der den Timer 7 in die obere Position bringt. Gleichzeitig schließt sich das Belüftungsventil 5.

Steht genügend Unterdruck zur Verfügung, unterbricht das Starterventil 6 die Vakuumzuführung und belüftet über 18 den Düsenhalter mit Düse 8. Der Timer 7 bleibt also solange in der oberen Bereitschaftsposition, bis ein defi­ nierter Unterdruck das Starterventil 6 schaltet. Erst dann kann der eigentliche Steuervorgang beginnen. Durch Belüf­ tung von 8 über 18 bewegt sich der Timer 7 entsprechend der eingesetzten Düsengröße in 8 mehr oder weniger schnell abwärts. Bei dieser Abwärtsbewegung überfährt die am Timer 7 seitlich befindliche Nase das Vakuumventil 4. Dieses öffnet und gibt über das Verteilerventil 3 Unterdruck auf das Abwasser-Absaugventil A, um dieses zu öffnen. Gleich­ zeitig wird über 3 Unterdruck zum Düsenhalter mit Düse 20 am Timer 19 geleitet. Dadurch wird der Timer 19 in die obere Position (Bereitschaftsposition) gebracht, das Belüftungsventil 17 und das Vakuumventil 18 werden ge­ schlossen.

Die seitliche Nase am Timer 7 gibt nun das Vakuum­ ventil frei, so daß dieses schließt. Nun erreicht der Timer 7 wieder seine untere Position (Ruhestellung) und er öffnet das Belüftungsventil 5. Das Abwasser-Absaugventil A wird über 5 belüftet und schließt.

Der Absaugvorgang ist beendet.

Alternative 1

Ist nun gegen Ende des Absaugvorganges der Absaugstauraum völlig geleert, entweicht der Überdruck des Luftpolsters aus dem Aktivatorrohr 9, es findet ein Druckausgleich statt. Die Membrane 10 mit Auslösestift und damit Betätigungshebel 11 senken sich und schließen die Vakuumventile 12 und 13. Der Timer 7 betätigt nun, in unterer Position angelangt, über den Schaltarm 21 erneut das Starterventil 6. Gleich­ zeitig mit der Betätigung des Belüftungsventils 5 wird auch der Timer 19 über 20 und 3 belüftet und er beginnt seine Abwärtsbewegung. Seine Geschwindigkeit wird durch 20 definiert. Über 2 am Verteilerventil 15 und Vakuumventil 16 anstehender Unterdruck kann trotz Öffnens von 16 am Sekundärluftventil S nicht wirksam werden, da 13 durch fehlenden Überdruck im Aktivatorrohr 9 geschlossen ist. Der Timer 19 erreicht nun auch seine untere Position. Da­ durch schließt 16, während 17 und 18 geöffnet werden. Der gesamte Steuervorgang ist abgeschlossen. Bei erneutem Ab­ wasserzulauf entsteht ein Luftpolster (Überdruck) im Akti­ vatorrohr 9, dadurch wird 12 geöffnet und der Absaugvor­ gang wiederholt sich.

Alternative 2

Ablauf der Steuerung bei starkem Abwasseranfall und da­ durch erfolgter Überstauung des Absaugstauraumes. Diese Überstauung kann auch durch zeitweilige Störung in der Vakuumversorgung u.a. ausgelöst sein.

Bei dem vorangegangenen Absaugvorgang konnte auf­ grund der Überstauung des Absaugstauraumes keine Luft nachgesaugt werden. Dadurch bleibt das durch das Abwasser eingeschlossene Luftpolster im Aktivatorrohr 9 erhalten. Die Vakuumventile 12 und 13 bleiben über 10 und 11 geöff­ net. Der Timer 19 wird über das Belüftungsventil 5 belüf­ tet und beginnt seine Abwärtsbewegung. Mit der seitlichen Nase am Timer 19 wird das Vakuumventil 16 geöffnet. Jetzt wird Unterdruck von 2 über das Verteilerventil 15 und die Vakuumventile 16 und 13 zum Sekundärluftventil S durch­ gesteuert und öffnet dieses. Der Sekundärluft-Einschuß beginnt, und zwar an einer Stelle in Fließrichtung unmit­ telbar hinter dem nunmehr geschlossenen Abwasser-Absaug­ ventil A. Mit 20 kann die Öffnungszeit von 16 und S defi­ niert werden. Nach Ablauf dieser Zeit hat der Timer 19 die untere Position erreicht, das Vakuumventil 16 ist ge­ schlossen. Das Belüftungsventil 17 ist geöffnet, wodurch das Sekundärluftventil S schließt. Der Einschuß der für das vorher abgesaugte Abwasser nötigen Menge Sekundärluft ist beendet. Gleichzeitig öffnet der nun in der unteren Position zur Ruhe gekommene Timer 19 das Vakuumventil 18. Nun wird sich der Vorgang wiederholen, da Unterdruck wieder über 1-3-12-6-18-8 den Timer 7 in die obere Bereitschafts­ stellung bringt. Dieser Gesamtablauf wiederholt sich belie­ big oft, bis die Überstauung abgebaut ist und bereits beim Absaugvorgang Luft angesaugt werden kann. Sodann hat sich das Luftpolster im Aktivatorrohr 9 abgebaut und eine Öff­ nung der Vakuumventile 12 und 13 unterbleibt. Die Beendi­ gung des Steuerungsablaufes geschieht wie unter Alternative 1 beschrieben.

Claims (11)

1. Verfahren zum Abführen von Abwasser von einer oder mehreren Abwasseranschlußstellen, bei dem an der je­ weiligen Anschlußstelle Abwasser zuerst gesammelt und dann in bestimmter Menge durch Vakuum abgesaugt wird, wobei anschließend an das Abwasser Luft in die Vakuumabwasser­ leitung nachgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn hinter der abgesaugten Abwassermenge keine oder nur ungenügend Luft in die Vakuumabwasserleitung nachgesaugt wird, Luft über einen Sekundärlufteinlaß nachgesaugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß, nachdem Luft durch den Sekundärlufteinlaß nachge­ saugt worden ist, bis Erreichen eines unteren Abwasser­ niveaus jeweils selbsttätig eine weitere bestimmte Abwas­ sermenge abgesaugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß portionsweise Abwasser abgesaugt und Sekun­ därluft nachgesaugt wird, bis das gesamte Abwasservolumen abgebaut und hinter der letzten Abwasserportion ausreichend Primärluft nachgesaugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der über den Sekun­ därlufteinlaß nachgesaugten Luft unabhängig von der abge­ saugten Abwassermenge dosierbar ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugen der bestimmten Menge Abwasser nur bei ausreichendem Betriebsvakuum ausge­ löst wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Absaugen der bestimmten Menge Abwasser von einem unter dem Druck des angesammelten Abwassers stehenden, eingeschlossenen Luftpolster ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftpolster bei Betriebsstörungen manuell erneuert wird.

7. Steuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Abwasser-Absaugventil, das nach Ansammeln eines Abwasservolumens selbsttätig öffnet und zum Absaugen einer bestimmten Abwassermenge verzögert schließt, gekennzeichnet durch ein Sekundärluftventil (S), das in Fließrichtung hinter dem Absaugventil (A) mit der Vakuumabwasserleitung in Verbindung steht und, wenn hinter der abgesaugten Abwassermenge keine oder nur ungenügend Luft in die Vakuumabwasserleitung nachgesaugt wurde, öff­ net und zum Nachsaugen einer bestimmten Sekundärluftmenge verzögert schließt.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Aktivator (9), der nach Ansammeln eines Ab­ wasservolumens und bis zu dessen Abbau Schaltglieder (12, 13) in einem Schaltkreis für das Abwasser-Absaugventil (A) und in einem Schaltkreis für das Sekundärluftventil (S) betätigt.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltkreise sowohl für das Abwasser- Absaugventil (A) als auch für das Sekundärluftventil (S) Vakuum-Schaltkreise sind, und daß die mit dem Aktivator (9) verbundenen Schaltglieder Vakuumventile (12, 13) sind.

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Vakuum-Schaltkreise ein Starterventil (6) einbezogen ist, das ein Auslösen des Abwasser-Absaug­ vorgangs nur bei ausreichendem Betriebsvakuum zuläßt.

11. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, bei dem der Aktivator (9) mittels eines unter dem Druck des angesam­ melten Abwassers stehenden, eingeschlossenen Luftpolster die Schaltglieder betätigt, gekennzeichnet durch ein am Aktivator (9) vorgesehenes Lufteinlaßventil (14) zur ma­ nuellen Erneuerung des Auslöseluftpolsters bei Betriebs­ störungen.