DE69001311T2

DE69001311T2 - Vorrichtung zur automatischen zirkulation in abwasser-pumpstationen.

Info

Publication number: DE69001311T2
Application number: DE9090850028T
Authority: DE
Inventors: Folke Landquist
Original assignee: ITT Flygt AB
Current assignee: Xylem Water Solutions AB
Priority date: 1989-02-21
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1993-08-26
Anticipated expiration: 2010-01-23
Also published as: CA2009906C; DE69001311D1; SE463218B; EP0384903A1; DK0384903T3; SE8900597L; EP0384903B1; AU628425B2; ATE88231T1; AU4549389A; CA2009906A1; SE8900597D0; JPH0830476B2; US4948342A; JPH02252994A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schaffen von Zirkulation in Pumpstationen, die Teil eines kommunalen Abwassersystems sind.
Wie in der schwedischen Patentanmeldung 7908743-3 beschrieben ist, treten in Pumpstationen und anderen Behältern in einem Abwassersystem Schlammbänke auf, da die Zirkulation nicht gut genug ist. Schlammbänke bedeuten eine große Anzahl von Problemen, wie übler Geruch, Gefahr von Explosionen, Korrosionsprobleme usw.
Gemäß der genannten Patentanmeldung wurden diese Probleme dadurch gelöst, daß man ein Ventil in dem Pumpenauslaß anordnet, das zur Erzielung von Zirkulation und damit zum Durchspülen der Pumpstation vorübergehend geöffnet wird. Die Schlammbänke werden dadurch aufgelöst, und das Fluid wird homogen.
Die Einstellung des Ventils wurde bisher durch eine elektrische Einrichtung mit Hilfe eines Linearmotors gesteuert, der auf einen Schieber in dem Ventil wirkt. Zusätzlich zu relativ hohen Kosten besteht ein Nachteil dieser Lösung darin, daß relativ leicht Verstopfungen auftreten, da das gepumpte Medium bzw. Pumpmedium normalerweise hohe Anteile von Feststoffen, wie Steinen, Lumpen und anderen Gegenständen enthält. Wenn ein Stein in dem Ventilschieber steckenbleibt, kann es zu einem Versagen des Elektromotors kommen.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Motor des Ventils elektrisch betrieben wird, wodurch spezielle Montageprobleme in Umgebungen mit explosiven Gasen auftreten.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, die das Ventil in einfacher und zuverlässiger Weise steuert und weniger anfällig für Verstopfungen ist. Dies wird erzielt mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung, wie sie in den Ansprüchen angegeben sind.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen ausführlicher beschrieben.
Dabei zeigt Fig. 1 eine Pumpstation mit einer Pumpeneinheit und einem daran angebrachten Ventil. Fig. 2 bis 4 zeigen die grundsätzliche Auslegung des Ventils in verschiedenen Betriebspositionen.
In den Zeichnungen bezeichnet 1 eine Pumpstation mit einer Tauchpumpeneinheit 2, die mit einem Druckrohr 3 verbunden ist. 4 bezeichnet das Pumpengehäuse, das einen Einlaß 5 aufweist, während 6 ein an dem Pumpengehäuse 4 angebrachtes Mischventil bezeichnet. 7 bezeichnet ein zylindrisch ausgebildetes Teil, und 8 bezeichnet dessen Auslaß. 9 bezeichnet eine Ventilkugel und 10 dessen Sitz. 11 steht für eine Membrane, 12 für einen Becher mit einer Öffnung 13, und 14 steht für einen Balg.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Normalerweise ist das Ventil 6 geschlossen, und das Pumpmedium wird von dem Pumpengehäuse 4 in das Druckrohr 3 gepumpt. Die Strömungsrichtung ist durch den Pfeil A angedeutet.
Während bestimmter Zeiten, zum Beispiel beim Pumpenstart, ist das Ventil offen, was bedeutet, daß eine gewisse Menge des Pumpmediums durch das Ventil strömt, vgl. Pfeil B, und in der Pumpstation stark durchgemischt wird, so daß mögliche Schlammbänke erreicht werden. Nach einer gewissen Zeit wird das Ventil geschlossen, und der Pumpvorgang findet in normaler Weise statt.
Das Ventil 6 umfaßt ein zylindrisch ausgebildetes Teil 7 und eine Auslaßdüse 8. Ein Balg 14 ist mit dem zylindrisch ausgebildeten Teil verbunden und umschließt einen Ventilbecher 12, der eine Membrane 11 mit einer Ventilkugel 9 enthält. Letztere ist dazu ausgelegt, den zylindrisch ausgebildeten Teil zu verschließen, wenn sie gegen ihren Sitz 10 in dem Teil 7 gedrückt wird.
In Fig. 2 ist das Ventil in der geöffneten Stellung gezeigt, wobei dies bedeutet, daß innerhalb der Pumpstation eine Zirkulation stattfindet. Die Ventilkugel 9 nimmt dann eine völlig außerhalb der Strömung befindliche Position ein, in der sie die Strömung nicht behindert. Die Strömung durch das Teil 7 erzeugt dann rasch einen Unterdruck, der Einfluß auf die Membrane 11 hat, und dies wird zur Erzielung eines Schließens des Ventils nach einer gewissen Zeit verwendet.
Da die Membrane an dem zylindrisch ausgebildeten Teil 7 in abdichtender Weise angebracht ist, beaufschlagt der in letzterem vorhandene Unterdruck die Membrane 11 in Richtung einer Bewegung nach oben in den Teil 7 hinein, und zwar unter Mitnahme der Kugel 9. Diese Bewegung der Membrane wird jedoch durch die Tatsache verhindert, daß auch der Ventilbecher 12 und der Balg 14 in abdichtender Weise in dem Teil 7 angebracht sind.
In dem Ventilbecher 12 befindet sich eine Öffnung 13, die die Passage von in dem Balg 14 enthaltenen Dämpfungsmedium, normalerweise Öl, in den Raum zwischen dem Becher 12 und der Membrane 11 gestattet. Letztere läßt sich dann in den Teil 7 hineinsaugen. Die Geschwindigkeit dieser Bewegung wird bestimmt durch die Fläche der Öffnung 13 und die Größe des Unterdrucks in dem Teil 7.
Fig. 3 zeigt eine Stellung, in der die Membrane und die Kugel im Begriff stehen, in die Strömung in dem Teil 7 hineinbewegt zu werden. Nach kurzer Zeit hat sich die Kugel 9 so weit in die Strömung in dem Teil 7 hineinbewegt, daß das strömende Medium die Kugel gegen den Sitz 10 drückt, wodurch das Ventil geschlossen wird. Dieses bleibt dann so lange geschlossen, wie der Pumpvorgang stattfindet.
Während dieser Zeit ist in dem Teil 7 der Pumpendruck der vorherrschende Druck, und dies bedeutet, daß die Membrane 11 mit einer Geschwindigkeit in Richtung auf ihre Ausgangsposition zurückgedrückt wird, die durch die Strömungsrate des Dämpfungsmediums durch die Öffnung 13 und zurück in den Balg 14 bestimmt wird. Fig. 4 zeigt das Ventil in einer geschlossenen Stellung, nachdem die Membrane ihre ursprüngliche Position erreicht hat. Wenn der Pumpvorgang gestoppt wird, sinkt der Druck ab, und die Kugel nimmt ihre in Fig. 2 gezeigte Position wieder ein, wodurch das Ventil vor dem nächsten Pumpenstart geöffnet wird.
In der vorstehenden Beschreibung wird auf eine Ventilkugel Bezug genommen, die schwerer ist als das Pumpmedium, wobei die Anordnung aus Balg, Becher und Membrane somit unter dem Ventil angeordnet ist. Die Erfindung umfaßt jedoch auch ein Ausführungsbeispiel, in dem die Kugel eine Dichte besitzt, die unter der des Pumpmediums liegt, wobei die Anordnung aus Balg, Becher und Membrane dann über dem Ventil angeordnet ist und die Kugel zum Öffnen des Ventils vor dem nächsten Pumpenstart an die Oberfläche gelangt.
Gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine äußere Leitung mit dem zylindrisch ausgebildeten Teil 7 verbunden, durch die Zusätze, wie Gas, Chemikalien usw., bei geöffnetem Ventil in die Strömung eingesaugt werden können. Diese äußere Leitung kann auch zum Einlaß von Luft zum Verzögern oder Steuern der Schließzeit bei gleichzeitiger Belüftung des Pumpmediums verwendet werden.
In der Beschreibung wird eine Ventilkugel 9 als Schließelement genannt. Die Erfindung umfaßt jedoch auch andere bewegliche oder drehbare Einrichtungen, die als Schließelemente verwendbar sind.
Gemäß der Erfindung wird eine sehr einfache und zuverlässige Vorrichtung zum Steuern des Mischventils primär für Abwasser-Pumpvorgänge geschaffen. Das Ventil benötigt keinerlei äußere Energiequelle und läßt sich in einfacher Weise auf verschiedene Öffnungszeiten einstellen.

Claims

1. Vorrichtung zum Erzielen von Zirkulation in einer eine oder mehrere Pumpeneinheiten (2), vorzugsweise Zentrifugalpumpen des Tauchpumpen-Typs, enthaltenden Abwasser-Pumpstation (1), wobei die Vorrichtung mit einer Pumpeneinheit (2) oder mehreren Pumpeneinheiten (2) verbundene Mischerventile (6) aufweist, wobei die Ventile automatisch während einer bestimmten begrenzten Zeitperiode (Zeitperioden) die Druckseite einer Pumpe mit der Pumpstation (1) verbinden und so eine Zirkulation des gepumpten Mediums erzielen, und wobei die andere Rückführverbindung zur Pumpstation (1) durch ein ein mit der Druckseite der Pumpe verbundenes zylindrisches Teil (7) aufweisendes Ventil (6) und eine Auslaßdüse ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zylindrischen Teil (7) des Ventils (6) ein Balg (14) abdichtend befestigt ist, der eine abdichtend befestigte Membrane (11) und ein Ventilelement (9) enthält, das, abhängig von der Drucksituation dem Ventil, in seiner ersten Ruheposition gegen einen Sitz (10) in dem Ventil (6) abdichtet und somit letzteres schließt, und das in seiner anderen Ruhestellung in dem Ventilbecher (12) aufgenommen wird, ohne den Durchfluß durch das Ventil (6) zu behindern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilbecher (12), der den Innenraum des Balgs (14) von einem Raum zwischen dem Ventilbecher (12) und der das Ventil (6) betätigenden Membrane (11) trennt, mit einer Öffnung (13) versehen ist, die es einem Medium ermöglicht, zwischen dem Raum und der Innenseites des Balges (14) ausgetauscht zu werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (14) mit einem Dämpfungsmedium, wie etwa Öl, gefüllt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (9) eine Kugel ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (6) zum Verzögern oder Steuern der Schließzeit mit einer Lufteinlaß-Verbindung versehen ist.