FI70960C - Foerfarande att transportera avloppsvatten med hjaelp av vakuum - Google Patents

Description

-Ί KUULUTUSJULKAISU _ _ Λ , _ [β] (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 70 9 60 Ρ - * - ·~ t 1 1 - ’ " - ,Λ ί 0'~Ό (51) Kv.lk//Int.C1.* E 03 C 1/122, E 03 F 1/00 v 7 // B 63 B 29/14 SUO M I —Fl N L AN D (21) Patenttihakemus — Patentaniöknlng 783757 (22) HakemispSIvS — Ansöknlngsdag 07-12.78 (Fl) (23) Alkupäivä — Giltighetidag 07.12.78 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentllg 15-06.79

Patentti· ja rekisterihallitus /44) Nähtäväksipanon Ja kuul.julkaisun pvm.— l8.07-86

Patent- och registerstyrelsen V ’ Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prloritet 14-12.77 Ruotsi-Sverige(SE) 7714199_2 (71) Oy Wärtsilä Ab, Värtsilä, Fl; Patenttiosasto, PL 230, 00101 Helsinki,

Suomi-Fin1and(FI) (72) Sven Oldfelt, Stockholm, Ruotsi-Sverige(SE) (54) Jäteveden kuljetusmenetelmä tyhjön avulla - Förfarande att transportera avloppsvatten med hjälp av vakuum

Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen johdanto-osan mukainen menetelmä jäteveden kuljettamiseksi useista saniteettiasennuksista johdoston kautta vastaanottosäiliöön tms. tyhjön avulla.

Tyhjöjärjestelmät ovat ennestään tunnettuja ja niitä käytetään useissa eri yhteyksissä, joissa esiintyy tavanomaisten viemärijärjestelmien haittoja. Näin on esimerkiksi asianlaita laivoissa, joissa tyhjöjärjestelmä on tullut laajaan käyttöön. Eräs tyhjöjärjestelmän etu tavanomaisiin järjestelmiin verrattuna on se, ettei putkistoa tarvitse laskea itsestään putoavaksi. Päinvastoin se pyritään laskemaan siten, että muodostuu vettä kerääviä osia, ns. taskuja, jotka edistävät veden kuljetusta. Järjestelmä mahdollistaa myös sen, että jätevesi voidaan nostaa ylös suhteellisen korkeille tasoille pystysuorien johto-osien avulla. Toisena etuna on se, että järjestelmä voidaan rakentaa pienin johtomitoin, 50-100 mm, mikä helpottaa asennusta ja johtojen vetoa.

Aiemmin tunnetut tyhjöjärjestelmät toimivat yleensä jonkin seuraavan kolmen periaatteen mukaisesti: 2 70960 1) Käymäläjäte, jota myös nimitetään "mustavedeksi", ja jätevesi, ns. "harmaavesi" muista saniteettiasennuksista kuljetetaan erikseen eri järjestelmissä ja kootaan erillisiin vastaanottosäiliöihin.

2) Mustavettä ja harmaavettä kuljetetaan samassa järjestelmässä ja ne kootaan yhteiseen säiliöön.

3) Mustavesi kuljetetaan vastaanottosäiliöön, kun taas harmaavesi päästetään suoraan ympäristöön itseputoamisen avulla.

Edellä mainituille toimintatavoille on yhteistä se, että ne vaativat suhteellisen tilavaa koontisäiliötä, johon ainakin mustavesi kootaan. Tämä säiliö on painesäiliö, jossa ylläpidetään tyhjöä tyhjöpumpun avulla. Tarve määrää säiliön tilavuuden, mutta yleensä 3 se on 3-6 m . Tankki toimii sekä jäteveden varastointipaikkana että johdoston tyhjövarana.

Saapuvan jäteveden johto on liitetty säiliön yläosaan ja yhdistetty putkistolla saniteettiasennuksiin. Saniteettiasennukset, ts. käymä-läistuimet, pesutelineet, astianpesupöydät ym. , on vuorostaan yhdistetty johdostoon sopivien venttiilien avulla, jotka normaalisti estävät ilman sisäänvirtauksen.

Käymäläistuimen venttiili avaa huuhdeltaessa yhteyden putkiston ja istuimen välille, jolloin käymäläistuimen nestokertymän toisella puolella vaikuttavan ilmakehän paineen ja putkiston alipaineen välinen ero saa aikaan sen, että jätevesi työntyy tulpan tavoin putkistoon ja kulkee siinä. Venttiili on tehty sellaiseksi, ettei se sulje yhteyttä välittömästi sen jälkeen, kun tulppa on kulkenut ohi, vaan sallii sopivan ilmamäärän virrata sisään tulpan jälkeen.

Harmaavesiventtiili on yleensä kiinnitetty pesutelineen, lattia-kaivon yms. yhteyteen, ja se toimii pääasiassa samalla tavoin kuin mustavesiventtiili. On myös tavallista koota harmaavettä useista saniteettiasennuksista yhteen ja saunaan venttiiliin. Pesutelineestä, lattiakaivosta tms. virtaava vesi kootaan tällöin runkoon, jossa on uimuri, joka veden saavutettua tietyn tason vaikuttaa venttiiliin siten, että se avaa yhteyden uimurirungon ja putkiston välillä, jolloin harmaavesi poistuu tulppana. Tässäkin päästetään sisään sopiva määrä ilmaa yhdessä tulpan kanssa, niin että saadaan aikaan kunnollinen tulppien erotus.

Il 3 70960 Jätevettä kuljetetaan siis eteenpäin putkistossa tulppien muodossa, jotka on erotettu toisistaan ilman avulla. Pitkien kuljetusmatkojen aikana tulppa rikkoutuu kuljetuksen aikana, jolloin takana oleva ilma voi virrata tulpan ohi ja eteenpäinkuljetusvoima heikkenee. Jotta tällaisissa tapauksissa edistettäisiin tulpan uudelleenmuodostuminen, voidaan putkisto, kuten edellä todettiin, sijoittaa niin, että muodostuu taskuja, joihin jätevesi virtaa itseputoamisen avulla. Näissä taskuissa putken osa täyttyy vedellä ja antaa tulpan takana olevalle ilmalle mahdollisuuden vaikuttaa uudelleen tähän eteenpäinkuljetusta varten putkistossa.

Jäteveden ja ilman joutuessa säiliöön ilma poistuu tyhjöpumpun avulla, kun taas neste kertyy säiliön pohjaan.

On syytä korostaa, että sekä mustaveden että harmaaveden kuljetuksessa on erittäin tärkeää, että edellä kuvattu tulppien erotus on hyvä, koska muuten on vaarana, että syntyy järjestelmä, jossa tulpat yhteen sulautuessaan muodostavat pitkähkön yhtenäisen vesipyl-vään. Tällainen vesipylväs voi muodostua niin suureksi, että se estää koko järjestelmän toiminnan.

On myös syytä korostaa, että kirjallisuudessa on samoin aiemmin kuvattu harmaaveden tyhjöjärjestelmän käyttöä, johon kuuluu pysty-putki, johon harmaavettä kuljetetaan pesutelineistä yms. Pysty-putki sisältää tällöin nestepylvään, joka muodostaa tarvittavan alipaineen järjestelmässä. Harmaaveden saniteettiasennukset on varustettu uimurilla, jonka avulla vettä annostellaan suoraan järjestelmään sekoittamatta siihen ilmaa. Jotta järjestelmä voisi toimia, on kuljetusmatkan oltava suhteellisen pieni. Tämän järjestelmän käyttö merkitsee myös sitä, että harmaavettä kuljetetaan hyvin hitaasti kuljetusjohdon läpi pystyputkeen, mikä merkitsee putkijohtojen suurta sedimentointi- ja tukkeutumisvaaraa. Mustaveden kuljetus tällaisella laitteella ei edellä esitetyn perusteella liene mahdollinen, eikä laitetta myöskään ole käytetty käytännössä.

Tähänastisten, mainittua tarkoitusta varten rakennettujen järjestelmien haittana on, kuten edellä on todettu, että vastaanottosäiliö on mitoitettu ottamaan vastaan huomattava vesimäärä, jolloin siitä on tullut suuri ja hankala. Tämä merkitsee vuorostaan sitä,että itse säiliön kustannukset ja asennuskustannukset muodostuvat suurik- u 70960 si. Näiden haittojen poistamiseksi keksinnön tarkoituksena on osoittaa menetelmä, jota sovellettaessa ei tarvita suurta vas-taanottosäiliötä. Tämän saavuttamiseksi keksinnöllä on patenttivaatimuksessa mainitut tunnusmerkit.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää kaaviollisesti laivaan asennettua keksinnön mukaista järjestelmää.

Tyhjöjärjestelmään on liitetty hygieniatilat 10 pesutelinei-neen 11, käymäläistuimineen 12 sekä muine saniteettiasennuksi-neen. Käymälätuolit ovat tyhjötyyppiä ja kytketyt kuljetus-johtoihin 13» jotka päätyvät suhteellisen pitkän putken 14 yläosaan. Tämä putki voi olla itse johdosten osa ja sillä voi mahdollisesti olla sama halkaisija kuin muilla järjestelmään kuuluvilla putkilla. Putki 14 ulottuu pystysuoraan ylöspäin säiliöstä 15. Kun järjestelmää käytetään laivassa, säiliö voi olla tavanomainen pidätyssäiliö, mikä merkitsee sitä, että varastotilan kustannukset jäävät minimaalisiksi. Putken yläpää on liitetty tyhjöpumppuun 18 putkiliitoksen 19 avulla. Pumppu pitää yllä 0,3-0,7 atm alipainetta putken yläosassa, mikä merkitsee sitä, että nestepylvään korkeus putkessa on 3-7 m.

Putken alempi pää on upotettu säiliön 15 veteen, jolloin neste toimii vesilukkona ja estää ilman sisäänimun putkeen. Säiliön 15 yläosa on yhdistetty ilmakehään tuuletusjohdon 20 välityksellä. Säiliö 15 toimii siis mustaveden varastopaikkana ja se voidaan tyhjentää johdon 21 ja tyhjennyspumpun 22 avulla, jolloin jätevesi voidaan siirtää esim. maalla sijaitseviin puhdistuslaitoksiin. Keksinnön 5 70960 puitteissa on tietysti mahdollista siirtää jätevesi laivassa olevaan puhdistuslaitokseen. Tämä voi tapahtua siten, että jätevesi saa ylijuoksuaukon kautta virrata suoraan puhdistuslaitokseen. Tällaisen sovitelman etuna on mm. se, että saadaan suhteellisen jatkuva jäteveden virtaus puhdistuslaitokseen päinvastoin kuin järjestelmissä, joissa jätevettä syötetään puhdistuslaitokseen sykäyksittään pumppujen avulla.

Esitetyssä järjestelmässä harmaavesi päästetään pesutelineistä ilman puhdistusta suoraan ympäristöön johdon 23 kautta, mutta tietysti on mahdollista käyttää erillistä järjestelmää harmaavettä varten tai sekoittaa tämä mustavesijärjestelmään.

Esitetty laite toimii seuraavalla tavalla:

Jonkin käymäläistuimen huuhtelu merkitsee sitä, että ao. venttiili avautuu, jolloin ilmakehän paine työntää istuimen sisällön järjestelmään. Venttiili pidetään auki niin kauan, että nesteen jälkeen imetään sisään määrätty määrä ilmaa. Nestetulppa kuljetetaan käymäläistuimen 12 ja pystyputken 14 välisestä etäisyydestä riippuen suoraan putkeen tai se pysyy järjestelmässä ja kuljetetaan asteittain putkeen huuhtelujen tahdissa. Kun neste on saavuttanut pysty-putken 14, se valuu alas siihen ja ilma poistuu ylöspäin tyhjö-pumpun 18 kautta putken yläosassa. Kun nestepylvään korkeus veden virtauksen johdosta pyrkii kasvamaan, tästä on seurauksena, että nestettä poistuu putken alapäästä 16 säiliöön 15 sen takia, että tyhjöpumppu pyrkii stabiloimaan nestepylvään korkeutta. Säiliöön 15 virtaava neste säilytetään niin ollen säiliössä, kunnes tapahtuu tyhjennys.

Silloin kun järjestelmään on liitetty useita saniteettilaitteita, saattaa tyhjöreservin suurentaminen olla tarpeen. Tämä voidaan tällöin tehdä suljetuksi astiaksi ja sijoittaa mielivaltaiseen paikkaan sekä liittää pystyputken yläosaan tai putkiliitokseen 19. Jotta laivan tyhjöjärjestelmässä estettäisiin, että putkessa 14 seisova nestepylväs laivan liikkuessa äkillisesti alaspäin tunkeutuu ylös putken yläosaan ja mahdollisesti tyhjöpumppuun, voidaan putken alapäähän 16 sijoittaa takaiskuventtiili. Tämä voi olla esim. pallomainen kelluke, joka tiivistyy putken alapään kartiomaista osaa vasten ja joka siis avautuu jäteveden virratessa säiliöön 15, mutta estää nestettä virtaamasta takaisin ylös putkeen.

Claims (1)

1. 6 70960 Patenttivaatimus Menetelmä, jonka avulla jätevettä kuljetetaan useista saniteetti-asennuksista, jotka m.m. käsittävät yhden tai useampia vesiklosetteja, johdoston kautta vastaanottosäiliöön tms. tyhjön avulla, jolloin jätevesi siirretään saniteettiasennuksista johdostoon siten, että sekä jäteveden että etukäteen määrätyn ilmamäärän sallitaan virrata johdostoon, ja johdosto käsittää pääasiallisesti pystysuoran, suhteellisen pitkän putken, tunnettu siitä, että putki yläpääs-tään on suljettu ja sovitettu alapäähänsä kokoamaan nestepatsaan, jolloin jätevesi ja ilma johdetaan vesipatsaan yläpinnan yläpuolelle siten, että ilma heti erottautuu jätevedestä ja poistetaan tyhjöpum-pun tai vastaavan avulla, joka on yhdistetty mainittuun yläosaan, ja että jätevesi saa painovoiman vaikutuksesta pudota putkeen ja kerääntyä seisovaksi vesipilariksi pystysuoraan putkeen, jolloin vesi-pilarilla on sellainen korkeus, että se on tasapainossa putken yläosassa vallitsevan tyhjön kanssa ja vähitellen saatetaan valumaan ilmakehän paineen alaisena olevaan vastaanottosäiliöön, jolloin ilman sisäänvirtaus putken alaosan kautta estetään vesilukon tai sen tapaisen avulla. Förfarande att frän ett antal sanitära installationer, som bl.a. innefattar en eller flera vattenklosetter, genom ett ledningssystem transportera avloppsvatten tili en mottagningsbehallare e.d. med hjälp av vakuum, sä, att avloppsvattnet överföres frän de sanitära installationerna tili ledningssystemet sä, att säväl avloppsvattnet som en förutbestämd mängd luft tillätes att inströmma i ledningssystemet ooh ledningssystemet innefattar ett i huvudsak vertikalt, relativt längt rör, kännetecknat därav, att röret är tillslutet i sin Övre ände ooh anordnat att i sin nedre del upptaga en vätskepelare, varvid avloppsvattnet och luften inledes ovanför vätskepelarens övre yta pä sä sätt, att luften omedelbart separeras frän avloppsvattnet och avlägsnas med hjälp av en vakuumpump e.d., som är ansluten tili nämnda övre del, samt att avloppsvattnet genom gravitationens inverkan fär falla ned i röret och uppsamlas säsom en stäende vätskepelare i det vertikala röret, varvid vätskepelaren har en sadan höjd att den befinner sig i balans med det i rörets övre del befintliga vakuumet och successivt bringas att strömma tili en under atmosfärstryck stäende mottagningsbehallare, varvid luft-inströmring genom rörets ned~e del förhinöras genom vattenläs e.d. Il