FI92085C - Parannettu alipaineviemärijärjestelmä - Google Patents

Description

92085

PARANNETTU ALIPAINEVIEMARIJARJESTELMÅ - FORBATTRAD VAKUUM-AVLOPPSANORDNING

KeksintO kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen alipaineviemarijarjestelmaan ja patenttivaatimuk-sen 10 johdanto-osan mukaiseen menetelmaan alipaineviemari-jarjestelman ohjaamiseksi.

5 Alipaineviemarijarjestelmien eras huomattava ongelma on niiden aiheuttama korkea melu. Melu syntyy, kun viemariventtiili avautuu ja sulkeutuu ja kun ilmaa ja viemarimassaa imeytyy viemariin. Alipaineviemaritekniikka edellyttaa, etta viemarissa kuljetettavan aineen peraan syOksyy viemariputkeen varsin suuri 10 ilmavolyymi ja etta viemariventtiili avautuu ja sulkeutuu nopeasti. NAma toiminnot aikaansaavat huomattavia paine-vaihteluja, jotka synnyttavat melua.

Suomalaisesta patentista nro 77082 on tunnettua paastaa ilmaa alipaineviemariin ilmanpaastOkanavan kautta viemariventtiilin 15 jaikeiseen kohtaan. Taman tekniikan ansiosta viemariventtiili voidaan sulkea vaiittOmasti kuljetettavan viemarimassasatsin siirryttya alipaineviemariin, koska kuljetukseen tarvittava ilma saadaan ilmanpaastOkanavasta. TailOin viemarOitavasta kohdasta viemariin virtaavat ilmamaarat jaavat pieniksi ja 20 lisaksi viemariventtiili suljetaan tilanteessa, jolloin ilmanpaastOkanavan kautta viemariin virtaavan ilman ansiosta viemariventtiilin tulo- ja poistopuolen vaiinen paine-ero on pieni. Kaikki tama on omiaan alentamaan melutasoa huomatta-vasti.

25 Kaksi seikkaa maaraa sen kuinka kauan viemariventtiilia on pidettava auki. Ensiksi viemariventtiilin taytyy olla niin kauan auki, etta kuljetettava viemdrimassasatsi on kohtuul-lisella varmuudella taysin siirtynyt viemariputkeen. Vaikka normaalisti viemarimassa siirtyy viemariin vaiittOmasti 30 viemariventtiilia avattaessa, on syyta varata viemarimassalle 2 92085 noin kaksi sekuntia aikaa poistua viemarOitavasta laitteesta. Toiseksi alipaineviemarijarjestelman toiminnan kannalta on tarkeaa, etta viemarimassasatsin yhtyminen viemarissa edelia olevaan tai jaijessa tulevaan satsiin ei tapahdu. Siksi 5 viemarimassasatsin taytyy kulkea suhteellisen pitka matka viemariputkessa, esimerkiksi vahintaan 10 m, ennen kuin se pysahtyy. Yleisesti kaytetyissa alipaineviemarijarjestelmissa viemdrimassan suurin nopeus viemarissa on noin 5-10 m/s. Viemariventtiilia pidetaan normaalisti auki noin 4 s jokaisen 10 viemarttintitoiminnan yhteydessa.

KeksinnOn tarkoituksena on aikaansaada suhteellisen hiljai-nen alipaineviemarijarjestelma, joka toimii paremmin ja luotettavammin kuin suomalaisessa patentissa 77082 esitetty laite. KeksinnOn tunnusmerkit kayvat ilmi patenttivaatimuk-15 sesta 1. Ohjaamalla ilmanpaastOventtiilin toimintaa siten, etta se on suoraan riippuvainen itse viemarOintitoiminnan viemarissa aiheuttamista paineenvaihteluista, saadaan virhetoiminnan riski mahdollisimman pieneksi.

Liittamaiia ilmanpaastOkanava viemariputkeen mahdollisimman 20 lahelia viemariventtiilia virtaussuunnassa sen jaikeisessa kohdassa saavutetaan paras toimintavarmuus.

IlmanpaastOventtiili voi olla rakenteeltaan varsin yksin-kertainen. Edullisesti se kasittaa avoimessa yhteydessa ilmanpaastOkanavaan olevaa aukkoa ympardivan rengasmaisen 25 istukan ja sulkuosan, joka kiinniasennossaan erottaa aukon sita ymparOivasta ilmatilasta. Sulkuosa on siirrettavissa asennosta, jossa se on kiinni istukkaan, asentoon, jossa se on irti istukasta. Tama tapahtuu edullisesti siten, etta sulkuosa rajoittuu ohjauskammioon, jossa on mieluimmin joustava 30 seinama. Ohjaamalla ohjauskammiossa vallitsevaa painetta saadaan aikaan sulkuosan Hike ja taten ilmanpaastOventtiilin haluttu toiminta. Koska alipaineviemarijårjestelmaan kuuluu ohjauslaite, joka ohjaa mm. viemariventtiilin toimintaa, tama : ohjauslaite voi edullisesti vaiittaa alipainetta ei vain 35 viemariventtiilin toimintalaitteeseen, vaan myOs ilmanpaastO- 3 92085 venttiilin ohjauskammioon ilmanpaastOventtiilin avausliikkeen aikaansaamiseksi.

Keksinn5n mukaisen alipaineklosetin melutasoa voidaan edelleen alentaa siten, etta klosettikulho sinSnsa tunnetulla tavalla 5 varustetaan tiiviillå ja mieluimmin varsin paksulla aanta eristavaiia kannella. Tiiviin kannen ollessa suljettuna kulhon sisaitamå ilmamaara saattaa olla liian pieni, jolloin klosettikulhoon voidaan johtaa lisailmaa erillisen johdon kautta. Tama johto voi olla yhdistetty alipaineviemarin 10 ilmanpaastOkanavaan, kuten suomalaisessa patentissa 77082 on esitetty, tai se voi olla taysin erillinen johto. Kaikkein alhaisin melutaso saavutetaan, jos ko. johdon alkupaa on klosettihuoneen ulkopuolella ja jos johto lisaksi on sopivasti aanieristetty. Varustamalla johto vastaventtiilillé estetaan 15 haj un levi ttaytyminen johdon kautta klosettikulhosta ymparis- tOOn.

KeksinnOn ansiosta saavutetaan entista varmempi toiminta, mika antaa mahdollisuuden rajoittaa viemariventtiilin aukioloaikaa entista enemman. Kuljetettava viemarimassasat-20 si siirtyy yleensa ilmanpaastOkanavan liittymiskohdan ohi vahemman kuin sekunti viemariventtiilin avaamiseen jalkeen. Normaalisti pyritaan siihen, etta tama tapahtuu noin 0,5 s viemariventtiilin saavutettua taysin auki olevan asentonsa. IlmanpaastOventtiili vuorostaan voi avautua vahemman kuin 2,5 25 s, mieluimmin 1...2 s viemariventtiilin avautumisen jalkeen.

Ndma aikavalit on valittava suhteessa siihen, mika on viemariventtiilin ja ilmanpaastOkanavan liittymiskohdan vaiinen etaisyys ja mika on viemarimassan oletettu liikkumisnopeus kuljetustapahtuman alkuvaiheessa. Ehdottoman tarkeaa on, etta 3Γ0 ilmanpaastOventtiili ei avaudu ennen kuin kuljetettava viemarimassasatsi on kokonaisuudessaan siirtynyt ilmanpaastOkanavan liittymiskohdan ohi. IlmanpaastOventtiili voi edullisesti olla auki noin 5 s. Silloin viemariin siirtyy enemman ilmaa kuin tavanmukaisessa alipaineviemarijarjestelmas-30 sa, mika on omiaan pidentamaan viemarimassasatsin kuljetusmat- kaa viemarissa.

4 92085

KeksintO kohdistuu my6s menetelmaan keksinndn mukaisen alipaineviemarijarjestelman ohjaamiseksi. Menetelmå on tunnettu seuraavasta toimenpideyhdistelmasta:

Viemariputkeen kehitetaan riittava alipaine viemarimassan 5 kuljettamiseksi viemariputkessa, taman jaikeen avataan viemariventtiili, jolloin viemarOitavassa laitteessa oleva viemarimassa ulkoilman paineen vaikutuksesta siirtyy viema-riin muodostaen siina nopeasti liikkuvan tulpan, heti viemari-tulpan siirryttya sen kohdan ohi, jossa ilmanpaastdkanava 10 yhdistyy viemariputkeen paastetaan ilmaa viemariputkeen ilmanpaastdkanavan kautta, suljetaan viemariventtiili ja lopetetaan ilman paastaminen viemariputkeen ilmanpaastdkanavan kautta viemarimassatulpan kuljettua viemariputken koko matkan tai on ainakin 10 m pituisen matkan viemariventtiilista. Talla 15 tavoin saavutetaan se etu, etta viemariputkessa olevat erilliset viemarimassasatsit eivat paase yhdistymaan, mika suhteellisen usein aiheuttaa toimintahairiOita alipaineviemari-laitteissa, joissa ei sovelleta keksinnOn mukaista menetelmaa.

Keksintoa selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten ohei-20 seen piirustukseen, jossa kuvio 1 osittain suurennetussa mittakaavassa kaaviomai-sesti esittaa keksinnOn erasta sovellutusmuotoa, . - kuvio 2 kaaviomaisesti esittaa sellaista keksinnOn mukaista jarjestelmaa, jossa on useita klosetteja.

25 Piirustuksessa tarkoittaa 1 klosettikulhoa ja 2 siihen kytkettya alipaineenalaista viemariputkea. Klosetin ja viemarin vaiissa on viemariventtiili 3, jonka toimintaa ohjataan kayttamana hyvaksi viemariputkessa 2 vallitsevaa alipainetta. Erilaisia tamantyyppisia venttiileja on esitetty suomalaisessa 30 patenttijulkaisussa 49204 ja 54173, saksalaisessa patenttijul- kaisussa 2652878 ja US-patenttijulkaisussa 3807431. Koska tarkoitukseen sopivia venttiileja tunnetaan, venttiilin rakennetta ei tassa selosteta.

• 5 92085

ViemSriputkeen 2 valittGmasti viemariventtiilin 3 jaikeen yhdistetty ilmanpaastOputki 4 on yhteydessa ilmakehaan. IlmanpaastOputkea ja sen yiapaassa olevaa ilmanpaastiivent-tiilia 6 ympardi aanieristysmateriaalia sisaitava ulkoputki 5 20, joka muodostaa ilmanpaastOventtiiliin 6 johtavan tulo- kanavan. Tåhan tulokanavaan ilma virtaa alhaaltapain nuoli-en 15 osoittamalla tavalla.

jarjestelmassa on ohjauslaite 7, johon klosetin kayttajan esim. napinpalnalluksella alkaansaama toimintaimpulssi 8 10 johdetaan. Toimintaimpulssi 8 voi olla riippuvainen esimer- kiksi klosettikulhon kannen 17 sulkemisesta tai mulsta seikoista, jotka halutaan ottaa huomioon klosetin huuhtelun ohjaamisessa. Koska ndmakin asiat ovat sinansa tunnettuja, ei myOskaan ohjausimpulssin aikaansaamista eika ohjauslait-15 teen 7 toimintaa selosteta tassa.

Yleinen periaate alipaineviemarilaitteessa on, etta viema-riventtiili toimii vain riittavan alipaineen vallitessa viemariputkessa. Kuviossa 1 esitetyssa sovellutusmuodossa viemariventtiilin 3 toimintaan tarvittava alipaine saadaan 20 viemarista 2 haaraputken 9 kautta. Tama haaraputki on vastaventtiilin 10 kautta yhdistetty ohjauslaitteeseen 7, joka toimintaimpulssin 8 virittamana vaiittaa alipainetta viemariputkesta 2 putken 13 kautta viemariventtiilin 3 toimintalaitteeseen. TailOin viemariventtiili 3 avautuu ja 25 samanaikaisesti ohjauslaite 7 vaiittaa alipainetta myiis putken 34 kautta ilmanpaastOventtiiliin 6, johon tailOin syntyy avautumisvalmius.

IlmanpaastOventtiilissa on sulkukappale, esim. paksuhko kumilevy 30, joka normaalisti on kiinni ilmanpaastOputken 4 30 yiapaassa, mutta joka on nostettavissa pistekatkoviivoilla esitettyyn asentoon, jolloin ilmaa paasee vapaasti virtaa-maan ilmanpaastOputkeen 4. Tama Hike saadaan aikaan oh-jauskammion 32 avulla, joka on kytketty kapean putken 34 : kautta putkeen 13. Ohjauskammio 32 on yhteydessa osaksi 35 kumilevyyn 30 ja osaksi jaykkaan seinamaan 38, johon oh- 6 92085 jauskammion joustava seinåmå 42 on yhdistetty laipan 44 kautta. Joustava kumiseinåma 42 painaa kevyesti kumilevya 30 ilmanpåSs-tdputken 4 yiapaata vastaan.

Normaalisti putkessa 13 vallitseva palne on sama kuln 5 klosettikulhossa vallitseva paine (esim. normaali ilmanpai- ne tai lentokoneessa sen matkustamon paine), kun taas ilmanpSåstdputkessa 4 on huomattavasti alhaisempi paine, koska se on suorassa yhteydessa viemariputkeen 2, joka on alipaineen alainen. Taman seurauksena kumilevy 30 pysyy lujassa kosketuk-10 sessa ilmanpaastdputken 4 yiapaahån. Saatuaan toimintaimpulssin 8 ohjauslaite 7 vaiittaa alipainetta viemariputkesta 2 putkeen 13. TMma avaa viemariventtiilin 3 ja klosettikulhossa 1 oleva viemarimassa painuu ilmakehSn paineen vaikutuksesta nopeasti viemariputkeen 2.

15 Putkessa 13 vallitseva paine siirtyy putken 34 kautta ohjauskammioon 32 ja kumilevyn 30 molemmilla puolilla vallitsevat paineet lahenevat samaa arvoa. Kuitenkin jous-tavan seinaman 42 jousivoima seka kumilevyn 30 putken 4 paineen ja ohjauskammion 32 paineen alaisten pintojen pinta-alaero 20 vaikuttavat siten, etta kumilevy 30 ei liiku putken 4 paasta ja ilmanpaastdventtiili pysyy edelleen suljettuna. Kun klosettikulhosta 1 tuleva viemarimassasatsi ohittaa putken 4 , liittymakohdan 36 ja kun sita seuraa klosettikulhosta 1 tuleva ilma, viemariputkessa 2 ja putkessa 4 vallitseva paine nousee, 25 mutta vastaventtiili 10 estaa vastaavan paineennousun putkessa 34. Silloin kumilevy 30 nousee putken 4 yiapaasta ja ilma paasee virtaamaan putken 4 kaiitta viemariputkeen 2. Suunnilleen samanaikaisesti kun ilmanpaastdventtiili 6 aukeaa, ohjauslaite 7 alkaa vaiittaa ilmakehan painetta putkeen 13, jolloin 30 viemariventtiili sulkeutuu. Sama paine siirtyy myds ohjauskammioon 32, kuitenkin pienelia viiveelia putken 34 pituuden vuoksi, ja aiheuttaa taten ilmanpaastdventtiilin 6 sulkeutumi-sen.

*, , Klosettikulhon kansi 17 tiivistaa suljetussa asennossaan 35 klosettikulhon 1 ja toimintaimpulssi 8 vaiittyy vain kannen

Claims (10)

1. Alipaineviemarijarjestelma, joka kasittaa viemarditavan 30 laitteen (1),viemariputken (2), valineet viemariputken sisa-• tilan asettamiseksi sellaisen alipaineen alaiseksi, joka pystyy aikaansaamaan tehokkaan viemarimassan kuljetuksen viemariput- 8 92085 kessa (2), normaalisti suljetun viemariventtiilin (3), joka kytkee viemarOitåvån laitteen (1) viemariputkeen (2), ohjaus-laitteen (7) viemariventtiilin toiminnan ohjaamiseksi siten, etta viemarOitava laite (1) voidaan haluttaessa tyhjentaa siina 5 olevasta viemarimassasta, ja ilmanpaastdkanavan (4) ilman paastamiseksi viemariputkeen (2) erikseen viemarOitavasta laitteesta, tunnettu siita, etta ilmanpaastdn ohjaamiseksi ilmanpaast5kanavan (4) kautta viemariputkeen (2) sen ollessa viemarimassakuljetukseen tarvittavan alipaineen alaisena 10 jarjestelmassa on ilmanpaastdventtiili (6), jonka toiminta on viemariputkessa (2) esiintyvien paineenvaihteluiden ohjaama siten, etta ilmanpaastOventtiili (6) avautuu vasta viemMrimas-san ohitettua ilmanpaastOkanavan liittymiskohdan (36) viemariputkeen (2).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jarjestelma, tunnettu siita, etta iImanpaastOkanava (4) on liitetty viemariputkeen (2) lahelia viemariventtiilia (3) ja viemarimassan virtaussuunnassa viemariventtiilin (3) jaikeisessa kohdassa (36).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen jarjestelma, tunnettu 20 siita, etta ilmanpaastttventtiili (6) kasittaa avoimessa yhteydessa ilmanpaastOkanavaan (4) olevaa aukkoa ympar6iv3n rengasmaisen istukan, sulkuosan (30), joka erottaa aukon sita ymparOivastå ilmatilasta ja joka on siirrettavissa asennosta, jossa se on kiinni istukkaan, asentoon, jossa se on irti 25 istukasta, seka vaiineet sulkuosan (30) asennon ohjaamiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen jarjestelma, tunnettu siita, etta sulkuosan (30) asennon ohjausvaiineet kasittavat ’ ohjauskammion (32), jota rajoittaa mieluimmin joustava seinama (42), sekå vålineet ohjauskammiossa (32) vallitsevan paineen 30 ohjaamiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen jarjestelma, tunnettu siita, etta jarjestelman ohjauslaite (7) kasittaa vaiineet (13) alipaineen siirtamiseksi seka viemariventtiilin (3) toiminta-laitteeseen etta ilmanpaastOventtiilin (6) ohjauskammioon (32). 9 92085

5 Putken 4 liitanta 36 on niin lahelia viemariventtiilia 3, etta viemariventtiilin toiminta suoraan johtaa ilmanpaastO-venttiilin 6 toimintaa. Viemariventtiilin 3 aukeamisen jalkeen taphtuva paineen nouseminen viemariputkessa 2 aiheuttaa sen, etta ilmanpaastOventtiili 6 avautuu, ja tama tapahtuu vasta 10 klosettikulhon viemarimassan ohitettua liitannan 36. Viemariventtiilin sulkeutuessa paineen aleneminen (lisaantyva alipaine) viemariputkessa aiheuttaa viiveen jalkeen ilmanpaas-tOventtiilin 6 sulkeutumisen. Nain olien virhetoimintojen riski on erittain pieni.

15 Kuvio 2 esittaa jarjestelmaa, jossa useat viemarihaarat 48, joista kukin yhdistaa viemariventtiilin 3 kautta viemartti-tavan yksikOn, esim. klosettikulhon 1 viemåriputkeen 2. Jokaiseen viemarihaaraan 48 on yhdistetty ilmanpaastOvent-tiili 50 ja ohjauslaite 7, jotka toimivat kuvion 1 mukaisen 20 sovellutusmuodon tavalla. IlmanpaastOventtiilit 50 toimivat kukin itsenaisesti siten, ·· etta esimerkiksi toimintaimpulssin 8 virittaman yksittaisen ohjauslaitteen 7 toiminta ei vaikuta muiden klosettien viemariventtiilien ja ilmanpaastdventtiilien toimintaan.

25 Keksinttt ei rajoitu esitettyyn sovellutusmuotoon, vaan useita muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

6. Jonkin yllå olevan patenttivaatimuksen mukainen jarjes-telma, tunnettu siita, etta viemSrCitSvå laite (1) on klosettikulho, jossa on paaasiallisesti ilmatiivis aanta eristava kansi (17).

7. Patentti vaatimuksen 6 mukainen jarjestelma, tunnettu siita, etta klosettikulhoon (1) on liitetty putki (18) ilman paastamiseksi kulhoon kulhon kannen (17) ollessa suljettu.

7 92085 17 ollessa kiinni. Kun viemåriventtiili 3 aukeaa ja viemari-massa palnuu viemåriputkeen 2, viemårimassan kuljettamiseen tarvlttava ilma saadaan klosettikulhoon 1 putken 18 kautta, jonka ulkopaassa on vastaventtiili 19.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen jarjestelma, tunnettu siita, etta ilmaa klosettikulhoon paastava putki (18) on varustet- 10 tu vastaventtiililia (19).

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alipaineviemarijarjestel-ma, tunnettu siita, etta se kasittaa useita viemarihaaroja (48), jotka ovat avoimessa yhteydessa viemariputkeen (2), useita normaalisti suljettuja viemariventtiileja (3), joista 15 kukin kytkee viemarOitavan laitteen (1) siihen liitettyyn viemarihaaraan (48), viemariventtiilien (3) toimintaa ohjaavat ohjauslaitteet (7), ilmanpaastOkanavia (4) ilman paastamiseksi viemarihaaroihin (48) erikseen niihin liitetysta viemarOitavas-ta laitteesta (1), joista ilmanpaastttkanavista (4) kukin on 20 kytketty viemarihaaraan (48) lahelia sen viemariventtiilia (3), ja ilmanpaastOventtiileja (50), joista kukin on liitetty ilmanpaast6kanavaan (4) siten, etta ilman paasya minka tahansa ilmanpaastOkanavan (4) kautta siihen liitettyyn viemarihaaraan (48) voidaan ohjata kyseisen viemarihaaran viemariventtiilin 25 (3) toimintaan liittyen.

10. Menetelma sellaisen alipaineviemarijarjestelman ohjaami-seksi, joka kasittaa viemarditavan laitteen (1), viemari-putken (2), normaalisti suljetun viemariventtiilin (3), joka yhdistaa viemarOitavan laitteen (1) viemariputkeen (2), ja 30 ilmanpaastOkanavan (4), joka paastaa ilmaa viemariputkeen (2) erikseen viemarOitavasta laitteesta (1), ilmanpaastOkanavan (4) ollessa yhdistettyna viemariputkeen (2) lahelia viemariventtiilia, tunnettu seuraavasta toimenpideyhdistelmasta: 10 92085 viemariputkeen (2) kehitetaan riittavM alipaine viemarimas-san kuljettamiseksi viemariputkessa (2), taman jaikeen avataan viemariventtiill (3), jolloin viemarOitavassa laitteessa (1) oleva viemarimassa ulkoilman paineen vaikutuksesta siirtyy 5 viemariputkeen (2) muodostaen siina nopeasti liikkuvan tulpan, heti viemaritulpan siirryttya sen kohdan (36) ohi, jossa ilmanpaastOkanava (4) yhdistyy viemariputkeen (2), paastetaan ilmaa viemariputkeen (2) ilmanpaastOkanavan (4) kautta, suljetaan viemariventtiill ja lopetetaan ilman paastaminen 10 viemariputkeen (2) ilmanpaastOkanavan (4) kautta viemarimassa- tulpan kuljettua viemariputken (2) koko matkan tai ainakin 10 m pituisen matkan viemariventtiilista (3).