NL1009816C2 - Werkwijze en systeem voor het afvoeren van een afvalstroom en daarbij toe te passen hevelinstallatie. - Google Patents

Description

WERKWIJZE EN SYSTEEM VOOR HET AFVOEREN VAN EEN AFVALSTROOM EN DAARBIJ TOE TE PASSEN HEVEL INSTALLATIE

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het afvoeren van een uit vloeistof en vaste delen bestaande afvalstroom, waarbij de afvalstroom ten minste eenmaal versneld wordt, doordat althans een deel van de 5 vloeistof uit de afvalstroom afscheiden wordt, de afgescheiden vloeistof versneld wordt en de versnelde vloeistof weer naar de afvalstroom teruggevoerd wordt. Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Amerikaanse oc-trooischrift 3,116,261, en wordt daar toegepast voor het 10 doorspoelen van putten en mangaten in een rioleringsstelsel .

Met name in situaties waar een toilet wordt doorgespoeld met een relatief geringe waterhoeveelheid, zoals het geval is bij een modern, waterbesparend toilet 15 met een spoelbak met geringe inhoud, is de snelheid van [ de afvalstroom vaak niet voldoende om de vaste delen over de volledige lengte van de afvoerleiding tot in het = rioleringsstelsel te transporteren. Het gevolg hiervan is ^ dat deze vaste delen ergens in een relatief vlak deel van 20 een afvoerleiding achterblijven en daar een obstakel vormen waarop de vaste delen van volgende spoelbeurten vastlopen. Uiteindelijk ontstaat zo een opeenhoping die verstopping van de afvoerleiding tot gevolg zal hebben.

Om dit te voorkomen is het dus bekend om de 25 afvalstroom, die bestaat uit vloeistof en vaste delen, plaatselijk te versnellen. Daartoe wordt vaak gebruik gemaakt van een stroomvergroter of 'booster', waar de afvalstroom doorheen geleid wordt. In deze stroomvergroter wordt de afvalstroom tijdelijk opgeslagen in een tank 30 of reservoir, tot na enkele spoelbeurten het niveau in de tank zover gestegen is dat deze overloopt. Er ontstaat dan een hevelwerking, waardoor de afvalstroom als het ware uit de tank van de stroomvergroter 'gezogen' wordt.

1 Γ» Ü98 16 2

Hierdoor krijgt de afvalstroom een aanzienlijk grotere snelheid dan deze had bij het verlaten van de spoelbak, zodat de vaste delen over een grotere afstand meegevoerd zullen worden, en het risico van verstopping van de 5 afvoerleidingen dus verminderd wordt.

Een nadeel van de bekende werkwijze is, dat de stroomvergroter relatief volumineus uitgevoerd dient te worden, om een voldoende capaciteit en dus een voldoende grote versnelling van de afvalstroom te waarborgen. Zo 10 wordt bijvoorbeeld door aanvraagster momenteel een stroomvergroter op de markt gebracht onder de naam "Gustavsberg's Water Saving System", welke voorzien is van een relatief smalle maar hoge tank, die dusdanig groot is dat deze slechts voor toepassing in hoogbouwpro-15 jecten in aanmerking komt. Daarnaast is van aanvraagster ook een stroomvergroter bekend met een relatief vlakke opbouw, die bedoeld is voor installatie in de kruipruimte van laagbouwwoningen. Deze stroomvergroter, die beschreven is in WO 98/03743, is weliswaar lager maar ook breder 20 dan het hiervoor beschreven model, zodat ook daarvoor relatief veel ruimte vrijgehouden dient te worden.

Daarnaast is zoals gezegd uit US-A3 661 261 reeds een werkwijze bekend die de maatregelen van de aanhef van conclusie l omvat. Deze werkwijze wordt toege-25 past bij de afvoer van afvalstromen in een gemeentelijke rioleringssysteem, en heeft tot doel ophoping van vaste delen in bijvoorbeeld putten of mangaten te voorkomen.

Bij deze bekende werkwijze wordt een deel van de afvalstroom opgezogen en in een voorraadvat vastgehouden. Het 30 opzuigen vindt plaats door een aan de bovenzijde van het vat lucht weg te zuigen met behulp van een waterpomp. Het afgezogen deel van de afvalstroom wordt dus vastgehouden door de zo gecreëerde onderdruk. Bij het bereiken van een bepaald niveau in het voorraadvat wordt door een vlotter 35 een klep gelicht, waardoor lucht kan binnenstromen en de opgezogen vloeistof terugstroomt in de hoofdstroom en deze zo versnelt. Toepassing van deze werkwijze vergt dus 'i η n o « 1 r 3 een relatief krachtige zuiginstallatie, welke veel ruimte inneemt en daarnaast kostbaar en onderhoudsintensief is.

De uitvinding heeft nu tot doel een werkwijze van de hiervoor beschreven soort te verschaffen, waarbij 5 de genoemde nadelen zich niet voordoen. Volgens de uitvinding wordt dit bij een dergelijke werkwijze bereikt, doordat de afgescheiden vloeistof versneld wordt door middel van een hevelbewerking.

Door te hevelen kan worden afgezien van het 10 gebruik van een afzonderlijke afzuiginstallatie. Bovendien' kan, door slechts dat deel van de afvalstroom, dat daadwerkelijk bijdraagt aan de versnelling, te weten de vloeistof door de stroomvergroter te leiden, deze stroom-vergroter aanzienlijk compacter uitgevoerd worden. Dit is 15 met name het gevolg van het feit dat de stroomvergroter normaliter enigszins overgedimensioneerd is, omdat de snelheid in de stroomvergroter zelf relatief laag en het verstoppingsgevaar dus relatief groot is. Daarnaast wordt op deze wijze het aanspreekgedrag van de stroomvergroter 20 verbeterd, omdat dit niet meer beïnvloed zal worden door de aanwezigheid van vaste delen in de stroomvergroter, terwijl bovendien de door de stroomvergroter veroorzaakte versnelling reproduceerbaar wordt.

De uitvinding betreft verder een systeem voor 25 het afvoeren van een uit vloeistof en vaste delen be- ξ: staande afvalstroom, dat ingericht is voor het uitvoeren =

van de hiervoor beschreven werkwijze. Volgens de onderha- I

vige uitvinding wordt een dergelijk afvoersysteem, dat ten minste één afvoerleiding voor de afvalstroom, met de 30 afvoerleiding verbonden middelen voor het uit de afvalstroom afscheiden van althans een deel van de vloeistof, met de afscheidingsmiddelen in serie geplaatste middelen voor het versnellen van de afgescheiden vloeistof en met de versnellingsmiddelen verbonden middelen voor het weer 35 naar de afvalstroom terugvoeren van de versnelde vloei- ~ stof omvat, gekenmerkt doordat de versnellingsmiddelen een hevelinstallatie omvatten. Door de aanwezigheid van de afscheidingmiddelen kan worden voorkomen dat vaste

t n 0 9 8 1 R

4 delen door de versnellingsmiddelen stromen, waardoor deze dus relatief compact kunnen worden uitgevoerd, terwijl de werking daarvan bovendien verbeterd wordt. Doordat de versnellingsmiddelen een hevelinstallatie omvatten, is 5 het systeem eenvoudig van opbouw en vertoont dit geen bewegende delen, terwijl de werking ervan bestuurd wordt door de afvalstroom zelf. Er is dus geen afzonderlijke aandrijving nodig.

Zoals op zich bekend is, kunnen de versnel-10 lingsmiddelen daarbij ingericht zijn voor het verzamelen van de afgescheiden vloeistof en het pas versnellen daarvan nadat een bepaald volume bereikt is.

Bij voorkeur is de hevelinstallatie voorzien van een toevoeropening die verbonden is met een staand 15 deel van de afvoerleiding, en omvatten de afscheidings-middelen een de toevoeropening althans ten dele begrenzende, vloeiend op een wand van het staande deel van de afvoerleiding aansluitende instroomrand. Op deze wijze kan de vloeistof zeer eenvoudig afgescheiden worden, 20 gebruikmakend van het feit dat de vloeistof overwegend langs de wanden van het staande deel van de afvoerleiding zal stromen, terwijl de vaste delen meestal door het midden van de leiding naar beneden vallen.

Wanneer de afscheidingsmiddelen verder een 25 tegenover de instroomrand gelegen, de toevoeropening althans ten dele begrenzende afbuigrand omvatten, kan een zodanig nauwe opening worden gecreëerd, dat het binnendringen van vaste delen op doelmatige wijze wordt tegengegaan .

30 Bij voorkeur is daarbij overigens in de val- richting beschouwd de instroomrand radiaal naar buiten en de afbuigrand radiaal naar binnen hellend uitgevoerd. Zo wordt enerzijds de vloeistofstroming naar de hevelinstallatie bevorderd, terwijl anderzijds een nagenoeg dwars op 35 de stroming gerichte barrière wordt opgeworpen voor de vaste delen.

Terreinde het ruimtebeslag verder te minimaliseren kan de hevelinstallatie terzijde van het staande deel 1009816 5 van de afvoerleiding zijn aangebracht.- Daarbij verloopt de hevelinstallatie bij voorkeur in hoofdzaak evenwijdig met het staande deel van de afvoerleiding, waardoor deze leiding in feite slechts een plaatselijke verdikking 5 hoeft te vertonen. Zo is de hevelinstallatie geschikt om eenvoudigweg opgenomen te worden in een bestaande lei-dingschacht, en behoeft deze niet in bijvoorbeeld een kruipruimte geplaatst te worden. Dit is van voordeel wanneer een dergelijk afvoersysteem tijdens een renova-10 tieproject in een bestaand gebouw geïnstalleerd dient te worden, terwijl dit daarnaast van betekenis is voor nieuwbouwwoningen, waarbij in toenemende mate wordt afgezien van het vormen van een kruipruimte.

Om bij een dergelijke opstelling toch een 15 hevelinstallatie met voldoende capaciteit te kunnen ' vormen, wordt deze dan bij voorkeur concentrisch om het staande deel van de afvoerleiding aangebracht. Een dergelijke concentrische hevelinstallatie is daarnaast relatief eenvoudig en tegen geringe kosten te vervaardigen en 20 te installeren.

Tenslotte betreft de uitvinding nog een hevelinstallatie voor toepassing in een afvoersysteem als hierboven beschreven. :

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand 25 van een voorbeeld, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekening, waarin:

Fig. 1 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch aanzicht is van een deel van een afvoersysteem volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding, 30 Fig. 2 een doorgesneden perspectivisch aanzicht toont van een hevelinstallatie als toegepast in het systeem van fig. 1 voor gebruik,

Fig. 3 en 4 met fig. 2 overeenkomende aanzichten zijn van de hevelinstallatie tijdens verschillende 35 fasen van gebruik,

Fig. 5 een schematisch doorsnede-aanzicht is van een heverinstallatie volgens een tweede uitvoeringsvorm van het afvoersysteem voor gebruik, en 1009816 6

Fig. 6 en 7 met fig. 5 overeenkomende aanzichten zijn van de hevelinstallatie tijdens verschillende fasen van gebruik.

Een systeem 1 voor het afvoeren van een afval-5 stroom 2 die bestaat uit vloeistof 3 en vaste delen 4 omvat een afvoerleiding 5 met een staand deel 6 en een liggend deel 7 (fig. 1). Teneinde te voorkomen dat de vaste delen 4 als gevolg van een onvoldoende stromingssnelheid in het leidingdeel 7 achterblijven en zich daar 10 ophopen, is het afvoersysteem l voorzien van middelen 8 voor het versnellen van de afvalstroom 2. Deze middelen zijn aangebracht in het staande leidingdeel 6, en omvatten in het getoonde voorbeeld een concentrisch om dit leidingdeel 6 aangebrachte hevelinstallatie 9.

15 Aan de instroomzijde van de hevelinstallatie 9 ' zijn middelen 10 aangebracht voor het uit de afvalstroom 2 afscheiden van althans een deel van de vloeistof 3.

Deze afscheidingsmiddelen 10 omvatten een vloeiend op een wand 11 van het staande leidingdeel 6 aansluitende, 20 radiaal naar buiten hellende instroomrand 12 en een tegenover de instroomrand 12 gelegen afbuigrand 13, die in de valrichting beschouwd radiaal naar binnen helt (fig. 2). Deze beide randen 12, 13 begrenzen een ringvormige toevoeropening 14 van de hevelinstallatie 9.

25 De hevelinstallatie 9 zelf omvat een eveneens ringvormige tank 15, die verbonden is met de toevoeropening 14, en voorzien is van een afvoeropening 16 die aan de onderzijde van de tank 15 is aangebracht. De afvoeropening 16 is verbonden met een stijgbuis 17, die even-30 eens ringvormig is uitgevoerd. De stijgbuis 17 is op zijn beurt over een bochtdeel 18 verbonden met een ringvormige valbuis 19. Aan de onderzijde van de valbuis 19 is een geknikt of gekromd buisdeel 20 aangebracht, dat fungeert als een vloeistofslot, maar dat zodanig gedimensioneerd 35 is dat het in de ruststand open is. Dit als vloeistofslot fungerende geknikte of gekromde buisdeel 20 mondt weer uit in het staande deel 6 van de afvoerleiding 5.

1 0 0 9 8 1 ft 7

De tank 15, de stijgbuis 17,- de valbuis 19 en het vloeistofslot 20 worden bepaald door een aantal concentrische cilinderwanden 21, 22, 23 en 24, die door middel van radiaal verlopende schotten 25 met elkaar 5 verbonden zijn. De hevelinstallatie 9 is derhalve buitengewoon eenvoudig van opbouw, en kan tegen zeer geringe kosten vervaardigd worden. Verder is, omdat de toevoer-zijde en de afvoerzijde van de hevelinstallatie via het leidingdeel 6 met elkaar in verbinding staan, daartussen 10 geen ontluchtingsleiding nodig, zoals bij conventionele stroomvergroters.

De werking van het afvoersysteem 1 is nu als volgt. Wanneer een toilet doorgespoeld wordt zal de daaruit afkomstige afvalstroom 2 door het staande lei-15 dingdeel 6 naar het liggende leidingdeel 7 stromen. In het staande deel 6 stroomt daarbij de vloeistof 3 voorna

melijk langs de leidingwand 11, terwijl de vaste delen 4 door het midden van de leiding 6 vallen. Ter plaatse van de hevelinstallatie 9 volgt de vloeistof 3 dan de in-20 stroomrand 12, die vloeiend aansluit op de leidingwand 11, en stroomt zo in de tank 15, waar deze in eerste instantie verzameld wordt (fig. 3). De vaste delen 4 vallen tezamen met een klein deel van de vloeistof verder door het midden van de leidingdeel 6. Doordat er dus T

25 slechts weinig vloeistof beschikbaar is om de vaste delen 4 verder te transporteren, zullen deze zich verzamelen aan het begin van het liggende leidingdeel 7. Bij elke spoeling stijgt het vloeistofniveau in de tank 15 en in de stijgbuis 17 verder, tot het uiteindelijk de bovenrand 30 26 van de cilinderwand 23 bereikt.

Wanneer in deze situatie extra vloeistof in de tank 15 stroomt, zal de stijgbuis 17 overstromen in de valbuis 19. Zolang de hoeveelheid in de tank 15 stromende vloeistof gering is, zal de uit de stijgbuis 17 naar de L

35 valbuis 19 stromende vloeistof uiteindelijk via het gekromde of geknikte buisdeel 20 naar de afvoer stromen, zonder dat daarbij dit buisdeel 20 volledig met vloeistof gevuld wordt en dus als vloeistofslot zal fungeren. Zodra 1009816 8 echter een grotere vloeistofhoeveelheid in de reeds tot zijn rand toe volle tank 15 stroomt, zoals het geval zal zijn wanneer een toilet wordt doorgespoeld, stroomt zoveel vloeistof uit de stijgbuis 17 in de valbuis 19, 5 dat het geknikte of gekromde buisdeel 20 volledig met vloeistof gevuld wordt, en dus als vloeistofslot fungeert. Wanneer de vloeistof 3 uit dit buisdeel 20 naar de afvoerleiding stroomt, wordt hierdoor een onderdruk gecreëerd in de valbuis 19, waardoor weer vloeistof uit 10 de stijgbuis 17 wordt getrokken. Deze vloeistof vult wederom het buisdeel 20, waardoor dit weer als vloeistof-slot fungeert, en opnieuw een onderdruk in de valbuis 19 opgewekt wordt bij het leegstromen van het buisdeel 20. Dit herhaald openen en sluiten van het vloeistofslot 15 vindt steeds sneller plaats, waardoor uiteindelijk een ' ononderbroken stroom vloeistof uit de stijgbuis 17 in de valbuis 19 en door het vloeistofslot gezogen zal worden (fig. 4). Dit zet zich voort tot de tank 15 leeg is, waardoor lucht in de stijgbuis 17 gezogen zal worden, en 20 de onderdruk in de valbuis 19 weggenomen wordt. Doordat op deze wijze de gehele inhoud van de tank 15 in één keer door de afvoerleiding 5 spoelt, zal daarin een relatief hoge stroomsnelheid ontstaan, waardoor de in het liggende leidingdeel 7 neergeslagen vaste delen 4 worden wegge-25 spoeld.

Bij een alternatieve uitvoeringsvorm van het afvoersysteem (fig. 5, 6 en 7) is de tank 15 van de hevelinstallatie 9 niet ringvormig, en is deze ook niet concentrisch rond het staande leidingdeel 6 aangebracht. 30 In plaats daarvan wordt de tank 15 gevormd door een bak met willekeurige doorsnede, waarin een afzonderlijke afvoerleiding is aangebracht, welke achtereenvolgens bestaat uit een stijgbuis 17, een valbuis 19 en een als vloeistofslot fungerend U-vormig buisdeel 20, dat weer 35 uitmondt in het staande buisdeel 6.

Omdat het oppervlak van de tank 15 bij deze uitvoering relatief groot kan zijn, en dus de stijging van het vloeistofniveau bij een spoelbeurt relatief

10 098 IR

9 gering, kan de installatie 9 daarbij voorzien zijn van hevelversterkingsmiddelen, bijvoorbeeld van het type als getoond en beschreven in aanvraagsters eerder genoemde octrooipublicatie WO 98/03743. Door deze hevelverster-5 kingsmiddelen wordt de vloeistof, wanneer deze in de stijgbuis 17 tot de rand 26 gestegen is, bij een verdere stijging direct naar de tegenovergelegen wand van de valbuis 19 gedwongen, waardoor meteen een de valbuis 19 afsluitend vloeistofgordijn gevormd wordt. Op deze wijze 10 wordt direct een onderdruk in de valbuis 19 gecreëerd, waardoor de hevelwerking op gang gebracht wordt (fig. 7).

Hoewel bij deze uitvoeringsvorm de tank meer ruimte inneemt dan de concentrische tank van de eerste uitvoeringsvorm, geldt ook hier dat de vaste delen 4 niet 15 door de hevelinstallatie geleid worden, waardoor deze toch compacter uitgevoerd kan worden dan conventionele hevelinstallaties.

Zo worden dus door het gescheiden versnellen van de vloeistof uit de afvalstroom en de daardoor moge-20 lijke constructie van de stroomvergroter de volgende voordelen bereikt ten opzichte van de conventionele wijze van versnellen van de gehele' afvalstroom en de daarbij toegepaste klassieke stroomvergroter: - doordat de stroomvergroter niet gedimensio- l

25 neerd hoeft te worden op de mogelijke aanwezigheid van I

vaste delen kan deze compact uitgevoerd worden, - doordat de werking van de stroomvergroter niet beïnvloed wordt door vaste delen is zowel het aan-spreekgedrag als de reproduceerbaarheid beter, 30 - doordat de vaste delen niet in de te versnel len vloeistofstroom liggen, maar daardoor meegespoeld worden, bevinden zij zich altijd in de kop van de vloei- ^ stofgolf, waardoor zij over een grotere afstand getransporteerd zullen worden, 35 - doordat de stroomvergroter niet in de afvoer- leiding is opgenomen, maar daarmee parallel geschakeld is, wordt de’'capaciteit van de afvoerleiding niet beïnvloed door de aanwezigheid van de stroomvergroter,

1 Π HQP 1 P

10 - als gevolg van de smallere uitvoering van de stroomvergroter, die mogelijk is omdat deze slechts door vloeistof doorstroomd wordt, zal minder turbulentie optreden, waardoor de weerstand verlaagd en het maximale 5 debiet verhoogd wordt, - door de concentrische plaatsing van de stroomvergroter rond de afvoerleiding kunnen de vorm en afmetingen daarvan eenvoudig aan de behoefte aangepast worden.

10 Hoewel de uitvinding hiervoor is toegelicht aan de hand van een voorbeeld, zal het de deskundige duidelijk zijn dat deze daartoe niet is beperkt. Velerlei variaties in de configuratie van de hevelinstallatie en de afscheidingsmiddelen zijn denkbaar. De omvang van de 15 uitvinding wordt dan ook uitsluitend bepaald door de bijgevoegde conclusies.

1009816

Claims (12)

1. Werkwij ze voor het afvoeren van een uit vloeistof en vaste delen bestaande afvalstroom, waarbij de afvalstroom ten minste eenmaal versneld wordt, doordat althans een deel van de vloeistof uit de afvalstroom af-5 scheiden wordt, de afgescheiden vloeistof versneld wordt en de versnelde vloeistof weer naar de afvalstroom teruggevoerd wordt, met het kenmerk, dat de afgescheiden vloeistof versneld wordt door middel van een hevelbewer-king. - 10

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afgescheiden vloeistof verzameld wordt en pas na het bereiken van een bepaald volume versneld en naar de afvalstroom teruggevoerd wordt.

3. Systeem volgens één der voorgaande conclu-15 sies, met het kenmerk, dat de afvalstroom althans plaatselijk volgens een in hoofdzaak verticale baan wordt afgevoerd, en het afscheiden en versnellen plaatsvinden in dit hoofdzaak verticale deel van de baan.

4. Systeem voor het afvoeren van een uit vloei-20 stof en vaste delen bestaande afvalstroom, omvattende ten minste één afvoerleiding voor de afvalstroom, met de afvoerleiding verbonden middelen voor het uit de afvalstroom afscheiden van althans een deel van de vloeistof, met de afscheidingsmiddelen in serie geplaatste middelen 25 voor het versnellen van de afgescheiden vloeistof en met de versnellingsmiddelen verbonden middelen voor het weer naar de afvalstroom terugvoeren van de versnelde vloeistof, met het kenmerk, dat de versnellingsmiddelen een hevelinstallatie omvatten,

5. Afvoersysteem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de versnellingsmiddelen ingericht zijn voor het verzamelen van de afgescheiden vloeistof en het pas versnellen daarvan nadat een bepaald volume bereikt is.

6. Afvoersysteem volgens conclusie 4 of 5, met 35 het kenmerk, dat de hevelinstallatie is voorzien van een toevoeropening die verbonden is met een staand deel van 1009816 de afvoerleiding, en de afscheidingsmiddelen een de toevoeropening althans ten dele begrenzende, vloeiend op een wand van het staande deel van de afvoerleiding aansluitende instroomrand omvatten.

7. Afvoersysteem volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de afscheidingsmiddelen verder een tegenover de instroomrand gelegen, de toevoeropening althans ten dele begrenzende afbuigrand omvatten.

8. Afvoersysteem volgens conclusie 6 of 7, met 10 het kenmerk, dat in de valrichting beschouwd de instroomrand radiaal naar buiten en de afbuigrand radiaal naar binnen hellend uitgevoerd is.

9. Afvoersysteem volgens één der conclusies 6-8, met het kenmerk, dat de hevelinstallatie terzijde van 15 het staande deel van de afvoerleiding is aangebracht.

10. Afvoersysteem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de hevelinstallatie in hoofdzaak evenwijdig verloopt met het staande deel van de afvoerleiding.

11. Afvoersysteem volgens conclusie 9 of 10, 20 met het kenmerk, dat de hevelinstallatie concentrisch om het staande deel van de afvoerleiding is aangebracht.

12. Hevelinstallatie, kennelijk bedoeld voor toepassing in een afvoersysteem volgens één der conclusies 4-11. 1 0088 1 6