NO340675B1

NO340675B1 - Kloakksystem med vacuum.

Info

Publication number: NO340675B1
Application number: NO20070536A
Authority: NO
Inventors: Gunnar Lindroos; Vesa Lappalainen; Teemu Ylänen
Original assignee: Evac Oy
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2017-05-29
Also published as: KR101343638B1; CA2572273A1; FI118231B; AU2007200358B2; US20070175515A1; FI20065059A; EP1813734B1; SG134224A1; CN101012663A; NO20070536L; JP5519900B2; KR20070078806A; CN101012663B; EP1813734A1; JP2007205157A; AU2007200358A1; FI20065059A0

Description

Foreliggende oppfinnelse omhandler et kloakksystem med vakuum som omfatter en kloakkoppsamler, kloakkrør forbundet med kloakkoppsamleren via en tappeventil, en vakuumgenererende enhet for å generere vakuum i kloakkrøret, en kontrollmekanisme for å kontrollere tappeventilen og en vakuumbufferinnretning i henhold til patentkrav 1.

I kloakksystem med vakuum hvor funksjonen til kloakkoppsamleren styres av vakuum er vakuumkilden normal kloakkrøret. Vakuum for kontrollmekanismen tas vanligvis i et punkt på kloakkrøret ved siden av tappeventilen i strømningsretningen til kloakken. Når tappeventilen åpnes senkes vakuumnivået fordi atmosfæreluft kommer inn i kloakkrøret. Som et resultat kan vakuumnivået som er tilgjengelig for kontrollmekanismen og for å styre tappeventilen bli for lavt til å åpne tappeventilen skikkelig. Hvis kloakksystemet med vakuum i tillegg inneholder et skyllevannsystem kan det lave vakuumnivået også hindre funksjonen til vannventilen.

I foreliggende oppfinnelse kan kloakkoppsamleren være for eksempel en toalettenhet eller toalettskål, urinal, vask, servant, dusj osv. Kloakken kan være kloakk (svart vann) fra en toalettenhet eller urinal eller gråvann fra en vask, servant, dusj osv. Skyllevannsystemet kan brukes avhengig av kloakkens kilde.

For å unngå dette problemet har man tidligere benyttet en vakuumbuffer i form av en vakuumbeholder koblet til kloakkrøret. En slik beholder må imidlertid være relativt stor for å kunne tilføre tilstrekkelig ekstra vakuumvolum. En stor beholder kre-ver ekstra plass og også ekstra rør eller slanger. Videre er installasjon av en slik beholder i en kloakkoppsamler eller et skall som omfatter denne nærmest umulig på grunn av den store størrelsen.

EP 1 130 180 A2 beskriver et avløpssystem med vakuum med et fast kammer eller tank i vakuumrøret, idet kammeret eller tanken har et større tverrsnittsareal enn vakuumrøret. Tanken øker volumet i vakuumrøret og tilveiebringer slik et vakuum-buffermiddel for avløpssystemet. Dette dokumentet betraktes å representere den nærmeste kjente teknikk.

I WO 9964778 er det beskrevet en tynnvegget høytrykks volumkompensator for et system med trykksatt flytende materiale. Denne kompensatoren er ikke koblet til et styringsmiddel.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et kloakksystem med vakuum hvor ulempene beskrevet over unngås og som er utstyrt med en effektiv vakuumøkningsenhet. En videre hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en vakuumbufferinnretning som forbedrer driften av kloakksystemet med vakuum. Disse hensiktene oppnås med et kloakksystem med vakuum som beskrevet i patentkrav 1.

Den grunnleggende ideen bak oppfinnelsen er å tilveiebringe et kloakksystem med vakuum med en vakuumbufferinnretning som gir ekstra vakuum for styring av tappeventilen og evt. også vannventilen på en effektiv og betimelig måte. Vakuumbufferinnretningen omfatteren aktiv bufferinnretning i fluid kommunikasjon med kontrollmekanismen og kloakkrøret. Betegnelsen aktiv betyr at bufferinnretningen skifter fra en første modus til en andre modus, og denne endringen resulterer i den ønskede økningen av vakuumnivået tilgjengelig for kontrollmekanismen.

Patentkrav 2 og 3 definerer fordelaktive installasjoner av den aktive bufferinnretningen.

En fordelaktig løsning for å oppnå det aktive kriteriet på den aktive bufferinnretningen oppnås ved at den aktive bufferinnretningen omfatter en kapsling med variabelt volum og en innretning for å ekspandere volumet på kapslingen fra en første modus til en andre modus, og ved at kapslingen er i fluid kommunikasjon med en første rørledning satt opp mellom kontrollmekanismen og kloakkrøret gjennom en strømningsåpning for å oppnå en sugeeffekt til første rørledning gjennom strøm-ningsåpningen.

Et slikt variabelt volum kan oppnås ved at kapslingen på den aktive bufferinnretningen omfatter en stiv skålformet del, en fleksibel membran festet på denne og en innretning for å øke volumet på kapslingen som omfatter en fjærinnretning.

Alternative måter å oppnå en slik kapsling kan omfatte en ekspanderbar belg, to motstående fleksible membraner festet til en rørformet innretning eller en sylinder med et stempel, hvor innretningen for å øke volumet på kapslingen omfatter en fjærinnretning.

En fordelaktig løsning for å regulere tidsinnstilling og varighet på sugeeffekten kan oppnås ved å utstyre strømningsåpningen med en dyse som kan dimensjoneres for å oppnå ønsket sugeeffekt i kombinasjon med fjærinnretningen.

Kloakksystemet med vakuum kan omfatte en rekke kloakkoppsamlere, og den aktive bufferinnretningen kan installeres i en eller flere kloakkoppsamlere eller innenfor skallet på en slik kloakkoppsamler på grunn av den lille størrelsen på den aktive bufferinnretningen.

Den aktive bufferinnretningen kan med fordel utstyres med en utløserenhet for å kontrollere innstillingen for økning av vakuumnivået for kontrollmekanismen mer nøyaktig.

Kloakksystemet med vakuum bør omfatte en aktiviseringsinnretning for å aktivisere funksjonen på kontrollmekanismen.

I det følgende beskrives foreliggende oppfinnelse i mer detalj kun ved bruk av ek-sempler, med referanse til vedlagte skjematiske tegninger, hvor:

Fig. 1 viser et kloakksystem med vakuum.

Fig. 2 viser en utførelse av en aktiv bufferinnretning.

Fig. 3 illustrerer flytkoblingene i kontrollenheten for kloakksystem med vakuum utstyrt med en aktiv bufferinnretning.

Fig. 4 viser alternative utførelser av en aktiv bufferinnretning.

Fig. 5 illustrerer flytkoblingene i kontrollenheten for kloakksystemet med vakuum utstyrt med en alternativ utførelse av en vakuumbufferinnretning. Fig. 1 illustrerer på en generell måte en utførelse av et kloakksystem med vakuum som omfatter en kloakkoppsamler 1, kloakkrør 3 koblet til kloakkoppsamleren med en tappeventil 2 og en vakuumgenererende innretning 4 for å generere vakuum i kloakkrøret 3. Kloakksystemet med vakuum er ustyrt med en kontrollmekanisme 5 som kontrollerer tappeventilen 2 og med en vakuumbufferinnretning som i henhold til foreliggende oppfinnelse er en aktiv bufferinnretning 10. Kloakksystemet med vakuum kan inneholde en rekke kloakkoppsamlere med tilhørende tappeventiler, (vannventiler), kontrollmekanismer og aktive bufferinnretninger, hvorved antallet vakuumgenererende enheter kan variere avhengig av planløsning og størrelse på hele systemet.

Kloakksystem med vakuum, inkludert kontrollmekanismer for vakuum, er velkjent i faget og er derfor ikke forklart i mer detalj i denne sammenhengen.

Kontrollmekanismen 5 er koblet til kloakkrøret 3 i punkt 33 ved siden av tappeventilen 2 i kloakkens strømningsretning (vist med en pil) via en første rørledning 31 og gjennom en tilbakeslagsventil 32. Kontrollmekanismen 5 er koblet til tappeventilen 2 via en andre rørledning 21. Kontrollmekanismen 5 er også utstyrt med en aktiviseringsinnretning 6, slik som en trykknapp eller en infrarød uløsningsenhet, som aktiviserer kontrollmekanismen 5 for å starte en spyle- eller tømmesekvens.

I denne utførelsen er kloakkoppsamleren 1 vist som en toalettskål som også er utstyrt med et skyllevannsystem som omfatter en vanntilførsel 7, en vannventil 8 og en skyllevanndyse 9 i sammenheng med toalettskålen. Kontrollmekanismen 5 sty-rer også funksjonen til vannventilen 8 og er koblet til denne via en tredje rørledning 81.

Kloakkoppsamleren kan også være et urinal, en vask, servant, dusj eller lignende som diskutert over. Skyllevannssystemet er valgfritt og dets bruk avhenger av ty-pen kloakkoppsamler.

Den aktive bufferinnretningen 10 er koblet til første rørledning 31, mellom kontrollmekanismen 5 og tilbakeslagsventilen 32. Den aktive bufferinnretningen 10 forsyner vakuumkloakksystemet med en vakuumøkning eller trykkutligner for å garantere tilstrekkelig og hensiktsmessig vakuumnivå for å åpne tappeventilen 2 og vannventilen 8, dersom denne benyttes. Fig. 1 er kun en skjematisk illustrasjon av en toalettenhet. Vanligvis er toalettskålen satt inne i et deksel hvor også tappeventilen, vannventilen og kontrollmekanismen er installert, ofte støttet av en rammestruktur. Det er åpenbart ikke mye plass i et slikt deksel. På grunn av den såkalte "aktive" egenskapen til den aktive bufferinnretningen kan dens volum holdes relativt lite og den kan dermed installeres i dekselet sammen med de andre komponentene. Denne fordelen kan også oppnås i sammenheng med andre typer kloakkoppsamlere. Fig. 2 viser en utførelse av en aktiv bufferinnretning 10, som danner en kapsel som omfatter en stiv skålformet del 101 med en påmontert fleksibel membran 103. Den stive skålformede delen 101 er ustyrt med en periferisk flens 102 hvor den fleksible membranen 103 er festet med en sneppkobling. Kapselen er utstyrt med en intern fjærinnretning 104. Den aktive bufferinnretningen har dermed variabelt volum, hvorved den interne fjærinnretningen er satt opp for å ekspandere volumet på den aktive bufferinnretningen 10 fra en første modus (Fig.3) til en andre modus (Fig. 2).

Videre er den stive skålformede delen utstyrt med en strømningsåpning 105 som er satt opp til å være i fluid kommunikasjon med den første rørledningen 31 i et punkt mellom kontrollmekanismen 5 og tilbakeslagsventilen 32 for å gi en sugeeffekt til den første rørledningen 31 når volumet i den aktive bufferinnretningen 10 ekspanderes fra første til andre modus. Strømningsåpningen 105 er utstyrt med en dyse 106 for å regulere strømningen. Denne sugeeffekten øker vakuumnivået i den førs-te rørledningen 31 og dermed øker vakuumnivået tilgjengelig for kontrollmekanismen 5 når tappeventilen 2 åpnes og forblir åpnet.

Funksjonen til den aktive bufferinnretningen 10 vil nå bli diskutert med referanse til fig. 3. Når kloakksystemet med vakuum er i hvile- eller standby tilstand er vakuum på et gitt nivå generert eller opprettholdt av den vakuumgenererende innretningen 4 (fig. 1) i kloakkrøret 3. Dette vakuumnivået er også tilgjengelig i den første rør-ledningen 31 gjennom tilbakeslagsventilen 32 og koblet til kloakkrøret i punkt 33 ved siden av tappeventilen 2. Når skylle- eller tømmesekvensen er utløst ved bruk av aktiviseringsenheten 6 (f.eks. ved å trykke på knappen som vist med svart pil), videresender kontrollmekanismen 5 vakuumet til tappeventilen 2 for åpning av denne. Dersom et skyllevannsystem benyttes videresender kontrollmekanismen 5 også vakuum på samme måte til vannventilen 8 for åpning av denne.

Men når tappeventilen 2 åpnes vil det skje et plutselig fall i vakuumnivået i kloakk-røret fordi atmosfæreluft kommer inn i tappeventilen fra kloakkoppsamleren 1. Dette betyr at vakuumnivået som er tilgjengelig for åpning av tappeventilen 2, og vannventilen 8 dersom den benyttes, ikke vil være tilstrekkelig for å åpne de nevnte ventilene skikkelig. I foreliggende oppfinnelse er dette unngått ved bruk av den aktive bufferinnretningen 10.

Strømningsåpningen 105 i den aktive bufferinnretningen 10 er koblet til den første rørledningen 31. Når vakuumnivået senkes i den første rørledningen utøves kraft gjennom strømningsåpningen 105 mot den fleksible membranen 103, hvorved den interne fjærinnretningen utløses slik at den aktive bufferenheten 10 ekspanderes fra sin første modus (fig. 3) til andre modus (fig. 2), noe som fører til et sug, dvs en vakuumgenererende effekt til den første rørledningen 31. Denne sugeeffekten øker dermed vakuumnivået tilgjengelig for kontrollmekanismen 5 og nødvendig for å åpne tappeventilen 2 og vannventilen 8.

Fordelene med den aktive bufferinnretningen i henhold til oppfinnelsen erat den aktive bufferenheten tilveiebringer tilstrekkelig vakuumnivå ved minimum volum. Kontrollmekanismen har tilstrekkelig vakuumnivå selv om flere kloakkoppsamlere tømmes samtidig og dermed reduseres risikoen for blokkering i tappeventilen. Vakuumbufferinnretningen fungerer også som trykkutjevner i kloakkrøret og tilkoble-de rørledninger.

Ønsket tidsbestem meise av økningen i vakuumnivå ved hjelp av den aktive bufferinnretningen 10 kan oppnås ved riktig dimensjonering av trykkreftene fra fjærinnretningen 104 og størrelsen på dysen 106 i strømningsåpningen 105.

Når tappeventilen 2 lukkes gjenopprettes vakuumnivået i kloakkrøret 3 og i første rørledning 31, noe som gjør at den aktive bufferinnretningen 10 returnerer til sin første modus, det vil si komprimert modus (fig. 3) når den fleksible membranen 103 dras mot den stive skålformede delen 101 og samtidig presser sammen fjærinnretningen 104 for påfølgende handling.

Fig. 4 viser, kun som eksempel, tre alternative utførelser A, B og C av en aktiv bufferinnretning 10. Alle tre utførelsene er utstyrt med en intern fjærinnretning 104 og en strømningsåpning 105 med en intern dyse 106. Den interne fjærinnretningen kan erstattes av for eksempel en elektrisk magnetinnretning.

Utførelse A omfatter en kapsling med variabelt volum som tilveiebringes av en ekspanderbar belg 107 som inneholder den interne fjærinnretningen 104. Utførelse B omfatter en kapsling med variabelt volum i form av to motstående fleksible membraner 109 festet på en rørformet innretning 108 med den interne fjærinnretningen 104. Utførelse C omfatter en kapsling med variabelt volum i form av en sylinder 110 med et stempel 111 og inkluderer den interne fjærinnretningen 104. Funksjonen til disse tre utførelsen korresponderer med funksjonen til utførelsen diskutert i sammenheng med fig. 3.

Fig. 5 illustrerer massestrømskoblingene i kontrollenheten til et kloakksystem med vakuum utstyrt med en alternativ aktiv bufferinnretning 10 (utførelse A i fig. 4) med en separat utløserinnretning. Komponentene og relaterte referansetall korre sponderer til de diskutert i sammenheng med fig. 3 og diskuteres derfor ikke i detalj i sammenheng med denne utførelsen.

Utløserinnretningen omfatter en trykksensor 11 som måler trykket i kloakkrøret 3. Trykksensoren 11 er koblet til en utløserinnretning 12 som er satt opp for å sam-handle med en låseinnretning 13 koblet til den aktive bufferinnretningen 10, en ekspanderbar belg 107. Når vakuumkloakksystemet er i hvile- eller stand-by stilling er et gitt vakuumnivå til stede i kloakkrøret 3 og den første rørledningen 31. Som et resultat reduseres vakuumnivået når tappeventilen 2 åpnes aktivert av kontrollmekanismen 5. På et gitt senket vakuumnivå er trykksensoren 11 satt opp til å løse ut utløserinnretningen 12, hvorved låseinnretningen 13 frigis. Dette resulterer i ekspansjon (økning i volum) av den ekspanderbare belgen 107 på grunn av kraften fra den interne fjærinnretningen 104 som resulterer i en sugeeffekt gjennom strømningsåpningen 105 til første rørledning 31, noe som øker vakuumnivået tilgjengelig for kontrollmekanismen 5.

Ønsket tidsbestem meise av økning i vakuumnivå kan oppnås ved riktig dimensjonering av fjærinnretningen 104 og strømningsåpningen 105 med dysen 106 samt ved å definere et gitt redusert trykk for aktivering av trykksensoren 11.

Korresponderende utløserinnretninger kan også brukes i sammenheng med de andre utførelsene av den aktive bufferinnretningen beskrevet over.

Tegningene og relaterte beskrivelser er kun ment for klargjøring av den grunnleggende ideen med oppfinnelsen. Oppfinnelsen kan variere i detalj innenfor omfanget av påfølgende patentkrav.

Claims

1. Kloakksystem med vakuum som omfatter en kloakkoppsamler (1), kloakkrør (3) koblet til kloakkoppsamleren med en tappeventil (2), en vakuumgenererende innretning (4) som genererer vakuum i kloakkrøret, en kontrollmekanisme (5) for styring av tappeventilen og en vakuumbufferinnretning, karakterisert vedat vakuumbufferinnretningen omfatteren aktiv bufferinnretning (10) i fluidkommunikasjon med kontrollmekanismen (5) og kloakk-røret (3), hvor betegnelsen aktiv betyr at bufferinnretningen skifter fra en første modus til en andre modus, og tilfører ekstra vakuum for å styre tappeventilen (2), når nevnte tappeventil (2) åpnes under bruk.

2. Kloakksystem med vakuum i henhold til krav 1, karakterisert vedat kontrollmekanismen (5) er i fluidkommunikasjon med kloakkrøret (3) gjennom en tilbakeslagsventil (32), at kontrollmekanismen (5) er satt opp for å tilføre vakuum til tappeventilen (2) for åpning av tappeventilen for å tømme kloakkoppsamleren (1) og ved at den aktive bufferinnretningen (10) settes opp mellom kontrollmekanismen (5) og tilbakeslagsventilen (32) for å tilføre ekstra vakuum til kontrollmekanismen (5) for åpning av tappeventilen (2).

3. Kloakksystem med vakuum i henhold til krav 1, karakterisert vedat vakuumkloakksystemet videre omfatter en vanntilførsel (7) for å tilføre skyllevann til kloakkoppsamleren (1), av at vanntilfør-selen (7) er koblet til en skyllevannsdyse (9) montert i kloakkoppsamleren (1) gjennom en vannventil (8), at kontrollmekanismen (5) er satt opp til å tilføre vakuum til vannventilen (8) for å åpne vannventilen for å tilføre skyllevann til kloakkoppsamleren, av at den aktive bufferinnretningen (10) er satt opp mellom kontrollmekanismen (5) og tilbakeslagsventilen (32) for å tilføre ekstra vakuum til kontrollmekanismen (5) for åpning av vannventilen (8).

4. Kloakksystem med vakuum i henhold til krav 1, karakterisert vedat den aktive bufferinnretningen (10) omfatter en kapsling med variabelt volum og en innretning for å utvide volumet på kapslingen fra en første modus til en andre modus, og ved at kapslingen er i fluidkommunikasjon med en første rørledning (31) satt opp mellom kontrollmekanismen (5) og kloakkrøret (3) gjennom en strømningsåpning (105) for å tilveiebringe en sugeeffekt til den første rørledningen (31) gjennom strømningsåpningen (105).

5. Kloakksystem med vakuum i henhold til krav 4, karakterisert vedat kapslingen i den aktive bufferinnretningen (10) omfatter en stiv skålformet del (101), en fleksibel membran (103) festet på denne og ved at innretningen for å utvide volumet på kapslingen omfatter en fjærinnretning (104).

6. Kloakksystem med vakuum i henhold til krav 4, karakterisert vedat kapslingen omfatter en ekspanderbar belg (107) , to motstående fleksible membraner (109) festet på en rørformet innretning (108) , eller en sylinder (110) med et stempel (111), og ved at innretningen for å ekspandere volumet på kapslingen omfatteren fjærinnretning (104).

7. Kloakksystem med vakuum i henhold til krav 4, karakterisert vedat strømningsåpningen (105) omfatteren dyse (106).

8. Kloakksystem med vakuum i henhold til krav 1, karakterisert vedat vakuumkloakksystemet omfatter en rekke kloakkoppsamlere og ved at den aktive bufferenheten (10) er installert separat i en eller flere kloakkoppsamlere (1) eller innenfor et skall som omslutter en slik kloakkoppsamler (1).

9. Kloakksystem med vakuum i henhold til krav 1, karakterisert vedat den aktive bufferenheten (10) er utstyrt med en utløserinnretning.

10. Kloakksystem med vakuum i henhold til krav 1, karakterisert vedat vakuumkloakksystemet omfatter en utløser-innretning (6) for å aktivere kontrollmekanismen (5).