PL175418B1

PL175418B1 - Podciśnieniowe urządzenie ściekowe

Info

Publication number: PL175418B1
Application number: PL94306394A
Authority: PL
Inventors: Hans Törnqvist
Original assignee: Evac Ab
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1998-12-31
Also published as: EP0659948B1; PL306394A1; SE9304217D0; SE9304217L; EP0659948A3; JPH07207745A; DE69424025T2; US5813061A; SE506007C2; DE69424025D1; EP0659948A2; ATE191943T1; JP3524182B2

Abstract

1. Podcisnieniowe urzadzenie sciekowe, majace zespól odbierania scieków oprózniany od czasy do czasu poprzez otwór wylotowy tego zespolu, normalnie za- mkniety zawór sciekowy do sterowania przeplywu scie- ków z zespolu odbierania scieków poprzez otwór wylotowy, komore gromadzenia scieków, rure sciekowa, która ma czesc górna dolaczona do zaworu sciekowego i czesc dolna dolaczona do komory gromadzenia scie- ków, ejektor posiadajacy rure ssawna, rure odplywowa i wlot czynnika roboczego, oraz srodki do sterowania dzialaniem ejektora, aby wytwarzac znaczne podcisnie- nie w górnej czesci rury sciekowej przed otwarciem zaworu sciekowego, znam ienne tym, ze m a ejektor (5) z gazowym czynnikiem roboczym, wbudowany w rure sciekowa (4, 7) jako element przeplywowy tak, ze górna czesc (4) rury sciekowej stanowi rure ssaw na ejektora (5), a dolna czesc (7) rury sciekowej stanowi rure odply- wowa ejektora (5), przy czym scieki sa transportowane w cyklu transportowym, najpierw w górnej czesci (4) rury sciekowej n a skutek róznicy cisnienia pomiedzy atmosfera a podcisnieniem wytwarzanym przez ejektor (5), nastepm e przeplywaja przez ejektor (5), zas tran s- port scieków w dolnej czesci (7) rury sciekowej jest przeprowadzany lub wspomagany przez cisnienie pneu- matyczne wytwarzane przez ejektor (5) w rurze odply- wowej. F i g . 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest podciśnieniowe urządzenie ściekowe.

W podciśnieniowym urządzeniu ściekowym w rurze ściekowej musi być utrzymane podciśnienie, aby było możliwe odprowadzanie ścieków. Z drugiej strony korzystne jest utrzymywanie w zbiorniku ścieków ciśnienia atmosferycznego, ponieważ zbiornik ten może być wtedy mniej wytrzymały i łatwiejsze jest jego opróżnianie. Znane, przykładowo z opisów patentowych US-A-3629099, US-A-4184506 i uS-A-4034421, rozwiązania mające na celu osiągnięcie tego są jednak stosunkowo skomplikowane i kosztowne.

Jest znane stosowanie ejektorów jako źródła podciśnienia w podciśnieniowych urządzeniach ściekowych. Przykładowo, opis patentowy US-A-4034421 przedstawia urządzenie z ejektorem z ciekłym czynnikiem roboczym przy dolnym końcu rury ściekowej, przy czym ejektor ten wytwarza podciśnienie niezbędne do transportowania ścieków. To znane rozwiązanie jest jednak kosztowne ze względu na konieczność zastosowania oddzielnej pompy obiegowej do doprowadzania czynnika roboczego do ejektora. Ponadto, sprawność wytwarzania podciśnienia jest niewielka, zwykle tylko około 5%. Oprócz tego czynnikiem roboczym ejektora jest nieoczyszczona ciecz ściekowa, która stawia specjalne wymagania, np. dotyczące oczyszczania itd., w stosunku do pompy obiegowej i ejektora. Również w opisie patentowym US-A-4791688 przedstawiono podobne urządzenie, w którym ponadto stosowane jest dodatkowe zewnętrzne źródło powietrza w celu zapewnienia transportu ścieków.

Podciśnieniowe urządzenia ściekowe zawierają zazwyczaj zespół odbierania ścieków opróżniany od czasu do czasu poprzez otwór wylotowy tego zespołu, normalnie zamknięty zawór ściekowy do sterowania przepływu ścieków z zespołu odbierania ścieków poprzez otwór wylotowy, komorę gromadzenia ścieków, rurę ściekową, która ma część górną dołączoną do zaworu ściekowego i część dolną dołączoną do komory gromadzenia ścieków, ejektor posiadający rurę ssawną, rurę odpływową i wlot czynnika roboczego, oraz środki do sterowania działania ejektora, aby wytwarzać znaczne podciśnienie w górnej części rury ściekowej przed otworzeniem zaworu ściekowego.

Celem wynalazku jest uproszczenie wyposażenia potrzebnego w podciśnieniowym urządzeniu ściekowym, w którym zbiornik ścieków jest trzymany pod ciśnieniem atmosferycznym.

Według wynalazku cel ten osiągnięto przez opracowanie podciśnieniowego urządzenia ściekowego, charakteryzującego się tym, że ma ejektor z gazowym czynnikiem roboczym, wbudowany w rurę ściekową jako element przepływowy tak, że górna część rury ściekowej stanowi rurę ssawną ejektora, a dolna część rury ściekowej stanowi rurę odpływową ejektora, przy czym ścieki są transportowane w cyklu transportowym, najpierw w górnej części rury ściekowej na skutek różnicy ciśnienia pomiędzy atmosferą a podciśnieniem wytwarzanym przez ejektor, następnie przepływają przez ejektor, zaś transport ścieków w dolnej części rury ściekowej jest przeprowadzany lub wspomagany przez ciśnienie pneumatyczne wytwarzane przez ejektor w rurze odpływowej.

A zatem potrzebne podciśnienie w rurze ściekowej wytwarzane jest za pomocą ejektora z gazowym czynnikiem roboczym, umieszczonego jako integralna część samej rury ściekowej. Czynnikiem roboczym ejektora jest korzystnie powietrze, ale mogą być również stosowane inne sprężone gazy lub mieszaniny gazów. Ejektor jest umieszczony korzystnie stosunkowo blisko zespołu, który ma być opróżniany do podciśnieniowego urządzenia ściekowego. Typowym takim zespołem jest muszla klozetowa, której wylot jest dołączony do podciśnieniowego urządzenia ściekowego poprzez normalnie zamknięty zawór ściekowy. Wynalazek umożliwia znaczne zmniejszenie ilości energii potrzebnej przy każdym opróżnianiu muszli klozetowej itp. Równocześnie liczba części potrzebnych w tym urządzeniu jest zmniejszona do minimum.

Przy stosowaniu rozwiązania według wynalazku istnieje ryzyko, że w transporcie ścieków za ejektorem wystąpi tymczasowe zatrzymanie lub zwolnienie. W takim przypadku działanie ejektora spowoduje gwałtowny wzrost ciśnienia w rurze ściekowej i ciśnienie to może przemieszczać się do dowolnego zespołu, takiego jak muszla klozetowa dołączona podczas spłukiwania do rury ściekowej, co wytworzyłoby niepożądane uderzenie ciśnieniowe w zespole odbierania ścieków (np. w muszli klozetowej) w złym kierunku. Pomiędzy zespołem odbierania ścieków, który ma być opróżniony, a ejektorem można zastosować elementy zabezpieczające, które eliminują to niebezpieczeństwo. Jeżeli ciśnienie pomiędzy ejektorem a zespołem odbierania ścieków, kiedy zawór ściekowy jest otwarty, wzrośnie powyżej ciśnienia w tym zespole, te urządzenia zabezpieczające szybko zamykaj ą ejektor lub za pomocą innych środków zmnie^e szają lub eliminują wzrost ciśnienia. Urządzenia zabezpieczające mogą zawierać zawór odciążający w postaci giętkiego węża, znajdującego się normalnie w położeniu zgiętym, w którym to położeniu w tym wężu jest utworzone zamykające załamanie, jak również czujnik ciśnienia dołączony do układu zasilania ejektora gazowym czynnikiem roboczym. Wąż ten powinien mieć możliwość przyjęcia pod działaniem ciśnienia wewnętrznego położenia wyprostowanego, w którym załamanie otwiera się i tworzy kanał przepływowy. Kiedy w rurze ściekowej panuje podciśnienie, zamykające załamanie węża działa jak zawór zwrotny, ponieważ zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne zamyka to załamanie węża, tak że tworzy ono całkowicie szczelne zamknięcie. Dla wypływu poprzez wąż przewidziany jest kanał rurowy, który jest przykładowo dołączony do zbiornika ścieków w urządzeniu według wynalazku.

W ten sposób uzyskuje się maksymalne zabezpieczenie, ponieważ można równocześnie osiągnąć wyłączenie ejektora oraz zmniejszenie ciśnienia.

W urządzeniu według wynalazku posiadającym optymalne właściwości wystarczy, że ejektor otrzymuje sprężone powietrze przez co najwyżej kilku sekund. Przy ciśnieniu dynamicznym w układzie sprężonego powietrza, wynoszącym około 0,5 MPa nadciśnienia, do opróżnienia muszli klozetowej potrzebne jest normalnie doprowadzanie sprężonego powietrza przez czas krótszy niż 5 sekund. Ciśnienie w rurze ściekowej pomiędzy zaworem ściekowym a ejektorem jest przy tym zmniejszane o około 25-45%, co wystarcza do zapewnienia skutecznego opróżnienia muszli klozetowej. Dość powietrza dostarczanego do ejektora jest normalnie rzędu wielkości 1000 l/min, przy czym objętość powietrza oblicza się przy normalnej temperaturze i ciśnieniu, tzn. przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym i przy temperaturze 0°C. Oczywiście korzystne jest możliwie jak największe zmniejszenie ilości powietrza doprowadzonego do ejektora bez powodowania żadnego ryzyka, jeśli chodzi o bezpieczne działanie urządzenia, ponieważ im mniejsze jest zużycie powietrza, tym mniejsze jest zużycie energii.

Na zużycie energii w jednym cyklu opróżniania ma również wpływ objętość przestrzeni, w której ma być wytworzone podciśnienie. Im mniejsza jest objętość, tym mniejsze jest zużycie energii. Część rury ściekowej, w której wytwarzane jest podciśnienie, nie może być jednak zbyt krótka, ponieważ objętość, w której panuje podciśnienie, będzie wtedy za mała do zapewnienia skutecznego opróżnienia muszli klozetowej. Zaleca się, aby długość rury ściekowej pomiędzy zaworem ściekowym a ejektorem wynosiła 1 -5 metrów, korzystnie 2-3 metry, a wielkość otworu w niej wynosiła około 50 mm.

Ejektor może być skonstruowany na wiele różnych sposobów. Jedna konstrukcja, zwykle stosowana w ejektorach, polega na tym, że rura ssawna łączy się z rurą odpływową pod pewnym kątem. Korzystne jest wtedy, gdy część rury ściekowej dołączona do ejektora i część rury ściekowej za ejektorem tworzą razem kąt przynajmniej 120°, korzystnie przynajmniej 135°. Przy mniejszych kątach występuje większe ryzyko zakłóceń przepływu ścieków poprzez rurę ściekową. Istnieje również możliwość rozwiązania, w którym górna i dolna część rury ściekowej przebiegają głównie lub zasadniczo liniowo poprzez ejektor a, czynnik roboczy ejektora jest wprowadzany w rurę ściekową w miejscach rozmieszczonych na obwodzie ścianki rury ściekowej, albo poprzez dyszę, która przechodzi z zewnątrz rury ściekowej poprzez ściankę do wnętrza tej rury ściekowej. W tym ostatnim przypadku ważne jest, by człon dyszowy miał takie rozbieżne powierzchnie, aby praktycznie wyeliminowane było ryzyko zatrzymania materiału ściekowego przez człon dyszowy lub przez jego człony zamocowania.

175 418

Działanie ejektora, w którym czynnik roboczy stanowi powietrze, może być dodatkowo wspomagane przez wyposażenie tej części rury ściekowej, która stanowi rurę odpływową ejektora, w sekcji, gdzie ejektor wytwarza znaczne podciśnienie, w wewnętrzny, giętki człon tulejowy tworzący pomiędzy swą zewnętrzną powierzchnią a rurą ściekową przestrzeń zamkniętą szczelnie w stosunku do wnętrza rury ściekowej. Przestrzeń ta jest połączona z atmosferą otaczającą rurę ściekową. Podczas działania ejektora ten człon tulejowy umieszczony w taki sposób będzie ściskany przez siły przepływu i przez ciśnienie otaczającej atmosfery do średnicy, która jest znacznie mniejsza niż średnica rury ściekowej. Taki elastyczny człon ściekowy znacznie polepsza działanie ejektora i można zmniejszyć wtedy ilość sprężonego powietrza, w wielu przypadkach nawet o dwie trzecie. Człon tulejowy może mieć długość wynoszącą tylko około 10 cm. Jest on korzystnie zamontowany bezpośrednio za tą sekcją, gdzie rura ssawna ejektora łączy się z rurą odpływową ejektora. W celu uzyskania najlepszego działania korzystne jest wyposażenie górnej części członu tulejowego w pewną liczbę osiowo usytuowanych usztywniaczy, zapewniających prowadzenie ruchu ściskania członu tulejowego, zwłaszcza w fazie początkowej tego ruchu. Ściskanie odpowiednio skonstruowanego gumowego członu tulejowego o grubości ścianki około 1 mm i o długości 110 mm, który jak opisano jest zamontowany w rurze ściekowej o średnicy otworu 54 mm, może dawać w wyniku swobodny otwór w środku członu tulejowego mający średnicę tylko około 10 mm.

Korzystnie, urządzenie według wynalazku ma zawór do sterowania doprowadzania sprężonego gazu do ejektora.

Podciśnieniowe urządzenie ściekowe może zawierać więcej niż jeden zespół odbierający ścieki, chociaż nie powinno być zbyt dużo takich zespołów, aby zużycie sprężonego powietrza (lub innego gazu) utrzymane było na rozsądnym poziomie.

Rozwiązanie według wynalazku jest znacznie prostsze niż znane urządzenia. Ponieważ jako czynnik roboczy ejektora preferuje się zastosowanie powietrza, rozwiązanie to jest szczególnie odpowiednie do stosowania w pociągach lub innych pojazdach transportu pasażerskiego, posiadających układ sprężonego powietrza, który, chociaż głównie służy do innych celów, może być użyty jako układ zasilania ejektora podciśnieniowego urządzenia ściekowego według wynalazku. W takim przypadku zastosowanie rozwiązania według wynalazku nie wymaga kosztów związanych z dodatkowym układem sprężonego powietrza, ponieważ wydajność takich układów pneumatycznych jest zwykle wystarczająca dla ograniczonego użycia wymaganego przez urządzenie według wynalazku. Gdyby z jakiegoś powodu korzystniejsze było zastosowanie innego gazu lub mieszaniny gazów niż powietrze, w charakterze czynnika roboczego w ejektorze, może być to zrealizowane w ramach ogólnego zakresu tego wynalazku.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania, uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie podciśnieniowe urządzenie ściekowe według wynalazku, fig. 2 - zawór odciążający urządzenia według wynalazku w przekroju, fig. 3 - ejektor urządzenia według wynalazku w przekroju osiowym, fig. 4 - gumowy człon tulejowy stanowiący część ejektora pokazanego na fig. 3 w widoku z boku, fig. 5 - gumowy człon tulejowy z fig. 4 w położeniu zwężonym w widoku czołowym, fig. 6 i 7 - ejektory innych przykładów realizacji niż ejektor pokazany na fig. 1i 3, a fig. 8 przedstawia przykładowy wykres czasowy różnych funkcji podciśnieniowego urządzenia ściekowego według wynalazku.

Muszla klozetowa 1 ma wylot 2 normalnie zamknięty zaworem tarczowym 3, który może być typu opisanego w opisie patentowym US-A-4713847. Górny koniec podciśnieniowego kanału ściekowego zawiera rurę ściekową 4, która jest bezpośrednio dołączona do zaworu tarczowego 3. W celu opróżnienia muszli klozetowej 1 w podciśnieniowym kanale ściekowym wytwarzane jest podciśnienie za pomocą ejektora powietrznego 5, który stanowi integralną część rury ściekowej. Za ejektorem 5 rura ściekowa 7 prowadzi do zbiornika ściekowego 6. Rura ściekowa 7 usytuowana pomiędzy ejektorem 5 a zbiornikiem 6 nie wchodzi w skład podciśnieniowego kanału ściekowego, ponieważ jest ona po stronie ciśnieniowej ejektora 5. Również zbiornik 6 jest usytuowany poza układem podciśnieniowym i w konsekwencji jest pod ciśnieniem atmosferycznym.

Aby opróżnić muszlę klozetową 1 użytkownik naciska przycisk 8 lub uruchamia inne odpowiednie urządzenie przekazujące sygnał elektryczny do ośrodka sterowania 9, który kon6

175 418 troluje wszystkie funkcje tego urządzenia. Po uruchomieniu przycisku 8 ośrodek sterowania 9 otwiera zdalnie sterowany zawór 10 doprowadzania powietrza dołączony do ejektora 5, na skutek czego sprężone powietrze z rury 11 układu sprężonego powietrza dopływa szybko do ejektora. Sprężone powietrze stanowi czynnik roboczy ejektora i wytwarza w bardzo krótkim czasie znaczne podciśnienie w ejektorze i w rurze ściekowej 4. Po około 2,5 s w rurze ściekowej 4 otrzymywany jest żądany poziom ciśnienia, to znaczy zmniejszenie ciśnienia o około 40%. Potem zawór tarczowy 3 gwałtownie otwiera się i ciśnienie atmosferyczne natychmiast powoduje wepchnięcie zawartości muszli klozetowej 1 do rury ściekowej 4. Ejektor 5 działa potem nadal i utrzymuje podciśnienie za korkiem ścieków, który porusza się bardzo szybko z muszli klozetowej 1 poprzez rurę 4. Równocześnie ejektor 5 przedmuchując rurę 7 oczyszczają z cieczy lub zanieczyszczeń znajdujących się ewentualnie w niej. W pokazanym przykładzie realizacji odległość L pomiędzy zaworem tarczowym 3 a ejektorem 5 wynosi około 2,3 m. Aby zabezpieczyć układ przed niepożądanymi udarami ciśnienia, podciśnieniowa rura ściekowa 5 jest wyposażona w zawór odciążający 13 i czujnik ciśnienia 17 dołączony do ośrodka sterowania 9. Po wykryciu wzrostu ciśnienia w rurze 4 czujnik ciśnienia 17 szybko zamyka zawór 10, wstrzymując przez to dalsze doprowadzanie powietrza do ejektora 5.

Kiedy ejektor 5 działa, a zawór 3 jest otwarty, muszla klozetowa 1 otrzymuje również potrzebną ilość cieczy spłukującej, która czyści wewnętrzną powierzchnię muszli. Działanie to nie zostało opisane szczegółowo, ponieważ jest znane i nie ma żadnego wpływu na zastosowanie wynalazku.

Jak objaśniono bardziej szczegółowo w odniesieniu do fig. 8, ejektor jest normalnie zamykany około 0,5 s po otworzeniu zaworu 3. W tym czasie ścieki dochodzą do ejektora 5 i mijają go. Ponieważ ścieki są przemieszczane do przodu przez ciśnienie atmosferyczne, ważne jest, by zawór 3 był otwarty wystarczająco długo, zwykle około 3 s, tak aby wystarczająco duża ilość powietrza przepływała przez wylot 2 muszli klozetowej do rury ściekowej 4. Kiedy zawór 3 po opróżnieniu muszli klozetowej 1 jest znowu zamknięty, ośrodek sterowania 9 utrzymuje go w stanie zamkniętym przez przynajmniej około 5 s, aby zapewnić, że całe ścieki dojdą do zbiornika 6 przed następnym spłukiwaniem.

Na figurze 2 pokazano schematycznie prosty zawór odciążający w postaci giętkiego węża 12. Wąż 12 jest otoczony rurą osłonową 13 i jest zagięty w przybliżeniu pod kątem 90°, tak że w wężu tym utworzone jest załamanie 14. Wnętrze węża 12 jest połączone poprzez otwór 15 z wnętrzem podciśnieniowej rury ściekowej 4. Załamanie 14 całkowicie zamyka wąż 12, zwłaszcza kiedy ciśnienie na zewnątrz węża jest większe niż ciśnienie we wnętrzu podciśnieniowej rury ściekowej 4, ale również wówczas, gdy jest niewielka różnica lub nie ma żadnej różnicy ciśnienia pomiędzy zewnętrzną stroną węża a wnętrzem podciśnieniowej rury ściekowej, a to ze względu na ciężar wolnej części końcowej węża (na prawo od załamania 14 na fig. 2). Jeżeli w rurze ściekowej 4 wystąpi nadciśnienie, wąż 12 jest pod działaniem tego nadciśnienia i zostaje nieco wyprostowany, aby przyjąć położenie 12a pokazane linią przerywaną na fig. 2. W tym położeniu 12a otwór 14a jest utworzony w miejscu, gdzie normalnie wąż jest zamknięty przez zagięcie 14. Nadciśnienie może być więc odprowadzone poprzez ten otwór 14a. Rura osłonowa 13 ma przedłużenie nie pokazane na fig. 2. To przedłużenie 13a łączy w odpowiedni sposób zawór odciążający z rurą ściekową 7 za ejektorem, jak to schematycznie pokazano na fig. 1, albo bezpośrednio ze zbiornikiem 6, w obu przypadkach w sposób umożliwiający przepływ na zasadzie grawitacji.

Na figurze 3 pokazano schematycznie korzystny przykład realizacji ejektora w urządzeniu według wynalazku. Podciśnieniowa rura ściekowa 4 tworzy kąt 135° z rurą ściekową 7 za ejektorem 5. W pokazanym przykładzie realizacji podciśnieniowa rura ściekowa 4 jest zasadniczo pozioma, a rura ściekowa 7 jest pochylona do dołu w kierunku przepływu. Jest również możliwe, by rury 4 i 7 były zasadniczo równoległe, ale na różnych poziomach i/lub w różnych płaszczyznach pionowych, przy czym rura ściekowa 4 tuż przed ejektorem 5 jest zgięta pod kątem około 45° dla połączenia jej z ejektorem. Jednakże przykład realizacji pokazany na fig. 3 okazał się najlepszy ze względu na swą niezawodność działania.

Czynnik roboczy ejektora 5 jest wprowadzany w ten ejektor poprzez rurę 11 pod ciśnieniem dynamicznym około 0,5 MPa. Jest on wprowadzany poprzez otwór o średnicy około 3 mm

175 418 przy końcu rury 11 w ejektor 5 i przepływa zasadniczo w kierunku wzdłuż rury ściekowej 7. Bezpośrednio za rurą 11 działanie ejektora wytwarza znaczne podciśnienie w obszarze o długości kilkudziesięciu centymetrów. W przybliżeniu pośrodku tego obszaru, w kierunku wzdłużnym, umieszczona jest giętka tuleja gumowa 18. Pomiędzy zewnętrzną powierzchnią tulei 18 a otaczającą ścianką 16 rury utworzonajest komora ciśnieniowa, którajest poprzez otwór 19 połączona z atmosferą. Ponieważ tuleja 18 jest zagięta lub zawinięta podwójnie przy swym dolnym końcu, jak pokazano na fig. 3 i 4, ma ona stosunkową dużą swobodę ruchu. Podciśnienie wytwarzane w ejektorze 5 we współdziałaniu z ciśnieniem atmosferycznym, które poprzez otwór 19 działa na tuleję 18, powoduje zwężenie tulei przez tworzenie zagięć, jak pokazano schematycznie na fig. 5. Swobodny koniec 20 w środku zwężonej tulei ma średnicę tylko około 10 mm. Zwężanie tulei ma bardzo korzystny wpływ na skuteczność ejektora i silnie przyczynia się do zmniejszenia zużycia powietrza w ejektorze. Kiedy ścieki przechodzą przez tuleję 18, zgięta tuleja rozszerza się tak, że większe części składowe w postaci stałej również mogą przechodzić bez trudności przez tuleję.

Jak wynika z fig. 4, tuleja 18 ma przy swym końcu wlotowym pierścień usztywniający 21, od którego odchodzą cztery osiowo przebiegające usztywniacze rozmieszczone w odstępach na obwodzie prawie do wzdłużnej części środkowej tulei w jej miejscu podwójnego zawinięcia. Usztywniacze 22 powodują, że tuleja 18 zwęża się w pożądany sposób, tak że powstają regularne zagięcia według fig. 5. Na fig. 5 pokazano tuleję 18 w widoku od jej dolnego końca. Grubość ścianki tulei 18 wynosi około 1 mm, a grubość pierścienia usztywniającego 21 i usztywniaczy 22 jest w przybliżeniu dwukrotnie większa. W przykładzie wykonania według fig. 3 rura 7 za ejektorem 5 ma średnicę w przybliżeniu 40% większą niż podciśnieniowa rura ściekowa 4 przed ejektorem. Zmniejsza to ryzyko wstrzymania przepływu lub zbyt wolnego przepływu w rurze 7.

Na figurze 6 pokazano ejektor 5a, który przeznaczony jest do przykładu realizacji, gdzie podciśnieniowa rura ściekowa 4 i rura ściekowa 7 za ejektorem są w konfiguracji liniowej względem siebie. Czynnik roboczy ejektora jest dostarczany rurą 11 a, która od zewnątrz przebiega zasadniczo pod kątami prostymi przez ściankę obudowy 5a ejektora do jego środka. Aby składniki ścieków w postaci stałej, zwłaszcza składniki włókniste, nie były chwytane przez rurę 11a, rura ta jest wyposażona po swej górnej stronie w płytkę odchylającą 23, lub podobne, której krawędź górna 23a jest pochylona pod kątem korzystnie najwyżej 30° w stosunku do wewnętrznej powierzchni obudowy ejektora do góry rury 11a. Bezpośrednio za rurą zasilającą 11a, ejektor 5a ma zwężoną, ograniczającą przepływ część 24, za którą usytuowanajest rozszerzająca się część 25, przy czym części te są utworzone w sposób konwencjonalny w ejektorach. W ejektorze pokazanym na fig. 3 zwężone części rury, takie jak 24 i 25, nie są konieczne, ponieważ tuleja 18 spełnia zasadniczo tę samą funkcję.

Na figurze 7 pokazano inny ejektor 5b również przeznaczony do liniowego montażu rury ściekowej. W tym przykładzie realizacji powietrze jest doprowadzane poprzez rurę zasilającą 11b pokazaną schematycznie na fig. 7 do pierścieniowego kanału 11c, skąd powietrze jest poprzez wiele rozmieszczonych na obwodzie kanałów zasilających 11d wdmuchiwane prawie osiowo w rurę przepływową ejektora 5b.

Na figurze 8 przedstawiono schematycznie przebiegi działania podczas opróżniania muszli klozetowej 1 w urządzeniu według fig. 1. Cykl opróżniania rozpoczyna się od naciśnięcia na krótki czas przycisku 8, co przedstawia sektor 8a. Ejektor 5 zostaje uruchomiony i działa przez około 3 s, co zaznaczono przez sektor 5c. Około pół sekundy przed końcem fazy działania ejektora 5 zostaje otworzony zawór tarczowy 3 i jest trzymany w stanie otwartym przez około 3 s, co zaznaczono przez sektor 3a. Działanie ejektora zmniejsza ciśnienie w podciśnieniowej rurze ściekowej 4 o około 40 kPa, co przedstawia krzywa 4a. Kiedy zawór tarczowy 3 otworzy się, ciśnienie w rurze 4 gwałtownie zwiększa się i po około jednej lub po kilku sekundach osiąga swą pierwotną wartość. Po zamknięciu zaworu tarczowego 3 układ zostaje zamknięty na czas I około 5 s, aby uniemożliwić bardzo częste powtarzanie się spłukiwań, które mogłyby spowodować zakłócenia działania urządzenia.

Średnica otworu rury ściekowej pomiędzy zespołem odbierającym ścieki a zbiornikiem ściekowym powinna być korzystnie nie większa niż 55 mm, a idealnie powinna być nie większa niż 50 mm.

175 418

We wszystkich opisanych przykładach realizacji ejektor, w którym czynnik roboczy stanowi powietrze lub inny gaz, jest usytuowany pomiędzy końcami rury ściekowej lub rur łączących zawór tarczowy 3 ze zbiornikiem ściekowym 6. Typowo zarówno górna część 4 rury ściekowej jak i dolna część 7 rury ściekowej ma długość przynajmniej 1 m.

Podciśnieniowe urządzenie ściekowe według wynalazku może zawierać więcej niż jedną muszlę klozetową lub zespół odbierania ścieków. Górna część rury ściekowej 4 może być zatem dołączona do więcej niż jednej muszli klozetowej 1, chociaż nie powinno być zbyt wiele muszli klozetowych dołączonych w ten sposób, aby utrzymać pobór sprężonego powietrza na rozsądnym poziomie. Typowo zatem para muszli klozetowych może być dołączona do ejektora poprzez tę samą część rury ściekowej. Korzystnie jednak opróżnianie muszli będzie kontrolowane tak, aby opróżnianie obu muszli klozetowych nie było rozpoczynane w tym samym czasie.

175 418

FisnF £

U \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\VV

7///\/77^	i 1	//////////
	15

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Podciśnieniowe urządzenie ściekowe, mające zespół odbierania ścieków opróżniany od czasy do czasu poprzez otwór wylotowy tego zespołu, normalnie zamknięty zawór ściekowy do sterowania przepływu ścieków z zespołu odbierania ścieków poprzez otwór wylotowy, komorę gromadzenia ścieków, rurę ściekową, która ma część górną dołączoną do zaworu ściekowego i część dolną dołączoną do komory gromadzenia ścieków, ejektor posiadający rurę ssawną, rurę odpływową i wlot czynnika roboczego, oraz środki do sterowania działaniem ejektora, aby wytwarzać znaczne podciśnienie w górnej części rury ściekowej przed otwarciem zaworu ściekowego, znamienne tym, że ma ejektor (5) z gazowym czynnikiem roboczym, wbudowany w rurę ściekową (4,7) jako element przepływowy tak, że górna część (4) rury ściekowej stanowi rurę ssawną ejektora (5), a dolna część (7) rury ściekowej stanowi rurę odpływową ejektora (5), przy czym ścieki są transportowane w cyklu transportowym, najpierw w górnej części (4) rury ściekowej na skutek różnicy ciśnienia pomiędzy atmosferą a podciśnieniem wytwarzanym przez ejektor (5), następnie przepływają przez ejektor (5), zaś transport ścieków w dolnej części (7) rury ściekowej jest przeprowadzany lub wspomagany przez ciśnienie pneumatyczne wytwarzane przez ejektor (5) w rurze odpływowej.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pomiędzy zespołem (1) odbierania ścieków, który ma być opróżniony, a ejektorem (5) umieszczone są elementy zabezpieczające (13, 17), przeznaczone do szybkiego zamykania ejektora (5) i/lub zmniejszania wzrostu ciśnienia w inny sposób, jeżeli ciśnienie pomiędzy ejektorem (5) a zespołem (1) odbierania ścieków wzrośnie powyżej ciśnienia w zespole (1) odbierania ścieków, kiedy zawór ściekowy (3) jest otwarty.
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że elementy zabezpieczające zawierają zawór odciążający w postaci giętkiego węża (12), znajdującego się normalnie w położeniu zgiętym, w którym to położeniu w tym wężu (12) jest utworzone zamykające załamanie (14).
4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że układ zasilania ejektora (5) gazowym czynnikiem roboczym jest przeznaczony do doprowadzania sprężonego powietrza.
5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że górna i dolna część (4, 7) rury ściekowej są dołączone do ejektora (5) pod kątem i tworzą ze sobą kąt przynajmniej 120°, korzystnie przynajmniej 135°.
6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że górna i dolna część (4, 7) rury ściekowej przebiegają zasadniczo liniowo poprzez ejektor (5) a czynnik roboczy ejektora (5) jest wprowadzany w rurę ściekową w miejscach (11d) rozmieszczonych na obwodzie ścianki rury ściekowej lub poprzez dyszę (11a) przechodzącą od zewnątrz poprzez ściankę rury ściekowej.
7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 5 albo 6, znamienne tym, że długość (L) górnej części (4) rury ściekowej pomiędzy zaworem ściekowym (3) a ejektorem (5) wynosi 1 - 5 m, korzystnie 2 - 3 m.
8. Urządzenie według zastrz. 1, albo 5, albo 6, znamienne tym, że dolna część (7) rury ściekowej, która stanowi rurę odpływową ejektora (5), w strefie, gdzie działanie ejektora (5) powoduje znaczne podciśnienie, zawiera wewnętrzny giętki człon tulejowy (18), który pomiędzy swą zewnętrzną powierzchnią a ścianką (16) otaczającej rury tworzy przestrzeń uszczelnioną względem wnętrza rury ściekowej, która to przestrzeń jest połączona z otaczającą atmosferą, tak że człon tulejowy (18), podczas pracy ejektora (5), zwęża się pod wpływem sił przepływu i ciśnienia atmosferycznego do średnicy, która jest znacznie mniejsza niż średnica rury ściekowej (4).
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że człon tulejowy (18) jest zamontowany bezpośrednio za sekcją, gdzie rura ssawna ejektora (5) łączy się z rurą odpływową ejektora (5), i ma długość w swym położeniu zamontowanym około 10 cm.

175 418
10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że górna część tulejowego członu (18) jest wyposażona w pewną liczbę usztywniaczy (21, 22).
11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ma zawór (10) do sterowania doprowadzania sprężonego gazu do ejektora (5).