PL213989B1

PL213989B1 - Waste water intermediate pumping station

Info

Publication number: PL213989B1
Application number: PL387578A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Korczak; Tadeusz Chmielniak; Karol Kuś; Grzegorz Peczkis
Original assignee: Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2013-06-28
Also published as: PL387578A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest przepompownia ścieków, w której zastosowano ciecz roboczą zasilającą pompy przeponowe do ścieków, a krążenie cieczy roboczej w obiegach zamkniętych jest wymuszone pompą wyporową.The subject of the invention is a sewage pumping station in which a working liquid is used to supply diaphragm pumps for sewage, and the circulation of the working liquid in closed circuits is forced by a positive displacement pump.

W znanych przepompowniach ścieków z zastosowaną cieczą roboczą zasilającą pompy przeponowe lub przewodowe do ścieków, jej krążenie w obiegach zamkniętych jest wymuszane pompą tłokową lub nurnikową napędzaną mechanizmem korbowym zamieniającym ruch obrotowy silnika elektrycznego na ruch posuwisto zwrotny tłoka lub nurnika [Weismann D.: Komunalne przepompownie ścieków. Wyd. „Seidel-Przywecki” Sp. z o.o. Warszawa 2001.]. Taka zasada działania pompy powoduje, że strumień cieczy roboczej a w rezultacie i wydajność pompy przeponowej ścieków zmienia się cyklicznie i ma przebieg zbliżony do sinusoidalnego. Ewentualne wyrównanie strumienia w rurociągu tłocznym wymaga zastosowania powietrznika. Ponadto taka konstrukcja wymagająca zastosowania mechanizmu korbowego a też przekładni jest stosunkowo droga i w rezultacie nie znalazła szerokiego zastosowania.In known sewage pumping stations with the applied working liquid supplying diaphragm or line pumps for sewage, its circulation in closed circuits is forced by a piston or plunger pump driven by a crank mechanism that converts the rotation of the electric motor into a reciprocating movement of the piston or plunger [Weismann D .: Municipal sewage pumping stations . Ed. "Seidel-Przywecki" Sp. z o.o. Warsaw 2001.]. Such a principle of operation of the pump causes the stream of working liquid and, consequently, the efficiency of the sewage diaphragm pump to change cyclically and have a sinusoidal course. Possible equalization of the flow in the discharge pipeline requires the use of an air vessel. Moreover, such a construction, requiring the use of a crank mechanism and also a gear, is relatively expensive and as a result has not found wide application.

Przepompownia według wynalazku charakteryzuje się tym, że pompa wyporowa do cieczy roboczej, charakteryzująca się obrotowym ruchem organu roboczego dzięki czemu posiada równomierną wydajność, jest połączona rurociągiem przez rozdzielacz i jeden z rurociągów na przemian z jedną z pomp przeponowych do pompowania ścieków, a jej rurociąg ssawny jest połączony przez rozdzielacz i jeden z rurociągów z drugą z pomp przeponowych, ponadto elektromagnes będący napędem rozdzielacza ma układ automatycznej regulacji sprzężony z czujnikiem górnego skrajnego położenia przepony jednej z pomp, natomiast zasilanie elektryczne silnika będącego napędem pompy i zasilanie elektryczne elektromagnesu będącego napędem rozdzielacza, mającego układ automatycznej regulacji sprzężony z czujnikami, ma łącznik elektryczny z układem automatycznej regulacji i czujnikiem poziomu ścieków w zbiorniku.The pumping station according to the invention is characterized by the fact that the displacement pump for the working liquid, characterized by the rotational movement of the working body, thanks to which it has a uniform efficiency, is connected by a pipeline through a distributor and one of the pipelines alternately with one of the diaphragm pumps for pumping sewage, and its suction is connected through the distributor and one of the pipelines with the other of the diaphragm pumps, moreover, the electromagnet driving the distributor has an automatic control system coupled with the sensor of the upper extreme position of the diaphragm of one of the pumps, while the electric supply to the motor driving the pump and the electric supply to the electromagnet driving the distributor having an automatic control system coupled with sensors, has an electrical connector with an automatic control system and a sewage level sensor in the tank.

Przepona ograniczona jest ścianką sitową, która ma otwory o takiej powierzchni, by występująca w nich prędkość średnia cieczy była mniejsza od prędkości krytycznej i o profilu przekroju poprzecznego.The diaphragm is limited by a screen wall which has openings of such a surface that the average velocity of the liquid occurring in them is lower than the critical velocity and with a cross-sectional profile.

W innym rozwiązaniu zbiornik ma komorę, do której przez ściankę sitową w ściance odgradzającej wnętrze zbiornika od komory, spływają ścieki oczyszczone z większych zanieczyszczeń mechanicznych a wylot dna komory jest połączony z króćcem wlotowym pompy, której króciec tłoczny jest połączony z rurociągiem i przez zawór zwrotny, z rurociągiem prowadzącym aż do zbiornika wylotowego wstępnie oczyszczonych ścieków lub rurociąg za zaworem zwrotnym jest połączony trójnikiem z rurociągiem, przy czym silnik pompy jest załączany przez czujnik poziomu ścieków w komorze, gdy osiągają w nim maksymalny poziom a równocześnie sterownik wyłącza silnik pompy, który jest ponownie załączany sygnałem czujnika, po opróżnieniu komory przez pompę.In another solution, the tank has a chamber into which, through the screen wall in the wall separating the inside of the tank from the chamber, sewage cleaned of larger mechanical impurities flows, and the chamber bottom outlet is connected to the pump inlet port, the discharge port of which is connected to the pipeline and through a non-return valve, with a pipeline leading up to the outlet tank of pre-treated sewage or the pipeline downstream of the check valve is connected with a tee with the pipeline, the pump motor is switched on by the sewage level sensor in the chamber when it reaches its maximum level, and at the same time the controller turns off the pump engine, which is again activated by a sensor signal, after the chamber is emptied by the pump.

W wynalazku dzięki zastosowaniu do pompowania cieczy roboczej pompy wyporowej o stałej wydajności i uzyskano stały strumień cieczy roboczej zasilającej pompy przeponowe a w rezultacie stały strumień ścieków wypieranych przez pompę przeponową. Taka przepompownia może być wykonana ze sprawdzonych w eksploatacji podzespołów oraz elementów o umiarkowanym koszcie produkcji.In the invention, thanks to the use of a constant efficiency displacement pump for pumping the working liquid, a constant stream of working liquid feeding the diaphragm pumps was obtained, and as a result a constant stream of sewage displaced by the diaphragm pump. Such a pumping station can be made of components proven in operation and elements with a moderate production cost.

Przepompownia ścieków według wynalazku dzięki zapewnieniu skutecznego zasilania ściekami komór roboczych pomp przeponowych oraz ich przepływu w rurociągu tłocznym przy prawie stałej prędkości średniej, będzie pracować bez zaburzeń spowodowanych dużymi mechanicznymi zanieczyszczeniami ścieków. Wynika to z tego, iż grawitacyjne zasilanie komór roboczych pomp przeponowych ściekami może być wspomagane podciśnieniem cieczy roboczej nad przeponą, wytworzonym przez pompę wyporową. Zastosowanie w obiegach cieczy roboczej przepompowni ścieków maszyn i urządzeń o takich zasadach działania jak elementów hydrauliki siłowej i praca tych elementów w obiegach przepompowni ścieków przy ciśnieniach o rząd niższych niż będące standardowymi w obiegach napędów hydraulicznych spowoduje, że w obiegach przepompowni ścieków ich niezawodność i trwałość będzie bardzo wysoka.The sewage pumping station according to the invention, thanks to the effective supply of sewage to the working chambers of diaphragm pumps and their flow in the discharge pipeline at an almost constant average speed, will operate without disturbances caused by large mechanical contamination of sewage. This is due to the fact that the gravitational feeding of the working chambers of diaphragm pumps with sewage may be supported by the negative pressure of the working liquid over the diaphragm, generated by the positive displacement pump. The use of machines and devices in the circulation of the working liquid of the sewage pumping station with the principles of operation as power hydraulics elements and the operation of these elements in the circulation of the sewage pumping station at pressures by an order lower than those that are standard in the circulation of hydraulic drives will ensure that their reliability and durability in the circulation of the sewage pumping station will be very high.

Przepompownia ścieków według wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia boczny widok schematu przepompowni ścieków, fig. 2 przedstawia widok z góry przepompowni ścieków, fig. 3 przedstawia w dwóch rzutach otwory w ściance sitowej pompy przeponowej, fig. 4 przedstawia widok boczny schematu przepompowni ścieków wyposażonej w dodatkowy układ pompowy do ścieków wstępnie oczyszczonych z większych zanieczyszczeń mechanicznych oraz fig. 5 przedstawia widok z góry schematu przepompowni z dodatkowym układem pompowym.The sewage pumping station according to the invention is shown in the embodiment in the drawings, in which Fig. 1 shows a side view of the sewage pumping station diagram, Fig. 2 shows a top view of the sewage pumping station, Fig. 3 shows in two views the openings in the tube wall of the diaphragm pump, Fig. 4 shows a side view of the sewage pumping station equipped with an additional pumping system for sewage pre-cleaned of larger mechanical impurities, and Fig. 5 shows a top view of the pumping station with an additional pumping system.

Przepompownia ścieków składa się ze zbiornika ścieków 1 do którego ścieki spływają rurociągiem 23, a czujnik poziomu ścieków 19 przy ich maksymalnym poziomie załącza przez układ sterowaThe sewage pumping station consists of a sewage tank 1 to which sewage flows through a pipeline 23, and a sewage level sensor 19 at its maximum level switches on by a steering system

PL 213 989 Β1 nia, a przy minimalnym wyłącza silnik 21 rotacyjnej wyporowej pompy pomocniczej 20 o stałej wydajności, tłoczącej ciecz roboczą, którąjest olej lub emulsja, rurociągiem 12 poprzez rozdzielacz 9 i rurociąg 15 lub 16 do komory nad przeponą 17 na przemian jednej z dwóch jednakowych pomp przeponowych 2 lub 3. Równocześnie znad przepony 17 drugiej z pomp ciecz robocza jest zasysana pompą pomocniczą 20 rurociągiem 16 lub 15 przez rozdzielacz 9 i rurociąg ssawny 11. Rozdzielacz 9 jest napędzany elektromagnesem 10 sterowanym czujnikami 18 skrajnego górnego położenia przepon 17 na przemian jednej z dwóch pomp 2 i 3 zarazem zasilanie elektryczne elektromagnesu 10 jest załączane lub wyłączane przez układ sterowania, równocześnie z silnikiem 20 na sygnał czujnika 1.9. Skrajne górne położenie przepony 17 następuje w momencie, gdy ścieki spływające grawitacyjnie ze zbiornika 1, trójnikiem 4 przez samoczynnie otwarty zawór wlotowy 7 wypełnią całkowicie komorę pompy pod przeponą 17 a wówczas druga pompa przeponowa, zasilana cieczą roboczą, przy samoczynnie otwartym jej tłocznym zaworze zwrotnym 5, wypiera ścieki trójnikiem 8 do rurociągu tłocznego 24, natomiast skrajne dolne położenie przepony 17 jest ograniczone ścianka sitowa 22. Ścianka sitowa 22 ma otwory o takiej powierzchni, by występująca w nich prędkość średnia ścieków była mniejsza od prędkości krytycznej i o takim profilu przekroju poprzecznego, który ułatwia spływanie zanieczyszczeń stałych znad ścianki, która zarazem chroni przeponę przed uszkodzeniami mechanicznymi szczególnie większymi zanieczyszczeniami stałymi zawartymi w pompowanych ściekach. Nierównomierność pracy pomp przeponowych 2 i 3 w fazach napełniania ściekami i tłoczenia jest kompensowana wyciekiem cieczy roboczej zza pompy 20 przez zwrotny zawór przelewowy 15 lub uzupełnieniem jej przed pompą 20 przez zawór zwrotny 14. W 2-giej wersji wykonania przepompowni ścieków zbiornik 1 ma komorę 25, do której przez ściankę sitowa 26 w ściance odgradzającej wnętrze zbiornika ι od komory 25, spływają ścieki oczyszczone z większych zanieczyszczeń mechanicznych. Wylot 28 dna komory 25 jest połączony z króćcem wlotowym pompy 27, której króciec tłoczny jest połączony z rurociągiem 30 i przez zawór zwrotny 29, z rurociągiem 35 prowadzącym aż do zbiornika wylotowego wstępnie oczyszczonych ścieków lub jest połączony trójnikiem 31 z rurociągiem 24. Silnik 32 pompy 27 jest załączany przez czujnik 33 poziomu ścieków w komorze 25, gdy osiągają w nim maksymalny poziom a równocześnie sterownik wyłącza silnik 21 pompy 20, który jest ponownie załączany sygnałem czujnika 33, po opróżnieniu komory 25 przez pompę 27.PL 213 989 Β1 1, and at minimum it turns off the motor 21 of the rotary displacement auxiliary pump 20 with constant capacity, forcing the working fluid, which is oil or emulsion, through the pipeline 12 through the distributor 9 and pipeline 15 or 16 to the chamber above the diaphragm 17 alternately one of the two of the same diaphragm pumps 2 or 3. At the same time, from the diaphragm 17 of the other pump, the working fluid is sucked by the auxiliary pump 20 through the pipeline 16 or 15 through the distributor 9 and the suction pipeline 11. The distributor 9 is driven by an electromagnet 10 controlled by sensors 18 of the extreme upper position of the diaphragms 17 alternately of one from the two pumps 2 and 3, the power supply to the solenoid 10 is switched on or off by the control system simultaneously with the motor 20 on the signal of the sensor 1.9. The extreme upper position of the diaphragm 17 takes place when the sewage flowing by gravity from the tank 1, with the T-piece 4 through the automatically open inlet valve 7 completely fills the pump chamber under the diaphragm 17, and then the second diaphragm pump, fed with the working liquid, with its discharge check valve 5 being automatically opened. , displaces the sewage with a tee 8 to the discharge pipeline 24, while the extreme lower position of the diaphragm 17 is limited by the tube sheet 22. The tube sheet 22 has openings of such a surface that the average velocity of the sewage occurring in them is lower than the critical velocity and with a cross-sectional profile such as facilitates the flow of solid impurities from above the wall, which at the same time protects the diaphragm against mechanical damage, especially larger solid impurities contained in the pumped sewage. The unevenness of operation of diaphragm pumps 2 and 3 in the phases of filling with sewage and pumping is compensated by the leakage of the working liquid from behind the pump 20 through the non-return overflow valve 15 or its supplementation before the pump 20 through the check valve 14. In the 2nd version of the sewage pumping station, the tank 1 has a chamber 25 , into which sewage cleaned of major mechanical impurities flows through the tube sheet 26 in the wall separating the interior of the tank ι from the chamber 25. The outlet 28 of the bottom of the chamber 25 is connected to the inlet port of the pump 27, the discharge port of which is connected to the pipeline 30 and, through a check valve 29, to the pipeline 35 leading to the pre-treated sewage outlet tank, or is connected by a tee 31 to the pipeline 24. Pump motor 32 27 is switched on by the sensor 33 of the level of wastewater in the chamber 25, when it reaches its maximum level, and at the same time the controller turns off the motor 21 of the pump 20, which is turned on again by the signal of the sensor 33, after emptying the chamber 25 by the pump 27.

Claims

1. Sewage pumping station equipped with an even number of diaphragm pumps supplied with the working liquid by a positive displacement pump, characterized in that the positive displacement pump (20) for the working liquid, characterized by the rotational movement of the working element, thanks to which it has a uniform efficiency, is connected by a pipeline (12) by manifold (9) and pipeline (15) or (16) alternating with one of the diaphragm pumps (2) or (3) for pumping sewage, and its suction pipeline (11) is connected by the manifold (9) and pipeline (16) or (15) with a second diaphragm pump (3) or (2) moreover, the electromagnet (10) driving the distributor (9) has an automatic control system coupled with the sensor (18) of the upper extreme position of the diaphragm (17) of the pump (2) or (3) while the electric supply to the motor (20) driving the pump (21) and the electric supply to the electromagnet (10) which is the drive of the distributor (9), having an automatic control system coupled with sensors (18), has an electrical connector with the automatic system level sensor (19) in the tank (1).

2. Sewage pumping station according to claim The diaphragm (17) is delimited by a tube sheet (22) which has openings of such a surface that the average velocity of the liquid occurring therein is less than the critical velocity and with a cross-sectional profile.

3. Sewage pumping station equipped with an even number of diaphragm pumps supplied with the working liquid by a positive displacement pump, characterized in that the tank Q) has a chamber (25), into which through the tube sheet (26) in the wall separating the inside of the tank (1) from the chamber (25) ), the sewage cleaned of larger mechanical impurities flows, and the outlet (28) of the bottom of the chamber (25) is connected to the pump inlet port (27), the discharge port of which is connected to the pipeline (30) and through the check valve (29) to the pipeline ( 35) leading up to the pre-treated sewage outlet tank, or the pipeline (30) downstream of the check valve (29) is connected by a tee (31) to the pipeline (24), the pump (27) motor (32) being activated by a sensor (33) level of sewage in the chamber (25), when it reaches its maximum level, and at the same time the controller, turns off the motor (21) of the pump (20), which is turned on again by the signal of the sensor (33), after the chamber (25) is emptied by the pump (27).