DE2908745A1 - Pneumatisch betriebene entwaesserungsanlage, z.b. vakuum-entwaesserungsanlage - Google Patents
Pneumatisch betriebene entwaesserungsanlage, z.b. vakuum-entwaesserungsanlageInfo
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Description
2308745
Λ-
Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Beyer Dipl.-Wirtsch,-Ing. B.Joehem
Prankfurt/Main Staufenstraße 36
Electrolux GmbH
Max-Brauer-Alle e 163
Max-Brauer-Alle e 163
2000 Hamburg 50
Pneumatisch betriebene Entwässerungsanlage
, z.B. Vakuum-Entwäs s erungs anlage
Die Erfindung betrifft eine pneumatisch betriebene, z.B. eine Vakuum-Entwässerungsanlage, insbesondere für große
Entfernungen und/oder große Höhenunterschiede, wobei die gesamte Förderstrecke in mehrere aneinander anschließende
Förderabschnitte mit getrenntem Antrieb unterteilt ist.
Vakuum-Entv/äs s erungs anlagen werden im Rahmen von Ortskanalisationen
zur Ableitung der Abwässer der angeschlossenen Gebäude, aber auch zum Absaugen der Abwässer in .Ferienhaussiedlungen,
auf Campingplätzen, in Schiffen und Fabrikanlagen eingesetzt. Gegenüber Freigefälle-Abwasserleitungen
haben Vakuum-Entwässerungsanlagen den Vorteil weitgehender Unabhängigkeit von Niveauunterschieden des Geländes, der
geringeren Leitungsquerschnitte, der schnelleren Beförderung und der Sicherheit gegen Leckagen. Ferner gibt es Druckluft-Entwässerungsanlagen,
die in mancher Hinsicht mit Vakuum-Entwässerungsanlagen übereinstimmen und ebenfalls ein Anwendungsgebiet
für die vorliegende Erfindung darstellen können.
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Vakuian—Entwässerungsanlagen werden vorzugsweise so betrieben,
daß das Abwasser an den Ansciilußsteilen jeweils in verhältnismäßig
kleinen Mengen von z.B. 8 bis 4° Liter eingelassen wird, um dann jeweils eine bestimmte Luftmenge, vorzugsweise
das 2 bis 15-fache Volumen, nachströmen zu lassen. Diese Luft sorgt für den notwendigen Druckunterschied
zwischen der Vorder- und Rückseite der sich in der Vakuumleitung bildenden Wasserpfropfen und damit für deren Antrieb.
Ls ist im Falle langer Vakuumleitungen bei einer Lntwässerungsanlage,
die mit größeren Einlaßir.engen von etwa 4oo Liter arbeitet, bekannt, nit Zwischenvakuumstationen zu arbeiten
(C£ 21 17 353). Dabei wird das Abwasser vom Sammelbehälter
einer Vakuumstation in eine Druckstufe überführt und von dort einerseits durch Druckluft, andererseits durch Vakuum
zur nächsten Vakuuirstation befördert« Man braucht bei diesem
System eine Vielzahl von Vakuumstationen und zusätzlich Abwasserpuir.pen,
um das Abwasser aus dem Sammelbehälter einer Zwischen- Vakuumstation in die Druckstufe zu pumpen.
Bei Vakuumleitungen, die größere Höhenunterschiede überwinden,
als der Saugleistung der Vakuumanlage, geroessen in. Meter ΐ-.'assersäule, entspricht, kommt eine weitere Schwierigkeit
hinzu. Zwar lassen sich bereits jetzt Steigungen von z.L·. 6 bis 5c Meter Höhenunterschied überwinden, indem z„B„
jeweils nach 2 bis 4 Meter Höhendifferenz eine Ewischen-Vakuuir.staticn
mit Druckstufe angeordnet wird oder in^-dem bei
Verwendung einer einzigen Vakuumstation die Leitung im wesentlichen
stufenförmig verlegt wird und dabei bestimmte Maße und Verhältnisse eingehalten werden (vgl«, OS 26 37 765) r diese
Maßnahmen sind aber im ersten Falle sehr aufwendig, und im
zweiten Falle versagen sie, wenn sich eine Steigleitung bis über ein bestimmtes Maß gefüllt hat,, denn dann wäre eine
Kiederinbetriebnahme ohne umständliches rückwärtiges Abiassen
des Abwassers nicht mehr möglich.
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r -
. 6-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine pneumatisch
betriebene Entwässerungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der durch verhältnismäßig einfache
Mittel eine zuverlässige Förderung des Abwassers über große Steigungen oder Entfernungen erreicht wird.
Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
im Zuge einer durchgehenden pneumatischen Förderleitung ein Zwischentank mit einer Leitungsverzweigung angeordnet ist,
wobei eine erste Zweigleitung vom Zwischentank oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ausgeht, über eine zweite Zweigleitung
Abwasser aus dem Zwischentank mittels einer Abwasserpumpe förderbar ist und sich beide Zweigleitungen im Abstand hinter
dem Zwischentank am Anfang eines Gefälleabschnitts der Förderleitung
mit anschließender Tasche wieder vereinigen, in den die erste Zweigleitung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
mündet.
Kit der vorgeschlagenen leitungsanordnung lassen sich Höhenunterschiede
von z.B. 2 bis 50 Meter überwinden, ohne daß die Gefahr besteht, daß eine längere Wassersäule, die sich
durch irgendwelche äußere Umstände in der Steigleitung gebildet hat, nicht mehr abgesaugt werden kann. Die neue Anlage
kann aber auch dann in Frage kommen, wenn außerordentlich große Entfernungen von z.B. mehr als 4 bis 6 Kilometer
zurückzulegen sind. Durch die Erfindung würde in einem solchen Fall z.B. sichergestellt, daß auch am Ende einer Vakuumleitung
noch ein für den Betrieb ausreichendes Vakuum vorhanden ist.
Die Einfachheit des erfindungs gemäß en Vorschlags resultiert daraus, daß im Prinzip über die erste Zweigleitung z.B.mit einer
durchgehenden Vakuumleitung gearbeitet wird, wobei lediglich parallel zur ersten Zweigleitung ein Bypass vorgesehen ist,
über den eine Abwasserpumpe das Abwasser fördert, während die nachströmende Luft den Weg über die erste Zweigleitung
nimmt und dann weiter dazu verwendet wird, das Abwasser in der
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Vakuurr.leitung vor sich her zuschieben. Bei gleichmäßiger Auslastung
der VakuuEv-Entwässerungsanlage bedarf es deshalb im
Verhältnis zur geförderten Wassermenge keiner Vergrößerung der geförderten Luftmenge, was sich positiv auf die Betriebskosten
auswirkt» Dieser Vorteil folgt, wie gesagt, daraus, daß der Leitungsstrang nicht in mehrere von einander unabhängige
Abschnitte unterteilt ist, die mit unterschiedlichem Druckniveau aneinander grenzen und jeweils eine besondere
überführung erforderlich machen, sondern stattdessen die Förderung
der Abwasserpumpe über einen in das Drucksystem der Vakuumleitung
integrieEten Bypass erfolgt.
Selbstverständlich gelangt die einen bestimmten Wasserpfropfen
in den Lvisehentank fördernde Luftinenge über die erste Zweigleitung
eher in den Gefälleabschnitt als das mittels der Abwasserpur pe über die zweite Zweigleitung geförderte Wasser.
Die Luft überholt also an dieser Stelle das Wasser. Bei gleichrrä£igen
betriebsverhältnissen schadet dies aber nicht, da das betrachtete uuitvoluir.en am Ende des Gefälleabschnitts wiederum
dazu benutzt wird, einen in der anschließenden Tasche gebildeten Wasserpfropfen vor sich herzuschieben. Entsprechend wird das
von dieser Luft vorher in den Zwischentank geschobene Wasservolumen
später am Lnde des Gefälleabschnitts durch nachfolgende Luft weiter transportiert.
Der Gefälleabschnitt dient dazu, das durch die Abwasserpumpe in verhältnismäßig großen Portionen aus dem Zwischentank geförderte
Abwasser auf einfache Weise wieder in kleinere Portionen aufzuteilen. Der Gefälleabschnitt hat deshalb vorzugsweise
einen verhältnismäßig großen Querschnitt, dessen Durchmesser z.B. im Bereich zwischen 125 und 4oo mm liegen kann,
so daß das Abwasser in diesem Leitungsabschnitt bei einem Gefälle von z.B. 5 bis 8 Promille frei fließt, ohne im vorderen
und mittleren Teil des Gefälleabschnitts den gesamten Leitungsquerschnitt auszufüllen. Die über die erste Zweigleitung
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herangeführte Luft kann deshalb das im Gefälleabschnitt rinnende Wasser teilweise überholen und in einzelnen kleineren
Fortionen durch die anschließende Tasche in der Vakuumleitung
befördern.
Zum Besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel anhan^ einer Zeichnung erläutert.
Das Ausführungsbeispiel geht davon aus, daß an das Ende einer Vakuumkanal is ation eine Gruppe von Häusern angeschlossen ist,
die z.B. zwischen 5 und 5o Meter tiefer liegen als die übrige Kanalisation. Die Abwässer dieser Häuser gelangen über
eine untere Vakuumleitung 1o in einen Zwischentank 12. Dieser
Zwischentank enthält in herkömmlicher Installation wenigstens eine, aus Sicherheitsgründen vorzugsweise zwei parallel geschaltete
Abwasserpur.pen 14 bzw. 16. An den Zwischentank .12
ist oben eine erste Zweigleitung 18 angeschlossen, über die nur die durch die untere Vakuumleitung 1o einströmende Luft
weitergeführt wird. Die Abwasserpumpen 14 und 16 sind so gesteuert, daß sie das sich am Boden des Zwischentank 12 sammelnde
Abwasser aus der unteren Vakuumleitung 1o über eine zweite Zweigleitung 2o aus dem Zwischentank pumpen, sobald darin eine
bestimmte Füllhöhe erreicht worden ist. Der übrige Tankinhalt steht als Vakuumreservoir für die untere Vakuumleitung
Io zur Verfügung. Im Hinblick darauf sollte diese oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Zwischentank 12 darin münden.
Beide Zweigleitungen 18 und 2o vereinigen sich auf höherem Niveau wieder am Anfang eines Gefälleabschnitts 22 einer
oberen Vakuumleitung 24. Der Gefälleabschnitt 22 hat vorzugsweise im Verhältnis zum sonst üblichen Querschnitt von
Vakuurrdeitungen einen sehr großen Querschnitt. Der Innendurchmesser
kann z.B. etwa 125 bis 4oo mm betragen. Es ist ein Gefälle von etwa 5 bis 8 Promillevorgesehen, damit das Abwasser
aus der zweiten Zweigleitung 2o möglichst ungehindert
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abfließen kann, Außerdem sollte der Gefälleabschnitt 22 ausreichend
lang belassen sein, damit sich das Abwasser, während es herabrinnt, verteilt und am Ende des Gefälleabschnitts
22 durch nachströrcende Luftvolumina wieder in einzelne kleinere Fortionen aufgeteilt wird. Zu diesem Zweck sollen die beiden
Abvasserpurapen 14 unä 16 vorzugsweise bei jedem Pumpvorgang
eins Abwassernenge zwischen 5oo und 1ooo Liter in den Gefälleabschnirt
22 puir.penf der so zu bemessen istf daß sein Volumen
rötlichst nicht mehr als 1o bis 25% mit Abwasser gefüllt wird«
Auf diese !'.eise v/ird gleichzeitig auch sichergestellt* daß
die in cen Gefälleabschnitt 22 eingespeiste Abwassermenge
in cer oberen Vakuurcleitung 24 keinen Druck und keine Wasser=·
schl'd'co erzeugt, denn jede Druckwelle würde durch das Vakuumreservoir
in Cbxi Hausanschlußleitungen verstärkt und könnte
zur L«Schädigung der Absperrventile an den Hausanschlüssen der
oberen Vakuuir.leitung 24 führen.
Um zu erreichen„ daß am Ende des Gefälleabschnitts 22 Abwasser und Luft portionsweise aufgeteilt werden^ empfiehlt
es sich, eine als Senke ausgebildete Tasche 26 mit dem-Querschnitt
der oberen Vakuuialeitung 24 über ein Reduktionsstück an die Unterseite des Endes des Gefällaabschnitts 22
anzuschließen.
toi schwankendem Abwasseranfall kann es vorkommen? daß gerade
cam"., wenn das von den Abwasserpumpe!! 14 und 16 geförderte
Kassar air. unteren Lnde das Gefälleabschnitts 22 zusammenläuft,,
zu van ig Luft riachströr.tf um im gewünschten Verhältnis an der
'lasche 26 abwechselnd verhältnismäßig kleine Wasser- und Luftpertienerx
zu Lekciriiien,, 2ur Abhilfe kann eine nicht gezeigte
Laiüftungsvorrichtung an oberen Ende des Gefälleabschnitts
22,, an der ersten Zweigleitung 18 oder am Zwischentank 12 angebracht sein. Diesa Belüftungseinrichtung lässt sich im Abhängigkeit vom Druck ünd/oder Wasserstand im Gefälieabschnitt
22 so steuernj, daß unter allen umständen beim Absaugen des
Abwassers aus den Gefälleabschnitt 22 genügend Luft s«r Ver»
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7»·
fügung steht.
hegen des Vakuumreservoirs im oberen Teil des Zwischentanks
12 und in der unteren Vakuumleitung 1o besteht bei ungeeigneter
Ausbildung der Anschlüsse der Zweigleitungen 18 und 2o an den Gefälleabschnitt 22 die Gefahr, daß Abwasser aus
diesen wieder in die erste Zweigleitung 18 zurückgesaugt wird. Um dem zu begegnen, kann die Zweigleitung 18 an ihrem
oberen Ende eine Rückschlagklappe 28 enthalten. Außerdem ist der mit 3o bezeichnete obere Leitungsabschnitt der Zweigleitung
18 vorzugsweise auf einen Durchmesser von 3o bis 6o rxa reduziert, um auch durch den verengten Querschnitt ein
Rückfließen zu erschweren. Demselben Zweck dient der Anschluß dieser Leitung an den Gefälleabschnitt 2 2 über eine domartige
Erweiterung 32, welche dafür sorgt, daß sich die Mündung aar Zweigleitung 18, 3o stets oberhalb des Flüssigkeitsspiegeis
im Gefälleabschnitt 22 befindet. Schließlich zielt auch noch die Einleitung der zweiten Zweigleitung 2o von oben
in das obere Ende des Gefälleabschnitts 22 in dieselbe Richtung, weil auf diese Weise ein schnelleres und flacheres Ausfließen
aus der Leitung 2o erreicht wird. Die Mündung der ersten Zweigleitung 18 in den Gefälleabschnitt 22 befindet sich in
Strömungsrichtung hinter der Mündung der zweiten Zweigleitung
2o. Damit wird unter Erhalt der Wirkungen der vorstehend beschriebenen Maßnahmen die ständige Versorgung des Zwischentanks
12 mit Vakuum bezweckt. Dieselbe Absicht wird mit einem verhältnismäßig
großen Querschnitt des Steigungsteils der Zweigleitung 18 verfolgt. Gleichzeitig lässt sich damit verhindern,
daß sich eingedrungenes Wasser darin fängt. Der große Leitungsquerschnitt erleichtert das Abfließen in den Zwischentank 12,
während Luft vorbei streicht. In praktischer Ausführung ist für die Zweigleitung 18 vorzugsweise ein Innendurchmesser
von etwa 8o bis 12o mm vorgesehen.
Abweichend von Ausführungsbeispiel kann der Gefälleabschnitt 22 gegebenenfalls auch durch einen in geeigneter Weise ge-
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yff.
stalteten Behälter ersetzt werden, in den die Zweigleitungen 18 und 2o oben einmünden und in dein Leitbleche oder dergleichen
für eina Verteilung des einfließenden Abwassers
sorgen.
sorgen.
Die vorstehend beschriebene Verzweigung einer pneumatischen
Förderleitung für Abwasser in parallele Stexgleittmgen, deren eine so angeordnet ist, daß sie Luft durchläßt, während
die andere der Förderung des Abwassers mittels einer Abwasserpumpe dient, läßt sich nicht nur bei mit Vakuum betriebenen,
sondern ganz allgemein bei pneumatischen Förderanlagen für Abwasser oder sonstige Flüssigkeiten anwenden,
unabhängig davon, ob die zur Förderung erforderliche Druckdifferenz durch mit Bezug auf die Außenatmosphäre Über- oder Unterdruck erzeugt ist.
unabhängig davon, ob die zur Förderung erforderliche Druckdifferenz durch mit Bezug auf die Außenatmosphäre Über- oder Unterdruck erzeugt ist.
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e e r s
Claims (1)
- PatentansprüchePneumatisch "betriebene Entwässerungsanlage, zoB„ Vakuum-Entv.-ässerungsanlage, insbesondere für große Entfernungen und/oder große Höhenunterschiede, wobei die gesamte Förderstrecke in mehrere aneinander anschließende Förderabschnitte mit getrenntem Antrieb unterteilt ist, dadurch g e k e η nzeiehnet, daß im Zuge einer durchgehenden pneumatischen Förderleitung (10, 18, 22, 24) ein Zwischentank (12) mit einer leitungsverzweigung (18, 20) angeordnet ist, wobei eine erste Zweigleitung (18) vom Zwischentarik (12) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ausgeht, über eine zweite Zweigleitung (20) Abwasser aus dem Zwischentank (12) mittels einer Abwasserpumpe (14, 16) förderbar ist und sich beide Zweigleitungen (18, 20) im Abstand hinter dem Zwischentank (12) am Anfang eines Gefälleabschnitts (22) der Förderleitung mit anschließender Tasche (26) wieder vereinigen, in den die erste Zweigleitung (18) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet«2. Vakuum-Entwässerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Gefälleabschnitt (22) einer die Förderleitung bildenden Vakuumleitung, an der ersten Zweigleitung (18) oder am Zwischentank (12) eine Belüftungseinrichtung angeordnet ist, welche in Abhängigkeit vom Wasserstand und/oder Druck im Gefälleabschnitt (22) öffnet.3. Vakuum-Entwässerungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Rückschlagklappe (28) in der ersten Zweigleitung (18).030037/0318El/Ham 8947 / 18.1.1979290874!■ι4. Vakuum-Entwässerungsanlage nach einem der Ansprüche1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zweigleitung (18) oben in eine domartige Erweiterung (32) des Gefälleabschnitts (22) mündet.5. Vakuum-Entwässerungsanlage nach einem der Ansprüche1 bis 4, dadurch gekennzeichn et, daß die erste Zweigleitung (18) in Strömungsrichtung hinter der zweiten Zweigleitung (2o) in den Gefälleabschnitt (22) mündet.6. Vakuum-Entwässerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gefälleabschnitt (22) einen größeren Querschnitt hat, als die zweite Zweigleitung (2o) und diese von oben her einmündet.7. Vakuum-Entwässerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis6, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Zweigleitungen (18, 2o) als Steigleitungen ausgebildet sind, wobei die erste Zweigleitung (18) einen verhältnismäßig großen Querschnitt hat.8. Vakuum-Entwässerungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekenn ze ichnet, daß das obere Ende (3o) der ersten Zweigleitung (18) einen verjüngten querschnitt hat.9. Vakuum-Entwässerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Abwasserpumpe (14, 16) bei jedem Pumpvorgang höchstens 5oo bis 1ooo Liter fördert, entsprechend maximal 1o bis 25 % des Volumens des Gefälleabschnitts (22).El/HAM 8947/18.1.1979030037/031S1ο. Vakuuxa-Lntwässerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aen Gefälleabschnitt (22) bildende Rohr einen inneren Durchmesser von ca. 125 bis 4oo mm und ein Gefälle von 5 bis δ Prcrailla hat.11. Vakuun-Lntwässerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis Ic-, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche (26) am Lnde des Gefälleabschnitts (22) einen wesentlich kleineren Querschnitt als dieser hat und über ein Reduktionsstück an dessen Unterseite angeschlossen ist.El/hAM
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