FI105223B - Alipaineviemärijärjestelmän tyhjennyslaite - Google Patents

Description

105223

ALIPAINEVIEMÄRIJÄRJESTELMÄN TYHJENNYSLAITE TÖMNINGSANORDNING FÖR VAKUUMAVLOPPSSYSTEM

5 Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen alipaineviemärijärjestelmään.

Alipaineviemärijärjestelmien eräs oleellinen ongelma on viemärissä kuljetetun aineen siirtäminen alipaineen alaisesta ympäristöstä ulkoilman paineen alaiseen 10 ympäristöön. Tämä ongelma on ratkaistu monella eri tavalla, joista muutamat sallivat jatkuvan alipaineviemärissä olevan aineen siirtämisen pois alipaineen alaisesta tilasta, kun taas toiset sallivat ainoastaan jaksollisen siirtämisen. Julkaisussa Fl 70960 esitetään ratkaisu, joka sallii jatkuvan siirtämisen. Se perustuu siihen, että alipaineviemärin loppupäässä ylläpidetään pystysuoraa 15 nestepilaria, jonka korkeus vastaa alipaineviemärissä vallitsevaa alipainetta. Jätevesi voi jatkuvasti valua tämän nestepilarin kautta alipaineviemäristä ilmakehän paineen alaiseen tilaan. Haittana on kuitenkin, että alipaineen ollessa noin puolen ilmakehän suuruinen tarvitaan noin viiden metrin korkuinen nestepilariputki, jolle on vaikeaa löytää sopiva tila.

20

Keksinnön tarkoituksena on yleisesti parantaa alipaineviemärilaitteen tyhjentämistekniikkaä ja erityisesti sitä tekniikkaa, joka perustuu alipaineviemärin tyhjentämiseen läpivirtauksen sallivan nestepilarin kautta. Keksinnön mukaan koko tyhjennyslaite, nestepilariputki mukaan luettuna, on saatava mahtumaan 25 suhteelliseen pieneen tilaan. Keksinnön tarkoitus saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella järjestelmällä.

▼ - Keksintö perustuu siihen, että nestepilarin alipainetta tasapainottava massavoima aikaansaadaan keskipakoisvoiman avulla eikä gravitaatiovoiman avulla kuten 30 tunnetussa laitteessa. Tämä saavutetaan pyörittämällä riittävän nopeasti alipaineviemärijärjestelmän loppupäähän kytkettyä ulosvirtauskanavaa, joka on 2 105223 siten muotoiltu, että sen sisäänvirtauspää on pyörimisakselilla ja sen ulosvirtauspää on radiaafisesti huomattavan matkan päässä pyörimisakselista. Kanavan ulosvirtauspää varustetaan venttiililaitteella, joka avautuu kanavassa olevan nesteen massavoiman ollessa pyörimisliikkeen takia korkeampi kuin 5 kanavaan vaikuttavan alipaineen aiheuttama vastavoima. Tällöin alipaineviemärin tyhjentäminen voidaan suorittaa koska tahansa tavalla, joka ei mitenkään haittaa alipaineviemärin toimintaa alipaineviemärijärjestelmässä.

Keksinnön mukaisen laitteen tyhjennyskanava mitoitetaan mieluimmin siten sen 10 käyttökoneiston sille antamaan pyörimisnopeuteen nähden, että kanavan kiertoliikkeen aiheuttava massavoima kanavan ulosvirtauspäässä on noin 20 ...

100 kertaa suurempi kuin paikallisen gravitaation aiheuttama massavoima.

Tällöin saadaan hyvän käyttövarmuuden omaava laite.

15 Tyhjennyskanavan ulosvirtauspää on edullisesti 15 ... 55 cm, mieluimmin 20 ...

40 cm etäisyydellä kanavan pyörimisakselista. Tällainen mitoitus mahdollistaa riittävän pienikokoisen järjestelmän rakentamisen, jossa kuitenkin kanavan pyörimisnopeus on kohtuullinen, suuruusluokkaa 500 r/min.

20 Tyhjennyskanavan käyttökoneiston voimanlähteenä voi edullisesti olla sähkömoottori, jonka teho on suuruusluokkaa 1 kW ja jonka nimellispyörimisnopeus 50 Hz:n sähköverkkoon kytkettynä on 1500 tai 3000 r/min. Tällaisesta moottorista saadaan varsin yksinkertaisella voimanvälityksellä, esim. kiilahihnavälityksellä, sopiva kiertonopeus tyhjennyskanavalle.

25 Järjestelmän alipainepumppu voi saada käyttövoimansa samasta moottorista kuin < tyhjennyskanava. Järjestelmä voidaan toteuttaa siten, että sekä alipainepumppua että tyhjennyskanavaa aina käytetään samanaikaisesti. Jos kuitenkin halutaan välttää, että tyhjennyskanava joskus pyörii turhaan, voidaan tyhjennyskanavan 30 käyttöjärjestelmään asentaa irtikytkettävä kytkin. Silloin voidaan välttää tyhjennyskanavan pyörittäminen tilanteessa, jolloin kanavaa ei tarvitse tyhjentää.

3 105223

Tyhjennyskanavan toimintaa voidaan myös ohjata esim. anturin avulla, joka estää kanavan pyörittämisen ja/tai aiheuttaa kanavan venttiililaitteen sulkeutumisen kanavan sisältämän nestemäärän ollessa määrätyn raja-arvon alapuolella. On 5 nimittäin tärkeää, että myös kanavan tyhjentämisvaiheessa sinne jää aina niin paljon nestettä, ettei ilmaa pääse tunkeutumaan kanavaan sen ulosvirtauspään kautta. Pääasiallisesti sama päämäärä saavutetaan, jos tyhjennyskanavan venttiililaite on vastaventtiili ja siinä on venttiilin sulkevaan suuntaan vaikuttava jousikuormitus, tai vaihtoehtoisesti, jos tyhjennyskanavan venttiililaite on 10 sulkuventtiili ja siinä on laitteita sen avaamis- ja sulkuliikkeen ohjaamiseksi kanavassa olevan nesteen määrän ja massavoiman mukaan.

Suositellaan, että ainakin kanavan loppupää on putkimainen ja vastaa mitoitukseltaan alipaineviemänn mitoitusta eli on sisähalkaisijaltaan noin 45 ... 15 60 mm, mieluimmin noin 50 ... 55 mm. Tällöin kanavaan kerääntyy helposti toiminnan varmistamiseksi tarvittava riittävän suuri nestevolyymi.

Epäkeskeisesti pyörivän massan aiheuttaman tärinän minimoimiseksi voidaan tyhjennyskanava tasapainottaa vastapainolla tai muotoilla kanava kaksi- tai 20 monihaaraiseksi siten, että sen pyörivän massan keskipiste on pyörimisakselilla tai sen välittömässä läheisyydessä.

• · >

Keksinnön mukainen tyhjentämislaite toimii erittäin nopeasti. Siksi on edullista rajoittaa tyhjennyskanavan pyörittämistä lyhyiksi jaksoiksi, joiden kesto 25 mieluimmin on korkeintaan muutama sekunti, mikä yleensä riittää halutun tyhjentämistoiminnan aikaansaamiseksi. Rajoituslaitteen toiminta voi perustua ajan tai matkan mittaamiseen. Tietyissä sovellutuksissa voidaan ajatella, että pyörimisliike ei käsitä edes täyttä kierrosta, jolloin pyörimisliike voi myös olla edestakaisin tapahtuva nopea kääntöliike.

φ 30 4 105223

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheiseen kaaviomaiseen piirustukseen, jonka ainoa kuvio esittää keksinnön mukaista järjestelmää klosetteihin sovellettuna.

5 Piirustuksessa tarkoittaa 1 alipaineklosetteja ja 2 niihin liitettyä viemäriä, jonka loppupää avautuu suhteelliseen pieneen välisäiliöön 3. Kloseteista 1 tapahtuva aineenkuljetus kontrolloidaan jokaisen klosetin kohdalla viemäriventtiilillä 4, joka normaalisti pidetään suljettuna, mutta joka voidaan avata, mikäli viemärissä 2 vallitsee käymäläjätteiden tehokkaaseen kuljettamiseen tarvittava riittävään 10 voimakas alipaine. Alipaine generoidaan sähkömoottorin 6 käyttämällä alipainepumpulla 5.

Välisäiliön 3 alaosasta johtaa akselin 7 ympäri pyöritettävä putken muotoinen tyhjennyskanava 8, joka saa käyttövoimansa hihnapyörästön 9 kautta 15 moottorista 6. Putken 8 loppupäässä on venttiililaite 10, joka voi olla jäykkä tai jousikuormitettu vastaventtiili tai kauko-ohjattu sulkuventtiili. Putki 8 pyörii säiliössä 11, jonka pohjaputken 12 kautta alipaineviemärijärjestelmästä putken 8 kautta tulevat jätteet voidaan johtaa haluttuun kohteeseen, esim. kunnan viemäriin, jäteveden puhdistamoon tai keräilysäiliöön 13.

20

Piirustuksessa esitetty laite toimii seuraavasti: Alipainepumpulla 5 ylläpidetään sallitun ylä- ja alarajan välillä jatkuvasti noin puolen ilmakehän alipainetta viemäriputkessa 2 ja välisäiliössä 3. Klosetti 1 tyhjennetään avaamalla sen viemäriventtiili 4. Tällöin ulkoilman paine työntää klosetissa olevat jätteet 25 viemäriputkeen 2 ja sen kautta välisäiliöön 3, josta ne valuvat saman alipaineen alaisena olevaan tyhjennysputkeen 8 muodostaen siihen nestepilarin. Pyörittämällä nopeasti putkea 8 aikaansaadaan siihen keskipakoisvoima, joka vie putkessa olevat jätteet sen ulkopäähän voimalla, joka ylittää alipaineen aiheuttaman vastavoiman, jolloin osa jätteistä poistuu putkesta 8 venttiililaitteen 30 10 kautta. Välittömästi tämän jälkeen putken 8 pyörittäminen voidaan lopettaa.

Putkeen 8 täytyy aina jäädä sen verran nestettä, että neste sulkee yhteyden

Claims (10)

1. Alipaineviemärijärjestelmä, jossa on yksi tai useampi saniteettilaite (1), esim. 25 klosetti, joka normaalisti suljetun viemäriventtiilin (4) kautta on yhdistetty keräily-kammioon (3), joka alipainepumpun (5) tai vastaavan avulla on pidettävissä ali- * paineen alaisena, tunnettu siitä, että keräilykammio (3) on varustettu siihen kytketyllä tyhjennyslaitteella (8-10), joka käsittää nopeasti pyöritettävän tyhjennys-kanavan (8), jonka sisäänvirtauspää on kanavan pyörimisakselilla (7) ja jonka 30 ulosvirtauspää ulottuu radiaalisesti huomattavan matkan kanavan pyörimisakselista (7) sekä on varustettu venttiililaitteella (10), joka avautuu kanavassa olevan 9 9 • tv nesteen massavoiman ollessa pyörivässä kanavassa korkeampi kuin kanavaan vaikuttava keräilykammiossa (3) vallitsevan alipaineen aiheuttama vastavoima. 105223

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tyhjennys-5 kanava (8) on siten mitoitettu sen käyttökoneiston (6, 9) sille antaman pyörimisnopeuteen nähden, että putken kiertoliikkeen aiheuttava massavoima putken ulosvirtauspäässä on 20 ... 100 kertaa suurempi kuin paikallisen gravitaation aiheuttama massavoima.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tyhjen- nyskanavan (8) ulosvirtauspää on 15 ... 55 cm, mieluimmin 20 ... 40 cm etäisyydellä kanavan pyörimisakselista (7).

4. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, 15 että tyhjennyskanavan (8) käyttökoneisto käsittää moottorin (6), mieluimmin sähkömoottorin, jonka teho on suuruusluokkaa 1 kW ja jonka nimellispyörimisno-peus 50 Hz:n sähköverkkoon kytkettynä on mieluimmin 1500 tai 3000 r/min.

5. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, 20 että järjestelmän alipainepumppu (5) saa käyttövoimansa samasta moottorista (6) kuin tyhjennyskanava (8), mieluimmin irtikytkettävän kytkimen (14) kautta.

5 Tyhjennyskanava voi myös olla esim. kaksihaarainen putki 8, 8a. Katkoviivalla esitetyn toisen haaran 8a ansiosta pyörivän massan painopiste siirtyy mahdollisimman lähelle akselia 7. Tyhjennyskanavan voimansiirrossa voi olla kauko-ohjattu irtikytkettävä kytkinlaite 14. Tällöin pumppua 5 voidaan käyttää ilman, että tyhjennyskanava pyörii. Tyhjennyskanavan pyörittäminen ja/tai 10 venttiililaitteen 10 toiminta voi myös olla automaattisesti ohjattu esim. putkessa 8 tai keräilykammiossa 3 olevan pinnankorkeusanturin 15 avulla. Laitteeseen kuuluu ohjauskeskus 16, joka esim. anturin 15 antaman pulssin tai muun ohjauskomennon perusteella käynnistää pumpun 5 ja/tai kytkee kytkimen 14. Ohjauskeskukseen 16 on kytketty myös painemittari 17, joka valvoo, että 15 alipaineviemärissä on aina riittävän voimakas alipaine. Mikäli venttiiiilaite 10 on ohjattu sulkuventtiili, sen ohjauslaite aktivoituu ohjauskeskuksen antaman impulssin perusteella. Keksintö ei rajoitu esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan useita sen sovellutuksia 20 on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

6. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tyhjennyskanavassa (8) tai keräilykammiossa (3) on anturi (15), joka on jär- 25 jestetty estämään kanavan (8) pyörittäminen ja/tai on järjestetty vaikuttamaan venttiililaitteen (10) sulkeutumiseen kanavan (8) sisältämän nestemäärän ollessa määrätyn raja-arvon alapuolella.

7. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, 30 että jos tyhjennyskanavan (8) venttiililaite (10) on vastaventtiili, on siinä venttiilin sulkevaan suuntaan vaikuttava jousikuormitus, tai vaihtoehtoisesti, jos tyhjen- 7 105223 nyskanavan (8) venttiililaite (10) on sulkuventtiili, on siinä laitteita (15) sen avaamis- ja sulkuliikkeen ohjaamiseksi kanavassa olevan nesteen massavoiman mukaan.

8. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin tyhjennyskanavan (8) ulkopää on pääasiallisesti sylinterimäinen ja läpimitaltaan 45 ... 60 mm, mieluimmin 50 ... 55 mm.

9. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, 10 että tyhjennyskanava on kaksi- tai monihaarainen (8, 8a) siten, että sen pyörivän massan keskipiste on pyörimisakselilla (7) tai sen läheisyydessä.

10. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tyhjennyskanavan käyttökoneisto (6, 14, 9) käsittää laitteet (14) kanavan 15 pyörittämisen rajoittamiseksi lyhyiksi jaksoiksi, joiden kesto mieluimmin on vain muutama sekunti.