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Die
Erfindung betrifft, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben,
eine Vakuumentsorgungsanlage für
Flüssigkeiten,
insbesondere an Bord eines Fahrzeugs, z. B. eines Luftfahrzeugs,
umfassend ein Becken, welches über
eine Ventileinheit und ein Leitungssystem an einen mit Unterdruck
beaufschlagten Sammelbehälter
angeschlossen ist, wobei die Ventileinheit ein Flüssigkeitsreservoir
aufweist, welches über
einen Zulauf mit dem Becken und über
einen Ablauf, dem ein Ventil zugeordnet ist, mit dem Leitungssystem
verbunden ist, wobei das Ventil einen innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs
angeordneten Schwimmer umfasst, der mit einem ablaufseitig am Flüssigkeitsreservoir
angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt.
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Flugzeuge,
z. T. aber auch Schiffe und Züge und
andere Fahrzeuge, sind mit Vakuumentsorgungsanlagen ausgestattet.
Dabei sind jeweils die Toiletten, Handwaschbecken, Bordküchen-Spülbecken
und ähnlichen
Einrichtungen über
eine zugeordnete Ventileinheit und ein Leitungssystem an einen Sammelbehälter angeschlossen,
in dem, bezogen auf den Umgebungsdruck der betreffenden Einrichtung
(bei Flugzeugen den Kabinendruck) ein Unterdruck herrscht. Wird
die jeweilige Ventileinheit geöffnet,
wird der Inhalt des betreffenden Wasch-, Spül-, Toiletten- oder sonstigen
Beckens aufgrund des Druckgefälles
in den Sammelbehälter
befördert. Auch
im Gebäudebereich
sind verschiedentlich entsprechende Vakuumentsorgungsanlagen für Flüssigkeiten
anzutreffen.
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Die
DE 102005045343 A1 offenbart
eine gattungsgemäße Vakuumentsorgungsanlage,
die auf die Zwischenspeicherung des Abwassers (Grauwassers) eines
Handwaschbeckens eines Flugzeuges und Abgabe des zwischengespeicherten
Abwassers, wenn ein vorgegebener Füllstand im Zwischenspeicher
(Flüssigkeitsreservoir)
erreicht wird, ausgerichtet ist. Der Ventilkörper ist dabei an seinem oberen Ende
mit einem Schwimmkörper
in Form einer Rollmembran verbunden, welche an der Innenwand des Zwischenspeichers
abrollen kann, wenn der Ventilkörper
auftriebsbedingt vom Ventilsitz abhebt und das Ventil öffnet.
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Für moderne
Großraumflugzeuge
wird aus verschiedenen Gründen
(z. B. Hygiene, Komfort, Platzbedarf) die Installation von Urinalen
erwogen. Diese sollen unter Gesichtspunkten der Wirtschaftlichkeit
(möglichst
geringes Start- und Fluggewicht) nach Möglichkeit wasserlos betreibbar
sein, so wie dies für
Gleichdruck-Entsorgungssysteme
bekannt ist (
EP 1076739
B1 ,
US 5711037
A ,
WO 2005/071172
A1 und
WO
2005/071173 A1 ).
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Die
Erfindung zielt demgemäß darauf
ab, eine Vakuumentsorgungsanlage der eingangs angegebenen Art bereitzustellen,
bei der es sich bei dem Flüssigkeitsbecken,
dessen Inhalt in den Sammelbehälter
zu entleeren ist, insbesondere um ein wasserlos betriebenes Urinal
handeln kann, wobei die Vakuumentsorgungsanlage insbesondere auch
den weiteren Anforderungen an ein modernes Flugzeug gerecht wird
wie namentlich eine hohe Zuverlässigkeit,
einen geringen Wartungsaufwand, einen hohen Bedienungskomfort, eine
nur minimale Geräusch- und
Geruchsemission und eine hohe Hygiene, wo bei die zwischen das Becken
und das Leitungssystem geschaltete Ventileinheit ohne Fremdenergie
und ohne manuelle Betätigung
arbeiten soll.
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Gelöst wird
die vorstehend angegebene Aufgabenstellung gemäß der Erfindung, indem bei
einer Vakuumentsorgungsanlage der eingangs angegebenen Art der Schwimmer
in einer Ventilpatrone geführt ist,
in welcher der Ventilsitz ausgeführt
ist, sowie in den Zulauf ein mechanischer Geruchsverschluß mit einem
auf einem Sitz aufliegenden Schwimmkörper integriert ist und der
Schwimmkörper
des Geruchsverschlusses in einer Führungshülse geführt ist, welche den Sitz und
oberhalb desselben mindestens eine seitliche Durchtrittsöffnung umfasst,
wobei die Ventilpatrone nach oben zum Becken hin aus dem Flüssigkeitsreservoir
entnehmbar ist. Mithin sind für die
erfindungsgemäße Vakuumentsorgungsanlage für Flüssigkeiten
in Kombination miteinander mehrere Merkmale wesentlich: So ist zwischen
das Flüssigkeitsbecken
und das dieses mit dem Sammelbehälter
verbindende Leitungssystem ein Flüssigkeitsreservoir geschaltet,
welches ablaufseitig mit einem rein mechanisch arbeitenden, schwimmergesteuerten Ventil
ausgestaltet ist, wobei der betreffende Schwimmer innerhalb des
Flüssigkeitsreservoirs
angeordnet ist und das Ventil bei Erreichen eines vorgegebenen Flüssigkeitsstandes
in dem Reservoir öffnet.
Weiterhin ist zulaufseitig an dem Flüssigkeitsreservoir, d. h. zwischen
dem Flüssigkeitsbecken
und dem Flüssigkeitsreservoir
ein mechanischer Geruchsverschluss vorgesehen, welcher einen auf
einem Sitz aufliegenden Schwimmkörper
umfasst. Der Schwimmkörper
des Geruchsverschlusses, wie er der Art nach im wesentli chen aus
der
GB 2432596 A bekannt
ist, schwimmt auf, wenn Flüssigkeit
in das Becken gelangt, und entlässt
diese ohne weiteres in das Flüssigkeitsreservoir,
wo sie bis zum Erreichen des vorgegebenen Flüssigkeitsspiegels angesammelt
wird.
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Der
Geruchsverschluss wirkt dabei ersichtlich zugleich gewissermaßen als ”Geräuschverschluss”, indem
er den zwischen dem Flüssigkeitsbecken
und dem Flüssigkeitsreservoir
liegenden Zulauf des Flüssigkeitsreservoirs
insbesondere auch dann verschließt, wenn der Inhalt des Flüssigkeitsreservoirs
in den Sammelbehälter
hinein abgesaugt wird. Die erfindungsgemäße Vakuumentsorgungsanlage arbeitet
auf diese Weise zuverlässig
gänzlich
unabhängig
von Fremdenergie ohne störende
Geräusch- oder Geruchsbildung
und bedarf keiner manuellen Betätigung,
was im Ergebnis die Ausrüstung
von über
eine Vakuumentsorgungsanlage verfügenden Luft- und sonstigen
Fahrzeugen mit wasserlos betriebenen Urinalen ermöglicht,
für welchen
Zweck sich keines der aus dem Stand der Technik bekannten für Gleichdruckbetrieb
bestimmten wasserlosen Urinale eignet. Entsprechendes gilt für die Entsorgung
anderer Flüssigkeiten über Vakuumentsorgungsanlagen wie
insbesondere die Abwässer
von Bordküchen
und Handwaschbecken (sog. Grauwasser) an Bord von Luft- und sonstigen
Fahrzeugen oder aber auch im stationären Einsatz im Bereich der
Gebäudetechnik.
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Weiterhin
ist der Schwimmkörper
des Geruchsverschlusses in einer Führungshülse geführt, welche den Sitz und oberhalb
desselben mindestens eine seitliche Durchtrittsöffnung umfasst. Eine solche Gestaltung
erweist sich als vorteilhaft insbesondere im Hinblick auf die Zuverlässigkeit
des Geruchsverschlusses auch bei außer gewöhnlichen Betriebszuständen des
mit der erfindungsgemäßen Vakuumentsorgungsanlage
ausgestatteten Fahrzeuges. Ebenfalls unter Gesichtspunkten der Zuverlässigkeit
ist der Schwimmkörper
des Geruchsverschlusses bevorzugt in Form einer Kugel ausgeführt, wobei
dies auch im Hinblick auf einen möglichst geringen Herstellungs-
und Wartungsaufwand von Vorteil ist, beispielsweise weil in diesem
Falle die Gefahr, dass sich Fremdkörper im Bereich des Geruchsverschlusses festsetzen,
besonders gering ist.
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Und
gemäß einem
weiteren für
die Erfindung charakteristischen Merkmal ist vorgesehen, dass der Schwimmer
des ablaufseitigen Ventils in einer Ventilpatrone geführt ist,
in welcher der Ventilsitz ausgeführt
ist. Die Ventilpatrone bildet mit dem darin aufgenommenen Schwimmer
eine bauliche Einheit, die im Falle eines entsprechenden Wartungsbedarfs
mit minimalem Aufwand ausgetauscht werden kann. Besonders günstig ist
es insoweit, wenn die Ventilpatrone nach oben zum Becken hin aus
dem Flüssigkeitsreservoir
entnehmbar ist. Ist der Schwimmkörper
des Geruchsverschlusses in dem weiter oben beschriebenen Sinne in
einer Führungshülse geführt, so
ist diese besonders bevorzugt mit der vorstehend erläuterten
Ventilpatrone zu einer Einheit verbindbar, sodass zu Wartungszwecken
eine einzige vormontierte Baugruppe, welche die Ventilpatrone samt
dem daran ausgeführten
Ventilsitz, den in ihr aufgenommenen Schwimmer, die mit ihr verbundene
Führungshülse samt
dem an dieser aufgeführten
Sitz für
den Schwimmkörper
des Geruchsverschlusses sowie den Schwimmkörper selbst umfasst, mit geringstem Aufwand
austauschbar ist.
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Zweckmäßigerweise
mündet
in das Flüssigkeitsreservoir
oberhalb des maximalen Füllstandes eine
Belüftungsöffnung, über welche
ein Druckausgleich zwischen dem Inneren des Flüssigkeitsreservoirs und dem
Umgebungsdruck (bei Flugzeugen dem Kabinendruck) möglich ist.
Der entsprechende Druckausgleich kommt insbesondere nach dem Ende
der Entleerung des Flüssigkeitsreservoirs, wenn
das Entleerungsventil wieder geschlossen ist, zum Tragen und begünstigt das Öffnen des
Geruchsverschlusses durch Aufschwimmen des entsprechenden Schwimmkörpers bereits
bei geringen Flüssigkeitsmengen
in dem Becken. Für
diese Funktion reicht eine Belüftungsöffnung mit
einem vergleichsweise kleinen Querschnitt aus, wodurch eine nennenswerte
Geräusch-
und Geruchsemission durch die Belüftungsöffnung hindurch ausgeschlossen
ist. Um ein übriges
zu tun, kann an die Belüftungsöffnung eine
Bypassleitung angeschlossen werden, welche mit einem im Hinblick
auf Geräusche
und Gerüche unsensiblen
Bereich (z. B. Frachtraum) kommuniziert und/oder in welche Geruchs-
und Geräuschfilter
integriert sein können.
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Im
Hinblick auf die typischen Anwendungsfälle erweist sich als vorteilhaft,
wenn die Querschnittsfläche
des Ventilsitzes wesentlich kleiner ist als die Querschnittsfläche des
Schwimmers. Dies ist günstig
für die
Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Vakuumentsorgungsanlage
bei den üblicherweise
bestehenden Druckverhältnissen.
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Der
Querschnitt des Flüssigkeitsreservoirs kann
sich von oben nach unten erweitern, beispielsweise indem das entsprechende
Gehäuse
mehr oder weniger konisch ausgeführt
ist. Dies ist günstig
im Hinblick auf die Betriebssicherheit der Vakuumentsorgungsanlage
bei niedrigen Temperaturen, wenn potentiell die Gefahr besteht,
dass die in dem Flüssigkeitsreservoir
angesammelte Flüssigkeit
einfriert. Vor dem gleichen Hintergrund kann es vorteilhaft sein,
wenn der Schwimmer durch einen geeigneten Mechanismus unabhängig vom
Flüssigkeitsstand
in dem Flüssigkeitsreservoir
aktiv anhebbar ist, um eine Entleerung einzuleiten.
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Eine
abermals andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet
sich dadurch aus, dass eine Abdeckung vorgesehen ist, die mindestens
eine Durchtrittsöffnung
aufweist und an dem Becken oder einem mit dem Becken verbundenen
Montagering fixierbar ist. Die Abdeckung kann dabei insbesondere in
einer entsprechend ausgeführten,
vertieften Ausnehmung des Beckens angeordnet sein. Die Durchtrittsöffnungen
gestatten einen Durchtritt der in das Becken gelangenden Flüssigkeit
zu dem Geruchsverschluss. Die Abdeckung deckt dabei den Geruchsverschluss
nach oben, zum Becken hin ab. Sie ist geeignet, geringe Mengen an
Restflüssigkeit,
die sich im Bereich des Geruchsverschlusses ansammelt, sowohl optisch
abzudecken als auch nennenswerte Geruchsemissionen zu vermeiden.
Mit Vorteil läßt sich
die betreffende Abdeckung auch zur Lagesicherung der Ventilpatrone
heranziehen; in diesem Falle braucht zum Austausch der Ventilpatrone
lediglich die Abdeckung entfernt zu werden, woraufhin sich die Ventilpatrone
dem Flüssigkeitsreservoir ohne
weiteres nach oben hin entnehmen und gegen eine neue Ventilpatrone
austauschen läßt, wobei nach
Einsetzen der Ventilpatrone diese nicht gesondert fixiert werden
muss, weil dies durch das anschließende Aufsetzen der Abdeckung
erreicht wird.
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Bei
einer geeigneten Ausführung
des Leitungssystems (Gefälle)
und Auslegung der übrigen Komponenten
erfüllt
die vorstehend erläuterte,
für erfindungsgemäße Vakuumentsorgungsanlagen
für Flüssigkeiten
charakteristische Ventileinheit ihren Zweck auch dann, wenn der
in dem Sammelbehälter herrschende
Druck betriebsbedingt mit dem Umgebungsdruck übereinstimmt. Dies ist insoweit
ein attraktiver Aspekt, als insoweit bei einem mit einer erfindungsgemäßen Vakuumentsorgungsanlage
ausgerüsteten
Flugzeug am Boden und in niedrigen Flughöhen nicht für jede. Entleerung des Flüssigkeitsreservoirs
der Ventileinheit in den Sammelbehälter hinein die Vakuumpumpe
in Betrieb gesetzt werden muss. Erkennbare Vorteile hiervon sind
beispielsweise eine entsprechend reduzierte Lärmbelästigung sowie eine gesteigerte
Lebensdauer der Vakuumpumpe. Aus vorstehendem wird überdies
ersichtlich, dass sich im Ergebnis die vorstehend erläuterte Ventileinheit
letztendlich auch für
bestimmte Gleichdruck-Anwendungen eignet, bei denen der Flüssigkeits-Sammelbehälter unter überhaupt
keinen Umständen
mit einem gegenüber
dem Umgebungsdruck reduzierten Betriebsdruck beaufschlagt wird.
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Ist
indessen aufgrund der anwendungsspezifischen Gegebenheiten eine
Verlegung des Leitungssystems mit einem für einen zuverlässigen Gleichdruckbetrieb
ausreichenden Gefälle
von der Ventileinheit bis zum Sammelbehälter nicht möglich, so wird,
wenn die zwischen dem Sammelbehälter
und der Umgebung herrschende Druckdifferenz betriebsbedingt (z.
B. bei geparktem Flugzeug) einen Mindestwert unterschreitet, durch
eine geeignete Steuerung eine den Sammelbehälter evakuierende Vakuumpumpe
in Betrieb gesetzt, wenn das Flüssigkeitsreservoir
der Ventileinheit gefüllt
und in den Sammelbehälter
zu entleeren ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Dabei
zeigt die Zeichnung einen Vertikalschnitt durch den unteren Bereich eines
als Urinal ausgeführten
Beckens mit einer daran angeordneten, in Anwendung der Erfindung
ausgeführten
Ventileinheit.
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Das
zur Verwendung im Rahmen einer Flugzeug-Vakuumentsorgungsanlage,
welche im Übrigen in
herkömmlicher
Weise ausgeführt
ist, bestimmte Urinal 1 umfasst ein Becken 2,
welches über
eine unterhalb des Beckens angeordnete Ventileinheit 3 und ein
(nicht dargestelltes) Leitungssystem an einen mit Unterdruck beaufschlagten
Sammelbehälter
angeschlossen ist. An dem Becken 2 ist an dessen unterem
Abschnitt eine durch einen etwa zylindrischen Stutzen 4 begrenzte
Ausnehmung 5 angeordnet, wobei der Stutzen 4 in
einen Flansch 6 übergeht.
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Die
Ventileinheit 3 weist ein Flüssigkeitsreservoir 7 auf.
Dieses ist gebildet durch ein Gehäuse 10, welches eine
im wesentlichen zylindrische Außenwand 8 und
einen Boden 9 aufweist und über einen Montagering 11 mit
dem Flansch 6 verbunden ist. Die Öffnung 12 des Montageringes 11 bildet
dabei einen Teil des Zulaufs 13, über den das Flüssigkeitsreservoir 7 mit
dem Becken 2 verbunden ist. Der Ablauf 14 des
Flüssigkeitsreservoirs 7 ist
durch einen in dem Boden 9 des Gehäuses angeordneten Anschlussstutzen 15 gebildet.
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Dem
Ablauf 14 ist ein Ventil 16 zugeordnet. Hierzu
ist ein im Innenraum des Flüssigkeitsreservoirs 7 angeordneter,
im wesentlichen zylindrisch ausgeführter Schwimmer 17 vorgesehen,
an dessen konisch zulaufendem unteren Endbereich ein als Dichtring 18 ausgeführtes Dichtelement
angeordnet ist. Der Dichtring 18 wirkt mit einem Dichtsitz 19 zusammen,
welcher in einem in den Anschlussstutzen 15 hineinragenden
und gegenüber
diesem mittels eines O-Ringes 20 angedichteten trichterförmigen Sitzring 21 ausgebildet
ist.
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Der
Sitzring 21 bildet den untersten Teil einer Ventilpatrone 22,
welche im Übrigen
ein Führungsrohr 23 für den Schwimmer 17 und
einen oberen Abschlussring 24 umfaßt, wobei das Führungsrohr 23 mit
dem Sitzring 21 über
zwei untere Stege 25 und mit dem Abschlussring 24 über zwei
obere Stege 26 verbunden ist. Der Abschlussring 24 der
Ventilpatrone 22 ist gegenüber dem Montagering 11 mittels
eines O-Ringes 27 angedichtet.
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In
den Abschlussring 24 ist eine Führungshülse 28 eingesetzt.
In dieser ist ein Schwimmkörper 29 in
Form einer hohlen Kunststoffkugel 30 aufgenommen. Diese
liegt auf einem Sitz 31 auf, welcher über eine entsprechend gestaltete
Stufe innen in der Führungshülse 28 ausgeführt ist.
Die Seitenwand 32 der Führungshülse 28 weist
Durchbrüche 33 auf, durch
welche hindurch Flüssigkeit
in das Innere der Führungshülse 28 eintreten
kann. Der Schwimmkörper 29 und
der zugeordnete Sitz 31 bilden gemeinsam einen Geruchsverschluss 34,
der ein Austreten von Geruchsemissionen aus dem Inneren des Flüssigkeitsreservoirs 7 durch
dessen Zulauf 13 verhindert.
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In
dem Stutzen 4 des Beckens 2 ist eine kappenartige
Abdeckung 35 aufgenommen. Der Deckel 36 der Abdeckung
ist dabei an die Kontur des Beckens 2 angepasst ausgeführt. Die
im wesentlichen zylindrische Seitenwand 37 der Abdeckung 35 hält zumindest
bereichsweise zu der Innenfläche
des Stutzens 4 einen Abstand ein, wodurch Durchtrittskanäle 38 entstehen.
In Verbindung mit der in der Seitenwand 37 der Abdeckung 35 vorgesehenen
Durchtrittsöffnung 39 gestattet
dies eine Flüssigkeitsströmung von
dem Becken 2 durch die Führungshülse 28 hindurch in
das Flüssigkeitsreservoir 7.
Die Abdeckung 35 ist mit dem Montagering 11 mittels
eines Bajonettverschlusses verbunden; sie bewirkt, indem sie auf
der Oberkante des Abschlussringes 24 anliegt, die Lagesicherung
der Ventilpatrone 22 innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs 7.
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An
der unteren Stirnfläche
der Führungshülse 28 ist
ein elastischer Pufferring 40 angeordnet, der beim Öffnen des
Ventils 16 das Anstoßen
des Schwimmers 17 an der Führungshülse 28 dämpft. In das
Flüssigkeitsreservoir 7 mündet oberhalb
des maximalen Füllstandes
eine (nicht dargestellte) Belüftungsöffnung,
an die eine Bypassleitung anschließbar ist, in welche bei Bedarf
ein Geruchs- und Geräuschfilter
integriert sein kann.