DE2117353A1

DE2117353A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ableiten von Abwässern

Info

Publication number: DE2117353A1
Application number: DE19712117353
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Original assignee: Burns, B. Calvin, Woodbridge, Va.; Albertsen, Hans C, Annapolis, Md.; (V.St.A.)
Priority date: 1971-04-08
Filing date: 1971-04-08
Publication date: 1972-10-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Ableiten von Abwässern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ableiten von Abwässern, d.h. zum Fördern von Abwässern aus einer Abwasserquelle an eine entrernte Stelle, und zwar erfindungsgemäß unter Verwendung von sowohl Schwerkraftsströmung als auch sogenannter vakuumbetriebener Pfropfenströmung.
Unter Abwässer soll hier der flüssige Abfall von Wohngemeinschaften verstanden werden; diese Abwässer enthalten Flüssigkeiten der verschiedensten Art mit darin gelösten, suspendierten und schwebenden Feststoffen, wie sie von Toiletten, Bädern, Küchenausgüssen und anderen sanitären Installationen in Wohnhäusern, öffentlichen Gebäuden und dergleichen abgegeben werden, sowie Abfallprodukte von handwerklichen oder industriellen Anlagen und Verfahren. Die in derartigen BlussigkeSten enthaltenen Feststoffe, die im allgemeinen bezüglich des Gesamtvolumens der Flüssigkeit nur ein geringes Volumen beanspruchen, sind meist sehr stark fäulniserregend, so daß sich gesundheitliche Gefahren ergeben, wenn das Gesamtvolumen des Abwassers nic"; schnellstens und vErkungsvoll von der Abwasserquelle zu einer Abwasserbehandlungsanlage, welche die Abwässer reinigt, geleitet wird. So werden beispielsweise die meisten Abwässer sehr schnell septisch, wenn sie nicht innerhalb von vier bis sechs Stunden entsprechend behandelt werden. Das Problem der schnellen Ableitung des Abwassers ist insbesondere dann von großer Bedeutung, wenn vergleichsweise geringe Abwassermengen anfallen, da in den üblichen, auf Schwerkraftwirkung beruhenden Systemen Seine Abwasservolumina keineswegs schnell und wirktingsvoll weggefördert werden können Meist werden die Abwässer verschiedener Ursprungsstellen, d.h. Abwasserquellen, in ein gemeinsames Leitungssystem eingebracht. Ein derartiges System entnält Hausanschlüsse, Nebenleitungen, Kanalisationsrohre, Auffang- und Ausfällungskloaken und dergleichen, tit dem zu Zweck, die Abwässer von deren Ursprungsquellen aufzunehmen uiid zu den dafür bestimmten Stellen einer Abwasserbehandlungsanlage zu fordern. Wie bereits oben erwähnt, wird dabei das Abwasser üblicherweise nur mittels der auf die Abwassermenge einwirkenden Schwerkraft durch das Rohrsystem gefördert.
Da die Strömung des durch die verschiedenen Leitungen des Systems fließenden Abwassers durch die Schwerkraft aufrechterhalten wird, ist die Gestaltung der üblichen Abwessersysteme in beträchtlichem Ausma@e @urch di@ natürliche Topographie der Wohnsiedlung begrenzt, in w@@cher das System angeordnet ist. Die Rohr-@ührung und die Rohrgrößen der Leitungen werden im großen U@fang durch die Forderung des Bestehens eines genügenden Gefälles für eine Leitung gegebener Größe vorbestimmt. In der Praxis ergibt sich dabei über das gesamte Terrain, das die Tiefe, in welcher die Leitungen liegen müssen, gegen die Abwasserbehandlungsanlage hin ständig größer wird, um ueber das gesamte System einen bestimmten Minimal-Gefällegradienten zu erhalten.
DarUberhinaus müssen vergleichsweise große Rohre verwendet werden, um große FlUssigkettsvolumina bei den normalerweise nur geringen Gefällegradienten weiterfördern zu können. Die Kosten der Rohrverlegung sind somit eine nicht-lineare Funktion der gegebenen Abwasser menge infolge der Kosten der Rohre und der beträchtlichen Ausgrabungen und WiederauffUllungen infolge vergrößerter Rohrdurchmesser. DarUberhinaus steigen die Kosten noch mehr, wenn Wasser Fels oder instabile Untergründe überwunden werden müssen.und es erforderlich ist, Sprengungen, Tunnelbohrungen, Abstützungen, Entwässerungen, Rohrumbauungen und dergleichen vorzunehmen.
Bei den üblichen Systemen müssen die im Untergrund verlegten Rohre und Leitungen derart gestaltet und ausgelegt werden, daß sie einer maximal zu erwartenden Entwicklung des Jeweiligen geographischen Bereiches auch in der Zukunft genügen. Wo Ferien- oder Zweithaus-Siedlungen im Aufbau sind, ergeben sich praktische Probleme, da die Abgabe der Häuser in das Kanalisationssystem am Anfang vergleichsweise gering und die Ausnutzung des Systems saisonbedingt sein kann und über eine Anlaufzeit von einem Jahr oder deren mehreren nur ein intermittierender Gebrauch erfolgt.
Die-Leitungen werden üblicherweise aus glaciertem Ton, Beton oder dergleichen gefertigt, da infolge der großen erforderlichen Durchmesser die Kosten für entsprechende Rohre aus Metall oder Kunststoff zu hoch wären. DieseTonrohre Jedoch mUssen in kurzen Längen gefertigt werden, da die Zugfestigkeit des Materials nur gering ist. Dies wiederum erfordert eine äußerst große Zahl von Leitungsverbindungen, mit der Gefahr von Eindringen von Wasser während längerer Regenperioden und einer sich daraus ergebenden Überlastung der Abwasseraufbereitungsanlagen. Die Rohrverbindungen ermöglichen außerdem ein Eindringen von Wurzeln, die nicht nur die Abwasserströmung behindern sondern darUberhinaus eine Verseuchung der Umgebung durch austretsnde Abwässer verursachen können.
Aufgrund dieser Probleme und Schwierigkeiten ist es bei den üblichen Schwerkraftsystemen üblich, den Einbau von Einsteigeöffnungen in kurzen Abständen der Rohrleitungen zu fordern, um die Möglichkeit einer Besichtigung zu haben und Werkzeuge und Einrichtungen einsetzen zu können, mit deren Hilfe Wurzeln, Schlammablagerungen und andere Hindernisse entfernt werden können. Jede Einsteigedffnung stellt selbstverständlich einen zusätzlichen und beträchtlichen Kostenfaktor dar, und außerdem werden durch diese Einsteigöfrnungen zusätzlich Fremdkörper in das Kanalisationssystem gelangen können, was bekanntlich oftmals der Fall ist.
Aus diesen GrUnden ist es auch üblich, in der fforizontalen zwischen den auf Schwerkraftwirkung beruhenden Abwasserrohren und Frischwasserrohren einen Abstand von 3m nicht zu unterschreiten. Bei der Verlegung müssen deshalb im allgemeinen für beide Rohrleitungen besondere Gräben ausgehoben werden.
Um nun einige der Nachteile dieser Schwerkraft-Abwassersysteme der erwähnten Art zu beseitigen, ist die Verwendung von Vakuum-Abwassersys temen vorgeschlagen worden, zum Beispiel in den US-Patenten 3 239 849 und 3 115 148. Bei Systemen dieser allgemeinen Art wird das flüssige Abwasser getrennt durch Schwerkraftwirkung durch ein Ubliches Schwerkraft-System hindurchgeführt. Die Feststoffe dagegen, einschließlich solcher mit starker Fäulniserregung, etwa der Abfluß von Wasserclosetts und dergleichen, werden in Art von Pfropfen durch Rohre oder Leitungen eines getrennten Vakuum-Systems zu einem besonderen Sammeltank geleitet, und zwar mit Hilfe von pneumatischem Druck. Der Durchmesser der Rohre oder Leitungen des Vakuum-Systems darf nach der erwähnten US-Patentschrift nicht größer als etwa 6,25cm (Innendurchmesser) betragen. Diese im wesentlichen feste Kloake kann in diesen, einen kleinen Durchmesser aufweisenden Leitungen in Form von Pfropfen gefördert werden, wenn die Kloake im wesentlichen die gesamte uerschnittsfläche von zumindest Teilen der Leitung ausfüllt, also Pfropfen darstellt, und eine Druckdifferenz an entgegengesetzten Seiten der Kloaken-bzw. Abwasserpfropfen erzeugt wird. Diese Druckdifferenz wird dadurch erreicht, daß in dem Tank, in welchen das Abwasser geleitet werden soll, also im Aufnahmetank, ein Vakuum besteht und ein Zutritt von Luft mit Atmosphärendruck in die Rohrleitung bzw. das Rohr hinter dem Abwasserpfropfen ermöglicht wird. Ein derartiges Fördersystem wird nachfolgend der Einfachheit halber als vakuumbetriebene Pfropfenströmung oder Vakuum-Pfropfenstrom bezeichnet.
Wie in dem bereits oben erwähnten US-Patent 3 239 849 ausführlich erläutert, kann es vorkommen, daß die Pfropfen vor Erreichen des Aufnahmetanks zerfallen, und zwar infolge der Entfernung und von Reibungskräften. Die Pfropfen können jedoch durch die Verwendung sogenannter Pfropfenerneuerer wieder hergestellt werden, wie nachfolgend im einzelnen erläutert wird.
Bis heute jedoch existiert kein System, mit dessen Hilfe alle Arten von Abwässern einschließlich von Flüssigkeiten,wie Wasser, auf praktische Weise und wirtschaftlich in der gleichen Leitung von der Abwasserquelle bis zur Abwasseraufbereitungsanlage gefördert werden können, mit Ausnahme des üblichen Schwerkraftsystems, das jedoch sehr nachteilig ist.
Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Fördern von Abwässern zu schaffen, wobei dieses Verfahren und diese Vorrichtung insbesondere dazu geeignet sein soll, große Volumina von sowohl Flüssigkeiten als auch Feststoffen in einer einzigen Leitung bzw. in einem einzigen Rohr zu fördern, wobei darüberhinaus sichergestellt ist, daß die Wirtschaftlichkeit und Wirksamkeit nicht nur bei voller Kapazitätsausnutzung sondern auch dann gewährleistet ist, wenn nur wenige, weit voneinander entfernte Abwasserquellen angeschlossen sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines neuen Abwassersystems für sowohl Flüssigkeiten als auch Feststoffe, wobei dieses System Leitungen aufweisen soll, die einen beträchtlich größeren Durchmesser haben als die Leitungen der vorbekannten Vakuum-Pfropfensysteme, womit eine beträchtliche Kostenverminderung ermöglicht wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Systems, bei welchem die Abwässer unter der Einwirkung von Schwerkraft von einer Vielzahl von Abwasserquellen, etwa Häusern oder Gebäuden mit üblicher sanitärer Installation, zunächst in einen Sammeltank geleitet werden dann durch Erzeugung eines Unterdrucks in einem stromabwärtigen Vakuum-Aufnahmetank an einer Zwischenstation vom Sammeltank in den Vakuum-Aufnahme tank in Form von zusammenhängenden Pfropfen weitergeleitet werden, worauf schließlich die Abwässer über nachfolgende Zwischenstationen ebenfalls in Form zusammenhängender Pfropfen in eine Abwasseraufbereitungsanlage befördert werden, und zwar unter einem erhöhten Druckunterschied, der sich aus der Erzeugung eines Uberdrucks in der stromaufwärtigen Leitung jeder Zwischenstation ergibt.
Bei dem vorbekannten vakuumbetätigten Pfropfen Strömungssystem nach US-Patent 3 259 849 arbeitet das Vakuumsystem mit einer derart geringen Menge an Wasser, daß es nicht an ein übliches Schwerkraft-Strömungssaystem angeschlossen werden kann, es sei denn, es werden besondere Vorkehrungen getroffen, um mit zusätzlichem Wasser die Wände der Leitungen zu spülen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein neues Sammelsyxtem für jede Abwasserquelle, also ein Haus, ein öffentliches Gebäude und dergleichen, zu schaffen, welches die eben erwähnten Nachteile vermeidet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Systems, bei welchem die Abwässer durch aufeinanderfolgende Zwischenstationen, wie sie vorher bereits angesprochen worden sind, hindurch und daraufhin in ein übliches Schwerkraft-Strömungssystem zum Weiterfördern zur Abwasseraufbereitungsanlage gefördert werden können. Das System der Erfindung erbringt beträchtliche finanzielle Ersparnisse bei der Entwicklung von Gebieten, die bisher nicht mit einer hanalisation versehen werden konnten, und zwar dadurch, daß eine Ableitung in eine bestehende übliche Schwerkraftkanalisation weit entfernt von der Abwasseraufberei tungs anlage erfolgt.
Pfropfenerneuerer wurden wie bisher bei dem bekannten vakuumbetriebenen Pfropfen-Strömungssystem dazu verwendet, die Wiederbildung zusammenhängender Pfropfen zu erleichtern. Bekanntlich verlieren Abwasserpfropfen immer mehr an Festigkeit und zerfallen an den vorderen und hinteren Kanten infolge von schwerkraftsbedingter und reibungsbehinter Berührung mit den Innenwänden der Leitungen, womit dann die antreibende Luft längs der Leitung über das Abwasser hinwegstreicht und zur Vakuumquelle gelangt.
Die PfropfenbildnerXoder genauer gesagt, die Pfropfen- Wiederbildner bekannter Art bestehen im allgemeinen aus U-förmigen Ausdrückungen der Leitung; sie können auch die Form einer einzelnen, nach unten gerichteten, kreisförmigen Biegung der Leitung in deren vertikaler Ebene sein.
Demgemäß ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, eine neue Vorrichtung zur Bildung bzw. Wiederbildung von Pfropfen zu schaffen, in welcher dem Abwasserpfropfen bei seinem Antrieb vom Pfropfenbildner eine Drehung-aufgeprägt wird. Die Drehung des Abwasserpfropfens verzögert den Pfropfenzerfall und erhöht somit nicht nur die Wirksamkeit des Systems sondern vermindert darüberhinaus die Zahl an erforderlichen Pfropfenbildnern. Zusätzlich zu der Arbeits- und Materialersparnis wird die Wirksamkeit und die Lebensdauer des Gesamtsystems durch das Spülen der unteren Teile der Leitung, also dort wo sich die Feststoffe absetzen wollen, erhöht.
Da ein wesentliches Kriterium für die Wegförderung von Abwässern die Zeit ist, für welche die Abwasser in dem System verbleiben und die Sepsis mit der Verweilzeit steigt, ist ein weiteres Ziel der Erfindung die Schaffung eines neuen Verfahrens und einer neuen Vorrichtung für die Zerkleinerung und Durchlüftung der Abwässer während ihrer Förderung durch das System. Es ist deshalb zusätzlich vorgesehen, Aufbereitungssubstanzen in die Vakuumleitung einzuführen, die dann durch das System hindurchgespült werden und sich dabei innig mit den Abwässern vermischen bei dem Zerkleinerungsprozeß.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen, sich selbst reinigenden oder sich selbst spülenden Abwassersammeltanks sowie eines automatischen Uberwachungssystems für den Tank, welches entweder auf einen Steuerbefehl von einer entfernten Station her arbeitet oder aber periodisch und/oder automatisch in Abhängigkeit vom Abwasservolumen im Sammeltank, um so zu bewirkens daß sich der Inhalt des Sammeltanks in das vakuumbetriebene Pfropfen-Strömungssystem entleert.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Steuersystems für die Abwasser-Strömungsmenge, wobei die Strömungsspitze entschärft wird, um so die mittlere Strömungsmenge möglichst konstant zu halten.
Eine genügende Verzögerung kann bei der Entleerung des Sammeltanks eingeführt werden, um die übliche Spitzenbelastung zur Frühstücks- und Mittagszeit au« leichen, welche die normale Durchschnittsbelastung um einen Faktor 2 bis 4 übersteigt. Der jeweilige Zustand einer großen Anzahl von Sammel- und Vakuumtanks an den Zwischenstationen des erfindungsgemäßen Systems kann von der Ferne her überwacht und automatisch oder von Hand wunschgemäß korrigiert werden. Eine Korrektur kann beispielsweise in der Entleerung eines Kollektortanks an einem Montagmorgen in einer Feriensiedlung bestehen, um dann, wenn die Ansammlung in einem bestimmten Tank ein für die automatische Entleerung ungenügendes Abwasservolumen aufweist, eine verspätete Wirkung vermeiden. Es können auch Elemente für eine periodische Überwachung verwendet werden, um die Abgabe gesteuerter Abwassermengen von gering besiedelten Gebieten zu sichern, selbst wenn das System für eine wesentlich größere Kapazität ausgelegt ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen überwachungssystems zum Überwachen und Steuern der verschiedenen Ventilzustände und der Drücke und der Abwasserpegel im gesamten System.
Die Wirksamkeit der Abwasseraufbereitungsanlage kann durch die gesteuerte Einführung von Luft an verschiedenen Punkten des Systems erhöht werden, außerdem auch durch die Pulverisierung oder Zerkleinerung der Kloake durch die hohe Geschwindigkeit des Transports in der Vakuumleitung, durch die Verminderung der Zeit, innerhalb der die unaufbereiteten Abwässer in dem Rohrsystem verbleiben, durch gesteuerte Konstanthaltung der Flüssigkeitsströmung und schließlich auch dadurch, daß während Regenperioden Wasser abgehalten wird, in die Abwasser-Rohrleitungen einzudringen. Eine beträchtliche Verminderung der Größe und der Kosten der erforderlichen Abwasseraufbereitungsanlagen sind auf diese Weise erreichbar.
Das erfindungsgemäße System ermöglicht auch einen Teilaufbau, wodurch die Abgaben bei Neuerschließungen entsprechend angepaßt werden können, wo nur einige Häuser fertiggestellt sind, ohne daß die Erfordernis der Vervollständigung auf die endgültige Abwassermenge des Erschlleßungsgebietes während der ursprünglichen Bauphase besteht. Belastungsspitzen können nicht nur durch ortsfeste Hilfskapazitäten sondern auch durch Installationsverdoppelung an bestimmten Stellen aufgefangen werden, was mit mäßigen Kosten geschehen kann.
Auch können bewegliche Hilfseinrichtungen eingesetzt werden, beispielsweise mit Hilfe von Lastwagen.
Die Vakuumleitungen des Systems nach der Erfindung können außerdem im gleichen Graben wie und zugleich mit den Wasserleitungsrohren verlegt werden, ohne die Gefahr von Leckbildungen und Verseuchungen, was die Arbeitskosten ebenfalls wesentlich senkt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen. Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen: Figur 1 eine bildhafte Darstellung des Systems nach der Erfindung; Figur 2 ein schematisches Blockbild des erfindungsgemäßen Verfahrens der Förderung von Abwässern; Figur 3 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sammeltanks mit Selbstreinigung, der im erfindungsgemäßen System zur Aufnahme der Kloake von bis zu etwa sechs Häusern dienen kann; Figur 4 einen VertikalSchnitt nach der Linie 4-4 von Figur 3, darstellend den Querschnltt des Abwassersammelbereiches des Sammeltanks; Figur 5 ein Schaltbild eines Uberwachungssystems für die periodische Entleerung des Sammeltanks von Figur ); Figur 6 eine Ansicht einer Zwischenstation; Figur 7 eine axiale Endansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pfropfenerneuerers; Figur 8 eine Seitenansicht des Pfropfenerneuerers; von Figur 7; Figur 9 eine axiale Endansicht einer zweiten Ausführungsform - eines erfindungsgemäßen Pfropfenerneuerers, Figur 10 eine Seitenansicht des Pfropfenerneuers von Figur 9; Figur 11 eine Draufsicht auf eine Y-Verbindung der Vakuumleitung, wie sie an der Verbindungsstelle der Ausgangsleitung des Sammeltanks mit der zur Zwischenstation führenden Vakuumleitung Verwendung findet; Figur 12 eine Teilansicht des Steuerpults an der zentralen Überwachungsstation, wobei das Steuerpult mit Einrichtungen zum Uberwachen des Betriebszustandes des Abwassersystems und weiteren Uberwachungseinrichtungen ausgerüstes ist, welche zum Zwecke der Korrektur eines Fehlbetriebs jede Betriebsänderung anzeigen; Figur 15 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Aus führungsform eines Luftdurchlaßventils, wobei einige Teile weggebrochen sind; Figur 14 eine Seitenansicht eines Druckventils nach der Erfindung, wobei einige Teile weggebrochen sind, und Figur 15 eine scnematische Darstellung einer gegenüber den Figuren lund 2 abgewandelten AusfUhrungsform eines Vakuumsystems.
Zum erleichterten Verständnis der Erfindung wird zunächst das Gesamtsystem im ganzen beschrieben, worauf dann Einzelbeschreibungen bevorzugter Ausführungsformen folgen; die nachfolgende Inhaltsübersicht soll dabei das Auffinden bestimmter Textstellen erleichtern.
Inhaltsübersicht I. Gesamtsystem II. Sammeltank III. Zwischenstation IV. Pfropfenerneuerer V. ?-Verbindungsstück VI. Steuerpult VII. Abgewandeltes Vakuumsystem 1. Das Gesamtsystem Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, soll zunächst eine Erklärung anhand eines praktischen Beispiels erfolgen, nämlich die Anwendung dar Erfindung bei einer an einem Seeufer gelegenen Feriensiedlung.
Beispiel soll gemäß Figur 1 das Abwasser von einer Vielzahl von Abwasserquellen 12, wobei es sich um Ferienhkuser handelt, die längs des Seeufers verteilt sind, durch übliche, auf Schwerkraftwirkung beruhende Leitungen 14 in einen Abwassersammeltank 16 geleitet werden. Jeder der Sammeltanks 16 kann beispielsweise die Abwässer von zwei oder vier oder mehreren Häusern aufnehmen.
Periodisch, oder wenn das Abwasser in den Sammeltanks eine bestimmte Pegelhöhe erreicht hat, wird das Abwasser Jedes Sammeltanks 16 in eine Vakuumleitung 22 abgeführt, in welcher das Abwasser in Prropfenform zu einer Druck- oder Zwischenstation 26 geleitet wird.
Eine pneumatische Druckwirkung kann dann dazu dienen, die Abwässer durch eine Hauptleitung 30 zur zentralen Abwasseraufbereitungsanlage 29 zu treiben.
Bei dem erfindungsgemäßen System ist es möglich, die Abwasserleitungen mit nur geringer RUcksichtnahme auf die Bodenformation zu verlegen, da sie nur unterhalb der Frostlinie liegen müssen. Darüberhinaus sind Belastungsschwankungen, verursacht durch den intermittierenden Betrieb der Ferienhäuser, von nur geringem oder überhaupt keinem Einfluß auf den Betrieb des Systems,und es können weit voneinander entfernte Häuser einer weit verstreuten Siedlung wirkungsvoll angeschlossen werden.
Bei dem dargestellten Beispiel würde die Einrichtung eines üblichen Schwerkraftsystems die Installation von Hauptleitungen längs des Seeufers erfordern, also gerade den wertvollsten Teil der Siedlung beeinträchtigen. Auch müßten Leitungen bis zu 6m unterhalb der Straßenoberfläche verlegt werden, da die Straßen entsprechend der Topographie des Geländes angelegt werden,und außerdem würde gerade die ungleichmäßige Bewohnung der Ferienhäuser zu beträchtlichen Betriebsschwierigkeiten für das Schwerkraftsystem führen.
Nach dieser Ubersicht soll nun eine betriebsmäßige Ausführungsform der Erfindung anhand des schematischen Blockbildes von Figur 2 erläutert werden. Gemäß Figur 2 werden die Abwässer durch Schwerkraftströmung in einer üblichen Schwerkraftleitung 14 in einen Abwasser-Sammeltank 16 geleitet, und zwar von einer Abwasserquelle 12 her, etwa einem Haus, einem Appartement, einem Bürogebäude und dergleichen, ausgestattet mit üblichen sanitären Installationen. Auf der Zeichnung sind mehrere Abwasserquellen 12 und Leitungen 14 dargestellt. Ein übliches Einweg- oder Rückschlagventil 12 kann in die Leitung 14 eingesetzt sein, wie dies in Figur 2 dargestellt ist, um einen Rückfluß von Abwasser in die Abwasserquelle 12 zu verhindern, wenn das Abwasser einmal die Leitung 14 erreicht hat.
Die Abwässer der verschiedenen, aiden Sammeltank 16 angeschlossenen Abwasserquellen 12 werden in diesem Tank gesammelt, bis eine bestimmte Pegelhöhe erreicht ist, worauf dann ein Ventil 20 geöffnet wird. Dieses Ventil 20 wird nachfolgend als Vakuumventil bezeichnet und wird später anhand der Figuren 5 und 4 noch im einzelnen beschrieben. Das Vakuumventil 20 steht in -Verbindung mit dem Sammeltank 16, und zwar derart, daß dann, wenn das Ventil 20 geöffnet ist, das Abwasser aus dem Tank 16 durch das Ventil 20 hindurch in die Vakuumleitung 22 fließt, die eine oder mehrere Y-Verbindungsstücke 25 enthalten kann, die in Verbindung mit Figur 11 noch näher beschrieben werden. Das Abwasser liegt dabei in Pfropfenform vor und wird zu einer Zwischen-oder Antriebsstation 26 geleitet, die ihrerseits später anhand der Figur 6 näher erläutert wird.
Das Fördern des Abwassers in Pfropfenform wird durch die Druckdifferenz hervorgerufen, welche zwischen dem Vakuum-Aufnahmetank 24 der Zwischenstation 26 und dem Luftdruck an der anderen Seite des Abwasserpfropfens besteht, beispielsweise ursprünglich dem Luftdruck des Sammeltanks 16. Diese Luft kann jedoch an verschiedenen Punkten in das System eingelassen werden, wie später noch im einzelnen erläutert wird.
Es ist wesentlich festzustellen, daß der Vakuum-Aufnahmetank 24 der Zwischenstation 26 stets unter Unterdruck stehen muß, vorzugsweise-1/4 bis 1/2 des Atmosphärendruckes aufweisen. Dies wiederum führt zu einem Unterdruck in der Leitung 22, die sich in Strömungsverbindung mit dem Aufnahmetank 24 befindet. Der Druck im Sammeltank 16 muß selbstverständlich größer sein als derjenige in der Vakuumleitung 22, und der Sammeltank wird im allgemeinen Atmosphärendruck aufweisen, mit Ausnahme eines Druckanstieges mit Anstieg des sich im Tank 16 ansammelnden Abwassers, wie ebenfalls später noch im einzelnen erläutert. Selbstverständlich kann jedoch auch irgendein höherer Druck Anwendung finden, wenn dies erwünscht ist.
Wie bereits erwähnt, erfordert der Transport eines Materials in Pfropfenform, daß eine Druckdifferenz über einen Pfropfen existiert, der zumindest über eine kurze Strecke zusammenhält. Das gewonnene Antriebsmoment wird das Abwasser auch nach einem Zerfall des festen Pfropfens für eine gewisse Entfernung stromabwärts fördern. Bisher war man der Ansicht, daß die Bildung solcher zusammenhängender Pfropfen die Verwendung von Rohren mit einem Innendurchmesser erfordert, der nicht größer als etwa 6cm ist,und man vertrat ferner die Auffassung, daß nur mit im wesentlichen festen Stoffen dieser Betrieb möglich sei, das heißt mit nur einer minimalen Beimengung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten. Die bekannten Vakuumsysteme wurden deshalb mit kurzen Pfropfen geringen Volumens aus im wesentlichen Feststoffen betrieben.
Erfindungsgemäß wurde jedoch festgestellt, daß auch Rohre mit größerem Durchmesser zur Förderung der gesamten Kloake herangezogen werden können, das heißt sowohl der Feststoffe als auch der flüssigen Anteile, und daß diese gesamte Kloake in diesen vergleichsweise großen Rohren auf der Grundlage der vakuumbetriebenen Pfropfen transportierbar ist.
Das Ventil 20 muß für eine genügend lange Zeitspanne offen bleiben, damit ein gewisses Luftvolumen mit einem Druck höher als der Druck im Tank 24, vorzugsweise Atmosphärendruck, durch das Vakuumventil 20 in die Vakuumleitung 22 eintreten kann, und zwar hinter dem vom Sammeltank 16 herkommenden Abwasserpfropfen. Das Ventil 20 wird erfindungsgemäß für eine einstellbare Zeit offengelassen, und zwar in Abhängigkeit von den sich ändernden statischen und hydraulischen Bedingungen, im allgemeinen jedoch weniger als eine Minute. Beispielsweise kann das Ventil 20 etwa 5 bis 30 Sekunden, vorzugsweise 10 bis 25 Sekunden offen Ableiten, und zwar nach dem Durchgang eines Abwasserpfropfens von etwa 400 Litern durch eine Rohrleitung mit etwa 10cm Durchmesser.
Ublicherweise ist die Entfernung zwischen dem Sammeltank 16 und dem Vakuum-Aufnahmetank 24 der Zwischenstation 26 derart, daß der Pfropfen aus den oben erwähnten Gründen vor Erreichen des Tanks 24 zerfällt. Deshalb werden Pfropfenerneuerer 27, vorzugsweise entsprechend den Figuren 7 bis 10, an geeigneten Stellen der Vakuumleitung 22 angeordnet. Der Anbringungsort für die Pfropfenerneuer 27 kann durch einen Fachmann leicht festgelegt werden, und zwar durch einfache Rechnung, basierend im wesentlichen auf der Druckdifferenz und der Bodengestalt.
Etwa 400 Liter oder mehr Abwasser können üblicherweise in einem einzelnen Sammeltank 16 gesammelt werden, worauf dann das Vakuumventil 20 in Tätigkeit tritt, das heißt geöffnet wird, um eine Entleerung des Tanks herbeizuführen und den gesamten Inhalt des Tanks 16 weiterzuleiten. Die später erläuterten automatischen Überwachungseinrichtungen können jedoch auch so eingestellt werden, daß sich das Ventil 20 dann öffnet, wenn sich eine kleinere oder größere Abwassermenge angesammelt hat.
Der Betrieb des Vakuumventils 20 kann zusätzlich oder abwechselnd periodisch durchgerührt werden, wobei dann eine sofortige Ableitung des Abwassers aus dem Siedlungsgebiet erfolgt. Selbstverständlich kann das Ventil 20 jederzeit und für beliebige Zeitspannen durch manuellen Eingriff in den Auslösebefehl geöffnet werden.
Jedenfalls sollten der Sammeltank 16 und die Vakuumleitung 22 vor dem Zeitpunkt entleert sein, zu welchem die Abwässer septisch werden. Mit einem üblichen Schwerkraftsystem können in der Praxis diese Dinge nicht erreicht werden, insbesondere nicht in Feriengebieten, wo die Besiedlungsdichte großen Schwankungen unterworfen ist und wo in wiederkehrender Folge tagelang, wochenlang oder sogar monatelang kaum Menschen wohnen.
Erfindungsgemäß kann zwischen einem gegebenen Sammeltank 16 und der das Ende des Systems darstellenden Abwasseraufbereitungsanlage 29 eine Anzahl von Zwischen- oder Druckstationen 26 angeordnet sein. Wie besonders aus Figur 2 zu ersehen, wird das Abwasser an der Zwischenstation 26 normalerweise von dem Vakuum-Aufnahmetank 24 in eine Druckstufe 28 geleitet, von der aus das Abwasser mittels Druckluft durch die Vakuumleitungen 22 und 30 zu einer weiteren Zwischenstation 26 oder zur Abwasseraufbereitungsanlage 29 getrieben wird. Es kann sogar noch eine größere Druckdifferenz aufrechterhalten werden, als wenn nur atmosphärischer Druck allein auf die Rückseite der Abwasserpfropfen einwirken würde.
Wenn es die Bodengestaltung erlaubt, dann kann das Abwasser, um es zur Abwasseraufbereitungsanlage zu bringen, in irgendeine übliche Leitung gedrückt werden, etwa einen Kloakenkanal oder eine SchwerkraStleitung. Wenn es jedoch erforderlich ist, dann kann ein Vakuum-Aufnahmetank 24 direkt in der Abwasseraufbereltungsanage 29 vorgesehen werden.
Das Abwasser in der Vakuumleitung 22 kann selbstverständlich von einer Zwischenstation 26 auf eine andere umgelenkt werden, etwa dann, wenn ein Fehler auftritt oder die Belastung des Systems so verringert ist, daß eine einzige Zwischenstufe für ein langes Stück der Leitung 22 genügt. Die Ablenkung kann in üblicher Weise mit Hilfe üblicher Ventile 34 und der Verbindungsleitung 36 durchgeführt werden. Eine einzelne Zwischenstation 26 kann dabei periodisch für eine routinemäßige Wartung oder eine Reparatur aus dem Leitungssystem ausgeschaltet werden, und es ist damit eine wirkungsvolle Anpassungsfähigkeit auch bei größeren Anlagen an den jeweiligen Abwässeranfall gegeben.
Wie aus Figur zwei ersichtlich, können die Enden der Vakuumleitungen 22 mit Ventilen 40 versehen sein, durch welche Luft und/oder Chemikalien eingeführt werden können. Die Ventile 40 können üblichen Aufbau und übliche Betriebsweise besitzen und können beispielsweise so sein, wie anhand der Figuren 13 und 14 beschrieben.
Nun soll anhand der Figur 13 das Ventil 40 beschrieben werden. Das Ventil 40 weist einen mit einem Gewinde versehenen Innenzylinder 42 und einen sich verjüngenden, ebenfalls mit einem Gewinde versehenen Stopfen 44 (Ventilkegel) auf, dessen axiale Lage relativ zum Zylinder 42 in Längsrichtung durch eine Mutter 46 einstellbar i-st, um so den Zutritt von Luft in die Vakuumleitung 22 zwischen den äußeren Gewindegängen des VentilkegeX 44 und den inneren Gewindegängen des Zylinders 42 in geeigneter Weise bemessen zü können. Der Zutritt von Luft in die Vakuumleitung unterstützt nicht nur die Förderung des Abwassers sondern ist von besonderer Bedeutung bezüglich der Zerteilung und der Belüftung des Abwassers, wie nachfolgend noch im einzelnen erklärt wird.
Figur 2 zeigte daß mehrere Druck-Spülventile 45 in geeignete Stellen der Leitungen 14, 22, 30 und 36 eingesetzt werden können. Diese Druck-Spülventile 45 können üblichen Aufbau und Betrieb besitzen, etwa entsprechend der Ausführungsform von Figur 14. Der Zweck dieser Ventile 45 ist, eine Stelle zu haben, wo eine Überdruckquelle, beispielsweise ein auf einem Lastwagen befindlicher Luftkompressor, an die Leitung angeschlossen werden kann, um so deren Strömung zu verbessern. Andere Flüssigkeiten, etwa Wasser mit oder ohne Chlorzusatz, können zugegeben werden, ebenso wie andere Substanzen zur Aufbereitung des Abwassers oder zur Stabilisierung des pH-Wertes. Diese AbwasserauSbereitungssubstanzen werden in Stromrichtung mit hoher Geschwindigkeit durch das Leitungssystem geschwemmt und dabei innig mit den zerteilten Abwässern vermischt.
In Figur 14 ist eine Ausführungsform eines Druck-Spülventils 45 dargestellt, wobei die im Längsschnitt gezeichnete Leitung 47 in eine der Rohrleitungen mündet.
Ein sich von der Oberseite des Gehäuses der Leitung 47 nach oben und nach hinten erstreckendes Rohr 48 weist auf außen ein Schraubgewinde, auf welches eine mit einem Innengewinde versehene Schutzkappe 49 aufgeschraubt sein kannMT.m Luft mit Überdruck in die Leitung eindringen zu lassen, ist es erforderlich, die Kappe 49 vom Rohr 48 abzunehmen und dafür ein nicht gezeichnetes Anschlußrohr oder dergleichen aufzuschrauben. Das Anschlußrohr kann mit einem Ventil versehen und mit seinem anderen Ende an irgendeiner üblichen Druckluftquelle angeschlossen sein, etwa dem Sammeltank eines auf einem Lastwagen angeordneten Luftkompressors.
Selbstverständlich kann das andere Ende des Anschlußrohres auch an irgendeiner Quelle für Abwasseraufbereitungsstoffe angebracht sein. Es ist zwar nicht notwendig jedoch vorteilhaft, wenn diese Stoffe unter einem spitzen Winkel zugeführt werden, wie dies auf der Zeichnung dargestellt ist.
Die Funktionen des Luftventils 40 von Figur 13 und des Druck-Spülventils 45 von Figur 14 können erwünschtenfalls durch ein einziges Element in kombinierter Weise durchgeführt werden, indem das Rohr 48 des Druck-Spülventils 45 ein Innengewinde erhält und die Kappe 49 durch einen Ventilkegel 44 entsprechend demjenigen von Figur 15 ersetzt wird. Auch können die innen verschraubte Kappe 49 oder das außen verschraubte Rohr 48 mit einer bestimmten Konizität versehen werden, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten.
Das Luftventil 40 oder das Spülventil 45 können, wenn sie dieselbe Funktion ausüben sollen, elektrisch oder hydraulisch betätigt und von der Ferne her überwacht werden. Auf diese Weise kann dann zusätzliche Luft unter Atmosphärendruck oder höheren Druckes automatisch oder in vorgegebenen Mengen an vorgegebenen Stellen zugeführt werden, um so die Förderung des Abwassers durch die Vakuumleitungen 22, 50 und )6 zu unterstützen.
Eines der Merkmale der Erfindung ist die Fähigkeit, eine wirksame Förderung auch bei großer Anderung in der Menge des in einer Leitung fließenden Abwassers zu gewährleisten. Die Vakuumleitungen haben vorzugsweise einen Durchmesser zwischen etwa 1Q und 15cm und können aus jedem geeigneten Material bestehen, vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff, wie etwa Polyvinylchlorid. Das erfindungsgemäße Abwassersystem kann die Abwässer nur eines einzigen Hauses oder einer ganzen Siedlung verarbeiten, ohne jegliche Anderung, bis die Ilaximalkapazität der Leitung erreicht ist.
Besser als Rohre größeren Durchmessers für größere Wohnsiedlungen zu verwenden ist es, zwei oder mehrere Plastikrohre in dem jeweiligen Graben nebeneinander zu verlegen, wenn die Abwasserleitung ursprünglich verlegt wird, wobei dann die zweite Leitung nur dann in Betrieb genommen wird, wenn die Kapazität der ersten Leitung überschritten wird.
Die Leitungen können somit leicht verlegt werden,und normalerweise genügt es, die Leitungen gerade noch unterhalb der Frostlinie zu verlegen bzw. etwa knapp lm, was auch für die meisten nördlich gelegenen Gebiete genügt. Dabei ist es kaum erforderlich, auf die Geländeform besondere Rücksicht zu nehmen, so daß es möglich ist, auch Gebiets mit Uferstreifen, die bisher infolge der besonderen Geländegestalt als kaum entwässerbar angesehen wurden,-nunmehr besiedelt und entwässert werden können, und zwar auf einer wirtschaftlichen Grundlage.
II. Der Sammeltank Gemäß den Figuren 5 und 4 kann der Sammeltank 16 üblicherweise aus verstärktem Beton oder anderen konventionellen Materialien gebaut werden, die für den Tiefbau geeignet sind. Der Tank weist, wie dargestellt, aufrechte Seitenwände 50, zwei vertikale Endwände 52 und 54 und einen abnehmbaren Deckel 56 auf. Die Gestalt der äußeren Oberflächen der Seitenwände ist derart, daß der Tank leicht in eine Baugrube eingesetzt werden kann und nach dem Uberschütten mit Erdreich an seiner Stelle verbleibt.
Wie aus Figur 3 ersichtlich, unterteilt eine vertikale Scheidewand 58, welche parallel zu den Endwänden 52 und 54 ist, den Tank 16 in zwei Kammern.
Die vertikale Trennwand 58 ist in der Mitte zwischen den Seitenwänden 50 angeordnet Ünd vorzugsweise etwa 7/4 ihrer Länge von der Endwand 54 entfernt. Die größere, hinten gelegene Kammer 60 wird durch die Innenflächen der Rückwand 54 der Seitenwände 50 und der Teilungswand 58 begrenzt und dient als sanitärer Abwassersammelbereich. Die Länge des Sammelbereiches 60 und damit die Proportion des diese enthaltenden Sammeltanks 16 kann ebenso wie die Höhe der Wände 50 bis 54 in gewünschter Weise gewählt werden, wobei eine Anpassung an das vorgegebene Abwasservolumen erfolgen soll. Das Kammervolumen soll ausreichend groß gehalten werden,daft,ohne die Gefahr eines Uberfließens.
die Abwassermenge einiger Tage angesammelt werden kann, wie das einmal erforderlich sein kann bei Instandhaltungs- und/oder Reparaturarbeiten oder bei Auftreten von Störungen, etwa der elektrischen Stromversorgung.
Ein weiterer Grund für das große Volumen des Sammelbereiches 60 in bezug auf die erwartete und zu fördernde Abwassermenge besteht in der Erfordernis, die Kammer 60 wasserdicht zu machen und der begrenzten Komprimierbarkeit der im Abwasser befindlichen Gase.
Da die Kammer 60 wasserdicht ist, steigt der Druck in ihr mit dem Einlaufen von Abwasser an. Dieser Druckanstieg ist vorteilhaft für das Hinausfördern des Abwassers aus der Kammer 60, muß jedoch in Grenzen gehalten werden, um ein Austreten übelriechender Gase in die Atmosphäre zu vermeiden.
Die Abwassersammelkammer 60, die von den Innenflächen 62 der Seitenwände 50 begrenzt wird, ist vorzugsweise V-förmig im Querschnitt durch ihr unteres Ende. Die ständig steigende Abnahme im Querschnitt, welche sich aus den Wandflächen 62 mit Einschließungswinkel kleiner 900 und vorzugsweise etwa 600 ergibt, ist deshalb von Bedeutung, da die inneren Oberflächen 62 der Seitenwände 50 infolge der Spül-Wirkung des Abwassers bei der Entleerung des Tanks sich selbst reinigen. Damit wird die Haftung von Kloake an den inneren Oberflächen 62 auf ein Minimum vermindert und die Menge an sepisch werdendem Abwasserrückstand im Sammeltank vermindert.
Wenn auch der in den Figuren 3 und 4 dargestellte Tank besonders zweckmäßig ist, so können unter besonderen Umständen auch andere Gestaltungen und Betriebsweisen vorteilhaft sein. Beispiele sind vertikal angeordnete Zylindertanks mit konischer Verjüngung des unteren Bereiches sowie die Kombination eines vertikalen Bereiches mit rechteckigem Querschnitt mit einem unteren Teil in Form einer umgekehrten Pyramide. Die Wände müssen selbstverständlich nicht eben sein, und der Neigungswinkel zwischen den Wänden kann sich vorteilhafterweise gegen den Abwasserauslauf hin verkleinern, da die Spülwirkung des Abwassers an den Wänden eine Funktion der Geschwindigkeit ist, mit welcher die Abwässer den Sammelbereich verlassen. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Abwässer den Sammelbereich 60 verlassen, ist ihrerseits eine Funktion der Querschnittsfläche der öffnung, durch welche die Abwässer abfließen.
Gemäß der Figuren 5 und 4 kann eine Einlaßleitung 64 in der hinteren Endwand 54 vorgesehen sein, vorzugsweise am Boden des Tanks. Die Leitung 64 kann so angeordnet sein, daß die innere Oberfläche 66 der Leitung an ihrem untersten Punkt im wesentlichen mit dem Boden 68 der Sammelkammer 60 aus fluchtet, das heißt mit der Spitze des durch die Seitenwandflächen 62 gebildeten V. Eine Schicht aus Betonverguß kann dazu dienen eine Durchflußrinne längs der Bodenfläche 68 zu bilden, wodurch eine hohe Geschwindigkeit des Abwasserflusses erreicht wird, was ebenfalls dazu dient, daß auch die Feststoffe bei der Leerung des Tanks diesen verlassen.
Der Eintritt von frischem Abwasser am Boden des Tanks vermeidet auch das Auftreten von Spritzeffekten, was zu einer flaschen Betätigung der später beschriebenen Pegelhöhe-Steuerschal ter führen könnte, und vermindert darüberhinaus Wirbelbewegungen des Inhalts des Tanks und ein Ablagern von Kloake an den Innenflächen 62 der Seitenwände 50, wodurch die Entstehung von unerwünschten Gerüchen vermindert wird, die üblicherweise bei einer Aufwirbelung des Abwassers entstehen. Es kann Jedoch auch erwünscht sein, die frischen Abwässer in den Sammelbereich an einem Punkt einzufÜhren, der näher dem Deckel des Tanks liegt. Dies kann beispielsweise dann wünschenswert sein, wenn die Belüftung des Sammelbereiches durch die Einlaßleitung zu einem Standrohr erfolgt, das sich an einer entfernt ten Stelle befindet.
Die Anbringung des Abwasserzulaufrohres 64 im Bodenbereich der Sammelkammer 60 erbringt den zusätzlichen Vorteil einer Verminderung der Tiefe, in welche der Sammeltank 16 eingegraben werden muß, um der für die Einlaßleitung 64 gewünschten Verl egungs tiefe unterhalb der Frostlinie zu genügen. Auch können gesetzliche Vorschriften bestehen, wie tief die Einlaßleitung 64 verlegt werden muß.
Wie aus Figur 3 hervorgeht, kann ein Autaß-Abwassersammelrohr 70 in ähnlicher Weise an der Vertikalwand 58 angeordnet sein, benachbart der Spitze des V-«der Innenflächen 62 der Seitenwände 50. Das Auslaßrohr 70 erstreckt sich nach vorne durch die Trennwand 58, durch die Kammer 72 welche die Überwachungs- und Vakuumventile enthält, und durch die vordere Endwand 52 des Sammeltanks 16.
Die Mündung der Leitung 70 ist vorzugsweise geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Leitungen 22, womit das Eindringen übergroßer Feststoffe in diese Leitungen verhindert wird. Damit werden Verstopfungen des Ventils 76 und der Leitungen 22 vermindert und treten gegebenenfalls nur in der Sammelkammer 60 auf, wo sie wesentlich einfacher wieder behoben werden können. Auf diese Weise wird auch das Verstopfungsproblem wesentlich vermindert.
Es ist wünschenswert, daß die Abwasserauslaßleitung 70 sich am äußersten Ende des Bodens der Kammer 60 befindet. Dies kann beim dargestellten Ausführungsbeispiel entweder dadurch erreicht werden, daß die Kammer 60 an ihrem Ende tiefer gemacht wird, oder dadurch, daß der gesamte Sammeltank 16 so eingegraben wird, daß er eine geringe Neigung in Strömungsrichtung aufweist.
Die Kammer 72 für die Aufnahme der Überwachungs-und Ventileinrichtung wird durch die Innenflächen 62 der beiden Seitenwände 50, die vordere Oberfläche 80 der senkrechten Trennwand 58 und die Innenfläche 81 der vorderen Endwand 52 begrenzt. Wie aus Figur 5 ersichtlich, kann die Uberwachungskammer 72 im wesentlichen den gleichen Querschnitt aufweisen wie die Abwassersammelkammer 60, was den Bau erleichtert.
Ein Vakuumventil 76 befindet sich etwa in der Mitte der Länge des Auslaßrohres 70. Das Ventil 76 ist normalerweise geschlossen und nur während der Zeitspanne geöffnet, wenn der Sammeltank 16 entleert werden soll. Das Ventil 76 kann durch einen Elektromotor 64 betätigt werden, und zwar in Abhängigkeit von Steuersignalen, die vom Steuerkasten 78 abgegeben werden, welcher im oberen Bereich der Kammer 72 benachbart der vertikalen Trennwand 58 angeordnet ist.
Der Ventil-Steuerkasten 78 kann der Einfachheit halber in einiger Entfernung vom Ventil 76 angeordnet sein, das heißt auf einem Sockel gestellt.
Das Ventil 76 kann jedoch auch, wenn dies erwünscht ist, außerhalb des Sammeltanks und in einer bestimmten Entfernung zu diesem angeordnet werden. Selbstverständlich kann das Ventil 76 auch hydraulisch oder pneumatisch bedient werden, wobei dann der Elektromotor 74 durch eine geeignete hydraulische oder pneumatische Ventilbetätigungseinrichtung ersetzt wird, ohne daß dabei von-der hier beschriebenen Betriebsweise des Systems abgegangen wird.
Der Deckel 56 des Sammeltanks 16 kann mit zwei zylindrischen Rohren 84 und 86 versehen sein> die als Einstieglöcher dienen und besondere Abdeckungen 88 und 90 aufweisen. Die-Abdeckung 88 soll mit dem Mannloch 84 luftdicht abschließen, um das Austreten übelriechender Gase zu vermeiden und den Aufbau eines Uberdrucks in der Kammer 60 zu gesatten, wenn sich in dieser das Abwasser ansammelt.
Die Abdeckung 88 ist mit einem Einwegventil 92 versehen das den Zutritt von Luft mit Atmosphärendruck in die Abwassersammelkammer 60 ermöglicht, aber den Austritt übelriechender Gase verhindert.
Wenn somit das Vakuumventil 76 geöffnet ist und die Sammelkammer 60 sich entleert, dann kann Luft in die Kammer 60 eintreten, um so das Entstehen eines Unterdrucks in der Kammer zu vermeiden. Der Eintritt von Luft in die Leitung 22 hinter Jedem auslaufenden Abwasservolumen ist selbstverständlich wichtig für die Erzeugung der gewünschten Druckdifferenz zur wirksamen Förderung des Abwassers durch die Vakuumleitungen in Form einer vakuumgetriebenen Pfropfens trömung.
Die Abdeckung 90 für das Rohr 86 kann irgendeine geeignete Mannloch-Abdeckung sein, vorzugsweise feuchtigkeltsdicht und leicht entrernbar, so daß die in der Kammer 72 befindliche Einrichtung leicht gewartet werden kann.
Der Steuerkasten 78 kann seine Betriebskraft von einer nicht gezeichneten üblichen Kraftquelle verhalten, etwa dem üblichen Stromnetz mit 110 oder 220 Volt. Die Antriebskraft wird bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel dem Motor 74 über ein in einer Leitung 93 befindliches Mehrleiterkabel zugeführt. Von der Steuerbox 68 aus erstrecken sich nicht gezeigte Fluidleitungen durch eine Leitung 94 und durch die Trennwand 58 in die Abwassersammelkammer 60. Die Fluidleitungen sind mit einem FUhler 96 für den oberen und einem Fühler 98 für den unteren Flüssigkeitspegel verbunden. Die Fühler 96 und 98 können üblichen Aufbau besitzen und dienen als Betätigungselemente für einen Alarm und für das Ventil 76 betätigende Relais des Schaltkastens 78. Die Fluidleitungen können pneumatischer oder hydraulischer Art sein und können selbstverständlich auch durch übliche elektrische Systeme ersetzt werden.
Ein Zweileiterkabel 100 geht, wie dargestellt, von der Leitung 93 benachbart dem Motor 74 ab. Das Kabel 100 verläuft dann durch eine Öffnung in der Vorderwand 52 des Tanks 16 und dann einfacherweise längs der Vakuumleitung 22. Das Kabel 100 kann zusammen mit der Vakuumleitung 22 in deren Graben verlegt werden und erstreckt sich bis zu einer entfernten Uberwachungs und Steuerstation, wie später beschrieben wird. Die entfernte Uberwachungs-und Steuerstation kann sich an irgendeiner geeigneten Stelle befinden, etwa an einer Zwischenstation 26 oder an der Abwasseraufbereitungsanlage 29 der Figuren 1 und 2.
Wie anhand der Figur 1 beschrieben, besteht einer der Vorteile der Erfindung in der besonderen Anpassungsfähigkeit des Systems bei Feriensiedlungen, etwa in Ufergebieten oder in gebirgigen Gebieten, wo die anzuschließenden Häuser nur in bestimmten Zeiten bewohnt werden, beispielsweise an Wochenenden und während der Feriensaison. Der anhand der Figur 5 erläuterte Sammeltank 16 soll deshalb im Vergleich zu der in derartigen Häusern erzeugten Abwassermenge vergleichsweise groß ausgelegt sein, und es kann wünshenswert sein, und zwar während Zeitspannen unregelmäßiger Bewohnung, den Sammeltank periodisch zu leeren, etwa einmal in der Woche.
Wenn das Gebiet weiter erschlossen wird und mehr Häuser entstehen, oder wenn der Abwasseranfall der Häuser ansteigt, dann kann gemäß der Erfindung die Entleerung der Sammeltanks jeweils auf der Grundlage des sich im Sammeltank 16 ansammelnden Abwassers erfolgen. Aus diesem Grund ist der Fühler 98 vorgesehen, der den Flüssigkeitspegel feststellt. Mit einem Sammeltank einer solchen Ausdehnung, daß die Abwassersammelkammer 6o etwa 3m lang, an der Spitze etwa 1>5m breit und etwa 1,5m tief ist, werden 400 Liter Abwasser zu einer Abwassertiefe von etwa 30cm führen. 1000 Liter Abwasser dagegen führen zu einer Abwassertiefe von etwa 45cm.
1600 Liter Abwasser ergeben eine Tiefe von etwa 60cm; 5600 Liter Abwasser ergeben eine Tiefe von etwa 90 cm; der gesamte Tank wird etwa nahezu 5600 Liter Abwasser aufnehmen können.
Bei einem automatischen Betrieb des Systems ist es wünschenswert, den Sammeltank 16 dann zu leeren, wenn die Ansammlung nicht mehr als etwa 800 Liter beträgt und vorzugsweise nicht mehr als etwa 400 Liter. Der Pegelfühler 98 wird deshalb im allgemeinen nur etwa 30cm über dem Boden des Sammeltanks 60 angebracht. Wenn die Ansammlung von Abwasser ein vorbestimmtes Volumen erreicht hat, dann wird der Steuerkreis im Steuerkasten 78 auf Offenstellung des Ventils geschaltet. Damit wird dann das Ventil 76 durch den Motor 74 geöffnet und das Abwasser in der Sammelkammer 60 durch das Auslaßrohr 70 in Pfropfenform in die Vakuumleitung 22 getrieben, und zwar durch die sich ergebende Druckdifferenz.
Der Fühler 98 ist üblicherweise auf Flüssigkeitsdruck aufgebaut, wird jedoch bei verschiedenen Pegelhöhen betätigt bzw. in Ruhelage gebracht, wie dies bei elektrischen Relais infolge deren Hysteresiskurve bekannt ist. Sobald der Abwasserpegel in der Sammelkammer 60 den unteren Pegel oder Ruhepegel durchläuft, das ist ein Pegel von etwa der obersten Stelle des Auslaßrohres 70, dann betätigt der Fühler 98 das Umschalten des Ventils 76 in den geschlossenen Zustand. Infolge der kleinen Zeitspanne, welche für das vollständige Schließen des Ventils 76 erforderlich ist, wird eine vorausbestimmbare Luftmenge durch das Ventil 76 in die Auslaßleitung 70 gelangen. Wie bereits vorher ererläutert, drückt die eingedrungene Luft den Abwasserpfropfen durch die Leitung 22 in Richtung auf die Station 26.
Der Fühler 96 für den oberen Flüssigkeitspegel kann im Sammeltank 16 in einer größeren Tiefe angebracht werden, beispielsweise 60cm oder 90cm tief.
Der Fühler 96 kann dazu verwendet werden, einen visuellen und/oder akkustischen Alarm zu geben, und zwar am Sammeltank 16 oder an einer entfernten Uberwachungsstelle des Systems oder an beiden diesen Stellen.
Der Ort des Fühlers 96 in der Sammelkammer 60 kann so gewählt werden, daß eine beträchtliche Speicherkapazität in der Kammer selbst dann noch gegeben ist, wenn bereits das Alarmzeichen abgegebeiorden ist. Es kann deshalb Abwasser auch dann noch ohne Gefahr angesammelt werden, etwa für einen weiteren Tag oder zwei weitere Tage> ohne daß ein Überlaufen des Tanks erfolgt. Es verbleibt somit genügend Zeit für die Behebung von Fehlern und,ioder zur Durchführung von Hilfsmaßnahmen, etwa in der Form der Entleerung des angesammelten Abwassers in einen auf einem Lastwagen angeordneten oder auf andere Weise beweglichen Tank.
Wie ebenfalls aus Figur 5 hervorgeht, ist ein üblicher Druckfühler VS, beispielsweise ein Druckfühler mit Balgen oder mit Membranen, in der Leitung 22 nahe benachbart dem Vakuumventil 76 angeordnet.
Wie später noch im einzelnen erläutert wird,verhindert der Druckfühler ein Öffnen des Ventils, wenn der Druck in der Leitung 22 einen vorbestimmten Wert überschreitet, vorzugsweise einen Wert von etwa dem halben Atmosphärendruck. Auf diese Weise wird eine wirkungsvolle Entleerung der Sammelkammer gewährleistet.
Eine Betrachtung des Schaltdiagramms von Figur 5 zeigt, daß der Motor 74 von Figur 3 in seiner Drehrichtung umkehrbar ist und zwei Endungen, eine Wendung zum Öffnen und eine Wendung zum Schließen, auSweist, wobei diese Wendungen derjenigen Drehrichtung entsprechen, die für das Öffnen oder das Schließen des Vakuumventils 76 erforderlich ist. Die in Figur 5 gezeigte Schaltung vermag, einen automatischen Betrieb zu gewährleisten, auf der Basis des Abwasservolumens, welches sich in der Sammelkammer 60 angesammelt hat. Erforderlichenfalls kann in den automatischen Betrieb eingegriffen werden, derart, daß das Ventil 76 manuell von dem entfernt angeordneten Schaltpult geöffnet werden kann, wie es in Figur 12 dargestellt ist.
Der Motor 74 weist eine Welle auf, welche zum Öffnen bzw. Schließen des Ventils 76 Jeweils in entgegengesetzter Richtung umläuft. Die Welle zwischen dem Motor und dem Ventil weist zwei Nocken 102 und 104 auf, die in Figur 5 in einer Stellung gezeigt sind, welche dem geschlossenen Ventil entspricht.
Wenn der Motor 74 zum Öffnen des Ventils 76 erregt wird, das drehen sich die Nocken 102 und 104 im Gegenzeigersinn um einen Winkel von etwa 910.
Am Ende des Motorlaufes fällt der Folger 106 ab, wodurch der bewegliche Schalter 108 vom Kontakt 110 zum Kontakt 112 Uberwechselt. Damit wird der Motor abgeschaltet,und das Ventil kehrt ion seine offene Stellung zurück.
Wenn der Motor 74 das Öffnen des Ventils 76 bewirkte dann dreht sich der Nocken 104 ebenfalls im Gegenzeigersinn und-bringt sofort die Schaltkontakte 114 und 116 in ihre andere Stellung, das heißt in Berührung mit den Kontakten 140 bzw. 138, wo sie so lange verbleiben, bis der Motor 74 durch den nachfolgend beschriebenen Schaltkreis in der Weise erregt wird, daß er das Ventil 76 schließt und das Ventil 76 tatsächlich in die vollständig geschlossene Stellung zurückgekehrt ist. Die Antriebskraft zum Schließen des Ventils 76 wird vom Motor getrennt, wenn der Nocken 104 in seine auf der Zeichnung dargestellte Position zurückgekehrt ist.
Wenn der in Höhe des obersten Punktes der Vakuumleitung 70 angeordnete Schalter 98 für den unteren Pegel, wobei dieser Schalter in Figur 5 dargestellt ist, sich in seiner geschlossenen Stellung befindet, dann werden in die Sammelkammer 60 Abwasser und eine bestimmte Luftmenge durch das Ventil 76 eintreten und auch in die Vakuumleitungen 70 und 22, und zwar während der Zeit, die der Motor 74 benötigt, um das Ventil 76 volldEndig zu schließen.
Durch Einstellen der Höhe des Schalters 98 in Richtung nach unten wird, mit der Zeitverzögerung, selbstverständlich der Zutritt von Luft in die Leitung vergrößert und bei Höheneinstellung des Ventils in Richtung nach unten der Zutritt von Luft in die Leitungen 70 und 22 abnehmen, wobei der Lufteintritt jeweils Jeder Leerung des Sammelbereiches 60 folgt.
In Figur 5 sind die im Steuerkasten 78 zum Zweck der vereinfachten Bedienung untergebrachten Einrichtungen im Zeichnungsmittelteil dargestellt.
Die elektrischen Kabel 118, 120 und 122, die dem Motor 74 Antriebskraft zuführen, sind in der Leitung 9 von Figur 5 eingeschlossen. Auch befinden sich in der Leitung 93 die ZuSührungen 124 und 126, die zusammengeschaltet sind, wenn der Schaltkontakt 114 zum Kontakt 140 überwechselt. Dieser Zustand tritt immer dann auf, wenn das Ventil 76 sich nicht in seinem geschlossenen Zustand befindet.
Die Antriebskraft kann von einem üblichen Stromversorgungsnetz über Unterbrecherkontakte 128 den Zuführungen 130 und 132 zugeleitet werden. Die Zuführung 132 ist direkt mit dem Leiter 118 verbunden, der seinerseits mit einer üblichen Eingangsklemme der Windungen des Motors 74 verbunden ist. Der Strom der Leitung 150 wird an die Wicklung für die Offenstellung oder an die Wicklung für die Schließstellung des Motors 74 gelegt, und zwar über verschiedene Schaltkontakte, die entsprechend dem Anregungszustand der ihnen zugeordneten Relais spulen offen oder geschlossen sind. Die Schaltkontakte sind in Figur 5 durch die üblichen Schaltbilder dargestellt, das heißt,eine Diagonallinie durch die Kontakte zeigt an, daß die Kontakte normalerweise, das heißt> wenn sich die zugeordnete Spule nicht im angeregten Zustand befindet, geschlossen sind.
Die Abwesenheit einer diagonalen Linie dagegen zeigt an, daß die Schaltkontakte normalerleise offen sind, das heißt dann offen sind, wenn die zugehörige Spule nicht angeregt ist.
Die Drehrichtung des Motors 74 wird durch die Anregungsbedingung der Relaisspule RD festgelegt.
Wenn die Relais spule RD durch Anlegen von Strom von der Zuführung 150 an die Leitung 134 angeregt wird, dann werden die normalerweise offenen Kontakte RD-1 geschlossen und Strom gelangt über die Zuführung 120 zum Schaltkontakt 116. Wenn das Ventil 76 nicht geschlossen ist, dann wird der Motor 74 so lange angeregt, bis sich das Ventil 76 schließt.
Zum Öffnen des Ventils 76 ist es erforderlich, daß Strom über die Zuführung 122 zugeführt wird, und zwar zu einer Zeit> wenn das Ventil 76 sich in einer Stellung befindet, die nicht der vollständig offenen Stellung entspricht. Die Zuführung 122 kann nicht mit der stromführenden Leitung 130 verbunden werden, wenn die Spule RD sich im angeregten Zustand befindet, und zwar aufgrund des normal er weise geschlossenen Schaltkontaktes RD-2. Es ist somit notwendig, die Anregung der Relaisspule RD zu unterbrechen, um das Vakuumventil 76 öffnen zu können.
Die Relaisspulen RB und RC können so lange nicht angeregt werden, so lange die entfernt angeordnete Steuereinheit 156 angeschlossen und auf manuelle Bedienung gestellt ist. Bei der nachfolgenden Erör-Leerung soll vorausgesetzt werden, daß entweder die entfernte Steuereinheit nicht angeschlossen ist oder daß sie zwar geschlossen ist, jedoch auf automatischen Betrieb gestellt ist. Beim automatischen Betrieb sind die Relaiskontakte RB-2 und RC-2 geschlossen und die Relaiskontakte RB-1, RB-3 und RC-1 geöffnet, wie in Figur 5 dargestellt ist.
Der Flüssigkeitspegel-Schalter 98 dient normalerweise zur Feststellung des Abwasserpegels dann, wenn das Vakuumventil 76 geöffnet und geschlossen werden sollte und betätigt den normalerweise geschlossenen Schaltkontakt PS-1 bzw. den normalerweise geöffneten Schaltkontakt PS-2. So lange der Abwasserpegel sich unterhalb der für die Entleerung des Tanks bestimmten Höhe befindet, verbleiben die Kontakte PS-1 geschlossen und die Kontakte PS-2 geöffnet. Strom von der Zuführung 130 wird der Klemme 134 und der Relaisspule RD über die normalerweise geschlossenen Kontakte RB-2 und PS-1 zugeführt.
Die normalerweise geschlossenen Kontakte TD-1 werden geöffnet, wenn die Relaisspule TD angeregt wird. Die Relaisspule TD wird dann angeregt, wenn der Valuumschalter VS-1 geschlossen ist. Der Vakuumschalter VS-1 stellt einen Teil des Druckfühlers VS von Figur 3 dar, wobei dieser, wie bereits früher erwähnt, dazu dient, den Unterdruck in der Leitung 22 zu messen. Wenn der Unterdruck in der Leitung 22 einen für eine wirksame Entleerung der Kammer 60 ungenügenden Wert aufweist, das heißt der Druck sich über einem vorbestimmten Grenzwert befindet, dann werden sich die Schaltkontakte VS-1 öffnen und die Relaisspule TD anregen, womit die Schaltkontakte TD-1 geschlossen bleiben. Strom von der Zuführung 130 kann dann an die Klemme 134 der Relaisspule RD über die normalerweise geschlossenen Kontakte RB-2 gelangen, und zwar solange die Kontakte TD-1 geöffnet sind.
Wenn der Unterdruck in der Leitung 22 dagegen innerhalb der erforderlichen Grenzen liegt, so daß die Relaisspule TD angeregt und die Schaltkontakte TD-1 geöffnet werden, dann wird auch der Motor 74 angeregt und öffnet das Vakuumventil 76 sobald der Schaltkontakt PS-1 offen und der Schaltkontakt PS-2 geschlossen ist. Zu diesem Augenblick wird dann ein Stromweg von der Zuführung 130 zur Leitung 132 über die Schaltkontakte RB-2, PS-2 und RD-2, die Leitung 122, die Schaltkontakte 108 und 110, die Offenstellungswicklung des Motors 74 und die Zuführung 118 führen. Da der Motor 74 das Vakuumventil 76 öffnet, dreht sich der Nocken 102 im Gegenzeigersinn bis der Nockenfolger 106 abfällt und den Schaltkontakt 108 in Berührung mit dem Kontakt 112 bringt.
Der Schaltkreis verbleibt in diesem Zustand bis der Flüssigkeitspegel unter den Punkt gefallen ist, wo die Schaltkontakte PS-2 sich öffnen und die Kontakte PS-1 sich schließen. Da sich der Nocken 104 ebenfalls im Gegenzeigersinn gedreht hat, während des Öffnens des Vakuumventils 76, werden die Schaltkontakte 116 und 158 derart in Einwirkung kommen, daß Strom von der Zuführung 130 zur Schließstellungswicklung des Motors 74 gelangt, und zwar über die Schaltkontakte RB-2, PS-1 und RD-1, die Zuführung 120 und die Schaltkontakte 116 und 158. Der Strom auf der Zuführung 150 ist normalerweise über diese Schaltkontakte mit der Zuführung 120 verbunden und den Schaltkontakten 116, und zwar immer dann, enn die Relaisspule RD sich im angeregten Zustand befindet. Somit wird Strom, also Antriebskraft, fortlaufend dem Motor 74 zum Zwecke des Schließens des Ventils zugeführt, und zwar so lange, bis der Nocken 104 in die auf der Zeichnung dargestellte Lage zurückgekehrt ist.
Sobald das Vakuumventil 76 geöffnet ist und die Entleerung des Sammeltanks 60 des Tanks 16 von Figur 5 beginnt, soll das Vakuum in der Leitung 22 am Fühler VS genügend niedrig sein, um die Schaltkontakte VS-1 zumindest für einen Teil des Entleerungsvorganges zu öffnen. Wenn die Schaltkontakte VS-1 öffnen sollen, dann wird der Strom von der Relaisspule TD genommen. Um zu verhindern, daß die Relaiskontakte TD-1 sich plötzlich schließen und damit die Relaisspule RD mit der Folge der Rückkehr des Vakuumventils in den Schließzustand schließen, kann als Spule TD eine solche gewählt werden, welche ihre Kontakte TD-1 erst nach einer bestimmten Zeitverzögerung öffnet. Für das hier beschriebene System kann die Zeitverzögerung in der GröBenordnung von 5 bis 10 Sekunden liegen, um einen richtigen Betrieb zu gewährleisten.
Wie aus Figur 5 hervorgeht, kann die bereits oben anhand der Figuren 5 und 4 erläuterte Fernsteuereinheit für den Sammeltank 16 an einer Wartungsstation angeordnet sein. Die Wartungsstation kann sich an einer der Antriebs- oder Zwischenstationen 26, an der Abwasseraufbereitungsanlage 29 oder an irgendeinem anderen geeigneten Ort befinden. Das Kabel 100 kann längs der Vakuumleitung 22 in deren Graben verlegt werden und kann die beiden Leiter 150 und 152 enthalten, wie in Figur 3 dargestellt ist.
Ein Schaltkasten 136 kann an der entfernten Wartngsstation vorgesehen sein. Der Schaltkasten 136 kann eine Reihe von Anzeigelampen C-1 bis C-5 aufweisen sowie einen akkustischen Alarmgeber B. Antriebskraft bzw. Strom kann über die Leitungen 154 und 156 eines üblichen Stromnetzes mit llO oder 220 Volt zugeführt werden. Eine Klemme des Alarmgebers B und dcr Lampen C-1 bis C-5 kann direkt an eine gemeinsame Leitung 156 angeschlossen sein.
Ein Niederspannungstransformator 158 kann vorgesehen werden, wobei seine Primärwicklung zwischen den Leitungen 154 und 156 liegt und seine Sekundärwicklung in der üblichen Weise derart gestaltet ist, daß eine niedrigere Spannung erhalten wird, die geeignet ist, die Anzeigelämpchen und den Alarmgeber zu betreiben, beispielsweise eine Niederspannung von 24 Volt.
Zusätzlich können 24-Volt-Transformatoren IT-1 und IT-2 zwischen die 110 oder 220 Volt führenden Leitungen 154 und 156 gelegt werden. Eine Klemme jeder der Sekundärwicklungen der Transformatoren IT-1 und IT-2 ist geerdet und die andere Klemme direkt mit den Leitungen 150 und 152 verbunden.
Der Schaltkreis mit der Sekundärwicklung des Transformators IT-2 enthält außerdem zwei Dioden D-3 und D-4 mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung, so daß ein Stromfluß durch die Sekundärwicklung des Transformators IT-2 verhindert wird, mit Ausnahme eines Stromflusses durch eines der Schaltungselemente parallel zu den Dioden D-3 und D-4. Die ungeerdete Seite der Sekundärwicklung des Transformators IT-2 ist über eine Leitung 152 mit dem Schaltkasten 78 des Sammeltanks 16 verbunden, zum Zweck einer Fernbedienung des Ventils 76» wie -nachfolgend en1ärt.
In ähnlicher Weise weist der die Sekundärwicklung des Transformators IT-1 enthaltende Stromkreis ze; auf Dioden D-1 und D-2 entgegengesetzt der Durchlaßrichtung, so daß ein Stromfluß durch die Sekundärwicklung des Transformators IT-1 verhindert wird, mit Ausnahme eines Stromflusses durch die Schaltungselemente parallel zu den Dioden D-1 und D-2. Die ungeerdete Seite der Sekundärwicklung des Transformators IT-1 kann über die Leitung 150 mit dem Steuerkasten 78 des Sammeltanks 16 verbunden sein.
Für einen automatischen Betrieb nehmen, wie bereits vorerwähnt, die Kontakte SA-1, SA-2 und SA-3 des manuell betätigbaren Schalters SA den in Figur 5 gezeigten Zustand ein. Die Kontakte SA-1 sind geschlossen, womit die Lampe C-4 mit Strom versorgt wird, um anzuzeigen, daß das System auf automatischen Betrieb gestellt ist. Die Kontakte SA-2 sind ebenfalls offen, so daß die Lampe C-5 keinen Strom erhält, was anzeigt, wenn sie gespeist wird, daß das System auf manuellen Betrieb gestellt ist.
Die Kontakte SA-3 sind offen, womit die Einwegdiode D-1 den Stromfluß durch die Leitungen 150 und 124 zu den Schaltkontakten 140 überwachen kann. Somit ist ein Schaltkreis gegeben vom Transformator IT-1 zur Diode D-1, zu der Leitung 150, zur Diode D-5, zur Leitung 124, zu den Schaltkontakten 140 und 114 und der Leitung 126, durch Erde und zur Relaisspule RE am Schaltkasten 136.
Das Ventil 76, dessen Stellung vom Schalter 114 gesteuertwird, steuert seinerseits den Stromfluß durch die Relaisspule RE, wenn das System bei der automatischen Überwachung in Betrieb ist. Die Anregung der Relaisspule RE schließt die normalerweise offenen Kontakte RE-1 zur Speisung der Lampe C-2> anzeigen, daß das Ventil 76 offen ist. Die normalerweise geschlossenen Kontakte RE-2 werden geschlossen, wodurch die Lampe C-3 stromlos wird, was anzeigt, daß das Ventil 76 vollständig geschlossen ist.
Werden dagegen die Schaltkontakte 114 und 140 nicht angeregt, dann wird auch die Relaisspule RE nicht angeregt,und die Stromversorgung der Lampen C-2 und C-3 wird unterbrochen, was anzeigt daß das Ventil 76 offen ist.
Alle Schaltkontakte SA-1, SA-2 und SA-5 müssen in ihre umgekehrte Lage gebracht werden um das System auf manuellen Betrieb umzustellen. Die Erregung der Lampen C-4 und C-5 wird durch die Kontakte SA-1 und SA-2 ebenfalls umgekehrt. Das Schließen der Kontakte SA-5 schließt den Einwegwiderstand der Diode D-1 kurz, so daß der Strom vom Transformator IT-1 durch die Diode D-2, Erde> die Diode D-6, die Relaisspule RB, die Leitung 150 und die geschlossenen Schaltkontakte SA-3 fließen kann.
Das Kurzschließen der Relais spule RE durch die Diode D-2 führt dazu, daß die Lampe C-3 weiterhin mit Strom versorgt wird. Die Anregung der Relaisspule RB schließt die normalerweise offenen Kontakte RB-l, womit die Relaisspule RC anregbar ist, wie später noch beschrieben wird.
Die normalerweise geschlossemen Kontakte RB-2 werden geöffnet, m die Steuerung der Relaisspulen TD und PS mit Bezug auf die Anregung der Klemme 134 der Relaisspule RD zu unterbrechen. Die normalerweise offenen Kontakte RB-3 sind jedoch geschlossen, um Strom der Klemme 134 zuführen zu können. Da die Kontakte HL-1 des Schalters 96 für den oberen Abwasserspiegel geöffnet sind, ebenso wie die Kontakte des Schalters SB, kann in der Leitung 152 kein Strom fließen.
Mit dem manuellen Schließen des Schalters SB kann Strom vom Transformator IT-2 durch die Diode D-4, die Leitung 152, die Diode D-8, die geschlossenen Kontakte RB-1, die Relaisspule RC, Erde und die Kontakte des Schalters SB fließen. Die Anregung der Relaisspule RC führt zu einem Schließen der normalerweise offenen Kontakte RC-1, so daß von den Leitungen 130 und 122 durch die Kontakte RD-2, 108 und 112 sowie die Offenstellungswicklung des Motors 74 Strom zu den Leitungen 118 und 132 fließen kann. Das gleichzeitige Öffnen der normalerweise geschlossenen Relaiskontakte RC-2 führt zu einer Anregung der Relaisspule RD und der Schließstellungswicklung des Motors 74, Der Schalter SB kann in üblicher Weise federbelastet sein, so daß seine Kontakte nicht versehentlich in der $eschlosseen Stellung verbleiben können, was nämlich zu einem Zusammenbruch des Vakuums im System führen würde, und zwar durcn das Einwegventil 92 an der Spitze des Sammeltanks 16. Das Öffnen des Schaltkontaktes SB wird selbstverständlich die Relaisspule RC abschalten unu somit das Ventil 76 in seine normalerweise geschlossene Stellung zurückbringen.
Ein Schließen des Kontakts HL-1 des Schalters 96 für den oberen Abwasserpegel wird den Einwegwiderstand der Diode D-8 kurzschließen, womit ein Stromweg vom Transformator IT-2 durch die Diode D-3, Erde, die Diode D-7, die Schaltkontakte HL-1, die Leitung 152 und die Relais spule RA aufgebaut wird. Eine Anregung der Relaisspule RA führt zu einer Schließung der normalerweise offenen Kontakte RA-1, womit sowohl die Alarmlampe C-1 als auch der akkustische Alarmgeber B Strom erhalten.
Die Alarmgeber C-1 und B bleiben so lange angeregt, so lange die Kontakte HL-1 geöffnet sind, unabhängig von der Stellung des Schalters SA, der manuellen oder automatischen Betriebsweise des Systems und dem Öffnen und Schließen des Ventils 76. Ein nicht dargestellter, manuell bedienbarer Schalter kann vorgesehen werden, um den akkustischen Alarmgeber ausschalten zu können.
III. Die Zwischenstation Nach der die Antriebs- bzw. Zwischenstation 26 schematisch darstellenden Figur 6 nimmt der Vakuum-Aufnahme tank 24 von den Vakuumleitungen 22 der Figuren 1 und 2 ankommende Abwasserpfropfen auf. Der Vakuum-Aufnahmetank 24 kann vertikal oder horizontal angeordnet werden, Je nach den vorgegebenen Betriebsbedingungen und der Abscheidungstendenz der mit dem Abwasser mitgeführten Feststoffe. Der Tank 24 kann normalerweise die Abwasserpfropfen von der Leitung 22 aufnehmen, wie in Figur 6 dargestellt ist, das heißt zwischen den Enden 142 und 144. Mit dem Vakuum-Aufnahmetank 24 ist an dessen oberen Ende 144 eine übliches korrosionsbeständige Vakuumpumpe 160 aus Metall verbunden, und zwar über eine Unterdruckleitung 146.
Eine Leitung 162 steht an dem einen Ende 164 mit dem unteren Ende 142 des Vakuum-Aufnahme tanks 24 in Verbindung und am anderen Ende 166 mit dem unteren Ende 168 eines Ejektors 28. Die Leitung 162 kann mit einem üblichen Rückschlagventil 172,benachbart sowohl dem Ejektor 28 als auch dem Vakuumtank 24,versehen sein.
Die Vakuumpumpe 160 ist außerdem mit dem oberen Ende 174 des Ejektors 28 verbunden, und zwar über eine Unterdruckleitung 176, die aus später erläuterten Gründen außerdem mit der Vakuumleitung 146 an einer Verbindungsstelle 178 in Verbindung steht.
Ferner ist mit dem oberen Ende 174 des Ejektors 28 über eine Hochdruckleitung 180 ein.blicher Druckluftspeicher 181 und ein Luftkompressor 182 verbunden. Geeignete, auf mechanische oder motorische Weise betriebene Ventile 184 und 186 können vorgesehen sein, und zwar benachbart dem Ejektor 28 in der 7akuumleitung 176 bzw. in der Hochdruckleitung 180.
Das Ventil 184 wird> wenn auf geeignete Weise angeregt, die Vakuumleitung 176 abschließen. Das Ventil 187 an einem Belüftungsloch 189 ist in der Lage, den Druck im Ejektor 28 auf Atmosphärendruck zu senken, nachdem das Ventil 184 geschlossen ist, aber bevor sich das Ventil 186 in der Hochdruckleitung 180 öffnet, wie später noch im einzelnen erläutert wird. Das Ventil 187 dient außerdem dazu, den Druck im Ejektor 28 in die Atmosphäre zu entlassen, nachdem der Ejektor entleert ist und bevor sich das Ventil 184 in der Vakuumleitung 176 wieder öffnet.
Es kann irgendein geeigneter und bekannter Absperrmechanismus vorgesehen werden, der dazu- dient, eine geeignete Betriebsfolge der Ventile 184, 186 und 187 zu gewährleisten.
.Wenn auch in der schematischen Zeichnung der Figur 6 nicht angedeutet, so können doch die Ventile 184, 186 und 187 mit üblichen Grenzschaltern versehen sein, welche die Folge Offenstellung oder die völlige Schließstellung dieser Ventile anzeigen. Diese Grenzschalter können über elektrische Rabel 199 mit einem Schaltpult 250 de entfernten Überwachungs- und Steuerstation verbunden sein welche später anhand der Figur 12 erläutert wird.
Die stromabwärtige Ausdehnung der Vakuumleitung 22 steht mit dem unteren Ende 168 des Ejektors 28 in Verbindung und kann mit einem üblichen Einweg- oder Rückschlagventil 190 versehen sein, und zwar benachbart dem Ejektor 28.
Mit dem Vakuum-Aurnahmetank 24 steht außerdem ein kombinierter Vakuum- und AbwasserUberlauf-Tank 194 in Flüssigkeitsverbindung, und zwar über eine Leitung 192. Die vertikale Höhe der Leitung 192 kann geringfügig geringer sein als die Höhe des Vakuum-Aufnahmetanks 24, so daß ein Ansammeln von Abwasser im Überlauftank 194 so lange verhindert wird, bis der Tank 24 im wesentlichen gefüllt ist, selbst bei offenem Ventil 173.
Eine Überlaufleitung 196 verbindet den Uberlauftank 194 mit der Leitung 162. Irgendein übliches, handgesteuertes oder fernbedienbares Ventil 198 kann in die Überlaufleitung 196 eingesetzt werden, um den Abwasserfluß in dieser Leitung zu kontrollieren.
Während des Betriebs wird das Abwasser aus der Vakuumleitung 22 aufgenommen, und zwar infolge des unteratmosphärischen Druckes im Vakuum-Aufnahmetank 24. Das Abwasser sammelt sich im Tank 24 an, bis durch die Leitung 162 und das offene Rückschlagventil 172 ein SchwerkraftefluB zum Ejektor 28 stattfindet.
Da der Druck im Ejektor 28 zumindest so niedrig wie derjenige im Tank 24 sein muß, um eine Abwasserströmung durch die Leitungl62 hindurch zu ermöglichen, muß das Ventil 184 in der Vakuumleitung 176 zu diesem Zeitpunkt offen sein und die Ventile 186 und 187 in der Hochdruckleitung 180 und der Belüftungsöffnung 189 geschlossen sein.
Bei Abwesenheit einer entgegengerichteten Druckdifferenz zwischen dem Tank 24 und dem Ejektor 28 wird der Abwasserpegel im Ejektor 28 im wesentlichen die gleiche Höhe haben wie der Pegel im Vakuum-Aufnahmetank und mit dem ansteigenden Abwasserpegel im Tank 24 gemeinsam ansteigen.
Wenn der Abwasserpegel im Ejektor 28-auf eine geeignete Höhe angestiegen ist, dann wird das Ventil 184 in der Vakuumleitung 176 geschlossen und der Ejektor 28 über das Ventil 187 in die Atmosphäre entlüftet. Nach Schließen des Ventils 187 wird das Ventil 186 der Hochdruckleitung 180 geöffnet, und zwar durch ein über das Kabel 199 ankommendes Signal.
Die Druckdifferenz, die sich aus dem unteratmosphärischen Druck in der Leitung 22 und dem stromabwärts anschließenden Vakuum-Aufnahmetank einerseits und der Anwendung von vom Kompressor 18 erzeugten Druckluft ergibt, schließt das Rückschlagventil 182 in der Leitung 162 und öffnet das Rückschlagventil 190 in der Leitung 22. Das Abwasser aus dem Ejektor 28 wird somit durch die Leitung 22 in Richtung auf den Vakuum-Aufnahmetank 24 der nachfolgenden Zwischenstation 26 mit hoher Geschwindigkeit und in Pfropfenform getrieben. Die Ventile 172, 184, 186 und 190 müssen selbstverständlich in Ihrer jeweiligen Lage verbleiben, und zwar für eine zeitspanne3 die genügt, den Ejektor 28 zu entleeren unQ sine bestimmte luftmenge vom Kompressor 182 'n die Leitung 22, und zwar unter dem Abwasserpfropfen> einzuleiten. Das Ventil 1@8 in der Überlaufleitung 196 bleibt während des norm@len Betriebsablaufes geschlossen. Erforderlichenfalls kann das Abwasser vem Ejektor in irgendeine übliche Leitung eingeleitet werden, etwa eine Schwerk@@ tlei tung oder eine Hauptkanalisationsleitung, an@ @@ld d Einpressens in eine weitere Vakuumleitung 22.
Nach dem Austritt des Abwassers aus dem Ejektor 28 werden das Ventil 190 der Leitung 22 und das Ventil 186 der Hochdruckleitung 180 geschlossen.
Nach dem Ablassen des Drucks im Ejektor 28 durch das Ventil 187 in die Atmosphäre und dem darauffolgenden Schließen des Ventils 187 wird das Ventil 184 in der Vakuumleitung 176 wieder geöffnet, um den Druck zwischen dem Vakuum-Aufnahmetank 24 und dem Ejektor 28 auszugleichen. Es wird dann wiederum Abwasser unter dem Einfluß der Schwerkraft aus dem Vakuum-Aufnahmetank 24 In den Ejektor 28 fließen, wie bereits beschrieben worden ist.
An der Zwischenstation 26 kann auch ein zweiter Ejektor vorgesehen werden. In diesem Falle kann dann der eine Ejektor Abwasser aus dem Vakuum-Aufnahmetank 24 auSnehmenn während zugleich der zweite Ejektor bereitsvorher aufgenommenes Abwasser unter om Kompressor 182 gelieferten Ueberdruck und in der Leitung 22 herrschen den Unterdruck weiterfördert. Nach voll ständiger Ent -leerung des Abwassers im zweiten Ejektor und der Ansammlung einer bestimmten Abwassermenge im ersten Ejektor werden die Vakuum- und Hochdruckverbindungen zu den beiden Ejektoren umgewechselt, zusammen mit den Zuständen der verschidenen Leitungsventile, womit es möglich ist, die beiden Ejektoren sozusagen im Gegentakt zu betreiben.
Im Fall einer Ansammlung von Abwasser in dem Überlauftank 194 wird das Ventil 175 in der Leitung 192 geschlossen und der Ejektor 28 vom Überlauftank 194 her über das offene Ventil 198 der Überlaufleitung 196 gefüllt. Das Ventil 172 am Ende 164 der.Leitung 162 wird zu diesem Zeitpunkt selbstveständlich geschlossen, und zwar durch den Druck des Abwassers in der Leitung 162.
Es können geeignete übliche Zustandsanzeiger und Alarmeinrichtungen, beispielsweise für den oberen Abwasserpegel, im Tank 24 und im Ejektor 28 angeordnet werden, um eine Anzeige beim Auftreten von Fehlern zu erhalten. Vorteilhaft ist es, im Uberlauftank 194 eine Alarmanlage vorzusehen, welche im ersten Augenblick eines Überlaufs ein Alarmsignal abgibt.
IV. Der Pfropfenerneuerer In den Figuren 7 und 8 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pfropfenerneuerers dargestellt. Dabei ist ein Leitungsabschnitt 200 mit üblichen Anschlußstücken 202 zum Anschließen der Rohrenden 204 und 206 an bzw. in der Vakuumleitung 22 versehen. Zwischen den Rohrenden 204 und 206 ist der Rohrabschnitt 200 um die LEngsachse der Vakuumleitung in eine oder mehrere.im wesentlichen schraubenförmige Windungen gelegt. Somit entstehen eine oder mehrere untere Bögen oder Taschen 210, in welchen sich das Abwasser unter dem Einfluß der Schwerkfrit ansammelt und einen zusammenhängenden Pfropfen bildet, der die Querschnittsfläche der Leitung völlig ausfüllt.
Die schraubenförmige Ausgestaltung der Pfropfenerneuerung verleiht, zusätzlich zu den das Abwasser ansammelnden unteren Bögen 210, dem Abwasserpfropfen eine Drehbewegung, wenn er durch diesen Rohrabschnitt hindurchbewegt wird. Da ein Zerfallen der Abwasserpfropfen meist aufgrund der Schwerkraftwirkung eintritt, wird die Drehung des Abwassers vom Boden der Abwasserleitung nach oben hin die Neigung des Pfropfens vermindern, sich zu verlängern und dabei zu zerfallen. Außerdem unterstützt die Drehung die sehr erwünschte Verteilung (hydraulische Zerlegung) der Feststoffe, wodurch das Abwasser dem Sauerstoff der Luft, welche de Antriebskraft für den Abwasserpfropfen darstellt, stärker ausgesetzt wird. Eine stromaufwärtige Hinzufügung von Aufbereitungssubstanzen vermag wirkungsvoll eine nachfolgende Aufbereitung des Abwassers verbessern, da Jede zugefügte Substanz in den Pfropfenerneuerern innig mit den damit in Verbindung stehenden Abwässern vermischt wird.
Die Figuren 9 und 10 zeigen eine zweite Ausführungsform eines Pfropfenerneuerers nach der Erfindung. Ein kurzer Abschnitt 212 der Leitung ist an beiden Enden 214 und 216 mit üblichen Anschlußstücken 218 zum Anschließen der Leitungsenden an bzw. in die Vakuumleitung versehen. Zwischen den Enden 214 und 216 führt der Abschnitt 212 der Leitung eine volle Umdrehung in Schraubenform aus, um einen einzigen tiefen Bogen 220 zu bilden, in welchem sich das Abwasser ansammeln kann, bis der Querschnittsbereich der Leitung vollständig gefüllt ist. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich sich von der erstgenannten darin, daß die Drehung vollständig unterhalb der Pegelhöhe der Vakuumleitung befindet. Der Durchmesser der Schleife und/oder der Durchmesser der Leitung können erweitert sein, um so das Speichervolumen des Pfropfenerneuerers zu vergrößern. Die Vergrößerung der Pfropfen kann auch durch die Ve-rwendung mehrerer Rohrschleifen erreicht werden.
Die schraubenförmige Windung des Pfropfenerneuerers nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ergibt ebenfalls dem den Pfropfen bildenden Abwasser eine Rotationsbewegung. Die Rotation vermindert die Neigung des Pfropfens zu zerfallen, wenn der Pfropfen durch die Leitung unter dem Einfluß der Druckdifferenz wandert, die über dem Pfropfen besteht, wie anhand der Figuren 7 und 8 erklärt worden ist.
Die schraubenförmigen Pfropfenerneuerer nach der Ausführungsform der Figuren 7 und 8 haben den zusätzlichen Vorteil, daß sie in demjenigen Graben verlegt werden können, der für die Installation der Vakuumleitung gegraben worden ist, ohne die Erfordernis einer merkbaren Vergrößerung der Grabentiefe. Damit wird eine beträchtliche Einsparung an Zeit und Arbeit erreicht.
V. Y-VerbindungsstUcke In Figur 11 ist ein typisches Y-Verbindungsstück 25 nach der Erfindung dargestellt. Gemäß Figur 2 wird ein derartiges Verbindungsstück üblicherweise an jeder Verbindung der Vakuumleitung verwendet. So hat es sich beispielsweise als nützlich erwiesen, den Abwasserpfropfen von der Zuführungsleitung vom Sammeltank 16 in die Vakuumleitung 22 zwischen Zwischenstationen 26 unter einem Winkel einzuführen, um so den Zusammenhalt des Abwasserpfropfens zu erhalten.
Die das ?-Verbindungsstück darstellende Leitung kann sowohl in ihrem Aufbau als auch bezüglich des Verfahrens der Verbindung der verschiedenen Leitungselemente von üblicher Art sein.
Wie aus Figur 11 zu ersehen, kann ein leicht gebogener Rohrabschnitt 250 der Leitung mit der vom Sammeltank 16 ankommenden Leitung 22 verbunden werden, und zwar mit Hilfe eines üblichen Verbindungsstückes 232. Der gebogene Rohrabschnitt 230 kann, ebenso wie das kurze, gerade Rohrsttlck 240, ebenfalls in üblicher Weise mit den Armen der Y-Verbindung 254 verbunden sein.
Ein geeignetes übliches RUckschlagventil kann im Verbindungsstück 232 untergebracht sein, etwa da, wo die Leitung 22 vom Sammeltank 16 bergauf in die -Leitung 22 einmündet. Die Verwendung eines RUckschlagventils verhindert, daß Abwasser von der Leitung 22 rückwärts in die vom Sammeltank 16 herführende Leitung zurückfließt.
VI. Das Steuerpult In Figur 12 ist ein geeignetes Anzeigepult 250 dargestellt, das an einer entfernten Uberwachungs und Steuerstation untergebracht sein kann, wobei Zustandsabschnitte vorgesehen sind, die Jedem der Sammeltanks 16 der Figuren 1 und 2 zugeordnet sind.
Jeder der Zustandsabschnitte 252 der Sammeltanks kann mit einer Anzeigelampe C-1 und einem akkustischen Alarmgeber B versehen sein, wie sie in Figur 5 dargestellt sind und eine Anzeige für einen hohen Abwasserpegel geben und durch den Pegelfühler 96 im Sammeltank 16 von Figur 5 betätigt werden.
Die Anzeigelampen C-2 und C-5 des Schaltkreises von Figur 5 können ebenfalls zur Anzeige dienen, ob das Ventil 76 in Jedem der Sammeltanks 16 offen oder geschlossen ist. Der Kippschalter SA dient dazu, die Steuerung des Ventils 76 entweder auf manuelle Bedienung oder auf automatische Bedienung zu schalten.
Der federbelastete Schalter SB am Steuerpult 250 dient dazu, den Sammeltank 16 entleeren zu können, wenn der Kippschalter SA sich in der Stellung für manuellen Betrieb befindet.
Für Jeden-der Sammeltanks 16 ist außerdem ein üblicher Intervallmesser T vorgesehen. Der Intervallmesser T kann ein übliches, rückstellbares Uhrwerk oder einen rückstellbaren Digitalzähler enthalten, der mit geeigneten Impulsen, beispielsweise direkt von der 60 Hz-Stromquelle angetrieben wird, welche Stromquelle das Schaltpult 250 speist. Die genaue Schaltung des Intervallmessers T ist nicht dargestellt; er kann nach dem Öffnen des Ventils 76 in der Leitung 70 von Figur 5 durch eine übliche Schaltungsanordnung zurückgestellt werden.
Ein nicht gezeichneter Zustandsanzeiger für jede der Zwischenstationen 26 der Figuren 1 und 2 kann eben7 falls im Anzeigepult 250 vorgesehen sein. Diese Anzeiger können einen etwas komplizierten Aufbau haben, infolge der großen Anzahl von Ventilen die überwacht und manuell gesteuert werden sollen. So können geeignete Anzeigelampen vorgesehen werden, und zwar für den Offenzustand und den Schließzustand der Ventile 198 in der Überlaufleitung 196, für die Ventile 190 in der Leitung 22, die Ventile 172 in der Leitung 162 und die Ventile 173 in der Leitung 192 sowie für die drei Ejektor-Ventile 184, 186 und 187> welche in der Leitung 176 angeordnet sind, und schließlich für die Hochdruckleitung 180 und die Entlüftung 189 von Figur 6.
Auch können in der Figur 6 nicht gezeichnete Abwasserpegel-Fühler im Vakuum-Aufnahme tank 24 im Überlauftank 194 und im Ejektor 28 vorgesehen sein.
Diese Kühler können in ähnlicher Weise mit geeigneten Anzeigelampen verbunden sein, um eine visuelle Anzeige des Abwasserpegels in den entsprechenden Behältern am Anzeigepult 250 der Figur 12 zu erhalten, Eine einzige Bedienungsperson kann somit mit Hilfe des Schaltpults 250 durch visuelle Anzeige die Abwasserpegel in Jedem Sammeltank 16 fortlaufend überwachen, ebenso wie den Zustand der Ventile 76 in den Ausgangsleitungen 70 und die Länge der vergangenen Zeit seit der letzten Leerung des Sammeltanks 16.
Sollte der Zeitabstand zu groß werden, was durch den Intervallmesser T angezeigt wird, und/oder die Lampe C-1 einen unerwünschten Abwasserpegel im Sammeltank 16 anzeigen, dann ist es für die Bedienungsperson lediglich erforderlich, den Kippschalter SA auf manuelle Bedienung umzulegen und den Knopfschalter SB zu drücken, womit der Motor 74 das Ventil 76 öffnet.
Die Bedienungsperson kann die Auslösung des Knopfschalters SB auch für eine kurze Zeit verzögern, um den Zutritt von Luft in die Leitung hinter dem Abwasserpfropfen zu ermöglichen. Auf ese Weise ist es durch Fernbedienung des Ventils 76 möglich, ein Verbleiben kleiner Abwassermengen bis s zu deren Übergang in den septischen Bereich zu vermeiden.
Der Zustand aller Ventile an der Ejektor- oder Zwischenstation 26 gibt nicht nur einen Hinweis auf das Auftreten eines Fehlers im System sondern gibt darüberhinaus einen Aufschluß über den Ort des Fehlers, was eine sofortige Abstellung des Fehlers erleichtert. Darüberhinaus können alle Ventile 184, 186, 187 und 198 vom Schaltpult 250 aus ferngesteuert werden, und zwar durch Hinzufügen zusätzlicher, allgemein bekannter Schaltkreise.
Ähnliche manuelle oder automatische Uberwachungs-und Anzeigeeinrichtungen können für die Luftventile 40 und 45 vorgesehen werden, die anhand der Figuren 13 und 14 beschrieben worden sind.
VII. Abgewandeltes Vakuumsystem In Figur 15 ist eine gegenüber dem vorbeschriebenen System abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei auf der Zeichnung zum erleichterten Verständnis weiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind.
Gemäß Figur 15 erstreckt sich eine Vakuumleitung 22 zwischen einem Luftventil 40 und einer Abwasseraufbereitungsanlage 29. Zwischen den Enden der Vakuumleitung 22 sind eine Vielzahl von Sammeltanks 16 angeordnet, deren Jeder Abwasser von einer Anzahl von Abwasserquellen 12 erhält, wie bereits früher beschrieben worden ist. Es sind zwar nur zwei Zwischenstationen 26 dargestellt, es kann jedoch jede beliebige Zahl vorgesehen sein, je nach dem gewünschten System und der gegebenen Topographie.
Einer der Hauptunterschiede zwischen dem System von Figur 15 und dem vorher beschriebenen System besteht in dem Fehlen besonderer Luftkompressoren und Vakuumpumpen an den Ejektorstationen 26, an deren Stelle eine einzige Druckquelle 50 und eine einzige Vakuumquelle 302 an der Überwachungsstation verwendet werden die zentral in dem Gebiet der Abwasserversorgung angeordnet sein kann. Die Hochdruckquelle 300 kann über Hochdruckleitungen 306 mit den Ejektoren an jeder der Zwischenstationen 26 verbunden werden.
In ähnlicher Weise kann die Vakuumquelle 502 über Vakuumleitungen 510 mit jedem der Vakuum-Aufnahmetanks an den Zwischenstationen 26 verbunden werden.
Auf diese Weise genügt dann eine einzige Vakuumquelle, was die Erfordernis einer Vakuumpumpe an jeder Zwischenstation 26 vermeidet.
Die Überdruckquelle 500 kann ebenfalls über Zuführungsleitungen 308 und die Luftventile 45 an die Vakuumleitung 22 angeschlossen werden.
Ein Ubliches Rückschlagventil kann unmittelbar stromaufwärts der Luftventile 45 in die Vakuumleitung 22 eingesetzt werden, so daß die in die Vakuumleitung 22 eingelassene Luft nur stromabwärts gegen die Abwasseraufbereitungsanlage strömen kann. Selbstverständlich kann das Ventil 45 von der Überwachungsstation aus fernbedient werden, entweder automatisch oder auf besonderen Befehl.
In der Praxis können die Uberdruckleitung 306J die Vakuumleitung 510 und die Abwasserlei-tungen in demselben Graben untergebracht werden. Die Zuführungsleitungen 308 können aus sehr kurzen Rohrverbindungen bes tehen, und das Ventil 45 kann elektrisch betrieben werden, so daß erwünschtenfalls Druckluft-Impulse eingegeben werden können.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind diesen gegenüber zahlreiche Abwandlungen möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen

Claims

PATENTANSPRÜCHE Verfahren zum Ableiten von Abwässern, bei dem die Abwässer durch ein Vakuumventil in eine durch eine Vakuumquelle auf Unterdruck gehaltene Leitung abgezogen werden und zwischen Abwasserpfropfen ein Luftpolster aufrechterhalten wird, um so die Abwässer durch vakuumgetriebene Pfropfenströmung in Richtung zur Vakuumquelle zu fördern, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Abwässer, ob es sich nun um Flüssigkeiten und/oder Feststoffe handelt, in einem Sammeltank gesammelt werden, in dem die Abwässer einer Abwasserquelle durch eine die Abwasserquelle mit dem Sammeltank veroindende Sammelleitung geleitet werden, daß die in e£ Sammeltank angesammelten Abwässer intermittierend und ln sich ;--iederholender Folge durch Öffnen des Vakuumventils durch dieses hindurch in eine Vakuumleitung geleitet werden, und daß nach dem durch das Vakuumventil hindurch in die Vakuumleitung eingesaugten Abwasser ein Luftpolster in die Vakuumleitung eingeführt wird, um durch vakuumgetriebene Pfropfenströmung das Abwasser durch die Vakuumleitung hindurch zur Vakuumquelle zu treiben.
2. Verfanren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in die Vakuumleitung eingesaugt und das Luftpolster hinter dem Abwasser dadurch erzeugt wird, daß das Vakuumventil-für eine Zeitspanne offengehalten wird, die genügt, um den Sammeltank restlos zu entleeren und eine bestimmte Luftmenge durch das Vakuumventil hindurch in die Vakuumleitung hinter dem Abwasser eintreten zu lassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gel.ennzeichnet, daß das Abwasser in der lle.ise gesammelt wird, daß es von der Abwasserquelle durch Schwerkraftwirkung in den Sammeltank fließt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in einem Sammeltank angesammelt wird, dessen Volumen bezüglich der zu erwartenden Abwassermenge vergleichsweise groß ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daL in die Vakuumleitung Luft eingelassen wird mit Hilfe von Elementen, die längs der Vakuumleitung verteilt sind, um so die Förderung des Abwassers durch die Vakuumleitung gegen die Vakuumquelle hin zu unterstützen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, -dadurch gekennzeichnet, daß Luft in die Vakuumleitung in einem Bereich zwischen dem Vakuumventil und einem Pfropfenerneuerer eingelassen wird, wobei der Pfropfenerneuerer in der Vakuumleitung zwischen dem Vakuumventil und der Vakuumquelle vorgesehen ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in einem Vakuum-Aufnahrnetank, welcher die Vakuumquelle darstellt, gesammelt, dann das Abwasser aus dem Vakuum-Aufnahmetank mittels Schwerkraft in einen Überdruck-Ejektor geleitet und schließlich das Abwasser aus dem Überdruck-Ejektor durch ein weiteres Vakuumventil hindurch in eine weitere Vakuumleitung getrieben wird, und daß in diese weitere Vakuumleitung hinter dem injizierten Abwasser ein Luft polster eingelassen wird, um durch vakuumgetriebene Pfropfenströmung das Abwasser durch die weitere Vakuumleitung in Richtung vom Überdruck-Ejektor weg anzutreiben.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuumventil periodisch geöffnet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuumventil in Abhängigkeit von der Feststellung eines vorbestimmten Abwasservolumen im Sammeltank geöffnet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in einem Sammeltank angesammelt'wird, in den während seiner Entleerung Luft unter Atmosphärendruck eingelassen wird, wobei während des Ansammelns des Abwassers ein Austritt von Luft aus dem Sammeltank verhindert wird, so daß sich die Luft im Sammeltank komprimiert und diejenige Druckdifferenz erhöht, welche das Abwasser beim Öffnen des Vakuumventils in Förderrichtung antreibt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Antreiben des Abwassers in Form einer vakuumgetriebenen Pfropfenströmung in der Weise geschieht, daß das Abwasser der Vakuumleitung zu Pfropfen vereinigt wird und die erzeugten bzw. wieder hergestellten Abwasserpfropfen in eine schraubenförmige Drehung versetzt werden, um so die Neigung der Feststoffe, sich in der Vakuumleitung abzusetzen, zu vermindern.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Luft fortlaufend in die Vakuumleitung eingelassen wird, 15.
Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Luft periodisch in die Vakuumleitung eingelassen wird.
14. Abwasseranlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine Vakuumleitung, deren Unterdruck durch eine Vakuum-@quelle und ein Vakuumventil aufrechterhalten wird, durch welches hindurch das Abwasser in die Vakuumleitung eingesaugt wird zum Zwecke der Förderung des Abwassers auf der Grundlage einer vakuumge triebenen Pfropfenströmung in Richtung auf die Vakuumquelle, wobei Luftpolster zwischen den Abwasserpfropfen vorgesehen sind, durch einen Sammeltank zuni Sammeln des Abwassers unabhängig davon, ob das Abwasser flüssig und/oder fest ist, durch eine Sammelleitug zum Fördern des Abwassers von der Abwasserquelle in den Sammeltank, und durch Lufteinlässe (92 und/oder 40) zum Einführen des Luftpolsters hinter dem abgezogenen Abwasser in die Vakuumleitung (22) durch das Vakuumventil (20) hindurch, um so durch vakuumgetriebene Pfropfenströ-In das Abwasser aus dem Sammeltank (16) durch die Vakuumleitung (22) in Richtung auf die Vakuumquelle (24) @u $fördern.
15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlässe (92 und/oder 40) Elemente (92) enthalten, welche Luft durch das Vakuumventil (20) hindurch hinter dem Abwasser in die Vakuumleitung (22) einströmen lassen, wobei das Vakuumventil (20) für eine Zeitspanne offengehalten wird, die genügt, um den Sammeltank (16) vollst-ändig zu entleeren.
16. Anlage nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennbezeichnet, daßdie Sammelleitung (14) derart gestaltet ist, daß das Abwasser auf der Grundlage einer Schwerkraftströmung förderbar ist.
17. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammeltank (16) ein Fassungsvermögen aufweist, das im Vergleich zur erwarteten Abwassermenge groß ist.
18. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlässe (92 und/oder 40) Elemente (40) längs der Vakuumleitung (22) aufweisen, welche die Forderung des Abwassers durch die Val.mumleitung (22) zur Vakuumquelle (24) unterstützen,
19. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlässe (40 und/oder 92) Elemente (lSo) aufweisen, welche Luft in die Vakuumleitung (22) in einem Bereich einströmen lassen, der zwischen dem Vakuumventil (20) und einem Abwasserpfropfen-Erneuerer (27) liegt, wobei der Pfropfenerneuerer.(27) in der Vakuumleitung (22) zwischen dem Vakuumventil (20) und der Vakuumquelle (24) angeordnet ist.

20. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die Vakuumquelle einen Vakuum-Aufnahmetank auSweist, gekennzeichnet durch einen Uberdruck-Ejektor (28)> durch eine Schwerkraftleitung (162) zum Fördern des Abwassers vom Vakuum-Aufnahmetank (24) zum Überdruck-Ejektor (28) mittels Schwerkraftströmung, durch Elemente (180, 181, 182) zum Einführen von Luft mit einem Druck oberhalb des Atmosphärendruckes in den Überdruck-Ejektor (28) und durch eine Vakuum-Auslaßleitung (22), welche mit dem Überdruck-Ejektor (28) in Verbindung steht und ein zweites Vakuumventil (190) zur Überwachung der Abwasserströmung aufweist.

21. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, da. Fühler (96) vorgesehen sind zur Feststellung einer vorbestimmten Menge an angesammeltem Aowasser iin Sammeltank (16) und zum öffnen des Vakuumventils (20) in Abhängigkeit von der Feststellung der vorbestimmten Abwassermenge im Sammeltanlr (16).

22. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammeloereich aus einen Sammeltank (16) besteht, in welchen Luft vom Atmosphärendruck durch ein Ventil (92) während der Entleerung eingelassen wird und daß Vorsorge getroffen ist, daß während der Abwasseransammlung keine Luft durch dieses Ventil (92) hindurch nach außen entweichen kann, so daß sich die Luf- i.-n Sammeltank (16) verdichtet, was die Druckdifferenz erhöht, welche das Abwasser beim öffnen des Vakuumventils (20) nach außen treibt.

25. Anlage nact; einen der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbereich einen Sammeltank (16) aufweist, daß ii:l Sammeltank eine Abwassersammelkammer (60) vorgesehen ist, welche durch aufrechtstehende, im wesentlichen ebene Seitenwände (50), welche miteinander einer Winkel nicht größer als etwa tjCO einschlieken, begrenzt wird, wobei diese Gestal@ung zu einer Selbstreinigung des Tanks bei seiner Entleerung führt, und daß Elemente (t2) zum Einlassen von Luft in den oberen Teil des Sammelbereiches vorgesehen sind.

24. Anlage nach einem der Ansprüche 14 Die 25> gekennzeichnet durch Fühler (VS) zur Feststellung des Drucks in der Vakuumleitung (22) und zum Außerbetriebsetzen des Vakuumventils, wenn der Druck in der Val-uumleitung (22) einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.

25. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumleitung (22) mit zumindest einem Pfropfenerneuerer (27) ausgerüstet ist, der eine im wesenfliclen schraubenförmige Gestalt mit der Achse der Vakuumlinie als Schraubenachse besitzt, um so das Abwasser wieder in Pfropfenform überzuführen und den wieder hergestellten Abwasserpfropfen eine Drehbewegung mitzugeben, was die Neigung der Feststoffe, sich in der Vakuumleitung (22) abzusetzen, vermindert.

L e e r s e i t e