DE69200346T2 - Verbesserungen in Vakuum-Abwassersystemen. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Abwassersystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5.
• In einem Vakuumabwassersystem wird Abwasser oder sonstige Abfallstoffe mittels Unterdruck transportiert. Diese Technik ist von Vorteil in Fällen, bei denen beispielsweise ein geringer Wasserverbrauch erforderlich ist, bei denen Abwasserrohrdimensionen mit kleiner Bohrung benutzt werden und bei denen eine Möglichkeit besteht, daß sich das Abwasserrohr nach oben erstreckt. Bei kleinen Vakuumabwassersystemen, das heißt bei Systemen mit nur einer oder wenigen Quellen für Abfall (zum Beispiel Wasserklosettsitzbecken und dergleichen) ist es von Vorteil, Unterdruck im Abwasserrohr gesondert für jeden einzelnen Bedarf einer Beförderung eines Volumens an Abwasser oder sonstigem Abfallstoff zu erzeugen. Dann ist es nicht nötig, kontinuierlich Unterdruck im Abwasserrohr aufrechtzuerhalten, wie das bei einem herkömmlichen Unterdruckabwassersystem der Fall ist, und infolgedessen sind keine Vorrichtungen erforderlich, um ständig zu überwachen, daß ein angemessenes Vakuum im Vakuumsystem vorhanden ist. Da die zum Erzeugen von Unterdruck erforderliche Zeit in einem System, in dem Unterdruck nur bei Bedarf angewandt wird, nicht zu lang sein sollte, sollte das Gesamtvolumen, welches unter Unterdruck gesetzt werden soll, geeigneterweise weniger als 100 Liter, vorzugsweise weniger als 50 Liter betragen. In einem Abwassersystem für einen Eisenbahnwaggon ist beispielsweise ein Unterdruckvolumen von nur 35 Liter normalerweise durchaus ausreichend für die Bedürfnisse einer Wasserklosetteinheit.
• In der Praxis hat sich gezeigt, daß bei einem Vakuumabwassersystem mit intermittierend erzeugtem Unterdruck kleine Mengen an Feuchtigkeit und Verunreinigungen in die Entleerungsleitung des Systems eingesaugt werden können. Wenn diese Leitung nicht von Zeit zu Zeit gesäubert wird, sammeln sich darin beträchtliche Mengen an Verunreinigungen an, nachdem die Anlage eine gewisse Zeit betrieben worden ist, und dann kann die Leitung mindestens teilweise verstopft sein. Darüber hinaus können Ablagerungen, die sich in der Anlage niedersetzen, unangenehme Gerüche und das Auslecken von Schmutzwasser verursachen.
• Ein Ziel dieser Erfindung besteht darin, ein Vakuumabwassersystem zu schaffen, bei dem durch Ablagerungen von Verunreinigungen und in die Evakuierungsleitung eingezogener Feuchtigkeit verursachte Schwierigkeiten mindestens verringert und am besten vermieden werden. Das wird mittels des in Anspruch 1 angegebenen Verfahrens und mittels des in Anspruch 5 spezifizierten Aufbaus erreicht.
• Durch Regenerieren von Vakuum im Abwassersystem nach jedem Transport eines Volumens an Abfallstoff kann ein mächtiger Luftimpuls durch die Entlüftungsleitung des Systems in Richtung entgegengesetzt zur normalen Strömungsrichtung beim Entleeren fließen und dieser Luftimpuls benutzt werden, um die Entlüftungsleitung von Feuchtigkeit und/oder sonstigen Verunreinigungen zu säubern. Die einzige Tätigkeit, die nötig ist, um diesen Säuberungsvorgang sicherzustellen, besteht im Öffnen der Evakuierungsleitung an die Umgebungsluft, wenn die Unterdruckerzeugung aufhört. Atmosphärische Luft strömt dann wegen ihres höheren Drucks rasch durch die Evakuierungsleitung in das Abwassersystem, wodurch die Leitung gereinigt wird, weil darin vorhandene Verunreinigungen und Flüssigkeit von der Luftströmung weggerissen werden. Die Reinigungswirkung kann verstärkt werden, wenn man ein Ventil in der Evakuierungsleitung anordnet. Durch rasches Öffnen dieses Ventils bei im Abwassersystem vorhandenem vollem Bereich an Vakuum wird ein kräftiger Luftstrom erhalten, der die Evakuierungsleitung wirksam säubert.
• Im Prinzip ist es nicht wichtig, wo sich das Ventil in der Evakuierungsleitung befindet. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß es am zweckmäßigsten ist, das Ventil in der Nähe der primären Abwassersammelkammer der Anlage anzuordnen und in der Nähe der entgegengesetzten Seite des Ventils Mittel zum Sammeln jeglicher in der Evakuierungsleitung vorhandenen Flüssigkeit vorzusehen. Solche Sammelmittel können eine U-Biegung oder eine Tasche in der Evakuierungsleitung sein, in welche die Flüssigkeit aus höheren Bereichen der Leitung an jeder Seite der Flüssigkeitssammeleinrichtung fließt.
• Wenn man das Ventil der Evakuierungsleitung offen hält, wenn Vakuum in der Anlage erzeugt und Reinigungsluft in die Anlage eingelassen wird, es aber zu anderen Zeiten geschlossen hält, wird normalerweise die beste Steuerung der Funktion des Systems erhalten. Das Ventil verhindert dann auch, daß Gerüche aus der Abortanlage sich in die Umgebung ausbreiten.
• Bei einer Anlage gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, wie bekannt, eine primäre Abwassersammelkammer als vorläufigen Sammelraum vorzusehen, in dem ein Volumen an Abfallstoff unmittelbar nach seiner Beförderung gesammelt wird, um anschließend an einen unter atmosphärischem Druck stehenden Sammeltank oder dergleichen übergeben zu werden. Eine solche Anordnung ist in US-A-4 297 751 beschrieben. Das unter Vakuum zu setzende Volumen ist in einer solchen Anlage ziemlich klein. Es ist zweckmäßig, daß eine erneute Erzeugung von Unterdruck zum Säubern der Entlüftungsleitung erst beginnt, wenn die primäre Abwassersammelkammer geleert worden ist. Dadurch läßt sich der Vorteil erzielen, daß das Säubern der Evakuierungsleitung kein Sprühen oder Spritzen von in der primären Sammelkammer vorhandener Flüssigkeit verursacht. Darüber hinaus hat in der Evakuierungsleitung vorhandene Flüssigkeit Zeit, zum untersten Bereich der Leitung zu fließen, wodurch eine wirksamere Säuberung der Leitung erzielt wird.
• Wenn man eine Fernsteuerung durch die Steuereinheit des Systems für das Ventil der Evakuierungsleitung in Abhängigkeit von der Steuerung weiterer Ventile im System vorsieht, erhält man den Vorteil, daß alle Funktionen des Systems von der gleichen Steuereinheit gesteuert werden können. Hierdurch wird das Risiko einer Fehlfunktion auf ein Minimum eingeschränkt.
• Die Erfindung wird nunmehr unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben, deren einzige Figur ein schematisches Diagramm eines Vakuumabwassersystems gemäß der Erfindung ist.
• In der Zeichnung ist mit 1 ein Wasserklosettsitzbecken bezeichnet, welches über ein Abflußventil 9 mit einem Unterdruckabflußrohr 2 verbunden ist. Das Unterdruckabflußrohr 2 mündet in eine Entleerungsvorrichtung 3, die eine primäre Sammelkammer 13 aufweist, aus der der Abfallstoff in einen Sammelbehälter 4 übergeben werden kann. Es ist eine Saugpumpe in Form einer Saugstrahlpumpe 5 vorgesehen, die mittels aus einem Druckluftnetz 6 erhaltener Druckluft angetrieben wird. Die Druckluft verläßt die Anlage durch ein Entlüftungsrohr 5a. Das Sitzbecken 1 erhält Spülwasser aus einem Wasserbehälter 7 durch ein Spülrohr 8 und ein Spülwasserventil 10. Das Entleeren des Sitzbeckens und die Zufuhr von Spülwasser zum Sitzbecken wird von einer elektrischen Steuereinheit 25 gesteuert, die den Betrieb des Abflußventils 9 und des Spülwasserventils 10 regelt, wenn das Spülen durch Betätigen eines Spülknopfes 11 ausgelöst wird. Das System hat grundlegend den Aufbau gemäß US-A-4 297 751.
• Wenn die Steuereinheit 25 vom Spülknopf 11 einen Spülimpuls erhält, öffnet sie ein Ventil 12 im Druckluftnetz 6, welches mit der Saugstrahlpumpe 5 verbunden ist. Die Saugstrahlpumpe 5 erzeugt dann rasch Unterdruck in der Evakuierungsleitung 28, im Abflußrohr 2 und in der Entleerungsvorrichtung 3. Wenn ein ausreichendes Vakuum erzeugt wurde, vorzugsweise von etwa einer halben Atmosphäre, schließt das Druckluftventil 12, die Saugwirkung der Saugstrahlpumpe 5 hört auf, und das Abflußventil 9 des Sitzbeckens 1 öffnet sich. Nach dem Entleeren des Beckens 1 des Abortes schließt sich das Abflußventil 9, und Spülwasser fließt durch das Spülwasserventil 10, welches sich etwas früher geöffnet hat und füllt den unteren Teil des Sitzbeckens mit einer kleinen Menge Wasser. Die Gesamtmenge an Spülwasser braucht üblicherweise nicht größer zu sein als einige Deziliter.
• Da im Abflußrohr 2 Unterdruck herrscht, wenn sich das Abflußventil 9 öffnet, werden im Becken 1 vorhandene Abgänge durch atmosphärischen Druck in das Abflußrohr 2 gepreßt und fließen durch das Rohr 2 zur primären Sammelkammer 13. Für einen ordnungsgemäßen Abwassertransport ist es wesentlich, daß am Ausgangsende des Abflußrohres 2 ein ausreichend großer Luftraum vorhanden ist. Wenn die primäre Sammelkammer 13 und die mit ihr verbundenen Rohre zusammen nicht einen ausreichend großen Raum bilden, kann ein gesonderter Luftvorratsbehälter 15 an einen Teil 14 der Evakuierungsleitung in der Nähe der Entleerungsvorrichtung 3 angeschlossen sein. Als Dimensionierungsbeispiel könnte erwähnt werden, daß das Abflußrohr 2 ein Innenvolumen von 5 bis 10 Liter haben kann, die Entleerungsvorrichtung 3 zusammen mit ihrer primären Sammelkammer 13 ein Volumen von etwa 7 Litern und der Luftvorratsbehälter 15 ein Volumen von etwa l8 Litern.
• Während der Beförderung eines Volumens an Abgängen geht der Unterdruck im Abflußrohr 2 und der Entleerungsvorrichtung 3 fast vollständig verloren. Das Abflußventil 9 kann so gestaltet sein, daß es sich automatisch schließt, wenn im Abflußrohr 2 kein wesentlicher Unterdruck mehr herrscht. Unmittelbar nach dem Transport öffnet ein kleiner, vorzugsweise mittels Druckluft angetriebener Arbeitszylinder 16 eine Bodenklappe 17 in der primären Sammelkammer 13, und die in der Sammelkammer 13 vorhandenen Abgänge fallen in den Sammeltank 4. Dann schließt der Arbeitszylinder 16 die Bodenklappe 17 wieder. Der Sammeltank 4 wird in geeigneten Intervallen durch ein Auslaßrohr 18 entleert. Der Sammeltank 4 kann mit herkömmlichen, hier nicht gezeigten Warnund Sicherheitsvorrichtungen versehen sein, um eine Überfüllung zu vermeiden.
• Das Entleeren der primären Sammelkammer 13 erfolgt automatisch nach jedem Transport von Abgängen. Die automatische Steuereinheit 25 sorgt hierfür mittels Steuerung des Arbeitszylinders 16. Das hat den Vorteil, daß die primäre Sammelkammer 13 klein sein kann und kein Bedarf beispielsweise an einem Niveaumeßfühler oder einem anderen Überwachungsgerät besteht.
• Bei jeder Evakuierung des Abwassersystems wird eine kleine Menge an Verunreinigungen und Feuchtigkeit in die Evakuierungsleitung 28 gesogen. Um zu vermeiden, daß sich nach gewisser Zeit irgendeine nennenswerte Menge an Verunreinigungen und/oder Flüssigkeit ansammelt, muß die Leitung 28 periodisch gesäubert werden. Gemäß dieser Erfindung erfolgt diese Säuberung durch Vakuumregeneration im Abwassersystem nach jedem Transport von Abgängen aus dem Sitzbecken 1 in die primäre Sammelkammer 13 und nachdem die Sammelkammer in den Tank 4 entleert wurde. Die Regeneration von Unterdruck erfolgt auf die gleiche Weise wie beim Transport von Abgängen, das heißt mittels der Saugpumpe 5. Wenn das erforderliche Vakuumniveau erreicht ist, schließt sich das Reinigungsluftventil 27 in der Evakuierungsleitung 28 durch die Übertragung eines Schließimpulses von der Steuereinheit 25 an die Steuervorrichtung 26 des Ventils 27. Das Ventil 12 ist nunmehr geschlossen, und da das Abflußventil 9 geschlossen bleibt, strömt bei raschem öffnen des Säuberungsluftventils 27 atmosphärischer Druck abrupt durch das Entlüftungsrohr 5a und die Evakuierungsleitung 28 in die von der Bohrung der Rohre 2 und 14 und von den Kammern 13 und 15 begrenzten Räume, wodurch das dort vorhandene Vakuum ausgeglichen und jegliche in der Leitung 28 vorhandene Feuchtigkeit oder Verunreinigungen in die Entleerungsvorrichtung 3 geblasen werden.
• Die Säuberung der Leitung 28 wird gefördert durch die Anordnung einer Tasche in der Leitung (die in der Zeichnung durch einen untersten Bereich 28a der Leitung dargestellt ist), in welche Feuchtigkeit entweichen kann, ehe die Luftreinigung der Leitung 28 durchgeführt wird. Es kann von Vorteil sein, wenn die Erzeugung von Unterdruck zum Säubern der Evakuierungsleitung 28 erheblich langsamer stattfindet, als wenn Unterdruck zum Entleeren des Sitzbeckens 1 erzeugt wird. Durch die langsame Erzeugung von Unterdruck wird vermieden, daß in der Tasche 28a vorhandene Feuchtigkeit zur Saugstrahlpumpe 5 nach oben gesaugt wird.
• Da alle Steuervorrichtungen 9, 10, 12, 16 und 27 des Systems von der gleichen Steuereinheit 25 gesteuert werden, ist es ein Leichtes, die verschiedenen Funktionen zu koordinieren und in gewünschten Folgen in Abhängigkeit voneinander zu steuern.
• Die Erfindung sollte nicht als auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt interpretiert werden, da verschiedene Variationen und Abwandlungen derselben innerhalb des Rahmens der folgenden Ansprüche möglich sind.

Claims (10)

1. Verfahren zum Reinigen der Evakuierungsleitung (28) eines Vakuumabwassersystems, in welchem ein Teilvakuum für den Transport von Abfallstoff durch ein Abflußrohr (2) von einer Liefereinheit (1) zu einer Sammelkammer (13) benutzt wird und wo Funktionssteuereinheiten (5, 12, 25) die Erzeugung eines Teilvakuums in dem Abflußrohr (2) gesondert für jeden Transport eines Volumens an Abfallstoff durch das Abflußrohr (2) regeln, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Beendigen des Transportes eines Volumens an Abfallstoff von der Liefereinheit (1) zu der Sammelkammer (13) die Funktionssteuereinheiten (5, 12, 25) aktiviert werden, um ein Teilvakuum im Abwassersystem (2, 13) zu regenerieren und danach Luft durch die Evakuierungsleitung (28) in das System einzulassen, durch welche normalerweise Luft aus dem System (2, 13) abgesaugt wird, wenn das Teilvakuum erzeugt wird, um dadurch die Evakuierungsleitung (28) zwecks Säuberung derselben zu spülen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch rasches öffnen eines Reinigungsventils (27), welches den Durchlaß durch die Evakuierungsleitung (28) steuert, Umgebungsluft in die Evakuierungsleitung (28) in Form eines Luftimpulses eingelassen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsventil (27) offengehalten wird, wenn im Abwassersystem (2, 13) Teilvakuum erzeugt und wenn Luft in das System eingelassen wird, aber ansonsten geschlossen gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkammer (13) wie an sich bekannt so angeordnet ist, daß sie eine Zwischensammeleinheit bildet, aus der darin gesammelter Abfallstoff in einen Sammeltank (4) oder dergleichen, vorzugsweise unter atmosphärischem Druck, übergeben wird, und daß die Vakuumerzeugung zum Reinigen der Evakuierungsleitung erst beginnt, wenn die Sammelkammer (13) von Abfallstoff entleert wurde.

5. System zum Reinigen der Evakuierungsleitung (28) eines Vakuumabwassersystems, in welchem ein Teilvakuum zum Transport von Abfallstoff durch ein Abflußrohr (2) von einer Liefereinheit (1) zu einer Sammelkammer (13) oder dergleichen benutzt wird und wo Funktionssteuereinheiten (5, 12, 25) angeordnet sind, um im Abflußrohr (2) gesondert für jeden Transport eines Volumens an Abfallstoff durch das Abflußrohr (2) ein Teilvakuum zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reinigungseinrichtung (27) vorgesehen ist, wodurch nach Beendigung des Transportes eines Volumens an Abfallstoff von der Liefereinheit (1) zu der Sammelkammer (13) und nachdem die Funktionseinheiten (5, 12, 25) des Systems so angeordnet wurden, daß sie im Abwassersystem ein Teilvakuum wiedererzeugen, die Reinigungsvorrichtung (27) aktiviert werden kann, um durch die Evakuierungsleitung (28), durch die Luft normalerweise aus dem System (2, 13) entzogen wird, wenn das Teilvakuum erzeugt wird, Luft in das System einzulassen, um die Evakuierungsleitung (28) mittels des derartig in die Evakuierungsleitung (28) eingeleiteten Luftimpulses zu reinigen.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise rasch öffnendes Reinigungsventil (27) in der Evakuierungsleitung (28) vorgesehen ist, um eine Reinigungsluftströmung in die Leitung (28) einzulassen.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um das Reinigungsventil (27) der Evakuierungsleitung (28) offenzuhalten, wenn in dem System ein Teilvakuum erzeugt und Reinigungsluft in das System eingelassen wird, wobei die Einrichtung so ausgelegt ist, daß sie ansonsten das Reinigungsventil (27) geschlossen hält.

8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkammer (13), wie an sich bekannte so angeordnet ist, daß sie eine Zwischensammeleinheit bildet, aus der Abfallstoff in einen Sammeltank (4) oder dergleichen, vorzugsweise unter atmosphärischem Druck, überführt werden kann, ehe eine neue Vakuumerzeugung zum Reinigen der Evakuierungsleitung (28) begonnen wird.

9. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsventil (27) der Evakuierungsleitung in der Nähe der Sammelkammer (13) angeordnet ist, und daß in der Nähe der entgegengesetzten Seite des Reinigungsventils (27) eine Einrichtung (28a) zum Sammeln von in der Evakuierungsleitung (28) vorhandener Flüssigkeit vorgesehen ist.

10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (27) der Evakuierungsleitung von einer Funktionssteuereinheit (25) des Systems in Abhängigkeit von der Steuerung weiterer Ventile (9, 10, 12) im System ferngesteuert ist.