FI125301B - Alipaineviemärijärjestelmä ja menetelmä alipaineviemärin käyttämiseksi - Google Patents

Description

ALIPAINEVIEMÄRI JÄRJESTELMÄ JA MENETELMÄ ALI PAINEVIEMÄRI N KÄYTTÄMISEKSI

Keksinnön ala

Esillä oleva keksintö kohdistuu alipaineviemärijärjestelmään, joka käsittää saniteettiyksikön, esim. käymäläyksikön, saniteettiyksikköön liitetyn alipaineputkiston, saniteettiyksikön ja alipaineputkiston välissä olevan tyhjennysventtiilin, ja alipainetta kehittävän laitteen alipaineen synnyttämiseksi alipaineputkistossa patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaisesti. Keksintö kohdistuu myös patenttivaatimuksen 7 johdanto-osan mukaiseen menetelmään alipaineviemärijärjestelmän käyttämiseksi.

Tekniikan taso

Alipaineviemärijärjestelmät, erityisesti alipainekäymäläjärjestelmät, ovat hyvin tunnettuja. Ensimmäisessä kehitysvaiheessa alipaineviemärijärjestelmä käsitti tyypillisesti suuritilavuuksisen kokoojasäiliön, jota pidetään järjestelmässä alipaineen alaisena alipaineen kehittämiseksi alipaineputkistoon. Alipainetta ylläpidetään suuritilavuuksisessa kokoojasäiliössä erillisen alipainepumpun avulla. Viemärivesi tyhjennetään kokoojasäiliöstä kokoojasäiliön pohjaan liitetyllä viemärivesipumpulla. Suuritilavuuksisesta kokoojasäiliöstä johtuen tällaiset järjestelmät vaativat paljon tilaa, josta on normaalisti puute esim. junissa, merialuksissa ja lentokoneissa. Esimerkki tällaisesta ratkaisusta on esitetty mm. julkaisussa EP 0 330 490.

Myöhemmässä vaiheessa mukaan tuli ejektoriin perustuva järjestelmä, jossa viemärivettä kierrätetään suuritilavuuksisesta kokoojasäiliöstä ejektoripumppuun, joka avautuu samaan kokoojasäiliöön. Ejektoripumpussa on alipaineputkistoon ja edelleen saniteettiyksikköihin, esim. käymälöihin, liitetty tuloaukko. Viemärivettä kierrätetään ejektoripumpun kautta, jolloin suihkupumppu kehittää alipaineen kohti alipaineputkistoa viemäriveden vetämiseksi käymälöistä kokoojasäiliöön. Tämä ratkaisu vaatii paljon tilaa. Lisäksi sen hyötysuhde on alhainen. Tällainen ratkaisu on tunnettu mm. julkaisusta EP 0 653 524.

Muihin kehitettyihin ratkaisuihin kuuluu mm. julkaisussa EP 0 287 350 esitetty nesterengaspumppu, joka liitetään suuritilavuuksiseen kokoojasäiliöön, jolloin alipainetta synnytetään ja viemärivettä pumpataan samalla pumpulla vuorotellen.

Toinen yhden pumpun ratkaisu on esitetty julkaisussa EP 0 644 299. Tämä ratkaisu käsittää kosteudelta suojatun kuivalamellipumpun, joka kehittää alipainetta suuritilavuuksiseen kokoojasäiliöön. Säiliö tyhjennetään muuttamalla pumpun toiminta päinvastaiseksi siten, että pumpun painepuoli liitetään suuritilavuuksiseen kokoojasäiliöön sen tyhjentämiseksi pakottamalla viemärivesi toiseen tilaan paineilman avulla. Tämäkin ratkaisu vaatii suuren tilan ja lisäksi pumppu on hyvin herkkä vähäisellekin kosteudelle ja vaatii siten monimutkaiset ohjausmekanismit.

Nesterengaspumpuilla varustetut on-line-järjestelmät, jotka kehittävät alipainetta ja pumppaavat viemärivettä suoraan alipaineputkistosta, ovat myös tunnettuja esim. julkaisuista EP 0 333 045 ja EP 0 454 794. On-line-ratkaisu on lisäksi kuvattu mm. julkaisussa EP 1 172 492. Tällaisissa on-line-järjestelmissä käytetään yhtä ainoaa pumppua, joka kehittää alipainetta ja imee viemärivettä samanaikaisesti. Nämä ratkaisut edustavat pyrkimyksiä pienentää tilavaatimuksia jättämällä pois suuritilavuuksinen välikokoojasäiliö, eli pumpun ja alipaineputkiston välissä oleva säiliö.

Viimeksi mainitut ratkaisut, joissa on-line-pumpuilla on kaksoistehtävä kehittää alipainetta imemällä ilmaa ja samanaikaisesti imeä viemärivettä, ovat kuitenkin melko tehottomia. Lisäksi ne ovat herkkiä toimintahäiriöille. Tässä yhteydessä käytettävät pumput on suunniteltu pumppaamaan joko ilmaa tai nestettä, joten sekä ilman että nesteen kuljetus ei yleensä onnistu kovin hyvin. Tämä johtuu alipaineviemärijärjestelmälle, erityisesti alipainekäymälä-järjestelmälle, tyypillisestä kuljetustavasta, jossa viemärivettä kuljetetaan alipaineputkiston läpi annoksina, joiden välissä on runsaasti ilmaa, jolloin muodostuu epähomogeenisen viemärivesivirtaus.

Kun alipainekäymälä huuhdotaan aktivoimalla huuhtelutoiminto, avautuu alipainekäymäläastian ja viemäriputkiston välissä oleva tyhjennysventtiili ja viemäriputkistossa vallitseva alipaine vetää viemäriveden ja huuhteluveden käymälästä alipaineputkistoon. Huuhteluvettä tarvitaan vain hyvin pieni määrä johtuen alipaineputkiston voimakkaasta imutehosta ja alipainekäymäläastiassa (ja sen ympärillä) vallitsevasta ilmakehän paineesta. Viemäriveden ja huuhteluveden määrä on tyypillisesti noin 2 litraa. Näin ollen tyhjennysventtiilin avautuessa vallitsee paine-ero, eli viemäri- ja huuhteluveden käymäläastian puolella vallitsee ilmakehän paine ja viemäri- ja huuhteluveden alipaineputkiston puolella vallitsee alipaine. Viemäri- ja huuhteluveden kuljetus tapahtuu tämän paine-eron avulla viemäri- ja huuhteluveden muodostaessa erillisen annoksen, jota seuraa suuri ilmamäärä, esim. noin kahta viemäri- ja huuhteluvesilitraa seuraa noin 60 litraa ilmaa, eli viemäri-ja huuhteluvettä ja ilmaa on suhteessa 1:30. Suuri ilmamäärä imetään tai pakotetaan alipaineputkistoon, koska tyhjennysventtiili jää joksikin aikaa auki.

Alipaineputkiston halkaisija on yleensä melko pieni, mikä helpottaa annoksien muodostamisen jatkumista, mikä taas on välttämätöntä kuljetuksen vaatiman paine-eron ylläpitämiseksi (alhaisempi paine erillisten annoksien edessä ja korkeampi paine niiden takana). Alipaineputkiston läpi tapahtuvan kuljetuksen aikana annoksiin vaikuttaa painovoima ja jonkin ajan kuluttua ne litistyvät horisontaalisesti järjestetyssä putkistossa. Tämä tasaa painetta, jolloin edellä kuvattu tarpeellinen paine-ero erillisten annoksien edellä ja takana poistuu. Paine-eron palauttamiseksi viemäriveden kuljetusta varten on alipaineputkisto varustettu matalilla kohdilla tai taskuilla, joihin viemärivesi kerääntyy siten, että erillisiä annoksia pääsee taas muodostumaan. Tällaista erillisistä annoksista ja ilmasta koostuvaa jonoa, erityisesti suhteessa 1:30, josta alipaineviemärijärjestelmän viemärivesivirta muodostuu, on vaikea pumpata tehokkaasti.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada alipaineviemäri-järjestelmä, jossa vältetään yllämainitut ongelmat ja aikaansaadaan tehokas viemäriveden kuljetus tilavaatimuksia pienentävällä pumppujärjestelyllä. Nämä tavoitteet saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella alipaine-viemärijärjestelmällä ja patenttivaatimuksen 7 mukaisella menetelmällä alipaineviemärijärjestelmän käyttämiseksi.

Keksinnön yhteenveto

Keksinnön perusajatuksena on pysytellä on-line-ratkaisussa, jolloin vältetään suuritilavuuksiset välisäiliöt, ja poistaa viemärivettä (yhdessä huuhteluveden kanssa) ja ilmaa samassa suhteessa (suhde n. 1:30) kuin edellä kuvatussa alipaineviemärijärjestelmässä. Alipaineviemärijärjestelmä käsittää alipaine-putkistossa olevan on-line-erotinlaitteen ja ensimmäisen pumppulaitteen ja toisen pumppulaitteen, jotka on kytketty rinnan on-line-erotinlaitteeseen. Ensimmäinen pumppulaite on tyhjöpumppu alipaineen kehittämiseksi alipaineputkistoon ja ilman poistamiseksi on-line-erottimeen virtaavasta viemäriveden virtauksesta, ja toinen pumppulaite on järjestetty pumppaamaan pääasiassa viemärivettä on-line-erottimeen virtaavasta viemäriveden virtauksesta. Tällä kahden erityyppisen pumppulaitteen yhdistelmällä on mahdollista pumpata tehokkaasti alipaineputkistossa kuljetettavaa epähomogeenista viemärivesivirtaa. Pumppulaitteiden rinnankytkentä edellyttää, että erottelu on suoritettava tehokkaasti pienessä tilassa, eli on-line-erottimen sisällä.

Tyhjöpumpun imupuolelle on edullisesti järjestetty ensimmäinen venttiilielin tyhjöpumpun ja on-line-erotinlaitteen väliin. Tällä varmistetaan lähinnä, että tyhjöpumppu ei pumppaa nestettä.

On-line-erotinlaitteessa on edullisesti pinnankorkeuden osoitin, jota käytetään ohjaamaan edellä mainitun ensimmäisen venttiilielimen toimintaa. Tämä auttaa edelleen varmistamaan, että tyhjöpumppu ei pumppaa nestettä. Pinnankorkeuden osoitinta voidaan lisäksi käyttää seuraamaan toisen pumppulaitteen toimintaa.

Kun viemäri- ja huuhteluvettä sekä ilmaa sisältävä viemärivesivirta virtaa on-line-erottimeen, on edullista varmistaa että nesteosa virtaa toista pumppulaitetta kohti ja että ilma nousee luonnollisesti tyhjöpumppua kohti. Tämä saadaan aikaan kun alipaineviemäriputkiston on-line-erotinlaitteen sisään avautuva poistoaukko suunnataan toista pumppulaitetta kohti.

Toinen pumppulaite käsittää nestepumpun. Jotta alipaineviemärijärjestelmä toimisi tehokkaasti, tulisi pumpun ainakin rajallisessa määrin kyetä pumppaamaan myös ilmaa. Näin ollen nestepumpun määritelmä tässä nimenomaisessa yhteydessä täytyy ymmärtää siten, että kyseessä on pumppu, joka pumppaa pääasiassa nestettä, mutta jossa on myös kapasiteettia pumpata ilmaa ainakin rajoitetusti. Itsenäisessä vaatimuksessa 1 on määritelty, että "toinen pumppulaite on järjestetty pumppaamaan pääasiassa viemärivettä", jolla on tarkoitus määrittää, että toinen pumppulaite kykenee pumppaamaan myös jonkin verran ilmaa. Nestepumppu voi tässä yhteydessä olla itsesyöttävä pumppu, lohkoroottoripumppu, nesterengaspumppu tai vastaava. Jälkiasennuksissa jo olemassa oleviin alipaineviemärijärjestelmiin toinen pumppulaite voi käsittää ejektoripumpun ja kierrätyssäiliöön liitetyn nestepumpun, jolloin kierrätyssäiliöön kerääntynyttä nestettä kierrätetään nestepumpulla ejektoripumppuun, jotta aikaansaadaan imuvaikutus lähinnä viemäriveden pumppaamiseksi on-line-erotinlaitteeseen viilaavasta viemäriveden virtauksesta ja mainitun viemäriveden pumppaamiseksi edelleen kierrätyssäiliöön. Näin esillä olevan keksinnön edut saavutetaan myös jo käytössä olevissa järjestelmissä.

Alipaineviemärijärjestelmä käsittää edullisesti alipaineputkistoon liitetyn painemittarin, jota voidaan käyttää ohjaamaan kahden on-line-erotinlaitteeseen rinnan kytketyn pumpun toimintaa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä alipaineviemärijärjestelmän käyttämiseksi on on-line-erotinlaite järjestetty alipaineputkistoon, jolloin ensimmäinen pumppulaite, joka on tyhjöpumppu, kehittää alipainetta alipaineputkistoon ja poistaa ilmaa on-line-erotinlaitteeseen virtaavasta viemäriveden virtauksesta, ja jolloin toinen pumppulaite on kytketty rinnan ensimmäisen pumppulaitteen kanssa on-line-erotinlaitteeseen ja se pumppaa pääasiassa viemärivettä on-line-erotinlaitteeseen virtaavasta viemäriveden virtauksesta. Näin voidaan kumpaakin pumppua käyttää pumppaamaan juuri sitä väliainetta, jota varten se on suunniteltu.

Menetelmässä käytetään lisäksi tyhjöpumpun imupuolelle järjestettyä ensimmäistä venttiilielintä tyhjöpumpun ja on-line-erotinlaitteen välissä. Toiminnan sopivalla ajoituksella toista pumppulaitetta voidaan siis käyttää tehokkaasti pumppaamaan viemäri- ja huuhteluvettä ja tyhjöpumppua voidaan käyttää niin, että se aikaansaa alipainetta tai poistaa tarvittaessa ilmaa. Ensimmäistä venttiilielintä käytetään edullisena varotoimena varmistamaan, että viemäri-ja huuhteluvesi eivät virtaa tyhjöpumppuun.

Alipaineviemärijärjestelmää käyttävän menetelmän edullisia suoritusmuotoja on esitetty vaatimuksissa 8-14.

Piirustusten lyhyt kuvaus

Seuraavassa keksintöä selostetaan vain esimerkinomaisesti viitaten oheisiin kaavamaisiin piirustuksiin, joista

Kuviossa 1 on esitetty esimerkki alipaineviemärijärjestelmän yleisestä layoutista,

Kuviossa 2 on esitetty on-line-erottimen ensimmäinen suoritusmuoto, jossa on kaksi rinnankytkettyä pumppulaitetta, ja

Kuviossa 3 on esitetty on-line-erottimen toinen suoritusmuoto, jossa on kaksi rinnankytkettyä pumppulaitetta.

Yksityiskohtainen kuvaus

Keksintö kohdistuu alipaineviemärijärjestelmään 100, josta kaavamainen esimerkki on esitetty kuviossa 1. Alipaineviemärijärjestelmä 100 käsittää saniteettiyksikön, esim. käymäläyksikön 101, ja saniteettiyksikköön liitetyn alipaineputkiston 200. Tässä kuviossa esitetty alipaineputkisto 200 käsittää kokoojaputken 201, ensimmäisen pääputken 202 ja toisen pääputken 203 sekä jokaiseen saniteettiyksikköön liitetyt haaraputket 204.

Saniteettiyksikkö voi olla myös esim. urinaali 102, pesuallas 103, suihkuyksikkö 104 jne. Jokainen saniteettiyksikkö on liitetty alipaineputkistoon, tai haaraputkiin 204 kuten kuviossa on esitetty, tyhjennysventtiilin (ei esitetty) välityksellä. Alipaineviemärijärjestelmä käsittää edelleen alipainetta kehittävän laitteen 300 alipaineen aikaansaamiseksi alipaineputkistoon 200. Tässä yhteydessä alipainetta kehittävä laite on ymmärrettävä ainoastaan yleistyksenä.

Ensimmäinen pääputki 202 on liitetty kokoojaputkeen 201 ensimmäisen sulkuventtiilin 211 välityksellä ja toinen pääputki 202 on liitetty kokoojaputkeen 201 toisen sulkuventtiilin 212 välityksellä. Kokoojaputki 201 on liitetty alipainetta kehittävään laitteeseen 300 kolmannen sulkuventtiilin 210 välityksellä. Kokoojaputki 201 on varustettu painemittarilla 400.

Alipaineviemärijärjestelmä toimii periaatteessa seuraavalla tavalla.

Alipainetta kehittävä laite 300 synnyttää alipaineen alipaineputkistoon 200, yleensä esim. n. 0.5 baarin (korkean) alipainetason, jonka jälkeen alipainetta kehittävä laite voidaan pysäyttää. Kun esim. käymäläyksikkö 101 huuhdellaan, avautuu käymäläyksikön 101 ja haaraputken 204 välissä oleva tyhjennysventtiili (ei näytetty), jolloin viemäri- ja huuhteluvesi pakotetaan alipaineputkistoon 200, tässä tapauksessa haaraputkeen 204, ja sitä seuraa suuri määrä ilmaa johtuen alipaineputkistossa vallitsevan alipaineen ja käymäläyksikössä 101 ja sen ympärillä vallitsevan ilmakehän paineen välisestä paine-erosta. Viemäri- ja huuhteluvesi muodostavat erillisen annoksen, jolloin erillisen annoksen kuljetus tapahtuu mainittuun paine-eroon perustuen matalampi paine erillisen annoksen edessä ja korkeampi paine erillisen annoksen takana. Tämä on kuvattu edellä tarkemmin.

Sen jälkeen kun saniteettiyksikköjä on käytetty jossain määrin, esim. käymäläyksikköjä 101 on huuhdeltu, pesuallasta 103 tai suihkuyksikköä 104 on käytetty, laskee alipainetaso alipaineputkistossa 200. Kun se saavuttaa ennalta määritellyn (alhaisen) tason, esim. n. 0.35 baaria, käynnistyy alipainetta kehittävä laite 300 alipaineen palauttamiseksi tai uudelleen kehittämiseksi ennalta määritellylle (korkealle) tasolle, esim. n. 0.5 baaria, kuten edellä on mainittu. Alipaineputkiston 200 alipainetasoa seurataan painemittarin 400 avulla, jota voidaan käyttää alipainetta kehittävän laitteen aktivoimiseksi tai sen pysäyttämiseksi. Tällaiset alipaineviemärijärjestelmät ovat alalla hyvin tunnettuja ja niitä ei näin ollen kuvata yksikohtaisemmin tässä yhteydessä.

Edellä esitetyt painetasot ovat vain havainnollistavia esimerkkejä.

Esillä olevassa keksinnössä alipaineviemärijärjestelmä käsittää vielä alipaineputkistossa 200 olevan on-line-erotinlaitteen 1 (kuviot 1 ja 2), johon ensimmäinen pumppulaite 2 ja toinen pumppulaite 3 on kytketty rinnan. Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti vain nämä kaksi pumppulaitetta.

Kuviossa 2 on esitetty on-line-erotinlaitteen 1 ensimmäinen suoritusmuoto, jossa on kaksi on-line-erotinlaitteeseen 1 rinnankytkettyä pumppulaitetta. Ensimmäinen pumppulaite 2 on tyhjöpumppu, joka on kytketty on-line-erotinlaitteeseen 1 kanavan 21 välityksellä, jossa on tyhjöpumpun imupuolelle järjestetty ensimmäinen venttiilielin 22, eli sulkuventtiili, tyhjöpumpun ja on-line-erotinlaitteen 1 välissä. Tämä ensimmäinen venttiilielin 22 ei ole välttämätön järjestelyn tarkoituksenmukaisen toiminnan kannalta, mutta se on edullista järjestää varmistuslaitteeksi. Toinen pumppulaite 3 on imupuoleltaan on-line-erotinlaitteeseen 1 kanavan 31 välityksellä liitetty nestepumppu, jolla tulee olla kapasiteettia pumpata myös ilmaa.

On-line-erotinlaite 1 on järjestetty alipaineputkistoon 200. Erityisesti kuvioon 1 viitaten se on järjestetty kokoojaputkeen 201, jolloin viemärivesivirta, eli erillisistä annoksista muodostuva jono, jota seuraa suuret ilmamäärät (kuten edellä on kuvattu) virtaa on-line-erotinlaitteen 1 sisään alipaineviemäri-järjestelmässä tapahtuvan viemäriveden kuljetuksen aikana. Alipaineputkistossa 200, tai tässä tapauksessa kokoojaputkessa 201, on on-line-erotinlaitteen 1 sisään avautuva poistoaukko 205. Poistoaukko 205 on suunnattu kohti toista pumppulaitetta 3, erityisesti kohti kanavaa 31, joka liittää toisen pumppulaitteen 3 on-line-erotinlaitteeseen 1.

On-line-erotinlaitteessa 1 on pinnankorkeuden osoitin 11 viemäriveden tason seuraamiseksi on-line-erotinlaitteessa 1.

Seuraavassa kuvataan, viitaten kuvion 2 suoritusmuotoon, kahdella on-line-erotinlaitteeseen rinnankytketyllä pumppulaitteella varustettua on-line-erotinlaitetta käyttävän alipaineviemärijärjestelmän toimintaa.

Kun haluttu alipainetaso, kuten edellä mainittu n. 0.5 baaria korkeataso, täytyy kehittää alipaineputkistoon 200, käynnistyy ensin toinen pumppulaite 3 varmistamaan, että se pumppaa ulos kaiken on-line-erotinlaitteessa 1 olevan viemäri- ja huuhteluveden kanavan 31 kautta. Säädettävän viiveen jälkeen, esim. muutaman sekunnin kuluttua, ensimmäinen venttiilielin 22 avautuu, jolloin tyhjöpumppu käynnistyy kehittääkseen halutun alipaineen alipaineputkistoon 200. Alipainetasoa seurataan painemittarilla 400 ja kun haluttu (korkea) alipainetaso on saavutettu, ensimmäinen venttiilielin 22 sulkeutuu. Tyhjöpumppu voidaan sen jälkeen pysäyttää säädettävän viiveen jälkeen, esim. n. 15 sekunnin kuluttua. Toinen pumppulaite 3 jatkaa toimintaansa vielä hetken poistaakseen kaiken viemäri- ja huuhteluveden on-line-erotinlaitteesta 1.

Kun alipaineviemärijärjestelmää käytetään, esim. käymäläyksikkö 101 huuhdellaan, urinaalia 102, pesuallasta 103 tai suihkuyksikköä 104 käytetään, laskee alipaineputkiston 200 paine. Kun alipainetaso painuu ennalta määritellylle alhaiselle tasolle, kuten esim. edellä mainittuun n. 0.35 baariin, on haluttu alipainetaso palautettava alipaineviemärijärjestelmän kuljetustoiminnon varmistamiseksi.

Jos tämä tapahtuu aikana, jolloin tyhjöpumppu on vielä käynnissä, esim. edellä mainitun säädettävän n. 15 sekunnin viiveen aikana, käynnistyy toinen pumppulaite 3 ensin ja käy lyhyen ajan, jonka jälkeen ensimmäinen venttiilielin 22 avautuu siten, että tyhjöpumppu kykenee kehittämään uudelleen halutun alipainetason alipaineputkistoon 200.

Jos alipainetaso alipaineputkistossa painuu määrätylle alhaiselle tasolle sen jälkeen kun tyhjöpumppu on pysähtynyt, käynnistyy toinen pumppulaite 3 ensin ja käy hetken ajan, jonka jälkeen ensimmäinen venttiili 22 avautuu ja tyhjöpumppu käynnistyy säädettävän viiveen jälkeen nostamaan alipainetason alipaineputkistossa 200 määrätylle korkealle tasolle, eli halutulle tasolle.

On-line-erotinlaitteen 1 pääasiallinen tehtävä on erottaa viemäri- ja huuhteluvesi on-line-erotinlaitteeseen 1 alipaineputkistosta 200 virtaavassa viemärivesivirrassa olevasta ilmasta. Tällä tavoin molempia pumppuja voidaan käyttää tehokkaasti pumppaamaan juuri sitä väliainetta, jota ne on erityisesti suunniteltu pumppaamaan. Toinen pumppulaite 3 pumppaa viemäri- ja huuhteluvettä viemärivesivirrasta ja ensimmäinen pumppulaite 2, siis tyhjöpumppu, imee ilmaa alipaineputkistosta 200, osaksi kehittääkseen alipainetta ja osaksi poistaakseen ilmaa viemärivesivirrasta.

Ensimmäisen venttiilielimen 22 tarkoituksena on välttää nestettä joutumasta tyhjöpumppuun. On-line-erotinlaitteessa 1 on myös pinnankorkeuden osoitin 11, joka seuraa viemäri- ja huuhteluveden tasoa on-line-erotinlaitteessa 11. Toinen pumppulaite 3 käynnistyy aina kun pinnankorkeuden osoitin 11 näyttää määrättyä viemäriveden tasoa on-line-erotinlaitteessa 1. Tyhjöpumppu taasen ei käynnisty, kun osoitin näyttää mainittua määrättyä viemäriveden tasoa. Pinnankorkeuden osoitin 11 on myös edullisesti liitetty ensimmäiseen venttiilielimeen 22, esim. moottoriventtiiliin, sen toiminnan ohjaamiseksi. Tämä varmistaa edelleen, että tarkoituksenmukainen pumppu pumppaa vain sitä väliainetta, jota se on suunniteltu pumppaamaan. Lisätoimenpide tätä tarkoitusta varten on alipaineviemäriputkiston 200 tai kokoojaputken 201 on-line-erotinlaitteen 1 sisään avautuvan poistoaukon 205 järjestäminen siten, että se on suunnattu toista pumppulaitetta 3 kohti.

Alipaineviemärijärjestelmä toimii hyvin jopa ilman ensimmäistä venttiilielintä 22 johtuen ilman tehokkaasta erottamisesta viemäri- ja huuhteluvedestä on-line-erotinlaitteessa. Ensimmäistä venttiilielintä käytetään pääasiassa varotoimena. Alipaineen ja viemärivesivirran ohjaaminen alipaineputkistossa voidaan suorittaa ensimmäisellä, toisella ja kolmannella sulkuventtiilillä 211,212 ja 210.

Tyhjöpumpulla imetty ilma voi olla jonkin verran kosteaa, joten on edullista liittää venttiilielimen kautta lauhteenpoistojärjestely tyhjöpumpun painepuolelle, jotta muodostunut lauhdevesi saadaan poistettua.

Toisessa pumppulaitteessa 3 voi edullisesti olla lämpötunnistin ylikuumenemisen välttämiseksi. Kun lämpötila on liian korkea, pysähtyy pumppulaite, esim. mahdollisen kuivakäynnin sattuessa.

Edellä esitetyt painetasot ja ajat on esitetty vain havainnollistavina esimerkkeinä.

Kuviossa 3 on esitetty on-line-erotinlaitteen 1 toinen suoritusmuoto, jossa on kaksi on-line-erotinlaitteeseen 1 rinnankytkettyä pumppulaitetta. Ensimmäinen pumppulaite 2 on tyhjöpumppu, joka on kytketty on-line-erotinlaitteeseen 1 kanavan 21 välityksellä, jossa on tyhjöpumpun imupuolelle järjestetty ensimmäinen venttiilielin 22, eli sulkuventtiili, tyhjöpumpun ja on-line-erotinlaitteen 1 välissä. Toinen pumppulaite 3 on liitetty on-line-erotinlaitteeseen 1 kanavan 31 välityksellä. Toinen pumppulaite 3 käsittää ejektoripumpun 32 ja kierrätyssäiliöön 38 liitetyn nestepumpun 36. Kierrätyssäiliöön 38 kerääntynyttä nestettä kierrätetään nestepumpulla 36 ejektoripumppuun 32, jotta aikaansaadaan imuvaikutus kanavaan 31 lähinnä viemäriveden pumppaamiseksi on-line-erotinlaitteeseen 1 ja edelleen kierrätyssäiliöön 38 virtaavasta viemäriveden virtauksesta. Toinen pumppulaite 3 vastaa ejektorijärjestelmää.

On-line-erotinlaite 1 on järjestetty alipaineputkistoon 200. Erityisesti kuvioon 1 viitaten se on järjestetty kokoojaputkeen 201, jolloin viemärivesivirta, eli erillisistä annoksista muodostuva jono, jota seuraa suuret ilmamäärät (kuten edellä on kuvattu) virtaa on-line-erotinlaitteen 1 sisään alipaineviemärijärjestelmässä tapahtuvan viemäriveden kuljetuksen aikana. Alipaineputkistossa 200, tai tässä tapauksessa kokoojaputkessa 201, on on- line-erotinlaitteen 1 sisään avautuva poistoaukko 205. Poistoaukko 205 on suunnattu kohti toista pumppulaitetta 3, erityisesti kohti kanavaa 31, joka liittää toisen pumppulaitteen 3 on-line-erotinlaitteeseen 1.

On-line-erotinlaitteessa 1 on pinnankorkeuden osoitin 11 viemäriveden tason seuraamiseksi on-line-erotinlaitteessa 1.

Seuraavassa kuvataan, viitaten kuvion 3 suoritusmuotoon, kahdella on-line-erotinlaitteeseen rinnankytketyllä pumppulaitteella varustettua on-line-erotinlaitetta käyttävän alipaineviemärijärjestelmän toimintaa.

Kun haluttu alipainetaso, kuten edellä mainittu n. 0.5 baaria korkeataso, täytyy kehittää alipaineputkistoon 200, käynnistyy ensin toinen pumppulaite 3 varmistamaan, että se pumppaa ulos kaiken on-line-erotinlaitteessa 1 olevan viemäri- ja huuhteluveden kanavan 31 kautta. Säädettävän viiveen jälkeen, esim. muutaman sekunnin kuluttua, ensimmäinen venttiilielin 22 avautuu, jolloin tyhjöpumppu käynnistyy kehittääkseen halutun alipaineen alipaineputkistoon 200. Alipainetasoa seurataan painemittarilla 400 ja kun haluttu (korkea) alipainetaso on saavutettu, ensimmäinen venttiilielin 22 sulkeutuu. Tyhjöpumppu voidaan sen jälkeen pysäyttää säädettävän viiveen jälkeen, esim. n. 15 sekunnin kuluttua. Toinen pumppulaite 3 jatkaa toimintaansa vielä hetken poistaakseen kaiken viemäri-ja huuhteluveden.

Toisen pumppulaitteen 3 toiminta tässä suoritusmuodossa on seuraavanlainen. Aluksi tarvitaan tietty nestetaso kierrätyssäiliössä 38, jotta nestepumppu 36 voi toimia kunnolla. Kun toinen pumppulaite 3 täytyy aktivoida, käynnistyy nestepumppu 36, jolloin se pumppaa nestettä kierrätysastiasta kanavan 35 kautta. Tämä neste pumpataan sen jälkeen ejektoripumppuun 32 ja ulos ejektorista 33 kierrätyssäiliöön 38. Tämä aikaansaa ejektoripumpun 32 imupäässä 34, ja edelleen kanavassa 31, imuvaikutuksen, joka sitten pumppaa viemäri- ja huuhteluveden on-line-erotinlaitteesta 1.

Esillä olevaa keksintöä voidaan näin ollen soveltaa jälkiasennuksena jo olemassa oleviin tunnetun tekniikan mukaisiin alipaineviemärijärjestelmiin hyvin yksinkertaisella ja tehokkaalla tavalla.

Kuten kuvion 2 yhteydessä edellä on kuvattu, alipaineputkiston 200 paine siis laskee, kun alipaineviemärijärjestelmää käytetään, esim. käymäläyksikkö 101 huuhdellaan, urinaalia 102, pesuallasta 103 tai suihkuyksikköä 104 käytetään. Kun alipainetaso painuu ennalta määritellylle alhaiselle tasolle, kuten esim. edellä mainittuun n. 0.35 baariin, on haluttu alipainetaso palautettava alipaineviemärijärjestelmän kuljetustoiminnon varmistamiseksi.

Jos tämä tapahtuu aikana, kun tyhjöpumppu on vielä käynnissä, esim. edellä mainitun säädettävän n. 15 sekunnin viiveen aikana, käynnistyy toinen pumppulaite 3, eli nestepumppu 36, ensin ja käy lyhyen ajan, jonka jälkeen ensimmäinen venttiilielin 22 avautuu siten, että tyhjöpumppu kykenee kehittämään uudelleen halutun alipainetason alipaineputkistoon 200.

Jos alipaineputkiston alipainetaso painuu määrätylle alhaiselle tasolle sen jälkeen kun tyhjöpumppu on pysähtynyt, käynnistyy nestepumppu 36 ensin ja käy hetken ajan, jonka jälkeen ensimmäinen venttiili 22 avautuu ja tyhjöpumppu käynnistyy säädettävän viiveen jälkeen nostamaan alipainetason alipaineputkistossa 200 määrätylle korkealle tasolle, eli halutulle tasolle.

On-line-erotinlaitteen 1 pääasiallinen tehtävä on erottaa viemäri- ja huuhteluvesi on-line-erotinlaitteeseen 1 alipaineputkistosta 200 virtaavassa viemärivesivirrassa olevasta ilmasta. Tällä tavoin molempia pumppuja voidaan käyttää tehokkaasti pumppaamaan juuri sitä väliainetta, jota ne on erityisesti suunniteltu pumppaamaan. Toinen pumppulaite 3, nestepumppu 36 yhdessä suihkupumpun 32 kanssa, pumppaa viemäri- ja huuhteluvettä viemärivesivirrasta ja ensimmäinen pumppulaite 2, siis tyhjöpumppu, imee ilmaa alipaineputkistosta 200, osaksi kehittääkseen alipainetta ja osaksi poistaakseen ilmaa on-line-erotinlaitteeseen kokoojaputkesta 201 viilaavasta viemärivesivirrasta.

Ensimmäisen venttiilielimen 22 tarkoituksena on välttää nestettä joutumasta tyhjöpumppuun. On-line-erotinlaitteessa 1 on myös pinnankorkeuden osoitin 11, joka seuraa viemäri- ja huuhteluveden tasoa on-line-erotinlaitteessa 11. Pinnankorkeuden osoitin 11 on myös edullisesti liitetty ensimmäiseen venttiilielimeen 22, esim. moottoriventtiiliin, sen toiminnan ohjaamiseksi. Nestepumppu 36 käynnistyy aina kun pinnankorkeuden osoitin 11 näyttää tiettyä viemäriveden tasoa on-line-erotinlaitteessa 1. Tyhjöpumppu taasen ei käynnisty, kun osoitin näyttää mainittua määrättyä viemäriveden tasoa. Tämä varmistaa edelleen, että tarkoituksenmukainen pumppu pumppaa vain sitä väliainetta, jota se on suunniteltu pumppaamaan. Lisätoimenpide tätä tarkoitusta varten on alipaineviemäriputkiston 200 tai kokoojaputken 201 on-Iine-erotinIaitteen 1 sisään avautuvan poistoaukon 205 järjestäminen siten, että se on suunnattu toiseen pumppulaitteeseen 3 johtavaa kanavaa 31 kohti.

Alipaineviemärijärjestelmä toimii hyvin jopa ilman ensimmäistä venttiilielintä 22 johtuen ilman tehokkaasta erottamisesta viemäri- ja huuhteluvedestä on-line-erotinlaitteessa. Ensimmäistä venttiilielintä käytetään pääasiassa varotoimena. Alipaineen ja viemärivesivirran ohjaaminen alipaineputkistossa voidaan suorittaa ensimmäisellä, toisella ja kolmannella sulkuventtiilillä 211,212 ja 210.

Tyhjöpumpulla imetty ilma voi olla jonkin verran kosteaa, joten on edullista liittää venttiilielimen kautta lauhteenpoistojärjestely tyhjöpumpun painepuolelle, jotta muodostunut lauhdevesi saadaan poistettua.

Edellä esitetyt painetasot ja ajat on esitetty vain havainnollistavina esimerkkeinä.

Selitys ja piirustukset on tarkoitettu vain selventämään keksinnön perusajatusta. Keksintö voi vaihdella jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (14)

1. Alipaineviemärijärjestelmä, joka käsittää saniteettiyksikön, esim. käymäläyksikön (101), saniteettiyksikköön liitetyn alipaineputkiston (200), saniteettiyksikön ja alipaineputkiston välissä olevan tyhjennysventtiilin, ensimmäisen pumppulaitteen (2), joka on tyhjöpumppu alipaineen kehittämiseksi alipaineputkistoon (200), toisen pumppulaitteen (3), joka on järjestetty pumppaamaan pääasiassa viemärivettä, ja alipaineputkistossa (200) olevan on-line-erotinlaitteen (1), jolloin ensimmäinen pumppulaite (2) ja toinen pumppulaite (3) ovat kytketyt rinnan on-line-erotinlaitteeseen (1), tunnettu siitä, että on-line-erotinlaite (1) on järjestetty pidettäväksi alipaineisessa tilassa siten, että alipaine on määrätyn alhaisen tason ja määrätyn korkean tason välillä, että ensimmäinen pumppulaite (2) on järjestetty imemään ilmaa ja toinen pumppulaite (3) on järjestetty pumppaamaan pääasiassa viemäri- ja huuhteluvettä on-line-erotinlaitteesta, joka on mainitussa alipaineisessa tilassa (I) , ja että alipaineviemäri-järjestelmä käsittää alipaineputkistoon (200) liitetyn painemittarin (400) alipai-neputkiston (200) alipainetason seuraamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alipaineviemärijärjestelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen pumppulaitteen (2) imupuolelle on järjestetty ensim mäinen venttiilielin (22) ensimmäisen pumppulaitteen (2) ja on-line-erotin-laitteen (1) väliin.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alipaineviemärijärjestelmä, tunnettu siitä, että on-line-erotinlaite (1) on varustettu pinnankorkeuden osoittimella (II) .

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen alipaineviemärijärjestelmä, tunnettu siitä, että alipaineviemäriputkiston (200) on-line-erotinlaitteen (1) sisään avautuva poistoaukko (205) on suunnattu toista pumppulaitetta (3) kohti.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alipaineviemärijärjestelmä, tunnettu siitä, että toinen pumppulaite (3) käsittää nestepumpun, esim. itsesyöttävän pumpun, lohkoroottoripumpun, nesterengaspumpun jne.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alipaineviemärijärjestelmä, tunnettu siitä, että toinen pumppulaite (3) käsittää ejektoripumpun (32) ja kierrätyssäiliöön (38) liitetyn nestepumpun (36), jolloin kierrätyssäiliöön kerääntynyttä nestettä kierrätetään nestepumpulla ejektoripumppuun, jotta aikaansaadaan imuvaikutus lähinnä viemäriveden pumppaamiseksi on-line-erotinlaitteeseen (1) virtaavasta viemäriveden virtauksesta ja mainitun viemäriveden pumppaamiseksi edelleen kierrätyssäiliöön.

7. Menetelmä alipaineviemärijärjestelmän käyttämiseksi, joka järjestelmä käsittää saniteettiyksikön, esim. käymäläyksikön (101), alipaineputkiston (200), saniteettiyksikön ja alipaineputkiston välissä olevan tyhjennysventtiilin, jossa menetelmässä ensimmäistä pumppulaitetta (2) käytetään synnyttä-mään alipainetta alipaineputkistoon (200) ja toista pumppulaitetta (3) käyte-tään pääasiassa viemäriveden pumppaamiseksi, jossa menetelmässä käyte-tään alipaineputkistossa (200) olevaa on-line-erotinlaitetta (1), ja jossa menetelmässä ensimmäinen pumppulaite (2) ja toinen pumppulaite (3) kytketään rinnan on-line-erotinlaitteeseen (1), tunnettu siitä, että on-line-erotinlaite (1) pidetään alipaineisessa tilassa siten, että alipaine on määrätyn alhaisen tason ja määrätyn korkean tason välillä, että ensimmäinen pumppulaite (2) poistaa ilmaa ja toinen pumppulaite (3) pumppaa pääasiassa viemäri- ja huuhteluvettä on-line-erotinlaitteesta (1), joka on mainitussa alipaineisessa tilassa, ja että alipaineputkiston (200) alipainetasoa seurataan painemittarin (400) avulla.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään ensimmäistä venttiilielintä (22) ensimmäisen pumppulaitteen (2) imupuolella ensimmäisen pumppulaaitteen (2) ja on-line-erotinlaitteen (1) välissä, jossa menetelmässä toinen pumppulaite (3) käynnistyy sen jälkeen kun alipaineputkiston (200) alipainetaso on painunut määrätylle alhaiselle tasolle, ensimmäinen venttiilielin (22) avautuu säädettävän viiveen jälkeen sen jälkeen kun toinen pumppulaite (3) on käynnistynyt, ensimmäinen pumppulaite (2) käynnistyy säädettävän viiveen jälkeen sen jälkeen kun ensimmäinen venttiilielin (22) on avautunut, ja että ensimmäinen venttiilielin (22) sulkeutuu sen jälkeen kun alipaineputkiston (200) alipainetaso on saavuttanut määrätyn korkean tason.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen pumppulaite (2) pysähtyy säädettävän viiveen jälkeen sen jälkeen kun ensimmäinen venttiilielin (22) on sulkeutunut.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen pumppulaite (3) pysähtyy säädettävän viiveen jälkeen sen jälkeen, kun ensimmäinen pumppulaite (2) on pysähtynyt.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jos alipainetaso alipaineputkistossa (200) painuu määrätylle alhaiselle tasolle ennen kuin ensimmäinen pumppulaite (2) on pysähtynyt, käynnistyy toinen pumppulaite (3) ja ensimmäinen venttiilielin (22) avautuu säädettävän viiveen jälkeen.

12. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jos alipaineputkiston (200) alipainetaso painuu määrätylle alhaiselle tasolle sen jälkeen kun ensimmäinen pumppulaite (2) on pysähtynyt, käynnistyy toinen pumppulaite (3), ensimmäinen venttiilielin (22) avautuu säädettävän viiveen jälkeen sen jälkeen kun toinen pumppulaite (3) on käynnistynyt, ja että ensimmäinen pumppulaite (2) käynnistyy säädettävän viiveen jälkeen sen jälkeen kun ensimmäinen venttiilielin (22) on avautunut alipaineputkiston (200) alipainetason nostamiseksi määrätylle korkealle tasolle.

13. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään pinnan korkeuden osoitinta (11) on-line- erotinlaitteessa (1) ja että toinen pumppulaite (3) käynnistyy kun pinnan korkeuden osoitin näyttää määrättyä viemäriveden tasoa on-line-erotinlaitteessa (1).

14. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään pinnan korkeuden osoitinta (11) on-line-erotinlaitteessa (1) ja että ensimmäinen pumppulaite (2) ei käynnisty, kun pinnan korkeuden osoitin näyttää määrättyä viemäriveden tasoa on-line-erotinlaitteessa (1).