EP0849410B1 - Heberleitung mit einer Vorrichtung zum Entlüften der Heberleitung - Google Patents

Heberleitung mit einer Vorrichtung zum Entlüften der Heberleitung Download PDF

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EP0849410B1
EP0849410B1 EP97122214A EP97122214A EP0849410B1 EP 0849410 B1 EP0849410 B1 EP 0849410B1 EP 97122214 A EP97122214 A EP 97122214A EP 97122214 A EP97122214 A EP 97122214A EP 0849410 B1 EP0849410 B1 EP 0849410B1
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EP
European Patent Office
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line
chamber
riser
suction
arrangement according
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EP97122214A
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EP0849410A2 (de
EP0849410A3 (de
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Bernhard Schmidt
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Individual
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F10/00—Siphons
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/20—Siphon pipes or inverted siphons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
    • F04B49/022—Stopping, starting, unloading or idling control by means of pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/17—Opening width of a throttling device
    • F04B2205/171—Opening width of a throttling device before the pump inlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/50—Presence of foreign matter in the fluid
    • F04B2205/501—Presence of foreign matter in the fluid of solid particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2207/00—External parameters
    • F04B2207/70—Warnings

Definitions

  • the invention relates to a lifting line with a device for venting the siphon line, the device comprising a venting chamber has, and the vent chamber in its lower region is connected to the lifting line via a riser pipe and in its upper area has a suction nozzle to which one Vacuum source for generating a vacuum in the Vent chamber against the pressure in the siphon line connected.
  • 127 C2 is a ventilation device with Ventilation chamber for drainage sieves known, the Riser pipe a direct connection between the crown area of the siphon line and the ventilation chamber.
  • the Control of the pump to vent the vent chamber takes place by means of immersion electrodes.
  • the one in the lifter line entrained air and floating solids and liquids inevitably climb into the Vent chamber and generate an excessive here Air and pollution accumulation. Because with stronger or turbulent inflow of liquid in the riser in practice more and more air is carried, that an unnecessarily greatly increased amount of air in the
  • Vent chamber arrives and there to separate what is a Pump with higher performance required.
  • the submersible electrodes used to control the pump unprotected in the venting chamber Vacuum container arranged and so heavy impurities exposed and can be caused by adhering foreign substances (leaves, Plastic film, chemicals) isolated or short-circuited and to be disabled.
  • EP 0 512 392 B1 also describes a sludge suction vehicle one from a fresh water tank and one Venting chamber with flushing water High pressure pump.
  • a sludge suction vehicle one from a fresh water tank and one Venting chamber with flushing water High pressure pump.
  • To control the ventilation of the Vent chamber as well as to release the Connection line for rinsing water from the ventilation chamber to the high pressure pump is a float in the ventilation chamber arranged, alternately the vent or the Connection line releases or closes.
  • the object of the invention is a small and very powerful system for constant ventilation of a too heavily contaminated and with a wide variety of solids Kind of contaminated liquids, e.g. Wastewater leading to faeces To create lifter line so that these liquids without Business interruption safely and permanently after the energy-saving lifting principle can be promoted.
  • contaminated liquids e.g. Wastewater leading to faeces To create lifter line so that these liquids without Business interruption safely and permanently after the energy-saving lifting principle can be promoted.
  • This task is accomplished by training a lifter a device for venting the same according to the features of claim 1 solved.
  • the float valve works automatically hydromechanically Dependence on that in the ventilation chamber Volume of liquid and the corresponding one Volume of gas so that the suction port of the vent valve from the vacuum source continuously with a adjustable vacuum can be applied, the is less than that prevailing in the lifting line absolute pressure.
  • the float valve floating on the liquid closes at a sufficiently high liquid level in the Inside the vent chamber, its suction port, so that none Liquid from the ventilation chamber into the vacuum source can reach.
  • the float valve opens and adds the suction port Extraction of the gases in the ventilation chamber using the vacuum source free.
  • the float valve in the ventilation chamber is the Device according to the invention also for undefined soiled Liquids such as waste water, surface water, suitable and enables long-term trouble-free and largely maintenance-free reliable operation.
  • Venting device can be in a siphon line expanded air or gases at high speeds enter the ventilation chamber in which the invention proposed float valve for the closure of the Suction nozzle depending on the liquid level inside the ventilation chamber is arranged.
  • the invention proposed float valve for the closure of the Suction nozzle depending on the liquid level inside the ventilation chamber is arranged.
  • the gases entrained liquid becomes floating and suspended matter, which are present at the apex of the lifting line, or enter the riser when the liquid level rises, hurled into the ventilation chamber.
  • strong contaminated liquid for example municipal Raw sewage, can be entered in the ventilation chamber and there possibly adhering dirt to a Blockage of the float valve and ultimately to result in serious operational disruptions.
  • Embodiment of the invention proposed that one in the Venting chamber above the liquid level opening and in connection with the lifting line Gas riser pipe is provided.
  • the riser and that Gas risers work together like communicating tubes and enable the gases to be removed before they enter separate into the venting chamber from the liquid so that this liquid and the gases separated into the Vent chamber and the adverse bubbling and Spin effect is prevented. So it becomes a Liquid-gas separation even before entering the Vent chamber of the device according to the invention causes.
  • this is Gas riser pipe in or near the apex of the siphon pipe associated with this.
  • the riser serves to introduce Liquid into the vent chamber for the float valve and opens into the siphon pipe below the gas riser pipe on. It is preferred here to attach the riser pipe to one the lowest possible point with the jack line connect so that they are in the operating state constantly and at Filling the pipeline with a low filling level is flooded with liquid from the siphon line. It can then no more solids in the ventilation chamber float up and there is hardly any liquid exchange between the ventilation chamber and the lifting line, which significantly pollutes the ventilation chamber is reduced.
  • the gases to be vented from the siphon line are from the apex of the Lift line into the ventilation chamber in its upper, not liquid-carrying part and from there in already described way removed via the suction nozzle.
  • the liquid can be fed via the riser according to the principle of communicating tubes in the ventilation chamber Operate the float valve to the continuous removal of the gases to be vented according to the invention cause. If more gases from the Lift line in the venting chamber becomes a Lowering of the liquid level in the ventilation chamber and thus a lowering of the float valve and release of the Ventilation nozzle causes a continuous Venting of the siphon line is made possible. At this the arrangement described above remains the Vent chamber not only free of turbulence and that harmful entry of dirt, it is also prevented by the ascending gases on the Float valve, which leads to a disrupted control behavior can lead.
  • Venting device provides that the gas riser from the Riser pipe is branched off and forms a gas collection space that is led into the upper area of the ventilation chamber.
  • a such an arrangement requires only one at the apex or near the apex leading into the lifting line Riser pipe, which is subsequently in one of the guide of the Liquid into the venting chamber Riser pipe section and the gas riser pipe with gas collecting space for the gases branched out, which is a particularly space-saving design enables and also retrofitting already Existing siphon ventilation with a gas riser pipe allows.
  • the gas collecting space is in the upper area of the Gas riser pipe formed.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides before that the position of the float valve within the Vent chamber is adjustable.
  • the position of the float valve with respect to the height within the Ventilation chamber can thus the filling level of the siphon line can be controlled as required to achieve Example a more or less large air cushion or one To obtain dead space within the lifter line.
  • a solid deflector provided in the ascending liquid contained solid particles of restrains entry into the ventilation chamber, so that the device according to the invention also by coarser in the Solid particles not contained in their liquid permanent functional reliability can be impaired.
  • the solid deflector for the liquid in the Venting chamber leading riser advantageously includes a movably mounted retention screen or a retention rake with an attached buoyancy body, such that the buoyancy body ascending in the riser Liquid floats and the retention sieve in its Restraining position in the flow path of the liquid brings or closed with spring force when the riser pipe is filled is held and if you want to backwash for cleaning the ventilation chamber opens and adhering solids in the Backflow can be stripped.
  • the retaining sieve can be parallel in side guides be guided to the direction of flow of the liquid so that it with the inflowing liquid in its retention position floats or when liquid runs off into a Release position drops.
  • Such a retention sieve or a retention rake can also be swiveled with one-sided Attachment be formed.
  • a further advantageous embodiment of the invention is the suction port of the ventilation chamber with a Two-way valve or with two alternately one line path closing valves formed, with the one The vacuum source for the ventilation chamber is connected and via the other route Vent chamber is ventilated for backwashing.
  • a backwashing or cleaning process is in the valve leading to the vacuum source closed before the further valve is opened and one Air purge initiates the venting chamber in the course thereof Liquid and solids from the vent chamber and also the possibly present solid deflector back into the Lift line be flushed.
  • the ventilation chamber can also have an over a valve lockable ventilation nozzle in addition to Be provided suction port.
  • a valve lockable ventilation nozzle in addition to Be provided suction port.
  • the separate ventilation nozzle is also used for venting a lifter line completely filled with air is advantageous.
  • the vent can be reversed Air flow direction just described a powerful Vacuum pump temporarily connected to the Ventilation of the lifting line for commissioning in considerable shortened time.
  • the Device according to the invention by means of a shut-off valve from of the jack line are hydraulically separated.
  • the riser pipe by means of a Gate valve is lockable.
  • a pump alone can serve as the vacuum source or a pump with one that can be evacuated by the pump Vacuum container can be provided, the Vacuum tank via a suction line with the suction nozzle the ventilation chamber is connected and the pump to the Suction line is connected.
  • the Pump gas directly from the suction port Vacuum the ventilation chamber.
  • Evacuate vacuum tank until a sufficiently large one Negative pressure prevails in this vacuum container and the Pump can be switched off. The vacuum tank is closed This is advantageous with pressure sensors and one appropriate control for the pump.
  • Such a throttle device can, for example, from one inserted in the suction line and this only in Release direction in the suction nozzle and in opposite direction closing one-way valve and a bypass line bridging the one-way valve for the Suction line with a smaller cross section than that Suction line to be formed. While the vacuum tank over the pump is evacuated, the one-way valve gives the full Cross section of the suction line free, but closes in opposite direction when extracting gases from the Venting chamber in the vacuum tank the suction line completely, so that the gases only through the bypass line flow with the smaller cross-section than the suction line can and therefore be limited in their volume flow.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides before that the throttle device from a pivotable flap is formed in the suction line, which in the direction of Intake in a the cross section of the suction line fully releasing position and in opposite Direction in a blocking the cross section of the suction line Position is pivotable. This in turn will Approval of the entire cross section of the suction line at Evacuate the vacuum tank using the pump allows, whereas in the opposite direction Flap blocked the cross section of the suction line.
  • the flap or the housing of the Throttle device at least one through hole or peripheral recess on the housing seat or on the flap, which releases a residual cross section for the suction line and thus the ventilation of the ventilation chamber with less Volume flow allows so that no liquid suddenly and uncontrolled from the lifter line into the Ventilation chamber can flow.
  • the at least one Through hole to create the remaining cross section of the Flap can be used to change or regulate the return flow consist of a replaceable or adjustable nozzle.
  • the device according to the invention enables a very powerful venting of a liquid Lifter cable with very compact dimensions.
  • an energy and cost-saving, compact and easy to carry Device to vent a siphon line to create the for a short time and without assembly work at any time smaller amounts of liquid can be used.
  • the riser pipe at its the Venting chamber end facing away with a pipe socket is permanently connected and at both ends of the pipe socket Connection means for connecting pipes and / or hoses are trained.
  • This pipe socket according to the invention forms at the same time a section of the lifting line.
  • Bleeding device itself a part of the siphon line represents the universal connection options on both sides for example for flange pipes, quick coupling pipes and Has vacuum hoses.
  • vent chamber and the Vacuum source on the pipe socket in a compact Unit are summarized and attached and for example provided with a common cover or housing are.
  • Fig. 1a is a device for venting a Lifter line 1 shown.
  • This ventilation device comprises a ventilation chamber 5, the underside via a connecting piece 55 and a Riser pipe 2 is connected to the lifting line 1 and on the upper side via a suction nozzle 54 and a suction line 8 a vacuum source 9 is connected.
  • the Vacuum source consists of a pump 91 or a pump 91 with an upstream vacuum tank 90, the one Generate negative pressure inside the ventilation chamber 5.
  • the inside of the ventilation chamber 5 in this way The negative pressure that can be generated is lower than in the siphon line 1 absolute pressure prevailing, so that one in the lifting line 1 led liquid F and gases G according to arrows P1 over the Riser pipe 2 and the connecting piece 55 upwards into the interior the ventilation chamber 5 are sucked in or rise.
  • the gases contained in this mixture but within the Vent chamber 5 above the liquid F and will via the suction port 54 from the pump 91 or the one before it vacuum container 90 from the ventilation chamber 5 removed so that continuous venting of the Lifter line 1 is effected.
  • venting of a complete with air-filled siphon line 1, for example Commissioning is carried out by using the ventilation device the pump 91 this air via the riser pipe 2 and Vent chamber 5 removed from the siphon line until it is vented.
  • Float valve 50 arranged inside the ventilation chamber 5 also controls the pump 91 in Dependence on the accumulating in the ventilation chamber 5 Amount of gas G.
  • the volume of liquid F falls inside the Vent chamber 5 correspondingly small and that Float valve 50 has dropped a great deal according to arrow P3 and gives the suction port 54 completely to the maximum suction power of the Pump 91 free.
  • Fig. 1b is one compared to the previous one described arrangement slightly different embodiment of the Device for venting the lifting line 1 shown.
  • the suction nozzle 54 of the ventilation chamber 5 is over a suction line 8 connected to the vacuum tank 90 and the pump 91 is marked with a 82 Pump line connected to the suction line 8.
  • the pump 91 is marked with a 82 Pump line connected to the suction line 8. at Commissioning or during the operation of the Venting device can pump 91 through the Pump line 82 and the suction line 8 gases G from the inside the ventilation chamber 5 via the suction port 54 in already Vacuum as described.
  • a throttle device 80 is used in the suction line 8 in the area between the connection of the Pump line 82 of the pump 91 and the vacuum tank 90 provided in Figures 4a, 4b in two embodiments is shown in more detail.
  • Both Throttling devices 80 according to Fig. 4, b it is appropriate that they in the direction labeled Q1, starting from Vacuum container 90 in the direction of the suction nozzle 54, the Completely release the cross section of the suction line 8 and in opposite direction marked with Q2 Cross section of the suction line 8 to a predetermined minimum reduce.
  • the throttle device 80 according to FIG. 4a with an 802 according to arrow R about a pivot axis pivotable flap 801 is formed.
  • the flap In the direction of arrow Q1, i.e. starting from the vacuum container 90 in the direction of the suction port 54, the flap is dashed position shown pivotable according to arrows R, in the it releases the full cross section of the suction line 8.
  • the Evacuation of the Vacuum container 90 by means of the pump 91 is thus enables unhindered.
  • Arrow Q2 is marked, which is a venting of the Vent chamber 5 via the suction line 8 in the Corresponds to the vacuum container, but flap 801 in their position shown in solid lines, in the it blocks the cross section of the suction line 8.
  • the Flap 801 has a through hole 803 formed therein represents a residual cross section for the suction line and thus a lower volume flow towards the Vacuum container 90 holds open so that the Flow rate of the out of the ventilation chamber 5th withdrawn gas in the vacuum container 90 can be limited.
  • the through hole 803 in the manner of a The cross section of the nozzle can be adjusted so that corresponding setting options and Adaptation options to the respective application environment of the Venting device are given.
  • FIG. 4b Another embodiment of the throttle device is in the Fig. 4b shown.
  • a one-way valve 805 in the Suction line 8 is provided, which is the cross section of the Suction line 8 in the direction of arrow Q1, i.e. starting from that Vacuum tank 90, to the suction port 54 completely releases.
  • Q1 the cross section of the Suction line 8 in the direction of arrow Q1
  • Q2 Direction i.e. if the vacuum tank 90 gases over the Suction line 8 and the suction nozzle 54 from the ventilation chamber 5 sucks, but blocks the one-way valve 805 Cross section of the suction line 8.
  • Solid deflector 4 arranged.
  • This solid deflector 4 has one-sided in the illustrated embodiment pivotally mounted retaining rake 40, on the Bottom of a buoyancy body 41 is attached or in this A spring can be used instead of the buoyancy body be provided which the retention rake in its upper, Solids blocking position holds and during a backflow is opened by it in the direction of flow.
  • This Buoyancy body 41 or the spring causes an inflow of liquid F and also carried in it Solid particles 15 from the siphon line 1 in the Vent chamber 5 in the direction of arrow P1 a pivoting of Retention rake 40 in its retention position in the flow path the liquid F in which it flows in when the liquid F flows in floats in this or is held by the spring force and the pivoting movement of the retention rake 40 in Direction of arrow P2 causes.
  • the one in front of the Connection piece 55 of the ventilation chamber 5 moved Retaining rake 40 thus closes when the level rises of liquid F the passage to the venting chamber 5 to rake-like small passages, so that no solids in the Vent chamber 5 can penetrate.
  • the Suction nozzle 54 of the ventilation chamber 5 with two mutually closable valves 6, 7 provided.
  • Valve 7 On the first of Valve 7, which can be closed, is the way to pump 91 leading suction line 8 connected while over the second from the valve 6 closable path air into the interior of the Vent chamber 5 can be initiated to a Backwash.
  • the cleaning process is valve 7 closed and the valve 6 opened so that the result of Vacuum inside the ventilation chamber 5 via the valve 6 and air flowing into the suction port 54 a backwash the venting chamber 5 in the lifting line 1.
  • the pivotable retaining rake 40 des Solids deflector 4 against arrow direction P2, so that if necessary between retaining rake 40 and connecting piece 55 jammed solid particles also in the Lift line 1 are rinsed out.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a Venting device shown.
  • the ventilation chamber has 5, on the one hand, the suction nozzle 54 already described Aspiration of the gases G from the ventilation chamber 5, however is in addition to this suction port 54 also a separately in the ventilation chamber 5 leading ventilation nozzle 54a intended.
  • vent 54a can be larger Cross section can be designed as the suction nozzle 54 and thus enables a even with larger ventilation chambers 5 rapid complete ventilation of the same, accordingly high flow velocities and therefore good ones Cleaning effect of 5 in when venting the ventilation chamber the lifter line 1 brings with it liquid.
  • the separate ventilation port 54a opens Vent chamber 5 the possibility of reversing the at Ventilate the prevailing air flow during commissioning and Venting of a completely filled with air, for example Lifting line 1 to the one leading out of the ventilation connection 54a Line 60 to connect a powerful vacuum pump that a venting of the lifting line 1 in a considerably shorter time than the pump 91 enables.
  • a to the Ventilation nozzle 54a connected vacuum pump can over it also the operation of the venting device at one Pump 91 fails, for example due to a power supply failure or defect.
  • a gate valve 3 in the riser pipe 2 arranged, with the help of the ventilation device of the lifting line 1 can be separated hydraulically. Consequently can the operation of the lifting line 1 also with maintenance and Cleaning work on the ventilation device is unaffected be continued.
  • Signal generators such as electrodes 11, 12, are not for detection operational levels in the interior of the ventilation chamber 5 provided that in the event of a defect in the ventilation chamber 5 or of the float valve 50 or if the pump 91 fails (for Example in the event of a power failure) an alarm in the Trigger control device 10 of the device, the for example optically, acoustically or telecommunications can be displayed.
  • FIG. 6a is a further embodiment of the Venting device for a siphon line 1 schematized shown.
  • the ventilation chamber 5 is on the side offset to the jack line 1.
  • Riser pipe 2 arranged so that it is below the Float valve 50 opens into the ventilation chamber 5.
  • Above the liquid level F1 in the ventilation chamber 5 is also an additional gas riser pipe 200 arranged which in or near the vertex of the Jack line 1 with its mouth region 200a into this is arranged at the mouth.
  • the mouth area 2a of the Riser pipe 2 is as deep as possible with the lifting line 1 connected so that the lifting line 1 in the operating state constantly and when the filling line 1 starts to fill flooded with liquid at a low filling level is.
  • the gases entering via the gas riser pipe 200 have an effect Falling liquid level in the venting chamber 5 and thus activate the opening of the Suction nozzle 54 for removing the gases from the Vent chamber in the manner already described.
  • the ventilation chamber not only free of turbulence and harmful entry of dirt, there are also no blows the float valve due to rising air in the riser pipe 2.
  • the riser pipe 2 opens into the ventilation chamber 5 below the float valve 50, preferably in the bottom area the ventilation chamber. Furthermore is from the riser 2 in a vertical extension of the mouth 2a of the riser pipe 2 the gas riser pipe 200 branches off with the gas collecting space 21.
  • the Gas riser pipe 200 leads into the above the Liquid level F1 located area of the Vent chamber 5.
  • Venting device for the lifting line described e.g. also suitable as a portable compact lifting line system, which is shown in Figs. 5a and 5b.
  • this device itself represents a section the lifter line 1, by at one end of the riser pipe 2 a pipe socket 100 is permanently attached to the Jack line 1 is used.
  • an appropriate constructive cover A can the immediate connections the ventilation device covered and thus the device be protected against theft.
  • this compact ventilation device To start up this compact ventilation device this is installed in a jack line 1 by using Flanges, quick coupling pipes or spiral hoses with the Above and underwater areas of the liquid to be conveyed is connected.
  • the ventilation device on the highest point of the route to be bridged, and switched on after connection to a suitable energy source.
  • the venting device can be located within the lifting line, i.e. as part of the same.
  • venting device for example using T-pieces outside of the actual one Lifter line, i.e. flanged to the side to provide.
  • venting device can be operated within, i.e. as a section of a connecting line between two or more parallel lifting lines can be arranged.
  • the invention accordingly creates one Venting device for an in water underwater liquid transfer and transfer rooms mouthing lifter line 1 to the uninterrupted pumping contaminated liquids free of external energy, such as wastewater, surface water, the high point the siphon 1 connected to it via a riser pipe the outlet opening of the ventilation chamber 5 by means of a vacuum source 9 constantly with a lower one Pressure than the absolute prevailing in the lifting line 1 Pressurized and thus the lifting line 1 by a preset vacuum of the vacuum source 9 constantly is vented automatically.
  • the ventilation device is preferably withdrawn from the air laterally offset to the apex S of the lifter line 1.
  • Solid deflector 4 upstream of the ventilation chamber 5 closes the passage to the venting chamber 5 up to rake-like smaller openings against the ingress of Coarse materials.
  • An interval-controlled self-cleaning takes place by air purge, in which the content of the ventilation chamber 5 via the opening of the solid deflector 4 quickly the jack line 1 is pressed.
  • the invention in particular enables the creation of a portable compact lifting system that is at the highest point the route to be bridged is set up, the Bleeding device itself a part of the siphon line can represent and universal connection options for Flange pipes, quick coupling pipes and vacuum hoses owns, therefore quickly set up in changed places and through an automatic ventilation process Can receive funding according to the lifter principle.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Heberleitung mit einer Vorrichtung zum Entlüften der Heberleitung, wobei die Vorrichtung eine Entlüftungskammer aufweist, und die Entlüftungskammer in ihrem unteren Bereich über ein Steigrohr mit der Heberleitung verbunden ist und in ihrem oberen Bereich einen Saugstutzen aufweist, an den eine Unterdruckquelle zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Entlüftungskammer gegenüber dem Druck in der Heberleitung angeschlossen ist.
Aus der DE-PS 44 22 127 C2 ist eine Entlüftungsvorrichtung mit Entlüftungskammer für Entwässerungssiele bekannt, wobei das Steigrohr eine direkte Verbindung zwischen dem Scheitelbereich der Heberleitung und der Entlüftungskammer herstellt. Die Steuerung der Pumpe zum Entlüften der Entlüftungskammer erfolgt mittels Taucheleketroden. Die in der Heberleitung mitgeführte Luft und aufschwimmende Fest- und Flüssigstoffe steigen zwangsläufig über das Steigrohr in die Entlüftungskammer auf und erzeugen hier einen übermäßigen Luft- und Verschmutzungsanfall. Da mit stärker oder turbulenter werdendem Zulauf von Flüssigkeit im Steigrohr immer mehr Luft mitgeführt wird, bedeutet dies in der Praxis, daß eine unnötig stark erhöhte Luftmenge in die
Entlüftungskammer gelangt und dort zu separieren ist, was eine leistungsmäßig höher dimensionierte Pumpe erfordert. Das gleiche gilt für quirlige und mit reichlich Luft angereichte Fließgewässer. Weiterhin sind bei der bekannten Vorrichtung die zur Steuerung der Pumpe eingesetzten Tauchelektroden ungeschützt im als Entlüftungskammer dienenden Unterdruckbehälter angeordnet und so starken Verunreinigungen ausgesetzt und können durch anhaftende Fremdstoffe (Laub, Kunststoffolie, Chemikalien) isoliert oder kurzgeschlossen und damit außer Funktion gesetzt werden.
Die EP 0 512 392 B1 beschreibt einen Schlammsaugwagen mit einer aus einem Frischwasserbehälter und einer Entlüftungskammer mit Spülwasser beaufschlagbaren Hochdruckpumpe. Zur Steuerung der Entlüftung der Entlüftungskammer sowie auch zur Freigabe der Verbindungsleitung für Spülwasser aus der Entlüftungskammer zur Hochdruckpumpe ist ein Schwimmer in der Entlüftungskammer angeordnet, der wechselweise die Entlüftungsöffnung bzw. die Verbindungsleitung freigibt oder verschließt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kleine und sehr leistungsfähige Anlage zur stetigen Entlüftung einer auch stark verunreinigte und mit Feststoffen unterschiedlichster Art belastete Flüssigkeiten, z.B. Abwasser, Fäkalien führenden Heberleitung zu schaffen, damit diese Flüssigkeiten ohne Betriebsunterbrechung sicher und dauerhaft nach dem energiesparenden Heberprinzip gefördert werden können.
Diese Aufgabe wird durch Ausbildung einer Heberleitung mit einer Vorrichtung zur Entlüftung derselben gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß in der Entlüftungskammer ein Schwimmerventil zum Verschließen oder Öffnen des Saugstutzens der Entlüftungskammer in Abhängigkeit von aus der Heberleitung in die Entlüftungskammer eingetretener Flüssigkeit angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Steigrohr so an der Heberleitung angeordnet, daß es auf der Heberleitung seitlich versetzt zum Scheitelpunkt der Heberleitung in diese einmündet. Auf diese Weise wird vermieden, daß Lufteinschlüsse, Gase und auf der Flüssigkeit aufschwimmende Fest- und Flüssigstoffe aus der Heberleitung zwangsläufig in die Entlüftungseinrichtung eingeleitet werden. Vielmehr werden diese auf der Flüssigkeit befindlichen Stoffe überwiegend an der erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung vorbeigeleitet. Erst wenn eine zunehmende Luft- oder Gasmenge im Scheitel der Heberleitung ein Absinken des Flüssigkeitsstandes in der Heberleitung bewirkt, steigt Luft bzw. Gas in die Entlüftungseinrichtung auf und wird dort separiert. Auf diese Weise behält die Unterdruckquelle in der Entlüftungskammer eine größere Kapazitätsreserve und die Heberleitung bleibt sogar bei einem Stromausfall wesentlich länger funktionsfähig. An Stelle einer seitlich zum Scheitelpunkt der Heberleitung versetzten Anordnung des Steigrohres ist es auch möglich, das Steigrohr im Scheitelpunkt, jedoch entsprechend tief in die Heberleitung eintauchend anzuordnen.
Das Schwimmerventil arbeitet selbsttätig hydromechanisch in Abhängigkeit von dem in der Entlüftungskammer befindlichen Volumen an Flüssigkeit und dem damit korrespondierenden Volumen an Gas, so daß der Saugstutzen des Entlüftungsventiles von der Unterdruckquelle kontinuierlich mit einem voreinstellbaren Unterdruck beaufschlagt werden kann, der geringer ist als der in der Heberleitung vorherrschende absolute Druck.
Das auf der Flüssigkeit aufschwimmende Schwimmerventil verschließt bei einem ausreichend hohen Flüssigkeitsstand im Innern der Entlüftungskammer deren Saugstutzen, so daß keine Flüssigkeit aus der Entlüftungskammer in die Unterdruckquelle gelangen kann.
Sinkt jedoch das Volumen an Flüssigkeit in der Entlüftungskammer durch vermehrtes Aufsteigen von in der Heberleitung befindlichem Gas in die Entlüftungskammer ab, öffnet sich das Schwimmerventil und gibt den Saugstutzen zum Absaugen der in der Entlüftungskammer befindlichen Gase mittels der Unterdruckquelle frei. Somit wird eine kontinuierliche Entlüftung der Heberleitung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht.
Durch dieses einfache hydromechanisch selbsttätige Schwimmerventil in der Entlüftungskammer ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für undefiniert verschmutzte Flüssigkeiten, wie Abwasser, Oberflächenwasser, geeignet und ermöglicht einen dauerhaft störungsfreien und weitestgehend wartungsfreien zuverlässigen Betrieb.
Je nach vorgesehenem Einsatzzweck der erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung können die in einer Heberleitung expandierte Luft bzw. Gase mit teilweise hoher Geschwindigkeit in die Entlüftungskammer eintreten, in der das erfindungsgemäß vorgeschlagene Schwimmerventil für den Verschluß des Saugstutzens in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand innerhalb der Entlüftungskammer angeordnet ist. Neben der von den Gasen mitgerissenen Flüssigkeit werden Schwimm- und Schwebstoffe, die im Scheitelpunkt der Heberleitung vorhanden sind, oder die bei steigendem Flüssigkeitsspiegel in das Steigrohr eintreten, in die Entlüftungskammer geschleudert. Besonders bei stark kontaminierter Flüssigkeit, zum Beispiel kommunalem Rohabwasser, können die in die Entlüftungskammer eingetragenen und dort gegebenenfalls anhaftenden Verschmutzungen zu einer Blockierung des Schwimmerventils und damit letztendlich zu folgenschweren Betriebsstörungen führen.
Um diesem Problem abzuhelfen, wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, daß ein in die Entlüftungskammer oberhalb des Flüssigkeitsstandes einmündendes und mit der Heberleitung in Verbindung stehendes Gassteigrohr vorgesehen ist. Das Steigrohr und das Gassteigrohr wirken wie kommunizierende Röhren zusammen und ermöglichen, die abzuführenden Gase schon vor ihrem Eintritt in die Entlüftungskammer von der Flüssigkeit zu trennen, damit diese Flüssigkeit und die Gase getrennt in die Entlüftungskammer gelangen und der nachteilige Sprudel- und Schleudereffekt unterbunden wird. Es wird somit eine Flüssigkeits-Gas-Separierung bereits vor Eintritt in die Entlüftungskammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewirkt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist hierbei das Gassteigrohr im oder nahe dem Scheitelpunkt der Heberleitung mit dieser verbunden. Das Steigrohr dient der Einleitung von Flüssigkeit in die Entlüftungskammer für das Schwimmerventil und mündet unterhalb des Gassteigrohres in die Heberleitung ein. Hierbei ist es bevorzugt, das Steigrohr an einem möglichst tiefgelegenen Punkt mit der Heberleitung zu verbinden, so daß sie im Betriebszustand ständig und bei Befüllen der Rohrleitung schon bei einem geringen Füllungsgrad mit Flüssigkeit aus der Heberleitung überflutet ist. Es können dann keine Feststoffe mehr in die Entlüftungskammer aufschwimmen und es findet kaum Flüssigkeitsausstausch zwischen der Entlüftungskammer und der Heberleitung statt, wodurch die Verschmutzung der Entlüftungskammer wesentlich reduziert wird. Die aus der Heberleitung zu entlüftenden Gase werden über das Gassteigrohr aus dem Scheitelpunkt der Heberleitung in die Entlüftungskammer in deren oberen, nicht mit Flüssigkeit beaufschlagten Teil geleitet und von dort in bereits beschriebener Weise über den Saugstutzen entfernt.
Über das Steigrohr kann die Flüssigkeit nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren in der Entlüftungskammer das Schwimmerventil betätigen, um die kontinuierliche erfindungsgemäße Abführung der zu entlüftenden Gase zu veranlassen. Wenn über das Gassteigrohr vermehrt Gase aus der Heberleitung in die Entlüftungskammer aufsteigen, wird ein Absinken des Flüssigkeitsstandes in der Entlüftungskammer und damit ein Absinken des Schwimmerventils und Freigabe des Entlüftungsstutzens bewirkt, so daß eine kontinuierliche Entlüftung der Heberleitung ermöglicht ist. Bei dieser vorangehend beschriebenen Anordnung bleibt die Entlüftungskammer nicht nur frei von Verwirbelungen und dem schädlichen Schmutzeintrag, es unterbleiben auch die durch die aufsteigenden Gase entstehenden Schläge auf das Schwimmerventil, welches zu einem gestörten Regelungsverhalten führen kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Entlüftungsvorrichtung sieht vor, daß das Gassteigrohr von dem Steigrohr abgezweigt ist und einen Gassammelraum bildet, der in den oberen Bereich der Entlüftungskammer geführt ist. Eine derartige Anordnung benötigt lediglich ein im Scheitelpunkt oder nahe des Scheitelpunktes in die Heberleitung einmündendes Steigrohr, welches sich nachfolgend in einen der Führung der Flüssigkeit in die Entlüftungskammer dienenden Steigrohrabschnitt und das Gassteigrohr mit Gassammelraum für die Gase verzweigt, was eine besonders platzsparende Bauweise ermöglicht und darüber hinaus auch die Nachrüstung bereits vorhandener Heberleitungsentlüftungen mit einem Gassteigrohr ermöglicht. Der Gassammelraum ist im oberen Bereich des Gassteigrohres gebildet.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Lage des Schwimmerventils innerhalb der Entlüftungskammer einstellbar ist. Durch Verstellung der Lage des Schwimmerventils in bezug auf die Höhe innerhalb der Entlüftungskammer kann somit der Füllungsgrad der Heberleitung je nach Erfordernissen beliebig gesteuert werden, um zum Beispiel ein mehr oder weniger großes Luftpolster oder einen Totraum innerhalb der Heberleitung zu erhalten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Steigrohr und/oder Gassteigrohr und der Entlüftungskammer ein Feststoffabweiser vorgesehen, der in der aufsteigenden Flüssigkeit enthaltene Feststoffteilchen von einem Eintritt in die Entlüftungskammer zurückhält, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch durch grobere in der Flüssigkeit enthaltene Feststoffteilchen nicht in ihrer dauerhaften Funktionssicherheit beeinträchtigt werden kann.
Der Feststoffabweiser für die Flüssigkeit in die Entlüftungskammer führende Steigleitung umfaßt vorteilhaft ein beweglich gelagertes Rückhaltesieb oder einen Rückhalterechen mit einem daran befestigten Auftriebskörper, dergestalt, daß der Auftriebskörper bei in der Steigleitung aufsteigender Flüssigkeit aufschwimmt und das Rückhaltesieb in seine Rückhalteposition im Strömungsweg der Flüssigkeit bringt oder mit Federkraft im Füllungszustand des Steigrohres geschlossen gehalten wird und bei gewollter Rückspülung zwecks Reinigung der Entlüftungskammer öffnet und anhaftende Feststoffe im Rückstrom abstreifen läßt.
Das Rückhaltesieb kann dabei in seitlichen Führungen parallel zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit geführt sein, so daß es mit der einströmenden Flüssigkeit in seine Rückhalteposition aufschwimmt oder bei ablaufender Flüssigkeit in eine Freigabeposition absinkt. Ein derartiges Rückhaltesieb oder ein Rückhalterechen kann auch schwenkbar mit einseitiger Befestigung ausgebildet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Saugstutzen der Entlüftungskammer mit einem Zweiwegeventil oder mit zwei wechselweise je einen Leitungsweg verschließenden Ventilen ausgebildet, wobei über den einen Leitungsweg die Unterdruckquelle für die Entlüftungskammer angeschlossen ist und über den anderen Leitungsweg die Entlüftungskammer zwecks Rückspülung belüftbar ist. Bei einem solchen Rückspül- bzw. Reinigungsvorgang wird dabei das in der zur Unterdruckquelle führenden Leitung befindliche Ventil geschlossen, bevor das weitere Ventil geöffnet wird und eine Luftspülung der Entlüftungskammer einleitet, in deren Verlauf Flüssigkeit und Feststoffe aus der Entlüftungskammer und auch dem gegebenenfalls vorhandenen Feststoffabweiser zurück in die Heberleitung gespült werden.
Alternativ dazu kann die Entlüftungskammer auch mit einem über ein Ventil verschließbaren Belüftungsstutzen zusätzlich zum Saugstutzen versehen sein. Beispielsweise ist mit einem derartigen Belüftungsstutzen das Belüften und dadurch bedingte Rückspülen auch größerer Entlüftungskammern möglich, wobei durch einen entsprechend großen Querschnitt des Belüftungsstutzens eine rasche Belüftung und damit verbunden eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der ablaufenden Flüssigkeit erzielbar ist, die die Reinigungswirkung erheblich verbessert.
Der separate Belüftungsstutzen ist überdies beim Entlüften einer vollständig mit Luft gefüllten Heberleitung vorteilhaft. In diesem Fall kann an dem Belüftungsstutzen in Umkehrung der eben beschriebenen Luftströmungsrichtung eine leistungsfähige Vakuumpumpe zeitweilig angeschlossen werden, die die Entlüftung der Heberleitung zur Inbetriebnahme in erheblich verkürzter Zeit bewirkt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mittels eines Absperrventiles von der Heberleitung hydraulisch getrennt werden. Dazu wird vorgeschlagen, daß das Steigrohr mittels eines Absperrschiebers verschließbar ist. Somit kann der Betrieb der Heberleitung auch bei Wartungs- und Reinigungsarbeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Unterbrechung weitergeführt werden.
Als Unterdruckquelle kann beispielsweise eine Pumpe allein oder eine Pumpe mit einem von der Pumpe evakuierbaren Unterdruckbehälter vorgesehen sein, wobei der Unterdruckbehälter über eine Saugleitung mit dem Saugstutzen der Entlüftungskammer verbunden ist und die Pumpe an die Saugleitung angeschlossen ist. Durch diese Anordnung kann die Pumpe direkt über den Saugstutzen Gase aus der Entlüftungskammer absaugen. Des weiteren ist es auch möglich, während eines Verschlusses des Saugstutzens mittels des Schwimmerventils, bei dem die Pumpenleistung nicht für das Absaugen aus der Entlüftungskammer benötigt wird, den Unterdruckbehälter zu evakuieren, bis ein genügend großer Unterdruck in diesem Unterdruckbehälter vorherrscht und die Pumpe abgeschaltet werden kann. Der Unterdruckbehälter ist zu diesem Zweck vorteilhaft mit Drucksensoren und einer entsprechenden Steuerung für die Pumpe versehen.
Um zu verhindern, daß bei einem erneuten Öffnen des Schwimmerventils infolge aufsteigender Gase in die Entlüftungskammer von dem hochevakuierten Unterdruckbehälter über die Saugleitung und den Saugstutzen ein zu großer Volumenstrom an Gas schlagartig aus der Entlüftungskammer abgesogen wird, in dessen Folge Flüssigkeit aus der Heberleitung schlagartig in die Entlüftungskammer nachströmt, wird vorgeschlagen, daß in der Saugleitung im Bereich zwischen dem Unterdruckbehälter und dem Anschluß der Pumpe an die Saugleitung eine Drosseleinrichtung vorgesehen ist, mittels derer der Querschnitt der Saugleitung in Richtung auf den Saugstutzen vollständig freigebbar ist und in entgegengesetzter Richtung auf einen vorbestimmbaren Restquerschnitt verringerbar ist. Durch die vollständige Freigabe des Querschnittes der Saugleitung in Richtung auf den Saugstutzen ist eine ungehinderte Evakuierung des Unterdruckbehälters über die Pumpe ermöglicht, wohingegen in entgegengesetzter Richtung, d.h. wenn der Unterdruckbehälter über die Saugleitung und den Saugstutzen Gase aus der Entlüftungskammer ansaugt, lediglich ein geringer Querschnitt der Saugleitung freigegeben wird, so daß der Volumenstrom aus der Entlüftungskammer in den Unterdruckbehälter auf ein Maß begrenzt wird, daß es nicht zu einem schlagartigen Nachströmen von Flüssigkeit aus der Heberleitung in die Entlüftungskammer mehr kommen kann.
Eine derartige Drosseleinrichtung kann beispielsweise von einem in die Saugleitung eingesetzten und diese nur in Richtung des Saugstutzens freigebenden und in entgegengesetzter Richtung verschließenden Einwegeventil und einer das Einwegeventil überbrückenden Bypassleitung für die Saugleitung mit einem geringeren Querschnitt als die Saugleitung gebildet sein. Während der Unterdruckbehälter über die Pumpe evakuiert wird, gibt das Einwegeventil den vollen Querschnitt der Saugleitung frei, verschließt jedoch in entgegengesetzter Richtung beim Absaugen von Gasen aus der Entlüftungskammer in den Unterdruckbehälter die Saugleitung vollständig, so daß die Gase lediglich über die Bypassleitung mit dem geringeren Querschnitt als die Saugleitung strömen können und von daher in ihrem Volumenstrom begrenzt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Drosseleinrichtung von einer schwenkbaren Klappe in der Saugleitung gebildet ist, die in Richtung des Saugstutzens in eine den Querschnitt der Saugleitung vollständig freigebende Position und in entgegengesetzter Richtung in eine den Querschnitt der Saugleitung versperrende Position verschwenkbar ist. Hierdurch wird wiederum die Freigabe des gesamten Querschnittes der Saugleitung beim Evakuieren des Unterdruckbehälters mittels der Pumpe ermöglicht, wohingegen in entgegengesetzter Richtung die Klappe den Querschnitt der Saugleitung versperrt. Um in dieser Position eine begrenzte Entlüftung des in der Entlüftungskammer enthaltenen Gases über die Saugleitung zu ermöglichen, weist die Klappe oder das Gehäuse der Drosseleinrichtung mindestens eine Durchgangsbohrung oder periphere Ausnehmung am Gehäusesitz oder an der Klappe auf, die einen Restquerschnitt für die Saugleitung freigibt und somit die Entlüftung der Entlüftungskammer mit geringerem Volumenstrom ermöglicht, so daß keine Flüssigkeit schlagartig und unkontrolliert aus der Heberleitung in die Entlüftungskammer nachstömen kann. Die mindestens eine Durchgangsbohrung zur Schaffung des Restquerschnittes der Klappe kann zwecks Veränderung oder Regelung des Rückstromes aus einer auswechselbaren oder verstellbaren Düse bestehen.
Weiterhin ist es möglich, über eine Kondensatleitung in der Unterdruckkammer der Unterdruckquelle angesammeltes Kondensat in die Entlüftungskammer oder den Feststoffabweiser abzuleiten, was bedarfsweise erfolgen kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine sehr leistungsfähige Entlüftung einer eine Flüssigkeit führenden Heberleitung bei gleichzeitig sehr kompakten Abmessungen. Somit ist es mit der Erfindung möglich, eine energie- und kostensparende, kompakte und einfach zu transportierende Vorrichtung zum Entlüften einer Heberleitung zu schaffen, die ohne Montagearbeiten jederzeit auch kurzzeitig und für geringere Flüssigkeitsmengen eingesetzt werden kann. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, daß das Steigrohr an seinem der Entlüftungskammer abgewandten Ende mit einem Rohrstutzen dauerhaft verbunden ist und an beiden Enden des Rohrstutzens Anschlußmittel zum Anschluß von Rohren und/oder Schläuchen ausgebildet sind. Dieser erfindungsgemäße Rohrstutzen bildet zugleich einen Teilabschnitt der Heberleitung. Auf diese Weise stellt die transportabel ausgeführte erfindungsgemäße Entlüftungsvorrichtung selbst ein Teilstück der Heberleitung dar, die auf beiden Seiten universelle Anschlußmöglichkeiten zum Beispiel für Flanschenrohre, Schnellkupplungsrohre und Unterdruckschläuche besitzt.
Zur weiteren Verbesserung der Kompaktheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß die Entlüftungskammer und die Unterdruckquelle auf dem Rohrstutzen in einer kompakten Einheit zusammengefaßt und befestigt sind und beispielsweise mit einer gemeinsamen Abdeckung oder einem Gehäuse versehen sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1a
in schematisierter Darstellung eine Vorrichtung zur Entlüftung einer Heberleitung
Fig. 1b
eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 2
die Anordnung des Saugstutzens an der Heberleitung
Fig. 3
in schematisierter Darstellung eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Entlüften einer Heberleitung
Fig. 4a,b
verschiedene Ausführungsformen von Drosseleinrichtungen
Fig. 5a
die Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 in besonders kompakter Bauweise
Fig. 5b
die Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 5a
Fig. 6a,b
weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung.
In der Fig. 1a ist eine Vorrichtung zum Entlüften einer Heberleitung 1 dargestellt.
Diese Entlüftungsvorrichtung umfaßt eine Entlüftungskammer 5, die unterseitig über einen Anschlußstutzen 55 und ein Steigrohr 2 an die Heberleitung 1 angeschlossen ist und oberseitig über einen Saugstutzen 54 und eine Saugleitung 8 an eine Unterdruckquelle 9 angeschlossen ist. Die Unterdruckquelle besteht aus einer Pumpe 91 bzw. einer Pumpe 91 mit einem vorgeschalteten Unterdruckbehälter 90, die einen Unterdruck im Inneren der Entlüftungskammer 5 erzeugen.
Der auf diese Weise im Inneren der Entlüftungskammer 5 erzeugbare Unterdruck ist geringer als in der Heberleitung 1 herrschende absolute Druck, so daß eine in der Heberleitung 1 geführte Flüssigkeit F sowie Gase G gemäß Pfeilen P1 über das Steigrohr 2 und den Anschlußstutzen 55 nach oben in das Innere der Entlüftungskammer 5 eingesogen werden bzw. aufsteigen. Die in diesem Gemisch enthaltenen Gase sondern sich innerhalb der Entlüftungskammer 5 oberhalb der Flüssigkeit F ab und werden über den saugstutzen 54 von der Pumpe 91 bzw. dem davor befindlichen Unterdruckbehälter 90 aus der Entlüftungskammer 5 entfernt, so daß eine kontinuierliche Entlüftung der Heberleitung 1 bewirkt ist.
Wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich, ist der Saugstutzen 2 zur Förderung der in der Heberleitung 1 geförderten Flüssigkeit seitlich versetzt zum Scheitelpunkt S der Heberleitung 1 einmündend angeordnet, so daß auch nur in diesem Bereich Flüssigkeit F in die Entlüftungskammer 5 eingesaugt wird und gegebenenfalls mitgeführte Feststoffe und Gase in die Entlüftungskammer aufsteigen können. Hingegen werden die mittig im Hauptstrom unterhalb des Scheitelpunktes S von der dort vorherrschenden Strömung mitgenommenen Feststoffe 14 und Gase G am Steigrohr 2 vorbeigeführt.
Bei einer derartigen störungsfreien Führung der Flüssigkeit F, bei der die Heberleitung 1 bis nahe an den Scheitelpunkt S mit Flüssigkeit gefüllt ist, gelangt somit durch die seitlich versetzte Einmündung 2a des Steigrohres 2 nur Flüssigkeit F in das Innere der Entlüftungskammer 5 und führt dort zu einem Ansteigen des Flüssigkeitsstandes F1. Um zu verhindern, daß infolge der Volumenzunahme und des steigenden Standes an Flüssigkeit F im Inneren der Entlüftungskammer 5 diese Flüssigkeit F über den Saugstutzen 54 in die Saugleitung 8 und letztlich in die Pumpe 91 zur Erzeugung des Unterdruckes gelangen kann, ist im Inneren der Entlüftungskammer 5 ein Schwimmerventil 50 angeordnet.
In gleicher Weise kann auch eine Entlüftung einer vollständig mit Luft gefüllten Heberleitung 1, etwa bei deren Inbetriebnahme erfolgen, indem die Entlüftungsvorrichtung über die Pumpe 91 diese Luft über das Steigrohr 2 und die Entlüftungskammer 5 aus der Heberleitung entfernt, bis diese entlüftet ist.
Somit wird auf einfache hydromechanische Weise eine selbsttätige Entlüftung der Heberleitung 1 bewirkt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a bewirkt das im Inneren der Entlüftungskammer 5 angeordnete Schwimmerventil 50 darüber hinaus auch eine Steuerung der Pumpe 91 in Abhängigkeit von der in der Entlüftungskammer 5 anfallenden Menge an Gas G. Für den Fall, daß sich im Inneren der Entlüftungskammer 5 größere Mengen Gas G angesammelt haben, fällt das Volumen an Flüssigkeit F im Inneren der Entlüftungskammer 5 entsprechend gering aus und das Schwimmerventil 50 ist gemäß Pfeil P3 weit abgesunken und gibt den Saugstutzen 54 vollständig zur maximalen Saugleistung der Pumpe 91 frei. Ist jedoch im umgekehrten Fall nahezu kein Gas G im Inneren der Entlüftungskammer 5 vorhanden, ist der Anteil an Volumen der Flüssigkeit F im Inneren der Entlüftungskammer 5 entsprechend hoch, so daß das Schwimmerventil 50 in der eben beschriebenen Weise einen Verschluß des Saugstutzens 54 bewirkt. In der Folge stellt sich vor der Pumpe 91 ein ansteigender Unterdruck ein, so daß durch Verwendung einer entsprechenden Steuereinrichtung 10 bei Überschreiten eines vorgebbaren Unterdrucks ein Abschalten der Pumpe 91 bewirkt werden kann, da deren Leistung in diesem Zustand nicht benötigt wird. Der an die Pumpe 91 angeschlossene Unterdruckbehälter 90, der mit der Saugleitung 8 in Verbindung steht, stellt in diesem Falle auch über längere Zeiträume die Aufrechterhaltung des gewünschten Unterdrucks sicher. Erst nachdem der Stand an Flüssigkeit F im Inneren der Entlüftungskammer 5 durch eintretendes Gas G wieder abgesunken ist, gibt das Schwimmerventil 50 den Saugstutzen 54 frei, so daß das angesammelte Gas G abgesaugt wird und es zu einem Druckaustieg im Inneren des Unterdruckbehälters 90 kommt und die Steuereinrichtung 10 gegebenenfalls ein Wiedereinschalten der Pumpe 91 zur Bereitstellung des Unterdrucks in der Saugkammer 5 bewirkt.
In der Fig. 1b ist eine gegenüber der vorangehend beschriebenen Anordnung leicht abweichende Ausführungsform der Vorrichtung zur Entlüftung der Heberleitung 1 dargestellt. Hierbei ist der Saugstutzen 54 der Entlüftungskammer 5 über eine Saugleitung 8 mit dem Unterdruckbehälter 90 verbunden und die Pumpe 91 ist über eine mit 82 gekennzeichnete Pumpenleitung an die Saugleitung 8 angeschlossen. Bei Inbetriebnahme oder auch während des Betriebs der Entlüftungsvorrichtung kann die Pumpe 91 über die Pumpenleitung 82 und die Saugleitung 8 Gase G aus dem Innern der Entlüftungskammer 5 über den Saugstutzen 54 in bereits beschriebener Weise absaugen. Infolge des voranschreitenden Entlüftens der Entlüftungskammer 5 mittels der Pumpe 91 wird mehr und mehr Flüssigkeit über das Steigrohr 2 in die Entlüftungskammer 5 aufsteigen, bis letztendlich das Schwimmerventil 50 auf der Flüssigkeit F aufschwimmt und einen Verschluß des Saugstutzens 54 bewirkt, so daß die Pumpe 91 keine weiteren Gase mehr über die Säugleitung 8 aus der Entlüftungskammer 50 absaugen kann. Nunmehr wird bei weiterem Betrieb der Pumpe 91 der Unterdruckbehälter 90 von der Pumpe 91 gemäß Pfeil Q1 evakuiert, bis ein nicht näher dargestellter Drucksensor eine ausreichende Evakuierung des Unterdruckbehälters 90 ermittelt und über eine Steuerung 10 den Antrieb der Pumpe 91 unterbricht. Bei einer nachfolgenden erneuten Freigabe des Saugstutzens 54 der Entlüftungskammer durch Absinken des Flüssigkeitsstandes und damit des Schwimmerventils 50 im Innern der Entlüftungskammer werden die in der Entlüftungskammer 5 enthaltenen Gase über den Saugstutzen 54 und die Saugleitung 8 in den Unterdruckbehälter 90 gemäß Pfeil Q2 abgesaugt, bis ein Ausgleich der Druckverhältnisse zwischen Entlüftungskammer 5 und Unterdruckbehälter 90 erfolgt ist und ein erneutes Anlaufen der Pumpe 91 zum weiteren Entlüften der Entlüftungskammer 5 notwendig wird. Hierbei hat sich gezeigt, daß der evakuierte Unterdruckbehälter 90 bei einem Freigeben des Saugstutzens 54 aus der Entlüftungskammer 5 einen größeren Volumenstrom an Gas aus der Entlüftungskammer 5 absaugt, als es mittels der Pumpe 91 und ihrer begrenzten Leistung möglich wäre. Es kommt somit zu einem schlagartigen Entlüften der Entlüftungskammer 5, wodurch Flüssigkeit F aus der Heberleitung 1 mit hoher Geschwindigkeit in die Entlüftungskammer 5 nachströmt, was zu unerwünschten Sprudelerscheinungen führt.
Zur Vermeidung dieses Effektes ist eine Drosseleinrichtung 80 in der Saugleitung 8 im Bereich zwischen dem Anschluß der Pumpenleitung 82 der Pumpe 91 und dem Unterdruckbehälter 90 vorgesehen, die in den Fig. 4a, 4b in zwei Ausführungsformen in näheren Einzelheiten dargestellt ist. Beiden Drosseleinrichtungen 80 gemäß Fig. 4,b ist es zueigen, daß sie in der mit Q1 bezeichneten Richtung, ausgehend vom Unterdruckbehälter 90 in Richtung auf den Saugstutzen 54, den Querschnitt der Saugleitung 8 vollständig freigeben und in entgegengesetzter, mit Q2 gekennzeichneter Richtung den Querschnitt der Saugleitung 8 auf ein vorbestimmbares Minium verringern.
Zu diesem Zweck ist die Drosseleinrichtung 80 gemäß Fig. 4a mit einer gemäß Pfeil R um eine Schwenkachse 802 verschwenkbaren Klappe 801 ausgebildet. In Pfeilrichtung Q1, d.h. ausgehend von dem Unterdruckbehälter 90 in Richtung auf den Saugstutzen 54, ist die Klappe in eine strichliert dargestellte Stellung gemäß Pfeilen R verschwenkbar, in der sie den vollen Querschnitt der Saugleitung 8 freigibt. Das vorangehend bereits beschriebene Evakuieren des Unterdruckbehälters 90 mittels der Pumpe 91 wird somit ungehindert ermöglicht. In entgegengesetzter Richtung, die mit Pfeil Q2 gekennzeichnet ist, die einer Entlüftung der Entlüftungskammer 5 über die Saugleitung 8 in den Unterdruckbehälter entspricht, schlägt jedoch die Klappe 801 in ihre mit ausgezogenen Linien dargestellte Position, in der sie den Querschnitt der Saugleitung 8 versperrt. Innerhalb der Klappe 801 ist eine Durchgangsbohrung 803 ausgebildet, die einen Restquerschnitt für die Saugleitung darstellt und somit einen geringeren Volumenstrom in Richtung auf den Unterdruckbehälter 90 offenhält, so daß die Strömungsgeschwindigkeit des aus der Entlüftungskammer 5 abgesogenen Gases in den Unterdruckbehälter 90 begrenzbar ist. Zu diesem Zweck kann die Durchgangsbohrung 803 nach Art einer Düse in ihrem Querschnitt verstellbar sein, so daß entsprechende Einstellmöglichkeiten und Anpassungsmöglichkeiten an die jeweilige Einsatzumgebung der Entlüftungsvorrichtung gegeben sind.
Eine andere Ausführungsform der Drosseleinrichtung ist in der Fig. 4b dargestellt. Hierbei ist ein Einwegeventil 805 in der Saugleitung 8 vorgesehen, welches den Querschnitt der Saugleitung 8 in Pfeilrichtung Q1, d.h. ausgehend von dem Unterdruckbehälter 90, zum Saugstutzen 54 vollständig freigibt. Hierdurch wird das Evakuieren des Unterdruckbehälters 90 mittels der Pumpe 91 ungehindert ermöglicht. In entgegengesetzter, mit Q2 bezeichneter Richtung, d.h. wenn der Unterdruckbehälter 90 Gase über die Saugleitung 8 und den Saugstutzen 54 aus der Entlüftungskammer 5 absaugt, versperrt jedoch das Einwegeventil 805 den Querschnitt der Saugleitung 8. Der Darstellung gemäß Fig. 4b ist darüber hinaus zu entnehmen, daß das Einwegeventil 805 von einer Bypassleitung 80b mit einem geringeren Querschnitt als die Saugleitung 8 überbrückt wird. Von daher ist in mit Q2 gekennzeichneter Richtung lediglich der geringere Querschnitt der Bypassleitung 80b für die aus der Entlüftungskammer 5 abgesogenen Gase offengehalten, so daß auch hier eine Begrenzung des Volumenstromes vorgenommen ist und ein schlagartiges Nachströmen von Flüssigkeit aus der Heberleitung 1 in die Entlüftungskammer 5 auf diese Weise verhindert wird.
Um zu verhindern, daß von der Flüssigkeit F in der Heberleitung mitgeführte Feststoffteilchen 14 über das Steigrohr 2 in das Innere der Entlüftungskammer 5 gelangen und dort unter ungünstigen Umständen zu einer Blockierung des Schwimmerventils 50 führen, ist zwischen dem Steigrohr 2 und dem Anschlußstutzen 55 der Entlüftungskammer 5 ein Feststoffabweiser 4 angeordnet. Dieser Feststoffabweiser 4 weist im dargesellten Ausführungsbeispiel einen einseitig schwenkbar gelagerten Rückhalterechen 40 auf, an dessen Unterseite ein Auftriebskörper 41 befestigt ist oder in diesen integriert ist.Anstelle des Auftriebskörpers kann eine Feder vorgesehen sein, die den Rückhalterechen in seiner oberen, Feststoffe sperrenden Position hält und bei einem Rückstrom von diesem in Strömungsrichtung geöffnet wird. Dieser Auftriebskörper 41 oder die Feder bewirkt bei einem Einströmen von Flüssigkeit F und auch darin mitgeführten Feststoffteilchen 15 aus der Heberleitung 1 in die Entlüftungskammer 5 in Pfeilrichtung P1 ein Verschwenken des Rückhalterechens 40 in seine Rückhalteposition im Strömungsweg der Flüssigkeit F, in dem er beim Einströmen der Flüssigkeit F in dieser aufschwimmt bzw. durch die Federkraft gehalten wird und die Schwenkbewegung des Rückhalterechens 40 in Pfeilrichtung P2 bewirkt. Der auf diese Weise vor den Anschlußstutzen 55 der Entlüftungskammer 5 bewegte Rückhalterechen 40 verschließt somit bei aufsteigendem Stand an Flüssigkeit F den Durchgang zur Entlüftungskammer 5 bis auf rechenartig kleine Durchlässe, so daß keine Feststoffe in die Entlüftungskammer 5 eindringen können.
Zur Selbstreinigung der Entlüftungsvorrichtung ist der Saugstutzen 54 der Entlüftungskammer 5 mit zwei wechselseitig verschließbaren Ventilen 6, 7 versehen. An dem ersten vom Ventil 7 verschließbaren Weg ist dabei die zur Pumpe 91 führende Saugleitung 8 angeschlossen, während über den zweiten vom Ventil 6 verschließbaren Weg Luft in das Innere der Entlüftungskammer 5 eingeleitet werden kann, um eine Rückspülung zu bewirken. Bei einem derartigen Reinigungsvorgang wird in einem ersten Schritt das Ventil 7 geschlossen und das Ventil 6 geöffnet, so daß die infolge des Unterdrucks im Inneren der Entlüftungskammer 5 über das Ventil 6 und den Saugstutzen 54 einströmende Luft eine Rückspülung der Entlüftungskammer 5 in die Heberleitung 1 bewirkt. Dabei öffnet sich auch der schwenkbare Rückhalterechen 40 des Feststoffabweisers 4 entgegen Pfeilrichtung P2, so daß gegebenenfalls zwischen Rückhalterechen 40 und Anschlußstutzen 55 eingeklemmte Feststoffteilchen ebenfalls in die Heberleitung 1 herausgespült werden.
In Abwandlung der eben beschriebenen Anordnung ist in der Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Entlüftungsvorrichtung dargestellt.
Bei dieser Entlüftungsvorrichtung weist die Entlüftungskammer 5 zum einen den bereits beschriebenen Saugstutzen 54 zum Absaugen der Gase G aus der Entlüftungskammer 5 auf, jedoch ist zusätzlich zu diesem Saugstutzen 54 auch ein separat in die Entlüftungskammer 5 führender Belüftungsstutzen 54a vorgesehen.
An den Saugstutzen 54 ist dabei nur die Pumpe 91 mit Unterdruckbehälter 90 über die mittels Ventil 7 verschließbare Saugleitung 8 angeschlossen, während über den Belüftungsstutzen 54a nach dem Öffnen -mechanisch und/oder elektrisch- eines Ventils 6 über die Leitung 60 Luft zwecks Rückspülung der Entlüftungskammer, wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a in diese einleitbar ist.
Der Belüftungsstutzen 54a kann jedoch mit einem größeren Querschnitt als der Saugstutzen 54 ausgeführt werden und ermöglicht somit auch bei größeren Entlüftungskammern 5 ein rasches vollständiges Belüften derselben, was entsprechend hohe Strömungsgeschwindigkeiten und damit gute Reinigungswirkung der beim Belüften der Entlüftungskammer 5 in die Heberleitung 1 ablaufenden Flüssigkeit mit sich bringt.
Darüber hinaus eröffnet der separate Belüftungsstutzen 54a der Entlüftungskammer 5 die Möglichkeit, in Umkehrung der beim Belüften vorherrschenden Luftströmung, bei Inbetriebnahme und Entlüftung einer zum Beispiel vollständig mit Luft gefüllten Heberleitung 1 an die aus dem Belüftungsstutzen 54a führende Leitung 60 eine leistungsfähige Vakuumpumpe anzuschließen, die eine Entlüftung der Heberleitung 1 in erheblich kürzerer Zeit als die Pumpe 91 ermöglicht. Mit einer derartigen an den Belüftungsstutzen 54a angeschlossenen Vakuumpumpe kann darüber hinaus auch der Betrieb der Entlüftungsvorrichtung bei einem Ausfall der Pumpe 91, etwa durch Ausfall der Energieversorgung oder Defekt, aufrechterhalten werden.
Unterhalb des Feststoffabweisers 4 bzw. unterhalb der Entlüftungskammer 5 ist ein Absperrschieber 3 im Steigrohr 2 angeordnet, mit dessen Hilfe die Entlüftungsvorrichtung von der Heberleitung 1 hydraulisch getrennt werden kann. Somit kann der Betrieb der Heberleitung 1 auch bei Wartungs- und Reinigungsarbeiten an der Entlüftungsvorrichtung unbeeinflußt fortgesetzt werden.
Zur Ableitung von gegebenenfalls in der Pumpe 91 oder dem Unterdruckbehälter 90 anfallenden Kondensat ist weiterhin eine zur Entlüftungskammer 5 führende Kondensatleitung 13 vorgesehen, die bedarfsweise nach dem Öffnen eines Ventils 13a ein Entleeren des angefallenen Kondensats zum Beispiel in die Entlüftungskammer 5 oder den Feststoffabweiser 4 ermöglicht.
Um einen dauerhaft störungsfreien Betrieb der Entlüftungsvorrichtung sicherzustellen, sind überdies Signalgeber, wie Elektroden 11, 12, zur Erfassung nicht betriebsgemäßer Füllstände im Inneren der Entlüftungskammer 5 vorgesehen, die bei einem Defekt der Entlüftungskammer 5 bzw. des Schwimmerventiles 50 oder bei Versagen der Pumpe 91 (zum Beispiel bei Stromausfall) einen Alarm in der Steuereinrichtung 10 der Vorrichtung auslösen, der beispielsweise optisch, akustisch oder fernmeldetechnisch angezeigt werden kann.
In der Fig. 6a ist eine weitere Ausführungsform der Entlüftungsvorrichtung für eine Heberleitung 1 schematisiert dargestellt. Hierbei ist die Entlüftungskammer 5 seitlich versetzt zur Heberleitung 1 angeordnet. Analog zu den vorangehend erläuterten Ausführungsbeispielen ist das Steigrohr 2 so angeordnet, daß es unterhalb des Schwimmerventils 50 in die Entlüftungskammer 5 einmündet. Oberhalb des Flüssigkeitsstandes F1 in der Entlüftungskammer 5 ist darüber hinaus ein zusätzliches Gassteigrohr 200 angeordnet, welches in oder nahe dem Scheitelpunkt der Heberleitung 1 mit seinem Mündungsbereich 200a in diese einmündend angeordnet ist. Der Mündungsbereich 2a des Steigrohres 2 ist möglichst tiefliegend mit der Heberleitung 1 verbunden, so daß die Heberleitung 1 im Betriebszustand ständig und bei beginnender Befüllung der Heberleitung 1 schon bei einem geringen Füllungsgrad mit Flüssigkeit überflutet ist. Es können dann keine Feststoffe mehr in die Entlüftungskammer 5 aufschwimmen und es findet kaum Flüssigkeitsausstausch zwischen der Entlüftungskammer 5 und der Heberleitung 1 statt, wodurch die Verschmutzung der Entlüftungskammer 5 wesentlich reduziert wird. Nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren stellt sich bei dieser Anordnung zwischen der Entlüftungskammer 5 und der Heberleitung 1 ein gleich hohes Niveau F1 an Flüssigkeit F ein, die eine entsprechende Betätigung des Schwimmerventils 50 innerhalb der Entlüftungskammer 5 in der bereits beschriebenen Weise zur Freigabe bzw. zum Verschluß des Saugstutzens 54 für die hier nicht dargestellte, aber analog zu den vorangehend dargestellten Ausführungsbeispielen realisierbare Unterdruckquelle mit entsprechendem Verlauf einer Saugleitung ermöglicht. Die aus der Heberleitung 1 zu entfernenden Gase gelangen über das Gassteigrohr 200 in die Entlüftungskammer 5, wobei sie oberhalb des Flüssigkeitsspiegels F1 in die Entlüftungskammer 5 eintreten. Auf diese Weise ist es möglich, die abzuführenden Gase schon vor Eintritt in die Entlüftungskammer von der Flüssigkeit zu trennen, so daß die Flüssigkeit über das Steigrohr 2 und die Gase über das Gassteigrohr 200 in die Entlüftungskammer 5 gelangen, wodurch Sprudel- und Schleudereffekte innerhalb der Entlüftungskammer unterbunden werden.
Die über das Gassteigrohr 200 eintretenden Gase bewirken ein Abfallen des Flüssigkeitsspiegels in der Entlüftungskammer 5 und aktivieren damit über das Schwimmerventil die Öffnung des Saugstutzens 54 zur Abführung der Gase aus der Entlüftungskammer in bereits beschriebener Weise. Somit bleibt die Entlüftungskammer nicht nur frei von Verwirbelungen und schädlichem Schmutzeintrag, es unterbleiben auch Schläge auf das Schwimmerventil infolge aufsteigender Luft im Steigrohr 2.
Zur Umrüstung von vorhandenen Anlagen mit nur einem im oberen Teil der zu entlüftenden Heberleitung 1 angeordneten Steigrohr 2, oder wenn durch Einbauverhältnisse eine seitliche Anordnung der Entlüftungskammer 5 in bezug auf die Heberleitung 1 nicht realisiert werden kann, wird eine Ausführung gemäß Fig. 6b vorgeschlagen. Das Steigrohr 2 mündet in die Entlüftungskammer 5 unterhalb des Schwimmerventils 50, bevorzugt im Bodenbereich der Entlüftungskammer ein. Des weiteren ist von dem Steigrohr 2 in vertikaler Verlängerung der Mündung 2a des Steigrohres 2 das Gassteigrohr 200 mit Gassammelraum 21 abgezweigt. Das Gassteigrohr 200 führt in den oberhalb des Flüssigkeitsspiegels F1 gelegenen Bereich der Entlüftungskammer 5. Im in der Fig. 6b dargestellten Betriebszustand der Entlüftungsvorrichtung steigen Flüssigkeit F und gegebenenfalls darin enthaltene Gase über das Steigrohr 2 entsprechend des Unterdrucks in der Entlüftungskammer 5 auf ein entsprechendes Niveau auf. Hierbei wird der Zufluß 22 vollständig von Flüssigkeit überflutet und die Flüssigkeit tritt in den unteren Bereich der Entlüftungskammer 5 über den Zufluß 22 ein, so daß das Schwimmerventil 50 auf der Flüssigkeit aufschwimmt und eine niveauabhängige Freigabe bzw. Verschluß des Saugstutzens 54 in bereits beschriebener Weise bewirkt. Die in der Flüssigkeit enthaltenen Gase steigen in dem aus dem Steigrohr 2 abgezweigten Gassteigrohr in dessen Gassammelraum 21 auf und werden über das Gassteigrohr 200 dem oberen Bereich der Entlüftungskammer 5 zugeführt, von der aus sie in bereits beschriebener Weise über den Saugstutzen 54 abgesaugt werden. Auch hierbei wird die Entlüftungskammer 5 nur gering mit Feststoffen und anderen Verunreinigungen aus der Heberleitung 1 beaufschlagt.
Beiden vorangehend erläuterten Anordnung gemäß Fig. 6a,b ist darüber hinaus zu eigen, daß über eine Veränderung der Position des Schwimmerventils 50 innerhalb der Entlüftungskammer 5 ein mehr oder weniger großer Totraum T im Scheitelbereich der Heberleitung 1 geschaffen werden kann, wenn dies für den Betrieb der Heberleitung 1 erforderlich ist. Zu diesem Zweck kann das Schwimmerventil 50 höhenverstellbar gehaltert sein. Darüber hinaus ist es möglich, wie in Fig. 6a schematisch angedeutet, auch im Gassteigrohr 200 einen Rückhalterechen 201 oder ein Sieb vorzusehen, um unerwünschten Zutritt von Feststoffen durch das Gassteigrohr 200 bei ungünstigen Betriebsbedingungen in das Innere der Entlüftungskammer 5 zu verhindern.
Durch ihre Einfachheit und Robustheit ist die vorangehend beschriebene Entlüftungsvorrichtung für die Heberleitung z.B. auch als transportable Kompakt-Heberleitungsanlage geeignet, die in den Fig. 5a und 5b dargestellt ist. Wie diesen Fig. 5a, 5b entnehmbar, stellt diese Vorrichtung selbst ein Teilstück der Heberleitung 1 dar, indem an einem Ende des Steigrohres 2 ein Rohrstutzen 100 dauerhaft befestigt ist, der in die Heberleitung 1 eingesetzt wird. Zu diesem Zweck sind an beiden Enden des Rohrstutzens 100 universelle Anschlußmittel 110 für Flanschenrohre, Schnellkupplungsrohre und Unterdruckschläuche vorgesehen bzw. über nicht dargestellte T-Stücke mit der Heberleitung 1 verbunden. Durch eine entsprechende konstruktive Abdeckung A können die unmittelbaren Anschlüsse der Entlüftungsvorrichtung abgedeckt und somit die Vorrichtung gegen Diebstahl geschützt werden.
Zur Inbetriebnahme dieser kompakten Entlüftungsvorrichtung wird diese in eine Heberleitung 1 eingebaut, indem sie über Flanschen, Schnellkupplungsrohre oder Spiralschläuche mit den Ober- und Unterwasserbereichen der zu führenden Flüssigkeit verbunden wird. Dabei wird die Entlüftungsvorrichtung auf dem höchsten Punkt der zu überbrückenden Strecke aufgestellt, und nach Anschluß an eine geeignete Energiequelle eingeschaltet.
Durch den von der Pumpe 91 im Inneren der Entlüftungskammer 5 erzeugten Unterdruck entlüftet sich nun die mit den Rohren bzw. Schläuchen und der Entlüftungsvorrichtung geschaffene Heberleitung 1 bei ober- und unterseitigem Vorhandensein von Flüssigkeit selbsttätig und gewährleistet eine kontinuierliche, zuverlässige und energiesparende Förderung.
Hierdurch ist es möglich, das energiesparende Heberprinzip auch da einzusetzen, wo die Erstellung einer üblicherweise stationären Heberleitungsanlage auf Grund der relativ geringen zu fördernden Wassermenge, der Notwendigkeit ständiger Verlagerung der Wasserhaltungsstrecken oder der Kürze der Einsatzdauer beispielsweise während der Sanierung eines Abwasserkanalabschnittes zu unwirtschaftlich wäre.
Die Entlüftungsvorrichtung kann innerhalb der Heberleitung, d.h. als Teilstück derselben, angeordnet sein.
Es ist auch möglich, den Anschluß der Entlüftungsvorrichtung zum Beispiel mittels T-Stücken außerhalb der eigentlichen Heberleitung, d.h. seitlich an diese angeflanscht, vorzusehen.
Des weiteren kann die Entlüftungsvorrichtung innerhalb, d.h. als Teilstück einer Verbindungsleitung zwischen zwei oder mehr parallelen Heberleitungen angeordnet werden.
In jeder dieser Anordnungen - weitere sind ebenfalls denkbar - wird somit durch die vorstehend beschriebene Erfindung eine dauerhafte und zuverlässige Förderung verschmutzter und auch mit Feststoffen belasteter Flüssigkeiten nach dem Heberprinzip und dem Prinzip der kommunizierenden Röhren wartungs- und energiearm ermöglicht, die auch von gelegentlichen Stromausfällen, wie sie zum Beispiel bei Unwetter und auf Baustellen vorkommen können, nicht beeinträchtigt wird.
Zusammenfassend schafft die Erfindung demnach eine Entlüftungsvorrichtung für eine in oberwasser- unterwasserseitige Flüssigkeitsübernahme- und Übergaberäume mündende Heberleitung 1 zur ununterbrochenen fremdenergiefreien Förderung von verunreinigten Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Abwasser, Oberflächenwasser, die im Hochpunkt der Heberleitung 1 über ein Steigrohr mit dieser verbunden wird, wobei die Austrittsöffnung der Entlüftungskammer 5 mittels einer Unterdruckquelle 9 ständig mit einem geringeren Druck als dem in der Heberleitung 1 vorherrschenden absoluten Druck beaufschlagt und somit die Heberleitung 1 durch einen voreingestellten Unterdruck der Unterdruckquelle 9 ständig selbsttätig entlüftet wird.
Die Luftentnahme der Entlüftungsvorrichtung erfolgt bevorzugt seitlich versetzt zum Scheitelpunkt S der Heberleitung 1. Ein der Entlüftungskammer 5 vorgeschalteter Feststoffabweiser 4 verschließt den Durchlaß zur Entlüftungskammer 5 bis auf rechenartige kleinere Öffnungen gegen das Eindringen von Grobstoffen. Eine intervallgesteuerte Selbstreinigung erfolgt durch Luftspülung, bei der der Inhalt der Entlüftungskammer 5 über den sich dabei öffnenden Feststoffabweiser 4 schnell in die Heberleitung 1 gedrückt wird.
Die Erfindung ermöglicht insbesondere die Schaffung einer transportablen Kompaktheberanlage, die auf dem höchsten Punkt der zu überbrückenden Strecke aufgestellt wird, wobei die Entlüftungsvorrichtung selbst ein Teilstück der Heberleitung darstellen kann und universelle Anschlußmöglichkeiten für Flanschenrohre, Schnellkupplungsrohre und Unterdruckschläuche besitzt, somit schnell an veränderten Orten aufgestellt und durch einen automatischen Entlüftungsvorgang selbsttätig die Förderung nach dem Heberprinzip aufnehmen kann.

Claims (18)

  1. Anordnung bestehend aus einer Heberleitung (1) und einer Vorrichtung zum Entlüften der Heberleitung (1), wobei die Vorrichtung eine Entlüftungskammer (5) aufweist, wobei die Entlüftungskammer (5) in ihrem unteren Bereich über ein Steigrohr (2) mit der Heberleitung (1) verbunden ist und in ihrem oberen Bereich einen Saugstutzen (54) aufweist, an den eine Unterdruckquelle (9) zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Entlüftungskammer (5) gegenüber dem Druck in der Heberleitung (1) angeschlossen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß in der Entlüftungskammer (5) ein Schwimmerventil (5) zum Verschließen oder öffnen des Saugstutzens (54) der Entlüftungskammer (5) in Abhängigkeit von aus der Heberleitung (1) in die Entlüftungskammer (5) eingetretener Flüssigkeit angeordnet ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (2) seitlich versetzt zum Scheitelpunkt der Heberleitung (1) in diese einmündet.
  3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Entlüftungskammer oberhalb des Flüssigkeitsstandes (F1) einmündendes und mit der Heberleitung (1) in Verbindung stehendes Gassteigrohr (200) vorgesehen ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Gassteigrohr (200) im oder nahe dem Scheitelpunkt der Heberleitung (1) mit dieser verbunden ist und das Steigrohr (2) unterhalb des Gassteigrohres (200) mit der Heberleitung (1) verbunden ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Gassteigrohr (200) von dem Steigrohr (2) abgezweigt ist und einen Gassammelraum (21) bildet, der in den oberen Bereich der Entlüftungskammer (5) geführt ist.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Schwimmerventils (50) innerhalb der Entlüftungskammer (5) einstellbar ist.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Heberleitung (1) und der Entlüftungskammer (5) in dem Steigrohr (2) und/oder Gassteigrohr (200) ein Feststoffabweiser (4) vorgesehen ist, der in der in der Steigleitung aufsteigenden Flüssigkeit enthaltene Feststoffteilchen von einem Eintritt in die Entlüftungskammer (5) zurückhält.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Saugstutzen (54) mit einem Zweiwegeventil oder mit zwei wechselweise Leitungswege verschließenden Ventilen (6,7) ausgebildet ist, wobei über den einen Leitungsweg die Unterdruckquelle (9) für die Entlüftungskammer (5) angeschlossen ist und über den anderen Leitungsweg die Entlüftungskammer (5) zwecks Rückspülung belüftbar ist.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungskammer (5) mit einem Belüftungsstutzen (54a) ausgerüstet ist, der mit einem manuell und/oder elektrisch betätigbaren Ventil (6) verschließbar ist.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (2) und/oder das Gassteigrohr (200) mittels eines Absperrschiebers (3) verschließbar ist.
  11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckquelle (9) von einer Pumpe (91) bzw. einer Pumpe (91) mit einem Unterdruckbehälter (90) gebildet ist, wobei der Unterdruckbehälter (90) über eine Saugleitung (8) mit dem Saugstutzen (54) der Entlüftungskammer (5) verbunden ist und die Pumpe (91) an die Saugleitung (8) angeschlossen ist.
  12. Anordnung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß in der Saugleitung (8) im Bereich zwischen dem Unterdruckbehälter (90) und dem Anschluß (Z) der Pumpe (91) eine Drosseleinrichtung (80) vorgesehen ist, mittels derer der Querschnitt der Saugleitung (8) in Richtung auf den Saugstutzen (54) der Entlüftungskammer (5) vollständig freigebbar ist und in entgegengesetzter Richtung auf einen vorbestimmbaren Restquerschnitt verringerbar ist.
  13. Anordnung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (80) von einem in die Saugleitung (8) eingesetzten und diese in Richtung des Saugstutzens (54) freigebenden und in entgegengesetzter Richtung verschließenden Einwegeventil (805) und einer das Einwegeventil (805) überbrückenden Bypassleitung (80b) für die Saugleitung (8) mit einem geringeren Querschnitt als die Saugleitung (8) gebildet ist.
  14. Anordnung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (80) von einer in der Saugleitung (8) angeordneten schwenkbaren Klappe (801) gebildet ist, die in Richtung des Saugstutzens (54) in eine den Querschnitt der Saugleitung (8) vollständig freigebende Position und in entgegengesetzter Richtung in eine den Querschnitt der Saugleitung verschließende Position verschwenkbar ist und die Klappe (801) oder das Gehäuse der Drosseleinrichtung (80) mindestens eine Durchgangsbohrung (803) oder periphere Ausnehmung am Gehäusesitz oder an der Klappe (801) zur Schaffung eines Restquerschnittes für die Saugleitung (8) aufweist.
  15. Anordnung nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Durchgangsbohrung (803) der Klappe (801) in ihrem Querschnitt veränderbar ist.
  16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine den Unterdruckbehälter (90) der Unterdruckquelle (9) mit der Entlüftungskammer (5) verbindende Kondensatleitung (13) vorgesehen ist, mittels deren in der Unterdruckquelle (9) anfallendes Kondensat in die Entlüftungskammer (5) ableitbar ist.
  17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (2) und/oder das Gassteigrohr (200) an seinem unteren Ende mit einem Rohrstutzen (100) verbunden ist, der einen Teilabschnitt der Heberleitung (1) bildet und an den beiden Enden Anschlußmittel (110) zum Anschluß von Rohren und/oder Schläuchen aufweist.
  18. Anordnung nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungskammer (5) und die Unterdruckquelle (9) an dem Rohrstutzen (100) befestigt sind.
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