NO165502B

NO165502B - VACUUM DRAINAGE COLLECTION DEVICE.

Info

Publication number: NO165502B
Application number: NO871539A
Authority: NO
Inventors: Olav Hofseth
Original assignee: Jets Systemer As
Priority date: 1987-04-13
Filing date: 1987-04-13
Publication date: 1990-11-12
Also published as: EP0287350A2; FI881705A0; FI881705A7; EP0287350A3; DE3864300D1; FI87823B; ES2026253T3; EP0287350B1; FI87823C; NO165502C; NO871539L; NO871539D0

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrørende en oppsamlingsanordning for vakuumavløpssystem og omfatter en vakuumtank som via en tilførselrørledning er forbundet med toaletter, dreneringstanker for urinaler etc., samt en vakuumpumpe som via en avsugningsledning frembringer vakuum i vakuumtanken. The present invention relates to a collection device for a vacuum drainage system and comprises a vacuum tank which via a supply pipeline is connected to toilets, drainage tanks for urinals etc., as well as a vacuum pump which via a suction line produces vacuum in the vacuum tank.

Vakuumavløpssystem for toaletter har allerede vært kjent Vacuum drainage systems for toilets have already been known

i flere tiår. Slike systemer ble først utviklet for anvendelse ombord i fly og skinnegående kjøretøyer. Spesielt når det gjelder fly, var behovet for å redusere medbragt vannmengde og dermed oppnå lavest mulig vekt viktig. for several decades. Such systems were first developed for use on board aircraft and rail vehicles. Especially when it comes to aircraft, the need to reduce the amount of water carried and thus achieve the lowest possible weight was important.

En vesentlig fordel med vakuumavløpssystem for toaletter A significant advantage of a vacuum drainage system for toilets

er således at vannmengden ved hver spyling er liten. Mens det for konvensjonelle toaletter benyttes 8-10 liter vann pr. spyling, krever et vakuumtoalett mindre enn 1,5 liter. is thus that the amount of water with each flush is small. While conventional toilets use 8-10 liters of water per flushing, requires a vacuum toilet less than 1.5 litres.

Fra å anvendes til formål som nevnt i det foranstående, From being used for purposes as mentioned above,

har vakuumavløpssystemene i de par siste tiår gjennom-gått en utvikling og benyttes i dag i stadig større grad også ombord i skip og på land. Fordelene ved vakuumav-løpssystemene er også flere enn det som er nevnt ovenfor: In the last couple of decades, the vacuum drainage systems have undergone a development and are used today to an increasing extent also on board ships and on land. The advantages of the vacuum drainage systems are also more than what is mentioned above:

- Det stilles stadig større krav til rensing av avløps-vann, (kloakk). Ved at spylevannsmengden for vakuum-avløpssystemene er mindre, blir mengden avløpsvann som skal renses tilsvarende mindre, og renseutgiftene derav lavere. - Mangelen på ferskvann (drikkevann) p.g.a tørke, forurensinger o.l. blir stadig større. Anvendelse av vakuumavløpssystem bidrar positivt til å redusere forbruket av ferskvann. - Ved konvensjonelle avløpssystem må avløpsrørene og eventuelle oppsamlingstanker monteres med nedstrøms beliggenhet i forhold til toalettene etc, (krav til fallhøyde). Dette er ikke nødvendig for vakuumavløps-system, idet avløpsrør og oppsamlingstanker (vakuum-tanker) for slike anlegg også kan monteres med oppstrøms beliggenhet. Monteringsløsningen blir derfor mer fleksibel. - Faren for lekkasje fra vakuumavløpssystemene er mindre enn ved konvensjonelle anlegg idet transporten av materialene skjer ved hjelp av luft under vakuum. - Increasingly greater demands are placed on the purification of waste water (sewage). As the amount of flushing water for the vacuum drainage systems is smaller, the amount of wastewater to be cleaned is correspondingly smaller, and the cleaning costs are therefore lower. - The lack of fresh water (drinking water) due to drought, pollution etc. keeps getting bigger. Application of a vacuum drainage system contributes positively to reducing the consumption of fresh water. - In the case of conventional drainage systems, the drainage pipes and any collection tanks must be installed in a downstream position in relation to the toilets etc, (requirement for drop height). This is not necessary for a vacuum drainage system, as the drainage pipes and collection tanks (vacuum tanks) for such systems can also be installed upstream. The mounting solution is therefore more flexible. - The risk of leakage from the vacuum drainage systems is less than with conventional facilities as the materials are transported using air under vacuum.

Dette er noen av de fordelene som kan nevnes. Imidlertid er vakuumavløpssystemene også beheftet med praktiske og driftsmessige problemer. These are some of the advantages that can be mentioned. However, the vacuum drainage systems are also beset with practical and operational problems.

Ved en kjent type vakuumavløpssystem fremskaffes, vakuumet i vakuumtanken ved hjelp av en vakuumpumpe, mens selve innholdet i tanken pumpes ut ved hjelp av en sentrifugalpumpe. For å kunne tømme tanken må vakuumpumpen stoppes, hvilket innebærer driftsstans for anlegget (toalettene kan ikke benyttes). Det har også vist seg at brukerne av toalettene benytter toalettene til andre formål enn det som er tiltenkt, dvs. kaster søppel i form av plastposer, ølkapsler, håndduker,sanitetsbind o.l. ned i toalettene. Slike gjenstander setter seg fast i skovlhjulet i sentrifugalpumpen og hindrer tømming av vakuumtanken, noe som igjen fører til driftsbrudd og en økning av driftsomkostningene. With a known type of vacuum drainage system, the vacuum in the vacuum tank is provided by means of a vacuum pump, while the contents of the tank itself are pumped out by means of a centrifugal pump. In order to be able to empty the tank, the vacuum pump must be stopped, which means a shutdown for the facility (the toilets cannot be used). It has also been shown that the users of the toilets use the toilets for purposes other than what is intended, i.e. throw rubbish in the form of plastic bags, beer cans, towels, sanitary pads etc. down the toilets. Such objects get stuck in the impeller of the centrifugal pump and prevent emptying of the vacuum tank, which in turn leads to breakdowns and an increase in operating costs.

Fra DE off. skrift nr. 3.033.444 er det. kjent et vakuum avløpssystem der en vakuumpumpe er anordnet inne i en oppsamlingstank og der sugeledningen er koblet direkte til vakuumpumpen. Siden sugeledningen er koblet direkte til vakuumpumpen vil eventuelle større partikler som medbringes i sugeledningen føres inn i pumpen og tilstoppe denne. Anlegget ifølge DE off. skrift nr. 3.033.444 er for øvrig av den diskontinuerlige typen, dvs. at oppsamlingstanken fylles opp til et bestemt nivå for deretter å måtte tømmes. Dette innebærer at vakuumet i sugeledningen opphører og at toalettene ikke kan benyttes under tømmingen. From DE off. document no. 3,033,444 is. known a vacuum drainage system where a vacuum pump is arranged inside a collection tank and where the suction line is connected directly to the vacuum pump. Since the suction line is connected directly to the vacuum pump, any larger particles carried in the suction line will be fed into the pump and clog it. The plant according to DE off. document no. 3,033,444 is also of the discontinuous type, i.e. that the collection tank is filled up to a certain level and then has to be emptied. This means that the vacuum in the suction line ceases and that the toilets cannot be used during emptying.

Det har vært et formål med foreliggende oppfinnelse That has been an object of the present invention

å fremskaffe en oppsamlingsanordning for vakuum-avløpssystem hvor man unngår ovennevnte ulemper, dvs. hvor man unngår driftsavbrudd som følge av tilstopping av pumpene, og som er basert på kontinuerlig drift. to provide a collection device for a vacuum drainage system which avoids the above-mentioned disadvantages, i.e. where interruptions in operation due to clogging of the pumps are avoided, and which is based on continuous operation.

Det har også vært et formål med oppfinnelsen å tilveie-bringe et vakuumavløpssystem som er mer energibesparende i drift, ved at det kan benyttes vakuumpumper med høyere virkningsgrad. It has also been an aim of the invention to provide a vacuum drainage system which is more energy-saving in operation, in that vacuum pumps with higher efficiency can be used.

Formålet med oppfinnelsen er oppnådd ved å dele vakuumtanken i to kammer ved hjelp av en luft- og/eller væskegjennomtrengelig skillevegg og ved å anordne en oppmålingsinnretning i tilknytning til det ene av disse to kammer, som sikrer at eventuelle faste kompo-nenter (handduker o.l.) som kommer inn i kammeret blir oppmalt før de overføres til det andre kammeret der vakuumpumpen er slik tilkoblet at den avsuger de oppmalte, faste partiklene, væske og luft fra nevnte andre kammer, som angitt i den karakteriserende delen av krav 1. The purpose of the invention has been achieved by dividing the vacuum tank into two chambers by means of an air- and/or liquid-permeable partition and by arranging a measuring device in connection with one of these two chambers, which ensures that any solid components (towels etc. ) that enter the chamber are ground before being transferred to the second chamber where the vacuum pump is connected in such a way that it sucks the ground solid particles, liquid and air from said second chamber, as stated in the characterizing part of claim 1.

Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er omtalt i de uselvstendige kravene 2-5. Advantageous embodiments of the invention are described in the independent claims 2-5.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av eksempler og under henvisning til vedføyde tegninger hvor : - fig. 1 viser en prinsippskisse av et vakuum-avløpssystem i h.h.t oppfinnelsen, og - fig. 2 viser en annen utførelse av vakuumtanken i følge fig. I. The invention will now be described in more detail by means of examples and with reference to the attached drawings where: - fig. 1 shows a schematic diagram of a vacuum drain system in terms of the invention, and - fig. 2 shows another embodiment of the vacuum tank according to fig. IN.

Som det fremgår av fig. 1 består vakuumavløpssystemet As can be seen from fig. 1 consists of the vacuum drainage system

i grove trekk av en vakuumtank 1, som på den ene side er koblet til en tilførselsrørledning 6 og på den annen side er koblet til en avsugningsrørledning 7 som er forbundet med vakuumpumper 4. Vakuumtanken I er delt inn i to kammere ved hjelp av en "skillevegg" 10. I det i fig. 1 viste eksempel består skilleveggen 10 av et gitter, en perforert plate eller lignende og er delvis traktformet med en delvis bøyd rørstuss 16 som strekker seg fra sentrum av trakten og noe inn i det nedre, første kammer 3 av de to kammerene 8 og 9. in rough outline of a vacuum tank 1, which on one side is connected to a supply pipeline 6 and on the other side is connected to a suction pipeline 7 which is connected to vacuum pumps 4. The vacuum tank I is divided into two chambers by means of a " partition" 10. In that in fig. 1 example, the partition wall 10 consists of a grid, a perforated plate or the like and is partially funnel-shaped with a partially bent pipe end 16 that extends from the center of the funnel and somewhat into the lower, first chamber 3 of the two chambers 8 and 9.

Materiale i form av vann, ekskrementer, urin, sanitetsbind o.l. strømmer inn i det første kammer 8 fra ikke visste toaletter, urinaler o.l. via tilførselsrørledningen 6. Vann, eller rettere sagt flytende bestanddeler som strømmer inn i det første kammer 8 kan fritt flyte over i det øvre, andre kammer 9 gjennom gitteret 10. De faste partiklene som ankommer det første kammeret 8 blir derimot malt ved hjelp av en oppmålingsinnretning 3 som er anordnet i tilknytning til den nedre del av kammeret 8, og overført sammen med tilstedeværende væske til det andre kammeret 9 via en forbindelsesledning 11. Material in the form of water, excrement, urine, sanitary pads etc. flows into the first chamber 8 from unknown toilets, urinals, etc. via the supply pipeline 6. Water, or rather liquid components that flow into the first chamber 8 can freely flow into the upper, second chamber 9 through the grid 10. The solid particles that arrive in the first chamber 8, on the other hand, are ground by means of a measuring device 3 which is arranged adjacent to the lower part of the chamber 8, and transferred together with the liquid present to the second chamber 9 via a connecting line 11.

Oppmalingsinnretningen kan være en kombinert kvern-/ pumpeinnretning, eller en separat drevet kvern som er forbundet med en separat drevet pumpe. The grinding device can be a combined grinder/pump device, or a separately driven grinder connected to a separately driven pump.

Videre kan oppmalingsinnretningen være kontinuerlig eller intermittent drevet. Hva som her velges må anses å representere et fagmessig valg utfra bl.a. oppmalings-innretningens kapasitet, tilført mengde materiale o.l. Furthermore, the grinding device can be operated continuously or intermittently. What is chosen here must be considered to represent a professional choice based on i.a. the grinding device's capacity, added amount of material, etc.

Væske, luft og malte, faste partikler som befinner seg i det andre kammeret 9, pumpes via avsugningsrørledningen 7 ut av kammeret ved hjelp av en vakuumpumpe i form av en skruepumpe 4. Væsken og de faste partiklene som oppsuges av vakuumpumpen transporteres videre gjennom avløpsledningen 13 til en ikke vist lagringstank, renseanlegg e.l, mens luften som oppsuges blir ført ut gjennom et avluftningsrør 16. Liquid, air and ground, solid particles that are in the second chamber 9 are pumped via the suction pipeline 7 out of the chamber by means of a vacuum pump in the form of a screw pump 4. The liquid and the solid particles that are sucked up by the vacuum pump are transported further through the drain line 13 to an unshown storage tank, treatment plant etc., while the air that is sucked in is led out through a vent pipe 16.

I prinsippskissen, fig.l, er vakuumavløpssystemet forsynt med to separat drevne skrupumper 4, som ved hjelp av rørledninger 14,15 og to-veis ventiler 5, kan drives hver for seg, eller parallellkobles og drives samtidig. Dette er gjort av sikkerhetsgrunner for å unngå driftsstans og for å opprettholde en reserve-kapasitet for anlegget. In the principle sketch, fig.1, the vacuum drainage system is provided with two separately driven screw pumps 4, which can be operated separately, or connected in parallel and operated simultaneously, by means of pipelines 14,15 and two-way valves 5. This has been done for safety reasons to avoid downtime and to maintain a reserve capacity for the plant.

Vakuumet i vakuumtanken 1, opprettholdes på et ønsket nivå, dvs. 30-45%, ved hjelp av skruepumpene 4 som startes og stoppes av en ikke vist automatisk styre-innretning. Styreinnretningen kan være i form av en vakuumavføler som er anordnet i tanken 1 og som er koblet til et startrelé for pumpene. The vacuum in the vacuum tank 1 is maintained at a desired level, i.e. 30-45%, by means of the screw pumps 4 which are started and stopped by an automatic control device not shown. The control device can be in the form of a vacuum sensor which is arranged in the tank 1 and which is connected to a start relay for the pumps.

For å unngå at skruepumpene 4 skal tape sugeeffekten, To prevent the screw pumps 4 from losing their suction power,

er det til pumpenes sugeside koblet tilførselsledninger 12 for "matevann". Matevannet tilføres via rørledningen supply lines 12 for "feed water" are connected to the pump's suction side. The feed water is supplied via the pipeline

12 fra en matevannstank 2 som er anordnet på avløps-ledningene 13. Matevannet utgjøres således i forliggende tilfelle av avløpsvann fra pumpene. Det er imidlertid, selvfølgelig også mulig å benytte annet spillvann, eller 12 from a feed water tank 2 which is arranged on the drain lines 13. The feed water is thus made up in the present case of waste water from the pumps. However, it is of course also possible to use other waste water, or

ferskvann. fresh water.

Anvendelsen av skruepumper 4 som vakuumpumper utgjør The use of screw pumps 4 as vacuum pumps constitutes

en vesentlig fordel ved foreliggende oppfinnelse og er i vesentlig grad muliggjort ved at materialet i vakuumtanken 1 blir malt før det suges ut av denne. Fordelene består i at skruepumpene har høyere virkningsgrad og lavere vedlikeholdskostnader (driftskostnader) enn andre typer vakuumpumper. Selv om det i det her omtalte eksempel fordelaktig foreslås å benytte skruepumper som vakuumpumper, er det imidlertid innenfor oppfinnelsens ramme også mulig å benytte andre typer vakuumpumper, a significant advantage of the present invention and is largely made possible by the fact that the material in the vacuum tank 1 is ground before it is sucked out of it. The advantages are that the screw pumps have a higher degree of efficiency and lower maintenance costs (operating costs) than other types of vacuum pumps. Although in the example mentioned here it is advantageously suggested to use screw pumps as vacuum pumps, it is however within the framework of the invention also possible to use other types of vacuum pumps,

som f.eks. strålepumper. Også ved anvendelse av disse vil man oppnå innsparinger i driftskostnaden ved at man unngår tilstoppingsproblemene. like for example. jet pumps. Also by using these, you will achieve savings in operating costs by avoiding clogging problems.

Et eksempel på en annen utførelse av vakuumtanken 1 er vist i fig. 2. Også ved denne utførelse er tanken delt opp i to kammere 8 og 9. Skilleveggen består imidlertid her av en plate 17 som er forsynt med et oppoverragende rør 18. Røret 18 strekker seg et stykke opp i det andre, øvre kammer 9, og forbinder dette kammer med det første, nedre kammeret 8. luft som suges inn i det første, nedre kammer 8 vil strømme opp i kammeret 9 via røret 18, mens væsken og de faste partiklene som suges inn i kammeret 8 først blir oppmalt av oppmalingsinnretningen og deretter overført til det øvre kammeret via for-bindelsesrørledningen 19. An example of another embodiment of the vacuum tank 1 is shown in fig. 2. Also in this embodiment, the tank is divided into two chambers 8 and 9. However, the dividing wall here consists of a plate 17 which is provided with a projecting tube 18. The tube 18 extends a little way up into the second, upper chamber 9, and connects this chamber with the first, lower chamber 8. air that is sucked into the first, lower chamber 8 will flow up into the chamber 9 via the pipe 18, while the liquid and the solid particles that are sucked into the chamber 8 are first ground by the grinding device and then transferred to the upper chamber via the connecting pipeline 19.

Oppmalingsinnretningen startes på signal fra en nivåbryter 20 som er anordnet i det nedre kammeret 8, og stoppes ved hjelp av et tidsrelé. • Hensikten med røret 18 er,som antydet i det foranstående, først og fremst at luften i det nedre kammer 8 fritt skal kunne strømme over i det øvre kammer 9 for å oppnå liketrykk i de to kammerene. Imidlertid vil røret 18 også kunne tjene som returledning dersom væskenivået i det øvre kammer stiger over det nivå hvor røret 18 munner ut. The grinding device is started on a signal from a level switch 20 which is arranged in the lower chamber 8, and is stopped by means of a time relay. • The purpose of the pipe 18 is, as indicated above, primarily that the air in the lower chamber 8 should be able to flow freely into the upper chamber 9 in order to achieve equal pressure in the two chambers. However, the pipe 18 will also be able to serve as a return line if the liquid level in the upper chamber rises above the level where the pipe 18 opens.

Fordelen med den utførelse av vakuumtanken 1 som er vist i fig. 2, er at oppmalingsinnretningen 3 bare vil være i drift etter behov, dvs. når materiale tilføres kammeret 8 og nivået i kammeret overstiger "innkoblings-punktet" for nivåbryteren 20. Ved utførelsen av vakuumtanken vist i fig. I, vil oppmalingsinnretningen 3 måtte være i drift i lengre perioder for å sikre at alle de faste partiklene i kammeret vil bli oppmalt. The advantage of the design of the vacuum tank 1 shown in fig. 2, is that the grinding device 3 will only be in operation as needed, i.e. when material is supplied to the chamber 8 and the level in the chamber exceeds the "switch-on point" for the level switch 20. In the design of the vacuum tank shown in fig. I, the grinding device 3 will have to be in operation for longer periods to ensure that all the solid particles in the chamber will be ground.

I de to forannevnte eksempler er tilførselsledningen 6 In the two aforementioned examples, the supply line is 6

og oppmalingsinnretningen 3 tilkoblet det nedre kammer 8, mens avsugningsledningen 7 er tilkoblet det øvre kammer 9. Det er imidlertid, innenfor oppfinnelsens ramme, mulig å arrangere disse tilkoblingene motsatt, and the grinding device 3 is connected to the lower chamber 8, while the suction line 7 is connected to the upper chamber 9. However, within the framework of the invention, it is possible to arrange these connections oppositely,

dvs. å koble tilførselsledningen 6 og oppsamlings-innretningen 3 til det øvre kammer 9 og å koble avsugningsledningen 7 til det nedre kammer 8. I så tilfelle vil det være naturlig å benytte en oppmålingsinnretning 3 i.e. to connect the supply line 6 and the collection device 3 to the upper chamber 9 and to connect the suction line 7 to the lower chamber 8. In such a case, it would be natural to use a measuring device 3

i form av en kvern uten pumpe og anordne denne i tilknytning til skilleveggen 10,17 slik at de faste partiklene som befinner seg i kammeret 9 og som blir oppmalt av kvernen faller fritt ned i det nedre kammeret 8. in the form of a grinder without a pump and arrange this adjacent to the partition wall 10,17 so that the solid particles that are in the chamber 9 and that are ground up by the grinder fall freely into the lower chamber 8.

Det er forøvrig innenfor oppfinnelsens ramme også mulig Incidentally, it is also possible within the scope of the invention

å benytte en vertikal skillevegg og derved to ved siden av hverandre beliggende kammere, istedenfor en horisontal to use a vertical partition and thereby two adjacent chambers, instead of a horizontal one

skillevegg 10,17, med et øvre kammer 9 og nedre kammer 8 som vist i fig. I og 2. partition wall 10,17, with an upper chamber 9 and lower chamber 8 as shown in fig. I and 2.

Claims

1. Collection device for vacuum drainage system, comprising a vacuum tank (1) which via a supply line (6)

is connected to toilets, drainage tanks for urinals etc. as well as a vacuum pump (4) which via a suction line (7) creates a vacuum in the vacuum tank (1), characterized in that the vacuum tank (1) by means of an air and/or liquid permeable partition ( 10) is divided into two chambers, a first chamber (8) to which the supply line (6) is connected, and a second chamber (9) to which the suction line (7) is connected, that a grinding device (3) is arranged in connection to the first chamber (8), as the grinding device is designed to grind up solid particles and transport these together with liquid that is in the first chamber (8) to the second chamber (9) via a connecting line (11) and that the vacuum pump is designed to extract solid particles, liquid and air from the second chamber (9).

2. Collection device according to claim 1, characterized in that the vacuum pump (4) consists of a screw pump, possibly two or more separately driven and parallel-connected by means of lines (14, 15) screw pumps which can be connected separately or simultaneously , and that a supply line (12) is arranged on the suction side of the pump(s) (4) for the supply of feed water so that loss of suction power for the pump is prevented.

3. Collection device according to claim 2, characterized in that the supply line (12) is connected to a feed water tank (2) which is arranged on the drain line (13) for the screw pump/pumps whereby the feed water for the screw pump/pumps (4) consists of waste water from the vacuum tank (1).

4. Collection device according to claim 1, characterized in that the partition (10) consists of a perforated plate, grid or the like.

5. Collection device according to claim 1, characterized in that the partition consists of a plate (17) on which a pipe (18) is mounted which extends up into the second, upper chamber (9), whereby the lower, first chamber (8 ) is connected to the upper chamber (9) via said pipe (18), and that the start of the grinding device is controlled by a level switch (20) in the chamber (8) and stopped by a time relay.