PL233517B1 - Komora regulacyjna kanalizacji - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kanalizacyjna komora regulacyjna znajdująca zastosowanie w rozproszonym systemie kanalizacji sanitarnej, deszczowej i ogólnospławnej.

Na obszarach zurbanizowanych, uzbrojonych w podziemne systemy kanalizacyjne odprowadzające ścieki sanitarne, deszczowe lub ogólnospławne (zmieszane) do oczyszczalni lub innych odbiorników, w przypadku wystąpienia intensywnych opadów atmosferycznych istnieje konieczność retencjonowania nadmiaru ścieków w podziemnych lub terenowych zbiornikach retencyjnych w celu ochrony odbiornika przed zbyt dużym napływem lub obszarów w nieckach terenowych przed podtopieniem. Często istnieje też konieczność ograniczenia awaryjnego zrzutu wód deszczowych do cieków wodnych w limicie narzuconym przez aktualnie obowiązujące prawo. W obszarach silnie zurbanizowanych, szczególnie w centrach dużych miast bardzo często nie ma możliwości budowy dodatkowych zbiorników retencyjnych z uwagi na duże zagęszczenie podziemnej infrastruktury technicznej lub uwarunkowania formalno-prawne.

W takim przypadku znajduje zastosowanie aktywny system sterowania przepływami w systemie kanalizacji, który dzięki efektywnemu wykorzystaniu tzw. retencji kanałowej, czyli wolnej pojemności kolektorów, studni i komór ponad swobodnym zwierciadłem ścieków pozwala na wyeliminowanie konieczności budowy dodatkowych zbiorników retencyjnych oraz ograniczenie występowania wylań z kanalizacji.

W instalacjach rurociągowych kanalizacji sanitarnej, względnie deszczowej, stosuje się zabezpieczenia przed zalaniem budynków wodą lub ściekami w przypadku wystąpienia przepływu wstecznego ścieków względnie wody, wywołanego intensywnymi opadami atmosferycznymi, roztopami, albo powodzią. Zabezpieczenia te mogą mieć postać zasuw burzowych, znanych na przykład z opisu ochronnego polskiego wzoru użytkowego PL 062823 Y1, w których skrzynkowy korpus posiada klapowy zawór zwrotny z dźwigniową blokadą zamknięcia, działający samoczynnie na zasadzie grawitacji. W stanie spoczynku zawór zwrotny jest zawsze zamknięty, a otwierany może być tylko przez przepływające w pożądanym kierunku ścieki. Pełne zablokowanie zaworu w postaci zamkniętej dokonuje się przez przekręcenie pokrętła dźwigni blokującej. Tego typu konstrukcja nie może być wykorzystywana w przypadku grupowego sterowania wieloma zaworami dla zabezpieczenia właściwego działania sieci kanalizacyjnej na wyodrębnionym obszarze.

Znane jest również, na przykład z polskiego opisu patentowego PL 223336 B1 zamknięcie dźwigniowe instalacji odpływowej, w którym wahadłowa pokrywa wyposażona jest w przestrzenną bryłę pływakową, dzięki czemu steruje się wodą wpływającą przez osłonową kratkę ściekową do króćca przyłączeniowego rurociągu. Również w tym przypadku grupowe sterowanie przepływami na zdefiniowanym obszarze rozproszonych komór hydraulicznych nie jest możliwe, jako że nie ma możliwości zdalnego kierowania przepływami w wybranych, rozproszonych w terenie komorach kanalizacyjnych. Stworzenie takiego systemu wymagałoby również doprowadzenia do poszczególnych komór regulacyjnych kanalizacji energii elektrycznej, umożliwiającej zasilanie zaworów wykonawczych w tych komorach.

Znany jest ponadto, na przykład z opisu patentowego US4,268,007 układ zaworów uruchamiających i sterujących pracą zastawek, zasuw i przepustnic, bazujący na siłowniku pneumatyczno-hydraulicznym, zasilanym z dwóch układów: pneumatycznego oraz hydraulicznego i sterowanym rozdzielaczem pneumatycznym. Realizacja takiego układu wymaga doprowadzenia z zewnątrz sieci sprężonego powietrza, względnie wkomponowania autonomicznej sprężarki, współpracującej z buforem sprężonego powietrza. Sterowanie siłownikiem dwustronnego działania realizowane jest ręcznie. Niedogodnością takiego układu jest konieczność doprowadzenia sieci rurociągu sprężonego powietrza do każdego obiektu, w którym jest zainstalowany, a także trudność utworzenia z jego wykorzystaniem sieci zdalnego sterowania grupą obiektów tak wyposażonych.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej budowy komory regulacyjnej kanalizacji która dzięki umożliwieniu zdalnej regulacji przepływów pozwoli na wyeliminowanie przepływu wstecznego ścieków lub wody deszczowej w zdefiniowanej grupie włączonych we wspólną sieć komór regulacyjnych kanalizacji, stanowiąc element aktywnego systemu sterowania przepływami w systemie kanalizacji.

Cel ten został zrealizowany w komorze regulacyjnej kanalizacji, zwłaszcza rozproszonej kanalizacji deszczowej, będącej obiektem podziemnym, wyposażonej w pokrywę z otworami dopływowymi i w kolektor wyposażony na wlocie lub wylocie z komory w element regulacyjny, mający korzystnie postać zastawki, zasuwy lub zaworu, szczególnie nożycowego, albo przegrody kierunkowej, napędzanej siłownikiem pneumatycznym, połączony poprzez elektrozawór i regulator ciśnienia z akumulatorem

PL 233 517 B1 sprężonego powietrza. Istota wynalazku polega na tym, że umieszczony w komorze regulacyjnej akumulator sprężonego powietrza, zasilającego element regulacyjny, jest butlą sprężonego powietrza połączoną przewodem poprzez zawór bezpieczeństwa z gniazdem ładowania usytuowanym w rejonie pokrywy zamykającej komorę regulacyjną, natomiast elektrozawór sterowany jest przez elektryczny moduł, wyposażony w baterię prądu elektrycznego oraz odbiornik sygnałów radiowych z anteną radiową.

Pożądanym jest takie wykonanie elektrycznego modułu, w którym jego bateria prądu elektrycznego jest elementem fotowoltaicznym.

Zasadniczą zaletą komory regulacyjnej kanalizacji według wynalazku jest możliwość zdalnego sterowania zaworem regulującym otwarcie, względnie zamknięcie kolektora rurociągu odprowadzającego wodę deszczową lub ścieki ze zdefiniowanej, rozproszonej grupy komór regulacyjnych kanalizacji. Jest to możliwe bez konieczności budowy niezależnej struktury zasilania w prąd elektryczny urządzeń wykonawczych zlokalizowanych w komorach regulacyjnych kanalizacji, ani też odrębnej sieci sprężonego powietrza. Te korzystne skutki osiąga się dzięki mechanicznemu przekierowywaniu ścieków do wyznaczonego odbiornika, będącego przykładowo ciekiem wodnym, oczyszczalnią, względnie innym kolektorem, ograniczeniu odpływu z odcinka kanalizacji leżącego powyżej elementu regulacyjnego poprzez jego domknięcie, względnie całkowite zamknięcie, a także przez podniesienie krawędzi przelewowej w komorze, umożliwiające przepływ ścieków przez komorę bez zrzutu awaryjnego do odbiornika, przykładowo do cieku wodnego. Wykorzystanie w komorze według wynalazku butli sprężonego powietrza z gniazdem ładowania, usytuowanym w rejonie pokrywy wejściowej do komory, umożliwia okresowe doładowywanie butli sprężonego powietrza sprężonym powietrzem dla utrzymania żądanego poziomu tego ciśnienia, bez konieczności budowy sieci doprowadzającej to sprężone powietrze. Przy korzystnym umieszczeniu gniazda ładowania zbędnym staje się nawet wchodzenie przy tej czynności do wnętrza komory regulacyjnej kanalizacji.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia komorę regulacyjną kanalizacji w uproszczonym przekroju pionowym, a fig. 2 - schemat sterowania urządzeń komory regulacyjnej kanalizacji.

Komora regulacyjna kanalizacji 1 posadowiona jest poniżej poziomu gruntu 2 i składa się z komory kolektora 3 oraz studzienki 4 łączącej tą komorę kolektora 3 z powierzchnią. W komorze kolektora 3 na wlocie kolektora 5 zabudowany jest element regulacyjny 6 w postaci zaworu nożycowego, którego położenie ustalane jest przez siłownik 7 pneumatyczny, który przez elektrozawór 8 i reduktor 9 ciśnienia przyłączony jest do butli 10 sprężonego powietrza. Butla 10 sprężonego powietrza opcjonalnie połączona jest przewodem 11 z gniazdem ładowania 12 zamocowanym w studzience 4 bezpośrednio przy pokrywie 13 tak, aby możliwym było doładowywanie butli 10 sprężonego powietrza bez konieczności wchodzenia do wnętrza komory regulacyjnej kanalizacji 1. Z kolei elektrozawór 8 sterujący siłownikiem 7 pneumatycznym połączony jest przewodem 14 z modułem 15 zasilanym integralną baterią elektryczną i odbiornik sygnałów radiowych wyposażony w antenę radiową 16, najlepiej wyprowadzoną poza poziom komory regulacyjnej kanalizacji 1. Również elektryczny moduł 15 zabudowany jest w studzience 4 w bezpośrednim sąsiedztwie pokrywy 13 tak, aby można było dokonać wymiany jego baterii elektrycznej bez potrzeby wchodzenia do wnętrza studzienki 4. Butla 10 sprężonego powietrza zabezpieczona jest zaworem bezpieczeństwa 17, natomiast zarówno w przewód 11 do gniazda ładowania 12, jak i reduktor 9 ciśnienia wpięte są wskaźniki ciśnienia 18. Butla 10 sprężonego powietrza o pojemności około 30 l gromadzi sprężone powietrze o ciśnieniu około 300 bar.

W określonym obszarze sieci znajduje się wiele komór regulacyjnych kanalizacji 1, których działanie nadzorowane jest z przydzielonego im punktu dyspozycyjnego. W zależności od konkretnej, chwilowej potrzeby, stwierdzonej przez dyspozytora, może on sygnałami radiowymi sterować elementami regulacyjnymi 6 w postaci zaworów nożycowych, otwierając lub zamykając wloty reduktorów 9 poszczególnych komór regulacyjnych kanalizacji 1, a przez to regulować przepływy w kontrolowanej sieci. Sprężone powietrze może być z powodzeniem zastąpione sprężonym gazem obojętnym, np. azotem, zaś bateria elektryczna modułu 15 może mieć postać elementu fotowoltaicznego.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Komora regulacyjna kanalizacji, zwłaszcza rozproszonej kanalizacji deszczowej, będąca obiektem podziemnym, wyposażona w pokrywę z otworami dopływowymi i w kolektor wyposażony na wlocie lub wylocie z komory w element regulacyjny, mający korzystnie postać zastawki, zasuwy lub zaworu, szczególnie nożycowego, albo przegrody kierunkowej napędzanej siłownikiem pneumatycznym, połączony poprzez elektrozawór i regulator ciśnienia z akumulatorem sprężonego powietrza znamienna tym, że akumulator sprężonego powietrza jest butlą (10) połączoną przewodem (11) poprzez zawór bezpieczeństwa (17) z gniazdem ładowania (12) usytuowanym w rejonie pokrywy (13), przy czym elektrozawór (8) sterowany jest przez elektryczny moduł (15), który wyposażony jest w baterię prądu elektrycznego oraz odbiornik sygnałów radiowych z anteną radiową (16).
2. 2. Komora według zastrz. 1, znamienna tym, że bateria prądu elektrycznego modułu (15) jest elementem fotowoltaicznym.