(13) B1 PL B1. Fig. 1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: Urząd Patentowy (22) Data zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej (51) IntCl6: E03F 5/22 E03F 1/00 (54) Pompownia próżniowo-lewarowa (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 18/93 (73) Uprawniony z patentu: Olszewski Witold, Warszawa, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 08/95 (72) Twórcy wynalazku: Witold Olszewski, Warszawa, PL Andrzej Kot, Warszawa, PL Kinga Czarnota-Bojarska, Warszawa, PL PL B1 (57) 1. Pompownia próżniowo-lewarowa, zwłaszcza dla kanalizacji podciśnieniowej, posiadająca pompy próżniowe wytwarzające podciśnienie akumulowane w zbiorniku próżniowym, połączonym z rurociągiem sieci podciśnieniowej, którego wylot zanurzony jest w ściekach w zbiorniku czerpalnym, współpracującym z pompami ściekowymi, wyposażona a sterujący układ automatyczny, znamienna tym, że ma wyodrębnioną z obiektu pompowni zrzutową studnię lewarową (1), do której wprowadzona jest wylotowa rura lewarowa (3) rurociągu podciśnieniowego (2) i przewód (4) łączący rurociąg podciśnieniowy (2) ze zbiornikiem próżniowym (6), ukształtowany w postaci syfonu o wysokości równoważącej podciśnienie ustalone dla systemu podciśnieniowego, przy czym odcinek poziomy przewodu (4) ma spadek w kierunku studni lewarowej ( 1). Fig. 1

2 Pompownia próżniowo-lewarowa Zastrzeżenia patentowe 1. Pompownia próżniowo-lewarowa, zwłaszcza dla kanalizacji podciśnieniowej, posiadająca pompy próżniowe wytwarzające podciśnienie akumulowane w zbiorniku próżniowym, połączonym z rurociągiem sieci podciśnieniowej, którego wylot zanurzony jest w ściekach w zbiorniku czerpalnym, współpracującym z pompami ściekowymi, wyposażona a sterujący układ automatyczny, znamienna tym, że ma wyodrębnioną z obiektu pompowni zrzutową studnię lewarową (1), do której wprowadzona jest wylotowa rura lewarowa (3) rurociągu podciśnieniowego (2) i przewód (4) łączący rurociąg podciśnieniowy (2) ze zbiornikiem próżniowym (6), ukształtowany w postaci syfonu o wysokości równoważącej podciśnienie ustalone dla systemu podciśnieniowego, przy czym odcinek poziomy przewodu (4) ma spadek w kierunku studni lewarowej (1). 2. Pompowania według zastrz. 1 znamienna tym, że ma przewód (29) zasysający ścieki ze studni lewarowej (1) do szczelnego zbiornika pośredniego (30) przy wykorzystaniu podciśnienia wytworzonego w zbiorniku próżniowym (31), przy czym poziomy odcinek przewodu (29) ma spadek w kierunku zbiornika pośredniego (30). 3. Pompownia według zastrz. 1 lub 2, znamienna tym, że w zbiorniku pośrednim (30) zainstalowane są pompy (41), odprowadzające ścieki do zbiornika po uprzednim zamknięciu zaworu odcinającego (35) zbiornik próżniowy (6) i otwarciu zaworu napowietrzającego (37) zbiornik pośredni (30). 4. Pompownia według zastrz. 3, znamienna tym, że ma zbiornik pośredni (30), w którym po częściowym opróżnieniu do poziomu średniego (45) następuje zamknięcie zaworu napowietrzającego (37), a otwarcie zaworu odcinającego (35) zbiornik próżniowy (6) następuje po całkowitym opróżnieniu roboczej objętości zbiornika przy minimalnym poziomie ścieków (39). 5. Pompownia według zastrz. 1, znamienna tym, że ma zawór odcinający (10) przewód próżniowy (5) od rurociągu podciśnieniowego (2) i wylotowej rury lewarowej (3), sterowany automatycznie w cyklu czasowym. * * * Przedmiotem wynalazku jest pompownia próżniowo-lewarowa, zwłaszcza dla kanalizacji podciśnieniowej. Znana jest pompownia próżniowo-grawitacyjna według polskiego opisu wzoru użytkowego nr Ru 47168, rozwiązana w postaci obiektu podziemnego tworzącego hermetyczny zbiornik ścieków z dwoma pracującymi na przemian komorami próżniowo-retencyjnymi oraz część suchą z pompami próżniowymi i armaturą sterującą. W kolejnym znanym rozwiązaniu według polskiego opisu wzoru użytkowego nr Ru zastosowano jednokomorowy zbiornik próżniowo-retencyjny, pracujący cyklicznie: napełnianie-opróżnianie przy założeniu przerw w odbiorze ścieków przez pompownię w czasie zrzutu ścieków do odbiornika. Znana jest pompownia próżniowo-tłoczona według polskiego opisu wzoru użytkowego nr Ru w postaci obiektu podziemnego rozwiązanego, jak w pompowniach próżniowo-grawitacyjnych, wyposażonego w części suchej w pompy ściekowe, przejmujące ścieki w cyklu przemiennym z komór próżniowo-retencyjnych po ich rozhermetyzowaniu. Znana jest pompownia próżniowo-tłoczna przedstawiona w polskim opisie patentowym nr , składająca się również z obiektu podziemnego w postaci hermetycznego zbiornika ścieków z dwoma komorami i części suchej oraz dwóch hermetycznych studni z pompami zanurzonymi na głębokość równoważącą wysokość podciśnienia wymaganego dla systemu, powiązanych konstrukcyjnie z komorami próżniowo-retencyjnymi.

3 Znana jest pompownia podciśnieniowa z polskiego opisu patentowego nr , rozwiązana w postaci wielokondygnacyjnego obiektu naziemno-podziemnego, wyposażonego w pompy próżniowe i hermetyczny zbiornik powietrzny, połączony z rurociągiem podciśnieniowym doprowadzającym ścieki do pompowni i ze zbiornikiem czerpalnym na dolnej kondygnacji oraz w pompy ściekowe i urządzenie do automatycznej regulacji wysokości podciśnienia. Znana jest pompownia próżniowa opisana w zgłoszeniu P rozwiązana w postaci płytkiego obiektu wyposażonego w pompy próżniowe i zbiornik akumulacyjny podciśnienia, połączony z próżniowym zbiornikiem czerpalnym, współpracującym przemiennie z dwoma zbiornikami pośrednimi. Zbiorniki pośrednie połączone są ze zbiornikiem akumulacyjnym oraz mają wyprowadzone króćce z zaworami napowietrzającymi. Rurociągi łączące wyposażone są armaturę sterującą pompą pompowni. Ścieki ze zbiorników pośrednich, po ich rozhermetyzowaniu, spływają grawitacyjnie lub przejmowane są przez pompy tłoczące je do odbiornika. Podstawowymi wadami znanych dotychczas rozwiązań pompowni dla kanalizacji podciśnieniowej są; duża kubatura i znaczne zagłębienie obiektów podziemnych, cykliczna praca urządzeń i konieczność dublowania układów technologicznych jako warunku ciągłości odbioru ścieków, rozbudowane uzbrojenie armaturowe i skomplikowane sterowanie działaniem pompowni. Ponadto, znane pompownie nie mają zabezpieczenia przed przedłużającym się czasem pracy pompy próżniowej w przypadku prawdopodobnego w działaniu kanalizacji podciśnieniowej niedomknięcia się zaworu opróżniającego na wlocie do rurociągów sieci podciśnieniowej i zasysania powietrza do systemu. Sterowane wielkością podciśnienia pompy próżniowe nie będą mogły w takim przypadku wytworzyć podciśnienia wyłączenia pompy z ruchu. Istotą rozwiązania pompowni próżniowo-lewarowej według wynalazku, jest wyodrębnienie z obiektu pompowni zrzutowej studni lewarowej, do której wprowadzony jest rurociąg podciśnieniowy, połączony ze zbiornikiem próżniowym przewodem zasyfonowanym na wysokość zabezpieczającą przed przypadkowym zassaniem ścieków do powietrznej instalacji próżniowej. Na przewodzie tym, przy zbiorniku próżniowym zainstalowany jest zawór odcinający sterowany w cyklu czasowy, chroniący przed długotrwałą pracą pompy próżniowej w przypadku wystąpienia nieszczelności systemu podciśnieniowego. Zadaniem pompowni próżniowo-lewarowej według wynalazku jest wytwarzanie i utrzymywanie dyspozycyjnego podciśnienia, akumulowanego w zbiorniku próżniowym, niezbędnego do podnoszenia ścieków rurociągami sieci podciśnieniowej, w celu zapewnienia ciągłości lewarowego ich przepływu do zrzutowej studni lewarowej. Ścieki ze studni lewarowej, stosownie do warunków miejscowych, są bezpośrednio odprowadzane do odbiornika grawitacyjnie lub układem tłocznym za pomocą pomp zanurzonych w studni lewarowej, albo są zasysane przy wykorzystaniu dyspozycyjnego podciśnienia do szczelnego zbiornika pośredniego, skąd mogą być zrzucane grawitacyjnie lub podnoszone za pomocą pomp zanurzonych w zbiorniku czerpalnym do odbiornika. W odniesieniu do znanych rozwiązań pompowni dla kanalizacji podciśnieniowej, pompownia próżniowo-lewarowa według wynalazku ma relatywnie zmniejszone wymiary gabarytowe obiektu i mniejszą kubaturę części podziemnej o dużym zagłębieniu, ograniczoną do studni lewarowej. W szczególności wyeliminowano kubaturę związaną z dublowaniem układu technologicznego przy przemiennej pracy urządzeń pompowni. Wyodrębnienie studni lewarowej z obiektu pompowni ułatwia wykonanie jej metodą "wypłukiwania", a nie wymagającą odwodnienia. Studnia ta przejmuje funkcję zbiornika zrzutowego o o pojemności retencyjnej zapewniającej ciągłość odbioru ścieków. Nawet w przypadku zaniku podciśnienia w zbiorniku próżniowym, ścieki nadal spływają do studni lewarowej, co korzystnie wpływa na niezawodność działania systemu odprowadzania ścieków. Ponadto, otwarta studnia lewarowa umożliwia wentylację kanalizacji podciśnieniowej, przeciwdziałającą niekorzystnemu procesowi zagniwania ścieków. Wentylacja odbywa się przez kanał grawitacyjny włączony do studni lewarowej, odprowadzający ścieki z najbliższego rejonu zabudowy, punktu zlewnego i potrzeb własnych pompowni. Zaletą pompowni według wynalazku jest ograniczenie armatury sterującej, w tym zwłaszcza wyeliminowanie zasuw lub przepustnic i zaworów zwrotnych, kosztownych i zawodnych w działaniu na rurociągach ściekowych. Pozostawione zawory zostały zainstalowane wyłącznie na przewodach powietrznych instalacji próżniowej o mniejszej średnicy. Uproszczone zostało

4 również sterowanie pompami ściekowymi bez konieczności uprzedniego zamykania zasuw odcinających. Podciśnienie wytwarzane w zbiorniku próżniowym zostało racjonalnie wykorzystane zarówno do utrzymania ciągłości lewarowego odprowadzania ścieków do studni lewarowej, jak i do miejscowego podnoszenia ścieków do zbiornika pośredniego pompowni. W wielu przypadkach umożliwia to grawitacyjny zrzut ścieków do położonego wyżej odbiornika lub zmniejsza wysokość podnoszenia pomp ściekowych zainstalowanych w zbiorniku pośrednim. Istotnymi zaletami pompowni według wynalazku jest uniwersalne zastosowanie stosownie do warunków miejscowych. Obiekt może spełniać funkcje pompowni próżniowo-lewarowej z układem grawitacyjnym, wymuszającej lewarowy przepływ ścieków w sieci rurociągów podciśnieniowych do studni lewarowej i grawitacyjny zrzut ścieków do odbiornika lub pompowni próżniowo-lewarowej z układem tłocznym z pompą zanurzoną w studni lewarowej, podnoszącą ścieki do odbiornika. Pompownia próżniowo-lewarowa z układem zasysająco-grawitacyjnym jest wyposażona w zbiornik pośredni, przejmujący ścieki ze studni lewarowej przy wykorzystaniu dyspozycyjnego podciśnienia wytworzonego w zbiorniku próżniowym i zrzucający ścieki do odbiornika po uprzednim rozhermetyzowaniu. Wprowadzenie pomp zanurzonych do zbiornika pośredniego nadaje obiektowi cechy pompowni próżniowo-lewarowej z układem zasysająco-tłocznym. Ponadto, uproszczona pompownia próżniowo-lewarowa, bez części ściekowej, może być zastosowana, jako pompownia pośrednia do wspomagania próżniowego wielostopniowych systemów kanalizacji podciśnieniowej o zwiększonym zasięgu oraz do modernizacji istniejących pompowni ścieków w tradycyjnych układach kanalizacyjnych, rozbudowywanych przy założeniu próżniowo-lewarowego odprowadzania ścieków. W konsekwencji, pompownie próżniowo-lewarowe są bardziej funkcjonalne, tańsze w realizacji i mniej energochłonne, niż znane dotychczas pompownie dla systemów kanalizacji podciśnieniowej. Przedmiot wynalazku jest bliżej przedstawiony w przykładach wykonania, uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pompownię próżniowo-lewarową z układem grawitacyjnym, fig. 2 - pompownię próżniowo-lewarową z układem tłocznym, fig. 3 - pompownię próżniowo-lewarową z układem zasysająco-grawitacyjnym i fig. 4 - pompownię próżniowolewarową z układem zasysająco-tłocznym. Pompownia przedstawiona na fig. 1 ma zrzutową studnię lewarową 1, z wprowadzonym do niej rurociągiem podciśnieniowym 2, zakończony wylotową rurą lewarową 3, połączonym przewodem syfonowym 4 przechodzącym w przewód powietrzny 5 ze zbiornikiem akumulacyjnym próżniowym 6 w jego górnej części. Na przewodzie 5 zainstalowany jest osadnik 7 do zatrzymywania zanieczyszczeń stałych, zawór zwrotny 8 do utrzymywania podciśnienia w rurociągu podciśnieniowym, manowakuometr 9 do kontroli podciśnienia po stronie sieciowej, zawór automatyczny 10 sterowany w cyklu czasowym, odcinający siec rurociągów podciśnieniowych. Do zbiornika 6 włączona jest również instalacja próżniowa 11 z pompami próżniowymi 12, roboczą i rezerwową. Pompy 12 odcinane są od instalacji próżniowej zaworami zwrotnymi 14, utrzymującymi podciśnienie w zbiorniku próżniowym 6 oraz zaworami odcinającymi 15 sterowanymi ręcznie. Na przewodzie próżniowym 11 umieszczony jest manowakuometr 16 do ciśnieniowego sterowania cyklem pracy pomp próżniowych 12. Zbiornik próżniowy 6 odcięty jest od instalacji próżniowej zaworem 17 sterowanym ręcznie dla celów montażowych. W dolnej części zbiornika próżniowego 6 umieszczony jest spust 18 skroplin z zaworem odcinającym 19, otwieranym ręcznie, skierowany nad kratkę ściekową 20 połączoną przykanalikiem 21 ze studnią lewarową 1. Pompownia obudowana jest obiektem osłonowym 22 z wyprowadzoną na zewnątrz rurą 23, z zaworami odcinającymi 24, do odprowadzania gazów odlotowych z pomp próżniowych 12. Na figurze 2 rysunku pompownia wyposażona jest w pompy 25, roboczą i rezerwową, zanurzone w studni lewarowej 1, z rurociągami tłocznymi 26, wyposażonymi w zawory zwrotne 27 i zasuwy lub przepustnice odcinające 28, sterowane automatycznie w celu zamiennego przełączania pomp ściekowych w przypadku awarii pompy roboczej. Figura 3 rysunku przedstawia pompownię wyposażoną w rurociąg zasysający 29, którym ścieki ze studni lewarowej 1 zasysane są przy wykorzystaniu dyspozycyjnego podciśnienia w zbiorniku próżniowym 6, do szczelnego zbiornika pośredniego 30. Przewód próżniowy 31,

5 łączący zbiornik pośredni 30 ze zbiornikiem próżniowym 6 ma zainstalowany osadnik 32, zawór zwrotny 33, manowakuometr 34 do kontroli podciśnienia w zbiorniku pośrednim 30 oraz zawór odcinający 35, sterowany automatycznie o zawór odcinający 36, sterowany ręcznie dla celów montażowych. Ze zbiornika 30 wyprowadzony jest króciec z zaworem napowietrzającym 37, sterowany automatycznie. Po napełnieniu zbiornika pośredniego 30 powoduje zamknięcie zaworu 36 i otwarcie zaworu 37 w celu rozhermetyzowania zbiornika na czas grawitacyjnego zrzutu ścieków kanałem 40 do odbiornika. Po opróżnieniu zbiornika 30 czujnik poziomu minimalnego 39 powoduje zamknięcie zaworu 37 i otwarcie zaworu 35 w celu ponownego zasysania ścieków w kolejnym cyklu pracy zbiornika pośredniego. W przypadku spadku podciśnienia w zbiorniku próżniowym 6 i wystąpienia ciśnienia włączenia pomp próżniowych 12, następuje cykl pracy pompy roboczej aż do osiągnięcia ciśnienia wyłączenia pomp próżniowych. Na figurze 4 rysunku pompownia wyposażona jest w pompy ściekowe 41, robocze i rezerwową, zanurzone w zbiorniku pośrednim 30, odprowadzające ścieki do odbiornika przewodem tłocznym 42, z zaworem zwrotnym 43 i zasuwą lub przepustnicą 44 sterowaną automatycznie przy przełączaniu pompy roboczej na rezerwową w przypadku awarii. Po napełnieniu zbiornika 30 czujnik poziomu maksymalnego38 powoduje automatyczne włączenie pomp ściekowych 41. Po częściowym opróżnieniu zbiornika 30 czujnik poziomu średniego 45 steruje zamknięciem zaworu napowietrzającego 37 w celu wytworzenia wstępnego podciśnienia, a po całkowitym opróżnieniu roboczej pojemności zbiornika czujnik poziomu minimalnego 39 powoduje wyłączenie pomp ściekowych 41 i otwarcie zaworu odcinającego 35 dla uzupełnienia podciśnienia ze zbiornika próżniowego 6 w ponownym cyklu pracy zbiornika pośredniego 30. Ponadto, w instalacji próżniowej pompowni próżniowo-lewarowej (fig. 1, 2, 3 i 4) jest zainstalowany zawór odcinający 10 odcinający przewód próżniowy 5 od rurociągu podciśnieniowego 2 i wylotowej rury lewarowej 3, sterowany automatycznie w cyklu czasowym. Przy przedłużającym się czasie pracy pompy próżniowej 12, spowodowanym zasysaniem powietrza przez nieszczelność na niedomkniętym zaworze opróżniającym sieci podciśnieniowej, następuje automatyczne zamknięcie zaworu 10, umożliwiające osiągnięcie w zbiorniku próżniowym 6 podciśnienia wyłączenia pompy próżniowej z ruchu. Ponowne otwarcie zaworu 10 następuje po ustalonym czasie, stwarzającym potencjalne warunki samouszczelnienia się systemu ściekami dopływającymi do komór zbiorczych i odblokowania niedomkniętego zaworu uszczelniającego.

6

7 Fig. 3 Fig. 4

8 Fig. 1 Fig. 2 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.