專利名稱：糞便的輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空下水道系統(tǒng)，用于輸送糞便到收集容器，市政下水道或類似的地方。
一個(gè)與真空下水道系統(tǒng)相關(guān)的基本問(wèn)題是它們產(chǎn)生的噪音太大。當(dāng)下水道閥打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)，和空氣吸入到打開(kāi)的下水道時(shí)產(chǎn)生噪音。真空下水道技術(shù)要求緊跟著需要輸送的廢料立即吸入相當(dāng)多的空氣，快速流入到下水道中。還有下水道閥必須很快地打開(kāi)和關(guān)閉。這些作用造成顯著地產(chǎn)生噪音的壓力變化。
在大的真空下水道系統(tǒng)中降低噪音水平是很困難的。這是因?yàn)殚L(zhǎng)的下水道有大的總?cè)莘e，這意味著必須將大量的空氣吸入到下水道中。
本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種下水道裝置，它完全是根據(jù)真空下水道技術(shù)，它可很適合應(yīng)用于，特別是，大型的真空下水道系統(tǒng)中，該裝置中噪音水平低和很容易實(shí)現(xiàn)操作控制。
按照本發(fā)明，提供了一種如接著的權(quán)利要求1所要求的真空下水道系統(tǒng)。這種類型的真空下水道系統(tǒng)把真空下水道技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)與低噪音水平結(jié)合起來(lái)，而不管下水道的容積是否很大。
本發(fā)明是根據(jù)兩個(gè)觀察到的現(xiàn)象。第一須通過(guò)衛(wèi)生單元，即抽水馬桶引入到下水道中的空氣量越少，產(chǎn)生的噪音也越小。第二，在抽空衛(wèi)生單元時(shí)，如果可以降低所討論的空氣流的平均速度，也減小噪音的水平。
按照本發(fā)明，從衛(wèi)生單元，即抽水馬桶抽空和輸送糞便是用兩個(gè)階段完成，兩者都抽入到真空下的下水道。在第一階段，實(shí)現(xiàn)糞便輸送，大家知道，在真空下從第一下水道部分進(jìn)入到中間容器。盡可能使得輸送的距離短和加真空的體積相對(duì)較小。不管真空下水道系統(tǒng)總的尺寸，糞便輸送的第一階段可以在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)提高功能上的可靠性，因?yàn)榭梢孕拚麡?biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)使它的功能度最優(yōu)化。從美國(guó)專利5,133,853號(hào)已知有這類初始功能的小尺寸的真空下水道裝置。它們的主要不足在于真空誘導(dǎo)的糞便輸送終止在中間的容器。從那里開(kāi)始，糞便必須用加壓空氣或另一種加壓載體輸送。在大系統(tǒng)中這確實(shí)使人煩惱。按照本發(fā)明，整個(gè)糞便輸送的機(jī)理是根據(jù)真空下水道技術(shù)，在任何輸送階段除了大氣不需要加壓載體。因此，按照本發(fā)明的系統(tǒng)可以應(yīng)用在大型的真空下水道網(wǎng)絡(luò)中，如客輪式各類旅店中。由于本發(fā)明特定的特征，真空網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模對(duì)噪音水平?jīng)]有負(fù)面的影響。
優(yōu)點(diǎn)是按照本發(fā)明的系統(tǒng)，包括控制糞便輸送第一階段的機(jī)構(gòu)，所以通過(guò)衛(wèi)生單元流入到中間容器的空氣把中間容器的壓力提高到至少接近大氣壓的水平。這就減小了空氣流的平均速度，也就減小了噪音水平。另一方面，適當(dāng)?shù)剡x擇中間零器的大小，從而在第一輸送階段之后，容器中包含足夠體積的空氣，以便在實(shí)現(xiàn)第二階段糞便輸送時(shí)不需要補(bǔ)充外部的空氣到中間容器或到它的下水道下游部分。如果不需補(bǔ)充外部空氣，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)保持相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單，就減小可能產(chǎn)生泄漏點(diǎn)的數(shù)目。如果衛(wèi)生單元是抽水馬桶，推薦中間容器的容積至少是4升。最好是比較大些，例如10到15升。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一下水道部分的下游端形成倒的U字形，注入到中間容器的上部中。第一下水道部分的下游端應(yīng)該比中間容器中收集的污水表面明顯地高出一段。因此，在中間容器中和第一下水道部分中有一定體積的空氣，這在技術(shù)上對(duì)第二階段的糞便輸送是有利的。
如果第一下水道部分保持相當(dāng)短，在其中的糞便輸送造成的噪音就會(huì)盡可能地小。一般來(lái)說(shuō)，第一下水道部分從它的下水道閥到它在中間容器中的下游端的總長(zhǎng)度，最多3米，最好為2米。
在真空下水道中，物料輸送，特別是靠近衛(wèi)生單元的下游，向上方向一般做得最可靠。如果第一下水道部分的下游端明顯地高于它的上游端，這是有利的。
在糞便輸送的第一階段和第二階段用系統(tǒng)的真空發(fā)生裝置維持在所謂的“系統(tǒng)真空”，以便利用相同的真空水平，這是有利的。這個(gè)真空水平最好給定在下水道中的絕對(duì)壓力為大氣壓的約75％-30％。如果下水道中的絕對(duì)壓力約為大氣壓的65％-40％，通常達(dá)到最好的操作可靠性。
如果中間容器的容積是可變的，并可通過(guò)可動(dòng)的機(jī)構(gòu)，如膜片，活塞式類似物進(jìn)行控制，就能提高糞便輸送的第一階段的效率。這個(gè)概念是在糞便輸送第一階段開(kāi)始時(shí)保持中間容器的容積很小，和到這個(gè)階段結(jié)束時(shí)容積擴(kuò)大。這就提高了糞便輸送第一階段的效率。在有利的實(shí)施方案中，控制中間容器容積的機(jī)構(gòu)是壓力操作的。最好是由“系統(tǒng)真空”操作。這樣，中間容器容積的變化可以適合糞便輸送的第一階段，從而中間容器的容積在輸送的第一階段開(kāi)始時(shí)自動(dòng)顯著地小于該階段結(jié)束時(shí)的容積。在容積控制機(jī)構(gòu)的作用和下水道閥的作用之間互相連接有段時(shí)間是有利的。如果容積的變化是通過(guò)下水道閥的操作機(jī)構(gòu)氣動(dòng)控制的話，這是可以做到的。這樣的系統(tǒng)最有可能以對(duì)系統(tǒng)作用最有利的方式控制中間容器的容積。同時(shí)控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)保持相當(dāng)簡(jiǎn)單并根據(jù)先前已經(jīng)應(yīng)用在真空下水道系統(tǒng)中的控制技術(shù)。
通過(guò)布置中間容器經(jīng)第二下水道閥連接到第二下水道部分，可以簡(jiǎn)化按照本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。第二下水道閥它的開(kāi)和關(guān)閉運(yùn)動(dòng)與將衛(wèi)生單元連接到第一下水道部分的下水道閥的動(dòng)作相連接?；舅悸肥钱?dāng)一個(gè)下水道閥開(kāi)啟時(shí)另一個(gè)關(guān)閉，反之亦然。通過(guò)布置下水道管使兩個(gè)下水道閥互相靠近到它們的操作機(jī)構(gòu)可以機(jī)械地互相連接，可以很容地達(dá)到上述這樣作用上的連接。另一種是，兩個(gè)下水道部分可以連接到同一個(gè)盤(pán)形閥上，使得閥盤(pán)中通流開(kāi)口可以與兩個(gè)下水道部分中的一個(gè)或另一個(gè)對(duì)齊。
在實(shí)踐中減小噪音水平的最好辦法是將衛(wèi)生單元安裝在室內(nèi)，而把中間容器安裝在墻外或室內(nèi)任何有限制的區(qū)域內(nèi)。當(dāng)在糞便輸送的第一階段中充滿中間容器時(shí)和當(dāng)在糞便輸送的第二階段中抽空中間容器時(shí)室內(nèi)的有限區(qū)域?qū)Ξa(chǎn)生的噪音起到隔離作用。
下面，將參考所附的示意圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加充分的描述，附圖有

圖1表示抽水馬桶采用的按照本發(fā)明的系統(tǒng)；和圖2表示圖1的系統(tǒng)中兩個(gè)下水道閥怎樣可以在功能上互相連接起來(lái)。
在附圖中，1表示真空的抽水馬桶，2是與其連接的第一下水道部分。第一下水道部分2引入到中間容器3。從抽水馬桶1輸送糞便物料由下水道閥4控制，通常該閥是關(guān)閉的，如果在下水道2中有足夠強(qiáng)度的真空可有效地輸送抽水馬桶的糞便，那末該閥可以打開(kāi)。由真空泵5產(chǎn)生系統(tǒng)的真空。
從中間容器3引出另一根下水道管6。這根管子在它的上游端有下水道閥7，原則上它與下水道閥4以相同的方式工作。當(dāng)下水道閥4關(guān)閉時(shí)下水道代7保持開(kāi)啟，但當(dāng)下水道閥4要打開(kāi)時(shí)下水道閥7則關(guān)閉。下水道管6引到貯罐21，它可以通過(guò)裝置(未表示)與管6分離，以便允許貯罐處于大氣壓下，而不管真空泵連續(xù)維持管6中的真空約為一半的大氣壓。這類的裝置是已知的，例如從下列專利出版物中，美國(guó)專利3,629,099；4,184,506；4,034,421和4,246,925號(hào)。如這里所用的那樣，詞“貯罐”包括任何類型糞便的目的地，如圖1和2中說(shuō)明的收集容器，或公共的下水道管線。
圖1中所示裝置的作用如下壓力傳感器控制真空泵5，使泵連續(xù)保持下水道管6中約一半大氣壓的真空，但在上限和下限之間有一定的波動(dòng)。在裝置的靜止?fàn)顟B(tài)，在中間容器3和下水道管2中也達(dá)到同樣的真空度。為抽空抽水馬桶1，閥7關(guān)閉和閥4打開(kāi)。因此，大氣壓迅速把抽水馬桶中存積的糞便壓到下水道管2中，并通過(guò)那里到中間容器3。閥4保持打開(kāi)要足夠長(zhǎng)，以便把中間容器3中的壓力提高到大氣壓左右的水平，這需要1秒或幾秒的時(shí)間。然后閥4關(guān)閉和閥7打開(kāi)，由于在管道6中的真空，中間容器3中在大氣壓下的空氣把收集在中間容器中的糞便壓入管道6。閥7保持打開(kāi)，因而由真空泵5產(chǎn)生的真空又傳到中間容器3和管道2。
系統(tǒng)的功能由控制裝置9控制，抽水馬桶要求沖洗的按鈕10與該裝置連接?？刂蒲b置9的作用是大家知道的，因而這里不再解釋?？刂蒲b置9可以是在真空下水道系統(tǒng)中通常所用的裝置，由芬蘭，赫爾辛基的依維克國(guó)際奧依公司(Evac International Oy)制造，以商標(biāo)EVAC90出售。通過(guò)單向閥17這個(gè)裝置與連續(xù)在真空下的真空下水道部分連接。通過(guò)壓下壓接鈕10，起動(dòng)控制裝置9?？刂蒲b置9包括機(jī)構(gòu)用來(lái)連接同系統(tǒng)的真空源5相連的各個(gè)不同操作裝置，從而控制下水道閥4和7的作用和開(kāi)、關(guān)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，和控制與抽水馬桶連接的沖洗水管道22的關(guān)閉閥18的作用和開(kāi)、關(guān)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
通過(guò)在中間容器3裝設(shè)控制它容積的裝置可以實(shí)現(xiàn)所描述的功能。在圖1中，這樣的裝置有可移動(dòng)的氣密的柔性膜11安裝在容器3的上部。當(dāng)容器3在真空狀態(tài)時(shí)，膜11在它的低位，被大氣壓壓在支持板12上。那時(shí)容器3的內(nèi)部容積是最小的，在圖示的實(shí)施方案中，這時(shí)容積約為5-7升。當(dāng)下水道閥4打開(kāi)，控制裝置9通過(guò)管道14把容器3膜片11上方的空間，該空間也是約5-7升，連接到系統(tǒng)的真空源，從而使膜片11取虛線所示的位置，接近容器3上部的內(nèi)表面。膜片11保持在這個(gè)位置，直到下水道閥4又被關(guān)閉。在這種情況下，在下水道閥7打開(kāi)之前，在容器3中的壓力是大氣壓，它保持膜片11在膜片的高位，甚至當(dāng)裝置9不再在膜片的上側(cè)保持真空時(shí)也是這樣。
描述的整個(gè)裝置有下述優(yōu)點(diǎn)中間容器3的容積在開(kāi)始時(shí)是小的，這意味著將糞便從抽水馬桶1輸送到容器3所需的空氣量也是相當(dāng)小。這幫助減小噪音的水平。當(dāng)容器3的容積通過(guò)膜片11的運(yùn)動(dòng)擴(kuò)大時(shí)，通過(guò)下水道閥4附加的空氣流入到容器3，這個(gè)空氣流的速度相對(duì)較低，所以不會(huì)產(chǎn)生太大的噪音。
為了防止中間容器3中積存的糞便反流到管道2中，下水道部分2的下游端注入到中間容器3自由內(nèi)部空間的上部是有利的，最好使下水道部分2的下游端形成倒的U字形，如圖1中所示那樣。下水道部分2從閥4到下水道部分的下游端的總長(zhǎng)度，按照?qǐng)D1的實(shí)施方案，約1.5米。在這個(gè)長(zhǎng)度中大部分是向上朝向的，為獲得有效的糞便物料真空吸入輸送，這樣是有利的。
在圖2表示的實(shí)施方案中，以盤(pán)形閥的形式設(shè)置下水道閥4和7。在美國(guó)專利4,713,847號(hào)中表示了適合這個(gè)目的的一種閥的類型。閥4和7組合成一個(gè)閥裝置15連接到管道2也連接到管道6。在閥裝置15的殼體內(nèi)，有可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形閥盤(pán)23，從操作裝置16接受它的運(yùn)動(dòng)功率。閥盤(pán)23可以有一個(gè)流通的開(kāi)口24，它交替地取與管道2或管道6相對(duì)齊的位置，或者有兩個(gè)流通的開(kāi)口，其中一個(gè)離開(kāi)管道2位置時(shí)另一個(gè)移到管道6的位置，或者相反。如果使用兩個(gè)流通的開(kāi)口，在圖示的實(shí)施方案中，有可能設(shè)置閥體(盤(pán)23)的運(yùn)動(dòng)使得閥盤(pán)23所需的轉(zhuǎn)動(dòng)角度比使用一個(gè)流通開(kāi)口時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)角度小。當(dāng)只有一個(gè)流通孔時(shí)，也有可能管道2，6不是相對(duì)盤(pán)23的轉(zhuǎn)動(dòng)軸徑向?qū)ΨQ布置，相反是成一角度互相靠近。代替可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形閥盤(pán)，閥體可以有許多不同的形式，例如扇形板(它是放置在閥內(nèi)的部分盤(pán)，或者小于360度的扇形)，或者線性移動(dòng)的板。組合閥15的操作單元16可以裝設(shè)為真空控制的裝置，由“系統(tǒng)真空”和大氣之間的壓差提供動(dòng)力，或電動(dòng)的裝置以及其他的裝置。
抽水馬桶1安裝在室19內(nèi)。與其相連的中間容器3和控制裝置最好位于室19墻壁20的另一側(cè)，以便減小室19內(nèi)的噪音水平。
本發(fā)明并不局限于所示的各個(gè)實(shí)施方案，但是在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以有各種修改。
權(quán)利要求
1.一種真空下水道系統(tǒng)包括在周期抽空循環(huán)下應(yīng)用的衛(wèi)生單元(1)，第一下水道管(2)，通過(guò)常閉的第一下水道閥(4)與衛(wèi)生單元相連，在第一下水道管(2)中產(chǎn)生真空的機(jī)構(gòu)(5)，及依序操作第一下水道閥從衛(wèi)生單元(1)通過(guò)第一下水道管(2)而進(jìn)行真空吸入糞便輸送的機(jī)構(gòu)，其特征在于，以兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)從衛(wèi)生單元(1)糞便物料的真空輸送，第一階段包括已知的從衛(wèi)生單元(1)通過(guò)所述的第一下水道管(2)將糞便輸送到中間容器(3)，第二階段包括，當(dāng)衛(wèi)生單元(1)和第一下水道(2)之間的連接關(guān)閉時(shí)，在真空下將糞便從中間容器(3)通過(guò)第二下水道閥(7)和第二下水道管(6)輸送到收集機(jī)構(gòu)(21)或污水機(jī)構(gòu)。
2.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)包括控制機(jī)構(gòu)(9)，用于在真空輸送的第一階段保證有足夠的空氣通過(guò)衛(wèi)生單元(1)流入到中間容器(3)，并保證在中間容器(3)中的壓力升高到至少接近大氣壓。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于中間容器(3)的尺寸做成在糞便輸送第一階段后能保留足夠的空氣，以便保證不需外界空氣補(bǔ)充就能適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)第二階段的糞便輸送。
4.按照權(quán)利要求1，2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于中間容器的容積至少4升，最好10～15升。
5.按照上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于第一下水道管(2)的下游端進(jìn)入到中間容器(3)的上部。
6.按照上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于第一下水道管(2)從第一下水道閥(4)到第1下水道管的下游端的總長(zhǎng)度最長(zhǎng)為3米最好為2米。
7.按照上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于第一下水道管(2)的下游端顯著地高于第一下水道閥(4)。
8.按照上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于真空系統(tǒng)中所用壓力的通常水平，是公知的大氣壓的約75％到30％，最好為65％-40％。
9.按照上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于中間容器(3)的容積通過(guò)可移動(dòng)的機(jī)構(gòu)(11)進(jìn)行控制。
10.按照權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于可移動(dòng)機(jī)構(gòu)(11)的位置是壓力控制的，最好由真空發(fā)生機(jī)構(gòu)(5)所產(chǎn)生的真空來(lái)控制，從而使得在糞便輸送第一階段開(kāi)始時(shí)中間容器(3)的容積顯著地小于糞便輸送第一階段結(jié)束時(shí)的容積。
11.按照權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，每個(gè)從屬于權(quán)利要求2時(shí)，其特征在于在可移動(dòng)機(jī)構(gòu)(11)的操作和第一下水道閥(4)的操作之間有段相關(guān)連接的時(shí)間，可移動(dòng)機(jī)構(gòu)(11)的操作最好通過(guò)所述的控制機(jī)構(gòu)(9)氣動(dòng)控制，控制機(jī)構(gòu)也控制下水道閥(4)的操作。
12.按照上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于第二下水道閥(7)的開(kāi)、關(guān)運(yùn)動(dòng)在功能上最好是機(jī)械地與第一下水道閥(4)的功能相接，從而當(dāng)一個(gè)下水道閥打開(kāi)時(shí)另一個(gè)關(guān)閉，反之亦然。
13.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)的安裝，其特征在于衛(wèi)生單元(1)位于室內(nèi)(19)，和中間容器(3)位于室內(nèi)(19)的墻壁(20)或限定表面之外。
全文摘要
真空下水道系統(tǒng)包括在周期抽空循環(huán)下應(yīng)用的衛(wèi)生單元(1);第一下水道管(2);產(chǎn)生真空的機(jī)構(gòu)(5);及依序操作第一下水道閥從衛(wèi)生單元通過(guò)第一下水道管(2)進(jìn)行真空吸入糞便輸送的機(jī)構(gòu)。以兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)從衛(wèi)生單元糞便物料的真空輸送。第一階段包括從衛(wèi)生單元將糞便輸送到中間容器第二階段包括,當(dāng)衛(wèi)生單元(1)和第一下水道管之間的連接關(guān)閉時(shí),在真空下將糞便從中間容器(3)通過(guò)第二下水道閥(7)和第二下水道管(6)輸送到收集機(jī)構(gòu)(21)。
文檔編號(hào)E03D11/13GK1260429SQ9912690
公開(kāi)日2000年7月19日 申請(qǐng)日期1999年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月23日
發(fā)明者H·奧林 申請(qǐng)人:埃瓦克國(guó)際有限公司