DE1955164C3 - Abwasser-Pumpstation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abwasser-Pumpstation mit mindestens einer über Flur aufgestellten Abwasserpumpe, die an ein mit einer Vakuumpumpe in Verbindung stehendes Standrohr angeschlossen ist.

Wegen des hohen Verschmutzungsgrades des Abwassers lassen sich in Abwasser-Pumpstationen keine üblichen selbstansaugenden Pumpen verwenden. Es sind zwar auch selbstansaugende Abwasserpumpen bekannt. Diese sind jedoch wegen ihrer komplizierten Strömungsführung gegen Verstopfen anfällig. Weiter ist ihre Ansaughöhe begrenzt.

Bei bekannten Abwasser-Pumpstationen mit Vakuumentlüftung ist zur Entlüftung der Pumpe das Pumpensaugrohr über den Sauganschluß der Abwasserpumpe nach oben verlängert. Diese Verlängerung ist als sogenanntes Standrohr bekannt. An das obere Ende ist über eine mit geringerem Querschnitt versehene '·■> Saugleitung ein Vakuumkessel angeschlossen. Das Vakuum in diesem Kessel wird durch eine Vakuumpumpe erzeugt und aufrechterhallen, die durch ein Kontaktmanometer gesteuert ist. Der Inhalt des Vakuumkessels liegt dabei in der Größenordnung von 500 I Das Standrohr muß dabei eine solche Höhe haben, daß sichergestellt ist, daß auch bei ungünstigsten Arbeitsbedingungen kein Abwasser in die Verbindungsleitung zum Vakuumkessel gelargen kann. Weiter darf die durch das Vakuum im Standrohr gehaltene Wassersäule nicht unter die Oberkante des Pumpenansaugrohres absinken, da sonst durch Lufteinbruch die Förderung der Abwasserpumpe unterbrochen wird. Aus den verschiedenen Bedingungen einer derartigen druckabhängig arbeitenden Anlage ergibt sich bei einer normalen Abwasserpumpe für einen störungsfreien Betrieb eine erhebliche Standrohrhöhe, die bis zu 5 m betragen kann und auf die der Bau des Pumpenhauses abgestellt sein muß. Da bei derartigen Anlagen die Saugleitung dauernd unter einem relativ hohen Vakuum (in der Größenordnung von 0,3 bar) steht, wird insbesondere die Dichtung der Abwasserpumpe ständig durch das Vakuum belastet und bei stehender Pumpe Luft durch die Wellendichtung eingesogen. Dies führt zur Austrocknung und schnellem Undichtwerden der Packung. Wird das Vakuum abgelassen, benötigt die Pumpe eine längere Zeit, um betriebsbereit zu sein, da zunächst in einem relativ großen Volumen das benötigte Vakuum erzeugt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abwasser-Pumpstation zu schaffen, die mit einem sehr viel kürzeren Standrohr auskommt und es darüber hinaus ermöglicht, die Entlüftung der Abwasserpumpe in kurzer Zeit durchzuführen, so daß ohne weiteres das Vakuum auch während relativ kurzer Betriebspausen aufgehoben werden kann, damit die Belastung der Wellendichtung bei Stillstand der Pumpe entfällt und die Pumpe auch nicht ständig dem Korrosionsangriff des Abwassers ausgesetzt ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vakuumpumpe unmittelbar am Standrohr angeschlossen ist und daß im Standrohr im Abstand unterhalb des Saugstutzens der Vakuumpumpe auf den Wasserstand im Standrohr ansprechende Schaltmittel zum Einschalten der Hauptpumpe und Ausschalten der Vakuumpumpe angeordnet sind.

Bei einer Anlage gemäß der Erfindung genügt unter Zugrundelegung der gleichen Betriebsdaten wie oben bei der Anlage mit Entlüftung über einen Vakuumkessel eine Standrohrhöhe von etwa 1 m. Da zwischen den Schaltmitteln und dem Anschluß der Vakuumpumpe nur ein kleiner Sicherheitsabstand zu bestehen braucht, der etwa in der Größenordnung von 20 cm liegt, ist das Luttvolumen im Standrohr beim Einschalten der Abwasserpumpe etwa um zwei Größenordnungen kleiner als bei den bekannten Anlagen. Damit tritt durch die Druckabsenkung in der Saugleitung beim Einschaiten der Abwasserpumpe nur eine sehr geringfügige Expansion dieses Luftvolumens und, damit verbunden, nur eine sehr geringfügige Absenkung des Flüssigkeitsspiegels im Standrohr ein. Da die erfindungsgemäße Anlage im Gegensatz zu den bekannten Anlagen, die druckabhängig arbeiten, wasserstandsabhängig wirkt, ist die Höhe des Standrohres auch unabhängig von der jeweiligen Ein- und Ausschalthöhe im Pumpensumpf sowie unabhängig von einem etwaigen Überstau im Pumpensumpf. Weiter entfallen bei der erfindungsgemäßen Anlage Verbindungsleitungen mit kleinen Querschnitten.

Zweckmäßig sind unterhalb der .Schaltmittel zum Einschalten der Abwasserpumpe weitere Schaltmittel

zum Wiedereinschalten der Vakuumpumpe angeordnet

Vorzugsweise weist bei Verwendung von Schwimmerschaltern für die Schaltmittel das Standrohr in dem Bereich, in dem die Schaltmittel angeordnet sind, eine Querschnittserweiterung auf.

Da das zu entlüftende Volumen relativ klein ist und damit auch nur eine relativ kurze Zeit zur Entlüftung benötigt wird, kann auch in relativ kui^en Betriebspausen das Vakuum aufgehoben und damit die Pumpendichtung entlastet werden. Zu diesem Zweck ist zweckmäßig auf dem Standrohr ein magneibetätigtes Belüftungsventil angeordnet, das bei Stillstand der Anlage geöffnet ist.

Bei einer Anlage mit liegend angeordneter Abwasserpumpe kann das Standrohr in bekannter Weise direkt auf das Saugrohr d?r Abwasserpumpe aufgesetzt sein.

Bei Anlagen mit vertikal aufgestellter Abwasserpumpe ist es zweckmäßig, das Standrohr auf einem gesonderten Saugrohr anzuordnen, das über eine mit einem Rückschlagventil versehene Überlaufleitung an einer Stelle mit der Druckleitung der Abwasserpumpe verbunden ist, die zwischen dem Druckstutzen der Abwasserpumpe und dem Rückschlagventil der Druckleitung liegt. Dabei kann für eine Mehrzahl von Abwasserpumpen ein einziges Standrohr angeordnet sein, das mit der Druckleitung aller Abwasserpumpen verbunden ist.

Bei einzelnen vci.^al aufgestellten Pumpen kann selbstverständlich wie bei bekannten Anlag· π mit vertikal aufgestellter Abwasserpumpe das Standrohr direkt auf der Saugleitung angeordnet und zur Entlüftung der Pumpe eine Entlüftungsleitung zwischen dem Druckstutzen der Pumpe und dem Standroiir angeordnet sein, in die ein Rückschlagventil eingebaut ist.

An Hand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

F i g. 1 zeigt eine Anlage mit liegender Pumpe; und

Fig. 2 zeigt eine Anlage mit vertikal aufgestellter Abwasserpumpe.

Bei den in der Zeichnung dargestellten Anlagen handelt es sich um Anlagen, bei denen die Pumpen über Flur aufgestellt und an je ein Saugrohr angeschlossen sind, das in einen üblichen Pumpensumpf P hinabreicht, der mit einem Abwasserzulauf versehen ist und in dem in üblicher Weise die Schaltmittel zum Einschalten der Pumpe bei einem vorgegebenen oberen Wasserstand und zum Ausschalten der Pumpe bei einem vorgegebenen Mindestwasserstand angeordnet sind.

Bei der Anlage nach F i g. 1 ist eine Abwasserpumpe 2 in liegender Bauart vorgesehen, die mit ihrem Saugstutzen 4 an ein Saugrohr 6 angeschlossen ist, das über den Pumpenanschlußkrümmer hinaus in Form eines Standrohres 18 verlängert ist.

Das Standrohr 18 ist vorzugsweise in Form eines Behälters mit gegenüber dem Saugrohr 6 vergrößertem Querschnitt ausgebildet. Auf dieses Standrohr 18 ist oben direkt eine Vakuumpumpe 20 angeflanscht. In dem üblichen Sicherheitsabstand von etwa 20 cm unterhalb des Anschlußflansches der Vakuumpumpe 20 ist in dem Standrohr 18 ein in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand arbeitendes Schaltmittel 22 angebracht. Zweckmäßig wird hierfür ein Schwimmerschalter benutzt. Es können aber auch andere Schaltmittel verwendet werden, die unter den durch den Schmutzgehalt des Abwassers ^ gegebenen Bedingungen einwandfrei arbeiten. Im Abstand unter dem Schaltmittel 22 ist ein weiteres in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand arbeitendes Schaltmittel 24 angeordnet Auf der Oberseite des Standrohrs 18 ist ein magnetbetätigtes Belüftungsventil 26 angeordnet, mit dem das Vakuum aufgehoben werden kann. Die Querschnittsfläche des Standrohrs braucht nicht größer zu sein als die Querschnittsfläche des Saugrohres. Die in dem Ausfühmngsbeispiel dargestellte Querschnittserweiterung ist im wesentlichen bestimmt durch die Forderung, daß die hier verwendeten Schwimmerschalter freigängig untergebracht werden müssen, und durch die Anordnung des Belüftungsventil:, neben der Vakuumpumpe.

Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt: Beim Einschalten der Anlage durch die in Abhängigkeit vom oberen Wasserspiegel im Pumpensumpf arbeitenden Schaltmittel wird zunächst die Vakuumpumpe 20 eingeschaltet. Die Vakuumpumpe entlüftet die Anlage so weit, bis der Flüssigkeitsspiegel das Schaltmittel 22 erreicht hat. Über diesen Schalter wird dann die Abwasserpumpe 2 eingeschaltet und die Vakuumpumpe ausgeschaltet.

Das beim Einschalten der Abwasserpumpe 2 in dem Standrohr 18 oberhalb des Wasserspiegels vorhandene Volumen liegt in der Größenordnung von etwa 10 bis 20 I. Dieses Volumen vergrößert sich durch die in der Saugleitung auftretende Druckabsenkung nur sehr geringfügig. Daraus ergibt sich, daß das Standrohr nur eine relativ kleine Bauhöhe zu haben braucht. Üblicherweise genügt es, wenn die Oberkante des Standrohrs 18 etwa 1 m oberhalb des Saugstutzens der Abwasserpumpe 2 liegt. Diese Bauhöhe ist unabhängig von dem maximalin Flüssigkeitsspiegel im Pumpensumpf. Unterschiede in der Höhe des oberen Einschaltwasserspiegels im Pumpensumpf wirken sich nur hinsichtlich des von der Vakuumpumpe 20 erzeugten Vakuums aus. Diese Pumpe erzeugt immer nur das Vakuum, das benötigt wird, damit die Flüssigkeitssäule das Schaltmittel 22 erreicht.

Mit dem Absinken des Flüssigkeitsspiegels im Pumpensumpf sinkt auch die Flüssigkeitssäule im Standrohr 18 proportional ab. Wenn bei großen Differenzen zwischen Einschalt- und Ausschalthöhe der Flüssigkeitsspiegel unter das Schaltmittel 24 absinkt, wird über dieses die Vakuumpumpe 20 während des Betriebes der Abwasserpumpe 2 wieder eingeschaltet und das Vakuum so weit erhöht, bis der Flüssigkeitsspiegel wieder das Schaltmittei 22 erreicht und die Vakuumpumpe 20 erneut abschaltet. Im Normalfall ist das Schaltmittel 24 eine Sicherung, falls durch Undichtigkeiten Luft oder aus dem Abwasser Gase in die Anlage gelangen, die das Vakuum verringern.

Da das gesamte zu entlüftende Volumen bei der Anlage relativ klein ist, kann während der Stillstandszeiten der Abwasserpumpe 2 das Vakuum aufgehoben, die Anlage also belüftet werden. Zu diesem Zweck kann das Belüftungsventil 26 so geschaltet werden, daß es automatisch öffnet, wenn die Abwasserpumpe zum Stillstand kommt.

Durch die beschriebene Anordnung ergeben sich auch bei vollständig entlüfteter Anlage sehr kurze Einschaltzeiten. Rechnerisch wird eine übliche Anlage in etwa 20 Sekunden entlüftet, so da3 die Anlage auch bei sehr starkem Abwasserzustrom zum Pumpensumpf vom voll belüfteten Zustand aus angefahren werden kann, ohne daß die Gefahr eines Überstaus auftritt.

Fi^. 2 zeigt eine Anlage mit vertikal aufgestellter Abwasserpumpe 28.

Für die Entlüftung ist ein vom Saugrohr 36 der Abwasserpumpe 28 unabhängiges Saugrohr 38 vorgese-

hen, auf das das oben beschriebene Standrohr 18 mit den Schaltmitteln 22, der Vakuumpumpe 20 und dem Belüftungsventil 26 aufgesetzt ist. Um Verstopfungen zu vermeiden, wird das Saugrohr 38 zweckmäßig im wesentlichen mit dem gleichen Durchmesser wie das Saugrohr 36 ausgebildet. Das Saugrohr 38 steht durch eine Überlaufleitung 40, in der eine Rückschlagklappe 42 eingebaut ist, mit dem Druckstutzen 30 der Abwasserpumpe 28 in Verbindung, und zwar ist die Überlaufleitung 40 zwischen dem Druckstutzen 30 und dem in der Druckleitung üblicherweise vorgesehenen Rückschlagventil 44 angeschlossen. Diese Verbindungsleitung hat zur Vermeidung von Verstopfungen zweckmäßig den gleichen Querschnitt wie das Saugrohr 38.

Bei einer solchen Anlage können mit einer einzigen Entlüftungsanlage mehrere Abwasserpumpen 28 entlüftet werden. Normalerweise werden in einer Anlage mit mehreren Pumpen diese Pumpen entsprechend dem Abwasseranfall nacheinander eingeschaltet. Dabei wird zweckmäßig jeweils nach dem Anlaufen der jeweils eingeschalteten Pumpe das Vakuum aufgehoben, so daß beim Einschalten jeder der Pumpen die Anlage erneut entlüftet wird. Dieses ist wegen der kurzen Entlüftungszeit kein Nachteil und stellt zugleich sicher, daß nach Abschalten einer Pumpe deren Rückschlagklappe, die durch das Vakuum in der Schließstellung gchalter würde, öffnen kann. Dieses ist wichtig, da nur be geöffneter Rückschlagklappe die Pumpe vor den s erneuten Anlaufen entlüftet werden kann.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform is das Standrohr 18 an das Saugrohr 38 oberhalb de; Anschlusses der Überlaufleitung 40 angeschlossen. Die hat den Vorteil, daß für Anlagen nach den F i g. 1 und Ί

ίο die gleichen Standrohre verwendet werden können Falls sich durch diese Anordnung jedoch unerwünsch große Bauhöhen ergeben, könnte die Anlage auch se ausgebildet sein, daß die Überlaufleitung bzw. die Überlaufleitungen 40 unmittelbar an das Standrohr angeschlossen werden.

Es ist selbstverständlich auch möglich, bei einei Vertikalpumpe das Standrohr in der in Fig. 1 dargestellten Weise auf das Saugrohr aufzusetzen unc dabei einen Überlauf zur Druckseite der Pumpe vorzusehen, der dann zur Vermeidung von Verstopfun gen mit einem dem Saugrohr entsprechenden Quer schnitt ausgebildet ist. Eine solche Ausbildung ist jedocl nur für Einzelpumpen gegenüber der Anlage nacl Fig. 2 wirtschaftlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Abwasser-Pumpstation mit mindestens einer über Flur aufgestellten Abwasserpumpe, die an ein mit einer Vakuumpumpe in Verbindung stehendes Standrohr angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe (20) unmittelbar am Standrohr (18) angeschlossen ist und daß im Standrohr im Abstand unterhalb des Saugstutzens der Vakuumpumpe auf den Wasserstand im Standrohr ansprechende Schaltmittel (22) zum Einschalten der Abwasserpumpe (2 bzw. 28) und Ausschalten der Vakuumpumpe angeordnet sind.

2. Abwasser-Pumpstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Schaltmittel (22) zum Einschalten der Abwasserpumpe (2 bzw. 28) weitere Schaltmittel (24) zum Wiedereinschalten der Vakuumpumpe (20) angeordnet sind.

3. Abwasser-Pumpstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Schwimmerschaltern für die Schaltmittel (22 und/ bzw. 24) das Standrohr (18) in dem Bereich, in dem die Schaltmittel angeordnet sind, eine Querschnittserweiterung aufweist.

4. Abwasser-Pumpstation nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Standrohr (18) ein magnetbetätigtes Belüftungsventil (26) angeordnet ist.

5. Abwasser-Pumpstation nach einem der Ansprüehe 1 bis 4 mit vertikal aufgestellter Abwasserpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß das Standrohr (18) auf einem gesonderten Saugrohr (38) angeordnet ist, das über eine mit einem Rückschlagventil (42) versehene Überlaufleitung (40) an einer Stelle mit der Druckleitung der Abwasserpumpe (28) verbunden ist, die zwischen dem Druckstutzen (30) der Abwasserpumpe und dem Rückschlagventil (44) der Druckleitung liegt.

6. Abwasser-Pumpstation nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß für eine Mehrzahl von Abwasserpumpen ein einziges Standrohr (18) angeordnet ist, das mit der Druckleitung aller Abwasserpumpen verbunden ist.

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