DE69313069T2

DE69313069T2 - Automatic circulation device in sewage pumping station

Info

Publication number: DE69313069T2
Application number: DE1993613069
Authority: DE
Inventors: Folke Landquist
Original assignee: ITT Flygt AB
Current assignee: Xylem Water Solutions AB
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2013-09-09
Also published as: EP0594548B1; SE9202759L; DE69313069D1; SE469844B; EP0594548A1; SE9202759D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schaffen einer Zirkulation in Pumpstationen, die Bestandteil eines kommunalen Abwassersystems sind.The invention relates to a device for creating circulation in pumping stations that are part of a municipal sewage system.

Wie in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 058 648 beschrieben ist, treten Schlammbänke in Pumpstationen und anderen Tanks in einem Abwassersystem auf, da die Zirkulation nicht gut genug ist. Schlammbänke bedeuten eine Menge an Problemen, wie schlechter Geruch, Gefahr von Explosionen, Korrosionsprobleme usw.As described in European patent application EP-A-0 058 648, sludge banks occur in pumping stations and other tanks in a sewage system because the circulation is not good enough. Sludge banks mean a lot of problems, such as bad smell, risk of explosions, corrosion problems, etc.

Gemäß der genannten Patentanmeldung sind die Probleme dadurch gelöst worden, daß ein Ventil in dem Pumpenauslaß angeordnet wird, das zweitweise geöffnet wird, um dadurch eine Zirkulation zu erzielen und die Pumpstation durchzuspülen. Die Schlammbänke werden aufgelöst, und das Fluid wird homogen gemacht.According to the patent application mentioned, the problems have been solved by placing a valve in the pump outlet, which is opened intermittently to thereby achieve circulation and flush the pumping station. The sludge banks are dissolved and the fluid is made homogeneous.

Die Einstellung des Ventus ist bisher durch eine elektrische Einrichtung mit Hilfe eines Linearmotors gesteuert worden, der auf einen Schieber in dem Ventil wirkt. Ein Nachteil bei dieser Lösung besteht zusätzlich zu relativ hohen Kosten darin, daß es leicht zu einem Verstopfen kommt, da das Pumpmedium normaler weise große Mengen von Festkörpern, wie Steinen, Lumpen und anderen Gegenständen enthält. Wenn ein Stein in dem Ventilschieber steckenbleibt, kann es zu einem Zusammenbrechen des Elektromotors kommen.The valve adjustment has so far been controlled by an electrical device using a linear motor acting on a slide in the valve. A disadvantage of this solution, in addition to the relatively high cost, is that it is prone to clogging, since the pumped medium normally contains large quantities of solids such as stones, rags and other objects. If a stone gets stuck in the valve slide, the electric motor can break down.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Motor des Ventils elektrisch angetrieben wird, wobei dies bestimmte Installationsprobleme in solchen Fällen bedeutet, wo explosive Gase auftreten könnnen.Another disadvantage is that the valve motor is electrically driven, which means certain installation problems in cases where explosive gases may occur.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfndung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, die in einfacher und zuverlässiger Weise das Ventil steuert und die weniger anfällig für Verstopfung ist. Erreicht wird dies mittels des Verfahrens und der Vorrichtung, wie sie in den Ansprüchen angegeben sind.The object of the present invention is to create a device that controls the valve in a simple and reliable manner and that is less susceptible to clogging. This is achieved by means of the method and device as specified in the claims.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt eine Pumpstation mit einer Pumpeneinheit und einem daran angebrachten Ventil. Die Fig. 2 bis 4 zeigen die grundsätzliche Ausbildung des Ventils in verschiedenen Betriebssituationen.Fig. 1 shows a pumping station with a pump unit and a valve attached to it. Figs. 2 to 4 show the basic design of the valve in different operating situations.

In den Zeichnungen bezeichnet 1 eine Pumpstation mit einer tauchbaren Pumpeneinheit 2, die mit einem Druckrohr 3 verbunden ist. 4 bezeichnet das Pumpengehäuse, das einen Einlaß 5 aufweist, während 6 ein Mischventil bezeichnet, das an dem Pumpengehäuse 4 angebracht ist. 7 bezeichnet ein zylindrisches Teil des Ventils 6, und 8 bezeichnet dessen Auslaß 9 bezeichnet eine Druckverbindung von dem Pumpengehäuse 4, 10 ein Membrangehäuse mit einer Membran 11, die zwei Kammern 12 und 13 trennt. 14 bezeichnet eine Trennwand mit einer Öffnung 15, 16 eine zusätzliche Kammer, 17 eine flexible Wand, 18 eine Ventilklappe mit einer vorderen Kante, und 20 schließlich einen Ventilsitz.In the drawings, 1 indicates a pumping station with a submersible pump unit 2 connected to a pressure pipe 3. 4 indicates the pump housing, which has an inlet 5, while 6 indicates a mixing valve attached to the pump housing 4. 7 indicates a cylindrical part of the valve 6, and 8 indicates its outlet, 9 indicates a pressure connection from the pump housing 4, 10 a diaphragm housing with a membrane 11 separating two chambers 12 and 13. 14 indicates a partition wall with an opening 15, 16 an additional chamber, 17 a flexible wall, 18 a valve flap with a front edge, and 20 finally a valve seat.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: normalerweise ist das Ventil 6 geschlossen, und das Pumpmedium wird aus dem Pumpgehäuse 4 in das Druckrohr 3 befördert. Die Strömungsrichtung ist durch den Pfeil A angedeutet.The device works as follows: normally the valve 6 is closed and the pumped medium is from the pump housing 4 into the pressure pipe 3. The flow direction is indicated by the arrow A.

Während bestimmter Zeiten, zum Beispiel beim Pumpenstart, ist das Ventil offen, wobei dies bedeutet, daß eine gewisse Menge des Pumpmediums durch das Ventil strömt, Pfeil B, und in der Pumpstation stark durchgemisht wird, wodurch mögliche Schlammbänke aufgelöst werden. Nach einer bestimmten Zeit wird das Ventil geschlossen, und der Pumpvorgang findet in normaler Weise statt.During certain periods, for example when the pump starts, the valve is open, which means that a certain amount of the pumped medium flows through the valve, arrow B, and is thoroughly mixed in the pumping station, thereby breaking up possible sludge banks. After a certain period of time, the valve is closed and the pumping process takes place in the normal way.

Das Ventil 6 besitzt ein zylindrisches Teil 7 und einen Auslaß 8. Ein Druckrohr 9 von dem Pumpengehäuse 4 ist mit dem zylindrischen Teil 7 über ein Membrangehäuse 10 verbunden, das eine erste Kammer 12 aufweist. Der Druck darin wirkt auf eine Membran 11, die wiederum den Druck in einer weiteren Kammer 13 beein flußt, die ein Dämpfungsmedium, wie Öl, enthält. Die Kammer 13 is ferner durch eine Wand 14 begrenzt, die mit einer schmalen Öffnung 15 versehen ist, die eine Verbindung mit einer zweiten Ölkammer 16 herstellt. Letztere besitzt eine flexible Wand 17, die dazu aus gelegt ist, auf eine Ventilklappe 18 für ein vorübergehendes Schließen des Ventils 6 einzuwirken.The valve 6 has a cylindrical part 7 and an outlet 8. A pressure pipe 9 from the pump housing 4 is connected to the cylindrical part 7 via a diaphragm housing 10 which has a first chamber 12. The pressure therein acts on a diaphragm 11 which in turn influences the pressure in a further chamber 13 which contains a damping medium such as oil. The chamber 13 is further delimited by a wall 14 which is provided with a narrow opening 15 which establishes a connection with a second oil chamber 16. The latter has a flexible wall 17 which is designed to act on a valve flap 18 for temporarily closing the valve 6.

Fig. 2 zeigt das Ventil in einer geöffneten Stellung, wobei dies bedeutet, daß in der Pumpstation eine Zir kulation stattfindet. Die Ventilklappe 18 nimmt dann eine Position vollständig neben der Strömung ein. Dies ist die Situation bei Pumpenstart.Fig. 2 shows the valve in an open position, which means that circulation is taking place in the pumping station. The valve flap 18 then takes up a position completely next to the flow. This is the situation when the pump starts.

Der Druck in dem Pumpgehäuse 4 pflanzt sich dann über die Verbindung 9 in die Kammer 12 fort und wirkt auf die Membran 11. Das Öl in der Kammer 13 wird dann durch die Öffnung 15 in der starren Wand 14 hindurch in die weitere Kammer 16 gedrückt, wodurch die bewegliche Wand 17 dazu veranlaßt wird, sich in bezug auf die Zeichnung nach oben zu bewegen. Die Wand 17 ist mit einem Wulst ausgebildet, der auf die Ventilklappe 18 entgegen der Federkraft derselben nach außen in die Strömung durch das Ventil 6 wirkt. Sobald sich der Rand 19 der Klappe 18 so weit nach außen in die Strömung bewegt hat, daß ein Teil der Strömung hinter diese über die Klappe tritt, wird letztere vollständig nach außen geschwenkt und dadurch ein abdichteter Kontakt mit dem Sitz 20 hergestellt, wodurch die Strömung durch das Ventil 6 unterbrochen wird. Fig. 3 zeigt die Vorrichtung in einer Position, in der die Strömung beginnt, hinter die Klappe zu treten, während Fig. 4 das Ventil in einer vollständig abgesperrten Position zeigt.The pressure in the pump housing 4 then propagates via the connection 9 into the chamber 12 and acts on the membrane 11. The oil in the chamber 13 is then through the opening 15 in the rigid wall 14 into the further chamber 16, causing the movable wall 17 to move upwards with respect to the drawing. The wall 17 is formed with a bead which acts on the valve flap 18 against the spring force thereof outwards into the flow through the valve 6. As soon as the edge 19 of the flap 18 has moved far enough outwards into the flow that part of the flow passes behind it via the flap, the latter is pivoted completely outwards and thereby makes sealing contact with the seat 20, interrupting the flow through the valve 6. Fig. 3 shows the device in a position in which the flow begins to pass behind the flap, while Fig. 4 shows the valve in a completely shut-off position.

Die Bewegung der Klappe 18 in Schließrichtung wird vollständig mit Hilfe des Drucks von dem Pumpenauslaß sowie entgegen der Kraft von einer nicht gezeigten Feder erzielt, die derart wirkt, daß die die Klappe in der in Fig. 2 gezeigten Stellung hält.The movement of the flap 18 in the closing direction is achieved entirely by means of the pressure from the pump outlet and against the force of a spring, not shown, which acts to hold the flap in the position shown in Fig. 2.

Wenn die Klappe die in Fig. 4 gezeigte Stellung erreicht hat, ist das Ventil 6 geschlossen und bleibt in diesem Zustand, solange die Pumpe in Betrieb ist. Wenn die Pumpe stoppt, wird die Klappe in die in Fig. 2 gezeigte Stellung zurückgebracht, und das Ventil ist beim nächsten Pumpenstart offen.When the flap has reached the position shown in Fig. 4, the valve 6 is closed and remains in this state as long as the pump is operating. When the pump stops, the flap is returned to the position shown in Fig. 2 and the valve is open when the pump is next started.

Der Druck in dem Pumpenauslaß wirkt somit über die Kammer 12, die Membran 11, die Kammer 13, die Öffnung 15 und die Kammer 16 auf die Klappe 18. Die Zeit vor dem Schließen der Klappe läßt sich durch entsprechende Dimensionierung der Öffnung 15 festlegen. Je kleiner die Öffnung ist, desto länger ist die Zeit, bevor ausreichend Öl in die Kammer 16 geströmt ist, um eine ausreichende Kraft auf die Klappe 18 zu erzielen. Die geeignete Öffnungszeit kann in Abhängigkeit von dem Typ der Pumpstation variieren und ist vorzugweise von außen einstellbar.The pressure in the pump outlet thus acts on the flap 18 via the chamber 12, the membrane 11, the chamber 13, the opening 15 and the chamber 16. The time before the flap closes can be determined by appropriate dimensioning of the opening 15. The smaller the opening, the longer the time before sufficient oil has flowed into the chamber 16 to achieve sufficient force on the flap 18. The appropriate opening time can vary depending on the type of pumping station and is preferably adjustable from the outside.

Claims

1. Device for providing automatic circulation in sewage pumping stations comprising one or more pump units, preferably centrifugal pumps of the submersible type, one or more of which are provided with mixing valves which, during a certain limited period of time or periods of time, automatically connect the pressure side of a pump to a pumping station (1) to thereby obtain circulation of the pumped medium, and wherein the alternative return connection to the pumping station (1) is via a valve (6) comprising a housing (10) connected to the pressure side of the pump via a pipe (9), characterized in that it comprises a housing (10) connected to a cylindrical part (7) of the valve (6) and containing a membrane (11), one side of which is acted upon by the pressure in the pump housing (4), while its other side a wall of a chamber (13) containing a damping medium, such as oil, and a spring-loaded valve flap (18) which is mounted in the cylindrical part (7) of the valve and is designed to close the valve and interrupt the circulation, the valve flap (18) being designed in such a way that it can be moved directly or indirectly in a closing direction against the spring force by the pressure in the chamber (13) controlled by the membrane (11).

2. Device according to claim 1, characterized in that the chamber (13) is connected via an opening (15) to a further chamber (16) which has a flexible wall (17) which is designed to act in the closing direction on the valve flap (18).

3. Device according to claim 2, characterized in that the opening (15) is adjustable in order to control the time at which the pressure in the chamber (16) is sufficiently strong to pivot the valve flap (18) outwards into the flow through the valve (6) and thereby interrupt the circulation.