Vakuum-Entwässerungsanlage

Abstract

 Die Vakuum-Entwässerungsanlage hat an den Vakuumleitungen Belüftungsöffnungen (34) mit geregelter Öffnungsweite. Die Regelung erfolgt in Abhängigkeit vom Wasserstand oder Druck in der Vakuumleitung (10). Bei steigendem absoluten Druck wird die Belüftungsöffnung (34) zunehmend weiter geöffnet. Die au­tomatische Verstellung erfolgt mittels eines mit dem Unterdruck der Vakuumleitung (10) beaufschlagten Membrankolbens (26). Die regelbaren Belüftungsöffnungen sorgen für gleichmäßigere Be­triebsverhältnisse im Leitungssystem und Verringerung des in den Vakuumleitungen befindlichen Abwasservolumens.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vakuum-Entwässerungsanlage mit einem oder mehreren unter Unterdruck stehenden Sammeltanks und daran angeschlossenen, abwechselnd steigend und mit Gefälle verlegten Vakuumleitungen, an die unter normalem Druck stehende Anschluß­leitungen der zu entwässernden Einheiten jeweils über ein Absaug­ventil angeschlossen sind, welches selbsttätig öffnet, wenn sich eine bestimmte Abwassermenge von etwa 5 bis 40 Liter davor ange­sammelt hat, und bei jedem Öffnungsvorgang zusammen mit dem Ab­wasser Luft in die Vakuum­leitung einläßt, wobei wenigstens eine von einer Stelleinrich­tung in Abhängigkeit vom Wasserstand oder Druck an einer bestimmten Stelle der Vakuumleitung gesteuerte Belüftungsöffnung an der Va­kuumleitung angeordnet ist.

[0002] Eine derartige Vakuum-Entwässerungsanlage ist aus der DE-OS 26 37 962 bekannt. Sie funktioniert nach dem Prinzip, in Zeiten normalen Betriebs möglichst wenig Luft in die Vakuumleitung ein­zulassen, und in ruhigen Zeiten, wenn die jeweils beim Öffnen eines Absaugventils zusammen mit einer Abwasserportion ein­strömende Luft insgesamt nicht mehr für den Transport des Was­sers ausreicht, dieses also in Form langer Wassersäulen in der Leitung stehen bleibt, durch welche die Luft nur noch hindurch­perlt, Belüftungseinrichtungen zu öffnen, die stoßartig sehr viel Luft einlassen. Die Belüftungseinrichtungen bleiben so lange offen, bis die Wassersäulenin der Vakuumleitung jeweils wenigstens über die nächste Steigung befördert worden sind oder bis die Leitung ganz geleert ist, wobei sich Öffnungszeiten von mehr als 30 Minuten ergeben können.

[0003] Die bekannte Vorrichtung hat sich in der Praxis nicht bewährt, weil die Zustandsbedingungen in der Vakuumleitung bei geschlos­senen bzw. geöffneten Belüftungseinrichtungen zu unterschiedlich sind. Da das stoßartige Einlassen großer Luftmengen eine extreme Maßnahme ist, wendet man sie erst an, wenn die Füllung der Va­kuumleitung mit Abwasser bereits ein fortgeschrittenes Stadium erreicht hat, in dem auch der sog. Gleichzeitigkeitsfaktor, d. h. ein zufälliges Zusammentreffen der Öffnungsvorgänge mehrerer Absaugventile, nicht mehr helfen könnte. Die schlech­ten Druckverhältnisse in der weitgehend gefüllten Leitung än­dern sich aber auch dann nicht sofort, wenn die Belüftungs­einrichtungen stoßartig viel Luft einlassen. Da sich die vor­handenen großen Wassersäulen nur langsam in Bewegung setzen, bricht der Unterdruck nun erst recht zusammen, es kommt zu Funktionsstörungen an den automatisch mit dem Systemunter­druck betriebenen Absaugventilen, und die Vakuumpumpen brauchen lange, bis sie nicht nur das angesammelte Wasser, sondern auch die zusätzlich eingelassenen großen Luftmengen wieder abgesaugt haben. Wenn sich die Belüftungseinrichtungen im mittleren Bereich von Vakuumleitungen befinden, wirkt sich außerdem das Vakuumreservoir im äußeren Leitungsteil so aus, daß die plötzlich einströmende Luft das Wasser in die falsche Richtung treibt. Schließlich arbeitet die bekannte Entwässerungs­anlage auch nicht besonders wirtschaftlich, da bei längeren, stehenden, nur langsam zu beschleunigenden Wassersäulen ein beträchtlicher Teil der durch die Belüftungseinrichtungen und die Hausanschlüsse eintretenden Luftmenge hindurchperlt, ohne viel zur Beschleunigung oder eventuell überhaupt zur Fortbe­wegung der Wassersäulen beitragen zu können.

[0004] Durch die US-PS 3 730 884 ist es auch schon bekannt, am Ende von Vakuumleitungen einstellbare Belüftungseinrichtungen an­zubringen, die entsprechend der jeweiligen Einstellung konti­nuierlich eine konstante, sehr kleine Luftmenge über ein Schraubgewinde einströmen lassen, um das Abwasser ständig zu belüften und dadurch Fäulnis vorzubeugen. Zum Abwasser­transport und dessen automatischer Regelung können aber die auf einen konstanten Wert eingestellten geringen Luftmengen nicht beitragen, da bei dieser bekannten Anlage die beim Öffnen eines Absperrventils in die Vakuumleitung eingelas­senen Abwassermengen mit etwa 400 Liter sehr groß sind und von vornherein sehr lange Wassersäulen bilden.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuum-Entwäs­serungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, in welcher das Abwasservolumen ständig feinfühlig beeinflußt wird, so daß sie von vornherein die Entstehung träger Wassersäulen verhindert und deshalb auch ohne die Funktion störende, stoßartige Belüf­tungsaktionen auskommt.

[0006] Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Öffnungsweite der Belüftungsöffnung kontinuierlich oder in meh­reren Stufen innerhalb eines Bereiches regelbar ist, in welchem so geringe Mengen Luft einströmen, daß diese durch in der Va­kuumleitung stehende Wassersäulen hindurchperlt.

[0007] Die Besonderheit der Erfindung, nämlich die sich ständig ändern­de Öffnungsweite der Lufteinlaßöffnungen, bietet den Vorteil, daß in jedem Moment die Luftzufuhr nach Bedarf geregelt wird. Die Belüftungsöffnungen schließen in dem Maße, wie infolge des Öffnens mehrerer Absaugventile in verschiedenen Häusern für genügend normalen Lufteinlaß gesorgt ist, um das Abwasser abzutransportieren und das Abwasservolumen in der Vakuumleitung auf einem niedrigen Wert zu halten. Läßt die Frequenz der Öffnungsvorgänge der Absaugventile und damit der Gleichzeitigkeitsfaktor nach, ver­größert sich die lichte Weite der regelbaren Belüftungsöffnun­gen, so daß dadurch mehr Luft in die Vakuumleitung einströmt, die sich zu der über die Hausanschlüsse einfließenden Luft addiert.

[0008] Da man mit einem vorhandenen Teilvakuum Wassersäulen nur jeweils wenige Meter hochsaugen kann, müssen Vakuumleitungen mit höheren Steigungen in mehrere kurze, ansteigende und dazwischen mit Ge­fälle verlegte Leitungsabschnitte unterteilt sein. Auch in der Ebene werden Vakuumleitungen normalerweise abwechselnd mit über eine geringe Höhe ansteigenden und wieder abfallenden Leitungs­abschnitten verlegt (siehe DE-PS 26 41 110). Wenn man derartige Vakuum-Entwässerungsanlagen ohne die erfindungsgemäß vorgeschla­genen geregelten Belüftungseinrichtungen betreibt, bilden sich an vielen kurzen Steigungsabschnitten der Vakuumleitungen von unten bis oben reichende Wassersäulen, die insgesamt mehr als 60 % des Leitungshohlraums ausmachen können. Wenn nun erfin­dungsgemäß regelbare Belüftungseinrichtungen vorhanden sind, enthalten die vielen kurzen Wassersäulen in der Vakuumleitung mehr oder weniger gelöste und in Form von Blasen im Wasser ent­haltene Luft. Die Wassersäulen haben dann vielfach dieselbe Länge und Höhe wie vorher, weil sie in einem kurzen steigen­den Leitungsabschnitt nicht länger als dieser sein können, sie bestehen jedoch zu einem mehr oder weniger großen Anteil aus Luft statt Wasser, sind dementsprechend leichter und können durch die beim Öffnen von Absaugventilen über die Hausan­schlußleitungen stoßartig eintretende Luft wegen ihrer gerin­geren trägen Masse besser beschleunigt werden. Das in den Wassersäulen durch Luft ersetzte Wasservolumen wird in den Sammeltank verdrängt. Im Ergebnis kann sich in den Vakuum­ leitungen einer erfindungsgemäßen Entwässerungsanlage bis zu etwa 50 % weniger Wasser befinden als ohne die genannten re­gelbaren Belüftungsöffnungen.

[0009] Ein weiterer Vorteil der neuen Anlage im Vergleich zum Stand der Technik besteht darin, daß die Druckverhältnisse in den Vakuumleitungen keinen großen Schwankungen unterliegen, die sich von vornherein schlecht voraussehen lassen und zu Funktionsstörungen führen können. Man braucht auch nicht etwa wegen des zusätzlich über die Belüftungseinrichtungen eingelassenen Luftvolumens größere Vakuumpumpen. In Zeiten starken Abwasseranfalls wird durch häufiges Öffnen der Absaug­ventile genügend Luft über die Hausanschlußleitungen einge­führt, so daß die regelbaren Belüftungsöffnungen ganz oder fast ganz geschlossen sein können. Die Vakuumpumpen brauchen also nur entsprechend dem in Spitzenzeiten anfallenden Ab­wasservolumen und dem zugehörigen, über die Hausanschlußlei­tungen einströmenden Luftvolumen dimensioniert zu werden. Da­bei kann das Luftvolumen sogar geringer bemessen sein als bei Anlagen ohne erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung, und dem­entsprechend können im Einzelfall auch die Vakuumpumpen klei­ner dimensioniert werden, weil die Anlage auch in ruhigeren Zeiten, wenn die geringeren an den Absaugventilen eingestellten Luftmengen zum störungsfreien Betrieb nicht ausreichen würden, bei weiter geöffneten Belüftungsöffnungen einwandfrei funk­tioniert.

[0010] Schließlich ist als vorteilhafter Nebeneffekt die verbesserte Belüftung des Abwassers zu erwähnen.

[0011] In bevorzugter praktischer Ausführung der Erfindung ist wenigstens eine Belüftungseinrichtung am äußeren Ende einer Vakuumleitung an­geordnet. Die darüber einströmende Luft ist dann auf der gesam­ten Länge der Leitung wirksam. In weiterer bevorzugter Ausfüh­rung werden Belüftungseinrichtungen an einer Vakuumleitung zwischen einer größeren Zahl von nahe einem Sammeltank ange­ schlossenen Anschlußleitungen und einer kleineren Zahl von weiter vom Sammeltank entfernten Anschlußleitungen angeordnet. Auf diese Weise wird außer dem geschilderten grundsätzlichen Vorteil erreicht, daß das Abwasser nicht infolge des Vakuum­reservoirs in den äußeren Leitungsbereichen rückwärts gesaugt wird. Weitere zweckmäßige Stellen, an denen erfindungsgemäße Belüftungseinrichtungen angeordnet werden können, befinden sich in Strömungsrichtung vor Problemabschnitten der Vakuum­leitung, z. B. vor größeren Steigungsabschnitten oder z. B. Dükern.

[0012] Für Vakuum-Entwässerungsanlagenwird eine Zuverlässigkeit ge­fordert, die sich an der herkömmlicher Systeme mit Freigefälle-­Leitungen messen lassen muß. Dabei spielt die Zuverlässigkeit der beweglichen Teile, also der Pumpen, Ventile und Stellein­richtungen eine entscheidende Rolle. Um einen störungsfreien Betrieb der vorgeschlagenen Vakuum-Entwässerungsanlagen zu gewährleisten, ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Stelleinrichtung zur Änderung der Öffnungsweite der Belüftungsöffnung aus einem mit dem Unterdruck der Vakuumleitung beaufschlagbaren Membrankolben besteht, welcher bei fallendem absoluten Druck ein Ventil­glied gegen eine Rückstellfeder in eine die Belüftungsöffnung verkleinernde Stellung zieht. Dabei ist zweckmäßigerweise die Leitungsverbindung zwischen der Vakuumleitung und einem vom Mebrankolben begrenzten Hohlraum mit einer Drosselstelle aus­gebildet, so daß jeweils erst eine bestimmte Zeit verstreicht, bis sich eine Druckänderung in der Vakuumleitung dem Membran­kolben mitteilt. Kurzfristige Druckänderungen, wie sie ins­besondere beim Öffnen der Absaugventile an den Hausanschluß­leitungen auftreten, beeinflußen demnach die Regelung der Belüftungsöffnung nicht. Zur Anpassung an die unterschied­lichen Gegebenheiten verschiedener Entwässerungsanlagen so­wie verschiedener Vakuumleitungen derselben Entwässerungsan­lage ist die Öffnungsweite der Drosselstelle vorzugsweise ein­ stellbar. Eine weitere individuelle Einstellmöglichkeit besteht in bevorzugter praktischer Ausführung der Erfindung darin, daß die Länge einer Steuerstange zwischen dem Membrankolben und dem Ventilglied einstellbar ist. Damit kann die größte Öffnungs­weite der Belüftungsöffnung eingestellt werden. Insgesamt wird man als regelbaren lichten Querschnitt einer Belüftungs­öffnung einen Bereich von etwa 3 bis 700 mm² wählen. Es kann auch vorgesehen sein, daß sich die Belüftungsöffnung bei be­stimmten Betriebszuständen ganz schließt.

[0013] Eine Vakuum-Entwässerungsanlage hat normalerweise in bestimmten Abständen an den Vakuumleitungen angeordnete, aufsteigende In­spektionsrohre, die normalerweise durch abnehmbare Verschluß­kappen dicht abgedeckt sind. Bei den Hausanschlüssen befinden sich in Strömungsrichtung hinter dem Absaugventil Hausabsperr­einrichtungen, deren Verschlußorgane in der Zwischenzeit zwischen dem Bau einer Entwässerungsanlage und dem Anschluß eines Hauses die Verbindung zur Vakuumleitung absperren. Es ist bekannt, die oberen Enden der Inspektionsrohre und die Inspektionsöffnungen an den Hausabsperreinrichtungen identisch auszubilden. Diese Tatsache wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ausgenutzt, in dem vorgeschlagen wird, daß die Be­lüftungsöffnung, das Ventilglied, die Stelleinrichtung und die Leitungsverbindung zur Stelleinrichtung eine Baueinheit mit einer auf ein Inspektionsrohr an einer Vakuumleitung passenden Verschlußkappe bilden.

[0014] Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher er­läutert. Dort ist das äußerste, d. h. am weitesten von einer Vakuumstation entfernte Ende einer Vakuumleitung 10 dargestellt, die z. B. einen Innendurchmesser von 75 bis 220 mm haben kann und normalerweise aus Kunststoff besteht. An die im weiteren Verlauf in der Erde abwechselnd steigend und mit Gefälle verlegte Vakuumleitung 10 ist ein Steigrohr 12 angeschlossen, welches z. B. ein herkömmliches Inspektionsrohr oder ein zu einer Hausabsperreinrichtung führendes Steigrohr mit beispiels­weise einem Innendurchmesser von 40 mm sein kann. Das abge­brochen dargestellte Steigrohr 12 wird am oberen Ende durch ein kappenförmiges Endstück 14 dicht abgeschlossen. Dieses Endstück paßt auch auf andere Inspektionsrohre und Steigrohre an Hausanschlüssen.

[0015] Auf das Endstück 14 ist über ein Zwischenstück 16 ein Zylinder 18 aufgeschweißt oder aufgeklebt. Auch diese Teile bestehen vorzugsweise aus Kunststoff und bilden im Beispielsfall eine Verlängerung des Steigrohrs 12. In der oberen Endwand 20 des Zylinders 18 befindet sich eine Anschlußöffnung 22, an die eine Verbindungsleitung 24 zum Steigrohr 12 angeschlossen ist. Der am unteren Ende durch eine Membran 26 abgeschlossene innere Hohlraum des Zylinders 18 wird also über die Verbindungs­leitung 24 und die Anschlußöffnung 22 ständig mit dem in der Vakuumleitung herrschenden Unterdruck beaufschlagt. Während dieser die Membran 26 nach oben zu ziehen bestrebt ist, drückt eine im Zylinder 18 eingespannte Druckfeder 28 die Membran 26 in Richtung nach unten. Mit der Membran 26 ist eine sich nach unten erstreckende Steuerstange 30 verbunden, die ein kegel­stumpfförmiges Ventilglied 32 trägt, welches bei Bewegung der Membran 26 eine Belüftungsöffnung 34 in der Stirnwand des Endstücks 14 mehr oder weniger weit verschließt. Die Belüf­tungsöffnung 34 kann, wie gezeigt, zylindrisch, alternativ aber auch zum Ventilglied 32 passend konisch ausgebildet sein. Die Steuerstange 30 ist zweckmäßigerweise in ihrer Länge verstellbar, indem sie z. B. aus wenigstens zwei axial relativ zueinander verstellbaren Teilen besteht oder z. B. unterschiedlich tief in den Ventilkörper 32 einschraubbar ist.

[0016] Wenn das Zwischenstück 16 rohrförmig ist, müssen daran ein oder mehrere Löcher 36 vorhanden sein, damit der Innenraum der Vakuum­leitung 10 bei geöffneter Belüftungsöffnung 34 mit der Außen­ atmosphäre in Verbindung steht.

[0017] Die Empfindlichkeit bzw. Reaktionsträgheit der aus den Teilen 18 und 26 bis 30 bestehenden Stelleinrichtung für die in ihrer Öffnungsweite regelbare Belüftungsöffnung 34 kann mittels einer einstellbaren Drosselstelle 38 an der Anschlußöffnung 22 ver­ändert werden. Die Einstellung erfolgt z. B. mittels einer Stellschraube 40, die je nach gewünschter Trägheit mehr oder weniger tief in den freien Querschnitt der Verbindungsleitung 24 am Anschluß 22 eingeschraubt wird.

[0018] Die vorstehend beschriebene Belüftungseinrichtung bedarf nach der Montage innerhalb langer Intervalle keiner Wartung. Die Vakuum-Entwässerungsanlagen der eingangs genannten Art können grundsätzlich in demselben Unterdruckbereich betrieben werden wie bisher. Da die im Beispielsfall beschriebene Stelleinrich­tung 18, 26 bis 30 als Antriebsquelle den Unterdruck in der Vakuumleitung 10 ausnutzt, entfallen Komplikationen im Zu­sammenhang mit einer besonderen Energiezufuhr. Dennoch besteht grundsätzlich die Möglichkeit, als Stelleinrichtung für die vorgeschlagenen regelbaren Belüftungsöffnungen elektrisch bzw. elektronisch gesteuerte Stelleinrichtungen zu verwenden, bei denen Druck- oder Wasserstandsfühler Signale erzeugen, die in elektrische Steuersignale für die Stelleinrichtung umgesetzt werden.

[0019] Bis hierher ist vorstehend davon ausgegangen worden, daß die genannten Belüftungsöffnungen 34 bei Vakuum-Entwässerungs­anlagen zur Anwendung kommen, bei denen die Absaugventile jeweils durch eine pneumatische Steuereinrichtung geöffnet und geschlossen werden, wie sie z.B. in der DE-PS 24 62 295 und der DE-OS 35 25 729 gezeigt und beschrieben sind. Dabei wird bei einem bestimmten maximalen Wasserstand in einem Sammelbehälter vor dem Absaugventil, möglichst über ein Luft­ polster in einer sich vom Sammelbehälter nach oben erstrecken­den Steigleitung - ein pneumatisches Schaltventil geöffnet, welches einerseits direkt oder indirekt das Öffnen des Absaug­ventils auslöst und andererseits eine pneumatische Zeitschalt­einrichtung in Gang setzt, die nach einer bestimmten Zeitdauer das Absaugventil wieder schließt. Die Zeitdauer ist so einge­stellt, daß das bei einem Öffnungsvorgang eines Absaugventils zusammen mit dem Abwasser in die Vakuumleitung eingelassene Luftvolumen das 2- bis 15-fache der eingelassenen Abwasser­portion beträgt. Während gemäß der DE-PS 24 55 551 dieses Luftvolumen jeweils nach der Abwasserportion in die Vakuumlei­tung eingelassen wird, sieht die DE-OS 35 25 729 vor, daß der größere Teil des bei jedem Öffnungsvorgang eines Absaugventils eingelassenen Luftvolumens bereits vor und/oder während des Einsaugens der Abwasserportion in die Vakuumleitung eingelassen wird.

[0020] Auch bei der hier vorgeschlagenen Vakuum-Entwässerungsanlage beträgt über eine längere Zeitdauer das insgesamt in die Va­kuumleitung einegelassene Luftvolumen vorzugsweise das 2- bis 15-fache des insgesamt eingelassenen Abwasservolumens. Da je­doch ein großer Teil der Luft durch die beschriebenen Belüf­tungsöffnungen 34 in die Vakuumleitung eintritt, kann das je­weils beim Öffnen eines Absaugventils eingelassene Luftvolumen wesentlich kleiner sein als früher. Diese Aufteilung der Luft­zufuhr auf die Absaugventile an den Hausanschlüssen und auf die Belüftungsöffnungen 34 hat nicht nur den Vorteil der bes­seren Wirtschaftlichkeit, weil die Luftzufuhr über die Be­lüftungsöffnungen 34 wegen deren Regelung minimiert werden kann, sondern auch noch den weiteren Vorteil, daß die bisher beim Öffnen des Absaugventils an einem Hausanschluß auftreten­den starken Geräusche, die durch das Einsaugen von Luft ver­ursacht wurden, nunmehr verringert werden.

[0021] Die bekannten pneumatischen Steuereinrichtungen mit Zeitschalt­einrichtungen hatten bisher immer die Funktion, das Absaugventil so lange geöffnet zu halten, daß alles Abwasser, was sich im Sammelbehälter vor einem Absaugventil angesammelt hatte, ab­gesaugt und anschließend auch noch eine bestimmte Luftmenge in die Vakuumleitung nachströmen konnte. Es hat sich nun über­raschend gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Vakuum-Entwäs­serungsanlage mit regelbaren Belüftungsöffnungen auf die Steuereinrichtungen mit Zeitschalteinrichtungen verzichtet werden kann. Es genügt ein durch den Wasserdruck im Sammelbe­hälter vor dem Absaugventil oder den Luftdruck in einem an den Sammelbehälter angeschlossenen Steigrohr betätigtes Schaltven­til, wie dieses gemäß DE-PS 24 62 295 am Eingang der bekannten Steuereinrichtungen für das Absaugventil eingesetzt wurde, um bei einem bestimmten maximalen Wasserstand im Sammelbehälter das Öffnen des Absaugventils auszulösen, und unmittelbar nach dem vollständigen oder teilweisen Absaugen des Abwassers aus dem Sammelbehälter das Absaugventil wieder zu schließen. Wenn während des Hindurchströmens des Abwassers durch das Absaug­ventil gleichzeitig auch Luft mit eingeperlt wird, wie dies in der DE-OS 35 25 729 beschrieben ist, gibt es nach dem Durchlaß des Abwassers beim Schließen des Absaugventils keinen harten Schlag, sondern das mit Luft durchsetzte Abwasser kann bei leicht geneigter Anschlußleitung vom Haus zur Haupt-Vakuum­leitung unter der Straße mit gebremster Strömungsgeschwindig­keit dorthin fließen. Die vor der Abwasserportion durch das Absaugventil eingelassene Luftmenge beträgt vorzugsweise etwa 10 bis 25 % und die gleichzeitig mit der Abwasserportion in Form von Blasen und Perlen durch das Absaugventil einströmende Luftmenge vorzugsweise etwa 30 bis 50 % des Wasservolumens der Abwasserportion. Der Rest der insgesamt zum Betrieb der Entwässerungsanlage benötigten Luft, wird auch in diesem Fall, wo die Absaugventile nicht durch eine Zeitschalteinrichtung während einer bestimmten Zeitdauer, sondern nur bis zum voll­ständigen oder teilweisen Absaugen des vor den Ventilen ange­sammelten Abwassers offen gehalten werden, durch die regelbaren Belüftungsöffnungen eingegeben. Insgesamt beträgt damit über eine längere Zeitdauer das Luftvolumen auch wieder das 2- bis 15-fache des Abwasservolumens. Unter gleichen Bedingungen ist der Luftverbrauch jedoch geringer, und die Anlage arbeitet trotzdem störungsfreier als eine herkömmliche vergleichbare Anlage ohne den einfachen automatischen Regelmechanismus mit­tels der beschriebenen Belüftungsöffnungen 34.

[0022] Es hat sich bei praktischen Versuchen gezeigt, daß eine erfin­dungsgemäße Entwässerungsanlage mit regelbaren Belüftungsöff­nungen 34 dann besonders gut funktioniert, wenn die in übli­cher Weise aus Kunststoffrohren mit im wesentlichen demselben Durchmesser wie bei bekannten derartigen Entwäserungsanlagen bestehende Vakuumleitung bei der Verlegung im Rohrgraben je­weils in Abständen von etwa 20 bis 30 m derart unterfüttert wird, daß in der Leitung ein Hochpunkt entsteht, der etwa 15 bis 20 cm höher liegt als die in etwa 10 bis 15 m Entfer­nung davon liegenden Tiefpunkte der Leitung. Letztere bilden die Senken, in denen sich bei der erfindungsgemäßen Anlage nicht so viel Abwasser in Pfropfenform ansammeln kann wie bei herkömmlichen Unterdruck-Entwässerungsanlagen, weil die durch die Belüftungsöffnungen kontinuierlich einströmende Luft ein entsprechendes Volumen Abwasser aus der Leitung verdrängt. Die bei dieser bevorzugten Art der Verlegung der Vakuumleitung gebildeten benachbarten ansteigenden und abfallenden Leitungs­abschnitte sind im wesentlichen gleich lang, wenn die Leitung auf einer bestimmten Strecke insgesamt bzw. im Mittel etwa horizontal, schwach ansteigend oder schwach abfallend verlegt ist.

[0023] Die selbsttätige Regelung der Luftzufuhr der erfindungsgemäs­sen Entwässerungsanlage kann noch dadurch verbessert und er­gänzt werden, daß durch eine entsprechende Stelleinrichtung, wie oben in Verbindung mit den Belüftungsöffnungen 34 beschrie­ben, das Schaltventil, welches das Öffnen des Absaugventils auslöst, je nach der momentanen Stärke des Unterdrucks in Schließrichtung vorbelastet wird, wie in der Europäischen Patentanmeldung 87104153.9 beschrieben, so daß es bei schwächere Unterdruck schon eher, d.h. bei einem niedrigeren Wasserstand im Sammelbehälter vor einem Absaugventil geöffnet wird als bei einem kräftigen Unterdruck in der Vakuumleitung. Dies bedeutet, daß bei einer beginnenden "Verstopfung" der Vakuumleitung durch zuviel Abwasser nicht nur durch weiter geöffnete Be­lüftungsöffnungen 34, sondern auch durch häufigeres Öffnen der Absaugventile mehr Luft in die Vakuumleitung eingelassen und auch der Gleichzeitigkeitsfaktor verbessert wird. Die bei im wesentlichen gleichzeitig öffnenden Absaugventilen entste­henden Druckstöße infolge eines plötzlich stark vergrößerten Luftstroms haben es nunmehr sehr viel leichter, die ständig von Luft durchperlten Wasserpfropfen in den Senken der Leitung zu beschleunigen und über den nächsten Hochpunkt oder gleich über mehrere Hochpunkte hinweg zu treiben, da die Masse der mit Luft durchsetzten Wasserpfropfen wesentlich kleiner ist als die von nur aus Abwasser bestehenden Pfropfen gleicher Größe. Hinzu kommt, daß die bei der erfindungsgemäßen Entwäs­serungsanlage ständig mit Luft durchsetzten Wasserpfropfen bei der Bewegung längs der Leitung eine wesentlich geringere Rohr­reibung haben, was ebenfalls zu ihrer besseren Beschleunigung und höheren Transportgeschwindigkeit beiträgt.

[0024] Noch ein weiterer Vorteil der neuen Entwässerungsanlage ist darin zu sehen, daß in der Vakuumleitung ständig eine Gas- und Flüssigkeitsströmung zur Vakuumstation hin herrscht. Diese gibt einer aus einem Hausanschluß in Querrichtung einströmenden Abwasserportion sofort die richtige Umlenkung zur Vakuumstation hin, wodurch das früher oft zu beobachtende Strömen in Rück­wärtsrichtung wirksam vermieden wird.

[0025] Die große praktische Bedeutung der Erfindung erhellt daraus, daß bei Vakuum-Entwässerungsanlagen für Wohnsiedlungen im 24-Stun­den-Zyklus nur während etwa vier bis fünf Stunden soviel Abwas­ser anfällt, daß die Absaugventile häufig genug öffnen, um in­folge des dann auftretenden Gleichzeitigkeitsfaktors mit einer einwandfreien Funktion der Anlage rechnen zu können. Dagegen sind bei den herkömmlichen Vakuum-Entwässerungsanlagen ca. 80 % der gesamten Betriebsdauer Problemzeiten, weil die Ab­saugventile nur selten betätigt werden. Will man auch in die­sen Zeiten ohne zusätzliche Belüftungsöffnungen genügend Luft in das Leitungssystem einführen, müssen die Absaugventile bei jedem Öffnungsvorgang sehr lange geöffnet bleiben, so daß je­desmal sehr viel Luft einströmen kann. Dies hat aber wieder den Nachteil, daß man in den Zeiten, wo die Absaugventile mit hö­herer Frequenz betätigt werden, mit einem großen, unwirtschaft­lichen Luftüberschuß arbeitet. Die vorgeschlagene Vakuum-Ent­wässerungsanlage sorgt demgegenüber durch stärkere Drosselung an den regelbaren Belüftungsöffnungen für einen sparsameren Luftverbrauch während der aktiven Tageszeiten und durch Ver­größerung der Belüftungsöffnungen 34 für eine bessere Funk­tionsweise während der problematischen Ruhezeiten.

[0026] Hinsichtlich des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei ange­merkt, daß die Erfindung nicht auf die in der Zeichnung ge­zeigte Ausführung beschränkt ist. Beispielsweise können die gezeigten Teile auch umgekehrt derart angeordnet werden, daß ein z.B. konischer Ventilkörper 32 mit der Spitze nach unten weist und durch eine auf ihrer Unterseite mit dem System-­Unterdruck beaufschlagte Membran 26 bei zunehmend stärkerem Vakuum weiter in Schließrichtung in die Öffnung 34 geschoben wird. Die Leitung 24 und die Öffnung 36 sind in diesem letzte­ren Fall derart anzuordnen, daß die Membran 26 auf ihrer Ober­seite der Außenatmosphäre und auf ihrer Unterseite dem Vakuum ausgesetzt ist.

Ansprüche

1. Vakuum-Entwässerungsanlage mit einem oder mehreren unter Unterdruck stehenden Sammeltanks und daran angeschlosse­nen, abwechselnd steigend und mit Gefälle verlegten Vakuum­leitungen, an die unter normalem Druck stehende Anschluß­leitungen der zu entwässernden Einheiten jeweils über ein Absaugventil angeschlossen sind, welches selbsttätig öff­net, wenn sich eine bestimmte Wassermenge von 5 bis 40 Liter davor angesammelt hat, und bei jedem Öffnungsvorgang zusam­men mit dem Abwasser Luft in die Vakuumleitung einläßt, wobei wenigstens eine von einer Stelleinrichtung in Ab­hängigkeit vom Wasserstand oder Druck an einer bestimmten Stelle der Vakuumleitung gesteuerte Belüftungsöffnung an der Vakuumleitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsweite der Belüftungsöffnung (34) kontinuierlich oder in mehreren Stufen innerhalb eines Bereiches regelbar ist, in welchem so geringe Mengen Luft einströmen, daß diese durch in der Vakuumleitung (10) stehende Wassersäulen hindurchperlt.

2. Entwässerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Belüf­tungsöffnung (34) am äußeren Ende einer Vakuumleitung (10), vor einem Steigungsabschnitt oder Düker oder zwischen ei­ner größeren Zahl von nahe einem Sammeltank angeschlosse­nen Anschlußleitungen und einer kleineren Zahl von weiter vom Sammeltank entfernten Anschlußleitungen angeordnet ist.

3. Entwässerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (18, 26-30) zur Änderung der Öffnungs­weite der Belüftungsöffnung (34) einen mit dem Unterdruck der Vakuumleitung (10) beaufschlagbaren Membrankolben (26) aufweist, welcher bei abfallendem absoluten Druck ein Ventilglied (32) gegen eine Rückstellfeder (28) in eine die Belüftungsöffnung (34) verkleinernde Stellung zieht.

4. Entwässerungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverbindung (24) zwischen der Vakuumleitung (10, 12, 14) und einem vom Membrankolben (26) begrenzten Hohlraum (18) mit einer Drosselstelle (38) ausgebildet ist.

5. Entwässerungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsweite der Drosselstelle (38) und/oder die Länge einer Steuerstange (30) zwischen dem Membrankolben (26) und dem Ventilglied (26) einstellbar ist.

6. Entwässerungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü­che, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsöffnung (34) das Ventilglied (32), die Stelleinrichtung (18, 26-30) und die Leitungsverbindung (24) eine Baueinheit mit einer auf ein Inspektionsrohr (12) an einer Vakuumleitung (10) passenden Verschlußkappe (14) bilden.

7. Verfahren zum Betreiben einer Vakuum-Entwässerungsanlage nach Anspruch 1 mit einem oder mehreren unter Unterdruck stehenden Sammeltanks und daran angeschlossenen, abwechselnd steigend und mit Gefälle verlegten Vakuumleitungen, an die unter normalem Druck stehende Anschlußleitungen der zu ent­wässernden Einheiten jeweils über ein Absaugventil ange­schlossen sind, welches selbsttätig geöffnet wird, wenn sich eine bestimmte Wassermenge von 5 bis 40 1 davor ange­sammelt hat, und außer einer bei jedem Öffnungsvorgang zu­sammen mit dem Abwasser in die Vakuumleitung einströmen­den Luftmenge zusätzliche Luft über eine Belüftungsöffnung in die Vakuumleitung eingelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß über die Belüftungs­öffnung kontinuierlich eine in Abhängigkeit vom Wasser­stand oder Druck in der Vakuumleitung geregelte geringe Menge Luft eingelassen wird, welche durch in der Vakuum­leitung stehende Wassersäulen hindurchperlt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß beim Öffnen eines Ab­saugventils nur vor und/oder während des Einlassens von Abwasser in die Vakuumleitung Luft über das Absaugventil in diese eingelassen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 , dadurch gekennzeichnet, daß beim Öffnen eines Absaug­ventils darüber höchstens etwa dasselbe Volumen Luft wie Abwasser in die Vakuumleitung eingelassen wird, und über einen längeren Zeitraum das durch die Belüftungsöffnungen eingelassene Volumen Luft größer ist als das über die Ab­saugventile eingelassene Volumen Abwasser.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­durch gekennzeichnet, daß die Absaugventile bei stärkerem Unterdruck in der Vakuum­leitung erst geöffnet werden, nachdem sich eine größere Wassermenge vor ihnen angesammelt hat als bei schwächerem Unterdruck.

Zeichnung