Verfahren und Vorrichtung zum Absaugen von Flüssigkeit aus einem Behälter

Abstract

 Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Absaugen von Flüssigkeit (12) aus einem Behälter (10) vorgeschlagen, indem die Flüssigkeit über eine an eine Unterdruckquelle anschließbare (erste) Leitung (16) abgesaugt wird. Um weitgehend zu verhindern, daß über die Leitung (16) ein Flüssigkeitgasgemisch angesaugt wird, geht von der Leitung eine in den Behälter mündende zweite Leitung (28) aus, deren Öffnung (34) oberhalb der der ersten Leitung liegt. Die Öffnung der zweiten Leitung ist mit einem Schwimmkörper (36) verschließbar. Sobald die Öffnung (30) der ersten Leitung nicht mehr mit Flüssigkeit verschlossen ist, wird nur noch über die Öffnung der zweiten Leitung Gas angesaugt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Absaugen von Flüssigkeit aus einem Behälter über eine mit einer im Bereich zum Boden des Behälters verlaufenden Öffnung versehenen an eine Unterdruckquelle anschließbare (erste) Leitung.

[0002] Um z.B. Abwasser oder sonstige Flüssigkeiten aus einem belüfteten Behältnis abzuleiten, ohne daß ein natürliches Gefälle zur Verfügung steht, gelangen Vakuumabsauganlagen zur Anwendung. Dabei findet sich nicht nur ein Einsatz in stationären Bereichen, sondern auch bei mobilen Einrichtungen wie z.B. Schiffen, Eisenbahnen oder Flugzeugen. Die in einem Behältnis angesammelte Flüssigkeit wie Fäkalwasser wird von einem Tank über eine Unterdruckleitung einem weiteren Sammelbehältnis oder ähnlichem zugeführt, um sodann z.B. abgepumpt zu werden.

[0003] Die in dem Behältnis angesammelte Flüssigkeit kann über ein Steigrohr abgesaugt werden, das seinerseits mit einer Unterdruckquelle im Bedarfsfall verbindbar ist. Zwischen der Unterdruckquelle und dem Steigrohr sind Absperrvorrichtungen wie Ventile vorgesehen. Am Ende eines Absaugvorganges wird über das Steigrohr ein Flüssigkeitgasgemisch angesaugt. Dies bedeutet, daß sich Flüssigkeit vor der Absperrvorrichtung ansammeln kann, und zwar auch dann, wenn das Absaugen intervallmäßig erfolgt, d.h. abgewartet wird, daß sich Flüssigkeiten von dem Flüssigkeitgasgemisch vor der Absperrvorrichtung angesammelt hat, um sodann durch kurzzeitiges Öffnen der Absperrvorrichtung weitere Flüssigkeit abzusaugen.

[0004] Diesem "Nachsaugen" sind Grenzen gesetzt, um den Unterdruck in der Unterdruckleitung nicht unnötig abzubauen. Erfahrungen mit bekannten Vorrichtungen haben gezeigt, daß sich vor der Absperrvorrichtung Restflüssigkeit in der Menge von 2 bis 3 Liter ansammelt. Sofern entsprechende Vorrichtungen im Freien oder nicht erwärmten Räumen genutzt werden, muß in der kalten Jahreszeit darauf geachtet werden, daß die Restflüssigkeit nicht gefriert, da andernfalls die Gefahr des Platzens der Rohrleitung erwächst bzw. die Absperrvorrichtung durch Eisbildung versperrt wird.

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß ohne steuerungstechnischen Aufwand und mit konstruktiv einfachen Maßnahmen sichergestellt ist, daß sich trotz Ansaugens eines Flüssigkeitgasgemisches in der die Flüssigkeit absaugenden Leitung nur eine geringe Menge an Restflüssigkeit ansammelt, die selbst bei Erstarren zu keiner Beeinträchtigung der Vorrichtung führen kann, wobei das unerwünschte häufige "Nachsaugen" vermieden werden soll. Mit anderen Worten soll das Problem gelöst werden, daß beim Absaugen von Flüssigkeit aus einem belüfteten Behälter verhindert wird, daß größere Flüssigkeitsmengen in der Leitung verbleiben, nachdem der Absaugvorgang beendet ist.

[0006] Die Lösung der Aufgabe bzw. des Problems sieht verfahrensmäßig vor, daß nach Ansaugen des Flüssigkeitgasgemisches über eine von der ersten Leitung ausgehende und beim Ansaugen von im wesentlichen Flüssigkeit mit einem Teil der Flüssigkeit gefüllten zweiten Leitung der Teil der Flüssigkeit schwerkraftbedingt aus der zweiten Leitung in den Behälter ausläuft und unter Verhinderung eines weiteren Ansaugens des Flüssigkeitgasgemisches über die zweite Leitung Gas angesaugt wird.

[0007] Mit anderen Worten wird ein Verfahren zum Absaugen von Flüssigkeit aus einem Behälter über eine (erste) Leitung, deren Öffnung im Bereich des Behälterbodens verläuft und die an eine Unterdruckquelle zum Absaugen der Flüssigkeit angeschlossen wird, wobei dann über die Leitung ein Flüssigkeitgasgemisch angesaugt wird, wenn der Flüssigkeitsstand in dem Behälter bis in die Nähe der Öffnung abgesunken ist, vorgeschlagen, das durch die nachstehenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

• eine von der ersten Leitung ausgehende zweite Leitung wird über ein von der Flüssigkeit aufgetriebenes Element verschlossen,
• über die erste Leitung wird bei gleichzeitigem Füllen der zweiten Leitung mit Flüssigkeit im wesentlichen Flüssigkeit abgesaugt,
• bei Absaugen von Flüssigkeitgasgemisch überwindet der in der zweiten Leitung von der Flüssigkeit hervorgerufene Schweredruck den in der ersten Leitung herrschenden Unterdruck, so daß die Flüssigkeit das Element von der Öffnung wegdrückt und die Flüssigkeit in den Behälter zurückfließt,
• anschließend wird Gas über die geöffnete zweite Leitung unter Vermeidung weiteren Ansaugens von Flüssigkeitgasgemisch über die erste Leitung angesaugt.

[0008] Durch die erfindungsgemäße Lehre wird durch die in der ersten Leitung mündende zweite Leitung sichergestellt, daß dann, wenn über die erste Leitung das unerwünschte Flüssigkeitgasgemisch angesaugt wird, ein weiteres Ansaugen über die erste Leitung dadurch unterbunden wird, daß über die zweite Leitung im wesentlichen ausschließlich Gas angesaugt wird. Da dieses leichter als das Flüssigkeitgasgemisch ist, ist weitgehend sichergestellt, daß sich in der zu der Unterdruckquelle führenden Leitung nur noch sehr wenig Restwasser ansammeln kann, das zu einer Beeinträchtigung auch dann nicht führen kann, wenn z.B. bei tiefen Temperaturen ein Erstarren erfolgt. Folglich sind weder aufwendige Schaltmechanismen erforderlich, durch die sichergestellt werden soll, daß ein Ansaugen von Flüssigkeitgasgemisch unterbleibt, noch sind besondere Isoliermaßnahmen oder ähnliches im Bereich der Leitung erforderlich, in der sich Flüssigkeit ansammeln kann.

[0009] Eine Vorrichtung zum Absaugen von Flüssigkeit aus einem Behälter über eine mit einer im Abstand zum Boden des Behälters verlaufenden Öffnung versehenen an eine Unterdruckquelle anschließbare (erste) Leitung zeichnet sich dadurch aus, daß von der ersten Leitung eine weitere (zweite) Leitung ausgeht, daß die zweite Leitung eine oberhalb der Öffnung der ersten Leitung verlaufende Öffnung aufweist und daß die Öffnung der zweiten Leitung flüssigkeitsauftriebsbedingt von einem Element verschließbar ist.

[0010] Erfindungsgemäß wird eine vorzugsweise parallel zu dem in dem Behälter verlaufenden Abschnitt der ersten Leitung eine mit dieser in Verbindung stehende zweite Leitung angeordnet, die jedoch oberhalb der Öffnung der ersten Leitung endet. Mit anderen Worten liegt die Öffnung der ersten Leitung, über die die Flüssigkeit an sich abgesaugt wird, zwischen der Öffnung der zweiten Leitung und dem Behälterboden. Die Öffnung der von der ersten Leitung ausgehenden zweiten Leitung ist nun mit einem Element wie Schwimmkörper verschließbar, und zwar dann, wenn die Öffnung mit Flüssigkeit bedeckt ist. Um ein sicheres Anlegen des Schwimmkörpers an der Öffnung der zweiten Leitung zu gewährleisten, ist das Element, also der Schwimmkörper von z.B. einer Aufnahme wie Käfig umgeben, die von der zweiten Leitung ausgeht.

[0011] Soll nun ein gefüllter Behälter geleert werden, so wird nach Anschließen des Steigrohres an eine Unterdruckquelle Flüssigkeit über die tiefer liegende Öffnung, also über die erste Leitung abgesaugt. Die zweite mit ihrer Öffnung höher liegende Leitung ist über den Schwimmkörper verschlossen. Ein Teil der über die erste Leitung abgesaugten Flüssigkeit gelangt in die zweite Leitung, so daß diese gefüllt wird. Sobald die Flüssigkeit aus dem Behälter soweit abgesaugt ist, daß über die erste Leitung, also das Steigrohr ein Flüssigkeitgasgemisch angesaugt wird, befindet sich die Öffnung der zweiten Leitung oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche mit einem Abstand, daß das Verschlußelement, also der Schwimmkörper nicht mehr durch die Flüssigkeit gegen die Öffnung auftriebsbedingt gedrückt wird. Die Länge der zweiten Leitung und damit das Gewicht der in dieser vorhandenen Wassersäule ist nun so gewählt, daß der in der ersten Leitung herrschende Unterdruck überwunden wird und somit das Gewicht der Flüssigkeitssäule das die Öffnung verschließende Element wegdrückt, so daß die Flüssigkeit aus der zweiten Leitung in den Behälter fließt. Nach dieser "spontanen" Entleerung kann über die mit ihrer Öffnung höher liegende zweite Leitung Gas angesaugt werden, so daß über den in dem Behälter verlaufenden Abschnitt der ersten Leitung kein weiteres Flüssigkeitgasgemisch in die Absaugleitung gefördert wird. Sollte die Öffnung der ersten Leitung noch geringfügig in der Flüssigkeit eingetaucht sein, so ist allein eine geringe Wassersäule im Bereich der Öffnung zu beobachten.

[0012] Durch die erfindungsgemäße Lehre ist demzufolge ein selbstätiges und nahezu schlagartiges Umschalten des Absaugens eines Flüssigkeitgasgemisches zu einem Absaugen von nur Gas gegeben, wodurch sichergestellt ist, daß sich keine nennenswerte Flüssigkeitsmenge insbesondere vor oder gegebenenfalls nach der Absperrvorrichtung in der Absaugleitung ansammeln kann. Gleichzeitig wird das unerwünschte Nachsaugen, wodurch unnötige Druckverluste in dem Unterdrucksystem auftreten, nicht mehr erforderlich.

[0013] Die in der zweiten Leitung angesammelte und in den Behälter zurückfließende Flüssigkeitsmenge weist ein Volument auf, das demjenigen entspricht, um den Behälter soweit wieder anzufüllen, daß die Öffnung der ersten Leitung durch Flüssigkeit wieder so verschlossen ist, daß ein weiteres Ansaugen von Flüssigkeitgasgemisch vermieden wird.

[0014] Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

[0015] Es zeigen:

Fig. 1

eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zum Absaugen von Flüssigkeit mit einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter und

Fig. 2

die Vorrichtung nach Fig. 1 mit weitgehend entleertem Behälter.

[0016] In den Fig., in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist rein schematisch eine Vorrichtung zum Absaugen von in einem Behälter (10) angesammelter Flüssigkeit wie z.B. Abwasser dargestellt.

[0017] Bei dem Behälter (10) kann es sich um einen quader- und zylinderförmigen, belüfteten Behälter handeln, in dem z.B. über nicht dargestellte Zuleitungen von in mobilen Einrichtungen wie z.B. Eisenbahnwagen, Schiffen oder Flugzeugen vorhandenen Wascheinrichtungen oder Toilettenanlagen stammendes Abwasser (12) angesammelt wird. Um das Behältnis (10) zu entleeren, ist eine Saugleitung (14) vorgesehen, die einen im wesentlichen innerhalb des Behältnis (10) vertikal verlaufenden Abschnitt (16) und einen außerhalb des Behälters (10) verlaufenden Abschnitt (18) umfaßt, der über eine Senke wie Siphon (20) an eine nicht dargestellte Unterdruckquelle (Anschluß 22) anschließbar ist. Zwischen dem Anschluß (22) und der Senke (20) ist eine Absperrvorrichtung wie z.B. Ventil (24) angeordnet, das dann geöffnet wird, wenn der Behälter (10) entleert werden soll.

[0018] Von dem innerhalb des Behälters (10) verlaufenden Abschnitt (16), der auch als Steigrohr zu bezeichnen ist, geht über ein Verbindungsstück wie T-Stück (26) eine zweite Leitung (28) aus, die innerhalb des Behälters (10) in etwa parallel zu dem Steigrohr (16) verläuft.

[0019] Wie die zeichnerischen Darstellungen verdeutlichen, mündet das Steigrohr (16) mit seiner Öffnung (30) im geringeren Abstand zum Behälterboden (32) als die Öffnung (34) der zweiten Leitung (28).

[0020] Die Öffnung (34) der Leitung (28) ist mit einem Schwimmkörper (36) solange verschließbar, wie die Öffnung (30) in der Flüssigkeit (12) eingetaucht ist.

[0021] Der Schwimmkörper (36) ist von einer Aufnahme wie Käfig (38) umgeben, der von der zweiten Leitung (28) ausgeht. Hierdurch ist sichergestellt, daß der Schwimmkörper (36) im gewünschten Umfang die Öffnung (34) verschließen kann.

[0022] Der Käfig (38) weist erforderliche Durchbrechungen auf, damit Flüssigkeit in das Käfiginnere eindringen und damit der Schwimmkörper (36) die Öffnung (34) verschließen kann. Die Form der Durchbrechungen ist dabei so gewählt, daß ein Verstopfen durch in der Flüssigkeit (12) vorhandenen Feststoffen nicht möglich ist. Sollten dennoch in den Bereich zwischen dem Schwimmkörper (36) und der Öffnung (34) entsprechende Reste gelangen, so wird durch die dort vorhandene Sogwirkung ein quasi Selbstreinigen des Schwimmkörpers (36) erfolgen, wodurch dieser wiederum die Öffnung (34) dicht verschließen kann.

[0023] Soll nun der Behälter (10) entleert werden, also wenn Flüssigkeit entsprechend der Darstellung der Fig. 1 in dem Behälter (10) angesammelt ist, so wird die Absaugleitung (14) über den Anschluß (22) mit einer Unterdruckquelle verbunden. Gleichzeitig wird die Absperrvorrichtung (24) geöffnet. Über die Öffnung (30) des Steigrohrs (16) wird sodann Flüssigkeit abgesaugt. Die zweite Leitung (28) ist über den Schwimmkörper (36) verschlossen. Dennoch sammelt sich in der Leitung (28) Flüssigkeit an, die über die Verbindung (26) in die Leitung (28) strömt.

[0024] Durch das Absaugen der Flüssigkeit sinkt der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter (10). Liegt der Flüssigkeitsspiegel unterhalb der Öffnung (34) der Leitung (28), so wird diese weiterhin aufgrund des in der Absaugleitung (14) herrschenden Unterdrucks durch den Schwimmkörper (36) verschlossen.

[0025] Sobald der Flüssigkeitsspiegel auf ein der Fig. 2 zu entnehmendes Niveau absinkt, wird über das Steigrohr (16) ein Flüssigkeitgasgemisch angesaugt, wodurch ein Druckabbau in der Absaugleitung (14) erfolgt. Die Länge der Leitung (28), also das Gewicht der Wassersäule ist nun so gewählt, daß dieses beim Ansaugen des Flüssigkeitgasgemisches den in der Absaugleitung (14) herrschenden Unterdruck überwindet, so daß folglich das Element (36) die Öffnung (34) nicht mehr verschließen kann. Die Flüssigkeitssäule drückt das Element (36) in Richtung des Behälterbodens (32), wodurch gleichzeitig ein Entleeren der Leitung (28) erfolgt. Sodann wird über die Öffnung (34) Gas angesaugt werden, so daß über das Steigrohr (16) kein weiteres Flüssigkeitgasgemisch angesaugt und in den Abschnitt (18) der Absaugleitung (14) gelangen kann. Folglich kann sich im Bereich vor der Absperrvorrichtung, also in der Senke (20) keine wesentlichen Flüssigkeitsreste mehr ansammeln.

[0026] Aufgrund des durch das Ansaugen des Gases hervorgerufenen Druckabfalls in der Absaugleitung (14) kann über eine nicht dargestellte Steuerung die Absperrvorrichtung (24) geschlossen werden. Sodann kann der Behälter (10) erneut gefüllt werden, um nach dessen Befüllen den zuvor beschriebenen Absaugvorgang durchzuführen.

[0027] Zu den Abmessungen ist zu bemerken daß der Behälter (10) eine Höhe von 150 cm aufweisen kann. Bei zylindrischem Behälter kann der Durchmesser 80 bis 100 cm betragen. Der Abstand zwischen den Öffnungen (30) und (32) braucht nur wenige cm, z.B. 5 cm betragen, um das erfindungsgemäß vorgeschlagene selbstätige Umschalten des Ansaugens von Flüssigkeitgasgemisch zu Gas zu ermöglichen. Die Länge der Leitung (28) ist so zu wählen, daß der Schweredruck der Flüssigkeitssäule größer als der in der Absaugleitung (14) herrschende Unterdruck bei Ansaugen des Flüssigkeitgasgemisches ist.

[0028] Im Bereich der Behälteröffnung kann das Steigrohr (16) eine mit dem Bezugszeichen (40) versehene Bohrung aufweisen, durch die sichergestellt werden soll, daß der Behälter (10) nicht entleert werden kann, wenn der außerhalb des Behälters (14) verlaufende Abschnitt (18) z.B. im Bereich der Senke eine Undichtigkeit aufweist oder bricht. Die Bohrung (40) verhindert die Heberwirkung. Dabei weist die Bohrung (40) einen lichten Durchmesser auf, der einen merklichen Druckabbau innerhalb der Leitung (14) während des Absaugens nicht zuläßt, wodurch andernfalls die Saugwirkung beim Entleeren des Behälters (10) beeinträchtigt werden würde.

[0029] Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Lehre dann realisierbar, wenn die erste Leitung außerhalb des Behälters verläuft und nur in dessen Bodenbereich in diesem mündet.

Ansprüche

1. Verfahren zum Absaugen von Flüssigkeit aus einem Behälter über eine (erste) Leitung, deren Öffnung im Bereich des Behälterbodens verläuft und die an eine Unterdruckquelle zum Absaugen der Flüssigkeit angeschlossen wird, wobei dann über die Leitung ein Flüssigkeitgasgemisch angesaugt wird, wenn der Flüssigkeitsstand in dem Behälter bis in die Nähe der Öffnung abgesunken ist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte

-   eine von der ersten Leitung ausgehende zweite Leitung wird über ein von der Flüssigkeit aufgetriebenes Element verschlossen,

-   über die erste Leitung wird bei gleichzeitigem Füllen der zweiten Leitung mit Flüssigkeit im wesentlichen Flüssigkeit abgesaugt,

-   bei Absaugen von Flüssigkeitgasgemisch überwindet der in der zweiten Leitung von der Flüssigkeit hervorgerufene Schweredruck den in der ersten Leitung herrschenden Unterdruck, so daß die Flüssigkeit das Element von der Öffnung wegdrückt und die Flüssigkeit in den Behälter zurückfließt,

-   anschließend wird Gas über die geöffnete zweite Leitung unter Vermeidung weiteren Ansaugens von Flüssigkeitgasgemisch über die erste Leitung angesaugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch aus der zweiten Leitung zurückfließende Flüssigkeitsmenge die Öffnung der ersten Leitung zur Vermeidung eines weiteren Ansaugens von Flüssigkeitgasgemisch mit Flüssigkeit verschlossen wird.

3. Vorrichtung zum Absaugen von Flüssigkeit (12) aus einem Behälter (10) über eine im Bereich des Bodens (32) des Behälters verlaufenden Öffnung (30) versehenen an eine Unterdruckquelle anschließbare (erste) Leitung (14, 16, 18), dadurch gekennzeichnet,
daß von der ersten Leitung (16) eine weitere (zweite) Leitung (28) ausgeht, daß die zweite Leitung eine oberhalb der Öffnung (30) der ersten Leitung verlaufende Öffnung (34) aufweist und daß die Öffnung der zweiten Leitung flüssigkeitsauftriebsbedingt von einem Element (36) verschließbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Leitung (28) parallel oder im wesentlichen parallel zu dem innerhalb des Behälters (10) vorhandenen Abschnitt der ersten Leitung (16) verläuft.

5. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Leitung (28) im wesentlichen senkrecht in dem in dem Behälter (10) verlaufenden Abschnitt der ersten Leitung (10) mündet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Element (36) ein kugelförmiger Schwimmkörper ist, der von einer von der zweiten Leitung (28) ausgehenden Aufnahme wie Käfig (38) umgeben ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ansaugen von Flüssigkeitgasgemisch über die erste Leitung (14) der in der ersten Leitung herrschende Druck kleiner als der von der in der zweiten Leitung (28) vorhandenen Flüssigkeitssäule hervorgerufene Schweredruck ist.

8. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der in dem Behälter (10) verlaufende Abschnitt (16) der ersten Leitung im wesentlichen vertikal verläuft.

9. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine der Leitungen im Bereich des oberen Behälterrandes eine Durchbrechung aufweist.

10. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in der zweiten Leitung (28) angesammelte und in den Behälter (10) zurückfließende Flüssigkeit ein Volumen aufweist, das dem Volumen entspricht, um den Behälter über die Öffnung (30) der ersten Leitung (16) mit Flüssigkeit aufzufüllen.

Zeichnung