СТАНЦИЯ ПЕРЕКАЧКИ СТОЧНЫХ ВОД
WASTE WATER TRANSFER STATION

Предметом изобретения является станция перекачки сточных вод согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Станции перекачки сточных вод применяются для того, чтобы поднимать или, соответственно, перекачивать сточные воды, которые скапливаются ниже уровня канализации, на уровень канализации. В этой связи известны станции перекачки сточных вод, содержащие резервуар, в который втекает предназначенная для подъема сточная вода. На резервуаре или внутри него установлен насосный агрегат, который перекачивает сточные воды из резервуара в станцию перекачки сточных вод на более высокий уровень.
Известны такие станции, которые содержат закрытый резервуар из полимерного материала, в который через отверстие вставлен насосный агрегат. Эти резервуары снабжены также всеми необходимыми соединительными трубопроводами, в частности, также выпускным патрубком, который с выходной стороны присоединяется к насосному агрегату. Т.е. внутри резервуара должно создаваться соединение между выходной стороной насоса и присоединяющимся напорным трубопроводом или, соответственно, присоединяющимся выпускным патрубком. Это затруднительно, так как резервуар, как правило, не просматривается снаружи. В частности, проблематичным является извлечение и повторное присоединение насосного агрегата в целях технического обслуживания без деинсталляции всей станции.
Поэтому задачей изобретения является предоставление усовершенствованной станции перекачки сточных вод, которая обеспечит возможность простого вставления насосного агрегата в резервуар с простым соединением с напорным или, соответственно, выпускным трубопроводом внутри резервуара.
Эта задача решается с помощью станции перекачки сточных вод с признаками, указанными в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления содержатся в зависимых пунктах формулы изобретения, последующем описании, а также прилагаемых фигурах.
Предлагаемая изобретением станция перекачки сточных вод, как и известные станции перекачки сточных вод, содержит резервуар, который снабжен по меньшей мере одним впускным отверстием, к которому присоединен входной канализационный трубопровод или WC (water closet, санузел), по которому предназначенные для нагнетания или, соответственно, для подъема сточные воды втекают в резервуар. Кроме того, в резервуаре установлен по меньшей мере один насос или, соответственно, насосный агрегат, который выкачивает сточные воды из резервуара в находящийся на более высоком уровне канализационный трубопровод. Дополнительно в резервуаре может быть предусмотрен сенсор уровня, служащий для включения и выключения насосного агрегата в зависимости от уровня воды внутри резервуара. В зависимости от размера станции перекачки сточных вод в резервуаре могут быть также установлены несколько насосов.
Насосный агрегат снабжен напорным, соответственно, выпускным патрубком, который внутри резервуара соединен с расположенным в нем выпускным трубопроводом. Этот выпускной трубопровод ведет из резервуара наружу и заканчивается предпочтительно с наружной стороны резервуара в выпускном патрубке, к которому может присоединяться выходной канализационный трубопровод, который затем, например, ведет к находящейся выше канализационной трубе.
Чтобы можно было легко соединять насосный агрегат с выпускным трубопроводом внутри резервуара и, кроме того, простым способом монтировать насосный агрегат на резервуаре, он вставлен в резервуар через отверстие в стенках резервуара и может также снова выниматься оттуда. Так, в целях технического обслуживания или для замены насосный агрегат может снова легко извлекаться через это отверстие. Кроме того, выпускной патрубок, который выполнен на насосном агрегате, т.е. напорный патрубок насосного агрегата, соединен с расположенным в резервуаре выпускным трубопроводом посредством разъемной муфты. Причем эта муфта выполнена так, что она может соединяться и снова отсоединяться в направлении вставления насосного агрегата. Направление вставления при этом является тем направлением, в котором насосный агрегат вставляется в резервуар через отверстие. Например, насосный агрегат вставляется в резервуар сверху через отверстие на верхней стороне резервуара. Тогда направлением вставления является вертикальное направление. Благодаря тому, что муфта может соединяться и разъединяться в направлении вставления, возможно автоматическое соединение и повторное разъединение муфты при вставлении насосного агрегата, так что для привязки выпускного трубопровода к выпускному патрубку насосного агрегата, который, например, выполнен на спиральном корпусе насосного агрегата, не требуются никакие другие сложные монтажные работы. В идеальном случае при вставлении насосного агрегата в отверстие стенок резервуара одновременно создается соединение выпускного патрубка с выпускным трубопроводом.
При этом муфта предпочтительно содержит первую полумуфту, установленную на выпускном патрубке насосного агрегата, и вторую полумуфту, установленную на выпускном трубопроводе, которые находятся в разъемном зацеплении друг с другом или, соответственно, могут вступать в зацепление. Как описано выше, муфта должна обладать возможностью соединения и разъединения в направлении вставления, т.е. две полумуфты в направлении вставления стыкуются одна с другой или, соответственно, одна в другую. Таким образом, муфта автоматически соединяется при вставлении насосного агрегата в отверстие.
Первая полумуфта и вторая полумуфта предпочтительно находятся в контакте друг с другом в плоскости уплотнения, которая проходит параллельно направлению вставления. Т.е. первая полумуфта и вторая полумуфта в плоскости уплотнения придвигаются друг к другу до тех пор, пока они не окажутся в окончательном положении друг напротив друга, в котором создается уплотненный проход для жидкостной среды через полумуфты от выпускного патрубка в выпускной трубопровод. Таким образом, при стыковке первая полумуфта и вторая полумуфта вступают в контакт друг с другом, предпочтительно скользя, по плоскости уплотнения.
По одному из особенно предпочтительных вариантов осуществления по меньшей мере одна из полумуфт, особенно вторая полумуфта, является подвижной таким образом, что она автоматически может ориентироваться относительно другой полумуфты. Таким образом, процесс стыковки и процесс соединения между выпускным трубопроводом и выпускным патрубком еще больше упрощаются, так как они могут автоматически ориентироваться своими полумуфтами друг относительно друга так, что они вступают друг с другом в уплотняющее соединение. В частности, это движение может осуществляться таким образом, что обе полумуфты своими поверхностями прилегания, которыми полумуфты вступают в соприкосновение друг с другом, могут ориентироваться в направлении плоскости уплотнения.
Предпочтительно по меньшей мере одна из полумуфт, особенно предпочтительно вторая полумуфта, является подвижной в плоскости, параллельной направлению вставления. Это позволяет полумуфтам двигаться параллельно плоскости уплотнения друг относительно друга, так что полумуфты автоматически могут ориентироваться в положении друг напротив друга, так что они могут вступать в зацепление друг с другом в определенном положении.
Альтернативно или дополнительно возможно, чтобы по меньшей мере одна из полумуфт, предпочтительно вторая полумуфта, обладала возможностью поворотного движения вокруг по меньшей мере одной оси поворота. Это позволяет полумуфтам ориентироваться друг относительно друга также по своему угловому положению, в частности, так, чтобы из поверхности прилегания, которыми они вступают в контакт друг с другом, автоматически могли ориентироваться параллельно плоскости уплотнения.
Для этого по меньшей мере одна ось поворота проходит предпочтительно в плоскости уплотнения или параллельно плоскости уплотнения, в которой две полумуфты вступают в контакт друг с другом своими поверхностями прилегания.
Вторая полумуфта, т.е. та полумуфта, которая расположена на находящемся в резервуаре выпускном трубопроводе, снабжена также предпочтительно двумя параллельными друг другу и направлению вставления направляющими, в которые может вдвигаться первая полумуфта в направлении вставления. Таким образом, две полумуфты при вставлении насосного агрегата могут, скользя друг по другу, двигаться в свое окончательное положение друг напротив друга, при этом первая полумуфта направляется по второй полумуфте посредством направляющих в направлении вставления. Направляющие могут одновременно представлять собой осевой фиксатор, который удерживает полумуфты в соприкосновении друг с другом в осевом направлении. Осевым направлением является при этом направление прохождения выпускного патрубка и выпускного трубопровода, которое предпочтительно проходит поперек направления вставления. Направляющие предпочтительно в их поперечном сечении поперек направления вставления выполнены u-образно, и первая полумуфта снабжена выступающими сбоку направляющими ребрами, которые проходят параллельно направлению вставления и входят с зацеплением во внутреннее пространство u-образных направляющих. Направляющие образуют, таким образом, направляющие пазы, в которых может передвигаться первая полумуфта. U-образные направляющие ограничивают подвижность первой полумуфты во второй полумуфте предпочтительно в трех направлениях, а именно, в двух осевых направлениях, а также в направлении, поперечном этому, так что движение между двумя полумуфтами возможно только в направлении вставления. При этом для окончательного соединенного положения, в котором две полумуфты желаемым образом находятся друг напротив друга, предпочтительно предусмотрен упор, так что движение ограничивается также в направлении вставления посредством упора в конечном положении, так что первая полумуфта не может продолжать вдвигаться за это конечное положение во вторую полумуфту.
Также предпочтительно, если выходной трубопровод по меньшей мере на отдельных участках выполнен с возможностью упругой деформации, например, из эластомера или резины, а своим концом соединен со второй полумуфтой. Предпочтительно выходной трубопровод входит в зацепление во вторую полумуфту и зафиксирован в ней. При этом выходной трубопровод может проходить во вторую полумуфту настолько, чтобы в осевом направлении он проходил сквозь нее до первой полумуфты, соответственно, выпускного патрубка. Таким образом предотвращается необходимость дополнительного уплотнения между выходным трубопроводом и второй полумуфтой, так как выходной трубопровод может вступать в соприкосновение непосредственно с первой полумуфтой или, соответственно, выпускным патрубком, создавая уплотнение. Вторая полумуфта служит тогда только для направления и фиксации выпускного трубопровода с первой полумуфтой или, соответственно, выпускным патрубком. Предпочтительно предусмотрено соединение с геометрическим замыканием между выходным трубопроводом и второй полумуфтой. Например, выходной трубопровод посредством элементов зацепления может вступать в зацепление с геометрическим замыканием с ответными элементами зацепления, находящимися на второй полумуфте или, соответственно, внутри нее. Так, на выходном отверстии могут быть выполнены выступы для зацепления, которые входят в зацепление с геометрическим замыканием в ответные гнезда, имеющиеся в полумуфте. Возможность упругой деформации выходного трубопровода обеспечивает подвижность, которая позволяет двум полумуфтам ориентироваться друг относительно друга. Кроме того, она обеспечивает возможность более простой прокладки или, соответственно, монтажа внутри резервуара.
Также предпочтительно выходной трубопровод установлен внутри резервуара в опоре, при этом опора выполнена таким образом, что обеспечена подвижность второй полумуфты на конце выходного трубопровода. Выходной трубопровод может быть установлен в опоре непосредственно или же опосредствованно через вторую полумуфту. Так, возможно, чтобы вторая полумуфта была установлена в опоре, а выходной трубопровод, как описано выше, был зафиксирован на второй полумуфте или, соответственно, внутри нее. При этом опора предпочтительно выполнена так, что в ней имеется необходимый зазор, чтобы обеспечивать подвижность второй полумуфты. Поэтому вторая полумуфта является предпочтительно в определенной степени подвижной относительно опоры или, соответственно, в опоре, чтобы обеспечивать подвижность относительно первой полумуфты и автоматическую ориентацию. Насосный агрегат своим выходным патрубком при вставлении предпочтительно зафиксирован в резервуаре в своей ориентации и положении, так что он ориентирован неподвижно относительно опоры, а подвижность между полумуфтами реализуется за счет относительной подвижности второй полумуфты в опоре.
Опора может быть, например, выполнена так, чтобы вторая полумуфта посредством фиксирующих элементов была зафиксирована внутри резервуара, при этом в фиксирующих элементах имеется необходимый зазор, служащий для подвижности полумуфты. Фиксирующие элементы могут быть, например, привинчены к внутренним стенкам резервуара.
Чтобы обеспечить легкое вставление первой полумуфты во вторую полумуфту при скольжении двух полумуфт друг по другу при вставлении, на одной из полумуфт может быть предусмотрен контактный или, соответственно, уплотнительный элемент с желаемыми свойствами скольжения, который скользит по противолежащей поверхности скольжения или, соответственно, уплотнения. Предпочтительно этот элемент с торцевой стороны надет на упругий выходной трубопровод, так что этот элемент благодаря упругости выходного трубопровода удерживается в соприкосновении с противолежащей поверхностью уплотнения, так что здесь обеспечивается достаточное уплотняющее действие без необходимости установки упругого уплотнения с худшими антифрикционными свойствами.
Ниже изобретение поясняется на примерах с помощью прилагаемых чертежей. На них показано:
фиг.1: покомпонентное изображение станции перекачки сточных вод согласно изобретению,
фиг.2: вид в разрезе станции перекачки сточных вод, показанной на фиг.1,
фиг.3: увеличенный вид фрагмента III, указанного на фиг.2,
фиг.4: увеличенный вид фрагмента IV, указанного на фиг.3,
фиг.5: вид в разрезе перпендикулярно виду по фиг.3, по линии V, указанной на фиг.3,
фиг.6: вид в разрезе по линии VI, указанной на фиг.2, и
фиг.7A-7C: осуществляемое в три этапа соединение выпускного патрубка насосного агрегата с выпускным трубопроводом.
Показанная в этом примере станция перекачки сточных вод содержит резервуар 2, который состоит из двух частей 2a и 2b резервуара. Части 2a и 2b резервуара предпочтительно выполнены из полимерного материала. Резервуар 2 снабжен входным отверстием 4, служащим для присоединения канализационного трубопровода, приходящего, например, от сантехнического объекта, такого как туалет. Внутри резервуара 2 установлен насосный агрегат 6, который служит для того, чтобы выкачивать собирающиеся в резервуаре 2 сточные воды, которые втекают через входное отверстие 4, из резервуара 2 на более высокий уровень. Для этого в резервуаре 2 установлен служащий для включения и выключения насоса не показанный здесь регулятор уровня, который содержит 6 при достижении заданного уровня воды в резервуаре 2, а при опускании до второго, более низкого заданного уровня воды снова выключает. Насос с выходной стороны соединен с расположенным внутри резервуара 2 выпускным трубопроводом 8, который ведет к выпускному патрубку 10. В варианте осуществления, показанном на фиг.2, внутри резервуара 2 предусмотрены два выпускных патрубка 10, служащие для попеременного подсоединения присоединяющегося напорного трубопровода. Своим свободным концом 12 выпускной трубопровод 8 соединен с насосным агрегатом 6. Как лучше всего видно на фиг.7A-7C, на которых показана только нижняя часть насосного агрегата 6, у насосного агрегата 6 на его корпусе насоса имеется выпускной патрубок, соответственно, напорный патрубок 13, на свободном конце которого установлена первая полумуфта 14. Эта первая полумуфта 14 может входить в разъемное зацепление со второй полумуфтой 16, которая установлена на свободном конце 12 выпускного трубопровода 8.
Вторая полумуфта 16 образовавшейся муфты надета на свободный конец 12 выпускного трубопровода 8. Выпускной трубопровод 8 предпочтительно является упругим, например, выполнен из эластомерного материала, такого как резина. Для фиксации выпускного трубопровода 8 с концом 12 в полумуфте 16 в этом примере осуществления предусмотрено зацепление с геометрическим замыканием. Как видно на виде сечения, показанном на фиг.5, на конце 12 выпускного трубопровода 8 выполнены два выступающих диаметрально противоположно наружу стопорных выступа 18, которые входят с зацеплением в гнезда 20, имеющиеся в полумуфте 16. Полумуфта 16 в остальном выполнена в форме втулки или, соответственно, трубки, и имеет по существу круглое сечение с внутренним диаметром, который несколько больше, чем наружный диаметр выпускного трубопровода 8. Таким образом, выпускной трубопровод 8 может вводиться в полумуфту 16 так, что он проходит сквозь нее от одного конца к противоположному концу и стопорными выступами 18 входит в зацепление в гнезда 20. Внутрь свободного конца 12 после вставления выпускного трубопровода 8 во вторую полумуфту 16 вставлена фиксирующая втулка 22. Фиксирующая втулка 22 выполнена из жесткого материала, предпочтительно из полимерного материала, и имеет наружный диаметр, который по существу соответствует внутреннему диаметру выпускного трубопровода 8 на его конце 12. Таким образом, при вставленной фиксирующей втулке 22 обеспечивается вдавливание стопорных выступов 18 в гнезда 20. Для этого фиксирующая втулка 22 имеет такую осевую длину, что она проходит от конца выпускного трубопровода 8 внутрь него настолько, что с внутренней стороны она перекрывает стопорные выступы 18. Т.е. фиксирующая втулка 22 имеет осевую длину, которая больше, чем расстояние от конца выпускного трубопровода 8 до стопорных выступов 18.
На своем обращенном к насосному агрегату 6 конце фиксирующая втулка 22 снабжена выступающим радиально наружу бортиком 24, который перекрывает торцевую сторону выпускного трубопровода 8. Обращенный к насосному агрегату 6 или, соответственно, выпускному патрубку 13, бортик 24 снабжен направленным в осевом направлении кольцеобразным контактным выступом 26, который приходит в уплотняющее соприкосновение с торцевой стороной выпускного патрубка 13. Контактный выступ 26 уплотнят, таким образом, выпускной трубопровод 8 относительно выпускного патрубка 13. При этом фиксирующая втулка 22 одновременно осуществляет уплотнение относительно торцевой стороны выпускного трубопровода 8 и относительно внутреннего периметра выпускного трубопровода, так что здесь, кроме фиксирующей втулки 22, не требуется никакой другой уплотнительный элемент. Благодаря упругости выпускного трубопровода 8 фиксирующая втулка 22 в осевом направлении прижимается в торцевой стороне выпускного патрубка 13. Т.е. благодаря конфигурации полумуфт 14 и 16 выпускной патрубок 13 с определенным усилием прилегания прижимается к контактному выступу 26, так что выпускной трубопровод 8 упруго деформируется, и создается прижимное усилие, которое удерживает фиксирующую втулку 22 в уплотняющем соприкосновении с контактным выступом 26 на торцевой стороне выпускного патрубка 13.
Полумуфты 14 и 16 выполнены так, что вторая полумуфта 16 на своем обращенном к насосному агрегату 6 конце снабжена гнездом, в котором имеются две расположенные друг напротив друга направляющие или, соответственно, приемных паза 28. Приемные пазы 28 расположены друг напротив друга и проходят параллельно друг другу в вертикальном направлении X. Вертикальное направление X является при этом направлением вставления, в котором насосный агрегат 6 вставляется в резервуар 2 сверху. Первая полумуфта 14 выполнена в форме пластины и на двух диаметрально противоположных сторонах снабжена выступающими наружу направляющими ребрами 30, размер и расположение которых выбрано так, что они могут вдвигаться в приемные пазы 28 сверху. При этом вторая полумуфта 16 своими ограничивающими приемные пазы 28 с осевой стороны заплечиками 32 захватывает направляющие ребра 30, которые выполнены на конце выпускного патрубка 13, с осевой стороны. Таким образом выпускной патрубок 13 фиксируется первой полумуфтой 14 в осевом направлении со второй полумуфтой 16. Одновременно происходит фиксация в радиальном направлении в направлении вставления выпускного трубопровода 8 и второй полумуфты 16 за счет формы расположенных по бокам приемных пазов 28. На нижнем конце вторая полумуфта 16 в области приемных пазов 28 выполнена так, что упор 34, начинаясь от заплечиков 32, проходит в свободное пространство между противолежащими приемными пазами 28. Этот упор 34 может быть выполнен в виде ребра, соединяющего заплечики 32 на нижнем конце. Когда первая полумуфта 14 полностью вдвинута во вторую полумуфту 16, как можно видеть на фиг.4, выпускной патрубок располагается на упоре 34, так что дальнейшее вдвигание в приемные пазы 28 в вертикальном направлении X больше невозможно.
Фиксирующая втулка 22, снабженная контактным выступом 26, предпочтительно выполнена из твердого полимерного материала, который обладает хорошими свойствами скольжения. Эти хорошие свойства скольжения реализуются, в частности, посредством лишь небольшой торцевой поверхности контактного выступа 26. Таким образом обеспечивается возможность легкого скольжения контактного выступа по торцевой стороне выпускного патрубка 13 и направляющих ребер 30, когда первая полумуфта 14, которая выполнена в форме пластины, снабженной боковыми направляющими ребрами 30, сверху вдвигается в приемные пазы 28 второй полумуфты 16. Это вдвигание схематично показано на фиг.7A-7C.
В соответствии с изобретением, чтобы обеспечить возможность легкого вдвигания первой полумуфты 14 во вторую полумуфту 16, вторая полумуфта 16 расположена так, что она автоматически может ориентироваться относительно первой полумуфты 14. Это осуществляется благодаря тому, что вторая полумуфта 16 удерживается в опорном элементе 36, который охватывает вторую полумуфту 16по наружному периметру. Опорный элемент 36 посредством винтов 3 прочно соединен с резервуаром 2. Имеющая форму втулки вторая полумуфта 16 проходит сквозь также имеющий форму втулки опорный элемент 36 и захватывает его с обращенной от насосного агрегата 6 торцевой, соответственно, концевой стороны посредством двух выступающих радиально наужу стопорных выступов 40. При этом опорный элемент 36 внутри имеет размер, который, по меньшей мере, в радиальном направлении r, поперечном направлению вставления X, больше, чем наружный периметр второй полумуфты 16. Таким образом, достигается удерживание второй полумуфты 16 с зазором в радиальном направлении r внутри опорного элемента 36. Это позволяет второй полумуфте 16 двигаться на определенное расстояние в направлении r относительно опорного элемента 36 и, тем самым, относительно резервуара 2, и при этом также относительно первой полумуфты 14, и автоматически ориентироваться, располагаясь напротив первой полумуфты 14 так, чтобы она могла вводиться направляющими ребрами 30 в приемные пазы 28. Для дополнительного облегчения этого ввода приемные пазы 28 на своем верхнем конце 42, как можно видеть на фиг.3, выполнены расширенными. Причем это расширение выполнено наискосок, так что образуется направляющая для направляющих ребер 30 внутрь приемных пазов 28. Благодаря упругости выпускного трубопровода 8 он может вместе со второй полумуфтой 16 двигаться на определенное расстояние внутри резервуара.
В этом примере осуществления направлением вставления является вертикальное направление X. Однако следует понимать, что в зависимости от конфигурации станции перекачки сточных вод направлением вставления может быть и другое направление. Тогда приемные пазы 28 и зацепляющие выступы 30 соответственно ориентируются иначе, так чтобы они проходили параллельно направлению вставления, в котором насосный агрегат 6 вставляется в резервуар 2.
Перечень ссылочных позиций
2. Резервуар
2a, 2b. Части резервуара
4. Входное отверстие
6. Насосный агрегат
8. Выпускной трубопровод
10. Выпускной патрубок
12. Конец выпускного трубопровода 8
13. Выпускной патрубок
14. Первая полумуфта
16. Вторая полумуфта
18. Стопорные выступы
20. Гнезда
22. Фиксирующая втулка
24. Бортик
26. Контактный выступ
28. Приемные пазы
30. Направляющие ребра
32. Заплечики
34. Упор
36. Опорный элемент
38. Винт
40. Стопорные выступы
42. Верхний конец приемных пазов 28
X. Вертикальное направление, направление стыкования
R. Радиальное направление