專利名稱：真空式下水道的虹吸管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空式下水道，尤其涉及在從污水源至真空站的真空下水管道中存在障礙物的情況下防止由該障礙物的揚程引起的真空度降低、以求擴大污水的可運送范圍的真空式下水道。
真空式污水收集系統(tǒng)是將下水管道抽成真空(不是完全的真空，而是指一種減壓狀態(tài))，利用與大氣的壓力差來收集污水的系統(tǒng)。
圖3例示出這種真空式下水道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
從家庭和工廠等的衛(wèi)生設(shè)備排出的水通過流入管31流進(jìn)真空閥單元(中轉(zhuǎn)單元)32。排水再從該真空閥32經(jīng)由真空下水管33被送到真空站34，然后由壓力泵35經(jīng)由壓送管36送到下水處理設(shè)施中。
在該真空站34中，由污水循環(huán)泵37將接受槽38中的污水供給噴射泵39，這樣，將真空下水管33抽成真空，將污水匯集到真空站34中。
真空閥單元32用于連接污水源和真空站34，包括污水從流入管31流入其中的槽體40、吸入該槽體40中的污水而后送至真空下水道33的吸入管41、設(shè)置在該吸入管41中的真空閥42、控制該真空閥42的工作的控制器43。該真空閥42是作為真空下水管33中負(fù)壓的驅(qū)動動力源。圖中，44是氣管，45是檢查口，46是通氣管，50是升液器。真空下水管通常連接了多個真空閥單元。
這種真空式污水收集系統(tǒng)在管路施工中不需要自然流下式下水道的那種連續(xù)的坡度，具有下列特征。
①由于管道的敷設(shè)深度淺，可以大幅度削減涵洞的作業(yè)費用。
②能夠在地下水水位高、有巖石、挖掘困難，因而難以埋設(shè)下水道的地區(qū)進(jìn)行下水道施工。
③在曲折路段處的施工也容易進(jìn)行。
④因為是藉助真空進(jìn)行的氣液混相強制性間歇高速收集，所以不用擔(dān)心管路的堵塞問題，用小口徑管道進(jìn)行配管成為可能。
但是，在真空式污水收集系統(tǒng)中，其可能的輸送范圍(收集下水流域)是在真空下水管的末端的真空度保持為1000～2500mmAg的負(fù)壓的范圍。因此，假設(shè)是在真空下水管道內(nèi)不存在降低真空度的因素的系統(tǒng)中，那么，可能的輸送范圍是與在真空站發(fā)生的真空度H。減去上述記末端的必需負(fù)壓1000～2500mmAg后的值成比例的數(shù)值。
在這種真空式污水收集系統(tǒng)中，如果在真空下水管路上有上升的坡度，則該坡度中的揚程會消耗真空站所發(fā)生的真空度，成為真空度降低的主要因素，也成為縮小可能輸送范圍的原因。例如，如圖4、5所示，在有障礙(例如河流)的地區(qū)，將真空下水管33鋪設(shè)成從該河流等障礙物底下穿過或從上面跨過，這時，AB間的揚程是H1或H2。由于該揚程H1或H2，真空站的真空度H0減少了與此相當(dāng)?shù)牧?H0-(H1或H2))，這時的可能輸送范圍是與(H0-(H1或H2))減去在上述末端所必需的負(fù)壓1000～2500mmAg后的值成比例的數(shù)值。因此，這種情況下的可能輸送范圍比起在平坦地區(qū)的可能輸送范圍，大幅度地變小了。
因此，在從污水源至真空站的真空下水管路中形成障礙物的情況下，就希望開發(fā)出能防止因該障礙物的揚程而使真空度降低，以擴大污水的可能輸送范圍的技術(shù)。
本發(fā)明有鑒于此，以提供能夠防止因障礙物的揚程而使真空度降低的真空式下水道為其目的。
另外，本發(fā)明還以提供防止在通水管內(nèi)有固體物堆積的真空式下水道虹吸管為目的。此外，本發(fā)明的目的還在于提供一種真空式下水道虹吸管，當(dāng)在下游一側(cè)真空下水管僅有數(shù)根，并配置在高于上游一側(cè)真空下水管的水平上時也能夠適用。
本發(fā)明還以提供能通過送風(fēng)而方便且有效地排出通水管內(nèi)的異物的真空式下水道虹吸管為目的。
本發(fā)明的第1種真空式下水道虹吸管是連接設(shè)置在障礙物一側(cè)的上游真空下水管與設(shè)置在障礙物另一側(cè)的下游真空下水管的，包括從上述障礙物底下穿過、連接上述上游真空下水管與下游真空下水管的通水管，和通過上述障礙物的上方或下方而連接上述上游真空下水管及下游真空下水管的通氣管。
第2種真空式下水道虹吸管是在第1種真空式下水道虹吸管的基礎(chǔ)上再在上游真空下水管中設(shè)置氣液分離裝置而構(gòu)成的。
第3種真空式下水道虹吸管的特征是在第1種真空式下水道虹吸管的基礎(chǔ)上，將上述通水管中至少順流方向上形成上升坡度部分中的下部的截面積做成比上述上游真空下水管的截面積還小。
第4種真空式下水道虹吸管的特征是在第1種真空式下水道虹吸管的基礎(chǔ)上，將上述通氣管下游一側(cè)的端部連接在上述通水管中上述下游真空下水管的接近部分上。
第5種真空式下水道虹吸管在第1種真空式下水道虹吸管的基礎(chǔ)上，再包括有用于使得上述通水管中最低水平部分或其附近部分與大氣連通的管路，和流路選擇裝置，該裝置可有選擇地采取將上述管路向大氣開放同時阻止空氣從上述通氣管直接流入上述下游真空下水管的第1狀態(tài)，或封鎖上述管路同時允許空氣從通氣管直接流入下游真空下水管的第2狀態(tài)。
第6種真空式下水道虹吸管在第1種真空式下水道虹吸管的基礎(chǔ)上，還包括用于使上述通水管中最低水平部分或其附近部分與大氣連通的第1管路;使上述通水管中在順流方向上形成上升坡度的部分的中間部分與大氣連通的第2管路;流路選擇裝置，它有選擇地采取將上述第1管路向大氣開放，封閉上述第2管路，同時，阻止空氣從上述通氣管直接流入上述下游真空下水管的第1狀態(tài)，或封閉上述第1管路及第2管路，同時，允許空氣從上述通氣管直接流入上述下游真空下水管的第2狀態(tài)，或封閉上述第1管路，將上述第2管路向大氣開放，同時阻止空氣從上述通氣管直接流入上述下游真空下水管的第3狀態(tài)。
第7種真空式下水道虹吸管在第1種真空式下水道虹吸管的基礎(chǔ)上，在上述通氣管中設(shè)置用于開閉該通氣管的閥門，并在該閥門的上游設(shè)置能夠?qū)⒋髿庖朐撏夤芎蜕嫌握婵帐较滤纼烧咧辽僖环街械难b置。
第1種真空式下水道虹吸管做成從障礙物底下穿過，利用通水管將上游真空下水管中的下水輸送到位置更低的下游真空下水管中，同時，利用將下游真空下水管與上游真空下水管連通起來的通氣管持續(xù)地將真空站所產(chǎn)生的負(fù)壓傳送到真空下水管中。為此，真空站所產(chǎn)生的負(fù)壓完全不會消耗在真空下水管從障礙物底下穿過時揚水的用途上，該負(fù)壓可以有效地用在其它地方的揚程中。
在第2種真空式下水道虹吸管中，因為在上游真空下水管中設(shè)置了氣液分離裝置，所以，從上游真空下水管流過來的流體被該氣液分離裝置可靠地分離成氣體和液體。
因此，通水管中只流入水，同時，通氣管中只流動空氣，使得能夠順利地進(jìn)行下水的輸送。
在第3種真空式下水道虹吸管中，通水管中至少在順流方向形成上升坡度的部分的下部，亦即最容易積累固體物的部分，其截面積做得比上游真空下水管的截面積還小。
因此，在該部分中，流過通水管的下水的流速比其它地方的要高。因而，在上升坡度部分中，得到了推舉異物力量大、流速快的上升流。這樣，藉助于高速化了的下水流，將固體物有效地排出到下游真空下水管中。
在第4種真空式下水道虹吸管中，通氣管下游一側(cè)的端部連接的通水管中下游真空下水管的接近部分上。因此，由通氣管傳送的負(fù)壓在通水管從上述通氣管連接位置至下游真空下水管之間的部分中發(fā)揮了下水的空氣吸升效果。由于這種空氣吸升效果，下水被揚水至下游真空下水管一側(cè)。
因而，就沒有必要將下游真空下水管設(shè)置在總是比上游真空下水管低HA的位置上，能提高設(shè)計的自由度。
另外，由于這種空氣吸升的效果，真空站產(chǎn)生的真空度雖稍有消耗，但其消耗量還不到在通水中引起障礙的程度。
在第5種真空式下水道虹吸管中，封閉使通水管的最低水平部分或其附近部分與大氣連通的管路，另外，使空氣從通氣管直接流入下游真空下水管，藉此，與前述真空式下水道虹吸管一樣，能夠?qū)⑸嫌握婵障滤苤械奈鬯ㄟ^通水管輸送到下游真空下水管，從真空站傳送到下游真空下水管的真空度能夠完全不降低地傳送至上游真空下水管。
另一方面，在將管路向大氣開放的同時，阻止空氣從通氣管直接流入下游真空下水管，藉此，由于真空站的減壓，空氣從該管路傳送到通水管中最易堆積異物、最低水平部分或其附近。藉助該空氣，直接吹動在該部位沉淀、堆積的堆積物，有效地除去，然后容易地排出到下游真空下水管一側(cè)。
在第6種真空式下水道虹吸管中，關(guān)閉使通水管最低水平部分或其附近部分與大氣連通的第1管路，以及使通水管在順流方向上形成上升坡度的部分的中間部位與大氣連通的第2管路，另外，使空氣直接從通氣管流入下游真空下水管，藉此，與前述真空式下水道虹吸管一樣，能夠利用通水管將上游真空下水管中的污水送入下游真空下水管，使得從真空站傳至下游真空下水管的真空度基本不降低，傳送至上游真空下水管。
在該第6種虹吸管中，將第1管路向大氣開放，封閉第2管路，同時，阻止空氣從通氣管直接流入下游真空下水管，藉此，與上述真空式下水道虹吸管相同，也能有效地解除通水管中的堆積物，容易地將它排出到下游真空下水管一側(cè)，但在送風(fēng)之前，封閉第1管路，將第2管路向大氣開放，同時，阻止空氣從通氣管直接流入下游真空下水管，利用這種狀態(tài)，能夠減小在送風(fēng)開始時所必需的減壓程度。


圖1是顯示第1種真空式下水道的一個實施例的剖示圖。
圖2是顯示第2種真空式下水道的一個實施例的剖示圖。
圖3是顯示真空式污水收集系統(tǒng)的剖示圖。
圖4是顯示以往的真空式下水道虹吸管的剖示圖。
圖5是顯示已有的真空式下水道虹吸管的剖示圖。
圖6是顯示第2種真空式下水道的另一個實施例的剖示圖。
圖7是顯示第3種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖8是顯示第4種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖9是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖10是顯示第6種真空式下水道一個實施例的管路結(jié)構(gòu)圖。
圖11是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖12A是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖12B是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖13A是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖13B是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖14是顯示第6種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖15是顯示第6種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖16A是顯示第6種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖16B是顯示第6種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖16C是顯示第6種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖17是顯示第1種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖18是顯示第2種真空式下水道另一實施例的剖示圖。
圖19是顯示第2種真空式下水道另一實施例的剖示圖。
圖20是顯示第2種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖21是顯示第4種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖22是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖23是顯示第6種真空式下水道一個實施例的管路結(jié)構(gòu)圖。
圖24是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖25A是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖25B是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖26A是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖26B是顯示第5種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖27是顯示第6種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖28是顯示第6種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖29A是顯示第6種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖29B是顯示第6種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
圖29C是顯示第6種真空式下水道一個實施例的剖示圖。
以下參照附圖，對本發(fā)明的實施例作更具體的說明。
圖1及圖17是顯示本發(fā)明的真空式下水道虹吸管一個實施例的剖示圖。
圖1中，設(shè)置一真空式下水道，橫穿障礙物1(本實施例中是河流)。2是上游真空下水管，3是下游真空下水管。通水管4設(shè)置成從河流1的底下穿過，可通水地將真空下水管2、3連接起來。另外，上游真空下水管2設(shè)置在比下游真空下水管3高HA的位置上，該HA相當(dāng)于下水能夠從上游真空下水管2向下游真空下水管3流過通水管4所必需的小的水頭。下游真空下水管3的下游一側(cè)連接真空站(圖示省略)，使管內(nèi)可以減壓。下游真空下水管3與上游真空下水管2依靠從河流1底下穿過的通氣管5連通，從而，上游真空下水管2中也可以減壓。在本實施例中，在通氣管5中設(shè)置閥門6，在樹立于上游真空下水管2上的大氣連通管10中設(shè)置閥門9。
為了不讓水進(jìn)入通氣管5，在通氣管5從上游真空下水管2分支出去的部分2A的近處設(shè)置上升坡度部分5A。同樣，在通氣管5上與下游真空下水管2連接部位的近處設(shè)置上升部分5B。另外，作為上升部分5B的替代，也可以設(shè)置允許氣體從通氣管5流入下游真空下水管3、但阻止水從下游真空下水管3流入通氣管5的單向閥。
本實施例的通水管4希望設(shè)置成向著下游形成下降坡度。
圖17的實施例是將通氣管5從河流1的上方通過的，其他結(jié)構(gòu)與圖1的相同。
在這樣構(gòu)成的圖1及圖17的真空式下水道虹吸管中，通常，閥門6打開，閥門9關(guān)閉。因而，從上游真空下水管2中流過來的污水穿過通水管4，到達(dá)下游真空下水管3中，再經(jīng)過該下游真空下水管3流向下游。另一方面，下游真空下水管3中的真空經(jīng)由通氣管5傳到上游真空下水管2，由此在設(shè)置于上游真空下水管2中的揚程(圖示省略)中起到空氣吸升作用。
這樣，在這種真空式下水道虹吸管的管路中，即使存在河流1等障礙物，因為污水能通過通水管4穿過該障礙物，所以污水從障礙物底下穿過，并不需要揚程，損失的水頭極小。因而，在真空站所發(fā)生的負(fù)壓有效地用在障礙物以外場所的揚程中。所以能夠顯著擴大單個真空站所能收集的流域面積。另外，設(shè)計自由度也大幅度提高。
另外，在污水流通的同時，在通水管4中會積累起堆積物，該堆積物能夠這樣排出。亦即，在流水量少的夜間或休假日，首先關(guān)閉閥門6，接著打開上游真空下水管的閥門9，在使空氣吸入上游真空下水管2中的同時，利用真空站使下游真空下水管3中減壓。這樣，風(fēng)吹入通水管4中，將堆積物排出到下游真空下水管中。另外，空氣也可以通過空氣泵等壓入管中。
圖2及圖18顯示了第2種實施例。在圖2的實施例中，在河流1等障礙物附近設(shè)置連接上游真空下水管2的探井之類的抗7，在坑7的下部(在底部之上)連接通水管4。另外，坑7(或上游真空下水管2)上連接通氣管5。在坑7上覆蓋上氣密性的蓋子8，不讓大氣滲入坑7中。
圖18的實施例是將通氣管5從河流1的上方通過的，其他結(jié)構(gòu)與圖2的相同。
圖2及圖18的真空式下水道虹吸管與圖1的實施例相同，只損失極少的水頭，就能將污水從上游真空下水管2輸送至下游真空下水管3，同時能在必要時將堆積物用空氣吹出。
在圖2及圖18的實施例中，能在坑7之中對流入的下水作氣液分離處理。因而，在通水管4中只有水流動，下水能順利地穿過通水管4。
亦即，在圖1所示真空式下水道虹吸管中，如果在從上游真空下水管2分支出通氣管5的部分2A處氣液(空氣與下水)分離不充分，那么氣液混合流體就會流入到通水管4中。若氣液混合流體流入通水管4中，由于含有氣體，流入一側(cè)的管路4A中流體的比重降低，由管路4A中的流體與管路4C中的流體之間的壓力差(水頭之差)產(chǎn)生的送水作用變得不能充分發(fā)揮。
結(jié)果，一直到上游真空下水管2分支出上述通氣管5的部分2A為止，氣液混合流體呈現(xiàn)充滿管道的狀態(tài)，最后，氣液混合流體將會流入到通氣管5中。
由于從穿越河流1的最低水平部分到上升部位5B的揚程高，流入通氣管5的氣液混合流體無力穿過通氣管5，而滯留在通氣管5中。因而，由于含有這種下水的流體的滯留，通氣管5被污染，最終被堵塞的情況也會發(fā)生。
為了解決這個問題，在圖1的虹吸管中，在分支部位2A上游的上游真空下水管2中確保充分長的直線區(qū)域，藉此，在下水流經(jīng)該區(qū)域時，采取實現(xiàn)氣液分離的方法。
但是，設(shè)置充分長的直線區(qū)域會給分支管的連接、揚程的設(shè)置等等加上設(shè)計限制，而這是不希望的。
在圖2及圖18中，在上游下水管2中設(shè)置坑7，作為氣液分離器，因此，通水管中流入完全不含氣泡或基本不含氣泡的水流，從而始終能順利地通水。
另外，在圖2及圖18的實施例中，從上游真空下水管2流過來的污水中易發(fā)生堆積的固體物堆積在坑7之中，因此，通水管4中的堆積物量顯著減少。因此，上述用氣體吹的頻率只要很小，就足夠了。只要拿掉蓋子8，排除堆積在坑7中的堆積物即可。
圖6及圖19是顯示第2種真空式下水道虹吸管另一實施例的剖示圖。圖6所示真空式下水道虹吸管在上游真空下水管2與通水管5分支的部位設(shè)有氣液分離器11，除此之外，與圖2所示的結(jié)構(gòu)相同，起相同功能的部件付以相同的標(biāo)號。
在本實施例的真空式下水道虹吸管中，氣液分離器11是通過加大上游真空下水管2相應(yīng)部位的管徑，形成截面積大的部分而構(gòu)成的。
圖19的實施例是將通氣管5從河流1的上方通過的，其他結(jié)構(gòu)與圖6的相同。
在本實施例中，從上游真空下水管2流過來的流體在氣液分離器11中有效地進(jìn)行氣液分離，空氣等氣體通向通氣管5，而下水則流向通水管4，水順利地穿過通水管4。
圖7及圖20是第3種實施例的真空式下水道虹吸管的剖示圖。
在本實施例中，通水管4的管徑d設(shè)置成比上游真空下水管2的管徑D小(d＜D)，使得通水管4的整體的截面積，亦即，呈下降坡度的管路4A、大致水平但略呈下降坡度的管路4B和呈上升坡度的管路4C的截面積比上游真空下水管2的截面積還小。另外，在本實施例中，下游真空下水管3的管徑與上游真空下水管2的管徑設(shè)置成相同。這樣，因為通水管4的管徑做得小，通水管4中的通水速度就大。因而，防止了在通水管4中有固體物堆積。
圖20的實施例是將通氣管5從河流1的上方通過的，其它的結(jié)構(gòu)與圖7的相同。
在圖7及圖20的實施例中，在通水管4的整個管路上，其管徑都設(shè)定成比上游真空下水管的管徑還小，但在本發(fā)明中，可以把最易發(fā)生異物堆積的通水管4B、4C的交接部位的截面積設(shè)定成比上游真空下水管的小。因而，舉例說，可以使管路4A的管徑與上游真空下水管的管徑相等，而僅僅使管路4B及4C的管徑比上游真空下水管的管徑小。
另外，通水管截面積相對于上游真空下水管的通路截面積所縮小的比例是依據(jù)通水管設(shè)置場所的形狀及規(guī)模、下水的性質(zhì)和狀態(tài)等適當(dāng)?shù)貨Q定的，但在通常情況下，最好設(shè)計成通過減小截面積，而使截面積縮小部分的通路中得到0.6～0.8米/秒以上的流速。
圖8及圖21是顯示第4種實施例的真空式下水道虹吸管的剖示圖。
在本實施例中，通氣管5下游一側(cè)的端部連接在通水管4中朝著下游真空下水管3形成上升坡度的部分4C的中間部位上。
另外，圖21的實施例是將通氣管5從河流1的上方通過的，其它結(jié)構(gòu)與圖8的相同。
在本實施例中，平時閥門6打開，閥門9關(guān)閉。從上游真空下水管2中流過來的污水90穿過通水管4，到達(dá)下游真空下水管3，再經(jīng)過該下游真空下水管3向下游流去，另一方面，下游真空下水管3中的真空經(jīng)由通氣管5傳到上游真空下水管2，這樣，在設(shè)置于上游真空下水管2中的揚程(圖示省略)里起到空氣吸升作用。
這時，藉助經(jīng)由通氣管5傳來的負(fù)壓，在從通水管4上連接通氣管5的位置開始到下游真空下水管3為止的區(qū)間內(nèi)，依靠下游真空下水管3一側(cè)的吸引所引起的空氣吸升效果，產(chǎn)生了沿箭頭92方向的揚水作用。因此，即使下游真空下水管3的位置比已有的設(shè)計位置高，也可以使污水有效地流通。
在圖1、17、2、18、6、19、7、20所示的真空式下水道虹吸管中，如前所述，為了確保下水從上游真空下水管2經(jīng)過通水管4流向下游真空下水管3所必需的水頭，有必要將上游真空下水管2設(shè)置在總是比下游真空下水管3高HA的位置。換言之，有必要把下游真空下水管3設(shè)置在比上游真空下水管2經(jīng)常低HA的位置上。因而，如果在預(yù)定敷設(shè)下游真空下水管的區(qū)域中存在暗溝等障礙物，而不能在確保水平差距HA的較低位置上設(shè)置下游真空下水管，在這種情況下，圖1、2、6、7的真空式下水道虹吸管就變得不適用。
作為對策，在圖8及圖21的實施例中，如前所述，在從通水管4上連接通氣管5的位置開始到下游真空下水管3為止的區(qū)間內(nèi)，依靠由下游真空下水管3一側(cè)的吸引所產(chǎn)生的空氣吸升效果，產(chǎn)生沿箭頭92方向的揚水作用。因此，即使下游真空下水管3的位置比原來的設(shè)計位置高，也可以使污水有效地流通。其結(jié)果是，給下游真空下水管的設(shè)置水平加上了若干許可變幅，藉此可以提高下水管的設(shè)計自由度。
在圖8及圖21的實施例中，通氣管與通水管的連接位置是根據(jù)上游真空下水管與下游真空下水管的水平差距而妥善決定的。
圖9及圖22是第5種實施例的真空下水道虹吸管的剖示圖。本實施例與圖1及圖22的實施例的不同之處在于，設(shè)置有連通管21，用來連通通水管4最低水平附近部位及通氣管5，在該連通管中設(shè)置閥門22。
圖22的實施例是將通氣管5從河流1的上方通過的，其它結(jié)構(gòu)與圖9的相同。
在這樣構(gòu)成的真空式下水道虹吸管中，平時，閥門6打開，閥門9、22關(guān)閉。流經(jīng)上游真空下水管2而來的污水穿過通水管4，到達(dá)下游真空下水管3，在下游真空下水管3中再向下游流去。另一方面，下游真空下水管3中的真空經(jīng)過通氣管5傳至上游真空下水管2，從而在設(shè)置于上游真空下水管2中的揚程(圖示省略)中發(fā)揮空氣提升作用。
另外，當(dāng)在污水流通中通水管4內(nèi)積累起堆積物時，如下述那樣排出堆積物。亦即，在流水量少的夜間或休假日，首先關(guān)閉閥門6，再打開閥門9及22，使空氣被吸入到通水管4的最低水平部位，同時，由真空站使下游真空下水管3中減壓。這樣，堆在通水管4的最低水平部位中的堆積物直接被空氣吹動而除去，并且，堆積物被通水管4中的大量下水所帶動，迅速地排出到上游真空下水管3中。另外，空氣也可以用空氣泵等壓入。
在第5種真空式下水道虹吸管中，將通水管最低水平部位或其附近部位與大氣連通的管路不僅限于通過圖9及圖22所示的通氣管，也可以是圖11及圖24所示的直接連通大氣的連通管23及閥門24。在圖11及圖24的真空式下水道虹吸管中，平常，閥門6打開，閥門24關(guān)閉，在進(jìn)行送風(fēng)時，關(guān)閉閥門6，打開閥門24，能夠有效地排出堆積物。
另外，如圖12A、12B、25A、25B所示，通過四通閥25連接連通管23、大氣連通管10及通氣管5，平時(圖12A、圖25A)和送風(fēng)時(圖12B、圖25B)可用四通閥25進(jìn)行切換操作。
此外，在圖9及圖22所示的真空式下水道虹吸管中，如圖13A、13B所示，在連通管21與通氣管5的連接部位設(shè)置三通閥26，代替閥門6和22，在平時(圖13A)和送風(fēng)時(圖13B)用閥門9和三通閥26進(jìn)行切換操作。
第6種真空式下水道虹吸管是在這第5種真空式下水道虹吸管中再設(shè)置第2管路而構(gòu)成的，第2管路用于使通水管順流方向上形成上升坡度的部分的中間部位與大氣連通。
圖14及圖27所示真空式下水道虹吸管則是在圖9及圖22的真空式下水道虹吸管中再設(shè)置連通管51，連通通水管4的上升坡度部分的中間位置與通氣管5，在連通管51中設(shè)置閥門52。
在這種真空式下水道虹吸管中，平常，閥門6打開，閥門9、22、52關(guān)閉，在送風(fēng)時，先打開閥門9、52，關(guān)閉閥門6、22，進(jìn)行一次送風(fēng)。這時，可以在小的初始減壓度下進(jìn)行揚水。在一次送水之后，閥門6關(guān)閉，閥門9打開不變，關(guān)閉閥門52，打開閥門22，進(jìn)行第2次送風(fēng)。在第2次送風(fēng)中，可以在小的初期減壓度下進(jìn)行揚水。這樣，即使是系統(tǒng)真空度低的真空式下水道虹吸管，也可以容易地進(jìn)行送風(fēng)。
以下，對比參照圖1、9、10、和17、22、23，說明在圖14及圖27實施例(第6種實施例)的虹吸管中，在送風(fēng)開始時必需的減壓度降低的理由。另外，為了便于說明，設(shè)定下水的比重為1，空氣的比重為0)，經(jīng)過送風(fēng)，下水與空氣以1∶1的比例混合，形成比重為0.5的氣液混相流體。
圖10是圖14的虹吸管的管路結(jié)構(gòu)圖，圖23是圖27的虹吸管的管路結(jié)構(gòu)圖。
①第1種虹吸管圖1、17的第1種真空式下水道虹吸管中，在關(guān)閉閥門6、打開閥門9進(jìn)行送風(fēng)情況下，送風(fēng)開始時所必需的減壓度(下文有時也稱為“初始減壓度”)相當(dāng)于通水管4與上游真空下水管3的水平差距，圖10、23的H0。
②圖9、22的第5種虹吸管在圖9、22的第5種真空式下水道虹吸管中，關(guān)閉閥門6，打開閥門9、22，從而進(jìn)行送風(fēng)時的初始減壓度相當(dāng)于連通管21的連接部位與下游真空下水管3之間的水平差距H0。在此之后連續(xù)進(jìn)行送風(fēng)時，因為吸引了下水與空氣以1∶1的比例組成的混合流體，必要的減壓度(下文有時稱為“后續(xù)減壓度”)為 1/2 H0。
③圖10、23的第6種虹吸管在圖10、23第6種真空式下水道虹吸管中，開始送風(fēng)時，先關(guān)閉閥門6，打開閥門9、52，關(guān)閉閥門22，經(jīng)由大氣連通管10、通氣管5、連通管51，向水平高于通水管4上與連通管14連接的部位的部分4M送風(fēng)(以下有時稱此為“一次送風(fēng)”)，這樣，開始一次送風(fēng)所必要的初始減壓度為HM，后續(xù)減壓度為1/2HM。
通過一次送風(fēng)，在通水管4與連通管52的連接部位之上的部分4M中形成氣液混相流體的狀態(tài)下，保持閥門6關(guān)、閥門9開，關(guān)閉閥門52，打開閥門22，進(jìn)行送風(fēng)(這次送風(fēng)在下文中有時稱為“二次送風(fēng)”)，在這種情況下，該二次送風(fēng)所必需的初始減壓度是后續(xù)減壓度1/2HM與處在通水管4上的連通管51的連接部位以下的部分4N中的下水部分所相當(dāng)?shù)腍N之和(1/2HM+HN)。其后的后續(xù)減壓度如前所述，為1/2H0。
這樣，在送風(fēng)時，在圖1、9及圖17、22的真空式下水道虹吸管中，必要的初始減壓度為H0，與此相對，在第6種真空式下水道虹吸管中，必要的初始減壓度為1/2HM+HN，與圖1、9、17、22的虹吸管相比，用僅小1/2HM的減壓度就足夠了。
另外，利用一次送風(fēng)將上述4M部分中的水完全排出之后再進(jìn)行二次送風(fēng)時，二次送風(fēng)的初始減壓度僅為HN。
這樣，根據(jù)第6種真空式下水道虹吸管，送風(fēng)開始所必需的減壓度被大幅度地降低，即使在真空下水管內(nèi)的真空度不充分的情況下，也可以進(jìn)行有效送風(fēng)。
圖15及圖28所示真空式下水道虹吸管是在圖11及24所示真空式下水道虹吸管中再設(shè)置帶有閥門54的連通管53而構(gòu)成的第6種虹吸管。
在圖15、28的真空式下水道虹吸管中，平時，閥門6打開，閥門9、24、54關(guān)閉，在送風(fēng)時，先打開閥門9、54，關(guān)閉閥門6、24，進(jìn)行一次送風(fēng)。在一次送風(fēng)結(jié)束之后，保持閥門6關(guān)閉、閥門9打開的狀態(tài)，關(guān)閉閥門54，打開閥門24，進(jìn)行二次送風(fēng)。
在圖14、27、15、28所示的第6種真空式下水道虹吸管中，也可以利用與圖12A、12B、13A、13B相同的四通閥與三通閥進(jìn)行送風(fēng)操作。
圖16A、29A在圖12A、25A所示真空式下水道虹吸管的基礎(chǔ)上，在連通管23的中部再設(shè)置三通閥56，將從該三通閥56分出的連通管55接在通水管4的上升坡度部分的中部。利用四通閥25、三通閥56的切換，可以進(jìn)行平時(圖16A、29A)、一次送風(fēng)時(圖16B、29B)及二次送風(fēng)時(圖16C、29C)的操作。
上述實施例都以河流為障礙物，但在本發(fā)明中，障礙物也可以是基礎(chǔ)部分在地下的建筑物等等。
如上所述，即便在橫穿河流之類障礙物般設(shè)置真空式下水道的場合，利用本發(fā)明的真空式下水道虹吸管，也可以有效地防止由于真空站所產(chǎn)生的真空度消耗在橫穿障礙物部位上而引起的真空度降低。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)真空式污水系統(tǒng)適用地域的擴大，以及其可能的污水輸送范圍即污水收集流域的大幅度擴展，同時，設(shè)計自由度也增大，其工業(yè)實用性極廣。
利用本發(fā)明的真空式下水道虹吸管，能夠使通水管始終順利地通水。
在本發(fā)明的真空式下水道虹吸管中，可以防止固體物堆積在通水管中。
在本發(fā)明的真空式下水道虹吸管中，可以將下游真空下水管配設(shè)在比上游真空下水管高的水平上，真空式下水管虹吸管的設(shè)計自由度大幅度提高。
利用本發(fā)明的真空式下水道，能夠有效地排除異物的堆積。
權(quán)利要求
1.一種真空式下水道虹吸管，連接設(shè)置在障礙物一側(cè)的上游真空下水管和設(shè)置在障礙另一側(cè)的下游真空下水管，其特征在于，它包括通水管，從上述障礙物底下穿過，將上述上游真空下水管與下游真空下水管連接起來，通氣管，從上述障礙物的上方及下方之中的一方通過，將上述上游真空下水管與下游真空下水管連接起來。
2.如權(quán)利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，在上游真空下水管中還設(shè)有氣液分離裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，至少把上述通水管上在順流方向形成上升坡度的部分的下部截面積做得比上述上游真空下水管的小。
4.如權(quán)利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，上述通氣管下游一側(cè)的端部連接在上述通水管上接近上述下游真空下水管的部分上。
5.如權(quán)利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，它還包括用于使上述通水管最低水平部分或最低水平附近的部分與大氣連通的管路，流路選擇裝置，它有選擇地采取在將上述管路向大氣開放的同時阻止空氣從上述通氣管直接流入上述下游真空下水管的第1狀態(tài)，或封閉上述管路同時允許空氣從上述通氣管直接流入上述下游真空下水管的第2狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，它還包括第1管路，用于使上述通氣管最低水平部分或最低水平附近部分與大氣連通，第2管路，用于使上述通氣管上在順流方向形成上升坡度的部分的中間部位與大氣連通，流路選擇裝置，它有選擇地采取在將上述第1管路向大氣開放，封閉上述第2管路的同時，阻止空氣從上述通氣管直接流入上述下游真空下水管的第1狀態(tài)，或在封閉第1管路及第2管路的同時允許空氣從上述通氣管直接流入上述下游真空下水管的第2狀態(tài)，或在封閉上述第1管路，將上述第2管路向大氣開放的同時，阻止空氣從上述通氣管直接流入上述下游真空下水管的第3狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求1所述的真空式下水道虹吸管，其特征在于，在上述通氣管中設(shè)置用于開關(guān)該通氣管的閥門，在該閥門上游一側(cè)設(shè)置能夠?qū)⒋髿庖肷鲜鐾夤芗吧嫌握婵帐较滤纼烧咧辽僖环街械难b置。
全文摘要
本發(fā)明是一種真空式下水道虹吸管，用于防止在穿越河流等障礙物時的揚程所導(dǎo)致的真空度降低，利用從河流下方穿過的通水管及通氣管連接設(shè)在河流一側(cè)的上游真空下水管和設(shè)在另一側(cè)的下游真空下水管，上游真空下水管中的污水通過通氣管4流入下游真空下水管。由真空站傳至下游真空下水管的真空度經(jīng)由通氣管，在基本不降低的情況下傳至上游真空下水管。
文檔編號E03F5/22GK1073242SQ9211029
公開日1993年6月16日 申請日期1992年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月11日
發(fā)明者山中潤一 申請人:株式會社尹耐斯