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Die Erfindung betrifft ein Filter
für die
Flüssigkeitsfiltration
und ein Verfahren für
die Flüssigkeitsfiltration
und für
die Reinigung solcher Filter, insbesondere für Wasseraufbereitungsanlagen.
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Es ist bei Wasseraufbereitungsanlagen
bekannt (
DE 1 536 903
A1 ), für
die Filtration des Wassers Filier mit Schüttungen aus losem Kömerhaufwerk
als Filtermaterial zu verwenden. Für solche Schüttungen
auf durchlässigen
Tragböden
können Quarzkies
und/oder Rohdolomit, Aktivkohle oder dergleichen verwendet werden.
Das Filtermaterial ist vorzugsweise gekörnt, wobei die Körnung dem
jeweiligen Anwendungsfall angepaßt ist.
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In solchen Filtern lagern sich im
Verlaufe der Betriebszeit Schmutzteilchen in der Schüttung ab.
Es ist durch die vorstehend zitierte Schrift auch bekannt, diese
Schmutzteilchen von Zeit zu Zeit durch eine Rückspülung aus dem Filtermaterial
zu entfernen. Für
die Filtration und für
die Rückspülung wird
das Filtermaterial auf durchlässigen
Tragböden
wie Düsenböden oder
auf mit Filterdüsen
bestückten
Böden angeordnet,
in denen Düsen
für eine
gleichmäßige Verteilung
des Wassers während
der Filtration und auch während
einer Rückspülung sorgen.
Für eine Rückspülung wird
vorzugsweise bereits gefiltertes Wasser verwendet, beispielsweise
die Richtung der bei der Filtration üblichen Durchströmung umgekehrt. Wenn
bei einem Filter die übliche
Durchströmung von
oben nach unten gerichtet ist, wird bei einer Rückspülung das Wasser von unten nach
oben strömen.
Das geschieht mit erhähter
Geschwindigkeit, um die angesammelten Schmutzteilchen wirkungsvoll
aus dem Filterbereich auszutragen.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis
zugrunde, dass die Filter selbst in den Wasseraufbereitungsanlagen
mit Rückspülung zum
Austragen der Schmutzteilchen verkeimen können. Für das Einschleppen von solchen
Keimen in die Filter können
verschiedene Ursachen maßgeblich
sein. Im Einzelfall kann es sehr aufwendig sein, die betroffenen
Filter wieder zu entkeimen. Dazu kann es mitunter erforderlich sein, die
kompletten Filterschüttungen
auszutauschen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte
Filter und Filterverfahren zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch
die im Anspruch 1 für
den Filter und durch die im Anspruch 13 für das Verfahren definierte
Erfindung gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Dadurch wird erreicht, daß das Eindringen von
Keimen schon während
der Filtration vermieden wird oder dass schon eingeschleppte Keime
wieder reduziert oder eliminiert werden.
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Im Prinzip besteht die Erfindung
bei einem Filter zur Flüssigkeitsfiltration
mit Filterschüttungen darin,
daß im
Filterbehälter
Impflanzen vorgesehen sind, die einerseits Eingänge für Desinfektionsflüssigkeit
und andrerseits Ausgänge
für die
Beaufschlagung der Filterschüttung
mit der Desinfektionsflüssigkeit
aufweisen. Bei der Verwendung von Mehrschichtfiltern, die eine Kohleschüttung beinhalten, sind
die Impflanzen so ausgebildet und angeordnet; daß ihre Ausgänge durch die Kohleschüttung oder durch
die Kohleschicht hindurchgeführt
sind. Die Desinfektionsflüssigkeit
wird der Schüttung
vorzugsweise nur während
des Filterbetriebes, also nicht während der Rückspülung zugeführt. Das Verfahren gemäß der Erfindung
besteht darin, daß in
den Schwimbadwasserkreislauf ein Filter zur Flüssigkeitsfiltration des Wassers eingefügt ist,
dass in die Filterschüttung
während
des normalen Filterbetriebes eine Desinfektionsflüssigkeit
gleichmäßig verteilt eingebracht
wird, daß von
Zeit zu Zeit der normale Filterbetrieb unterbrochen und durch eine
Rückspülung ersetzt
wird, und daß während der
Rückspülung der
Filterschüttung über die
Impflanzen keine Desinfektionsflüssigkeit
zugeführt
wird. Die über
die Impflanzen zugeführte
Desinfektionsflüssigkeit
kann zeitlich gleichmäßig, aber
auch intervallmäßig zugeführt werden.
Sie ist vorzugsweise eine für
Wasseraufbereitungsanlagen, insbesondere Schwimmbäder zugelassene
Flüssigkeit.
Die Zahl der Impflanzen wird entsprechend der Größe und Geometrie des Filterbehälters und
der Schüttungen
gewählt.
Das für die
Rückspülung verwendete
Wasser verfügt
vorzugsweise über
ein Desinfektionspotential. Das durch die Rückspülung ausgetragene Gemisch aus Rückspülflüssigkeit
und Schmutzteilchen kann entweder der Kanalisation oder einer dafür vorgesehenen
Anlage zur Wiederaufbereitung zugeführt und in den Schwimmbadkreislauf
eingeführt
werden. Ein Verfahren zur Flüssigkeitsfiltration
in Schwimmbadanlagen gemäß der Erfindung
filtert das Schwimmbadwasser mittels einer oder mehrerer Lagen oder Schichten
von Aufschüttungen
auf einem durchlässigen
Tragboden und entkeimt die Aufschüttungen im normalen Filterbetrieb
zugleich über
verteilt angeordnete Impflanzen, die den zu entkeimenden Lagen zugeordnet
werden. Sollte nämlich
eine der Lagen Kohle enthalten, so werden die Impflanzen durch diese Kohlelage
hindurchgeführt,
um ein vorzeitiges Adsorbieren des Desinfektionsmittels zu vermeiden.
Das Einlaßrohr
des Behälters
ist mit einem Topf verbunden, der an seinem oberen Ende einen nach
oben hin erweiterten Trichter mit einem seinem Außenrand
zugeordneten Mantel aufweist, dessen Oberfläche nach außen hin kegelförmig abfällt. Der
Topf ist an seiner Unterseite für
den Rückspülbetrieb
strömungsgünstig ausgebildet.
Durch Topf und Trichter wird erreicht, daß das zu filternde Wasser ruhig
und gleichmäßig über die
Trichterwandung austritt und die Schüttung nicht aufwühlt: Zur
näheren
Erläuterung
der Erfindung werden im folgenden mehrere Ausführungsbeispiele anhand der
Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:
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1 die
geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Flüssigkeitsfilters
gemäß der Erfindung,
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2 das
Flüssigkeitsfilter
gemäß 1 im Normalbetrieb,
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3 das
Flüssigkeitsfilter
gemäß 1 im Rückspülbetrieb,
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4 das
Flüssigkeitsfilter
gemäß 1 mit einer Zweiwegevorrichtung
für die
Trennung von zu filterndem Wasser im Normalbetrieb und Austragswasser
im Spülungsbetrieb,
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5 einen
Trichter für
die Zuführung
der zu filtrierenden Flssigkeit zu den Schüttungen im Flüssigkeitsfilter,
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6 ein
Filterschaltbild mit Fliessbild.
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1 zeigt
die geschnittene Seitenansicht eines Filters 1 zur Flüssigkeitsfiltration
gemäß der Erfindung.
Filter 1 weist einen Behälter 2 auf, der beispielsweise
mit Standbeinen 3, 4 zur sicheren Lagerung des
Behälters
auf einer Unterlage 5 versehen ist. Die Zahl der Standbeine
richtet sich nach Gewicht und Umfang des Behälters 2 und seines
Inhalts. Im Behälter 2 ist
ein Tragboden 6 mit ein oder mehreren Schüttungen 7–10 aus
vorzugsweise schichtweise übereinander
angeordnetem körnigem
Filtermaterial vorgesehen. Als Filtermaterial wird Quarzkies und/oder
Rohdolomit, Aktivkohle und/oder Sand oder dergleichen verwendet.
Das Filtermaterial ist vorzugsweise gekörnt, wobei die Körnung dem
jeweiligen Anwendungsfall angepaßt ist. Direkt auf dem Tragboden 6 sind
zwei übereinander
angeordnete Schüttungen 7, 8 aus
Quarzkies angeordnet und darauf eine Schicht 9 aus oder
mit Sand. Auf der Sandschicht 9 ist eine Schicht 10 aus
Kohle angeordnet. Für
die Schicht 10 kann Steinkohle, Braunkohle und/oder insbesondere
Aktivkohle verwendet werden. Der Tragboden 6 ist für das gefilterte
Wasser durchlässig.
Er ist über
seine Fläche
perforiert oder mit Düsen
versehen. Die Verteilung der Perforationen oder Düsen ist
so gewählt,
daß die
dem Behälter 2 über das
Einlaßrohr 11 und
einen Einlauftrichter 111 zugeführte zu filtrierende Flüssigkeit
die Schüttungsschichten 7–10 gleichmäßig durchdringt.
Sie wird zunächst
in einen Freibord 12 gegeben. Der Begriff Freibord definiert
die Höhe
des Raumes zwischen der Oberfläche
der Filterschüttung 7–10 bis zur
Oberkante des Einlauftrichters 111. Vom Freibord 12 aus
durchdringt die über
den Schüttungen
befindliche Flüssigkeit
die Schüttungsschichten 7-10 gleichmäßig und
gelangt durch die Perforationen oder Düsen des Tragbodens 6 in
den Auffangraum 13 unter dem Tragboden 6. Von
dort wird sie durch das Auslaßrohr 14 dem
nicht dargestellten Becken für
das wiederaufbereitete Wasser, beispielsweise dem oder den Schwimmbecken
zugeführt.
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Für
eine Rückspülung wird
die Strömungsrichtung
der Flüssigkeit
umgekehrt. Darüberhinaus wird
die Strömungsgeschwindigkeit
für die
Rückspülung beträchtlich
erhöht.
Dadurch werden die auf dem Tragboden 6 gelagerten Schichten 7–10 gelockert
oder angehoben und die evtl in den Schichten 7 –10 eingelagerten
Schmutzteilchen und Nester von Keimen gelöst und über den Freibord 12 und
den Trichter 111 in das Rohr 11 und von dort in
die Kanalisation oder in einen sogenannten Schlammwasserbehälter geleitet.
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Um Wasser zu sparen und um die Einleitung von
schon desinfiziertem Wasser in die Kanalisation zu vermeiden, kann
das in den Schlammwasserbehälter
geleitete Wasser wiederaufbereitet werden bis hin zur Wiedereinführung in
den Schwimmbadkreislauf.
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Die soweit beschriebene Anordnung
hat sich für
eine Flüssigkeitsfiltrierung
bewährt.
Wenn auch das filtrierte Wasser meist schon durch Zusätze von Desinfektionsmitteln
für Schwimmbäder wiederaufbereitet
wurde, so können
sich doch in den einzelnen Filterschichten unerwünschte Keime ansiedeln. Der Erfindung
liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die beim Betrieb solcher
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Anlagen bei der Rückspülung durch die Filterschichten
geführten
Flüssigkeiten
zwar die Verschmutzungen weitgehend beseitigen, aber nicht ausreichen,
auch die Ansiedelung von Keimen vermeiden. Hier setzt die Erfindung
ein, durch die sowohl die Verschmutzungen beseitigt als auch die
Ansiedelung von Keimen vermieden und darüberhinaus ein sparsamer Betrieb
ermöglicht
wird.
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Von der Außenseite des Behälters 2 her
sind Impflanzen 15, 16 durch seine Behälterwandungen, durch
den Freibord 12 und die Kohleschicht 10 hindurch
bis in die Sandschicht 9 geführt, wo sie mit Auslaßtöpfen 17 oder
dergleichen enden. Diese sind so bemessen, daß sie zwar Flüssigkeiten
in die Sandschicht 9 abgeben, aber in umgekehrter Richtung nicht
durch Sand verstopft werden können.
Die Zahl der Impflanzen 15, 16 ist so gewählt, daß die durch sie
in die Schüttungen 7–9 eingeführte desinfizierende
Flüssigkeit
fein verteilt wird. Die über
die Impflanzen 15, 16 in die Schüttungen 7–9 eingeführte Flüssigkeit
dient der Entkeimung der Schichten 7–9. Für eine solche
Flüssigkeit
hat sich Unterchlorigsäure
in Versuchen bewährt.
Diese ist so bemessen, daß sie zugleich
die für
den Schwimmbadbetrieb vorgeschriebenen Bedingungen erfüllt. Die
Flüssigkeit
wird über
die Impflanzen nur während
des Normalbetriebes zugeführt,
also nicht im Rückspülbetrieb.
Dadurch wird verhindert, daß die
Kohleschicht gerade die über
die Impflanzen eingeführte
frische Desinfektionsflüssigkeit
wieder adsorbiert und dem Kreislauf entzieht. Die Desinfektionsflüssigkeit
ist so eingestellt, daß sie
nicht nur die Filterschüttungen
wirkungsvoll desinfiziert also die evtl. Keime abtötet, sondern
auch den Bedingungen für
die Desinfizierung des Schwimmbadwassers genügt. Es ist also ggf. möglich, die
für diesen
Zweck sowieso erforderliche Desinfizierung im Filterkreislauf einzusetzen. Durch
diese besondere Desinfizierung im Filterbehälter kann auch der Filterbetrieb
schonender gestaltet werden. Beispielsweise wird der Trichter 111 so
ausgebildet, daß die
zu, filtrierende Flüssigkeit
möglichst wirbelfrei
auf den Schüttungen
verteilt wird, ohne diese ganz oder teilweise aufzuwirbeln. Die
obere Kohleschicht 10 wird daher nicht aufgewirbelt und
behält ihre
Wirkung. Weiterhin kann die Rückspülgeschwindigkeit
verringert werden, da die Wirkung der Impflanzen bereits für eine Abtötung der
Keime gesorgt hat und somit ein Austrag der evtl Keimnester nicht
mehr nötig
ist. Die Desinfektionsflüssigkeit
kann über
die Impflanzen gleichmäßig oder
im Intervallbetrieb zugeführt
werden.
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2 zeigt
das in 1 abgebildete
Filter 1 im Normalbetrieb, bei dem die zu frltrierende
Flüssigkeit
in Pfeilrichtung 112 durch das Rohr 11 in den
Behälter 2 eintritt
und aus dem Trichter 111 verteilt in den Freibord 12 austritt,
wie durch Pfeile 113 angedeutet. Für die zu filtrierende Flüssigkeit
werden daher Turbulenzen im Freibord 12 sowie dadurch bewirkte
Aufwirbelungen der obersten Filterschicht 10 vermieden
und so ausreichende Verweilzeiten in den einzelnen Schichten der
Schüttung
erzielt. Die durch die Schüttung
in den Bodenraum 13 des Behälters 1 gelangende
desinfizierte und filtrierte Flüssigkeit
wird durch den Ausgang 14 dem Schwimmbad zugeführt.
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3 zeigt
das Filter im Rückspülbetrieb,
bei dem das Schwimmbadwasser durch das Rohr 14 in den Behälter 2 gepumpt
wird und nach Durchdringen der Schüttungen über den Freibord 12 und
durch den Trichter 111 wieder aus dem Rohr 11 austritt.
Ein Fliessbild für
die Rückspülfunktion
ist weiter unten anhand 6 dargestellt
und beschrieben.
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4 zeigt
eine Dosiereinrichtung für
die den Impflanzen 15, 16 zugeführte Desinfektionsflüssigkeit.
Diese Dosiereinrichtung enthält
im wesentlichen eine Dosierpumpe 18, die die Desinfektionsflüssigleit
aus einem Behältnis 19 über ein
Ventil 20 den Impflanzen 15, 16 zuführt. Das
Ventil 20 ist vorzugsweise ein Druckhalteventil, das den
Druck dieser Desinfektionsflüssigkeit
unabhängig
von der Dosiermenge konstant hält.
Die Vorgabe der Dosiermenge kann an der Dosierpumpe 18 mechanisch
eingestellt werden. Es ist aber auch möglich, eine automatische Regelung mittels
eines Mess- und Regelsystems vorzusehen.
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5 zeigt
einen Trichter 111 für
die Zuführung
der zu filtrierenden Flüssigkeit
zu den Schüttungen 7–10 im
Flüssigkeitsfilter 1.
Das Rohr 11 mündet in
einen Topf 21 , vorzugsweise aus Edelstahl, der an seinem
oberen Ende einen nach oben offenen Trichter 22 aufweist.
In diesen Trichter ist ein trichterförmiges Teil 23 eingesetzt,
das vorzugsweise aus einem Kunststoff, beispielsweise PVC gefertigt
ist. Dieses trichterförmige
Teil 23 ragt nach oben über
den Trichter 22 hinaus und ist an seiner Aussenseite mit
einem kegelförmig
abfallenden Mantel 24 versehen, über dessen Oberseite die zu
filtrierende, aus dem Trichter 22, 23 austretende
Flüssigkeit
verteilt mit etwa gleichmäßiger Dicke
in den Freibord 12 abläuft. Über die
Oberfläche
des Mantels 24 sind Anschlüsse 25 verteilt angeordnet,
die den Mantel 24 durchdringen, Verbindungswege zwischen
Unterseite und Oberseite des Mantels 24 schaffen und so
den Freibord 12 entlüften.
Die Anschlüsse 25 können mit
Entlüftungsrohren
oder Schläuchen 26 versehen
sein, die über die
Oberfläche
des Mantels 24 hinausragen. Der Topf 21 ist so
ausgebildet, daß die
vom Rohr 11 in ihn geleitete Strömung keine oder nur geringe
Turbulenzen im Trichterbereich mehr aufweist und so eine gleichmäßige, ruhige
Wassermenge abgibt. Der Topf ist an seiner Unterseite vorzugsweise
kegelförmig
ausgebildet, um der Rückspülung keinen
großen
Widerstand darbieten. Eine solche Anordnung ist besonders vorteilhaft
für Filter 1 mit
Impflanzen, kann aber mit Vorteil auch für andere Filter 1 eingesetzt
werden.
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6 zeigt
ein Filterschaltbild mit einem Fliessbild der Filtervorgänge gemäß 2 und 3. Das zu filtrierende Schwimmbadwasser
wird über
die Leitung 31 den Ein- bzw. Ausgängen 11, 14 des
Filterbehälters 2 zugeführt. Dem
Eingang 11 wird dieses Schwimmbadwasser im Normalbetrieb
mit 155m2/h zugeführt, dem Ausgang 14 im
Rückspülbetrieb
mit 3102/h. Ventile 32, 33 sorgen
für die
Absperrung der jeweils nicht genutzten Zugangswege 34, 35.
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Ventile 36, 37 sorgen
für die
Sperrung des jeweils nicht genutzten Ausgangsweges 38, 39.
Wird also im Normalbetrieb das zu filtrierende Schwimmbadwasser über die
Leitung 31, das dann offene Ventil 32 und den
Zugang 34 dem Rohr 11 zugeführt, so durchläuft es das
Filter 1 und tritt beim Ausgang 14 als gereinigte
und desinfizierte Flüssigkeit über das Ventil 37 in
die Leitung 39 zum Schwimmbad ein. In diesem Fall durchströmt die Flüssigkeit
die Zuflußleitung 31 und
die Abflußleitung 39 mit
155m2/h. In diesem Fall sind der Zuflußweg 35 zum
Ausgang 14 und der Abflußweg 38 vom Eingang 11 zur
Kanalisation durch die Ventile 36,33 gesperrt.
Beim Rückspülvorgang
sperrt das Ventil 32 den Zugangsweg 34 zum Eingang 11.
Stattdessen wird nun der Weg 35 zum Ausgang 14 über das
Ventil 33 geöffnet
und der Weg 39 über
das Ventil 37 gesperrt. Damit strömt das Schwimmbadwasser aus
der Leitung 31 mit nun 310m2/h
in die Leitung 35 über
das geöffnete
Ventil in den Ausgang 14 und von dort durch das Filter 1 zum Eingang 11.
Von dort gelangt es über
das nun geöffnete
Ventil 36 in die Leitung 38 zur Kanalisation oder einen
entsprechenden Auffangbehälter.
Die Leitung 38 wie eine angedeutete Leitung 40 zur
Entleerung des Filterbehälters 2 können über nicht
dargestellte Fußbodenkanäle des Schwimmbades
zu den jeweils gewünschten
Behältern
oder Leitungen geführt
werden. Ähnliches
gilt für
Probeentnahmen des über
die Impflanzen 15, 16 desinfizierten, filtrierten
Schwimmbadwassers über
ein Ventil 43 und eine Leitung 44. Für die Rückspülung kann,
wie durch die Leitung 41 und das Ventil 42 angedeutet,
auch Frischwasser genutzt werden. Die Rückspülung kann zeitgesteuert, manuell
oder meßwertgesteuert
eingeleitet werden. Ein solcher Meßwert kann die Druckdifferenz
zwischen Eingang 11 und Ausgang 14 sein, die mittels eines über die
Leitungen 27, 28 angeschlossenen Meßgerätes den
Schaltvorgang über
ein Steuergerät 30 auslöst.
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- 1
- Filter
- 2
- Behälter
- 3
- Standbein
- 4
- Standbein
- 5
- Unterlage
- 6
- Tragboden
- 7
- Schüttung, Quarzkies
- 8
- Schüttung, Quarzkies
- 9
- Schüttung, Sand
- 10
- Schüttung Kohle
- 11
- Einlaßrohr
- 111
- Trichter
an 11
- 112
und 113
- Pfeil
- 12
- Freibord
- 13
- Auffangraum
- 14
- Auslaßrohr
- 15
- Impflanzen
- 16
- Impflanzen
- 17
- Auslaßtöpfe
- 18
- Dosierpumpe
- 19
- Behältnis
- 20
- Ventil
- 21
- Topf
- 22
- Trichter
- 23
- trichterförmiges Teil
in 22
- 24
- Mantel
- 25
- Anschlüsse für 26
- 26
- Entlüftungsrohre
- 27
- Messleitung
- 28
- Messleitung
- 29
- Meßwertaufnehmer
- 30
- Steuergerät
- 31
- Leitung
- 32
- Ventil
- 33
- Ventil
- 34
- Zugagngsweg
- 35
- Zugangswege
- 36
- Ventil
- 37
- Ventil
- 38
- Ausgangsweg
- 39
- Ausgangsweg
- 40
- Leitung
- 41
und 44
- Leitung
- 42
und 43
- Ventil