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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Regenerationsverfahren zum Regenerieren
eines Austauschbehälters
einer Wasserenthärtungsanlage
sowie eine Wasserenthärtungsanlage
mit mindestens einem Austauschbehälter.
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Wasserenthärtungsanlagen
arbeiten in der Regel nach dem Ionenaustauschverfahren. Zur Durchführung des
Ionenaustauschverfahrens werden Austauschbehälter eingesetzt, die in der
Regel mit einem geeigneten Ionenaustauscherharz gefüllt sind.
Wasser, das enthärtet
werden soll, wird in solch einen Austauschbehälter eingeleitet und durchströmt das Ionenaustauscherharz.
Hierbei werden Mineralien im Wasser gegeneinander ausgetauscht und
das Wasser wird enthärtet.
Das Wasser, das nach dem Durchströmen des Austauschbehälters enthärtet ist, wird
in der Regel in die Wasserleitung zurückgeleitet. Je nach Anwendung
wird das enthärtete
Wasser vor dem Zurückleiten
mit gewöhnlichem
Brauchwasser auf den gewünschten
Härtegrad
vermischt. Gegebenenfalls werden noch gewünschte Mineralstoffe hinzugefügt, die
beispielsweise einen Korrosionsschutz in verzinkten Stahlrohren
bewirken.
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Da
das Ionenaustauscherharz während
des Enthärtungsvorganges
zunehmend mit Härtebildnern belegt
wird, müssen
die Austauschbehälter
von Zeit zu Zeit regeneriert werden. Hierzu wird eine Regenerationslösung, die
in der Regel aus Salzsole gebildet wird, in den Austauschbehälter eingeleitet.
Der in dem Austauschbehälter
angesammelte Kalk wird in der Salzsole gelöst. Die Salzsole mit dem gelösten Kalk
wird anschließend
aus dem Austauschbehälter ausgeleitet
und in eine Abwasserleitung abgeleitet. In der Regel wird bei solch
einem Regenerationsverfahren neben dem Durchströmen des Ionenaustauscherharzes
mit Regenerationslösung
auch ein Rückspülen des
Ionenaustauscherharzes mit Wasser, ein Verdrängen der Regenerationslösung aus dem
Austauschbehälter
mit Wasser, ein Befüllen
eines Vorratsbehälters
der Regenerationslösung
sowie ein Auswaschen des Ionenaustauscherharzes mit klarem Wasser
durchgeführt.
Diese weiteren Schritte werden unterhalb in Bezug auf die vorliegende
Erfindung erläutert.
Nach Durchführung
des Regenerationsverfahrens kann der regenerierte Austauschbehälter wieder
zum Enthärten
eingesetzt werden.
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Die
Regenerationslösung
mit dem gelösten Kalk
sowie die weiteren Flüssigkeiten,
die während des
Regenerationsverfahrens aus dem Austauschbehälter abgeleitet werden, werden
in eine Abwasserleitung abgeleitet. Bei Wasserenthärtungsanlagen ist
es notwendig, dass anfallende Abwässer im Wesentlichen drucklos
zur Abwasserleitung geleitet werden, da die in Wasserenthärtungsanlagen
eingebauten Injektoren ihren Wirkungsgrad bei Gegendruck auf der
Ausgangsseite des Austauschbehälters
bis hin zum Funktionsausfall verschlechtern. Umgekehrt sollte an
dem Auslass des Austauschbehälters,
aus dem während
der Durchführung
des Regenerationsverfahrens die Regenerationslösung nach Durchströmen des
Austauschbehälters
abgeleitet wird, kein Un terdruck aufgebaut werden, da sich dadurch
die Strömungsgeschwindigkeit
der Regenerationslösung in
dem Austauschbehälter
erhöhen
würde und
sich der Wirkungsgrad der Regeneration damit verschlechtern würde.
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Eine
im Wesentlichen drucklose Ableitung der während Durchführung des
Regenerationsverfahrens anfallenden Abwässer ist insbesondere bei geodätisch höher liegenden
Anschlüssen
der Abwasserleitungen schwierig.
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Zum
Teil wurde im Stand der Technik diese Problematik dadurch behoben,
dass die Wasserenthärtungsanlage
auf ein Podest gestellt wurde, so dass sich ein leichtes Gefälle zu dem
Anschluss der Abwasserleitung ergab. Solch eine Anordnung setzt jedoch
ausreichend Raum voraus und ist folglich bei eingeschränkten Raumverhältnissen
nicht geeignet. Ferner hat solch eine erhöhte Anordnung zum Nachteil,
dass die Wasserenthärtungsanlage
zum Nachfüllen
von Regeneriersalz und zum Durchführen von Servicearbeiten schwer
zugänglich
ist.
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Ferner
wurden bisher die während
Durchführung
des Regenerationsverfahrens anfallenden Abwässer, die als Regenerationsabwässer bezeichnet werden,
bei höheren
Anschlüssen
der Abwasserleitungen mittels sogenannter Abwasserhebeanlagen nach
oben gepumpt. Hierzu wurden sogenannte Sumpfpumpen eingesetzt, die
durch einen Schwimmerschalter angesteuert wurden. Bei solch bekannten
Abwasserhebeanlagen wurden die anfallenden Regenerationsabwässer in
einen Behälter
eingeleitet, wobei der Schwimmerschalter die Pumpe ab einem gewissen
Pegelstand in dem Behälter
ansteuert. Die anfallenden Regenerationsabwässer werden dann durch die
Pumpe aus dem Behälter
zu der höher
gelegenen Abwasserleitung gepumpt. Problematisch bei der Anwendung
solcher Pumpen, die durch einen Schwimmerschalter angesteuert werden,
ist, dass im Falle eines Stromausfalles die in den Behälter eingeleiteten
Regenerationsabwässer
nicht mehr abge pumpt werden und damit der Behälter überlaufen kann. Demgemäß besteht
die Gefahr, dass Wasserschäden
entstehen. Ferner sind solche mechanischen Schwimmerschalter aufgrund
der mechanisch bewegten Bauteile anfällig.
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Die
Druckschrift
DE 40
31 526 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ionenaustausch an
wässrigen
Lösungen
mittels Ionenaustauscherharzen in Ionenaustauschern, wobei bei dem
Verfahren auch eine Regenerierung, Konditionierung und ein Spülen der
Ionenaustauscherharze erfolgt. Bei dem Verfahren der Druckschrift
DE 40 31 526 A1 werden
die Ionenaustauscherharze abwechselnd in eine Position zum Ionenaustausch
einerseits und in eine Position zur Regenerierung andererseits gebracht.
Gemäß einer Weiterbildung
dieses Verfahrens wird die jeweilige Lösung (wässrige Lösung oder Regenerierlösung) mit
Hilfe einer Saugpumpe bei relativ geringem Saugdruck durch das Harz
hindurchbewegt.
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Es
besteht daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein
Verfahren und eine Anlage zum im Wesentlichen drucklosen Ableiten
anfallender Regenerationsabwässer
einer Wasserenthärtungsanlage
bereitzustellen, das/die bei geringem Kostenaufwand ein prozesssicheres
Ableiten der anfallenden Regenerationsabwässer gewährleistet.
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Die
Aufgabe wird durch ein Regenerationsverfahren gemäß Anspruch
1 sowie durch eine Wasserenthärtungsanlage
gemäß An spruch
13 gelöst. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Nach
dem erfindungsgemäßen Regenerationsverfahren
wird ein Austauschbehälter
einer Wasserenthärtungsanlage
zum Regenerieren mit einer Regenerationslösung, die vorzugsweise durch
eine Solelösung
gebildet wird, von einem Einlass zu einem Auslass desselben durchströmt. Die
am Auslass anfallende Regenerationslösung wird mit einer Pumpe abgepumpt.
Die Pumpe wird hierzu im Schnüffelbetrieb
betrieben, worunter im Rahmen dieser Patentanmeldung verstanden
wird, dass die Pumpe saugseitig zusätzlich zu der anfallenden Regenerationslösung so
viel Außenluft
ansaugt, dass auf der Saugseite der Pumpe ein Unterdruck-Grenzwert nicht unterschritten
wird. Gemäß der Erfindung
erfolgt das zusätzliche
Ansaugen von Außenluft über ein
saugseitig der Pumpe angeordnetes Belüftungsventil. Das beschriebene
Durchströmen
des Austauschbehälters
mit Regenerationslösung
und das Abpumpen derselben werden als Regenerationsschritte bezeichnet.
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Eine
erfindungsgemäße Wasserenthärtungsanlage
weist mindestens einen Austauschbehälter auf, der einen Einlass
und einen Auslass aufweist, wobei der Einlass mit einem Vorrat an
Regenerationslösung
verbindbar ist und der Auslass mit der Saugseite einer Pumpe verbindbar
ist, so dass ein Strömungsweg
der Regenerationslösung
von dem Einlass durch den Austauschbehälter zu dem Auslass gebildet
wird. Die Pumpe weist saugseitig ein Belüftungsventil auf und ist derart
eingerichtet, dass das Belüftungsventil
während
des Durchströmungsvorganges
des Austauschbehälters
mit Regenerationslösung
so weit geöffnet
wird, dass die am Auslass anfallende Regenerationslösung abgepumpt
wird und dass auf der Saugseite der Pumpe ein Unterdruck-Grenzwert nicht unterschritten
wird. Diese Funktionalität
kann beispielsweise durch eine entsprechende Ansteuerung der Pumpe
bzw. des Belüftungsventils
erfolgen, so dass die Pumpe im Schnüffelbetrieb betrieben wird.
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Dadurch,
dass die Pumpe erfindungsgemäß im Schnüffelbetrieb
betrieben wird, wird verhindert, dass während des Durchströmungsvorganges
des Austauschbehälters
mit einer Regenerationslösung ein
unerwünscht
hoher Unterdruck aufgebaut wird. Dies bedeutet, dass der Druck saugseitig
von der Pumpe immer oberhalb eines bestimmten Druck- bzw. Unterdruck-Grenzwertes
bleibt. Demgemäß kann ein
hoher Wirkungsgrad des Regenerationsvorganges mit der Regenerationslösung erzielt
werden, da die Regenerationslösung
den Austauschbehälter mit
langsamer Strömungsgeschwindigkeit
durchströmt.
Umgekehrt gewährleistet
die im Schnüffelbetrieb
betriebene Pumpe trotzdem, dass die am Auslass anfallende Regenerationslösung abtransportiert wird.
In der Regel wird die anfallende Regenerationslösung in eine Abwasserleitung
gefördert.
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Das
Betreiben der Pumpe im Schnüffelbetrieb
ermöglicht
ferner, dass die Pumpe dauerhaft angeschaltet ist und nicht ständig ein-
und ausgeschaltet wird, wie dies bei einem Betrieb mit einem Schwimmerschalter
der Fall ist. Dadurch werden die Bauteile der Pumpe geschont.
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Ferner
ist das erfindungsgemäße Verfahren und
die erfindungsgemäße Anlage
prozesssicher, da keine mechanisch anfälligen Bauteile, wie dies bei Vorsehung
eines Schwimmerschalters der Fall ist, notwendig sind. Bei einem
Schwimmerschalter führt nämlich der
Kontakt mit den verschiedenen Regenerationsabwässern, die teilweise sehr aggressiv
sind und Oberflächen
angreifen oder sich auf diesen absetzen, zu einem Verschleiß der mechanisch
bewegbaren Bauteile.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Anlage
haben weiterhin den Vorteil, dass die anfallende Regenerationslösung direkt von
der Pumpe abgepumpt wird und sich nicht zunächst in einem Behälter, wie
dies bei Vorsehung eines Schwimmerschalters der Fall ist, in großen Mengen
ansammelt. Dadurch wird eine Beschädigung der Pumpe und der mechanischen
Bauteile, die in Kontakt mit der aggressiven Regenerationslösung gelangen,
weitgehend vermieden. Insbesondere bei Verwendung von Schwimmerschaltern
ist nachteilig, dass stets ein Restanteil der Regenerationslösung, wenn
auch verdünnt,
in dem Behälter
verbleibt, so dass der Behälter
der Regenerationslösung über lange
Zeit ausgesetzt ist.
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Ferner
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung als
ein fluiddichtes Leitungssystem, das von dem Austauschbehälter zu
einer Abwasserleitung führt, realisierbar,
so dass selbst im Falle eines Stromausfalles ein Wasserschaden vermieden
wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vor Durchführung der
Regenerationsschritte ein Rückspülvorgang
durchgeführt,
bei dem der Austauschbehälter
von dem Auslass zu dem Einlass mit Wasser rückgespült wird und das aus dem Einlass
ausströmende
Wasser mit der Pumpe abgepumpt wird. Während des Rückspülvorgangs fallen relativ hohe
Wassermengen an, so dass auf der Saugseite der Pumpe in der Regel
sogar ein Überdruck
entsteht und die Pumpe nur unterstützend das ausströmende Wasser
abpumpt. Die Pumpe wird deshalb während des Rückspülvorgangs nicht im Schnüffelbetrieb
betrieben sondern ist saugseitig fluiddicht mit dem Einlass verbunden,
so dass durch das Belüftungsventil
kein Wasser nach außen
austreten kann. Durch solch einen Rückspülvorgang werden Partikel und
Verunreinigungen, die sich während des
normalen Wasser-Enthärtungsbetriebes
in dem Austauschbehälter
angesammelt haben, ausgespült.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Austauschbehälter vor
Beginn und nach dem Ende des Regenerationsverfahrens im Normalbetrieb
betrieben, was bedeutet, dass er zum Enthärten von Wasser eingesetzt
wird. Hierbei wird der Austauschbehälter von zu enthärtendem Wasser
von dem Einlass zu dem Auslass durchströmt. Während des Normalbetriebs wird
in der Regel kein Wasser zu der Abwasserleitung gefördert, so dass
die Pumpe dann ausgeschaltet ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird nach Durchführung der
Regenerationsschritte ein Verdrängungsvorgang
durchgeführt, bei
dem Wasser in den Einlass des Austauschbehälters eingeleitet wird und
die am Auslass anfallende Flüssigkeit
mit der Pumpe, die im Schnüffelbetrieb betrieben
wird, abgepumpt wird. Der Betrieb der Pumpe im Schnüffelbetrieb
gewährleistet,
dass saugseitig zusätzlich
zu der anfallenden Flüssigkeit
so viel Außenluft
angesaugt wird, dass auf der Saugseite der Pumpe ein Unterdruck-Grenzwert
nicht unterschritten wird. Durch das Einleiten von Wasser während des
Verdrängungsvorganges
wird die in dem Austauschbehälter
befindliche Regenerationslösung in
Richtung Auslass gefördert
und zum Teil auch mit dem eingeleiteten Wasser verdünnt. Der
Betrieb der Pumpe im Schnüffelbetrieb
gewährleistet,
dass die Regenerationslösung
während
des Verdrängungsvorganges
den Austauschbehälter
nur langsam durchströmt,
so dass auch während
des Verdrängungsvorganges
noch ein hoher Regenerations-Wirkungsgrad
erzielt wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird während des Regenerationsverfahrens
ein Befüllen
eines Vorratsbehälters
für Regenerationslösung durchgeführt. Hierbei
wird Wasser in den Vorratsbehälter
eingeleitet. In der Regel werden solche Vorratsbehälter durch
Soletanks gebildet, die integral in der Wasserenthärtungsanlage
ausgebildet sein können
oder als externer Behälter,
der über
Leitungen mit dem Austauschbehälter
verbunden ist, ausgebildet sind. Solch ein Vorratsbehälter ist
in der Regel mit Regeneriersalz gefüllt, das sich in dem eingeleiteten
Wasser löst,
so dass dadurch wieder Regenerationslösung, insbesondere Solelösung, für die Durchführung eines
nächsten
Regenerationsverfahrens zur Verfügung
steht. Während
dieses Befüllungsvorganges
wird keine Flüssigkeit über die
Pumpe zur Abwasserleitung gefördert,
so dass die Pumpe während
dieses Schrittes vorzugsweise im Schnüffelbetrieb betrieben wird.
Dies hat den Vorteil, dass die Pumpe ständig betrieben werden kann
und ein mehrmaliges Ein- und Ausschalten der Pumpe nicht erforderlich
ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird während des Regenerationsverfahrens
ein Auswaschvorgang durchgeführt,
bei dem der Austauschbehälter
von dem Einlass zu dem Auslass mit Wasser durchströmt wird
und das aus dem Auslass ausströmende
Wasser mit der Pumpe abgepumpt wird. Während dieses Auswaschvorganges fallen
große
Wassermengen am Auslass an, so dass auf der Saugseite der Pumpe
sogar ein Überdruck entstehen
kann. Demgemäß wird die
Pumpe während
dieses Abpumpvorganges saugseitig fluiddicht mit dem Auslass verbunden,
so dass aus der Pumpe kein Wasser nach außen treten kann. Die Pumpe
ist während
des Auswaschvorganges nur unterstützend wi rksam. Während des
Auswaschvorganges wird die restliche Regenerationslösung, die
noch nicht während
des Verdrängungsvorganges
aus dem Austauschbehälter
befördert
wurde, ausgespült
und in die Abwasserleitung gefördert.
Hierdurch wird verhindert, dass bei dem nachfolgenden Betreiben
der Wasserenthärtungsanlage
im Normalbetrieb Regenerationslösung
in das Brauchwassersystem eingeführt
wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Verdrängungsvorgang,
das Befüllen
und der Auswaschvorgang in dieser angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Dadurch
wird sichergestellt, dass die Pumpe am Ende des Regenerationsverfahrens
mit großen
Wassermengen durchspült wird,
so dass in der Pumpe und dem saugseitigen Leitungssystem keine Regenerationslösung verbleibt.
Demgemäß wird die
Pumpe nur kurz während Durchführung der
Regenerationsschritte mit Regenerationslösung in Kontakt gebracht, so
dass ein schonender Betrieb der Pumpe möglich ist. Dadurch ist es sogar
möglich,
dass Pumpen, die nicht salzwasserbeständig sind, eingesetzt werden.
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Gemäß der Erfindung
wird der Schnüffelbetrieb
der Pumpe durch eine bauliche Anordnung erzielt, bei der saugseitig
von der Pumpe ein Belüftungsventil
angeordnet ist. Das Belüftungsventil
ist vorzugsweise monostabil und in der Ausgangslage geschlossen,
so dass beispielsweise bei Stromausfall oder fehlender Ansteuerung
des Belüftungsventils
keine Flüssigkeit
aus dem Belüftungsventil
nach außen
austreten kann. Ferner ist gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung eine Steuerung zur Ansteuerung des Belüftungsventils
vorgesehen, wobei die Steuerung das Belüftungsventil derart ansteuert, dass
es geöffnet
wird, während
die Pumpe im Schnüffelbetrieb
betrieben wird. Moderne Wasserenthärtungsanlagen weisen meist
eine Steuerung auf, durch die die einzelnen Schritte des Regenerationsverfahrens,
insbesondere die Regenerationsschritte, der Rückspülvorgang, der Normalbetrieb, der Verdrängungsvorgang,
das Befüllen
und das Auswaschen gesteuert wird, so dass das Regenerationsverfahren
vollständig
automatisiert abläuft. Demgemäß kann die
Steuerung, die das Belüftungsventil
ansteuert, auch in die übergeordnete
Steuerung der Wasserenthärtungsanlage
integriert sein.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass verschiedene Öffnungsgrade
des Belüftungsventils
einstellbar sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass je nach Typ
der Wasserenthärtungsanlage
und je nach Ausbildung des saugseitig von der Pumpe angeordneten
Leitungssystems der minimale Druck bzw. Unterdruck auf der Saugseite
der Pumpe eingestellt werden kann. Ferner können für die verschiedenen Schritte des
Regenerationsverfahrens unterschiedliche Öffnungsgrade eingestellt werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zwischen der Durchführung von
zumindest zweien der nachfolgenden Betriebszustände Normalbetrieb, Rückspülvorgang,
Regenerationsschritte, Verdrängungsvorgang,
Befüllen
und/oder Auswaschvorgang ein Umschaltvorgang durchgeführt. Während solch
eines Umschaltvorgangs wird das Ventilsystem derart umgestellt,
dass die gewünschten
Strömungen
mit den jeweiligen Flüssigkeiten
in dem nächsten
Schritt eingestellt werden. Während
solch eines Umschaltvorganges fällt
auf der Saugseite der Pumpe keine Flüssigkeit an und die Pumpe wird
währenddessen
im Schnüffelbetrieb betrieben,
so dass sie saugseitig so viel Außenluft ansaugt, dass auf der
Saugseite der Pumpe ein Unterdruck-Grenzwert nicht unterschritten
wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Pumpe während der
gesamten Dauer des Regenerationsverfahrens betrieben wird. Dadurch
wird ein mehrmaliges Ein- und Ausschalten der Pumpe vermieden, so
dass eine schonende Betriebsweise der Pumpe möglich ist. Solch eine schonende
Be triebsweise der Pumpe wird auch dadurch ermöglicht, dass immer zu den Zeitpunkten,
in denen keine oder nur wenig Flüssigkeit
auf der Saugseite der Pumpe anfällt,
die Pumpe im Schnüffelbetrieb
betrieben wird, so dass nur ein begrenzter Unterdruck auf der Saugseite
der Pumpe entsteht und damit die Belastung der Pumpe niedrig ist.
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Ferner
ist gemäß einer
weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass
die Pumpe die auf der Saugseite der Pumpe anfallenden Flüssigkeiten
zu einer höher
gelegenen Abwasserleitung fördert.
Insbesondere dann ist es, wie eingangs erläutert wird, möglich, die
Wasserenthärtungsanlage
unabhängig
von den räumlichen
Gegebenheiten aufzustellen und trotzdem eine im Wesentlichen drucklose
Ableitung der Regenerationsabwässer
zu der Abwasserleitung zu gewährleisten.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung ist ferner eine Ventilanordnung vorgesehen,
durch welche die von dem Austauschbehälter anfallenden Flüssigkeiten,
die zu der Abwasserleitung zu fördern sind,
zu der Saugseite der Pumpe leitbar ist. Solch eine Ventilanordnung
wird vorzugsweise auch dazu eingesetzt, die dem jeweiligen Austauschbehälter zuzuführenden
Flüssigkeiten
zuzuleiten. Beispielsweise wird die Regenerationslösung während Durchführung der
Regenerationsschritte in der Regel durch eine nach dem Venturiprinzip
arbeitende Wasserstrahlpumpe, die in der Ventilanordnung vorgesehen ist,
aus einem Vorratsbehälter
angesaugt. Die Ventilanordnung ist vorzugsweise derart ausgebildet,
dass die oben beschriebenen Strömungsrichtungen
mit den jeweiligen Flüssigkeiten
an dem Austauschbehälter
realisierbar sind. Solch eine Ventilanordnung wird in der Regel
durch eine Steuerung der Wasserenthärtungsanlage angesteuert, so
dass die einzelnen Schritte des Regenerationsverfahrens und auch die
Umschaltung in den Normalbetrieb automatisch durchführbar sind.
Vorteilhafterweise kann die Ventilan ordnung alternativ oder zusätzlich derart
ausgebildet sein, dass sie von Hand betätigt wird.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bilden die Ventilanordnung,
die Pumpe und gegebenenfalls daran angeschlossene weitere Komponenten
bei geschlossenem Belüftungsventil
der Pumpe ein fluiddichtes Leitungssystem zwischen dem Austauschbehälter und
der Abwasserleitung. Dadurch kann bei geschlossenem Belüftungsventil
ein Austreten von Flüssigkeiten
vermieden werden, so dass insbesondere bei Stromausfall nicht die
Gefahr eines Wasserschadens besteht.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Pumpe trockenlaufsicher
ausgebildet. Dadurch ist ein Dauerbetrieb der Pumpe insbesondere
während
der Schritte des Befüllens
und der Umschaltvorgänge
möglich.
Ferner ist gemäß einer vorteilhaften
Weiterbildung vorgesehen, dass ein Rückflussverhinderer auf der
Druckseite der Pumpe angeordnet ist. Dieser verhindert, dass Regenerationsabwasser
durch Rückfließen zurück in den
Austauschbehälter
gelangen kann.
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Die
erfindungsgemäße Betriebsweise
der Pumpe im Schnüffelbetrieb
gewährleistet
ferner, dass das Leitungssystem auf der Saugseite der Pumpe annähernd leer
ist, so dass insbesondere einer Aufkeimung in dem Abschnitt vor
der Ventilanordnung vorgebeugt wird.
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Die
oberhalb beschriebenen Weiterbildungen sind sowohl bei dem erfindungsgemäßen Regenerationsverfahren
als auch bei der erfindungsgemäßen Wasserenthärtungsanlage
realisierbar und führen
zu den genannten Vorteilen.
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Weitere
Merkmale und Zweckmäßigkeiten der
Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der beigefügten Zeichnungen.
Von den Figuren zeigen:
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1 eine
Schnittansicht einer Wasserenthärtungsanlage,
die einen Austauschbehälter
und einen Vorratsbehälter
für Regenerationslösung aufweist,
wobei die Wasserenthärtungsanlage
während des
Normalbetriebs gezeigt ist;
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2 die
in 1 gezeigte Wasserenthärtungsanlage, die während Durchführung des
Rückspülvorganges
dargestellt ist;
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3 die
in 1 dargestellte Wasserenthärtungsanlage, die während Durchführung der
Regenerationsschritte dargestellt ist;
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4 die
in 1 dargestellte Wasserenthärtungsanlage, die während Durchführung des
Befüllens
dargestellt ist;
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5 die
in 1 dargestellte Wasserenthärtungsanlage, die während Durchführung des
Auswaschvorganges dargestellt ist; und
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6 eine
perspektivische Ansicht einer Pumpe, die im Schnüffelbetrieb betreibbar ist.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Wasserenthärtungsanlage 2 gezeigt,
die einen Austauschbehälter 4 und
einen Vorratsbehälter 6 für Regenerationslösung aufweist.
Der Austauschbehälter 4 weist einen
Einlass 8 und einen Auslass 10 auf, die in der dargestellten
Ausführungsform
am oberen Ende des Austauschbehälters 4 angeordnet
sind. Der Auslass 10 ist zentral angeordnet. Ein am unteren
Ende geöffnetes
Rohr 12 führt
von dem Auslass 10 zu dem Boden des Austauschbehälters 4.
Der Einlass 8 ist um den Auslass 10 herum angeordnet.
Dadurch wird eine Strömungsrichtung
erzielt, wie sie in 1 durch die Pfeile 14 dargestellt
ist. Kalkhaltiges Wasser wird durch den Einlass 8 eingeleitet
und durchströmt
den Austauschbehälter 4 von
oben nach unten. In dem Austauschbehälter 4 ist, wie oberhalb
beschrieben wurde, Ionenaustauscherharz angeordnet, so dass das kalkhaltige
Wasser während
des Durchströmungsvorganges
enthärtet
wird. Am unteren Ende des Austauschbehälters 4 angelangt,
tritt das enthärtete
Wasser in das Rohr 12 ein und wird nach oben zu dem Auslass 10 geführt.
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Auf
dem Austauschbehälter 4 ist
eine Ventilanordnung 16 angeordnet, welche ein entsprechendes
Einleiten und Ausleiten von Flüssigkeiten
gewährleistet.
Auf die Ausbildung der Ventilanordnung selbst wird hier nicht im
Detail eingegangen, da diese für
die Funktionsweise der Erfindung nicht entscheidend ist und auf
unterschiedliche Weise ausgebildet sein kann. Unter Bezugnahme auf
die 1 bis 5 wird deshalb jeweils nur der
Strömungsweg, der
durch die Ventilanordnung realisiert wird, erläutert. Insbesondere bei der
in 1 dargestellten Betriebsweise im Normalbetrieb
leitet die Ventilanordnung Brauchwasser von einer (nicht gezeigten)
Wasser-Zuleitung zu dem Einlass 8 des Austauschbehälters 4.
Das enthärtete
Wasser wird von dem Auslass 10 des Austauschbehälters 4 über die
Ventilanordnung 16 zurück
in die (nicht gezeigte) Wasser-Zuleitung
geführt,
die beispielsweise Wasser für
ein Haussystem bereitstellt.
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Von
der Ventilanordnung 16 führt ferner eine Regenerationsabwasserleitung 18 weg,
die mit dem saugseitigen Anschluss einer Pumpe 20 verbunden ist.
Der druckseitige Anschluss der Pumpe 20 führt über ein
Rückschlagventil 22 zu
einer (nicht gezeigten) Abwasserleitung, die auch höher als
der Austauschbehälter 4 angeordnet
sein kann. Das Rückschlagventil 22 dient
dazu, einen Rückfluss
von Flüssigkeiten
von der Abwasserleitung in Richtung zu dem Austauschbehälter 4 zu
verhindern. Die Pumpe 20 und das Rückschlagventil 22 sind
in den 1 bis 5 nur schematisch dargestellt.
Die Ausbildung der Pumpe 20 wird unter Bezugnahme auf 6 erläutert.
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Während des
Normalbetriebs tritt aus der Regenerationsabwasserleitung keine
Flüssigkeit
aus und die Pumpe 20 ist ausgeschaltet.
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 die
Durchführung
des Regenerationsverfahrens des Austauschbehälters erläutert. Zum Beginn des Regenerationsverfahrens
wird die Ventilanordnung 16 derart umgestellt, dass die
Strömungsrichtungen,
wie sie unter Bezugnahme auf 2 für den Rückspülvorgang
beschrieben werden, erzielt werden. Gleichzeitig wird die Pumpe 20 durch eine
Steuerung 24 angesteuert und der Pumpbetrieb wird gestartet.
Während
dieses Umschaltvorganges fällt
noch keine Flüssigkeit
an der Regenerationsabwasserleitung an, so dass die Pumpe 20 im
Schnüffelbetrieb
betrieben wird und über
ein (nicht dargestelltes) Belüftungsventil
Luft ansaugt. Ist der Umschaltvorgang abgeschlossen, wird die Pumpe 20 über die
Steuerung 24 wiederum angesteuert, so dass das Belüftungsventil
der Pumpe 20 für
den nachfolgenden Rückspülvorgang
geschlossen wird.
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In 2 ist
die Wasserenthärtungsanlage 2 während Durchführung des
Rückspülvorganges
gezeigt. Hierzu wird Wasser von der (nicht gezeigten) Wasser-Zuleitung über den
Auslass 10 und das Rohr 12 in den unteren Teil
des Austauschbehälters 4 eingeleitet
und durchströmt
den Austauschbehälter 4 von
unten nach oben. Die Ventilanordnung 16 leitet das aus
dem Einlass austretende Wasser zu der Regenerationsabwasserleitung 18.
Bei der Pumpe 20 ist das Belüftungsventil während Durchführung des Rückspülvorganges
geschlossen, so dass die Regenerationsabwasserleitung 18,
die Pumpe 20 und das Rückschlagventil 22 ein
fluiddichtes Leitungssystem bilden, das zu der (nicht gezeigten)
Abwasserleitung führt.
Das Wasser tritt unter Druck aus dem Einlass 8 in die Regenerationsabwasserleitung 18 ein,
so dass die Pumpe 20 nur unterstützend wirksam ist.
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Nach
Durchführung
des Rückspülvorganges wird
die Ventilanordnung 16 derart umgeschaltet, dass die Strömungsrichtung,
wie sie nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 für die Durchführung der Regenerationsschritte
beschrieben wird, erzielt wird. Während dieses Umschaltvorganges
wird die Wasserenthärtungsanlage
in der gleichen Betriebsweise, wie oberhalb in Bezug auf den Umschaltvorgang
vom Normalbetrieb zu dem Rückspülvorgang
erläutert wurde,
betrieben.
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Nach
Durchführung
des Umschaltvorganges ist die Ventilanordnung 16 derart
eingestellt, dass Regenerationslösung
von dem Vorratsbehälter 6 über ein
Leitungssystem 26 zu der Ventilanordnung 16 und über diese
durch den Einlass 8 in den Austauschbehälter 4 eingeleitet
wird. Hierbei wird die Regenerationslösung durch eine nach dem Venturiprinzip
arbeitende (nicht dargestellte) Wasserstrahlpumpe, die in der Ventilanordnung 16 vorgesehen
ist, aus dem Vorratsbehälter 6 angesaugt.
Die Regenerationslösung
durchströmt
den Austauschbehälter 4, ähnlich wie
während
des Normalbetriebs, von oben nach unten. Sie tritt anschließend in
das untere Ende des Rohres 12 ein und wird von dort zu
dem Auslass 10 und über
die Ventilanordnung 16 zu der Regenerationsabwasserleitung 18 geleitet.
Wie bereits oberhalb erläutert
wurde, wird die Pumpe 20 während Durchführung dieser
Regenerationsschritte im Schnüffelbetrieb
betrieben, so dass die anfallende Regenerationslösung zu der Abwasserleitung
gefördert
wird und dennoch verhindert wird, dass der Druck saugseitig von
der Pumpe 20 unter einen Druck-Grenzwert fällt. Der
Druck-Grenzwert ist hierbei so festgelegt, dass die Regenerationslösung den Austauschbehälter 4 ausreichend
langsam durchströmt
und somit ein gewünschter
Wirkungsgrad des Regenerationsvorganges erzielt wird.
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Nach
Durchführung
der Regenerationsschritte wird wiederum die Ventilanordnung 16 umgestellt.
Während
dieses Umschaltvorganges wird die Wasserenthärtungsanlage in der Betriebsweise
be trieben, wie oberhalb unter Bezugnahme auf den Umschaltvorgang
vom Normalbetrieb zu dem Rückspülvorgang
beschrieben wurde.
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Der
Verdrängungsvorgang,
der im Folgenden erläutert
wird, ist nicht in den Figuren dargestellt. Während dieses Verdrängungsvorganges
wird Wasser von der Wasser-Zuleitung über die Ventilanordnung 16 in
den Austauschbehälter 4 eingeleitet.
Das Wasser 4 strömt
durch den Einlass 8 in der Strömungsrichtung, wie es in 3 gezeigt
ist, durch den Austauschbehälter 4 und
wird von dem Auslass 10 über die Ventilanordnung 16 zu
der Regenerationsabwasserleitung 18 geführt. Die Pumpe 20 wird,
wie während
Durchführung
der Regenerationsschritte, im Schnüffelbetrieb betrieben.
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Nach
Durchführung
des Verdrängungsvorganges
wird wiederum die Ventilanordnung 16 umgestellt, wobei
die Betriebsweise der Wasserenthärtungsanlage
während
dieses Umschaltvorganges der Betriebsweise entspricht, wie sie oberhalb
unter Bezugnahme auf den Umschaltvorgang von dem Normalbetrieb zu
dem Rückspülvorgang
beschrieben wurde.
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Die
Ventilanordnung ist nun wie in 4 dargestellt
ist, eingestellt. Wasser wird von der Wasser-Zuleitung über die
Ventilanordnung 16 und das Leitungssystem 26 in
den Vorratsbehälter 6 für die Regenerationslösung eingeleitet.
In dem Vorratsbehälter 6 ist
in der Regel Solesalz, das sich in dem eingeleiteten Wasser löst. Dadurch
wird eine Solelösung erhalten,
die als Regenerationslösung
eingesetzt wird. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine 12%-ige
Solelösung.
Während
dieses Befüllens
wird der Austauschbehälter 4 nicht
durchströmt.
Auch aus der Regenerationsabwasserleitung tritt keine Flüssigkeit
aus, so dass die Pumpe 20 während dieses Befüllens im
Schnüffelbetrieb
betrieben wird. Die Pumpe 20 ist dafür trockenlaufsicher ausgebildet,
so dass das ausschließliche
Ansaugen von Außenluft nicht
zu einer Beschädigung
der Pumpe 20 führt.
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Nach
Befüllen
des Vorratsbehälters 6 wird die
Ventilanordnung 16 wiederum umgestellt, wobei die Betriebsweise
der Wasserenthärtungsanlage während dieses
Umschaltvorganges der Betriebsweise entspricht, wie sie oberhalb
in Bezug auf den Umschaltvorgang vom Normalbetrieb zu dem Rückspülvorgang
erläutert
wurde.
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Nach
Durchführung
des Umschaltvorganges ist die Ventilanordnung 16 so eingestellt,
dass Wasser von der Wasser-Zuleitung in den Einlass 8 des Austauschbehälters 4 eingeleitet
wird und nach Durchströmen
des Austauschbehälters 4 von
dem Auslass 10 über
die Ventilanordnung 16 zu der Regenerationsabwasserleitung 18 geleitet
wird, wie in 5 dargestellt ist. Während dieses
Auswaschvorganges wird, wie oberhalb erläutert, die verbleibende Regenerationslösung aus
dem Austauschbehälter 4 ausgewaschen
und in die Abwasserleitung geführt. Da
das Wasser unter Druck aus dem Auslass in die Regenerationsabwasserleitung 18 eintritt,
ist das Belüftungsventil
der Pumpe 20 geschlossen, so dass die Regenerationsabwasserleitung 18,
die Pumpe 20 und das Rückschlagventil 22 ein
fluiddichtes System bilden, das von der Ventilanordnung 16 zu
der Abwasserleitung führt.
Die Pumpe 20 ist hierbei nur unterstützend wirksam.
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Nach
Durchführung
des Auswaschvorganges wird die Ventilanordnung 16 wieder
in die Stellung für
den Normalbetrieb, wie es in 1 dargestellt
ist, umgestellt. Die Betriebsweise der Wasserenthärtungsanlage
während
dieses Umschaltvorganges entspricht der Betriebsweise, wie sie in
Bezug auf den Umschaltvorgang von dem Normalbetrieb in den Rückspülvorgang
erläutert
wurde.
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Nach
Durchführung
dieses Umschaltvorganges ist das Regenerationsverfahren des Austauschbehälters abgeschlossen
und die Pumpe 20 wird ausgeschaltet.
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In 6 ist
beispielhaft eine Pumpe 20 dargestellt, die im Schnüffelbetrieb
betreibbar ist und die als Pumpe zum Abpumpen der Regenerationsabwässer in
der Regenerationsabwasserleitung 18 der 1 bis 5 verwendbar
ist. Die Pumpe 20 weist einen saugseitigen Schlauchnippel 28 auf,
der in der Anordnung der 1 bis 5 mit dem
Abschnitt der Regenerationsabwasserleitung 18 zu verbinden ist,
der zu der Ventilanordnung 16 führt. Dadurch wird eine Leitungsverbindung
zu der eigentlichen Pumpvorrichtung 30 der Pumpe 20 hergestellt.
Saugseitig der Pumpe 20 ist ferner ein Belüftungsventil 32 angeordnet,
das zum Betreiben der Pumpe 20 im Schnüffelbetrieb geöffnet werden
kann. Dadurch kann während
des Betreibens der Pumpe 20 im Schnüffelbetrieb über das
Belüftungsventil 32 Außenluft
angesaugt werden, wenn an dem Schlauchnippel 28 wenig oder
keine Flüssigkeit
anfällt.
Ferner weist die Pumpe 20 einen druckseitigen Schlauchnippel 34 auf,
der bei der Wasserenthärtungsanlage 2 der 1 bis 5 mit
dem Abschnitt der Regenerationsabwasserleitung 18 zu verbinden
ist, der über
das Rückschlagventil 22 zu
der Abwasserleitung führt. Dadurch
wird eine Leitungsverbindung von der Druckseite der Pumpvorrichtung 30 der
Pumpe 20 zu der Abwasserleitung hergestellt. In 6 ist
die Pumpe 20 auf einer Montageplatte 36 montiert.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Figuren gezeigten
Ausführungsformen
beschränkt.
Wie bereits oberhalb erläutert
wurde, sind beispielsweise verschiedene Ausbildungen der Ventilanordnung 16 möglich. Die
Ventilanordnung sollte jedoch stets gewährleisten, dass die während des Regenerationsverfahrens
anfallenden Regenerationsabwässer
zu der Saugseite der Pumpe geleitet werden, so dass sie in die Abwasserleitung
gefördert werden
können.
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Die
in den 1 bis 5 gezeigte Wasserenthärtungsanlage 2 weist
lediglich einen Austauschbehälter 4 auf.
Vorteilhafter weise kann die vorliegende Erfindung auch bei Wasserenthärtungsanlagen
mit mehreren Austauschbehältern
angewendet werden, so dass jeder Austauschbehälter nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
regenerierbar ist. Bei einer Wasserenthärtungsanlage mit mehreren Austauschbehältern ist
insbesondere bevorzugt, wenn die Regenerationsabwasserleitungen
der einzelnen Austauschbehälter
in eine gemeinsame Regenerationsabwasserleitung münden, wobei
die Pumpe, die im Schnüffelbetrieb
betreibbar ist, dann in dieser gemeinsamen Regenerationsabwasserleitung
angeordnet sein sollte. Dadurch braucht lediglich eine Pumpe bereitgestellt
werden, um sämtliche
Austauschbehälter
solch einer Wasserenthärtungsanlage
einzeln oder gemeinsam zu regenerieren.
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Vorteilhafterweise
kann der Vorratsbehälter für die Regenerationslösung auch
in ein Gehäuse
der Wasserenthärtungsanlage
integriert sein. Ferner sind die Strömungsrichtungen in den 1 bis 5 lediglich
beispielhaft gezeigt. In der Regel ist jedoch die Strömungsrichtung
während
des Rückspülvorganges in
dem Austauschbehälter
umgekehrt zu der Strömungsrichtung
während
des Normalbetriebs. Ferner kann vorgesehen sein, dass einzelne Schritte
des Regenerationsverfahrens weggelassen werden, wie beispielsweise
der Auswaschvorgang, der Verdrängungsvorgang,
der Rückspülvorgang
und/oder das Befüllen
des Vorratsbehälters.
Insbesondere das Befüllen
des Vorratsbehälters
kann zu einem anderen Zeitpunkt des Regenerationsverfahrens oder
aber auch während
des Normalbetriebs durchgeführt
werden. Ferner muss das Belüftungsventil
nicht notwendigerweise direkt an der Pumpe angeordnet sein, wie es
bei dem Belüftungsventil 32 der
Pumpe 20 in 6 gezeigt ist, sondern es kann
auch an einem anderen Abschnitt auf der Saugseite der Pumpe 20 angeordnet
sein.