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"Vorrichtung zum selbsttätigen, kontinuierlichen Enthärten von Wasser"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen, kontinuierlichen
Enthärten von Wasser, das zum Enthärten durch eine Austauschermasse flieBt, die
nach ihrem Ermüden mittels einer genau abgemessenen Menge einer gesättigten Regenerierlösung
regenerierbar ist, wobei die Regenerierlösung vorbereitet bereitgehalten und nach
dem Einleiten in einen die regenerierende Austauschermasse enthaltenden Enthärtungsbehälter
in diesem verbleibt, bis erneut den Behälter durchfließendes Frischwasser die Lösung
aus ihm ausspült.
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Es ist bekannt, die Ionen-Austauschermasse in einem Wasserenthärtungsbehälter
einer Geschirrspülmaschine mit Hilfe einer Kochsalzlösung zu regenerierenO Die Kochsalzlösung
wird dabei dadurch hergestellt, daß Frischwasser durch einen mit Salz gefüllten
Behälter str~mt und dabei das Salz auflöst. Die Salzlösung wird dann dem Enthärtungsbehälter
zugefuhrt. Der Salzbehälter befindet sich in einem Leitungszug, der parallel zur
Frischwasserzuleitung zwischen dem Frischwassereinlauf und dem Enthärtungsbehälter
angeordnet ist.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei einer derartigen Anordnung
in dem Leitungszug, der den Salzbehdlter enthõlt, eine gesättigte Salzlösung herzustellen
und bereitzuhalten. Beim Ermüden der Austauschermasse wird dann eine genau abgemessene
Menge dieser konzentrierten Salzlösung in den die Austauschermasse enthaltenden
Behälter
eingeleitet. Die Salzlösung bleibt in dem Behälter stehen, bis erneut durch das
Enthärtungagerät geleitetes Frischwasser die Salzlösungsreste aus dem Behälter ausspült.
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Eine derartige Enthärtungsanlage ist in der Lage, bei intermittierend
arbeitenden Gerõten die Ionen-Austauschermasse immer rechtzeitig zu regenerieren.
Eine kontinuierliche Enthärtung eines stõndig fließenden Wasserstromes lõ#t sich
mit dem vorgeschlagenen Gerõt aber nicht durchführen, da zum Regenerieren der Austauschermasse
immer eine gewisse Ruhezeit des Enthärtungs-Gerätes erforderlich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierlich arbeitende
Enthärtungsvorrichtung zu schaffen, die unabhängig ist von den zur Regenerierung
erforderlichen Ruhepausen.
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Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung erfüllt, bei der gemäß
der Erfindung mehrere Austauschermasse enthaltende Behälter mit Regenerierlösungs-Zubereitungs-und
Dosierleitungezugen derart einander parallel geschaltet sind, daB die Behälter nacheinander
in den Frischwasserleitungazug legbar sind und die Austauschermassen der gerade
nicht Frischwasser durchfloseenen Behälter mittels in die Behälter eingelassener
Regenerierldsungen regenerierbar sind. Immer wenn die Austauschermasse des einen
Enthõrtungsbehõlters ermüdet, schaltet die Vorrichtung den Frischwasserdurchlauf
auf den nächsten Behälter um, dessen Austauschermasse in der Zwischenzeit regeneriert
wurde. Auf diese Weise ist ein kontinuierliches Abzapfen enthärteten Wassers möglich.
Je nach den gewünschten Durchsatzmengen wird bei der Vorrichtung nach der Erfindung
die Zahl der verwendeten Austauschermasse enthaltenden Behälter ausgewahlt werden.
Für Haushaltszwecke werden im allgemeinen zwei parallel geschaltete Behklter ausreichen,
um eine kontinuierliche WasserenthErtung durchf³hren zu können. FUr gewerbliche
Zwecke oder in Laboratorien wird es aber nötig sein, die Zahl der Austauschermasse
enthaltenden Behdlter zu erhUhen.
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Eine Ausf³hrungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet
durch einen Zeitgeber, der nach feet vorgegebenen Zeitintervallen den Friechwasserdurchlauf
von einem Enthärtungsbehälter umschaltet auf den nächsten und der gleichzeitig den
Regeneriervorgang für den gerade abgeschalteten Enthärtungsbehälter einleitet.
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Die Umschaltung von dem einen Behälter auf den anderen kann aber auch
dadurch erfolgen, daß in den Ablaufleitungen der Enthärtungsbehälter Leitfähigkeitsmeßglieder
angeordnet sind die auf eine Sohaltungsanordnung arbeiten, die bei zunehmender Wasserhärte
die Umschaltung von einem Enthärtungsbehälter auf den nächstfolgenden bewirkt. Auf
diese Weise kann die Austauschermasse immer bis zu ihrer Ermüdung beansprucht werden,
wodurch dan zum Regenerieren benötigte Salz optimal ausgenutzt wird.
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Genäß einer weiteren Auagestaltung der Erfindung ist der Salzbereitungsleitungszug
beim Frischwassereinlauf mittels eines Magnetventils verschlossen und wird die Dosierung
der konzentrierten Salzlosung, die in den die Austauschermasse enthaltenden Enthõrtungsbehõlter
eingeleitet wird, mittels eines Dosiergerätes eingestellt. Dieses Dosiergerät iat
an das Enthõrtungsgerõt angeschlossen und mit einem Püllhöhenanzeiger versehen,
dessen MeB-rohr in das Dosiergerät hineinreicht. Beim Erreichen einer bestimmten
fUr die Enthärtung bei einer bestimmten Wasserhärte erforderlichen F³llh~he schließt
die an das MeBrohr angeschlossene Me#dose das Einlaufventil in den Salzlösungsbehälter
sowie das Einlaufventil in den die Austauschermasse enthaltenden Behälter.
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Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungabeiapieles
näher erläutert, Figur 1 zeigt den Gesamtaufbau einer Vorrichtung nach der Erfindung.
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Figur 2 zeigt einen Umschalter der Vorrichtung nach der Erfindung,
Figur
3 zeigt eine Gesamtansicht der kompletten Vorrichtung.
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Figur 4 zeigt eine andere Ausführungeform der Vorrichtung nach der
Erfindung.
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An einen Wasserhahn 1 ist eine Zuleitung 3 angeschlossen. Die Zuleitung
3 weist eine Verzweigung 5 auf, von der getrennte Leitungen 7, 9 zu weiteren Leitungs-Verzweigungen
11 führen. Von diesen Verzweigungen 11 gehen Hauptleitungen 13 ab, die mittels Magnetventilen
15, 17 verschließbar sind. Von den Magnetventilen 15 verlaufen die Hauptleitungen
13 dann weiter zu Rückschlagventilen 19, 21 und über Zusammenflußstellen 22 zu Magnetventilen
23, 25* Im Anschlu# an diese Magnetventile führen die Hauptleitungen zu Wasserenthõrtungsbehõltern
27, 29.
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Parallel zu den Leitungszügen 13 sind Nebenechlußleitungszüge 31,
33 angeordnet, in denen sich kochaals-gefüllte Behälter 35, 37 befinden. Die Kochsalzbehälter
35, 37 sind flaechenformig ausgebildet und mit ihren Hälsen abwärts aufgehängt.
In ihren Ablaufleitungen sind Filter 39 vorgesehen. Vor den Zusammenflußstellen
22 der Leitungen 31, 33 mit den Hauptleitungen 13 sind in die Nebenschlußleitungszüge
31, 33 noch Rückschlagventile 35 37 eingesetzt, die ein rückwärtiges Einströmen
von Frischwasser in die Salzbereitungeleitungszüge 31, 33 verhindern.
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An die Enthärtungsbehälter 27, 29, die mit einer Austauschermasse
gefüllt sind, schließen sich Dosiergeräte 40, 41 an. In ihnen befinden sich Meßrohre
43, 45, an die oberhalb der Dosiergeräte Me#dosen 47, 49 angeschlossen sind, an
denen die gew³nschte FUllh~he in den Dosiergeräten 39, 41 einstellbar ist. Entlüftungsröhrchen
51 sorgen f³r eine BelUftung der Dosiergerõte 39, 41.
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Schließlich sind in die Dosiergeräte 39, 41 auch noch Saugheberrohre
53, 55 eingesetzt, aus denen das durchfließende Wasser über eine Zusammenführungsstelle
57, vor der in den beiden Leitungen noch RUckschlagventile 61, 63 angeordnet sind,
in eine Abflußleitung 59 gelangt, die vor dem Ausgang der Vorrichtung noch mit
einem
Abschlußmagnetventil 65 versehen ist. In die Ablaufleitung 59 sind noch ~berlaufleitungen
67 der Kochsalzbehälter 35, 37 eingeführt.
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Die Wasserenthärtungsvorrichtung nach der Erfindung ist stillgesetzt,
wenn das Anschlußkabel 65 (Fig. 2) ihrer Schaltungsvorrichtung aus einer Steckdose
herausgezogen ist oder aber wenn sich bei eingestecktem Kabel ein Ausschalter 69
der Vorrichtung in der"Aus"-Stellung befindet. Die Anschlußleitung 3 ist dabei stets
an den Wasserhahn 1 angeklemmt.
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Sobald die Wasserenthärtungsvorrichtung durch Umlegen des Schalters
69 in die "Ein"-Stellung eingeschaltet wird, ~ffnet sich eines der Einlaßventile
15 oder 17 in einer der beiden parallel zueinander angeordneten Wasserenthärtungevorrichtungen.
Es sei angenommen, daß ein Kontaktarm 71 eines Zeitschaltwerkes 72 (Fig. 3) ³ber
eine Kontaktbahn 73 dabei gerade die linke der beiden Enthärtungsvorrichtungen in
Betrieb setzt. Zusammen mit dem Magnetventil 15 wird dabei das Magnetventil 23 geöffnet.
Das ³ber den Leitungszug 3 und den Leitungszug 7 in die linke Enthärtungsvorrichtung
einströmende Frischwasser fließt dabei dann durch den linken Enthärtungsbehälter
27. Aus diesem Behälter gelangt es ³ber einen ~berlauf 75 in das Dosiergerät 39
und schließlich ³ber die Leitung 53 in den Abfluß 57+ Durch das gleichfalls geöffnete
Magnetventil 65 flie#t das Frischwasser schlie#lich enthärtet über den Stutzen 77
nach Fig 2 aus dem Enthärtungsgerät heraus.
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Sobald die Austauschermasse in dem Enthärtungagerät 27 ermüdet, schließt
sich das Magnetventil 15. Gleichzeitig öffnen sich die Magnetventile 17 und 25.
Das Frischwasser fließt damit tuber den Leitungszug 9 und die rechte Enthärtungsanlage
in den Enthärtung behälter 29 ein. Das in diesem Behälter 29 enthõrtende Frischwasser
gelangt dann ³ber den ~berlaufstutzen 79 in das Dosiergerät 41 und fließt schließlich
³ber das Saugheberrohr 55 in die Abflußleitung 57 ein.
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Während nun das Frischwasser durch die rechte Enthärtungsvorrichtung
strömt, wird die Austauschermasse in dem linken Enthärtungsbehälter 27 regeneriert.
Hierzu öffnet sich ein Magnetventil 81. Das in die Leitung 31 einfließende Frisohwasser
drückt dann die sich in dem Behälter 35 befindliche konzentrierte Kochsalzlösung
³ber das Filter 39 und das Rückschlagventil 35 in den Enthärtungsbehälter 27 ein.
Die Menge der in den Behälter 27 eindringenden Salzlösung wird dann mittels des
Dosiergerätes 39 festgelegt. Die in den Behälter 27 einstr~mende Salzlösung verdrõngt
nämlich aus dom vollständig gefüllten Behälter 35 eine der zugeflossenen Salzlösungsmenge
enteprechende Waaermenge. Diese verdrängte Wassermenge fließt ³ber den Uberlauf
75 in das Doeiergerät, das zuvor und nach dem Schließen des Ventils 15 mittels des
Saugheberrohres 53 entleert worden ist. Das verdrängte Wasser steigt in dem rohrförmigen
Dosiergerät an. Sobald in ihm eine vorherbestimmte FUllhöhe erreicht ist, schaltet
ein in der Meßdose 47 des Meßrohres 43 angeordneter Schalter 83 das Magnetventil
81 ab. Im gleichen Augenblick schließt sich das Magnetventil 23. Der Salzlösungsfluß
ist damit schlagartig stillgesetzt. Die in den Enthärtungsbehälter 27 eingeströmte
Salzlösung verteilt sich in dem Behälter und regeneriert die Austauschermasse. In
dem Salzbehõlter 35 wird gleichzeitig wieder eine neue hochkonzentrierte Kochsalzl~sun
zubereitet.
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Ist nun auch die Austauschermasse in dem Enthärtungsbehälter 29 erm³det,
dann schließt sich das Magnetventil 17, so da# der Zu~ strom von Frischwasser zum
Enthärtungsbehälter 29 unterbrochen ist. Gleichzeitig öffnen sich die Magnetventile
15, 23 und der Frischwasserzulauf erfolgt nunmehr wieder zum Enthärtungsbehälter
27. Die in diesem Behõlter befindliche Salzl~sung wird dabei ausgesp³lt.
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Ebenso wie bei der linken Enthärtungavorrichtung erfolgt nun aux'
: bei der rechten Enthärtungsvorrichtung die Regenerierung der mwtauschermasse des
Enthõrtungsbehõlters 29* Hierzu ~ffr t eich ein Magnetventil 85, das Frischwasser
in den Enthõrtungsbehõl@@r 37
einleitet. Der Salzbehälter ist mit
einer gesättigten Kochsalzl~sung angefüllt, die vom Frischwasser nunmehr ³ber das
Filter 39 und die Leitung 33 in den Enthärtungsbehälter 29 einströmt Die Dosierung
der eingelassenen Salzlösungsmenge erfolgt hierbei ebenfalls mit Hilfe des Dosiergerätes
41, in das die von der eingedrungenen Salzlösung aus dem Behälter 29 verdrängte
Fl³ssigkeit liber den Uberlauf 79 einfließt. Bei der vorgegebenen PUllh~he schaltet
ein Schalter 87 in der MeBdose 49 das Magnetventil 85 zusammen mit dem Magnetventil
25 ab* Der Salzl~sungsflu# ist damit stillgesetzt, die in den Behilter 29 eingeströmte
Salz- -ldaungsmenge verbleibt in ihm, bis sie erneut von dure die Leitung 13 einfließendem
Frischwasser über den Ablauf 57 ausgespült wird, Mittels des Zeitgebers 72 und des
seine Kontsktbahnen 73 und 89 überstreichenden Kontaktarms 71 wird bei stõndigem
Wasserflu#. der Frischwasserdurchlauf vom einen Enthõrtungsbehõlter auf das andere
in einem genau festliegenden Rhythmus umgeschaltet. Da in den Ruhepausen der Enthõrtungsbehõlter
die in ihnen befindliche Austauschermasse regeneriert wird, kann zeitlich unbegrenzt
enthärtetes Frischwasser entnommen werden. Yaranesetzung dazu ist selbstverstõndlich,
daB in den Behõltern 35 und 37 stets eine ausreichende Kochealzmenge aufhalten ist.
Um dies sicherzustellen, ist der Koehoalzftllstand über Schauglõser 91 kontrollierbar,
die deutlich sichtbar an der Vorderseite der Vorrichtung angebracht sind. Die Länge
der Durohlaufzeiten durch die einzelnen Ent- -härtungsbehälter wird je nach der
Wasserharte und der DurchfluB-menge vorher eingestellt. Wenn eine zeitabhängige
Festlegung der Wechselzelt unerwünscht ist, dann kann der Wechsel auch mit Hilfe
von MeBzellen 93 herbeigef³hrt werden, die vor dem Zusammenfluß 59 in die Leitungen
53 und 55 eingesetzt sind. Mittels einer nicht dargestellten bekannten BrUckenschaltung
kontrollieren die Me#zellenpaare 93 die Hõrte des durchstr~menden Wassers und bewirken
durch eine Verstimmung der Br³cke bei zunehmender WasserhErte in einer nicht dargestellten
Schaltungevorrichtung das Ausldaen eines Impulses zum Umschalten von einer Enthärtungsvorrichtung
auf
die andere. Damit ist eine optimale Ausnutzung des Kochsalzes m~glich. Die Regeneriervorgänge
laufen dann jeweils selbsttätig abo < FUr Gegenden mit geringerer WasserhErte
ist es auch möglich, einen Salzlösungszubereitungszug einzusparen und die Salzl~sung
stets in einem Salzbehälter zu bereiten, der beide Enthärtungsgerõte versorgt. Ebenso
kann gegebenenfalls auch ein Dosiergerät eingespart werden, wenn die in die Enthõrtungsgerõte
eingelassene Lösung über ein Dosiergerät geleitet wird.
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Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in Fig. 4 beschrieben.
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Der Frischwassereinlauf zu den Enthõrtungsgerõten 27, 29 ist wieder
mittels Magnetventilen 15, 17 verschlie#bar. Der Auslauf aus den Enthõrtungsgerõten
erfolgt jedoch über Leitungen 101, 103 und Magnetventile 105, 107.
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Zur Bereitung einer konzentrierten Kochsalzlösung ist in diesem Fall
jedoch nur ein Kochealzbehälter 35 vorgesehen, dessen Zuleitung 31 mit Hilfe des
Magnetventils 81 verschließbar ist. Der Nebenechlußleitungazug 31, 33, in dem sich
der Kochsalzbehõlter 35 befindet, ist schließlich vor den Enthõrtungsgerõten 27,
29 in zwei Teilleitungen 109, 111 aufgeteilt, die tuber Magnetventile 113, 115 in
die Enthõrtungsgerõte 27, 29 einm³nden. Der Nebenschlu#leitungszug 33 ist au#erdem
noch ³ber einen weiteren Leitungszug 117 überbrUckt, indem sich ein Magnetventil
119 befindet.
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Damit ein RUckfluß von in die Enthõrtungsgerõte 27 und 29 eingelassene
Flüssigkeit in den Leitungszug 117 verhindert wird, sind in seine in die Enthõrtungsgerõte
einndenden Zweigleitungen 121, 123 RUckschlagventile 125, 127 eingesetzt.
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Die Vorrichtung nach Figur 4 ist au#erdem noch mit nur einem Dosiergerät
40 versehen, das ³ber die ~berlõufe 75 und 79 der Enthõrtungsgerõte 27, 29 und Zuleitungen
129, 131 mit den Enthärtungsgeräten verbunden ist, in denen sich Magnetventile 133,
135
befinden. Das Dosiergerät 40 hat einen von dem Auslauf 77 des Gerätes getrennten
Uberlauf 53, der es ermöglichts die aus dem Dosiergerät ausfließenden Solereste
getrennt von dem enthärteten Frischwasser aus dem Gerõt abzufuhreno Die Vorrichtung
nach Figur 4 wird im wesentlichen genauso gesteuert wie die Vorrichtung nach den
Figuren 1 bis 3e Nach dem Einschalten des Gerätes fließt das durch die Leitung 3
einströmende Frischwasser zunächst durch das geöffnete Magnet-Ventil 15, das Enthärtungsgerät
27, den Uberlauf 75 und die Verbindungsleitung 101 sowie das geöffnete Magnetventil
105 zum Auslauf 77* In den Nebenschlu#leitungszug 31, 33 wird ebenfalls über das
Magnetventil 81 kurzfristig Frischwasser eingelassen, so da# sich in diesem Leitungszug
eine konzentrierte Kochsalzlösung bilden kann. Wenn die Austauschermasse in dem
Enthärtungsgerät 27 er~ schöpft ist, dann werden die Magnetventile 15 und 105 geschlossen
« Zu gleicher Zeit ~ffnet sich das Magnetventil 17 und das au enthärtende Frischwasser
fließt über das Enthärtungsgerät 29, die Leitungen 79 und 103 sowie das nunmehr
geöffnete Magnetventil 107 zum Ausfluß 77. Während nun das Frischwasser durch das
Enthõrtungsgerät 29 str~mt, wird in das Snthärtungsgerät 27 über die Leitungsz³ge
33 und 109 eine abgemessene Salzlösungsmenge in das Enthärtungsgerät 27 eingespritzt.
Die einzuspritzende Menge ist vorher festgelegt und wird abgemessen mit Hilfe des
Dosiergerätes 40, in das die von der Salzlösung aus dem Enthõrtungsgerõt 27 verdrõngte
Wassermenge ³ber die Leitung 75 und das nunmehr ge-~ffnete Magnetventil 133 einstr~mt.
Die zum Einspritzen der Kochsalzlösung ge~ffneten Magnetventile 81 und 113 schließen
sich nach dem Erreichen einer bestimmten F³llh~he in dem Dosiergerõt nach Ma#gabe
des Manometers 47. Um einen Stau in der Leitung 31 und im Salzbehälter zu vermeiden,
~ffne sich im Schlie#moment des Ventils 113 und 81 für kurze Zeit das Ventil 119
in der Lei- . tung 117. Mit dem bald darauf wieder erfolgenden SchlieBen des Magnetventils
119 schließt sich auch das Magnetventil 133 und es ~ffnet sich ein Magnetventil
135, das die Entleerung des Dosiergerõtes ³ber die Leitung 53 zulõ#t.
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Ist nun die Austauschermasse in dem Enthärtungsbehälter 29 erschöpft,
dann wird von ihm wieder umgeschaltet auf den Behälter 27 und es erfolgt dann die
Regenerierung der Austausohermasse 29, und zwar auf die gleiche Weise, wie ea für
den Behälter 27 vorgenommen wurde.
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Bei dieser Vorrichtung fließt aus dem Auslauf 77 stets nur Frischwasser
und niemals die zur Regenerierung der Austauschermasse benötigte Salzlösung. Sie
kann über den Ablauf 53 in einen Sammelbehõlter ausströmen Eine bestimmte Wasserhärte
im Ausflu# 77 kann durch ein nicht dargestelltes Mischventil herbeigef³hrt werden,
das zu dem stets vollstõndig enthõrteten Frischwasser eine bestimmte Mange nicht
enthärteten Frisshwassers zuf³ gi ;.