-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft eine Anschlussarmatur zum Anschließen
eines Wasserbehandlungsgeräts, insbesondere eines Ionentauschers,
in eine Rohrleitung enthaltend
- (a) einen Einlass
und einen Auslass;
- (b) einen absperrbaren Eingangsanschluss zum Anschließen
eines Eingangs des Wasserbehandlungsgerätes;
- (c) einen absperrbaren Ausgangsanschluss zum Anschließen
eines Ausgangs des Wasserbehandlungsgerätes; und
- (d) einen mit einem Kugelhahn kontrollierbaren Hauptdurchgangskanal
zwischen Einlass und Auslass.
-
Das
Wasserbehandlungsgerät wird zwischen Eingangsanschluss
und Ausgangsanschluss installiert. Im Betriebszustand wird der Hauptdurchgangskanal
zwischen Einlass und Auslass geschlossen. Dann fließt das
Wasser vom Einlass zum Eingangsanschluss und in das Wasserbehandlungsgerät.
Nach der Behandlung fließt das Wasser zum Ausgangsanschluss
und von dort zum Auslass, wo es zur weiteren Verwendung zur Verfügung
steht. Bei einer Vielzahl von Anwendungen, wird dem behandelten
Wasser Frischwasser in einem gewünschten Mischungsverhältnis
beigemischt.
-
Bei
einem Ionenaustauscher als Wasserbehandlungsgerät ist das
Ionentauschermaterial ein Verbrauchsmaterial. Entsprechend muss
es regelmäßig ausgetauscht oder regeneriert werden.
Zu diesem Zweck sind der Eingangsanschluss und der Ausgangsanschluss
absperrbar.
-
Stand der Technik
-
Unter
der Bezeichnung Wasserenthärtungsanlage IT 3000 (www.syr.de)
ist ein Ionentauscher bekannt. Der bekannte Ionentauscher hat ein
Verschneideventil zum Zumischen von Frischwasser. Das Verschneideventil
ist in der Ionentauscheranlage und nicht in der Anschlussarmatur
angeordnet.
-
Nachteilig
bei der bekannten Anordnung ist es, dass die Einstellung des Verschneideventils
erneut vorgenommen werden muss, wenn der Ionentauscher ausgetauscht
wird. Das macht Mühe und ändert möglicherweise
das Mischungsverhältnis. Der Installateur muss zur erneuten
Einstellung des Mischungsverhältnisses in ungewohnter Weise
chemische Konzentrationen oder Härtegrade bestimmen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Anschlussarmatur der eingangs genannten
Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und eine wiederholte
Einstellung des Mischungsverhältnisses vermeidet.
-
Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein zusätzlicher
Verbindungskanal mit einstellbarem Strömungsquerschnitt
zwischen Einlass und Auslass vorgesehen ist.
-
Mit
dem zusätzlichen Verbindungskanal wird ein Bypass realisiert, über
welchen das unbehandelte Wasser zugemischt werden kann. Mit dem
Strömungsquerschnitt wird das Mischungsverhältnis
eingestellt. Wenn das Wasserbehandlungsgerät ausgetauscht
wird, bleibt die Einstellung am zusätzlichen Verbindungskanal
erhalten.
-
Das
Wasser kann durch den Hauptdurchgangskanal fließen und
steht auch während der Wartung, der Regeneration oder während
des Austauschs des Wasserbehandlungsgerätes zur Verfügung.
Die Wasserversorgung ist zu keinem Zeitpunkt unterbrochen. Während
des Wartungsprozesses ist das Wasser lediglich unbehandelt. Für
kurze Zeiträume ist dies insbesondere bei der Enthärtung
gewöhnlich hinnehmbar.
-
Vorzugsweise
ist der zusätzliche Verbindungskanal durch die Kugel des
Kugelhahns geführt. Dadurch wird eine kompakte Anordnung
erreicht. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Anschlussarmatur
derart ausgebildet, dass
- (a) die Kugel des
Kugelhahns eine Hauptdurchgangsbohrung aufweist, welche in einer
Durchgangsstellung eine Verbindung zwischen Einlass und Auslass
herstellt und in einer Schließstellung die Verbindung zwischen
Einlass und Auslass sperrt, wobei die Kugel mittels eines Betätigungselements
um eine Drehachse von der Durchgangsstellung in die Schließstellung
drehbar ist;
- (b) der Verbindungskanal vom Einlass zu einer im Wesentlichen
in der Drehachse befindlichen Querbohrung in der Kugel geführt
ist, welche den Verbindungskanal mit der Hauptdurchgangsbohrung
verbindet; und
- (c) die Kugel des Kugelhahns eine zusätzliche Öffnung
aufweist, welche die Hauptdurchgangsbohrung in der Schließstellung
mit dem Auslass verbindet.
-
Das
Betätigungselement kann beispielsweise ein mit der Kugel
fest verbundener Zapfen mit einem Mehrkant sein, auf den ein Drehgriff
aufgesetzt ist.
-
In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Strömungsquerschnitt
des Verbindungskanals mittels eines Stellelements einstellbar, welches
im Betätigungselement des Kugelhahns gelagert ist und einer
Bewegung des Betätigungselements derart folgt, dass die
Einstellung des Stellelements unabhängig von der Lage der
Kugel des Kugelhahns unverändert bleibt. Wenn der Kugelhahn
an einem Griff betätigt wird, ändert sich die
Einstellung am Verbindungskanal nicht.
-
Vorzugsweise
ist das Stellelement ein koaxial zur Drehachse der Kugel des Kugelhahns,
mit einem Betätigungselement des Kugelhahns verbundener,
hohler Zapfen, welcher den Verbindungskanal im Bereich einer in
dem Zapfen vorgesehenen Durchlassöffnung schneidet und
die Durchlassöffnung eine in Umfangsrichtung des Zapfens
veränderliche Höhe aufweist, so dass der Strömungsquerschnitt
durch Drehen des Stellelements veränderlich ist. Der Zapfen
ist fest mit einem Griff und mit der Kugel verbunden. Wenn der Griff
gedreht wird, dreht sich die Kugel. Der Zapfen ist aber auch separat
und unabhängig von der Kugel und dem Griff drehbar. Nur
dann ändert sich die Relativstellung zwischen Zapfen und Griff
bzw. Kugel, so dass sich auch das Mischungsverhältnis ändert.
-
In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sperrt der
Kugelhahn den Ausgangsanschluss, wenn der Kugelhahn den Hauptdurchgangskanal öffnet.
Durch die Doppelfunktion wird ein zusätzlicher Absperrhahn
am Ausgangsanschluss gespart.
-
Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ausführungsbeispiele sind
nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine perspektivische Darstellung einer Anschlussarmatur für
Wasserbehandlungsgeräte nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
-
2 ist
ein Schnitt durch die Anschlussarmatur aus 1 in Betriebsstellung.
-
3 ist
ein Schnitt durch die Anschlussarmatur aus 1 in Wartungsstellung.
-
4 zeigt
einen zusätzlichen Verbindungskanal aus 2 und 3 im
Detail.
-
5 ist
eine Draufsicht auf den Griff der Anschlussarmatur aus 1 mit
der Einstellanordnung für die Zumischung von unbehandeltem
Wasser.
-
6 ist
eine Explosionsdarstellung der Einstellanordnung aus 5.
-
7 ist
eine perspektivische Darstellung einer Anschlussarmatur nach einem
zweiten Ausführungsbeispiel.
-
8 ist
ein Querschnitt durch die Anschlussarmatur aus 7 in
Betriebsstellung.
-
9 ist
ein Querschnitt entlang der Achse C-C in 8.
-
10 ist
ein Querschnitt durch den Griff einer Anschlussarmatur nach 1 oder 7.
-
11 zeigt
die Ansicht aus 8 in der Wartungsstellung.
-
12 zeigt
die Ansicht aus 9 in der Wartungsstellung.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
Ausführungsbeispiel 1 (1 bis 6)
-
1 zeigt
eine allgemein mit 10 bezeichnete Anschlussarmatur zum
Einbau in eine (nicht dargestellte) Rohrleitung. Die Anschlussarmatur 10 weist
ein Gehäuse 16 mit einem Einlass 12 und
einem Auslass 14 auf. Einlass 12 und Auslass 14 sind im
vorliegenden Ausführungsbeispiel koaxial in linearer Anordnung
angeordnet. Der Einlass 12 wird an eine Trinkwasserversorgung
(nicht dargestellt) angeschlossen. Am Auslass 14 steht
das wie nachstehend beschrieben behandelte Wasser zur weiteren Verwendung etwa
an Haushaltsgeräten, Trinkwassererwärmern und
Zapfstellen eines Gebäudes zur Verfügung.
-
Das
Gehäuse 16 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet.
Zwischen Einlass 12 und Auslass 14 ist eine Gehäusebohrung
vorgesehen, welche von einem Kugelhahn 18 kontrolliert
wird. Einlassseitig von dem Kugelhahn 18 ist ein Anschlussstutzen 20 an
das Gehäuse 16 angeformt. Vor dem Anschlussstutzen 20 ist
ein Absperrhahn in Form eines Kugelhahns 22 vorgesehen.
Die Mittenachse des Anschlussstutzens 20 verläuft
senkrecht zur Mittenachse des Gehäuses 16. Hinter
dem Kugelhahn 18 ist auslassseitig ein weiterer Anschlussstutzen 24 an das
Gehäuse 16 angeformt. Vor dem Anschlussstutzen 24 ist
wie bei dem Anschlussstutzen 20 ein Absperrhahn in Form
eines Kugelhahns 26 vorgesehen. Die Mittenachse des Anschlussstutzens 24 verläuft parallel
zur Mittenachse des Anschlussstutzens 20. Das Gehäuse 16 weist
ferner zwei Prüfanschlüsse 28 und 30 auf,
welche vor und hinter dem Kugelhahn 18 angeordnet sind.
-
Der
Anschlussstutzen 20 bildet einen Eingangsanschluss für
einen Ionentauscher (nicht dargestellt). Der Anschlussstutzen 24 bildet
einen Ausgangsanschluss für den Ionentauscher. Der Ionentauscher
wird mittels flexibler Metallschläuche (nicht dargestellt)
an den Eingangs- und Ausgangsanschluss angeschlossen.
-
2 zeigt
den Betriebszustand der Anordnung. Dann ist der Kugelhahn 18 geschlossen.
Der Kugelhahn 22 ist geöffnet. Der Kugelhahn 26 ist ebenfalls
geöffnet. Das Wasser fließt durch den Einlass 12 in
die Armatur und nach unten in 2 zum Eingangsanschluss 20.
Dies ist durch einen Pfeil 31 repräsentiert. Am
Eingangsanschluss 20 fließt das Wasser durch die
Metallschläuche in den Ionentauscher. Dies ist durch Pfeile 32 repräsentiert.
Das enthärtete Wasser fließt vom Ausgang des Ionentauschers
durch Metallschläuche in den Ausgangsanschluss 24.
Dies ist durch Pfeile 34 repräsentiert. Durch
das Gehäuse 16 fließt das enthärtete
Wasser schließlich zum Auslass 14. Dies ist durch
einen Pfeil 36 repräsentiert. Man erkennt, dass
das Wasser bei geschlossenem Kugelhahn 18 durch den Ionentauscher
fließt.
-
3 zeigt
die Anordnung im Wartungszustand. Dann ist der Kugelhahn 18 geöffnet.
Der Kugelhahn 18 weist eine Kugel 38 mit einer
Hauptdurchgangsbohrung 40 auf. Im Wartungszustand fließt
das Wasser durch diese Hauptdurchgangsbohrung 40 direkt
vom Einlass 12 zum Auslass 14. Die Kugelhähne 22 und 24 werden
geschlossen, wie dies in 3 dargestellt ist. Die Wasserzufuhr
zum Ionentauscher ist unterbrochen. Der Ionentauscher kann entfernt und
gewartet oder ausgetauscht werden.
-
Mit
der beschriebenen Anordnung wird das durch den Ionentauscher geleitete
Wasser vollenthärtet, d. h. quasi alle Kalzium- und Magnesiumionen werden
aus dem Wasser entfernt. Das Ionentauschermaterial reicht für
eine vorgegebene Ionenmenge. Je nachdem, wie viele Ionen in dem
Wasser enthalten sind, also je nach Härtegrad, ist das
Ionentauschermaterial nach einem entsprechenden Durchflussvolumen
verbraucht. Für viele Anwendungen ist es nicht erforderlich,
das Wasser vollständig zu enthärten. Vielmehr
ist nur eine Teilenthärtung erwünscht. Mit der
beschriebenen Anordnung wird dies erreicht, indem unbehandeltes
Wasser dem behandelten, enthärteten Wasser zugemischt wird.
Da der Härtegrad des unbehandelten Wassers je nach Region
und Wasserwerk variiert, ist das erforderliche Mischungsverhältnis
unterschiedlich.
-
In 2 ist
ein zusätzlicher Verbindungskanal 42 in dem Gehäuse 16 vorgesehen.
Der zusätzliche Verbindungskanal 42 beginnt im
Bereich des Einlasses 12 vor dem Kugelventil 18.
Er wird also von unbehandeltem Frischwasser durchströmt.
-
Der
Kugelhahn 18 umfasst neben der Kugel 40 und einem
Griff 44 eine mehrteilige Stellanordnung 46. Die
Stellanordnung 46 ist in 4, 5 und 6 detailiert
dargestellt.
-
Die
Stellanordnung 46 sitzt in dem Griff koaxial zur Drehachse
des Griffs 44. Ein Hohlzylinder 48 ist mit eine
sich in Umfangsrichtung verjüngenden Öffnung 50 versehen.
Der Hohlzylinder 48 weist zwei Umfangsnuten mit Dichtringen 52 und 54 auf.
Der Hohlzylinder 48 ist drehbar in einem Zylindergehäuse 56 gelagert.
Der Hohlzylinder 48 ist an der oberen Seite 58 geschlossen
und mit einer pfeilförmigen Nut 60 versehen (s. 6).
Mit einem Schraubendreher, einer Münze oder einem anderen
geeigneten Werkzeug kann der Hohlzylinder 48 um seine Längsachse gegenüber
dem Zylindergehäuse 56 verdreht werden.
-
Das
Zylindergehäuse 56 ist mit Dichtringen 62 und 64 versehen.
Es sitzt unverdrehbar in einem Stutzen des Gehäuses 16.
Auf der Höhe der sich verjüngenden Öffnung 50 ist
auch das Zylindergehäuse 56 mit einer Öffnung 68 versehen.
Der Verbindungskanal 42 trifft im Bereich dieser Öffnung 68 auf
das Zylindergehäuse 56. Entsprechend wird eine
Verbindung zwischen dem Einlass 12 und dem Innenraum 70 des
Hohlzylinders 48 geschaffen, wenn der Hohlzylinder 48 so
gedreht wird, dass die sich verjüngende Öffnung über
der Öffnung 68 liegt. Das Zylindergehäuse 56 weist
im oberen Bereich einen Außensechskant 72 auf.
Auf diesen Außensechskant 72 ist der Griff 44 unverdrehbar
aufgesteckt. Im unteren Bereich ist das Zylindergehäuse 56 über
einen Vorsprung 74 fest mit der Kugel 38 des Kugelhahns 18 verbunden.
Das Zylindergehäuse 56 wird mit einer Überwurfmutter 76,
die auf ein Außengewinde 78 auf dem Stutzen 80 des
Gehäuses 16 aufgeschraubt ist, in seiner achsialen
Position gehalten. Ansonsten ist es gegenüber dem Gehäuse 16 mit
dem Griff 44 von außen drehbar. Da die Kugel fest
mit dem Zylindergehäuse 56 verbunden ist, wird
auf diese Weise die Kugel 38 gedreht.
-
Ein
Sicherungsring 82 hält den Hohlzylinder 48 in
seiner achsialen Lage. Der Sicherungsring sitzt in einer zugehörigen
Ringnut in der inneren Wandung des Zylindergehäuses 56.
Ansonsten ist der Hohlzylinder 48 gegenüber dem
Zylindergehäuse 56 drehbar. Sowohl der Hohlzylinder 48,
als auch das Zylindergehäuse 56 sind kugelseitig
nach unten offen und münden in einer achsialen Querbohrung 84 in
der Kugel 38. Über den Verbindungskanal 42,
die Öffnungen 68 und 50, den Hohlraum 70 und
diese Querbohrung 84 gelangt unbehandeltes Wasser in die
Hauptdurchgangsbohrung 40 des Kugelventils 18.
In der Wartungsstellung ändert dies wenig, da dann alles unbehandelte
Wasser ohnehin direkt vom Einlass 12 zum Auslass 14 fließt.
Die Kugel 38 des Kugelventils 18 weist jedoch
noch eine weitere, radiale Querbohrung 86 auf, welche quer
zur Hauptdurchgangsbohrung 40 und quer zur achsialen Querbohrung 86 verläuft.
Die radiale Querbohrung 86 stellt eine Verbindung zwischen
der Hauptdurchgangsbohrung 40 und dem Auslass 14 her,
wenn das Kugelventil 18 geschlossen ist. Dies ist in 2 erkennbar.
Es kann also auch in der Betriebsstellung unbehandeltes Frischwasser
durch diese Querbohrung 86 zum Auslass fließen.
-
Die
Stellanordnung 46 wirkt also als Verschneideventil für
die Zufuhr von unbehandeltem Frischwasser zu dem behandelten, enthärteten
Wasser. Das Mischungsverhältnis wird durch drehen des Hohlzylinders 48 eingestellt.
Wenn die Öffnung 50 nicht mit der Öffnung 68 überlappt,
kann kein Wasser fließen. Dann ist der Bypass durch den
zusätzlichen Verbindungskanal 42 vollständig
geschlossen. Das Wasser am Auslass 14 ist vollständig
enthärtet. Wenn der Hohlzylinder 48 derart eingestellt
wird, dass die Öffnung 50 im Bereich der Öffnung 68 gerade
den größten Durchmesser hat, wird das Mischungsverhältnis
maximal und das Wasser am Auslass 14 ist insgesamt nur
wenig enthärtet. Dazwischen lässt sich stufenlos
jeder Wert einstellen, indem der Pfeil 60 in eine geeignete
Stellung gedreht wird. Zur Erleichterung ist auf dem Griff 44 eine
geeignete Skala 88 vorgesehen, wie dies in 5 angedeutet
ist. Die Skala repräsentiert den Verschneidungs- oder Härtegrad.
-
Drehen
des Griffs 44 führt zu einer Änderung der
Kugelstellung des Kugelhahns. Die Stellanordnung 46 wird
jedoch vollständig mit gedreht. Dadurch bleibt die Einstellung
des Hohlzylinders 48 erhalten. Wenn also der Kugelhahn 18 nach
der Wartung wieder in die Betriebsstellung zurückgestellt
wird, wird die gleiche Mischung erreicht, wie vor der Wartung.
-
Zur
Vermeidung einer unbeabsichtigten Betätigung des Kugelhahns 18 sitzt
der Griff 44 auf einer Sicherungsnase 90, wie
dies in 10 dargestellt ist. Der Griff
kann nur gedreht werden, wenn er erst ein wenig über die
Nase 90 gehoben wird.
-
Ausführungsbeispiel 2 (7 bis 10)
-
Ein
zweites Ausführungsbeispiel ist in den 7 bis 10 dargestellt.
Die Funktionsweise ist identisch, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Die
Anordnung ist jedoch einfacher aufgebaut. Ein Einlass 112 und
ein Auslass 114 sind koaxial in einen Flansch 115 integriert.
Der Auslass 114 ist um den Einlass 112 herum angeordnet,
wie dies im Querschnitt in 8 und 9 erkennbar
ist. Die Strömungsrichtung ist in 9 durch
Pfeile angedeutet.
-
Der
Eingangsanschluss 120 der Anordnung ist wie im ersten Ausführungsbeispiel
mit einem Kugelhahn 122 absperrbar. Statt eines separaten
Kugelhahns für den Ausgangsanschluss 124 dient
der Kugelhahn 118 sowohl zum Umschalten zwischen Betriebs-
und Wartungsstellung, als auch zum Absperren des Ausgangsanschlusses 124.
Die Kugel 138 des Kugelhahns 118 weist hierzu
einen zusätzlichen gewinkelten Teil auf, der somit als
Dreiwege-Kanal ausgebildet ist. Dies ist insbesondere im Schnitt
C-C in 9 zu erkennen. Über diesen zusätzlichen,
gewinkelten Teil 119 wird im Betriebszustand die Verbindung
zwischen dem Ausgangsanschluss 124 und dem Auslass 114 hergestellt.
-
Durch
Drehen der Kugel um eine Achse 117 im Uhrzeigersinn in 8 wird
eine Verbindung zwischen Einlass 112 und Auslass 114 hergestellt.
Der zusätzliche Teil 119 des Dreiwege-Kanals wird weggedreht,
so dass die Verbindung zum Ausgangsanschluss 124 unterbrochen
wird. Dadurch ergibt sich die Wartungseinstellung, wie sie in 11 und 12 dargestellt
ist.
-
8 und 9 zeigen
die Betriebsstellung der Anordnung. Die Kugel 138 des Kugelhahns 118 befindet
sich in einer Stellung, bei welcher die Verbindung zwischen Einlass 112 und
Auslass 114 abgesperrt ist. Der Bypass über den
zusätzlichen Verbindungskanal 142 zur Kugel 138 ist
identisch zum ersten Ausführungsbeispiel und braucht hier
daher nicht näher beschrieben werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-