DE2054291A1 - Automatisches Steuerventil - Google Patents

Description

Dr. F. Zumsteln sen. ■ Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgeberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer · Dr. F. Zumsteln Jun.

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PSRMO , Saint Cloud, Frankreich Automatisches Steuerventil

Die Erfindung betrifft ein automatisches Steuerventil, insbesondere ftlr in einem geschlossenen Kreis arbeitende Wasseraufbereitungs-Filter.

Sand- oder Dlatomeensohlamiafliter zur Wasseraufbereitung, die im geschlossenen Kreislauf arbeiten, insbesondere Filter zur Reinigung des Wassers in Schwimmbecken, werden im Betrieb periodisch gewaschen, um die vom Filter zurückgehaltenen Verunreinigungen abzuführen.

Hierzu wird die Strömungsrlohtuag der Flüssigkeit duitfc den Filter umgekehrt» Beispielsweise strömt bei Sanditlt^rr, ül--i au reinigende Flüssigkeit auf bzw. In eier Sandmasee vcu ■;öen nach unten, wird im unteren Teil wiederaufgefmageu uud gcva -igt zur Verwendung wieder zurUokgeleitet.

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Iq der Wasohstellung wird eine gereinigte Wassermenge entnommen und auf den unteren Teil des Filtere geleitet. Nachdem es den Sand von unten nach oben durchströmt hat, wird es zum Abfluß geleitet.

Bei Diatomeenfiltern werden verschiedene Lösun -gen angewendet, der Waeohvorgang vollzieht sich Jedoch ebenfalls durch Umkehr der Strömungsrichtung des Wassers im Innern des Filters .

Die beiden Durchflußrichtungen erzielt man üblicherweise durch Verschiebung des beweglichen Elementes eines Steuerventils oder ein« Mehrwegsohiebers.

Diese Verschiebung erfolgt, wann der Leistungsverlust bzw. dar Druckverlust über die Filtermasse anzeigt, daß die im Filter zurückgehaltene Verunreinigungsmenge den zulässigen Maximalwert erreioht hat. Die Verschiebung erfolgt häufig von Hand, so daß eine Bedienungsperson periodisch den Druckanstieg überwachen muß.

Es ist daher sowohl aus Gründen der BetriebsVereinfachung als auch aus Sicherheitsgründen wünschenswert, diesen Vorgang zu automatisieren.

Es werden drei Arten von manuell zu betätigenden Steuerventilen verwendet, mämlioh Ventile mit einem drehbaren, konischen Hahnküken, mit einer drehbaren 3oheibe und Schieber. Bei der Betätigung der ersten beiden Ventilarten sind eine Hubbewegung, darauf eine Drehbewegung und ferner eine Abwärtsbewegung des bewegliohen Teils erforderlich. Diese Bewegungen müssen in der richtigen Stellung unterbrochen werden, so daß Insgesamt ein komplizierter Meohanlsraus *rforderlich ist. Das drehbare HanhkUken ist schwer abzudichten und diese Steuerventilart leckt häufig, insbesondere zum Abfluß. Eine Aromatisation dieser Ventilarten ist daher schwierig bzw. unzweckmäßig.

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Bine Aromatisation der dritten Ventilart ist einfacher, da hler nut eine Translationsbewegung in der einen oder anderen Richtung erforderlich 1st, die an ihren beiden Enden durch Anschläge auf einem festen Element des Steuerventils begrenzt wird. Bei dieser Ventilart sind Jedoch auf dem beweglichen Element mit Dichtungen (im allgemeinen torusförmige Dichtungen) versehene Klappen vorgesehen. Da die Dichtungen auf dem Gehäuse des Steuerventils reiben, 1st eine sorgfältige Bearbeitung erforderlich, ohne daß Jedoch eine Abnützung, eine Ausweitung oder ein Reißen der Dichtungen vermieden werden könnte, wenn sich die Klappe vor einer der öffnungen vorbeibewegt. Ferner kann es auch zu Störungen kommen, wenn unter Umständen Filtersand oder Diatomeen in das Ventil gelangen.

Bs sind ferner Schieber bekannt, deren beweglicher Teil an seinem Umfang mit mehreren Hüten versehen 1st, die dazu bestimmt sind, die auf das bewegliche Teil ausgeübten ßadialdrücke zu vergleichmäßigen und die eine leichte Verschiebung des Schiebers im Ventilgehäuse bei sehr geringem Spiel erlauben. Diese Ausführungsform wird insbesondere bei Hochdruckventilen verwendet, sie weist Jedoch den Nachteil auf, daß eine völlige Abdichtung nicht sichergestellt ist * Aus diesen Gründen werden häufig zur automatischen Steuerung Ventile der ersten und zweiten Art verwendet, deren Ausfühfcung Jedoch schwierig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Steuerventil für Filter zu schaffen, das den Anforderungen der Praxis besser entspricht als bisher bekannte, für den genannten Verwendungszweck bestimmte Ventile. Insbesondere soll das Ventil einfach aufgebaut, funktionssicher und wirtschaftlich herzustellen sein.

Das erfindungsgemäße Mehrweg-Steuerventil vom 'Schiebertyp für Filter, insbesondere für Wasseraufbereitungsfilter, und vorzugsweise für in geschlossenem Kreislauf arbeitende Filter zeich-

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net sich dadurch aus, daß seine beweglichen Klappen aus zylindrischen Teilen bestehen, deren Umfang labyrlnthförmig ausgebildet ist, bo daß die Abdichtung zwischen den Kreisen unvollständig 1st, wobei die Labyrinthteile einen geringen Anteil des im Ventil zirkulierenden Durchsatzes durchlassen, sowie aus scheibenförmigen Klappen, die eine völlige Abdichtung gegenüber den anderen öffnungen gewährleisten.

Hierbei fließt In der Filterstellung ein Teil des unaufberelteten Wassers direkt in den Verbrauchskreislauf der behandelten Flüssigkeit. Gleichfalls fließt in der Waschstellung ein Teil des Wasohwassers in den Brauchwasserkreislauf zurück. Hierdurch werden etwa 95 % oder mehr des Kreislaufdurchsatzes filtriert, so daß in der Praxis das Leistungsvermögen bekannter Steuerventile erreicht wird, jedoch bei slnem wesentlich geringeren Gestehungspreis.

Außer den vorstehend beschriebenen Anordnungen umfaßt die Erfindung weitere Anordnungen, die aus der folgenden Beschreibung hervorgehen. Insbesondere sind Gegenstand der Erfindung automatische Steuerventile für Filter, sowie geeignete Elemente zur Herstellung und zum Anschluß dieser Steuerventile, mit den automatischen Steuerventilen ausgerüstete Filter, sowie Einrichtungen, die mit den erfindungsgemäßen automatischen Steuerventilen versehene Filter enthalten.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausfuhrungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Flg. Γ den Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Steuerventils; Flg. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in Fig. 1; Fig. 3 den Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerventils, und zwar in Abflußstellung; und

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?ig. 4 einen Längsschnitt des in Pig. 3 gezeigten Steuerventils 3n Gebrauchsstellung.

Bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausfüftrungsform des Steuerventils ist das Gehäuse 1 desselben mit einer Einlaßöffnung 2 (Pumpe) versehen, sowie ferner mit einer Ausgangsöffnung 3 zum Verbrauchskreis, einer Verbindung 4 zum oberen Teil des Filters und einer Verbindung 5 zum unteren Teil des Filters. Ferner weist das Gehäuse am Ende eine Verbindungsöffnung 6 zum Abfluß auf.

Das Ventilgehäuse 1 ist aufgebohrt und nimmt einen vei> schiebbaren Klappensatz auf, der aus einem Schaft 7» einer Abflußklappe θ und einer Ventilklappe 9 besteht. Am Ende des Schaftes ist eine Steuermembran 10 befestigt, an der eine Rückholfeder 11 anliegt.

In der in Flg. 1 gezeigten Stellung hält die Rückholfeder 11 den Klappensatz so, daß er in die "Abfluß"-Richtung gedrückt wird. Durch den im Steuerventil herrschenden Druck wird der Klappensatz in dieser Stellung gehalten, so daß die von der Pumpe zur öffnung 4 gelangende Flüssigkeit durch Kanäle 12 strömen kann. Am Ausgang dee Filters strömt die durch die öffnung 5 einlaufende flüssigkeit durch die öffnung 3. Durch ein leichtes Leck um die Klappe 9 sind die öffnungen 2 und 3 miteinander verbunden.

oman den Druck des Kreises in die Kammer 13, so bewegt eich die Steuermembran 10 und treibt den Klappensatz an. Hierdurch ergibt sich eine Verbindung der öffnung 2 mit der öffnung 5 und der öffnung 4 mit der Abflußöffnung 6. Um die Klappe 9 besteht ein leichtes Leck, so daß die Öffnungen 2 und 3 miteinander verbunden sind. Ferner besteht um die Klappe θ ein leichtes Leck, wodurch die Öffnungen 2 und 6 miteinander verbunden sind,

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Sie Steuerung des Klappensatzes kann gleichfalls anstatt durch die Steuermembran 10 durch einen Kolben oder ein anderes, zur hydraulischen, elektrischen, magnetischen oder pneumatischen Steuerung geeignetes Gerät erfolgen.

Die Kammer 13 kann durch ein (nichtgezeigtes) Dreiwegeventil unter Druck gesetzt werden, das selbst durch ein Kontaktmanometer, das den Versetzdruck registriert, durch einen Zeltgeber oder durch eine aadere Einrichtung gesteuert wird. Als Kontaktmanometer kann beispielsweise ein mit Differentialdruck arbeitendes Gerät verwendet werden·

Bei der in den Figuren 3 und 4 gezeigten abgewandelten AusfUrhungsform sind die Abflußöffnungen 16 und die Gebraucheöffnung 17 völlig dicht. Bei dieser AusfUhrungsform können beim gleichen Steuerventil die Rollen der Abfluß- und Gebrauchsöffnung und der öffnungen 4 und 5 vertauscht werden, so daß man von der Verwendung eines Sandfilters auf die gewisser Diatomeenfilter übergehen kann.

Das erfindungsgemäße Steuerventil ist zwar für automatischen Bettleb gedacht, jedoch kann das elektrisch gesteuerte Dreiwegeventil durch ein manuell betätigtes Dreiwegeventil ersetzt .: werden, oder auch die Membran durch eine manuelle Steuerung. Hierdurch ergibt sich ein manuell gesteuertes Steuerventil, das jedoch leicht in ein automatisch „gesteuertes Ventil umgebaut werden kann.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Steuerventil an die äußeren Verbindungsleitungen zum Filter nur über auf abnehmbaren Blöcken 14 angeordnete Gewindeöffnungen angeschlossen 1st.Hierdurch ergeben sich die folgenden zusätzlichen Vorteile: Das Ventilgehäuse 1 besteht aus einem einfachen Teil, das keine Gewindeöffnung enthält, wo die geförderte Flüssigkeit

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zirkuliert. Da ferner die Verwendung der Labyrinthklappen für das Gehäuse keine mit hoher Präzision hergestellte Bohrung erfordert, kann dieses Teil aus einem billigen Material (z. B. Gußeisen) her gestellt werden, das mit einem Kunststoff überzogen ist. Dieser bietet einen guten Korrosionsschutz und besitzt einen günstigen Reibungskoeffizienten. Dieses Ergebnis könnte nicht erzielt werden, wenn die Gewindebohrungen für die Öffnungen im Ventilgehäuse angeordnet wären, da es praktisch unmöglich ist, Kunststoffüberzüge auf Gewinde aufzubringen.

Ferner wird die Demontage der Verbindungsleitungen erleichtert, so daß das Steuerventil oder der Filter rasch zugänglich β Ind.

Darüberhlnaus geht das Steuerventil automatisch in die "Filtrier"-Stellung, wenn der Steuerdruck oder die elektrische Energie ausbleiben. Dies geschieht mit Hilfe der Rückholfeder

Da bei Filtrieranlagen für Schwimmbecken die Pumpe stromaufwärts vom Filter angeordnet ist, geht das Steuerventil, wenn die Pumpe und damit der Druck ausfällt, um das Ventil in der "Wasch"-Stellung zu halten, in die "Flltrier"-Stellung zurück. Hierdurch wird eine eventuelle Entleerung des Schwimmbeckens in den Abfluß verhindert.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß das erfindungsgemäße Steuerventil, unabhängig von der Ausführungsform, automatisch arbeitet und gegenüber bekannten, für den gleichen Verwendungszweck bestimmten automatischen Steuerventilen wesentliche Vorteile aufweist, die prinzipiell oben aufgeführt wurden. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt sämtliche, innerhalb des Rahmens der Erfindung liegende Ausführungsformen.

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Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE

1. Automatisches Mehrweg-Steuerventll vom Schiebertyp, insbesondere ftlr Wasseraufbereltungsfliter und vorzugsweise für in einem geschlossenen Kreislauf arbeitende Filter» dadurch gekennzeichnet » daß das Steuerventil bewegliche Klappen (8, 9) aufweist, die aus zylindrischen Teilen mit Iabyrinthförmigem Umfang bestehen, so daß die Kreise nicht völlig gegeneinander abgedichtet sind und die Labyrinthteile einen Anteil des durch das Steuerventil strömenden Durchsatzes durchlassen, sowie ferner aus scheibenförmigen Klappen» die die anderen öffnungen völlig abdlohten·

2. Steuerventil nach Anspruch 1, gekennzelch- . net duroh eine Rückholfeder (11)» durch die das Steuerventil beim Ausfall des Steuerdruckes automatisch In die "Filtrier" -Stellung gebracht wird.

3. Steuerventil naoh Anspruch 1 oder 2» daduroh gekennzeichnet, dafl es mit einer manuellen HilfBeteuerung versehen let. . . .

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