DE2426170A1 - Wasserenthaerter - Google Patents
WasserenthaerterInfo
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Description
PATEN TA N WÄ LT E
Dlpl.-lng. E1D E N EIE R
DipL-Chem. Dr, R UFF Dipl.-Ing. J. BEIER
7 STUTTGART 1 Neckarstraße 50 Telefon CO7113 22 7O 5i
28. Mai 1974-E/i'r
Anmelder: Bene DEEOUINEAÜ, Houlin de Pelissey, Gradignan,
Frankreich
A 13 209
A 13 210
Wasserenthärter
Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf einen Wasserenthärter
und insbesondere auf einen Wasserenthärter mit wenigstens zwei Gefäßen, von denen jedes ein Ionenaustauschharz-Element
enthält und jedes eine Zu- und eine Ableitung besitzt, mit einer Speiseleitung., die mit einer Quelle des
zu enthärtenden Wassers verbunden ist, einer Abzugsleitung für enthärtetes Wasser, einem Betätigungsschieber, der
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dazu eingerichtet ist, die Gefäße jeweils mit der Speise- und der Abzugsleitung in Verbindung zu bringen, einem Saizbehälter
und einer Reihe von Ventilen, die dafür eingerichtet sind, einen Wasserstrom durch den Salzbehälter zu leiten
oder durch das Gefäß, das nicht mit der Speise- und Abzugsleitung in Verbindung steht.
Man weiß, daß Trinkwasser Stoffe enthält, die das hervorrufen,
was man Wasserhärte nennt. Diese Stoffe sind hauptsächlich gelöstes Calcium oder Magnesium in Form von Bicarbonat
und Sulfat. Um dieses harte Wasser zu enthärten und somit seine Nachteile zu beseitigen, kann man das Calcium oder das
Magnesium entweder ganz oder teilweise beseitigen oder sie mit Hilfe eines chemischen Mittels inhibieren.
Unter den Vorrichtungen zum Enthärten von hartem Wasser besitzen die bekanntesten ein Gefäß mit einer Schicht aus Ionenaus
tauschharzen, die die Eigenschaft haben, die Calcium- und Magnesiumionen des zu behandelnden Wassers zu binden und
sie durch Natriumionen zu ersetzen,, die stets lösliche Salze bilden, weiterhin einen Behälter mit Salz, das zur Regeneration
der Harze nötig ist, um die in ihren Poren enthaltene Härte zu beseitigen, und einen Betätigungsschieber, der dafür vorgesehen
ist, entweder den Durchfluß von hartem Wasser durch die Harze zu ermöglichen oder die Regeneration zu verwirklichen.
Ein Wasserenthärter der oben genannten Art ist in der US-Patentschrift
3 509 998 beschrieben. Bei diesem bekannten
Wasserenthärter ist der Salzbehälter während der Regenerierung der Harze mit der Ableitung des Gefäßes verbunden, dessen
Harz regeneriert werden soll, und gleichzeitig mit der Abflußleitung des enthärteten Wassers. Diese Anordnung bringt
eine Vermischung der in dem Salzbehälter enthaltenen Salzlösung mit dem enthärteten Wasser mit sich, und zwar derart,
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daß eine erhebliche Menge verdünnter Salzlösung durch das Gefäß strömen muß, dessen Harz regeneriert werden soll. Für
die Wiedergewinnung dieser Flüssigkeit ist es erforderlich, einen Salzbehälter großer Abmessungen vorzusehen, wenn man
eine Verschwendung des Salzes vermeiden will. Außerdem ist es erforderlich, in dieser bekannten" Enthärtungsvorrichtung
eine volumetrische Dosierung der Salzlösung mit Hilfe eines auf dem Salzlösungsbehälter angeordneten Kolbens, und einen
Betätigungsschieber für den Rückfluß der rückgewonnenen
Flüssigkeit vorzusehen, was zu einer komplizierten, aufwendigen Konstruktion führt, die eine genaue Dosierung erfordert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wasserenthärter
zu schaffen, der eine einfache und nicht aufwendige Konstruktion und eine sichere Funktion aufweist, ohne eine
genaue oder komplizierte Regelung zu erfordern.
Aus diesem Grund ist der Wasserenthärter nach der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß der Salzbehälter eine Zuleitung, die mit Hilfe der Ventile in Verbindung mit der Quelle des
zu enthärtenden Wassers gebracht werden kann und wenigstens zwei Ableitungen aufweist, von denen jede mit Hilfe eines
Rückstromventils mit der Zuleitung eines der Gefäße verbunden ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt
der Wasserenthärter einen Abfluß- bzw. Entleerungsschieber,
der zwischen den Ableitungen der Gefäße und einer Äbflußleitung
angeordnet ist. Dieser Abflußschieber ist dafür vorgesehen, die Abflußleitung mit der Ableitung des Gefäßes zu
verbinden, das dem Regenerierungsvorgang unterworfen ist.
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Each einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
umfaßt der Wasserenthärter einen Dosierungsbehälter, der zwei durch einen verschiebbaren Kolben getrennte Kammern aufweist.
Jede der Kammern des Behälters ist mit Hilfe einer mit einem Rückstromventil versehenen Verbindungsleitung mit der Zuleitung
eines der Gefäße verbunden, und jede der Verbindungsleitungen ist in ihrem zwischem dem Dosierungsbehälter und dem
Rückstromventil angeordneten Teil mittels eines Abdichtventils
mit der Zuleitung des Salzbehälters verbunden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den
Zeichnungen hervor. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung,
I"ig. 2 eine Darstellung einer anderen Aue-
führungsform der Erfindung und
Fig. J einen Schnitt durch einen Betätigungsschieber bzw. ein -ventil.
Der Enthärter nach Fig. 1 umfaßt einen hydraulischen volumetrischen
Motor 1, der durch eine Speiseleitung 2 mit hartem Wasser gespeist wird. Dieser Motor betätigt einen Betätigungsschieber 5, der in Fig. 3 dargestellt ist. Zwischem dem
Betätigungsschieber 3 und einem Abflußdreiwegventil 4, von dem ein Weg mit einer Abzugsleitung 5 oder einer Abflußleitung
für enthärtetes Wasser verbunden ist, sind z\ä. Gefäße
6 und 7 parallel angeordnet, die an sich bekannte Ionenaustauschharze enthalten. Die Verbindungen zwischen den Ventilen
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bzw. Schiebern 3 und- 4 und den Gefäßen 6 und 7 sind jeweils
mittels Zuleitungen 8, 9 und Ableitungen 10, 11 hergestellt.
Zwischen den Zuleitungen 8 und 9 ist ein Salzbehälter 12 angeordnet',
der während der Regenerierung der Ionenaustauschharze die Salzlösung bereitstellt. An jeder Seite des SaIzbä<ers
12 sind Rückstrom entile 13, 14 vorgesehen, die
eine Zirkulation von den Zuleitungen 8, 9 zum Salzbehälter verhindern.
Zwischen den Ableitungen 10, 11 und parallel zum Abflußschieber 4 ist ein Entleerungsschieber 15 angeordnet, der
jeweils durch Verbindungsleitungen 16, 17 mit den Ableitungen
10, 11 verbunden ist. Dieser Entleerungsschieber 15 trägt
ein Doppelventil, dessen Köpfe 18, 19 dazu eingerichtet sind, abwechselnd auf die Sitze 20 bzw. 21 gedruckt zu werden, die
in dem Schieber 15 drei Kammern 22, 23 und 24 abgrenzen.
Das Abflußventil 4 ,trägt eine Kugel 25, die die Rolle des
beweglichen Ventilteils spielt und dazu bestimmt ist, eine Verbindung entweder zwischen der Leitung 10 und der Abzugs- ■
leitung 5 oder zwischen der Leitung 11 und der Abzugsleitung sicherzustellen, aber niemals direkt zwischen den Leitungen
10 und 11.
Das Betätigungsventil 3 (Fig. 3) wird durch den hydraulischen Motor 1 mittels einer Welle 40 angetrieben. Die Welle 40 ist
verbunden mit einem scheiben- oder plattenförmigen Rotationselement, dessen eine Seite als Aufheber 41 ausgebildet ist.
und mit einer kreisförmigen Platte 42, die mit zwei Zapfen
42a versehen ist, die einander diametral gegenüberliegen, aber gegen den Aufheber 41 winkelförmig versetzt sind.
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Im Innern des Körpers 3a des Schiebers 3 sind Bohrungen 56 und
57 vorgesehen, in die mit einer ringförmigen R η schnurdichtung 55 versehene Kolben 43, 44 einführbar sind. Die
Bohrung 56 ist mit der Zuleitung 8 mittels eines Verbindungsstückes
45 verbunden, während die Bohrung 57 mit der Zuleitung
9 mittels eines Verbindungsstückes 46 verbunden ist. Der Aufheber 41 ist dafür vorgesehen, die Kolben 43, 44 abwechselnd
hochzuheben, die gegen eine unter Ausbildung von Einlaßventilen auf ihrem Kopf 49, 50 abgestützte Feder 47 verschiebbar
sind. Die Zufuhrventile sind mit Gelenken 48, 49 verbunden. Die Zapfen 42a sind dafür eingerichtet, einen Kolben
51 hochzuheben, dessen Kopf 51a auf einer Feder 52 angedrückt
ist. Dieser Kopf bildet ein Ventil für die Durchführung eines Vorganges zur Regenerierung der Harze.
Der Salzbehälter 12 ist mit dem Betätigungsschieber 3 mittels
zweier Regenerierungsventile 26, 27 verbunden, die hintereinander
angeordnet sind und eine biegsame und verformbare Membran aufweisen. Das Ventil 26 trägt eine Membran 28, die zwei
Kammern 29, 30 begrenzt. Die Kammer 30 ist mit der Leitung 8
durch eine Verbindungsleitung 31 verbunden, während in die
Kammer 29 zwei Leitungen 32, 33 münden, die das Ventil 26 jeweils mit dem Betätigungsschieber 3 und der Kammer 34 des
Ventils 27 verbinden. Dieses Ventil 27 enthält eine biegsame und verformbare Membran 35, die zwei Kammern 34, 36 begrenzt,
in die eine mit dem Salzbehälter 12 verbundene Leitung 37 bzw. eine mit der Leitung 9 verbundene Leitung 38 mündet.
Die hintereinander auf der Eingangsöffnung 37 des Salzbehälters
12 angeordneten Ventile 26, 27 verhindern ein übermäßiges Abfließen von Salzlösung, wenn das Ventil 51a, das den Regenerierungsvorgang
einleitet, sich nach Beendigung des Schöpfvorganges in geöffneter Stellung befindet.
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Die Funktionsweise eines solchen Enthärters ist die folgende:
Wenn man einen auf der Abzugsleitung 5 angeordneten Hahn 5b
öffnet j betätigt der Motor 1 bei seiner Drehung den Betätigongsschieber
3· Je nach Lage des Aufhebers 41 wird eine der Zuleitungen
8 oder 9 durch die mit dem hydraulischen Motor 1 verbundene Leitung 53 ώΐ* hartem Wasser gespeist. Angenommen,
die Leitung 8 sei gespeist, dann fließt das harte Wasser direkt in das Gefäß 6, da das Bückstromventil 13 es verhindert, daß
das Wasser in den Salzbehälter fließt.
Beim Durchfließen in dem Gefäß 6 fließt das enthärtete Wasser über ein Abzugsventil 4 der Ableitung 10 zu einer Abzugsleitung 5 und dann durch den Hahn 58, da der Druck in der
Leitung 16 und in der Kammer 22 den Kopf 18 des Doppelventils auf seinen Sitz 20 drückt und dadurch die Verbindung zwischen
der Leitung 16 und der Abflußleitung 59 unterbricht.
Zu einem gegebenen Zeitpunkt und bei einer geeigneten Lage des Aufhebers 41 und des Zapfens 42a sind die Leitungen 8 und 32,
die in Höhe einer Öffnung 54- in den Betätigungsschieber 3
münden, gleichzeitig mit hartem Wasser gefüllt. Dadurch bringt das harte Wasser, das demselben Druck in den Kammern 29 und
des Ventils 26 unterliegt, die Membran 28 ins Gleichgewicht, die wieder ihre stabile Gleichgewichtslage einnimmt und so
das Durchfließen des harten Wassers in das Ventil 27 ermöglicht.
Wenn der Druck in der Leitung 38 Null ist, fließt das Wasser
über das Ventil 27 und gelangt in den Salzbehälter 12, wo es
mit Salzlösung beladen wieder herauskommt und über das von seinem Sitz abgehobene Ventil 14 zu dem Gefäß 7 fließt, in
dem sich die Regenerierung der Ionenaustauschharze vollzieht.
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Der Abfluß dieses Auswaschwassers fließt über den Entleerungsschieber 155 da der Kopf 19 des Doppelventils durch den in
der Kammer 22 herrschenden Druck von seiim Sitz 21 losgelöst
ist, was die Verbindung zwischen der Leitung 17 5 den Kammern
24 und 25 imd der Abflußleitung 59 ermöglicht.
Das erste der Leitung zugeführte Wasser dient zum Abwaschen der in den Ionenaustauschharzen verbliebenen Salzlösung.
Falls die untere Seite des Kolbens 44- das oberste Niveau des Aufhebers 41 nicht erreicht hat, ist der Kopf 19 des Doppelventils
noch nicht an seinem Sitz 21 festgedrückt und ermöglicht so den Abfluß des zum Auswaschen der übriggebliebenen Salzlösung
dienenden Wassers.
Wenn dieser Kreislauf beendet ist, beginnt in dem Gefäß 7 ein solcher Kreislauf von vorn mit alleiniger Speisung der
Leitung 9 durch Hochheben des Kolbens 44 mittels des Aufhebers 41. Dann findet eine gleichzeitige Speisung der Leitung 9 und
32 statt, und zwar so, daß, wie vorher, die Regenerierung der Ionenaustauschharze des Gefäßes 6 ermöglicht wird. Dieses Mal
erfolgt die Speisung der Leitung 32, nachdem der andere Zapfen 42a die Speisung der öffnung 54 ermöglicht.
Parallel zu dem hydraulischen Motor ist eine Nebenleitung 60 angeordnet. Diese Leitung 60 und ein darauf angeordneter Hahn
60a ermöglichen eine Variierung der Rotationsgeschwindigkeit des hydraulischen Motors 1 und demzufolge eine Regelung der
Dauer aufeinanderfolgender Speisungsphasen der beiden Gefäße
6 und 7.
Der in Fig. 2 dargestellte Enthärter unterscheidet sich von
dem vorgehend beschriebenen in der Betätigungseinrichtung für den Regenerierungsvorgang. Er besitzt ein Dosiergefäß 61,
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das durch, einen verschiebbaren Kolben 62 in zwei Kammern 61a
und 61b geteilt ist. Jede Kammer 61a und 61b ist jeweils mit
einer der Zuleitungen 8, 9 durch Verbindungsleitungen 63, 64 verbunden. Jede der Leitungen 63, 64 ist mit einem Kugel-Rückstromventil
65 bzw. 66 versehen. Die Zuleitung 37 des
Salzbehälters 12 ist mit dem Dosiergefäß 61 über Verbindungsleitungen 67, 68 verbunden, die jeweils mit den Leitungen 63,
64 zwischen den Rückstromventilen 65 und 66 und dem Dosiergefäß 61 verbunden sind. Jede Leitung 67, 68 ist mit einem
Abdichtventil 69, 70 in Form einer biegsamen und verformbaren
Membran versehen. Jedes Abdichtventil 69, 70 ist mit einer
entsprechenden Zuleitung 8, 9 über Betätigungsleitungen 71
bzw. 72 verbunden.
Die Funktionsweise des Enthärters nach Fig. 2 ist die folgende:
Je nach Lage des Schiebers 3 nach Fig. 2 fließt das zu enthärtende
Wasser über das Gefäß 6. Der Wasserdruck bewirkt das Schließen des Ventils 70 und die öffnung des Rückstromventils
66. Die Kammer 61b wird nach und nach gefüllt und der Kolben 62 tmbt, indem er sich verschiebt, das in der Kammer 61 a
enthaltene Wasser über die Leitung 67 in. den Salzbehälter 12.
Das Abdichtventil 69 ist unter dem in der Leitung 67 herrschenden Wasserdruck geöffnet. Der Regenerierungsvorgang ist
beendet, wenn der Kolben 62 an einer seiner äußeren Positionen
angekommen ist. Ein ähnlicher Regenerierungsvorgang findet in dem Leitungssystem des Gefäßes 6 statt, wenn sich das
Ventil 49 schließt und sich das Ventil 50 öffnet.
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Claims (16)
1. Wasserenthärter, insbesondere Wasserenthärter mit wenigstens
zwei Gefäßen, von denen Jedes ein Ionenaustausch-/harz-Element
enthält und jedes eine Zu- und eine Ableitung besitzt,mit einer Speiseleitung, die mit einer
Quelle des zu enthärtenden Wassers verbunden ist, einer Abzugsleitung für enthärtetes Wasser, einem Betätigungsschieber, der dazu eingerichtet ist, die Gefäße jeweils
mit der Speise- und der Abzugsleitung in Verbindung zu bringen, einem Salzbehälter und einer Reihe von Ventilen
zur Durchführung eines Regenerierungsvorganges, die dazu eingerichtet sind, einen Wasserstrom durch den Salzbehälter
zu leiten oder durch das Gefäß, das nicht mit der Speise- und Abzugsleitung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,
daß der Salzbehälter (12) eine Zuleitung (37), die mit Hilfe der Ventile (26, 27; 69, 70) in Verbindung
mit der Quelle des zu enthärtenden Wassers gebracht werden kann, und wenigstens zwei Ableitungen aufweist, von denen
jede mit Hilfe eines Rückstromventils (13, 14-) mit der Zuleitung (8, 9) eines der Gefäße (6,7) verbunden ist.
2. Enthärter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen zwischen den Ableitungen (10, 11) der Gefäße
(6, 7) und einer Abflußleitung (59) verbundenen Enbleerungsschieber (15) aufweist, der dazu vorgesehen ist, die
Abflußleitung (59) mit der, Ableitung (10, 11) desjenigen Gefäßes (6, 7) zu verbinden, in dem der Regenerierungsvorgang stattfindet.
3. Enthärter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschieber (3) von einem hydraulischen volumetrischen
Motor (1) betätigt wird, der auf der Speiseleitung (2) für zu enthärtendes Wasser des BetätigungsSchiebers (3)
angeordnet ist.
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4. Enthärter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsventile (51a, 26, 27, 13, 14; 65, 66, 69,
70) für den Regenerierungsvorgang von dem hydraulischen Motor (1) gesteuert werden.
5. ■ Enthärter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Betätigungsschieber (3) ein Zufuhrventil (49, 50) für jedes der Gefäße (6, 7) aufweist und daß diese Zufuhrventile
(49, 50) von einem bewegbaren Aufheber (41) betätigt
werden, der durch den hydraulischen Motor (1) mitgenommen wird.
6. Enthärter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dauer des Regenerierungsvorganges deutlich kürzer ist als die Zeit, während der die Gefäße
(6, 7) jeweils mit der Speiseleitung (2) und der Abzugsleitung (5) in Verbindung stehen.
7. Enthärter nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß er eine Nebenleitung (60) aufweist, die parallel zu dem hydraulischen Motor (1) angeordnet ist.
8. Enthärter nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß
die Nebenleitung (60) mit einem Element zur Regelung der Sollmenge versehen ist.
9. Enthärter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Betätigungsschieber (3) dazu eingerichtet ist, bei der Bewegung von einer Lage zur anderen, die Zuleitungen
(8 bzw. 9) des jeweiligen Gefäßes (6, 7) mit der
Speiseleitung (2) zu verbinden.
10. Enthärter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsventile (51a) für den Regenerierungsvorgang von
einem beweglichen Zapfen (42a) betätigt werden, der durch den hydraulischen Motor (1) betrieben wird.
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11. Enthärter nach einein der Ansprüche 5 his 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Betätigungsschieber (3) ein scheibenförmiges Eotationselement aufweist, das den Aufheber (41)
für die Betätigung der Zufuhrventile (49, 50) und zwei
Zapfen (42a) für die Betätigung der Betätigungsventile (51a) für den Regenerierungsvorgang trägt.
12. Enthärter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der Aufheber (41) für die Betätigung der Zufuhrventile (49, 50) in der liähe der Außenfläche des Rotationselementes
angeordnet ist und daß die Zapfen (42a) für die Betätigung der Betätigungsventile (51a) für den Regenerierungsvorgang
in der Nähe des Mittelpunktes des Rotationselementes angeordnet sind.
13· Enthärter nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zapfen (42a) für die Betätigung der Betätigungsventile (51a) für den Regenerierungsvorgang
sich auf einem Kreisabschnitt des Rotationselementes befindet, der einen öffnungswinkel aufweist, der
deutlich kleiner ist als der des Aufhebers (41) zur Betätigung der Zufuhrventile (49, 50).
14. Enthärter nach einem der Ansprüche 1 bis 13j dadurch gekennzeichnet,
daß der Betätigungsschieber (3) mit dem Salzbehälter
(12) über zwei hintereinander angeordnete Hegenerierungsventile (26, 27, 69, 70) verbunden ist, und daß
eines der Ventile außerdem mit der Leitung (8 bzw. 9) verbunden ist, die den Betätigungssehieber (3) mit einem
Gefäß (6 bzw. 7) verbindet, während der andere Schieber mit der Leitung (9 bzw. 8) verbunden ist, die den Betätigungssehieber
(3) mit dem anderen Gefäß (7 ~bzw. 6) verbindet
.
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15. Enthärter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierungsventile (26, 27., 69, 70) in Form von
Ventilen mit einer biegsamen und verformbaren Membran ausgebildet sind.
16. Enthärter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß er einen Dosierbehälter (61) aufweist, der zwei durch einen verschiebbaren Kolben (62) getrennte
Kammern (61a, 61b) besitzt, jede der Kammern des Behälters mit der Zuleitung (8, 9) eines der Gefäße (6,7) mittels
einer mit einem Rückstromventil (65, 66) versehenen Verbindungsleitung
(63, 64) verbunden ist und daß jede Verbindungsleitung (63, 64) an ihrer zwischen dem Dosierbehälter
(61) und dem Rückstromventil (65, 66) gelegenen Seite mit der Eingangsleitung (37) des Salzbehälters (12)
mittels eines Abdichtventils (69, 70) verbunden ist.
17· Enthärter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtventile (69, 70) eine flexible Membran besitzen,
daß jedes Abdichtventil eine Betätigungsleitung (71, 72) für die Membran aufweist und daß diese Betätigungsleitung
(71, 72) jeweils mit derjenigen der Zuleitungen (8 bzw. 9) verbunden ist, mit der ebenfalls die
entsprechende Verbindungslextung (63, 64) des Dosierbehälters (61) verbunden ist.
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Leerseite
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OHN | Withdrawal |