DE2652113C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Wasserenthärtungsanlage mit zwei abwechselnd in Betrieb befindlichen Ionenaustauschbe­ hältern, die mit einem Salzsolebehälter in Verbindung stehen, sowie einem Wasserzählsystem zur Steuerung der wechselweisen Inbetrieb­ nahme der Ionenaustauschbehälter.

Eine derartige automatische Wasserenthärtungsanlage ist bereits aus der DE-OS 18 10 204 bekannt. Dort sind allerdings für die abwechselnde Ansteuerung der beiden Ionenaustauschbehälter elek­ trische Schaltmittel vorgesehen, die insbesondere bei den feuchten Betriebsbedingungen und aufgrund des aggressiven Betriebsmediums der Salzsole in der Lebensdauer nachteilig Beschränkungen unterworfen sind.

Eine weitere automatische Wasserenthärtungsanlage nach dem Gegen­ stand des älteren Patents DE-OS 26 44 759 sieht zwar ebenfalls eine kontinuierliche Weichwasserentnahme vor; die dort bekannte Vorrichtung arbeitet aber nicht abwechselnd auf zwei Ionenaustausch­ behältern, und weiterhin muß der Salzsolebehälter mit Druck beauf­ schlagt werden, was nachteilig zu erhöhten Kosten in bezug auf die Druckdichteanordnung der Bauteile führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine automatische Wasserenthärtungsanlage der eingangs genannten Art weiterzubilden, daß eine abwechselnde Ansteuerung der Ionenaustausch­ gehälter bei geringen Kosten und ohne elektrische Schaltmittel erreicht werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet.

Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß nunmehr über ein Wasser­ zählsystem lediglich Kolben abwechselnd drucklos verschoben werden, wobei im Schiebebereich der Kolben angeordnete Verbindungsleitungen mit Ein- und Auslaß jeweils geöffnet oder geschlossen werden.

Hierbei sind nun keinerlei elektrische Programmsteuerungen und Magnetventile mehr erforderlich, weil die Steuerung der Kolben lediglich über die zufließende Hartwassermenge erfolgt.

Wegen des Wegfalls einer Vielzahl von elektrischen Bauteilen sind die Erstellungskosten der Wasserenthärtungsanlage minimal und es können, weil elektrische Sicherheitsabstände nicht berücksichtigt werden müssen, geringe enge Baugrößen der Anlage erreicht werden.

In bevorzugter Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß im Zulauf für das Hartwasser eine die Durchflußmenge zum Turbinenrad regelnde Lochblende vorgesehen ist.

Da je nach Härte des Wassers eine kleinere oder größere Wassermenge in einem Arbeitszyklus enthärtet werden kann, bestimmt die im Wasser­ zählsystem enthaltene einstellbare Blende die Wassermenge nach der von einem Ionenaustauscher zum anderen umgeschaltet wird.

Mit dieser Einstellung kann man einen minimalen Salzverbrauch und optimale Betriebskosten bzw. Betriebsdauer mit einer Salzfüllung erreichen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Schaltnocken mit einem halbkreisförmigen Loch und einem Schaltsektor an seiner Unterseite versehen ist.

Hierbei wird in konstruktiv einfacher Ausführung in Verbindung mit dem Wasserauslauf eine exakte abwechselnde Ansteuerung der beiden Ionenaustauschbehälter mit Hartwasser erreicht.

Die Erfindung wird nun im folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert, wobei in der Erläuterung nähere Vorteile aufgezeigt sind. Es zeigt

Fig. 1 die erfindungsgemäße automatische Wasserenthärtungsanlage in schematischer Darstellung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Wasserzählsystems in Schnittdarstellung,

Fig. 3 die Ausgestaltung des Schaltnockens des Wasserzählsystems,

Fig. 4 eine beispielhafte Ausführung eines Dosierzylinders mit Druckkolben.

Fig. 1 gibt eine schematische Darstellung einer automatischen Wasserenthärtungsanlage. Die beiden Ionenaustauscher (1) und (2) sind mit den beiden Dosierzylindern (4) und (5) über Leit­ tungen (6) und (7) verbunden, die jeweils ein Sperrventil (8) bzw. (9) besitzen, welches nur in Pfeilrichtung durch­ lässig ist. Die Dosierzylinder (4) und (5) entnehmen aus dem Solebehälter (3) durch Siebe (10) bzw. (11) Salzsole, sobald die Dosierkolben (12) oder (13) in die gezeichnete Stellung von Dosierkolben (13) durch die Druckkolben (14) bzw. (15) gedrückt werden. Dabei strömt die Salzsole durch die Schwimmventile (16) oder (17) in die Dosierzylinder (4) oder (5) ein. Sobald einer der Dosierkolben (12) oder (13) durch die Federn (18) oder (19) betätigt wird, drückt er die Salzsole über die Leitung (8) oder (9) in einen der Ionenaustauscher (1) oder (2).

Die wechselweise Inbetriebnahme der Ionenaustauscher (1) und (2) wird durch das Wasserzählsystem (20) gesteuert. Das Hartwasser gelangt über den Zulauf (21) in das Wasser­ zählersystem (20) und wird durch den Schaltnocken (22) ab­ wechselnd den Leitungen (23) oder (24) zugeführt. In der gezeichneten Lage gelangt das Hartwasser vom Zulauf (21) durch das halbkreisförmige Loch (25) im Schaltnocken (22) über die Leitung (24) mit Sperrventil (27) in den Ionen­ austauscher (2). Gleichzeitig strömt das Wasser durch die Leitung (29) und drückt den Druckkolben (15) nach oben.

Während der Druckkolben (15) nach oben steigt strömt Was­ ser durch den Ionenaustauscher (2) und spült die in demselben noch vom vorhergehenden Regenierungszyklus befindliche Salzsole über die Leitungen (31) und (33) in den Auslauf (34). Sobald der Druckkolben (15) in die ge­ zeichnete Lage gelangt, verschließt er die Verbindung von Leitung (31) zu (33) und beendet den Spülvorgang. Damit steht in der Leitung (36) der volle Leitungsdruck an und öffnet das vorgespannte Rückschlagventil (38) zum Weich­ wasseranschluß (39).

Zum besseren Verständnis des weiteren automatischen Ablaufes soll zunächst das in Fig. 2 als Ausführungsbeispiel darge­ stellte Wasserzählsystem (20) beschrieben werden:

Über den Zulauf (21) gelangt das Hartwasser über eine Loch­ blende (40) teilweise zum Turbinenrad (41) oder direkt in den Ionenraum (42) des Wasserzählsystems (20). Das Tur­ binenrad (41) treibt über das Zahnradgetriebe (43) den Schaltnocken (22) an, der ein halbkreisförmiges Loch (25) aufweist und einen Schaltsektor (44) an der Unterseite. Während das halbkreisförmige Loch (25) in der in Fig. 3 ge­ zeichneten Stellung des Schaltnockens (22) den Wasserzu­ lauf zur Leitung (24) und damit zum Ionenaustauscher (2) freigibt, wird über den Schaltsektor (44) die Leitung (23) mit dem Auslauf (34) verbunden, und der Kolben (14) kann wie in Fig. 1 dargestellt durch die Feder (18) in seine untere Endlage gezogen werden, da das Wasser welches ihn vorher hochgedrückt hat nun in den Auslauf (34) strömen kann.

Fig. 3 ist zu entnehmen, daß beim Weiterdrehen des Schalt­ nockens (22) das halbkreisförmige Loch (25) eine Lage er­ reicht in der sowohl die Leitung (23) und (24) gleichzei­ tig mit dem Zulauf verbunden sind. In dieser Lage ist der Schaltsektor (44) unwirksam. Das Wasser kann nun durch die Leitung (23) und den Druckkolben (14) nach oben drücken.

Ebenso fließt Wasser über das Sperrventil (26) durch den Ionenaustauscher (1). Da aber die Leitungen (30) und (32) offen sind kann das Wasser frei durch den Auslauf gelangen und spült nun die im Ionenaustauscher (1) noch vom vorhe­ rigen Regenerierungszyklus Salzsole aus. Ein Abströmen des Wassers während dieses Spülvorganges über die Leitung (35) verhindert das vorgespannte Rückschlagventil (37), welches etwas höher als dem freien Ausfließdruck durch die Leitung (30) entspricht eingestellt ist.

Sobald der Druckkolben (14) die Leitungen (30) bzw. (32) ver­ schließt ist der Spülvorgang für den Ionenaustauscher (1) beendet und dieser steht für die eigentliche Wasserenthär­ tung in regeneriertem Zustand zur Verfügung. Die Dauer des Spülvorganges und damit die Menge des Spülwasserdurchsatzes entspricht der Dauer der Bewegung des Druckkolbens (14), die man in einfacher Weise mittels der einstellbaren Rege­ lung (45) oder für den Ionenaustauscher (2) mit der Regelung (46) bestimmen kann. In diesen Phasen sind beide Ionenaus­ tauscher (1) und (2) wirksam sobald beim weiterdrehen des Schaltnockens (22) infolge weiterer Weichwasserentnahme nun die Leitung (24) verschlossen wird und einige Winkelgrade später der Schaltsektor (44) dieselbe entlastet kann nun der Druckkolben (15) durch seine Feder (19) nach unten ge­ zogen werden und die vorher in den Dosierzylinder (5) an­ gesaugte Salzsole wird über die Leitung (7) in den Ionen­ austauscher (2) gedrückt wo sie bis zum nächsten Einschal­ ten der Leitung (24) über den Schaltnocken (22) verbleibt. Dieser Vorgang wiederholt sich nunmehr zyklisch und es ist nur dafür zu sorgen, daß im Solebehälter immer Sole zur Verfügung steht.

In diesem Zusammenhang muß auf die Bedeutung einer einstell­ baren Blende (40) oder anderer Einstellmittel des Wasser­ zählersystems (20) hingewiesen werden, welche das Verhält­ nis von Wasserdurchflußmenge zur Antriebsgeschwindigkeit der hydraulischen Schaltmittel verändern. Je mehr Wasser seitlich an dem Turbinenrad (41) vorbeiläuft, um so länger wird des dauern bis der Schaltnocken von einem Ionenaustau­ scher zum anderen umschaltet. Bei sehr hartem Wasser muß man also die Blende (40) so einlegen, daß alles Wasser durch das Turbinenrad (41) strömt, bei weicherem Wasser kann man mit der Blende (40) nach Bedarf diese Menge dros­ seln. In Fig. 2 ist als Beispiel eine Lochblende die eine Anzahl verschieden großer Löcher hat dargestellt, aber es kann selbstverständlich auch eine kontinuierlich verstell­ bare Blende vorgesehen werden.

Fig. 4 zeigt schließlich eine beispielhafte Ausführung eines Dosierzylinders mit Druckkolben, wobei der besseren Verständlichkeit halber für gleiche Teile, die gleichen Nummern wie in Fig. 1 verwendet wurden.

Der Solebehälter (3), welcher aus Zeichnungsgründen sehr flach dargestellt ist, aber auch ein großer tiefer Topf sein könnte steht in dem dargestellten Beispiel direkt über ein Sieb (47) mit dem Raum (48) über dem Dosierkol­ ben (12) in Verbindung. Der Dosierkolben (12) ist in seiner oberen Endlage gezeichnet, das heißt der Druckkolben ist durch das Wasser welches durch die Zuleitung (28) und die einstellbare Regelung (45) in die dargestellte Lage gedrückt worden und hat bereits die Leitungen (30) und (32) ver­ schlossen. Demnächst ist der Spülvorgang beendet, der Ionen­ austauscher (1) mit dem Weichwasseranschluß (39) verbunden und der Dosierzylinder (4) hat sich über das Schwimmventil (15) gefüllt, wobei die Ventilkugel (49) zufolge ihres ge­ ringeren spezifischen Gewichtes immer nach oben steigt und das Ventil (15) verschließt.

Der Dosierkolben (12) und der Druckkolben (14) sind durch ein Kolbenrohr (50) miteinander starr verbunden und gleiten in den Zylinderrohren (51) bzw. (52) mit ausreichender Ab­ dichtung. Wesentlich erscheint bei dieser Anordnung, daß eine absolute leckfreie Abdichtung an den Kolben nicht un­ bedingt erforderlich ist, da eine geringe Undichtheit kei­ nerlei Schaden oder Funktionsstörung hervorrufen kann. Selbstverständlich ist für eine ausreichende Abdichtung an dem Kolbenrohr durch eine Ringdichtung (53) zu sorgen, die an einer Trennwand (54) angeordnet ist und die beiden Kolbenräume voneinander trennt.

Die dargestellte beispielhafte Ausführung ist nur sche­ matisch, da sich kontruktiv weitere wesent­ liche Vereinfachungen unter Anwendung des Erfindungsgedankes erzielen lassen.

Die erfindungsgemäße Ausführung einer automatischen Wasser­ enthärtungsanlage gestattet eine einfachste vollhydraulische Steuerung unter jedem Verzicht auf elektrische Bauelemente und allein damit eine bedeutende Verbilligung und den ab­ soluten Ausschluß von lebensgefährlichen Unfällen, wie sie bei Haushaltsgeräten mit kombiniertem Wasser- und Stroman­ schluß immer wieder auftreten.

Claims (3)

1. Automatische Wasserenthärtungsanlage mit zwei abwechselnd in Betrieb befindlichen Ionenaustauschbehältern, die mit einem Salzsolebehälter in Verbindung stehen sowie einem Wasserzähler­ system zur Steuerung der wechselweisen Inbetriebnahme der Ionenaustauschbehälter, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wasserzählersystem (20) einen Zulauf (21) für Hartwasser und ein Turbinenrad (41) aufweist, das über ein Zahnradgetriebe (43) mit einem drehbaren Schalt­ nocken (22) zum wechselweisen Umschalten der Hartwasserzufuhr in zu den Ionenaustauschbehältern (1, 2) führenden Leitungen (23, 24) gekoppelt ist, und daß der Salzsolebehälter (3) mit zwei, mit Dosierkolben (12, 13) versehenen Dosierzylindern (4, 5) in Verbindung steht, die ihrerseits mittels Leitungen (6 bzw. 7) für die Salzsole mit den Ionenaustauschbehältern (1, 2) ver­ bunden sind, wobei jeder Dosierkolben (12, 13) mit einem durch Leitungen (28 bzw. 29) mit Hartwasser beaufschlagten Druckkolben (14 bzw. 15) gekoppelt ist, und die Leitungen (28, 29) von den zu den Ionenaustauschbehältern (1, 2) führenden Leitungen (23, 24) abzweigen, und daß die Druckkolben (14, 15) als Verschluß für von den Ionenaustauschbehältern (1, 2) abgehenden Auslaß­ leitungen (30, 32 bzw. 31, 33) für Spülwasser ausgebildet sind.

2. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zulauf (21) für das Hart­ wasser eine die Durchflußmenge zum Turbinenrad (41) regelnde Lochblende (40) vorgesehen ist.

3. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltnocken (22) mit einem halbkreisförmigen Loch (25) und einem Schaltsektor (44) an seiner Unterseite versehen ist.