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Steuerung für Haushalt-Wasseraufbereitungsanlagen
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Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Haushalts-Wasseraufbereitungsanlagen
mit einem Kontaktwerk-Wasserzähler als Signalgeber, bei der in einstellbarer Abhäng-igkeit
von dem Durchfluß ein Vorgang wie die Regeneration eines Austauscherharzes oder
die Durchführung einer Impfung auszulösen ist, und der Wasserzähler ein von dem
durchfließenden wasser beaufschlagtes Flügelrad umfaßt, das über ein Getriebe eine
Signalgabe auslöst.
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Bei großen oder industriellen W#'isseraufbereitungs anlagen, seien
es Enthärtungsanlagen oder Anlagen, in denen dem Wasser bestimmte Stoffe zugesetzt
werden, wird die Regeneration der Austauscherharze bzwt das Dosieren des zuzuführenden
S4-)ffe;J von einem Wasser messer mit Kontaktwerk gesteuert, Es ist bekannt, von
einem derartigen Wassermesser mit Kontaktweri ein elektrisches oder elektronisches
Zählwerk IC Voreinstellung zu steuern, das den Vorteil hat, daß beliebige Verhältnis
zahlen zwischen Durchfluß und Auslösung einstellbar sind, Von Nachteil ist jedoch
der erhebliche Aufwand für diese Anordnung. Es ist auch eine andere Anordnung bekannt,
bei der von dem Getriebe eine Nockenscheibe angetrieben wird, die ein LontwlKt antreibt,
wobei die Nocken einstellbar sind und beispielsweise als in die Scheibe einsteckbare
Stifte ausgebildet sind, Dies hat jedoch den Nachteil, daß nicht beliebige Zwischenwerte
sondern nur ganzzahlige Teilungen wie 1; 1:2; 1;3 usw. möglich sind. Diese Sinstellbarkeit
ist jedoch häufig zu grob. Es müssen dann unterschiedliche tbersetzungei oder Wasserzählertypen
eingesetzt werden, wenn auf Zwischenwerte eingestellt werden soll.
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Die Einstellung auf Zwischenwerte ist gerade bei Wasseraufbereitungsanlagen
wichtig, weil nämlich das zufließende Wasser an verschiedenen Einsatzorten derartiger
Anlagen in sehr weiten Grenzen unterschiedliche Itärtegrade aufweisen kann0 Vom
Härtegrad hängt jedoch ab, nach welcher
durchgeflossenen Menge das
Austauscherharz eines Ionenaustauschers erschöpft ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine insbesondere für den
Einsatz in Haushaltungen geeignete Wasseraufbereitungsanlage so auszubilden, d#
ein Kontaktwerk-Wasserzähler ohne veränderliche Getriebe oder elektrische oder elektronische
Addierwerke verwendbar ist und dennoch nach einer vorgegebenen und einstellbaren
Durchflußmenge eine Signalgabe erfolgt.
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Es soll also eine Anordnung geschaffen werden, bei der der Abstand
zwischen zwei Signalen bei gegebenem Durchfluß in ausreichend weiten Grenzen einstellbar
ist, ohne daß bauliche Veränderungen vorgenommen werden müssen.
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Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch, daß in dem Zulauf zu dem Flügelrad des Wasserzählers
eine Anordnung zum Verändern des Zuströmquerschnittes vorgesehen ist.
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Es hat sich erstaunlicherweise herausgestellt, daß durch einfaches
Verändern des Zuflußci erschnittes das Verhältnis zwischen Ausgangsdrehzahl des
Flügelrades und Durchflußmenge in einem Bereich von etwa 1:2,5 verstellbar ist,
ohne daß die Anlaufunsicherheit und der Meßfehler Werte annehmen, die bei Viasseraufbereitungsanlagen
nicht mehr tragbar sind. Auf diese verblüffend einfache Weise läßt sich der Aufwand
kür
eine Haushalts-Wasseraufbereitungsanl#ge bedeutend senken, ohne
eine merkliche Qualität nbuße hinnehmen zu müssen0 Es kann also auf einstellbare
Getriebe, Schaltscheiben mit aufsteckbaren Nocken oder Addierwerke völlig verzichtet
werden. Vielmetn kann der Wasserzähler mit einem festen Getri be versehen sein und
es erfolgt die gesamte einstellung lediglich durch Verändern des Zuströmquerschnittes.
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Im Haushalt werden Wasser enthärtet, sm sie eine Härte von im allgemeinen
mehr als 150 dH aufweisen.
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Eine geringere Härte aufweisende Wässer brauchen im allgemeinen nicht
enthärtet zu werden. Nach oben hin reicht die Wasserhärte bis zu etwa 350 dH. Da
die Wassermengen, die eine Austauschersäul durchfließen können, bis eine Regeneration
erforderlich ist, umgekehrt proportional dem Härtegrad des durchfließenden Wassers
sind, läßt sich also bei einen Variationsbereich von 1:2,5 ein Härtebereich von
35:2,5 also von rund 14 bis 35 überdecken, was praktisch allen vorkommenden Anforderungen
Rechnung tragt. Dabei ist nicht nur eine stufige ebenso wie eine stufenlose Einstellbarkeit
leicht zu verwirklichen, sondern es läßt sich auch die Anordnung mit erstaunlich
geringem Aufwand verwirklichen, Es sind keine Durchführungen im Meßwerksbereich
vom nassen Bereich zum trockenen Bereich erforderlich und es ist die Leichtgängigkeit
des Flügelrades in keiner Weise beeinträchtigt. Vielmehr können handelsübliche Wassermessereinsätze
verwendet werden. Da Wassermesser in sehr großen Stückzahlen
hergestellt
werden können somit die durch die großen Stückzahlen bedingten Rationalisierun##svorteile
mit ausgenutzt werden.
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Ebenso wie bei der Enthärtung mittels Ionen, tauscher läßt sich auch
bei der Zudosierung von Impfehlemikalien in das Wasser mit einem maximalen Veränderungsverhältnis
von etwa 1:2,5 jeder praktisch we#ntliche Fall beherrschen.
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Die Anordnung zum Verändern zu des Zustromquerschnittes kann sehr
unterschiedlich ausgebildet ;ein. Beispielsweise sind als Anordnung zum Verändern
des Zuströmquerschnittes auswechselbare Düsen oder blenden vorgesehen. Dies ist
zwar technisch mit wenig Aufwand zu verwirklichen, hat jedoch den Nachteil, daß
entvieder eine Montage am Einsatzort erfolgen muI3 oder aber die Einsatzbedingungen,
also beispielsweise die Wasserhärte am Einsatzort, vorher bekannt sein muß und eine
entsprechende Montage im Herstellwerk erfolgen muB. Dies ist in vielen Fällen lästig
und erfordert einen zusätzlichen Vorbereitungs- und Verwaltungsaufwünd. Bei anderen
Ausführungsformen der Erfindung sirld daher die Blenden oder Düsen an einem Schi
eber oder einem Rad in die Zuströmung einschaltbar angeordnet. Beispielsweise ist
ein Schieber mit einer Reihe von Querbohrungen versehen, die bei Verschieben des
Schiebers in essen Längsrichtung nacheinander in den Zuströmquerschnitt gelangen.
ebenso
kann ein entsprechende Blenden oder Düsen tragendes Rad vorgesehen
sein, dessen Achse parallel zur Zuströmung verläuft und dessen einzelne Abschnitte
wahlweise in die Zuströmung einschaltbar sind. Schieber und Rad bedingen jedoch
einen gewissen räumlichen Aufwand und es ist daher gemäß bevorzugten anderen Ausführungsformen
der Erfindung vorgesehen, daß die Anordnung zum Verändern des Zuströmquerschnittes
als verstellbare Düse oder Blende ausgebildet ist. Beispielsweise kann eine Segmenttlbade
oder Irisblende mit verschiebbaren Teilen verwendet sein, wie derartige Blenden
aus verschiedenen Bereichen der technik an sich bekannt sind. Oder es kann gemäß
einer anderen #usführungsform ein Keilschieber vorgesehen sein, der so verschiebbar
ist, daß er einen mehr oder weniger großen Abschnitt des Zulaufkanales zum Flügelrad
versperrt.
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Es genügt dann, eine Betätigungswelle abgedichtet nach außen zu führen
soweit nicht eine interne Verstellmöglichkeit vorgesehen ist, die über eine Bohrung
zugänglich ist, die nach der Einstellung dicht verschlossen wird.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform.der Erfindung ist
jedoch ein drehbarer Bolzen den Querschnitt der Zulaufbohrung ausfüllend quer zu
dieser angeordnet und es ist in den Bolzen eine Düsenboh ung eingearbeitet, die
ihn quer durchdring-v Dabei kann diese Düsenbohrung entlang einem Durchmesser oder
auch entlang einer Sekante des Bolzeaquerschnittes verlaufend angeordnet sein, Durch
Verdrehen des Bolzens in seiner Lagerbohrung kann die
Düsenbohrung
so eingestellt werden, 1113 ihr voller Querschnitt frei ist oder daß ihr Querschnitt
mit zunehmender Verdrehung zunehmend weiter von der Wand der Zulaufbohrung abgedeckt
ist. Die Anordnung entspricht praktisch einem Hahiiküken, wie es bei chemischen
und physikalischen Geräten häufig eingesetzt wird. Eine derartige Ausbildung läßt
nicht nur eine völlig stufenlose Verstellung und Einstellung zu, sie ist darüber
hinaus unübertroffen einfach hinsichtlich ihrer konstruktiven Ausbildung und denkbar
preisgünstig herzustellen. Der Aufwand für den Wasserzählerteil der Wasseraufbereitungsanlage
kann damit entscheidend gesenkt werden, wodurch dem Einsatz derartiger Y;asserauSbereizungsanlagen
zusätzliche Gebiete erschlossen werden. Schließlich ist noch von Vorteil, daß bei
Änderung der Wasserhärte, beispielsweise bei Errichtung einer ze tralen Wasser teilenthärtungsanlage
oder bei Anschluß an eine andere Versorgungsquelle eine einfache Umstellung durch
Verdrehen des Bolzens ohne sonstigen baulichen oder montagetechnischen Aufwand möglich
ist.
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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten
lkusführungsbeispielese Es zeigen in schematisierter, stark vereinfachter Darstellung:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wasserzählers mit Flügelrad, Getriebe,
Schaltanordnung und Zulauf unter Weglassung von Gehäuse, Ablauf und dgl., und Fig.
2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 mit zur Zeichenebene senkrechter
Achse des Flügelrades.
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In einem hinsichtlich seines Umrisses nicht näher dargestellten Gehäuse
1 ist in einer an beiden Stirnseiten abgeschlossenen Bohrung 2 enn Flügelrad 3 koaxial
angeordnet, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist al der Durchmesser der Bohrung
2. Tangential wird die Bohrung 2 von einer Zulaufbohrung 4 und einer genen überliegenden,
gleichachsirren Ablaufbohrung 5 t ,chnitten. Dabei sind die Durchmesser von ZalauSbohrung
4 und Ablaufbohrung 5 kleiner als die Hälfte des 1)urchiaesser# der Bohrung 2 und
es sind die Zulauf- und Ablaufbohrung so angeordnet, daß ihre der Achse des Flügelrades
3 entfernte Seite die Mantelfläche der Bohrung 2 tangiert, so daß das Flügelrad
3 frei durchdrehbar ist, ohne daß im Bereich der Bohrungen 4 und 5 ein zu großer
radialer Spalt entsteht, An dem Flügelrad 3 ist eine nicht drirgestellte Weile befestigt,
die ein zwischen zwei Platinen 6 angeordnetes mehrstufiges Getriebe 7 antreibt,
dessen Abtrieb durch die dem Flügelrad 3 abgewandte Platine 6 hindui-ohgeführt ist
und außer einem Drehzeiger einen Magnet 8 trägt, in dessen Magnetfeld ein schaltbarer
Kontakt (Reed-Kontakt) angeordnet ist, der bei jeder Umdrehung des Schaltmag neten
8 einmal (oder mehrmal) geöffnet und geschlossen wird und dadurch in einem angeschlossenen
Stromkreis ein Signal abgibt.
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Da die Zahl der Ausgangssignale des Kontaktes 9 in einem festen Verhältnis
zur Drehzahl des Blügelrades 3 steht,
kann zur Veränderung des
Verhältnisses der Signalgaben zum Durchsatz nur das Verhältnis der Drehzahl des
Flügelrades 3 zur durchfließenden Wassermenge verändert werden. Zu diesem Zweck
ist eine die Zulaufbohrung kurz vor deren Eintritt in die Bohrung 2 quer durchdringende
Lagerbohrung 1f) eingearbeitet, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser
der Zul~tafbohrung 4 und deren Achse etwa die Achse der Zulaufbohrung 4 schneidet.
In der Lagerbohrung 10 ist ein Bolzen 11 drehbar gelagert, wobei Lagerbohrung 10
und Bolzen 11 sowohl zylindrisch als auch konisch ausgebildet sein können. In den
Bolzen 11 ist eine durchgehende Aussparung oder Querbohrung 12 eirearbeitet. Durch
Verdrehen des Bolzens 11 in der Lagei#>lirung 10 kann die Querbohrung 12 so eingestellt
werden, daß ihr voller Querschnitt frei ist. Durch Verdrehen aus dieser Lage kann
sie so eingestellt werden, dc, ihr lichter Querschnitt teilweise von der angrenzenden
and der Zulaufbohrung 4 abgedeckt wia, Durch Verdrehen des Bolzens 11 ist also eine
stufenlose Linstellung der Fließgeschwindigkeit bei vorgegebenem Durchsatz und damit
der Drehzahl des Flügelrades 3 bei vorgegebenem Durchsatz möglich. Im Zusammenhang
mit einer Wasser aufbereitungsanlage kann die Winkelstellung des Bolzens 11 unmittelbar
mit einer Skala versehen werden, die in Härtegraden oder in Signalintervallen geteilt
ist.
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Durch Wahl der Form der Querbohrung 12 hinsichtlich ihres Querschnittes
ebenso wie durch entsprechende Gestaltung
des Bereiches, in dem
die Austrittsöffnung der Querbohrung 12 in die Wandung der Zulaufbohrung 4 übergeht
kann ein beliebiger Verlauf der Änderung der FlieB-geschwindigkeit im Verhältnis
zum Durchsatz bei verschiedenen Winkelstellungen des Bolzens 11 erzielt werden.
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Die Lösung mit dem drehbaren Bolzen ist vorteilhafter als die ebenfalls
mögliche Lösung mit einer stufenweisen Veränderung, bei der im Bolzers axial nacheinander
verschiedene Bohrungen vorgesehen sind, die durch axiales Verschieben des Bolzens
jeweils in den Bereich der Zulaufbohrung zu bringen sind. Auch ist die vorstehend
beschriebene Lösung mit verdrehbarem Bolzen störungsunanfälliger und darüber hinaus
einfacher zu verwirklichen als Ausführungsformen mit stufenlos veränderbaren Blenden
durch Verschieben von Blendenteilen oder eines Keiles.