DE2814932C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für strömende Medien, insbesondere für eine Wasseraufbereitungsanlage, mit einem Gehäuse mit fünf Öffnungen, die von zwei Ventilverschluß­ teilen gesteuert werden.

Ein derartiges Steuerventil ist beispielsweise aus der DE-OS 24 54 365 bekannt. Das Steuerventil dieser bekann­ ten Art weist zwar bereits eine ziemlich einfache Ventil­ einrichtung für Wasseraufbereitungsanlagen auf. Dieses Steuerventil braucht jedoch zwei unterschiedlich geartete Ventilverschlußteile, wodurch das bekannte Steuerventil relativ kompliziert wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil der bekannten Art ohne größeren Aufwand erheblich vielfältiger zu gestalten.

Aus der DE-GM 18 64 580 ist an sich ein steuerbares Ventilglied bekannt, welches ein axiales Sackloch und radiale Öffnungen mit Steuerkanten aufweist. Aber auch dieser Schieber ist nicht in der Lage, in einem Steuer­ schritt zwei Funktionen des Steuerventils umzuschalten, so daß auch dadurch die oben erwähnten Nachteile nicht beseitigt werden konnten.

Zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe sieht die Erfin­ dung vor, daß die beiden Ventilverschlußteile identisch und als axial bewegbare Schieber ausgebildet sind, die jeweils an einem axialen Ende eine Sackbohrung mit zum Außenumfang des Schiebers führender, radialer Öffnung und am Außenumfang eine Hohlkehle mit Steuerkanten auf­ weisen, wobei in zwei Stellungen der Schieber die radiale Öffnung und mindestens eine Steuerkante mit Steuerkanten im Ventilgehäuse zusammenwirken, derart, daß in einer gleich­ gerichtet verschobenen Endstellung beider Schieber die erste mit der dritten und die vierte mit der zweiten Öffnung, in der anderen gleichgerichtet verschobenen Endstellung beider Schieber die erste mit der zweiten und die vierte mit der fünften in einer entgegengesetzt zueinander ver­ schobenen Endstellung beider Schieber die erste mit der mit der zweiten und vierten und die dritte, über einen internen Kanal des Ventilgehäuses, mit der fünften Öffnung und in der anderen entgegengesetzt zueinander verschobenen Endstellung der beiden Schieber die erste mit der dritten und die vierte mit der fünften Öffnung des Ventilgehäuses verbunden sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen genauer erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 5 schematisch ein Steuerventil mit Ventilverschlußteilen gemäß der Erfindung in verschiedenen Funktionsstellungen.

In Fig. 1 bis 5 ist eine Ventilgruppe 31 dargestellt. Sie befindet sich im Einlaßbereich der zu steuernden Flüssig­ keit, insbesondere von ungereinigtem Wasser, das mit Hil­ fe einer Enthärtungs- und Entmineralisierungsvorrichtung in einer Säule mit Harzen bekannter Art behandelt werden soll. Mit 33 ist eine zweite Ventilgruppe bezeichnet, die der Ventilgruppe 31 analog ist und die mit dem Auslaß der Säule kombiniert ist. Im einzelnen ist die Ventilgruppe 31 mit dem oberen Teil und die Ventilgruppe 33 mit dem un­ teren Teil der Säule verbunden. Mit 35 ist ein Komplex be­ zeichnet, der eine Verteilereinrichtung darstellt.

Die Einlaßöffnung der Ventilgruppe 31 trägt die Bezeich­ nung 37. Sie führt zu einer Kammer 39. In dieser Kammer endet der Schieber 41 der Ventilgruppe 31, der einen in einem Zylinder 45 verschiebbaren Kolben 43, eine Hohlkehle 47 und einen zylindrischen Endteil umfaßt, in dem ein axialer Durchgang 49 mit seitlicher Mündungsöff­ nung angebracht ist. In dem Gehäuse 31 A der Ventilgruppe 31 sind im Bereich des Sitzes des Schiebers 41 eine erste und eine zweite ringförmige Kehle 51 bzw. 53 angebracht. Diese stehen über entsprechende Durch­ laßöffnungen 55 bzw. 57 mit dem Gehäuse 33 A der Ventil­ gruppe 33 in Verbindung. Eine weitere ringförmige Kehle 59 befindet sich im Bereich einer Leitung 61, die zum obe­ ren Teil der Harzsäule führt. Die Kammer 39 steht über einen Durchgang 63 mit dem rechts dargestellten Ende des Hohlraumes in Verbindung, in welchem der Verteilungsschie­ ber 65 läuft. Dieser Verteilungsschieber 65 wird mit Hilfe eines mit einem Zylinder 69 kombinierten Kolbens 67 ge­ steuert. Mit 71 ist die Einlaßleitung einer Regenerations­ lösung für die Harze bezeichnet. Mit 73 ist eine Leitung bezeichnet, die den Hohlraum des Verteilungsschiebers mit der zu dem oberen Teil der Säule führenden Leitung 61 ver­ bindet. Der Verteilungsschieber 65 besitzt eine seitliche Öffnung 65 A für die Leitung 63, eine seitliche Öffnung 65 B für die Leitung 71 sowie eine zentrale Öffnung 65 C für die Leitung 73. Die Öffnungen 65 A und 65 B sind mit einer im Inneren des Schiebers angeordneten Ejektoreinrichtung 65 E kombiniert. Dieser folgt ein Bereich mit einer Quer­ schnittsverengung und schließlich die zentrale Öffnung 65 C.

In dem Komplex 33 ist ein Laufsitz 33 A für einen axial be­ wegbaren Ventilverschlußteil (Schieber) 75 angebracht, die durch einen in einem Zylinder 79 bewegbaren Kolben 77 steuerbar ist. Das Ende der Einrichtung 75 mündet in einer Kammer 81, die mit der Auslaßöffnung 83 kombiniert ist. Dieser Endbereich dem Schie­ ber 75 besitzt einen axialen Durchgang 85, der dem Durchgang 49 analog ist, und der im Bereich einer Kehle 87 mündet, die über eine Leitung 89 mit dem unteren Teil der Harzsäule in Verbindung steht. Der Schieber 75 besitzt einen Profileinschnitt 91, der der Kehle 47 ent­ spricht und der mit zwei im Sitz der Anordnung 75 ange­ brachten Hohlkehlen 93 und 95 zusammenwirkt. Die Kehle 95 steht mit einer Auslaßöffnung 97 in Verbindung, während die Kehle 93 mit der Leitung 55 verbunden ist. Die Leitung 57 mündet in der Kammer 81. In den Zonen, in denen während der Verschiebung der Schieber 41 und 75 eine Be­ rührung zwischen diesen und den entsprechenden Sitzen statt­ findet, sind - seitlich jeder der in den Sitzen angebrachten Kehlen - ringförmige Dichtungen angeordnet, die den Flüs­ sigkeitsdurchschnitt von einer Kehle zu anderen verhindern.

Die in Fig. 1 dargestellte Einstellung entspricht der Be­ triebsstellung. In dieser Stellung gelangt das ungereinig­ te Wasser, das in Richtung des Pfeiles f _E durch die Einlaß­ öffnung 37 in die Kammer 39 eindringt, durch den Durchgang 63 zu dem Verteilungsschieber 65. Von dort kann ein gerin­ ger Teil des Wassers durch den Durchgang 63 und den Durch­ gang 73 bis zu der Leitung 61 abfließen. Der überwiegende Teil des Wassers gelangt jedoch durch den Durchgang 49 und die Kehle 59 zu der Leitung 61. Das Rohwasser wird in der Säule behandelt, wobei es langsam von oben nach unten durch­ läuft, bis es über die Leitung 89, die Kehle 87, den Durch­ gang 85 und die Kammer 81 die Auslaßöffnung 83 erreicht. Es verläßt die Auslaßöffnung 83 in Richtung des Pfeiles fU und wird seiner Verwendung zugeführt. Die beiden Schieber 41 und 75 sind völlig nach links verschoben, während der Schieber 65, 67 nach rechts verschoben ist. Alle Steu­ erbefehle können mit Hilfe von Fluidsystemen, insbesondere mit pneumatischen oder auch hydraulischen Systemen erzeugt werden, die auf die entsprechenden Zylinder-Kolben-Systeme 43 und 45, 77 und 79 bzw. 67 und 69 einwirken.

Wenn die Harze mit einer Regenerationslösung regeneriert werden sollen, die über die Leitung 71 eingespeist wird, wird zunächst das Bett der Harze mit einem Gegenstrom in der Säule entfernt. Anschließend findet die eigentliche Regenerierung der Harze durch eine Regenerationslösung statt, die in die Leitung 71 eingespeist wird. Sodann läßt man das Regenerationsmittel sich langsam in der zu rege­ nerierenden Harzmasse bewegen. Schließlich findet eine Wa­ schung der Harze mit begrenztem Wasserdurchsatz statt. Die verschiedenen Phasen der Regenenierung sind in Fig. 2 bis 5 dargestellt.

Fig. 2 zeigt die Einstellung, bei der das Wasser in Gegen­ richtung läuft, um vorbereitend das Harzbett wegzurücken. Hierzu wird der Schieber 41 nach rechts verschoben. Dadurch befindet sich die Kehle 47 zwischen der Kehle 59 und der Kehle 51. Außerdem verschiebt sich die seitliche Mündung des Durchganges 49 von der Kehle 59 zu der Kehle 53. Hierdurch wird erreicht, daß Rohwasser von der Einlaß­ öffnung 37, 49, 53 zu der Kammer 81 und von dieser teilweise zu der Auslaßöffnung 83 fließt (falls diese wegen einer Was­ seranforderung geöffnet ist). Insbesondere fließt das Was­ ser zu der Leitung 89 und speist die Harzsäule von unten. Das Wasser, das die Säule im Gegenstrom durchflossen hat, erreicht die Leitung 61 und von dieser über die Kehle 59, den Profileinschnitt 47, die Kehle 51, den Durchgang 55 und die Kehlen 93 und 95 den Auslaß 97. Damit erreicht man einen Gegenstrom in der Harzsäule mit der Wirkung, daß das Harzbett vor der Regenerierung mit einem vergleichsweise langsamen Rohwasserstrom weggerückt wird.

Fig. 3 zeigt diejenige Einstellung der Anordnung, bei der die eigentliche Regenerierung stattfindet. Man erhält die­ se Einstellung dadurch, daß der bewegliche Teil 75 nach rechts und der Verteilungsschieber 65, 67 nach links ver­ schoben werden. In diesem Zustand wird ein Teil des Roh­ wassers, das durch die Öffnung 63 tritt, mit der Regene­ rationslösung gemischt, die über die Leitung 71 zugeführt wird. Die Mischung aus Rohwasser und Regenerationslösung erreicht über die Leitung 73 die Leitung 61 und über die­ se den oberen Teil der Säule. Der Flüssigkeitsdurchsatz ist durch die in dem Schieber 65 angebrachte Querschnitts­ verengung und den von der Düse 65 E gebildeten begrenzten Durchgangsquerschnitt beschränkt. Die Flüssigkeitsmischung führt in der Säule den üblichen Reinigungsgang aus, ge­ langt dann zu der Leitung 89 und mündet über die Kehle 87, den Profileinschnitt 91 und die Kehle 95 in dem Auslaß 97. Die Steuerung des Schiebers 65 mit dem Ejektor 65 E kann wie die der anderen beweglichen Organe durch ein doppelt wirkendes hydraulisches oder pneumatisches System erfol­ gen.

Nach der Betriebsphase, in der die Harze regeneriert wer­ den, soll eine erste Waschphase stattfinden, in der Regene­ rationslösung langsam in der Masse der zu regenerierenden Harze bewegt und anschließend aus der Säule entfernt wird. Diese "Entfernungsphase" ist durch die in Fig. 4 darge­ stellte Einrichtung gekennzeichnet, in der der Schieber 65 nach rechts bewegt wird, so daß das Einlaufen der Regene­ rationslösung durch die Leitung 71 unterbrochen ist, jedoch ein langsamer Durchlauf von Rohwasser durch den querschnitts­ begrenzten Abschnitt des Verteilungsschiebers und den Durch­ gang 73 bis zu der Leitung 61 und zu dem oberen Teil der Säu­ le ermöglicht ist. Damit erreicht man in der Säule einen langsamen Durchfluß des Rohwassers und des dort befindli­ chen Regenerationsmittels von oben nach unten und eine Aus­ scheidung durch den Auslaß 97, 87. Diese langsame Substituierung der aus Rohwasser und Regenerationslösung bestehenden Mi­ schung durch Rohwasser allein in der Harzsäule erlaubt es, die Regenerationslösung für die Behandlung der Harze maxi­ mal auszunutzen. Es schließt sich eine Schnellwaschphase an. Diese Schnellwaschphase ist durch die in Fig. 5 dargestell­ te Einstellung gekennzeichnet, bei der der Schieber 41 nach links verschoben ist. Hierdurch wird das Rohwasser, das durch den Eingang 37 in Richtung des Pfeiles fE ein­ tritt, über den Durchgang 49 wieder direkt zu der Leitung 61 geleitet und gelangt damit durch die Säule über deren unteres Ende zu dem Auslaß 97. Der Wasserdurchsatz ist je­ doch nicht gering wie bei den vorangehend beschriebenen Be­ triebsphasen.

Nach dieser Schnellwaschphase bei der Einstellung gemäß Fig. 5 wird von neuem auf die in Fig. 1 dargestellte Ein­ stellung umgesteuert, die dem normalen Betrieb entspricht und bei der das Rohwasser behandelt wird und als gereinig­ tes Wasser in Richtung des Pfeiles fU austritt.

Das durch den beweglichen Teil 65 gebildete Venturi-Rohr kann auch fest angeordnet und statt des­ sen ein normales Öffnungs-Schließventil für das Regenerie­ rungsmittel vorgesehen sein.

Claims (1)

1. Steuerventil für strömende Medien, insbesondere für eine Wasseraufbereitungsanlage, mit einem Gehäuse mit fünf Öffnungen, die von zwei Ventilverschlußteilen gesteu­ ert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilverschlußteile identisch und als axial beweg­ bare Schieber (41, 75) ausgebildet sind, die jeweils an einem axialen Ende eine Sackbohrung (49, 85) mit zum Außen­ umfang des Schiebers führender, radialer Öffnung und am Außen­ umfang eine Hohlkehle (47, 91) mit Steuerkanten aufweisen, wobei in zwei Stellungen der Schieber die radiale Öffnung und mindestens eine Steuerkante mit Steuerkanten im Ven­ tilgehäuse zusammenwirken, derart, daß in einer gleichgerich­ tet verschobenen Endstellung beider Schieber (41, 75) die erste (37) mit der dritten (61) und die vierte (89) mit der zwei­ ten Öffnung (83), in der anderen gleichgerichtet verschobe­ nen Endstellung beider Schieber (41, 75) die erste (37) mit der zweiten (83) und die vierte (89) mit der fünften (97), in einer entgegengesetzt zueinander verschobenen Endstellung beider Schieber (41, 75) die erste (37) mit der zweiten (83) und vierten (89) und die dritte, über einen internen Kanal (55) des Ventilgehäuses, mit der fünften Öffnung (97) und in der anderen entgegengesetzt zueinander verschobenen Endstellung der beiden Schieber (41, 75) die erste (37) mit der dritten (61) und die vierte (89) mit der fünften Öffnung (97) des Ventilgehäuses verbunden sind.