DE2826702A1

DE2826702A1 - Vorrichtung zum enthaerten von trinkwasser

Info

Publication number: DE2826702A1
Application number: DE19782826702
Authority: DE
Inventors: Hansjoerg Schuler
Original assignee: Judo Wasseraufbereitung GmbH
Current assignee: Judo Wasseraufbereitung GmbH
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1979-12-20
Also published as: IT7923600A0; FR2429186A1; ATA342379A; CH638467A5; DE2826702C2; AT362724B; FR2429186B1; IT1121804B

Description

Anmelderin:

Judo Wasseraufbereitung GmbH Stuttgart, den 5« i.mi 1978 Hohreuschstraße 39-4-1 _p
7057 Winnenden

Vei-treter:

Kohler - Schwindling - Späth
Patentanwälte
Hohentwielstraße 41
7000 Stuttgart 1

Vorrichtung zum l^nthärten von trinkwasser

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Enthärten von Trinkwasser, mit zwei Enthärtersäulen, in denen Ionenaustauscherharz enthalten ist, das nach Erschöpfung mittels wässriger Kochsalzlösung regeneriert wird, wobei die beiden Säulen durch Ventile abwechselnd in Betriebsstellung bzw„ Regenerationsstellung oder Spülstellung umschaltbar sind und die Ventile von einem den Wasserdurchfluß erfassenden Wassermesser oder einem Härtemesser gesteuert sind, und mit einer nachgeschalteten Verschneidevorrichtung zum Zumischen von Rohwasser.

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Das von Wasserwerken an Haushalte gelieferte V/asser ist zwar durchweg hygienisch einwandfrei, doch ist es häufig relativ hart« Die Folgen sind Ablagerungen von Wasserstein in den Rohren sowie hoher Waschniittelverbrauclu 1"¹Ur technische Zwecke ist es "bekannt, das Wasser vollständig zu enthärten, wenn es beispielsweise für Klimaanlagen, als Kesselspeisewasser oder dgl« benötigt wirdo Voll enthärtetes Wasser ebenso wie auch sehr geringe Härtegrade aufweisendes Wasser ist jedoch im Haushalt unerwünscht, weil es einerseits geschmacklich nicht gut ist und weil man andererseits keine Schutzschicht in den Rohrleitungen erhalte Auch wurden in neuerer Zeit Bedenken gegen zu weiches Wasser geäußert, das dem Auftreten von Herzkranzgefäß-Drkrankungen anscheinend Vorschub leistet. Außerdem sind die Kosten für die Vollenthärtung höher als für eine Teilenthärtung. Aus allen diesen Gründen wird im Haushalt teilenthärtetes Wasser eingesetzt. Dabei wird das zufließende Wasser nicht insgesamt über die Enthärtungsvorrichtung geleitet, weil eine Teilenthärtung dabei schon wegen der unterschiedlichen Durchflußmengen je Zeiteinheit nicht in genügend engen Härtegradbereichen erzielbar ist» Es wird daher so vorgegangen, daß ein Teilstrom des Wassers über die Enthärtungsvorrichtung geleitet und vollständig enthärtet wird. Anschließend wird in der nachgeschalteten Verschneideeinrichtung ein fest eingestellter Prozentsatz an Rohwasser, das die Enthärtungsvorrichtung nicht durchströmt hat, zugemischt.

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Eg hat sich herausgestellt, daß sich an den Ionenaustauscherharzen Keime festsetzen und vermehren« Diese Keime werden bei der Regeneration weitgehend abgetötet, bei der in bekannter Weise das Ionenaustauscherharz mit wässriger Kochsalzlösung mit einem Kochsalzgehalt von etwa 5% bis ΛΟ/Ό durchströmt wird. Anschließend wird die Kochsalzlösung ausgespült, worauf das Ionenaustauscherharz wieder zum Enthärten verwendbar istο

Die Regeneration ist von Zeit zu Zeit erforderlich. Bisher wurden die Anlagen überwiegend zeitabhängig oder qualitätsabhängig gesteuert« Bei der zeitabhängigen Steuerung wird von einer Zeitschaltuhr nach einem vorgegebenen Zeitraum, vorzugsweise nach einigen Tagen, ein Regenerationsvorgang ausgelöst. Diese Lösung ist zwar preiswert, hat aber erhebliche Nachteile, weil der Wasserverbrauch schwanken kann« Je langer der Zeitraum von Regeneration zu Regeneration ist, um so weniger wirken sich zeitlich unterschiedliche Wasserzapfungen aus, weil der längere Zeitraum einen Ausgleich mit zapfschwachen Perioden bietete Soweit die Bnthärtungsvorrichtung nur eine Enthärtersäule umfaßt wird die Regeneration nachts durchgeführt, wenn nicht oder nur selten gezapft wirdo

Es ist bei Haushaltsanlagen auch bekannt, eine qualitätsabhängige Steuerung vorzusehen«. Bei dieser werden jeweils nachts einige Liter Wasser in etwa ein Drittel Höhe der Austauscherharzsäule entnommen und durch eine

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Meßzelle geleitet,, Ist das hier entnommene Wasser hart, so wird die Regeneration durchgeführte Dabei kann es jedoch vorkommen, daß etwa ein Drittel der Kapazität der Ionenaustauscherharzmenge unausgenützt bleibte Andererseits kann es vorkommen, daß dann, wenn eine Regeneration gerade noch nicht durchgeführt wird, am nächsten Tag sehr viel Wasser gebraucht wird und dann, ehe die nächste Regeneration nachts durchgeführt werden kann, das Austauscherharz erschöpft ist. Bei dieser bekannten qualitätsabhängigen Steuerung muß daher die Harzmenge so bemessen sein, daß sie für etwa drei Tagesverbräuche ausreichto

Bei technischen Anlagen, bei denen der Preis nicht so entscheidend ist, ist auch eine mengenabhängige Steuerung eingesetzt worden, bei der ein Wassermesser den Durchsatz erfaßt und nach Durchfluß einer vorgegebenen Wassermenge, wenn das Harz nahezu erschöpft ist, die Regeneration einleitete Dabei müssen Jedoch zwei Enthärtersäulen vorhanden sein, weil andernfalls es vorkommen könnte, daß der Wassermesser die Regeneration durchführt, wenn gerade Wasser benötigt wird_o Auch aus diesem Grund ist eine solche Enthärtungsvorrichtung relativ teuer.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine zu relativ geringem Preis herstellbare Enthärtungsvorrichtung für Haushalte zu schaffen, die eine zuverlässige Entkeimung gewährleistet und bei der stets enthärtetes Wasser gezapft werden kann_o

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Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Knthärtungsvorrichtung der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch, daß die beiden Enthärtersäulen so bemessen sind, daß bei maximalem Durchfluß daa Ionenaustauscherharz der in Betrieb befindlichen Enthärtersäule etwa nach der Zeit erschöpft ist, die das Austauscherharz der anderen Enthärtersäule zur Regeneration bzwo Entkeimung benötigte

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Ionenaustauscherharzmenge erheblich reduziert werden kann, nämlich auf etwa ein Fünftel bis ein Zehntel der seither erforderlichen Menge,, Andererseits wird eine zuverlässige Entkeimung erreicht, weil die Entkeimung während der Regeneration und damit sehr häufig erfolgte Es können sich daher keine größeren Keimkolonien ausbilden» Von Vorteil ist weiter, daß die Vorrichtung relativ klein und damit auch preisgünstig aufgebaut werden kann. Auch ist der geringe Raumbedarf der Vorrichtung von Vorteil. Trotzdem steht stets enthärtetes Wasser zur Verfügung«

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Durchflußstrecke für das zu enthärtende Wasser in den Enthärtersäulen, die die Einwirkungszeit des Ionenaustauscherharzes auf das Wasser bestimmt, so bemessen, daß bei maximalem Durchfluß keine vollständige Enthärtung erfolgt; dabei mischt die Verschneidevorrichtung nicht proportional sondern in Abhängigkeit von dem Weichwasserdurchsatz Rohwasser zu» Bei dieser Ausführungsform

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der Erfindung kommt es also bei starker Zapfung dazu, daß das die Enthärtungsvorrichtung verlassende V/asser nicht mehr vollständig enthärtet ist«, Dies ist ö^edoch so lange ohne Bedeutung, als die Härte des enthärteten Wassers noch geringer ist als die gewünschte Härte des Mischwassers, weil nämlich der Härteanstieg bei größeren Durchsätzen durch Verminderung des zugesetzten Hohwassers stets im gewünschten Bereich gehalten werden kann,. Die durchsatzabhängige Rohwasserbeimischung läßt sich in technisch einfacher und an sich bekannter Weise verwirklichen,. Es genügt, die Verschneidevorrichtung entsprechend auszubilden₀

Die Betriebsweisen der Enthärtersäulen werden durch Ventile gesteuerte Dabei muß die Steuerung so ausgebildet sein, daß stets eine Säule in Betriebsstellung ist, während die andere sich in Regenerationsstellung befindete Darüber hinaus muß dafür gesorgt sein, daß dann, wenn die in Regenerationsstellung befindliche Enthartersäule in Betrieb genommen werden soll, zuvor ein Rückspulen oder Ausspülen der in der Enthärtersäule befindlichen Sole erfolgt. Bei den bekannten Geräten erfolgt dies in einfachster Weise dadurch, daß für die Regeneration eine bestimmte Zeit vorgegeben wird, nach deren Ablauf das Ausspülen erfolgt, worauf die betreffende Enthärtersäule in Bereitschaft gehalten wird, bis sie, manchmal erst nach vielen Stunden oder gar Tagen, wieder in Einsatz kommte In dieser Zeit können sich jedoch bereits wieder Keimkolcmien angesiedelt und ausgebreitet habeno Die einzelnen Ventilschaltungen müssen

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entsprechend gegeneinander verriegelt sein. Um den Steuerungsaufwand zu vereinfachen ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein gemeinsames Mehrfachventil für die Umschaltungen der beiden Enthärtersäulen vorgesehen. Dabei ist einfach die Schaltungsreihenfolge vorgegeben, nämlich Betriebsstellung - Regeneration - Rückspülung - Betriebsstellung - usw. Es vereinfacht sich dadurch der Aufbau der Vorrichtung und es erhöht sich ihre Betriebssicherheit. Dabei sind die Ventile und ihre Steuerung so ausgebildet, daß die Salzlösung erst unmittelbar vor der Inbetriebnahme einer Enthärtersäule ausgespült wird. Dies verhindert eine Verkeimung während der Wartezeit. Dies läßt sich in einfachster Weise dadurch verwirklichen, daß der Wassermesser ein üignal bereits abgibt, ehe die in Betrieb befindliche Säule völlig erschöpft ist, und aufgrund dieses Signales das Ausspülen der regenerierten Enthärtersäule erfolgt, die nach dem Ausspulen unmittelbar oder nach Eingang eines weiteren Signales vom Wassermesser in Betrieb genommen wird, wobei gleichzeitig die andere Enthartersäule auf Regeneration umgeschaltet wixxU

Da sich die erfindungsgemäße Enthärtungsvorrichtung sehr kompakt aufbauen läßt, sind in bevorzugter weiterer Ausgestaltung der Erfindung die beiden ünthärtersäulen und die Ventile sowie ggf. der V/asoermesser zu einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt und es ist die gesamte Baueinheit mit einem thermisch isolierenden Mantel umgeben«

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Die Zusammenfassung zu einer Baueinheit ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Montagekosten; die thermische Isolierung, beispielsweise durch einen Schaumstoffmantel, der aus zwei oder mehreren Normteilen besteht, die auf- oder zusammengesteckt werden, hält die Enthärtungsvorrichtung kühl„ Der Grund hierfür liegt darin, daß das zuströmende Wasser stets relativ kühl ist und sich in der Enthärtungsvorrichtung erwärmt, die sich im allgemeinen in einem Kellerraum oder häufig sogar im Heizungsraum befindet, wenn der Durchsatz gering und dadurch die Verweilzeit des Wassers in der Enthärtungsvorrichtung relativ groß ist· In erwärmtem Wasser und in gleicher Weise erwärmten Austauscherharz vermehren sich die zugeführten Keime Jedoch sehr viel schneller als in kühlerem Medium,, Die Isolierung, die ein Erwärmen erheblich verlangsamt, trägt also dazu bei, daß die Verkeimung niedrig gehalten wird» Unterstützt wird der gewünschte Kühlhalteeffekt noch dadurch, daß bereits bei relativ geringen Zapfmengen die Enthärtervorrichtung wieder neu mit frisch zuströmendem und daher kühlem Wasser gefüllt wird, weil das Volumen Jeder Enthartersäule relativ gering ist, verglichen mit herkömmlichen Anlagen.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Ansprüchen. Es zeigen in stark vereinfachter und schematischer Darstellung: Bei den bekannten Enthärtungsvorrichtungen wird ein fest eingestellter Prozentsatz an Rohwasser dem Weichwasser zugemischt, um eine konstante Härte des die Anlage verlassenden Mischwassers zu erhalten. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung muß dagegen, um eine annähernd konstante Härte des Mischwassers zu erzielen, der Rohwasseranteil bei zunehmenden Durchsatz reduziert werden,

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weil wegen der Bemessung der Durchflußstrecke in den Enthärtersäulen bei großem Durchsatz keine vollständige Enthärtung erfolgt, also das die Säulen verlassende Wasser nicht nullgrädig ist. Um eine konstante Härte des Mischwassers zu erzielen umfaßt bei einer bevorzugten Ausfiihrungsform der Erfindung die Verschneidevorrichtung eine den Hohwasserdurchsatz beeinflussende Drossel mit vom Weichwasserdurchsatz abhängiger veränderlicher Drosselung, um bei größerem Durchsatz den Eohwasseranteil zu vermindern» In bevorzugter Ausgestaltung umfaßt diese Drossel einen gegen Federkraft beweglichen Drosselkörper, der in Abhängigkeit von der wirkenden Druckdifferenz unterschiedliche Querschnitte freigibt. Ferner umfaßt die Drossel einen weiteren, beweglichen Körper, der bei zunehmender Druckdifferenz eine Verminderung des freien Drosselquerschnittes ergibt. Eine derartige Drossel ergibt die_gewünschte Kennlinie mit im mittleren Durchsatzbereich etwa konstantem Verhältnis von Weichwasser zu Eohwasser und einem im oberen Durchflußbereich sich vergrößerndem Verhältnis von Weichwasser zu Rohwasser.

Der Drosselkörper kann unterschiedlich gestaltet sein. Bevorzugt ist er als Kegelkörper ausgebildet und es ist der weitere Körper als O-ßing ausgebildet. Dies hat den Vorteil einer nicht nur besonders einfachen und damit preisgünstig herstellbaren und zujfem zuverlässigen Anordnung, sondern es hat auch noch den Vorteil, daß wegen des geringen Raumbedarfes ein problemloser Einbau in die Verschneidevorrichtung möglich ist, ohne daß ein zusätzlicher Montageaufwand durch eine weitere Verrohrung notwendig wird.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung'liegt der O-Ring in der Ruhelage an einer Schulter auf und es liegt der Drosselkörper an dem O-Ring auf. An die den O-Ring aufnehmenden Nut, deren eine Planke durch die erwähnte Schulter gebildet ist, schließt ein sich in Durchflußrichtung konisch verengender Bereich an. Bei beginnendem Durchfluß wird der Kegelkörper von dem O-Ring abgehoben und gibt einen zunehmenden Querschnitt frei. Bei weiterem Ansteigen des Durchsatzes und damit weiterem Ansteigen der Druckdifferenz wird der O-Ring an den konisch sich verengenden Bereich angepreßt und verengt dadurch den Ringspalt zwischen O-Ring und Kegelkörper. Dadurch wird der Rohwasseranteil vermindert und somit das Verhältnis von Weichwasser zu Rohwasser in der gewünschten Weise im oberen Durchsatzbereich erhöht.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß die federkraft, die auf den Drosselkörper wirkt, erst nach Erreichen eines vorgegebenen Mindestdurchsatζes einsetzt. Der Drosselkörper liegt zunächst also nur unter seinem Gewicht auf dem O-Ring auf. Dies hat den Vorteil, daß der Einsatzbereich zuverlässiger reproduzierbar ist, weil er nicht von einer sehr schwachen und deshalb in der Fertigung nicht gleichmäßig einzuhaltenden Federkraft abhängt.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten

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Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Ansprüchen. Es zeigen in stark vereinfachter und schematischer Darstellung:

Hg. 1 eine Enthärtungsvorrichtung mit zwei Enthärtersäulen in Seitenansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3a bis 3c Diagramme, die die Abhängigkeit der Wasserhärte vom momentanen Durchfluß bei bekannten Anlagen (Fig. 3a) und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung (Fig. 3b, 3c) zeigen,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Drossel einer Verschneidevorrichtung, und

Fig. 5 eine Kennlinie der Drossel nach Fig. 4.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung umfaßt zwei Enthärtersäulen 1, in denen zwischen Siebboden 2 oder zwischen zwei Filterdüsen Ionenaustauscherharz 3 angeordnet ist, durch das ein zentrales Rohr 4 hindurchführt, das dem Wasserzulauf zum oder dem Wasserablauf vom Harz 3 dient. Die beiden untereinander gleichen Enthärtersäulen 1 sind an einem Steuergehäuse 5 befestigt, das mit Anschlüssen für eine Rohwasserzuleitung 6, eine Mischwasserableitung 7 und eine zu einem Ablaufkanal führende Ablaufleitung 8 aufweist. Durch die Ablaufleitung wird die verbrauchte Sole nach der Regeneration abgeführt; durch die Rohwasserzuleitung 6 fließt Frischwasser zu, das nach der Enthärtung einer Verschneidevorrichtung 13 zufließt an die die Mischwasserableitung 7 anschließt. An der Vorrichtung ist ferner ein Anschluß für eine Verbindungsleitung 9 vorgesehen, die zu einem Solebehälter 10 führt, in dem sich wässrige Kochsalzlösung befindet, die unter Verdünnung auf etwa 5 % bis 10 % für die Regeneration verwendet wird.

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Das Steuergehäuse 5 enthält einen Wassermesser 11, der die zu- oder die ablaufende Wassermenge mißt« Er gibt jeweils nach einem bestimmten Durchsatz ein Signal ab« Der Durchsatz, nach dem das Signal abgegeben wird, ist einstellbar, um auf unterschiedliche Kohwasserhärten und ünthärtersäulengrößen eingestellt werden zu können. Vom Wassermesser gesteuert sind über entsprechende Hilfsorgane Membranventile 12, die die gewünschten und erforderlichen Umsteuerungen der beiden -k'nthärtersäulen vorne hmenc Zwischen Hohwasserzuleitung 6 und Mischwasserableitung 7 ist eine Verschneidevorrichtung 13 eingeschaltet, die vorzugsweise im oder an dem Steuergehäuse angeordnet ist, um zusätzliche Anschlußarmaturen zu vermeid en ο

Die gesamte Anordnung aus den beiden .Ünthärtersäulen 1 und dem Steuergehäuse 5 ist mit einem zwei- oder mehrteiligen Gehäuse 14 aus einem Kunststoffschaum umgeben, das in einfachster Weise aufgesteckt ist»

Bei den seither üblichen Anlagen war das Verhältnis von ßohwasser zu Weichwasser konstant. Dieses Verhältnis hing lediglich ab von der gewünschten Härte des durch die Mischwasserableitung 7 abfließenden Mischwassers und der Härte des durch die Zuleitung 6 zuströmenden Rohwassers, Bei' dem Diagramm gemäß I¹Xg₀ Ja. ist als Ordinate die Härte und als Abszisse der momentane Durchfluß aufgetragen» Das Weichwasser hat etwa eine Härte von 0,1° dH„ Soll das Mischwasser eine Härte von beispielsweise 8° dH haben

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und hat das Rohwasser eine Härte von 20° dl·! so werden Weichwasser mit etwa 0,1 dH und Rohwasser im Verhältnis 1|5^:*1 gemischte Aus 1 1 Rohwasser und 1,5 1 Weichwasser erhält man somit 2,5 1 Mischwasser mit 8° dH.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist die Härte des Weichwassers nach der Enthärtersäule nicht annähernd konstant, sondern sie nimmt mit zunehmendem Durchsatz zu^und erreicht bei maximalem Durchsatz einen Wert von je nach Dimensionierung der Vorrichtung zwischen 2° dH und 5° dH. Die entsprechende Kennlinie zeigt Figo 3b«, Um nun Mischwasser mit konstanter Härte zu erhalten muß die Verschneide vor richtung eine entsprechend gekrümmte Kennlinie in Abhängigkeit vom Durchfluß aufweisen. Bei geringem Durchfluß ändert sich gegenüber dem vorigen Beispiel nichts© Bei einem Durchfluß, der beispielsweise dem halben Maximaldurchsatz entspricht, nimmt die Härte des Weichwassers auf beispielsweise 1° dH zu. Bei halbem maximalen Durchsatz ist dann das Verschneideverhältnis nicht mehr 1,5 1 Weichwasser zu 1 1 Rohwasser sondern 1,7 1 Weichwasser zu 1 1 Rohwasser, um wiederum Mischwasser mit 8° dH zu erhaltene Bei vollem Durchsatz, wenn beispielsweise das Vneichwasser eine Härte von 4 dH hat, wird 1 1 Rohwasser mit 20° dH mit 5 1 Weichwasser mit 4 dH vermischt und man erhält 4 1 Mischwasser mit wiederum 8° dH_e Der Variationsbereich der Verschneidevorrichtung liegt also im vorliegenden Beispiel bei 1:2, nämlich von 1:1,5 "bis 1;5*> Bin derartiger Bereich ist ohne besondere Schwierigkeiten zu verwirklichen.

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Die in Pig. 4 dargestellte Drossel ist in das Gehäuse der Verschneidevorrichtung 13 eingebaut. In das Gehäuse der Verschneidevorrichtung 13 ist eine Bohrung 15 eingearbeitet durch die das Rohwasser zufließt. Eine Ablaufbohrung 16 mündet in den Verlauf der Bohrung 15· Das der Oberfläche des Gehäuses der Verschneidevorrichtung 13 benachbarte Ende der Bohrung 15 ist mit einer Gewindebohrung versehen, in die eine Hohlschraube 17 eingedreht ist, die mittels eines in einer Nut des Gehäuses eingesetzten O-Einges 18 abgedichtet ist, der an einem zylindrischen Schaft der Hohlschraube 17 anliegt, der an den Gewindebereich nach außen hin anschließt. An den Gewindeabschnitt entgegen der Rohwasserströmungsrichtung, die durch einen Pfeil 19 angezeigt ist, anschließend ist ein verengter Bereich 20 der Bohrung vorgesehen, der in eine Konusfläche 21 übergeht, die sich entgegen der Richtung des Pfeiles 19 erweitert und an die eine Nut 22 anschließt, in der sich ein O-Ring 23 befindet. Die andere Flanke der Nut 22, deren eine Flanke durch die Konusfläche 21 gebildet ist, ist durch eine Schulter 24- gebildet. Die Ablaufbohrung 16 mündet etwa im Bereich 20 in die Rohwasserzulaufbohrung 15·

Ein beweglicher Drosselkörper 25 weist die Gestalt eines Zylinders mit an einer Stirnfläche angesetztem Kegelstumpf 26 auf, wogegen in die andere Stirnfläche eine Sackbohrung eingearbeitet ist, an deren Grund eine Schraubendruckfeder 27 vorgesehen ist, gegen die sich ein in der Sackbohrung des Drosselkörpers 25 längs beweglicher Stift 28 abstützt, der bis über die Stirnseite des Drosselkörpers 25 vorsteht. Das dem Kegelstumpf

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angewandte Ende des Drosselkörpers 25 befindet sich, in einer Stirnseitenbohrung der Hohlschraube 17.

Ohne Durchfluß liegt der Drosselkörper 25 mit der Oberfläche des Kegelstumpfes 26 auf dem O-Ring 23 auf und verschließt den Durchgang. Dabei ist die Schraubendruckfeder 27 entspannt und es liegt der Stift 28 nicht an dem Grunde der Bohrung in der Hohlschraube 17 an. Der Drosselkörper 25 ist also allein durch sein Gewicht belastet. Beginnt nun ein kleiner Druckunterschied sich zwischen der Bohrung 15 und der Bohrung 16 aufzubauen, weil nämlich in dem nachfolgenden Fetz Wasser gezapft wird, so hebt der Drosselkörper 25 wie ein Schwebekörper ab. Dieser Bereich ist in dem Diagramm gemäß Fig. 5 mit 29 bezeichnet. Er umfaßt bei einer ausgeführten Anlage für die Haushaltstrinkwasserversorgung einen Bereich bis etwa 200 l/h bzw. bis etwa 10 % vom maximalen Durchsatz, für den die Vorrichtung konzipiert ist. Nimmt der Durchsatz weiter zu, so wird der Drosselkörper 25 weiter angehoben und es legt sich der Stift 28 an den Grund der Bohrung in der Hohlschraube 17 an, wodurch die Schraubendruckfeder-27 zu wirken beginnt. Der sich hierbei einstellende Bereich ist in Fig. 5 mit 30 bezeichnet. Er ist nahezu parallel zur Abszisse, was bedeutet, daß das Verhältnis von Weichwasser zu Rohwasser etwa konstant ist. Dieser Bereich schließt an den zuvor genannten Bereich an und reicht bis etwa 40 % vom Maximaldurchsatz. Wird über 40 % des Maximaldurchsatzes hinaus gezapft, so beginnt die Härte des die

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Säulen .durchfließenden Weichwassers anzusteigen, es' muß also der ßohwasseranteil vermindert bzw. das Verhältnis Weichwasser zu Rohwasser zunehmend erhöht werden. In diesem Bereich beginnt aufgrund der zunehmenden Druckdifferenz am Drosselventil und der durch die Strömung auf den O-Ring 23 ausgeübten Kräfte dieser sich entlang der Konusfläche 21 zu verengen und dadurch den freien Ringquerschnitt zu vermindern. Dabei befindet sich der Drosselkörper 25 bereits in seiner Endstellung, die durch die Hohlschraube 17. definiert ist. Diese Querschnittsverengung durch den elastisch verformbaren O-Ring 23 hängt ab von dessen Härte, seinen lichten Durchmesser und seinem Querschnitt sowie von dem Kegelwinkel der Konusfläche 21. Es kann durch entsprechende Bemessung ? — und Wahl der einzelnen Parameter der Verlauf des Bereiches 31 Ab. Fig. 5 beeinflußt werden.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele und Dimensionierungen beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können, einzelne der Erfindungsmerkmale für sich oder zu mehreren kombiniert Anwendung finden. Beispielsweise kann die Vorrichtung so dimensioniert sein, daß bei maximalem Durchsatz das Ionenaustauscherharz 3 der Enthärtersäule 1 nach etwa 32 Minuten erschöpft ist. Damit läßt sich eine gewünschte Regenerations- und Entkeimungszeit von 30 Minuten bei einer Spülzeit von 2 Minuten einhalten.

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Tatsächlich, wird jedoch die Regenerationszeit und damit die Einwirkungszeit der Sole größer, weil es im Haushalt praktisch nie vorkommt, daß der maximale Durchsatz eine halbe Stunde lang aufrechterhalten wird. Es wäre daher möglich, die Enthärtersäule noch kleiner zu dimensionieren, "beispielsweise so, daß die Säule nach einem maximalen Durchfluß während einer Zeit von 15 Minuten erschöpft ist. Selbst wenn es einmal vorkommen sollte, daß 15 Minuten lang die maximale Menge gezapft wird, so wäre dies noch unbedenklich, weil eine Aufkeimung trotzdem zuverlässig verhindert ist, weil man davon ausgeht, daß eine zu große Verkeimung erst nach einer Standzeit von mehreren Tagen auftreten kann. Bei der erfindungsgemäßen Dimensionierung ist es jedoch völlig unwahrscheinlich, daß einmal so wenig gezapft wird, daß die entsprechende Wassermenge nicht innerhalb von mehreren Tagen erreicht wird, bis eine neue Regeneration ausgelöst wird. Muß in Ausnahmefällen mit noch längeren Stillstandzeiten gerechnet werden, wird ein Zeitschaltwerk vorgesehen, das stets dann eine Regeneration auslöst, wenn seit der letzten Regeneration mehr als 5 Tage verstrichen sind.

Es versteht sich ferner, daß das erfindungsgemäße Prinzip in Anlagen zum Entsalzen bzw. Teilentsalzen ebenso eingesetzt werden kann, in denen die Regeneration mit Säure oder Lauge entsprechend den verwendeten Austauscherharzen durchgeführt wird. Derartige Anlagen dienen beispielsweise zum Entkarbonisieren des Wassers.

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Claims

Patentansprüche

1ο Vorrichtung zum Enthärten von Trinkwasser, mit zwei Enthärtersäulen, in denen Ionenaustauscherharz enthalten ist, das nach Erschöpfung mittels wässriger Kochsalzlösung regeneriert wird, wobei die beiden Säulen durch Ventile abwechselnd in Betriebsstellung bzw» Regenerationsstellung oder Spülstellung umschaltbar sind und die Ventile von einem den Wasserdurchfluß erfassenden Wassermesser oder einem Härtemesser gesteuert sind, und mit einer nachgeschalteten Verschneidevorrichtung zum Zumischen von Rohwasser, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enthärtersäulen (1) so bemessen sind, daß bei maximalem Durchsatz das Austauscherharz (5) der in Betrieb befindlichen Enthärtersäule etwa nach der Zeit erschöpft ist, die das Austauscherharz der anderen Enthärtersäule zur Regeneration bzw. Entkeimung benötigt«

2« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußstrecke für das zu enthärtende Wasser in den Enthärtersäulen (1) so bemessen ist, daß bei maximalem Durchfluß keine vollständige Enthärtung erfolgt, und daß die Verschneidevorrichtung (1?) in Abhängigkeit von dem Weichwasserdurchsatz Rohwasser zumischtο

3ο Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsames Mehrfachventil (12) für die Umschaltungen der beiden Enthärtersäulen (1) vorgesehen ist»

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4-. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (12) und ihre Steuerung so ausgebildet sind, daß die Salzlösung erst unmittelbar vor der Inbetriebnahme einer Enthärtersäule ausgespült wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enthärtersäulen (1) und die Ventile (12) sowie ggf. der Wassermesser (11) zu einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt sind und die gesamte Baueinheit mit einem thermisch isolierenden Mantel oder Gehäuse (14) umgeben ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Verschneidevorrichtung (13) eine den Rohwasserdurchsatz beeinflussende Drossel (15 bis 28) mit vom Weichwasserdurchsatz abhängiger veränderlicher Drosselung umfaßt, um bei größerem Durchsatz den Eohwasseranteil zu vermindern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel einen gegen .Federkraft beweglichen Drosselkörper (25) umfaßt, der in Abhängigkeit von der wirkenden Druckdifferenz unterschiedliche Querschnitte freigibt.

8. Vorrichtung nach Anspruch '/, dadurch gekennzeichnet:, daß die Drossel einen weiteren beweglichen Körper (2$) umfaßt, der bei zunehmender Druckdifferenz eine Verminderung des freien Drosselquerschnittes ergibt.

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9· Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (25) als Kegelkörper (26) und der weitere Körper als O-ßing (25) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der 0-fiing (23) in der Ruhelage an einer Schulter (24) anliegt und der Drosselkörper (25) auf dem O-Ring aufliegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß an die den O-Eing (23) aufnehmende Nut (22) ein sich in Durchflußrichtung konisch verengender Bereich (21) anschließt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 his 11, dadurch gekennzeichnet, daß die federkraft (27) erst nach Erreichen eines vorgegebenen Mindestdurchsatzes einsetzt.

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