DE29905141U1

DE29905141U1 - Vorrichtung zur Behandlung von Lösungen

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Publication number: DE29905141U1
Application number: DE29905141U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 1999-03-22
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2009-03-23

Description

Vorrichtung zur Behandlung von Lösungen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Lösungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen sind aus dem Bereich der chemischen Wasserbehandlung bekannt. Hierbei wird eine im wesentlichen zylindrisch-becherförmige und vertikal angeordnete Kartusche, in der sich ein Behandlungsmittel befindet, von Wasser durchströmt. Die Kartusche ist derart in eine Wasserleitung, z.B. in die Zuleitung eines Hauses, eingebunden, daß das gesamte, dem Haus zugeführte Wasser das Behandlungsmittel durchströmen muß. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die Wasserzuführung in ein zentral in der Kartusche angeordnetes Rohr mündet, welches sich durch den Deckel der Kartusche bis kurz vor deren Bodenbereich erstreckt, während im Deckelbereich eine weitere Öffnung vorgesehen ist, an die das Ablaufrohr, welches schließlich zur Wasserversorgung des Hauses führt, angeschlossen ist. Das durch das Zulaufrohr in den Bodenbereich der Kartusche gebrachte Wasser durchläuft das in der Kartusche befindliche Behandlungsmittel und verläßt die Kartusche über das am Deckel angeschlossene Ablaufrohr.

Derartige Wasserbehandlungsvorrichtungen arbeiten mit chemischen Stoffen, die verbraucht werden und daher regelmäßig nachgefüllt werden müssen. Sie eignen sich nicht für neuartige Wasserbehandlungsmaterialien, insbesondere katalytisch arbeitende Ionenaustauschermaterialien, da diese aufgrund ihrer geringen Dichte in kürzester Zeit aus der Kartusche ausgeschwemmt würden bzw. einen am Auslaß der Kartusche angeordneten Filter verstopfen wurden.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Behandlung von Lösungen so weiterzubilden, daß als Behandlungsmittel auch Ionenaustauschermaterial mit katalytischer Wirkung verwendet werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Einige Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben, welche zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausfuhrungsform einer Vorrichtung zur Behandlung von Wasser;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Details X aus Figur 1; Fig. 3 vergrößerte Darstellung des Details Y aus Figur 1; Fig. 4 vergrößerte Darstellung des Details Z aus Figur 1;

Fig. 5 Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform einer Vomchtung zur Behandlung von Wasser;

Fig. 6 vergrößerte Darstellung des Details A aus Figur 5; Fig. 7 vergrößerte Darstellung des Details B aus Figur 5;

Fig. 8 Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Behandlung von Wasser;

Fig. 9 vergrößerte Darstellung des Details C aus Figur 8; Fig. 10 vergrößerte Darstellung des Details D aus Figur 8;

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Fig. 11 Querschnitt durch eine weitere Ausfuhrungsform der Vorrichtung zur Behandlung von Wasser;

Fig. 12 vergrößerte Darstellung des Details E aus Figur 10.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine erste Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung. Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung zur Behandlung von Lösungen, insbesondere von Wasser, weist eine im wesentliche zylindrisch-becherförmige Kartusche 1 auf, deren Bodenbereich konvexen gewölbt ist. Die mit ihrer Öffnung nach oben orientierte, also vertikal angeordnete Kartusche 1 weist einen Deckel 2 auf, der mit einer Spannklammerdichtung 3, bestehend aus einem Spannring 3 a und einer Verschraubung 6 auf der Kartusche 1 befestigt ist. Die Befestigung des Deckels 2 auf der Kartusche 1 ist am besten in Figur 4 zu sehen, die die Einzelheit Z aus Figur 1 genauer darstellt. Figur 4 zeigt insbesondere den Spannring 3 a der Spannklammerdichtung 3, die um den gemeinsamen Rand der Kartusche und des Deckels 2 verläuft. Ferner ist in Figur 4 eine durchlaufende Gummidichtung 3b zur Abdichtung zu sehen.

Der Deckel 2 weist in seiner Mitte einen Durchtritt für ein Zulaufrohr 7 auf, welches die zu behandelnde Lösung, im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel Wasser, der Vorrichtung zuführt. Das Zulaufrohr 7 erstreckt sich durch den Deckel 2 parallel zu den Seitenwänden der Kartusche 1 in deren Mitte nach unten und mündet kurz vor dem Boden der Kartusche 1 in diese. Hierzu weist das offene Ende des Zulaufrohres 7 eine Einlaßdüse 8 auf, die als Querschnittsverengung des Endes des Zulaufrohres 7 ausgebildet ist, was besonderes gut in Figur 2 dargestellt ist, welche die Einzelheit X aus Figur 1 zeigt. Darüberhinaus weist die Einlaßdüse 8 am Ende des Zulaufrohres 7 ein Netz 8b auf, welches zum einen zur Ausfilterung von Schmutzpartikeln aus dem Frischwasser dient, vor allem jedoch dazu, daß das später beschriebene Behandlungsmittel 4 nicht in das Zulaufrohr 7 und damit in die Wasserleitung eindringen kann.

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Der Durchtritt des Zulaufrohres 7 durch den Deckel 2 der Kartusche 1 ist in Figur 3 dargestellt, welche die Einzelheit Y aus Figur 1 vergrößert zeigt. Ferner ist in Figur 3 die Austrittsöfmung 9 zu sehen, über die das Wasser, welches die Kartusche 1 nach oben durchlaufen hat, dem Ablaufrohr 16 zugeführt wird. Die Austrittsöfmung 9 weist eine Vielzahl von Schlitzöffhungen 9a auf, welche das später zu beschreibende Filtergranulat 13 in der Kartusche zurückhalten und dessen Eindringen in das Ablaufrohr 16 verhindern. Figur 1 - und teilweise auch Figur 3 - zeigt auch das T-förmige Anschlußstück 2a für das Zulaufrohr 7 und das Ablaufrohr 16.

Die Kartusche 1 ist von einer Heizmanschette 12 umhüllt, die über ein elektrisches Kabel mit einem Stecker 12a zum Einstecken in eine Haussteckdose verbunden ist. Über die Heizmanschette 12 kann die Wandung der Kartusche 1 aufgeheizt werden.

Die gesamte Anordnung aus Kartusche 1 und Zulauf 7 sowie Ablauf 16 befindet sich in einem thermisch isolierenden Gehäuse 10, welches im wesentlichen geschlossen ist, jedoch Öffnungen für die Zulauf- und Ablaufrohre 7 bzw. 16 sowie das elektrische Kabel zwischen Heizmanschette 12 und Stecker 12a aufweist.

Außerhalb des Gehäuses 10 befindet sich im Zulaufrohr 7 eine Umwälzpumpe 14, die der Durchführung von Frischwasser durch die Vorrichtung dient, auch wenn dem Ablaufrohr 16 kein Wasser entnommen wird. Hierzu weist das Ablaufrohr 16 an einer nicht dargestellten Stelle eine Verbindung mit dem unteren Einlaß der Umwälzpumpe 14 auf.

Der untere Bereich der Kartusche 1 ist mit einem Behandlungsmittel 4 gefüllt, welches vorzugsweise aus ionenaustauschendem Material mit katalytisch wirkenden fünktionellen Gruppen besteht. Ein derart präpariertes katalytisch wirkendes Material ist beispielsweise in der DE 196 06 633 Al beschrieben. Eine Weiterbildung dieses katalytischen Materials ist in der europäischen Patentanmeldung 98 105 346.5 beschrieben.

Das Behandlungsmittel 4 weist eine Dichte auf, die in der Größenordnung der Dichte der zu behandelnden Lösung liegt und wird so mit der nach oben gerichteten Strömung der Lösung mitgetragen, setzt sich also nicht am Boden der Kartusche 1 fest.

In ihrem oberen Bereich, etwa in ihrem oberen Drittel, ist die Kartusche 1 mit einem Filtergranulat 13 gefüllt, dessen Dichte geringer ist als die Dichte der zu behandelnden Lösung, im vorliegenden Fall also geringer als 1. Dadurch schwimmt das Filtergranulat 13 bei mit Lösung gefüllter Kartusche 1 auf dem Lösungsmittel auf und schmiegt sich gegen den Deckel 2 der Kartusche, ohne im oberen Bereich der Kartusche 1 befestigt werden zu müssen. Das Filtergranulat 13 hat einen Granulatdurchmesser, der größer ist als die Schlitzöffnungen 9a der Austrittsöffnung 9. Somit kann das Filtergranulat 13 nicht in das Ablaufrohr 16 gelangen. Das Filtergranulat 13 schützt die Austrittsöffnung 9 damit vor Verblockung und dient als Filterkuchen gegen den Austritt des Behandlungsmittels 4, wenn dieses auf der von unten nach oben strömenden Lösung mitschwimmt.

Während des Betriebs der Vorrichtung strömt Wasser von der Wasserversorgung über das Zulaufrohr 7 in die Kartusche 1 hinein und verläßt das Zulaufrohr 7 an dessen unterem Ende über die Einlaßdüse 8. Hierbei durchläuft das Wasser die Querschnittsverengung 8a und das Netz 8b. Das Wasser wird anschließend von der der Einlaßdüse 8 unmittelbar gegenüberliegenden Bodenwand der Kartusche 1 seitlich umgelenkt und strömt zunächst radial nach außen und anschließend axial nach oben, also antiparallel zur Einströmrichtung über das Zulaufrohr 7. Hierbei durchströmt das Wasser das Behandlungsmittel 4 und wird katalytisch behandelt. Aufgrund der relativ geringen Dichte des Behandlungsmittels 4 schwimmt das granulatförmige Behandlungsmittel 4 mit dem Wasser nach oben, wird jedoch von dem Filtergranulat 13 gestoppt. Das Wasser durchströmt anschließend das Filtergranulat 13 und gelangt über die Schlitzöffnungen 9a der Austrittsöffnung 9 in das Ablaufrohr 16. Dort wird es den Verbrauchern, beispielsweise in einem Haushalt, zugeführt.

Bei Abschalten des Wassers kann eine Rückströmung des Behandlungsmittels 4 in das Zulaufrohr 7 nicht stattfinden, da das Ende des Zulaufrohres 7 mit dem Netz 8b ausgestattet ist.

Vorzugsweise wird die Kartusche 1 während der Wasserbehandlung über die Heizmanschette 12 elektrisch beheizt, was eine thermische Desinfektion der Kartusche 1 einschließlich ihres Inhalts bewirkt.

Eine alternative Ausführungsform ist in den Figuren 5 bis 9 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der Deckel 2 in anderer Weise auf der Kartusche 1 befestigt, nämlich über eine Schraubverbindung, bestehend aus einer Gewindeanordnung 2b, wobei sich ein Innengewinde des den oberen Rand der Kartusche 1 umgreifenden Deckels und ein Außengewinde dieses oberen Rands gegenüberstehen und auf diese Weise einer Schraubverbindung zwischen Kartusche 1 und Deckel 2 stattfinden kann. Auch bei dieser Ausführungsform, welche im Detail in Figur 6 dargestellt ist, dient eine umlaufende Gummidichtung 2e der Abdichtung zwischen Deckel 2 und Kartusche 1.

Als weiteren Unterschied gegenüber der in den Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsform weist diese Variante im Boden der Kartusche 1 eine Ablaßöffnung 15 auf, die mit Hilfe einer Ablaßschraube 15b verschließbar ist. Hierdurch wird eine Entleerung der Kartusche 1 im eingebauten Zustand ermöglicht. Die Ablaßöffnung 15 ist so positioniert, daß sich kein Steg oder Absatz im Boden der Kartusche 1 bildet, der einen Totraum für die Strömung bedeuten könnte. Die Ablaßschraube 15b ragt, wie dies besonders gut in Figur 7 zu erkennen ist, konisch in den Innenraum der Kartusche 1 hinein, wodurch die Strömung innerhalb der Kartusche 1 am wenigsten gestört wird. Der Gewindesteg 15a ist am unteren Ende mit einer Dichtung 15c versehen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 8 und 9 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform erfolgt der Zulauf der Flüssigkeit über eine Zulauföffhung 8 am Boden der Kartusche 1, wogegen der Auslauf über eine Ablauföffnung 17 in der Mitte des Deckels 2 der Kartusche 1 erfolgt. Auch hier erfolgt also die Durchströmung

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der Kartusche 1 von unten nach oben, zunächst durch das Behandlungsmittel 4 und anschließend durch das Filtergranulat 13. Auch die Austrittsöffhung 9 mit den Schlitzöffhungen 9a ist genauso ausgebildet wie bei den vorab beschnebenen Ausfuhrungsbeispielen. Die Zuführung erfolgt jedoch nicht durch ein durch die Kartusche 1 von oben nach unten ragendes zentrales Zulaufrohr 7, sondern vom Boden der Kartusche 1 her.

Schließlich zeigen die Figuren 10 und 11 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung, bei welchem sowohl die Kartusche 1 als auch der Deckel 2 aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen und mit Hilfe eines elektrischen Anschlusses 18 als Kathode betrieben werden. Mehrere, in den Innenraum der Kartusche 1 ragende Stäbe 18a sind ebenfalls elektrisch beaufschlagt und werden als Anode betrieben. Die Anordnung dient dazu, das katalytisch wirkende Behandlungsmittel 4 zusätzlich mit einem elektrischen Feld zu aktivieren. Der Anschluß für die Elektroden, nämlich Kartusche 1 und Deckel 2 einerseits und Stäbe 18a andererseits wird isoliert durch den Deckel 2 geführt, was in Figur 11 erkennbar ist. Im Innenraum der Kartusche ergibt sich bei dieser Anordnung ein elektrostatisches Feld, wozu die Elektrode je nach Art des elektrischen Feldes in geeigneter Form zu isolieren ist.

Die beschriebenen Ausfuhrungsformen dienen in erster Linie der Behandlung von Wasser, vorzugsweise von warmem Wasser. Hierzu kann sowohl warmes Wasser der Vorrichtung zugeführt werden, als auch, beispielsweise über die beschriebene Heizmanschette 12 in der Vorrichtung erwärmt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Behandlung von Lösungen, mit einer von der Lösung von unten nach oben zu durchströmenden im wesentlichen zylindrisch-becherförmigen und vertikal angeordneten Kartusche (1), welche ein Behandlungsmittel (4) enthält und einen Deckel (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung oberhalb des Behandlungsmittels (4) im Bereich des Deckels (2) ein Filtergranulat (13) aufweist, dessen Dichte geringer ist als die Dichte der zu behandelnden Lösung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) einen Durchtritt für ein Zulaufrohr (7) für die Lösung aufweist, das Zulaufrohr (7) sich fast bis zum Boden der Kartusche (1) erstreckt und der Deckel (2) außerdem eine Austrittsöffnung (9) für die Lösung aufweist, an die ein Ablaufrohr (16) anschließbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsmittel (4) Ionenaustauscher mit katalytisch wirkenden funktionellen Gruppen aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Kartusche (1) bauchig abgerundet ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Kartusche (1) eine mit einer Ablaßschraube (15b) verschließbare Ablaßöffnung (15) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) mit Hilfe einer Spannklammerdichtung (3), bestehend aus einem ein- oder mehrteiligen, innen konisch zulaufenden Spannring (3a) und mindestens einer Verschraubung (6) auf der Kartusche (1) befestigbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) mit Hilfe einer Gewindeanordnung (2b) und einem Dichtring (2d) auf die Kartusche (1) aufschraubbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kartusche (1) und Deckel (2) eine Abdichtung in Form einer umlaufenden Gummidichtung (2d, 3b) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (9) als Sammeldüse mit einer Vielzahl von Schlitzöffnungen (9a) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Zulaufrohres (7) eine Einlaßdüse (8) mit einer Querschnittsverengung (8a) aufweist sowie ein Netz (8b), welches den Eintritt von Behandlungsmittel (4) in das Zulaufrohr (7) verhindert.

11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartusche (1) eine Heizvorrichtung aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung als Heizmanschette (12) ausgebildet ist, welche die Außenwand der Kartusche (1) ummantelt.

13. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus Kartusche (1) und Deckel (2) zum Zwecke einer thermischen Isolierung von einem Gehäuse (10) umschlossen ist, welches Öffnungen für die Zulauf und Ablaufrohre (7, 16) sowie gegebenenfalls für elektrische Verbindungen aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Umwälzpumpe (14) aufweist, um bei unregelmäßigen Entnahmezyklen eine konstante Verwirbelung des Behandlungsmittels (4) zu erzielen.

15. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartusche (1) an ihrem Boden eine Zulauföffnung (8) aufweist, an die ein Zulaufrohr- bzw. -schlauch angeschlossen ist und an ihrem Deckel (2) eine Ablauföffnung, an die ein Ablaufrohr- bzw. -schlauch (16) angeschlossen ist.

16. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kartusche (1) als auch der Deckel (2) aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen und mit Hilfe eines elektrischen Anschlusses (18) als Kathode betrieben werden, während mehrere in dem Innenraum der Kartusche (1) angebrachte Stäbe (18a) elektrisch als Anode betrieben werden.