DE3147922A1

DE3147922A1 - Dreiteiliges zentralsteuerventil fuer wasseraufbereitungsanlagen mit gesondertem kanal- und regeneriermittel-vorratsbehaelter-rueckfuellventil

Info

Publication number: DE3147922A1
Application number: DE19813147922
Authority: DE
Inventors: Kurt Michael 8220 Traunstein Desch
Original assignee: Individual
Current assignee: Fleck Controls Inc
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1981-12-03
Publication date: 1983-11-17
Also published as: DE3147922C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Zentralsteuerventil zum zyklischen Regenerieren von Wasseraufbereitungsanlagen, die eine Austauschermasse in einem Aufbereitungsbehälter und ein Regeneriermittel in einem Vorratsbehälter umfassen, bei welchem zuerst Regenerationsmittel von unten nach oben durch die Austauschermasse hindurchgeführt, nachfolgend die Austauschermasse mit Brauchwasser in gleicher Strömungsrichtuig langsamem nachgewaschen und dann kräftig rückgespült wird, während im Aufbereitungsbetrieb Rohrwasser von oben nach unten geführt wird, Bei derartigen Zentralsteuerventilen sollen alle wahrend eines Regenerationsvorganges erforderlichen, vorstehend genannten Umsteuerungsvorgänge in ein und demselben, zentral gesteuertem Ventil in einem einzi:en auf dem Kopfende des Aufbereitungsbehälters (top mount) montiertem Ventilkörper durchgeführt werden können.
Derartige Zentralsteuerventile sind in verschiedenen Ausführungen beannt. Am verlreitesten waren Schieberventile mit radialen Dichtelementen mit Rotguss-Ventilkörpern. Zur Schaf-: fung der benötigten einzelnen Ventilkammern mit den dazwischenliegenden Sitzen für die Aufnahme der verschiebbaren radialen Dichtelemente sind komplizierte Gusskorper, die nur mit verlorenen Kernen hergestellt werden können erforderlich.
Spritztechnisch sind derartige Teile nicht realisierbar.
Ausserdem sind noch jüngere, weiter entwickelte Ventile in Drehteller- und vorallem Klappenventil- Ausführrn'g bekannt.
Auch bei diesen Ventilen sind das eigentliche Betriebsventil mit den erforderlichen möglichst grossen Durchgangsquerschnitten und das eigentliche Regenerationsventil, also die jeweilige Steuerung des Kanalwassers in ein und demselben Ventilkörper untergebracht und zentral von nur einer Nockenscheibenwelle bzw. wie vorstehend beschrieben von nur einem Steuerschieber betätigt. Die Aufteilung der Wasserführung Aufbereitungsbehälter - Ober- und Unterseite, also der Flaschenöffnung oben und dem zentral angeordnetem Mittelrohr, das das Wasser von der Aufbereitungsbehälter - Unterseite nach oben zum Ventil führt erfolgt allgemein innerhalb der Ventilkörper der Zentralsteuerventile.
Die angeführten bekannten Lösungen haben neben der kompliziertheit der Ventilkörper den Nachteil zu sehr gedrungenen Bauweisen zu führen, die es nicht ermöglichen die Anschlussquerschnitte des jeweiligen Zentralsteuerventiles konsequent im ganzen Ventil bei allen Durchgängen beibehalten zu können.
Diese Ventilkörper-Aufbauweisen, verbunden mit der zentralen, einzigen mechanischen Ansteuerung unterbinden meist Jegliche Flexibilität was die Reihenfolge der einzelnen Regenerationsvorgänge betrifft. Zudem sind zusätzliche nicht im Gesammtventilkörper integrierte Wasserführungen erforderlich. Bei Ausführung in Kunststoff lassen sich aufwendige, grosse Dichtflächen beim Zusammenfügen der einzelnen Ventilkörperteile nicht vermeiden. Nur durch den zusammenbau mehrerer meist nicht radialer Einzelteile konnen die erforderlichen Hohlraume bzw. Ventilkammerngebildet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Zentralsteuerventil eingangs genannter Gattung so auszubilden, dass der Ventilkörper so aufgegliedert wird, dass mit einfachen geometrischen Formen und mit bekannter einfacher Fuge - bzw Klebetechnik ein Ventil mit grösst mglichen Durchgangsquerschnitten und grosser Flexibilität bezuglich der einzelnen Umsteuervorgänge der Wasser geschaffen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelost, dass ein Zentralsteuerventil eingangs genannter Gattung in zwei Ventile mit zwei Kolbenstangen aufgeteilt wird. Ein derartig gestaltetes Ventil besteht dann aus einem Betriebsventil, , das die erforderlichen Querschnitte der Anschluss-Verrohrung durchgehend aufweist und einem gesondertem Regenerations- oder Kanalventil mit den nur erforderlichen sehr kleinen Querschnitteine Um von der gedrungenen Bauweise im Bereich der Öffnung am Kopf des Aufbereitungsbehälters wegzukommen ist die Baugruppe Betriebsventil mit angegliedertem Kanalventil als gesonderte Einheit liegend auf die Baugruppe Aufbereitungsbehälter-Anschluss aufgesetzt. Der Aufbereitungsbehälter-Anschluss ist wiederum aufgeteilt in den eigentlichen Aufbereitungsbehälter-Aufsatz und den Wasserführungskanal Hartwasser zu der Aufbereitungsbehälter-Oberseite.
Bei einem derart aufgegliedert ausgeführtem Zentralsteuerventil, das aus einem Betriebs- und Karlalventil, das auf einem wiederum geteilt aus«efuhrten sog. Aufbereitungsbehälter-Anschluss liegend aufgebaut ist lässt sich nach einer-weiteren Ausbildung der Erfindung im Austausch zu dem Wasserführungs kanal (Hartwasser zu Aufberei tungsbehälter-0berseite ) ein Wasserzählergehäuse direkt in den Ventilkörper des Zentralsteuerventiles integrieren.
Nach einer Weiteren Ausbildung der Erfindung kann ein, wahrend dem zeitlich durch das Programmwerk des Ventiles begrenzten Schnellwaschvorganges den Rückfüilvorgang in den Regenerier-mittel-VorrassbehäSter steuerndes weiteres Einzelventil nugebracht-und an die Hartwasserkammer des Betriebsventiles angeschlossen werden. Dessen also dritte Kolbenstange kann an der gemeinsammen Kulisse oder an | aus dessen Ventilkörper hinten herausragender Kolbenstange des Kanalventiles angekuppelt sein. Die Kupplung kann direkt, oder aus eine Wippe erfolgend. Die Formgebungs - bzw. Platzgrunden uber / Kupplung muss in der Lange justierbar sein und mit einer berhub- (Durchhub-) Ein-, richtung, die den Schieberhub vom Schnellwaschen (Fig. 5) in das Regeneriermittel-Ansaugen (Fig. 3) und Rückspülen (Fig. 4) überbrückt, ausgestattet sein; da die Kolbenstange an-ihrem Ende einzusätzliches Nadelventil aufweist mit dem über die Längsjustierungsmöglichkeit die genaue Rückfüllmenge im Verbund mit einem Durchfluss-K3nstanthalter genau auf die jeweilige Anlage eingestellt werden kann. Zeitstreuungen der Ventil-Programm werke können so eleminiert werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Aufgliederung des Gesammtventilkörpers Bauteile wie folgt mit einfachen geometrischen Formen ermoglicht werden: Betriebs- Kanal- und Regenerriermittel Vorratsbehälter- Rückfüllventil mit Aufbereitungsbehälter - Anschluss, aufgeteilt in Aufbereitungsbehälter-Aufsatz und Wasserführungskanal (Hartwassereingang zu der Aufbereitungsbehälter- Oberseite).
Aufgrund der generell rohrartigen Teile Gestaltung kann das Klebetechnisch besonders geeignete PVC verwendet werden. Alle Klebeverbindungen sind Rohrverbindungen. Die einzelnen Regenerationsvorgänge lassen sich in deren Reihenfolge leicht verandern. Zusatzvorgänge sind einfacher einoaubar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigelegten Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen Figo. 1 ganz schematisch einen Druckbehälter mit Austauschermasse, Zentralsteuerventil, mit dem zentral angeordnetem Mittelrohr, das das Wasser von der Aufbereitungsbehälter Unterseite zu dem Zentralsteuerventil führt.
Fig. 2 schematisch im Schnitt Zentralsteuerventil in Betriebsstellung Fig. 3 Zentralsteuerventil in Regeneriermittel-Ansaug Position Fig. 4 Zentralsteuerventil in Rückspül Position Fig. 5 Zentralsteuerventil in Schneliwasch Position Fig. 6 schematisch gemeinsamme Kulisse mit Ankopplung der Kolbenstangen des Betriebs- un.d Kanalventiles Fig. 7 schematisch Ankupplungs- und Ausführungsform eines Regeneriermittel - Vorratsbehälter - Rückfüllventiles Fig. 1 umfasst eine Wasserenthärtungsanlage, eine Druckbehälter (1) als Aufbereitungsbehälter, in den eine Austauschermasse (2) eingefüllt ist. Am Kopfende des Druckbehälters (l) ist ein Zentralsteuerventil (3) angeordnet, das Anschlüsse für eine Roh- (Hart-) Wasser-Leitung (4), eine Brauch- (Weich-) Wasser-Leitung (5), eine Regeneriermittelleitung (6), einen nicht dargestellten Zugang zum oberen Bereich des Druckbehälters (1) und eine Anschlussleitung (7) zu dem unteren Bereich des Druckbehälters (]) aufweist.
Fig. 2. umfasst das Zentralsteuerventil (3) mit Aufbereitungsbehälter-Anschluss (10) bestehend aus Aufbereitungsbehälter-Aufsatz (11) und Was:erführungskanal (12), Betriebsventil (13) und Kanalventil (14). Das Betriebsventil (13) beinhaltet die Dichtsitzringe (15) und die Kolbenstange (16) mit den radialen Dichtelementen (17). Das Kanalventil (14) beinhaltet die Dichtsitzringe (18), die Kolbenstange (19) und die radialen Dichtelemente (20).
Fig. 3. während in Fig. 2 der Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1.)-Eihgang oben (24) und der Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1. )-Ausgang unten (7 Fig. 1.) (23) also somit der Roh-(Hart-) Wassereingang (4) und der Brauch-(Weich-) Wasserausgang (5) durch das Dichtelement (17) voneinander getrennt sind, sind in Fig. 3 , durch verschieben der Kolbenstangen (16 u. 19) der Roh-(Hart-) Wassereingang (4) und der Brauch-(Weich-) Wasserausgang (5) miteinander verbunden und der Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1) zu Eingang oben (24) sowie der Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1) Ausgang unten' (7 Fig. 1) (23). durch die radialen Dichtelemente (17) verschlossen. Die Verbindung Roh- (Hart-) Wassereingang (4) zum eigentlichen Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1) Ausgang ur ten (23) ist dann nur über eine gesonderte Leitung die über cen Injektor, eine Wasserstrahlpumpe führt gegeben. Der Injektoi fördert dann aus dem Regeneriermittel-Vorratsbehälter (9 f?i. 1) Regeneriermittel (8 Fig. 1) über die Regeneriermittelleitung (6 Fig. 1) und über den eigentlichen Ausgang unten (23) und Aufbereitungsbehälter / die Anschlussleitung (7 Fig. 1) Regeneriermittel (8 Fig. 1) zum unteren Bereich des (1 Fig.l). Das von der Au Ebereitungsbehälter Oberseite (1 Fig.l) kommende Wasser der Wasserstrahlpumpe gelangt über den eigentlichen Aufbereitungsbehälter (1 Fig.l) Eingang oben (24) über den Kanalventil (14) Anschluss (22) über das jetzt aus dem Dichtsitzring(18) ausgefahrene radiale Dichtelement(20) zum Kanalausgrtng( 30).
Fig. 4 während hier der Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1)-Eingang oben (24) für das vom Roh-(Hart-) Wassereingang (4) kommende Wasser noch durch das radiale Dichtelement (17) verschlossen ist, ist eine Verbindung, durch Aust chen des anderen radialen Dichtelementes (17) Roh-(Hart-) Wassereingang (4) eigentlicher Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1) Ausgang unten (7 Fig. 1) (23) hergestellt. Das Dichtelement (20) des Kanalventil (14) ist weiter aus dem Dichtsitzring(l8) ausgetau cht. Das von der Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1) Oberseite kommende Wasser gelangt weiter wie in Fig. 3 über den eigentlichen Austauscherbehälter (1 Fig. 1) Eingang oben(24) und über den Kanalventil(14) Anschluss (22) über das weiter aus dem Dichtsitzring (18) ausgefahrene radiale Dichtelement (20) zum Kanalausgang (30). Es wird kräftig rückgesnült.
Fig So Hier ist die Verbindung Roh-(Hart-) Wassereingang(4) und dem eigentlichen Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1) Ausgang unten (7 Fig. 1) (23) zur Anschlussleitung (7) wieder unterbunden, während durch Austau hen des anderen radialen Dichtelementes (17) eine Verbindung Roh-(Hart-) Wassereingang(4) Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1) Eingang oben (24) hergestellt wird0 Das radiale Dichtelement (20) des Kanalventiles (14) ist wieder in den Dichtsitzring (18) dichtend eingefahren, wahrend das bisher das vom Kan;llventil (14) Anschluss (23) kommende Wasser zum Kanalausgang (30) abdichtende radiale Dichtelement (20) des Kanalventiles (14) sich in einem über lauf befindet und so über diesen der Durchlass zum Kanalausgang (30) für das von der Aufbereitungsbehälter (1) Unterseite uber die Anschlussleitung (7 Fig. 1), den Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1)- Ausgang(23) und den Kanalventil (14) Anschluss (23) kommende Wasser freigegeben ist. Es wird von der Aufbereitungsbehälter (1 Fig. 1) Oberseite nach unten in der Strömungsrichtung wie im Aufbereitungsbetrieb, kräftig gespült.
Fig0 6 umfasst die gemeinsamme Kulisse(25) mit der Befestigung der beiden Kolbenstangen(16 und 19).
Fig. 7 umfasst das Regeneriermittel-Vorratsbehälter(9)-Rückfullventil (25) mit dem Nadel-Ventil(28) der Kolbenstange (27), der Überhub- (Durchhub-) Einrichtung(26) und der Justiermöglichkeit (29).

Claims

Dreiteiliges Zentralsteuerventil für Wasseraufbereitungsanlagen mit gesondertem Kanal- und Regeneriermittel-Vorratsbehälter-Rückfüllventil Anspruche 1. Zentralsteuerventil (3) zum zyklischen Regenerieren von Wasseraufbereittulgsanlagen, die eine Austauschermasse (2) in einem Aufbereitungsbehälter (1) und ein Regeneriermittel (8) in einem Vorratsbehälter (9) umfassen, bei welchem zuerst Re generiermittel (8) von unten nach oben durch die Ansltauschermasse (2) hindurchgeführt, nachfolgend die Austauschermasse (2) mit Brauchwasser in gleicher $Strömungsrichtung langsamm nachgewaschen und dann kräftig rückgespült wird, während im Aufbereitungsbetrieb Rohwasser von oben nach unten geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aas eigentliche Betriebsventil (13), das durchgehend die Anschlussquerschnitte aufweist und das bei den einzelnen Regenerationsvorgängen die Kanalöffnung steuernde Ventil (14) zwei 3auteile mit getrennter, paralleler mechanischer Ansteuerung sind.
2. Zentralsteuerventil (3) gemäss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das eigentliche Betriebsventil (13) nur drei Aufgaben erfullt: Trennung zwischen Roh- (Hart-) Wassereingang (4) und Braueh-(Weich-) Wasserausgang (5), also Trennung zwischen Austauscherbehälter (1)-Eingang (24) oben und Ausgang unten (7 bzw. 23).

In der Stellung Ansaugen (Pig. 3) des Regeneriermittels (8) Unterbindung des Durchganges Hartwassereingang (4) Austauscherbehalter oben (24) und Unterbindung des freien Durchganges Hartwassereingang (4) (und Weichwasserausgang (5))) zur Austauscherbehälter Unterseite (7 bzw. 23). Herstellung der Verbindung Hartwassereingang (4) und Weichwasserausgang (5). In der Stellung Rückspülen (Fig. 4) der Austauschermasse (2) Unterbindung des Durchganges Austauscherbehälter oben (24) und wieder Freigabe des freien Durchganges Hartwassereingang (4) (und Weichwasserausga Lg (5)) zur Austauscherbehälter Unterseite (7 bzw. 23). Beibehaltung des Bypasses Hartwasser-eingang (4) und Weichwasserausgang (5).
3. Zentralsteuerventil (3), das am Kopfende des Aufbereitungsbehälter (l) angebrac tt ist, gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dit Baugruppe Betriebsventil mit Kanalventil (13 und 14) liegend auf einen gesonderten Aufbereitungsbehälter (1)-Anschluss (10) aufgesetzt ist.
4. Zentralsteuerventil (3) mit einer Kolbenstange (16), die die radialen Dichtelemente (17) trägt gemass Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge der Regenerationsvorgange Ansaugen des Regeneriermittels (8) (Fig. 3) und Rückspülen der Austauschermasse (2) (Fig. 4) nur durch Austausch der Nockenscheibe die den Mikroschalter betätigt, der den stellmotor für die Kolbenstangen (16 u. lg) steuert,geandert werden kann; d.h. es kann die Position Regeneriermittel (8) ansaugen überfahren und zuerst die Stellung Rückspülen (Fig. 4) eingenorwlen und erst anschliessend beim Zuruckfahren der Kolbenstangen (16 a. 17) die Position Regeneriermittel (8) ansaugen iFig. 3) angefahren werden.
5. Zentralsteüerventil (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalventil (14) zwei Anschlüsse (21 u. 22) aufweist die in dem Betriebsventil jeweils an die Kammern Austauscherbehälter (1) - Oberseite (24) und Austauscherbehalter (1) - Unterseite (23 bzw. 7) angeschlossen sind und dadurch eine führung von Wasch und Rückfüllwasser durch die Kolbenstange (16) des Steuerschiebers nicht erforderlich ist.
6. Zentralsteuerventil (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (16), die die radial dichtenden Dichtelemente (17) tragt aus glasfaserverstärktem, elastischem Rundmaterial ist und so Koaxialitäts-Ungenanigkeiten ausgleichen kann.
70 Zentralsteuerventil (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die die Kolbenstange (16) des Betriebsventiles (13) betätigende, bzw. die an der Kolbenstange (16) des Betriebsventiles (13) angebrachte Kulisse (25) auch die Kolbenstange (l9) des Kanalventiles (14) betätigt, wobei die Kolbenstange (19) des Kanalventiles (14) parallel zur Kolbenstange (16) des Betriebsventiles (13) zur Vermeidung von Toleranzproblemen schwimmend angehängt ist.
8. Zentralsteuerventil (3) nach einem der vorhergehenden Anspruche dadurch gekennzeichnet, dass das gesondert betätigte Kanalventil (14) so lange Dichtsatze (18) aufweisen kann, dass zum Kanalausgang (29) von beiden Seiten Aufbereitungsbehalter (1) -Ober-(24) und Unte-seite (23 bzw. 7) zur Sicherheit jeweils zwei Dichtelemente (20) eingesetzt werden können.
9. Zentralsteuerventil (3) nach einea der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Regeneriermittel (8) - Vorratsbehälter (9) - Rückfüllventil (25) an das aus dem Kanalventil (14) herausragend Ende der Kolbenstange (19) justierbar angehängt und die KuppLung mit einer Überhub-(Durchhub-) Einrichtung (26) versehen ist. Die Anhängung kann direkt oder au's Platzgrunden über eine Wippe geschehen.
lOo Zentralsteuerventil (3) nach einen der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Regeneriermittel (8) -Vorratsbehälter (9) - Rückfüllventil (25) mit der Kolbenstange (27), wie gemäss Anspruch 7 die Kolbenstange (17) des Kanalventils (14 , direkt an die Kulisse (25), jedoch in der Längsrichtung justierbar (30) und mit einer Uberhub- (Durchhub-) Einrichtung (26) versehen, angehängt ist.
11. Zentralsteuerventil (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Regeneriermittel (8) -Vorratsbehälter (9) - Riidkfüilventil (25) an die Kammer Austauschbehälter (l)-Oberseite (24) angeschlossen und an der Hartwasser-Eingangsseite zusätzlich mit einem Nadelventil (28), das aufgrund der Justierbarkeit der Kolbenstange (27) in der Schnellwasch Position (Fig. 5) einstellbar, ausgerüstet ist
12. Zentralsteuerventil (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass in den einzelnen Ventilkörpern die Ventile nmern durch Einfügen von Dichtsitzringen (14 u. 18), die sich, wenn diese nicht eingeklebt sind, gegeneinander abstützen und mit radialen O-Ringen eingedichtet sind, gebildet werden.
13. Zentralsteuerventil (3) gemäss Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Åufbereitungsbehälter (1) - Anschluss (10) geteilt ausgeführt ist, d.h. der eigentliche Aufbereitungsbehälter (1) - Aufsatz (11) und der Wasserfuhr"iingskanal (12), llartwasser (4) zu der Aufbereitungsbehälter (1) - Oberseite (24)1 zwei miteinander verklebte Teile sind, so dass der Wasserführüngskanal (12) gegen ein Wasserzählergehäuse ausgetauscht werden kann. (x für einen handelsüblichen Einsatz.)
14. Zentralsteuerventil (3) gemäss den Ansprüchen 1,3 und 13 dadurch gekennzeichnet, dass ein Wasserzählergehäuse in den Gesammtventilkörper des Zentralsteuerventiles integriert ist.
15. Zentralsteuerventil (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein und dasselbe Ventil bei Weglassen des Aufbereitungsbehälter (1) - Anschlusses (10) als Side-mount-Ventil, also neben dem Aufbereitungsbehälter montiert, eingesetzt werden kann.

lC. Zentralsteuerventil (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass es einschliesslich dem Wasserzah"lergehause, aufgrund der Geometrie der einzelnen Ventilkörperbauteile aus PVC hergestellt werden kann und so für Vollentsalzung besonders geeignet ist.