DE3221531A1 - Druckmengen-tauscher - Google Patents

Druckmengen-tauscher

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DE3221531A1
DE3221531A1 DE19823221531 DE3221531A DE3221531A1 DE 3221531 A1 DE3221531 A1 DE 3221531A1 DE 19823221531 DE19823221531 DE 19823221531 DE 3221531 A DE3221531 A DE 3221531A DE 3221531 A1 DE3221531 A1 DE 3221531A1
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F3/00Cooling or drying of air

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Description

  • Druckmengen-Tauscher
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Druck-und Mengenaustausch von vorzugsweise flüssigen Medien, bestehend aus Kammern, die zwischen den die Medien führenden Leitungen angeordnet und über Ventile miteinander und mit den Leitungen zu verbinden sind, nach Patent (Patentanmeldung P 31 08 936.4). Zur Bewetterung und Klimatisierung im untertägigen Bergbau werden zunehmend Grossklimatisierungsanlagen eingesetzt, die über einen oder mehrere Kreisläufe, die unter Tage vor Ort zur Kühlung der Wetter benötigte Flüssigkeit bereithalten.
  • Wegen der grossen Teufen sind in der Regel zumindest zwei Kreisläufe vorhanden, wobei der die übertägige und die untertägige Anlage verbindende Kreislauf ein HD-Kreislauf und der untertägige ein ND-Kreislauf ist. Die beide Kreisläufe verbindenden Kältemaschinen arbeiten sehr aufwendig und erfordern einen hohen Regel- und Steuerungsaufwand. Die beide Kreisläufe verbindenden Hochdruckwärmetauscher erfordern im Wärmeaustausch eine Temperaturdifferenz, so dass das kalte Wasser im Sekundärkreis wärmer ist als das kalte Wasser des Primärkreises und unter Tage vorzugsweise einer Nachkühlung bedarf (d.h. zusätzliche Kältemaschinen und Hochdruck-Kondensatoren unter Tage). Das erfordert einen hohen zusätzlichen Investitions-, Energie-und Wartungsaufwand.
  • Daher ist vorgeschlagen worden, einen im Aufbau einfachen Druckmengenaustauscher zu installieren, der über mehrere im Wechsel arbeitende Druckaustauschkammern praktisch kontinuierlich arbeitet und den Einsatz der bisher benötigten Kältemaschinen erübrigt. Dabei werden die Speicherrohre bzw.
  • Kammern über ein zentral betätigtes Mehrfachwegeventil und mindestens eine der Zahl der restlichen Hochdruck- bzw. Niedruckleitungen entsprechende Zahl von Rückschlagventilen gesteuert.
  • Bei den bekannten Druckmengen-Austauschern wird aber immer noch eine Steuerungstechnik benötigt, die deshalb relativ aufwendig ist, und die die einzelnen Kammern in der entsprechenden Arbeitsphase zueinander und in den Hoch- oder Niederdruckphasen öffnen bzw. schliessen lässt. Nachteilig ist weiter, dass jeweils mindestens zwei Kammern von dem wechselnden Hoch- bzw. Niederdruck beaufschlagt werden. Die entsprechend grosse Anzahl von Sperrorganen bzw. Rückschlageinrichtungen erfordert einen hohen Investitionsaufwand und beeinträchtigt die Funktionssicherheit.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Verringerung der über Druckwechsel beanspruchten Teile einen mit geringem Steuerungsaufwand arbeitenden Druckmengen-Tauscher zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Kammer als Druckaustauschkammer und zwei weitere Kammern als Überströmkammern parallel geschaltet sind, wobei der Druckaustauschkammer in der HD-Zulaufleitung in Strömungsrichtung ein periodisch öffnendes und schliessendes Absperrorgan sowie eine entgegen der Strömungsrichtung öffnende Rückschlageinrichtung und in der ND-Zulaufleitung in Strömungsrichtung öffnende Rückschlag-Absperrorgane zugeordnet sind, während für jede Überströmkammer, wovon eine mit dem HD- und die andere mit dem ND-Teil verbunden, in der HD- bzw.
  • ND-Zulaufleitung ein Ejektor die Zuführung zur Zuleitung bildet. Anstelle des Zweiwege-Absperrorganes und der Rückschlageinrichtung kann auch ein 3-Wege-Absperrorgan benutzt werden.
  • Bei Einsatz von Trennmembranen in den Kammern, die gewichts- oder federvorgespannt sind, entfallen die Ejektoren.
  • Aufgrund des so ausgebildeten Druckmengen-Tauschers wird lediglich die Druckaustauschkammer durch den Druckwechsel beansprucht, während die beiden anderen Überströmkammern lediglich durch Hochdruck oder durch Normaldruck bzw. Niederdruck beansprucht sind. Während die in geringer Anzahl vorhandenen Rückschlageinrichtungen automatisch arbeiten ist lediglich die Steuerung des Absperrorgans notwendig, wobei dieses so geschaltet sein kann, dass es periodisch öffnet und schliesst.
  • Damit ist nicht nur eine Verringerung der Rückschlageinrichtungen möglich, sondern der Steuerungsaufwand ist aufgrund der Reduzierung auf ein Absperrorgan ausgesprochen gering.
  • Als eigentliches Schleissteil ist lediglich noch das Absperrorgan vorhanden, so dass auch der Wartungsaufwand entsprechend sinkt.
  • Da der Druckmengen-Tauscher der beschriebenen Weise für klares Wasser oder durch geringe Verunreinigungen mit führenden Medien eingesetzt wird, können die Druckkammern vorteilhaft senkrecht stehend angeordnet werden. Der Platzbedarf wird dadurch entsprechend geringer und eine bessere Übersichtlichkeit ist gegeben. Bei Einsatz einer Trennfolie oder Membrane zwischen dem kalten und warmen Wasser, in den Kammern - wie sie beispielsweise in Druckspeichern benutzt wird - ist eine beliebige Anordnung möglich. Ein derartiger Druckmengentauscher kann auch anderweitig benutzt werden.
  • z.B. Heben von Grubenabwasser mit Hilfe von Frischwasser für den untertägigen Bedarf ( hohe Energieeinsparung).
  • Eine selbsttätige Wirkung der Rückschlageinrichtung in der das kalte oder saubere Wasser führenden Leitung wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Rückschlageinrichtung über eine Vorspannung Richtung Druckaustauschkammer öffnend ausgebildet und über eine Druckausgleichsdrossel überbrückt ist. Bei einem entsprechenden Druckabfall öffnet somit die Rückschlageinrichtung bzw. bei einem Schliessen der Rückschlageinrichtung ist über die Druckausgleichsdrossel die vorzugsweise als Strömungsbegrenzer ausgebildet ist, ein Druckausgleich zwischen Druckausgleichskammer und ND-Ablaufleitung möglich. Anstelle des Absperrorganes mit der Rückschlageinrichtung~und der Druckausgleichsdrossel kann auch ein Dreiwege-Absperrorgan benutzt werden. Die Wassermengen in den beiden Überströmkammern können in vorteilhafterweise dadurch reguliert werden, dass in der Anschlussleitung der Überströmkammer an die HD-Zulauf- bzw. ND-Ablaufleitung Ventile vorgesehen sind, die über in den Überströmkammern angeordnete obere und untere Temperaturfühler schaltbar sind.
  • Gleichzeitig dienen diese Thermof)hler und Thermostatventile dazu, eine Vermischung der untersWhiedlichen Medien durch vollständiges Leerziehen der Kammern zu verhindern. Auf die gleiche Weise wird auch die Stromnenge in den HD- und ND-Leitungen geregelt. Hierzu ist in der ND-Zulaufleitung ein über die der Druckausgleichkammer zugeordneten Temperaturfühler schaltbares Thermostatventil angeordnet. Eine andere Ausführung sieht Trennfolien oder Membranen in der Ausgleichs- und in den Überströmkammern vor. Die Membranen liegen in den Entstellungen vor den kleinen Ein- und Austrittsöffnungen und verhindern das Uberströmen der kalten und warmen Wasseranteilen. Sie ermöglichen auch den Druckmengen-Austausch unterschiedlicher Medien, z.B. Frischwasser von über Tage, das gegen Grubenwasser nach über Tage ausgetauscht wird. Die Thermostat-Mengenregelung entfällt, dafür ist eine Mengenregelung über ein Druckventil notwendig, bzw. eine Regelung über Mengenregelventile.
  • Neben Trennfolien oder Membranen ist es vorteilhaft, bei in der Temperatur oder der Zusammensetzung sehr unterschiedlichen Medien in der Druckausgleichskammer und/ oder den Überstromkammern scheibenförmige Trennkörper vorzusehen. Diese sind zweckmcissig seitlich geführt ausgebildet, wobei dies beispielsweise dadurch erreicht wird, dass der Trennkörper als Rohrführung wirkende, hohlzylindrische Aufbauten aufweist und aus wärmeisolierenden Kunststoff hergestellt ist. Durch einen derartig ausgebildeten Trennkörper ist in vorteilhafter Weise eine stoffliche Trennung der beiden Medien möglich, wobei der Trennkörper an der Kammerwand günstig geführt ist und gleichzeitig als Wärmeisolierung der beiden Flüscigkeiten zueinander und zur jeweiligen Kammer wirken kann.
  • Der Ejektor besteht erfindingsgemäss aus einem Rohrstück grösseren Durchmessers und dem darin eingeführten Rohr der HD- bzw.
  • ND-Zuleitung, wobei das Rohrstück sich unter Bildung einer Ringdüse bis auf den Durchnesser der Zulaufleitung verjüngend ausgebildet ist. Eine Verstellung des Ejektors ist dabei möglich, wenn die HD- und ND-Zulaufleitungen einen achsial in dem eingeführten Rohr verschieblichen Vertellring aufweisen.
  • Auf diese Weise kann die Menge der aus den Überströmkammern mitgerissenen Medien auf einfache Weise geregelt werden.
  • Eine andere Ausführung sieht anstelle des Ejektors gewichts-oder federbelastete Membrane in den Uberströmgefässen vor.
  • Hiermit kann der Energiebedarf für die Umwälzpumpen reduziert werden. Die Feder- oder Gewichtskraft ist so bemessen, dass sie gegen den Druckabfall im Druckmengentauscher ausreicht.
  • Erst nach dem Schliessen des Dreiwege-Absperrorganes beim Überströmen in die Überströmgefässe wird die Feder gespannt bzw. das Gewicht gehoben. Nach dem Öffnen des Dreiwege-Ventiles schiebt die zusätzliche Federkraft bzw. das Gewicht das Wasser zurück.
  • Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch einen hohen technischen Fortschritt aus, der unter anderem darin zu sehen ist, dass die gesamte Anlage lediglich mit einem einzigen automatisch arbeitenden Absperrorgan arbeitet, nur eine geringe Zahl an Rückschlageinrichtungen benötigt und vor allem nur eine einzige durch Druckwechsel beaufschlagte Austauschkammer aufweist. Damit ist ein geringer Steuerungsaufwand bei sicherer Betriebsweise zu erreichen.
  • Mit schnellem Druckwechseln wird bei gleicher Leistung der Druckmengentauscher kleiner: dieses wird hier erreicht durch schnell schliessende Absperrorgane.
  • Die Erfindung wird nach anhand der Figuren weiter erläutert.
  • Es zeigen: Fig. 1 den schematisierten Aufbau des Druckmengentauschers, Fig. 2 einen Ejektor im Schnitt, Fig. 3 einen Trennkörper in perspektivischer Darstellung, Fig. 4 einen Druckmengen-Tauscher mit Membranen und 3-Wege-Absperrorgan, Fig. 5 einen Druckmengentauscher mit gewichtsbelasteten Membranen ohne Ejektor, Fig. 6 eine federbelastete Membrane und Fig. 7 und 8 schnell schliessende Absperrorgane.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Druckmengen-Tauscher wird über die HD-Zulaufleitung 1 beispielsweise mit Hochdruck-Kaltwasser von über Tage aus versorgt. Die HD-Zulaufleitung ist ebenso wie die HD-Ablaufleitung 2 im Schacht verlegt, wobei über die HD-Ablaufleitung beispielsweise das unter Tage zur Wetterkühlung eingesetzte Warmwasser nach über Tage zurückgeführt wird. Mit 3 ist die ND-Ablaufleitung für das kalte Wasser und mit 4 die ND-Zulaufleitung für den Warmwasserrücklauf bezeichnet.
  • Zwischen diesen Zulauf- und Ablaufleitungen 1 bis 4 sind die einzelnen Teile des Druckniengen-Tauschers angeordnet.
  • Der Druckmengentauscher besteht hier eigentlich nur noch aus der Druckaustauschkammer 5 mit entsprechenden Niederdruck- und Hochdruckswechseln, die über ein einziges selbsttätig schaltendes Absperrorgan 8 durchgeführt werden. Die Überströmkammern 6 und 7 sind jeweils nur mit Hochdruck-oder Niederdruck beaufschlagt. Hat beispielsweise die Druckaustauschkammer 5 die Hochdruckphase, so strömt in dieser Zeit das rücklaufende ND-Wasser in die Überstromkammer 7 und verdrängt dort kaltes Wasser direkt in die ND-Ablaufleitung 3. Hat die Druckaustauschkammer 5 dagegen die Niederdruckphase, so strömt in dieser Zeit das Hochdruck-Kaltwasser aus der HD-Zulaufleitung 1 in die Überströmkammer 6 und verdrängt dort warmes Wasser direkt in die HD-Ablaufleitung 2.
  • Das HD-Kaltwasser aus der HD-Zulaufleitung 1 wird über ein automatisch arbeitendes Absperrorgan 8 über die Anschlussleitung 24 in die Druckaustauschkammer 5 geschleust, in welchem es über eine Mischzone 33 oder einen Trennkörper 34 das eingelagerte warme Wasser ü ber die Anschlussleitung 27 und über das Rückschlagabsperrorgan 13 in die HD-Ablaufleitung 2 nach über Tage fördert. Innerhalb der HD-Zulaufleitung 1 und der ND-Zulaufleitung 4 ist ein Ejektor 23 bzw. 22 gemäss Fig. 2 geschaltet, der aus der Überströmkammer 6 bzw. der Überströmkammer 7 Wasser absaugt und in den Strom zur Druckaustauschkammer 5 eingibt. Dabei wird das ankommende Wasser vorzugsweise durch die Ringdüse 30 auf hohe Geschwindigkeit gebracht und saugt so aus der Anschlussleitung 25 bzw.
  • 29 entsprechende Wassermengen, die dort vorher eingelagert wurden. Über den Verstellring 31 kann beispielsweise durch Drehen der Verstellung 32 der Öffnungsquerschnitt für das aus der Überströmkammer 6 bzw. zuströmende Medium reguliert werden. Das jeweils aus den Überströmkammern entnommene Medium wird im oberen bzw. unteren Bereich durch nachströmendes Medium ersetzt. Die einzelnen Kammern weisen hierzu entsprechende Anschlussleitungen 24, 25, 26, 27, 28, 29 auf.
  • Die Stromregelung des Kaltwissers aus der Überströmkammer 6 in den Ejektor 23 wird über die Temperaturfühler 16 und ein Thermostatventil 15 zusätzlich geregelt. Gerät die Mischzone 33 in den Bereich des unteren Temperaturfühl ers, so wird das träge arbeitende Thermostatventil 15 gedrosselt. Der obere Fühler öffnet das Thermostat entsprechend.
  • Während der Hochdruckphase ist das Rückschlagabsperrorgan 14 geschlossen. Das rückfliessende Niederdruckwasser wird daher während der Hochdruckphase der Druckaustauschkammer 5 direkt über das Thermostatventil 17 den Ejektor 22 und die Anschlussleitung 29 in die Überströmkammer 7 geführt und verdrängt dort kaltes Wasser über das Ventil 20 und die Anschlussleitung 26 in die ND-Ablaufleitung 3, wobei die Rückschlageinrichtung 10 geschlossen ist. Das Ventil 20 sorgt über seine Temperaturfühler 21 dafür, dass kein warmes Wasser aus der Überströmkainmer 7 in die ND-Ablaufleitung 3 überströmt. Es drosselt den Wasserstrom in der Anschlussleitung 26, sofern die Mischzone 33 den unteren Temperaturfühler erreicht. Alle eingesetzten Thermostatventile sind träge und regulieren in einem Zeitraum von mehr als einem Druckwechsel, so d(lss die Hauptströmungen in den einzelnen Leitungen annähern konstant bleiben.
  • Die Öffnungs- bzw. Schliesszeit des automatisch arbeitenden Absperrorganes 8, 9 sind so bemessen, dass auch bei maximalem Strömungsfluss die Mischzone 33 niemals die Zuleitungen zur Druckaustauschkammer 5 erreicht. Die Mischzone 33 schwingt also hubartig auf und nieder, wobei die Hubhöhe abhängig ist von der Umschaltgeschwindigkeit des Absperrorgans 8, 9 und der jeweils fliessenden Kühl wassermenge.
  • Die Strommenge wird durch das Thermostatventil 17 eingeregelt. Ist der Strom aus der ND-Zulaufleitung 4 grösser als der Strom aus der HD-Zulaufleitung 1, so ist der Hub in der Druckaustauschkammer 5 nach unten grösser, so dass das warme Wasser dem Temperaturfühler 18, 19, über das Thermostatventil 17 den Sekundärkreis drosseln lässt. Ist andererseits der Strom aus der HD-Zulaufleitung 1 stärker, so erreicht das kalte Wasser dem Temperaturfühler 19 und öffnet das Thermostatventil 17.
  • Nach dem Schliessen des Absperrorganes 8 schliesst selbsttätig das Rückschlagabsperrorgan 13. Die Strömung im Ejektor 23 kehrt um, so dass das Wasser aus der HD-Zulaufleitung 1 nicht mehr zur Druckausgleichskammer 5 sondern über den Ejektor 23 zur Leitung 25 gelangt und die Überström-Kammer 6 mit kaltem Wasser füllt, wobei das dort gelagerte warme Wasser in die HD-Ablaufleitung 2 nach über Tage geführt wird.
  • Die Rückschlageinrichtung 10 besitzt eine Druckausgleichsdrossel 12, vorzugsweise ein Mengenregelventil, (z. B.
  • für konstanten Durchfluss von 10 1/min). Nach dem Schliessen des Absperrorganes 8 und des Rückschlag-Absperrorgan 13 baut der Hochdruck über die Druckausgleichsdrossel 12 in der Druckaustauschkammer 5 ab, die Rückschlageinrichtung 10 öffnet mit Hilfe einer kleinen Vorspannung 11.
  • Der Ejektor 22 erzeugt ebenfalls einen Druckstrahl, so dass er aus der Überströmkammer saugt: d. h. nach Öffnen der Rückschl ageinrichtung 10 öffnet auch das Rückschlagabsperrorgan 14 und das warme Wasser fliesst in die Druckaustauschkammer 5 und verdrängt kaltes Wasser in die ND-Ablaufleitung 3. Gleichzeitig wird mittels Ejektor 22 warmes Wasser aus dem oberen Teil der Überströmkammer 7 entnommen und ebenfalls in die Druckaustauschkammer 5 geleitet, wobei ein Teil (ca. die Hälfte) des kalten Wassers in den unteren Bereich der Überströmkammer 7 nachfliesst.
  • Während dieser ND-Phase der Druckaustauschkammer 5 strömt das kalte HD-Wasser in die Überströmkammer 6 und verdrängt das warme Wasser.
  • Die Temperatur- und Mengenregeluncl der Niederdruck-Phase entspricht funktionell der HD-Phase.
  • Der Ejektor (Fig. 2) erzeugt eine Saugdifferenzdruck, der grösser ist als der Strömungswiderstand zwischen den Kammern, zuzüglich Zusatzströmung aus der jeweiligen Überströmkammer und zuzüglich Regel druckvorgabe des Thermostatventil es.
  • Dieser Druckverlust ist jedoch nicht höher als bei vergleichbaren Hochdruck-Wärmetauschern.
  • Fig. 3 zeigt einen Trennkörper 34 mit Rohrleitung 35. Dieser Trennkörper wird in den Kammern angeordnet und verhindert das Entstehen der Mischzone 33. Er reduziert den Kältevelust und macht die Thermostatventile und Fühler 15, 16, 20, 21 überflüssig.
  • Die Fig. 4 zeigt einen Druckmengentauscher mit Trennfolien bzw. mit Membranen 38 in den Kammern 6, 5, 7. Anstelle des Absperrorganes 8, 9 und der Rückschlageinrichtung 10 der Vorspannung 11 und der Druckausgleichsdrossel 12 ist ein Dreiwege-Absperrorgan 36, 37 eingesetzt, das periodisch und selbsttätig wechselseitig einerseits die Hochdruckzuführung 1 mit dem Druckraum 5 bzw. die Nieder-Ableitung 3 mit dem Druckraum 5 verbindet. Alternativ zur Thermostatregelung im Druckwechselgefäss 5 nach Fig. 1 ist in Fig. 4 eine Mengenregelung vorgesehen, bei der über eine Mengenmesseinrichtung 40 des Primärkreises der Sekundärkreis über das Drossel regel ventil 41 gesteuert wird. Die Membranen 38 liegen in den Endstellungen vor den kleinen Ein- bzw. Auslassöffnungen 39. Eine Thermostatregelung ist hier nicht notwendig. Mit dieser Einrichtung kann beispielsweise neben dem Einsatz in den Grossklimatisierungsanlagen des Tiefen-Bergbaus Grubenwasser mit Hilfe des Frischwassers, das in die Grube fliesst, gehoben werden. Die Wa sserhal tung braucht nur das überschüssige Grubenwa sser zutage zu pumpen. Das kalte Wasser ist hier durch Frischwasser, das warme Wasser durch Grubenwasser ersetzt. Die Funktion entspricht im übrigen der von Fig. 1.
  • Die Fig. 5 zeigt einen Druckmengentauscher ähnlich wie Fig. 4, anstelle des Ejektors 23, 22 sind hier gewichtsbelastete Membranen eingesetzt. Alternativ sind hier zur Mengenregelung druckunabhängige Mengenregelventile 42, 43 eingesetzt. Diese Mengenregelventile sind für ganz bestimmte Durchflussmengen eingestellt und halten diese druckunabhängig ein. Für unterschiedliche Wasserumwälzmengen können mehrere Mengenregelventile parallel geschaltet werden. Druckstösse aus dem Druckmengentauscher werden durch die Mengenregelventile aufgenommen und wirken nicht in das Rohrnetz.
  • Die Funktion entspricht im übrigen der von Fig. 4.
  • Fig. 6 zeigt als Beispiel eine federbelastete Membrane.
  • Die Federkraft kann zusätzlich oder anstelle der Gewichtsbelastung eingesetzt werden.
  • Die Grösse des Druckmengentauschers bzw. das Arbeitsvolumen der Kammern ist neben der Nennleistung abhängig von der Schaltschnelligkeit der Absperrorgane. Bei Reduzierung der Schaltzeit von einer Minute je Druckwechsel auf eine Sekunde kann der Druckmengentauscher auf etwa 1/30 reduziert werden. Grosse Pumpen haben beispielsweise Schaltwechsel der Plattenventile von Bruchteilen einer Sekunde.
  • Die Fig. 7 zeigt ein Rückschlagventil 13, 14 mit einer dünnen Rückschlagscheibe 45 und nur wenige Milimeter Schaltspiel.
  • Scheibe 45 und Widerlager 44 sind mit vielen Ringsegment- Öffnungen versehen, die gegeneinander versetzt angeordnet sind und so im geschlossenen Zustand gegeneinander verdeckt sind. Ein derartiges Rückschlagscheibenventil arbeit weitgehend verschl ei ssfrei.
  • Die Fig. 8 zeigt eine entsprechende Ausführung eines Dreiwegeventil es. Die pendelnd gelagerte doppelte Rückschlagscheibe 45 benötigt nur wenige Milimeter Pendel hub und wird über einen entsprechend langen Hebelarm 46 direkt durch den Elektromagneten 37 betätigt.
  • 1 Hochdruck-Kaltwasserzuleitung von über Tage HD-Zulaufleitung 2 Hochdruck-Warmwasserableitung nach über Tage HD-Ablaufleitung 3 Niederdruck-Kaltwasserzuleitung zu den Kühlern unter Tage - ND-Ablaufleitung 4 Niederdruck-Warmwasserrückl auf unter Tage ND-Zulaufleitung 5 Druckaustauschkammer 6 Überströmkammer 7 Überströmkammer 8 Absperrorgan 9 Stellantrieb bzw. Motor des Absperrorganes nach Pos. 8 10 Rückschlag-Einrichtung 11 Vorspannung 12 Druckausgl eichsdrossel 13 Rückschlag-Absperrorgan gegen Hochdruck 14 Rückschlag-Absperrorgan gegen Niederdruck 15 Ventil geregelt durch: 16 Temperaturfühler des Thermostat-Ventiles nach Pos. 15 17 Thermostatventil 18,19 Temperaturfühler des Thermostat-Ventiles nach Pos. 17 20 Ventil geregelt durch: 21 Temperaturfühler des Thermostat-Ventiles nach Pos. 20 22 Ejektor 23 Ejektor 24 Anschlussleitung der Hochdruck-Austauschkammer (Pos. 5) 25 Anschlussleitung der Hochdruck-Überströmkammer (Pos. 6) 26 Anschlussleitung der Niederdruck-Überströmkammer (Pos. 7) 27 Anschlussleitung der Hochdruck-Austauschkammer (Pos. 5) 28 Anschlussleitung der Hochdruck-Überströmkammer (Pos. 6) 29 Anschlussleitung der Niederdruck-Übertrömkammer (Pos. 7) 30 Ringdüse für Pos. 22 und 23 31 Verstellring der Ejektor-Ringdüse 32 Verstellung des Verstellringes der Ejektor-Ringdüse 33 Mischzone Kalt- und Warmwasser oder Leichttrennkörper 34 Trennkörper 35 Rohrführung für Pos. 34 36 Dreiwege-Absperrorgan 37 Stellantrieb bzw. Motor des Absperrorganes nach Pos. 36 38 Trennfolie bzw. Membrane 39 Lochblech mit Ein- bzw. Auslassöffnungen 40 Mengenmesseinrichtung 41 Drossel regel ventil 42 Gewichtsbelastete Membrane 43 Federbelastete Membrane 44 Widerlager bzw. Sitz mit Öffnungen für Rückschlagscheibe 45 Rückschlag- bzw. Ventilscheibe mit Durchflusslöchern 46 Hebelarm für Dreiwege-Absperrorgan Leerselte

Claims (14)

  1. Druckmengen-Tauscher Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Druck- und Mengenaustausch von vorzugsweise flüssigen Medien, bestehend aus Kammern, die zwischen den die Medien führenden Leitungen angeordnet und über Ventile miteinander und mit den Leitungen zu verbinden sind, nach Patent (Patentanmeldung P 31 08 936.4), dadurch gekennzeichnet, dass eine Kammer als Druckaustauschkanimer (5) und zwei weitere Kammern als Überstrornkammern (6, 7) parallel geschaltet sind, wobei der Druckaustauschkammer in der HD-Zulaufleitung (1) in Strömungsrichtung ein periodisch öffnendes und schliessendes Absperrorgan (8, 9) sowie eine entgegen der Strömungsrichtung öffnende Rückschlageinrichtung (10) und in der ND-Zulaufleitung (4) in Strömungsrichtung öffnende Rückschlag-Absperrorgane (13, 14) zugeordnet sind, während für jede Überstromkammer, wovon eine mit dem HD- und die andere mit dem ND-Teil verbunden ist, in der HD- bzw, ND-Zulaufleitung (1, 4) ein Ejektor (22) bzw. 23) die Zuführung zur Zulaufleitung bildet.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckaustauschkammer (5) und die- parallel geschalteten Überstromkammern (6, 7) senkrecht stehend angeordnet sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlageinrichtung (10) über eine Vorspannung (11) in Richtung Druckaustauschkammer (5) öffnend ausgebildet und über eine Druckausgleichsdrossel (12) überbrückt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anschlussleitung (24, 25) der Überstromkammern (6, 7) die HD-Zulauf- (1) bzw. ND-Ablaufleitung (3) Ventile (15, 20) vorgesehen sind, die über in den Überstromkammern angeordnete obere und untere Temperaturfühler (16, 21) schaltbar sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der hlD-Zulaufleitung (4) ein über die der Druckausgleichkammer (5) zugeordneten T-emperaturfühler (18, 19) schaltbares Thermostatventil (17) angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckaustauschkammer (5) und/oder den Überstromkammern (6, 7) scheibenförmige Trennkörper (34) vorgesehen sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkörper (34) seitlich geführt ausgebildet sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennkörper (34) als Rohrführung (35) wirkende hohlzylindrische Aufbauten aufweist und aus wärmeisolierendem Kunststoff hergestellt ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ejektor (22, 23) aus einem Rohrstück grösseren Durchmessers und dem darin eingeführten Rohr der HD- bzw.
    ND-Zulaufleitung (1, 4) besteht, wobei das Rohrstück sich unter Bildung einer Ringdüse (30) bis auf den Durchmesser der Zulaufleitungen verjüngend ausgebildet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die HD- und ND-Zulaufleitungen-(1, 4) einen achsial in dem eingeführten Rohr verschieblichen Verstellring (31) aufweisen.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Niederdruck-Kaltwasserleitung (3) ein periodisch wechselseitig öffnendes und schliessendes Dreiwege-Absperrorgan (36, 37) angeordnet ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Überströmkammern (6, 7) gewichtsbelastete Membrane (42) oder/undfederbelastete Membrane (43) eingesetzt sind.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlag-Absperrorgane (13, 14) eine dünne nur wenige Milimeter öffnende Rückschlagscheibe (45) aufweisen, die mehrere Öffnungen besitzt, die im geschlossenem Zustand im Sitz verdeckt sind.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Absperrorgane (8, 9, 36, 37) in den Absperrscheiben oder Klappen (45) Öffnungen aufweisen, die in geschlossenem Zustand im Sitz verdeckt sind und mit einem Schliessweg von nur wenigen Milimetern, über einen Elektromagneten (37) mit Hebel (46) direkt und sehr schnell betätigbar sind.
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