DE3622019A1 - Vorrichtung zur bereitung von sole zum regenerieren eines ionenaustauschers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bereitung von Sole zum Regenerieren eines Ionenaustauschers, insbesondere für Geschirrspül- und Waschmaschinen, mit einem Salzvorratsraum, der oben eine Salzeinfüllöffnung mit einem abdichtenden Deckel sowie vorzugsweise unten eine Zulauföffnung für Wasser und vorzugsweise oben eine Auslauföffnung für Sole aufweist.

Der Solebereiter bildet mit dem zugehörigen Ionenaustauscher einen sogenannten Wasserenthärter, der beispielsweise bei Geschirrspülmaschinen unter dem Bottich eingebaut ist. Der Einfüllstutzen des Salzvorratsraumes durchsetzt den Bottichboden von unten, so daß der Deckel vom Bottichinneren her zugänglich ist. Immer wenn Salz nachgefüllt wird, strömt eine dem Salzvolumen entsprechende Menge mehr oder weniger gesättigter Salzlösung über den Rand der Einfüllöffnung in den Spülraum aus, wobei auch Salzkörner mitgeschwemmt werden, die zu störenden Verkrustungen an der Deckeldichtung führen können. Dieser Salzverlust, der bis zu 10% betragen kann, wird in zunehmendem Maße als störend empfunden, weil er die Betriebskosten erhöht und die Umwelt belastet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Solebereiter vorzuschlagen, bei dem das Nachfüllen von Salz vereinfacht und der erwähnte Salzverlust vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Nachfüllen von Salz der Flüssigkeitsspiegel im Salzvorratsraum so weit abgesenkt wird, daß keine Flüssigkeit überläuft. Die Vorrichtung ist so ausgebildet, daß zwischen einer Wasserzuleitung und der Zulauföffnung des Salzvorratsraumes eine Zwischenkammer vorgesehen ist, daß ferner eine Luftkammer vorgesehen ist, die unten einen Durchlaß zur Zwischenkammer und oben einen Durchlaß zum Salzvorratsraum hat, daß mittels des Deckels betätigbare Verschlußkörper diese Durchlässe der Deckelstellung entsprechend schließen oder öffnen und daß Vorkehrungen getroffen sind zum Belüften und zum Entnehmen von Wasser aus der Luftkammer durch wenigstens eine weitere Öffnung derselben.

Ein Kerngedanke der Erfindung besteht darin, die beim Absenken des Flüssigkeitsstandes im Salzvorratsraum anfallende Sole in die Zwischenkammer zu übernehmen, um sie von dort beim ersten Regeneriervorgang, bei dem Sole benötigt wird, mittels des zuströmenden Frischwassers wieder in den Salzvorratsraum zurückzudrücken. Somit entfällt nicht nur das lästige Überlaufen, sondern es wird tatsächlich jeder Salzverlust vermieden, da die verdrängte Sole wieder für die Regenerierung zur Verfügung steht.

Das Wasser, welches sich zuvor in der Zwischenkammer befindet, fließt in die Luftkammer ein. Hierbei handelt es sich um reines Wasser oder eine allenfalls sehr geringprozentige Salzlösung. Sie kann nach jedem Salznachfüllvorgang der Luftkammer unschädlich entnommen werden.

Letzteres könnte an sich durch Auspumpen oder Auslaufenlassen geschehen. Besonders einfach kann der Flüssigkeitsinhalt der Luftkammer jedoch dadurch herausgebracht werden, daß der Solebereiter und der zugehörige Ionenaustauscher einander räumlich derart zugeordnet werden, daß die Luftkammer mit dem Zulaufraum vor dem eingangsseitigen Sieb des Ionenaustauschers so verbunden ist, daß sie für dort ankommende Luftblasen eine Luftfalle bildet. Die Luftblasen werden also in der Luftkammer aufsteigen und dort ein während der Benutzung des Ionenaustauschers volumenmäßig anwachsendes Luftpolster bilden, welches bis zum nächstfälligen Nachfüllen von Salz die ganze Luftkammer ausfüllt.

Die erforderliche Luftmenge kann dem Rohwasser, welches dem Ionenaustauscher zufließt, beispielsweise mittels eines Venturirohres oder dgl. zugemischt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch die vorschriftsgemäß bei allen wasserführenden Hausgeräten eingesetzten freien Luftstrecken Luft in Form feinster Bläschen ansaugen und im maschineneigenen Wassersystem mitführen. Am eingangsseitigen Sieb des Ionenaustauschers, wo sich die Strömungsgeschwindigkeit stark reduziert, koagulieren diese feinsten Luftbläschen zu größeren Blasen, die sich vor dem Sieb stauen. Es wird deshalb vorgeschlagen, diese Luftblasen in der Luftkammer zu sammeln. Das kann in der Weise geschehen, daß das eingangsseitige Sieb des Ionenaustauschers leicht gegenüber der Horizontalen geneigt und als obere Begrenzung des Zulaufraumes angeordnet ist und daß eine an der höheren Siebseite vom Zulaufraum abgehende, vorzugsweise ansteigende Verbindungsleitung unten in die Luftkammer mündet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Zeichnung erläutert, die ein schematisches Schnittbild eines Solebereiters und eines zugehörigen Ionenaustauschers zeigt.

Der Solebereiter (1) ist mit einem Vorratsbehälter (5) durch eine Wasserzuleitung (3) kleineren Durchmessers und mit einem Ionenaustauscher (2) durch eine die Wasserzuleitung umfassende Verbindungsleitung (4) größeren Durchmessers verbunden. Aus dem höher gelegenen Vorratsbehälter (5) wird die zum Regenerieren benötigte Wassermenge mittels eines Ventils (6) abgerufen. Der Ionenaustauscher (2) hat einen Einlaß (7), welchem Rohwasser aus einem nicht dargestellten Wasserleitungsnetz über eine freie Luftstrecke (8) zufließt, und einen Auslaß (9) für das Weichwasser.

Der Solebereiter (1) weist einen Salzvorratsraum (10), eine Zwischenkammer (11) und eine Luftkammer (12) auf. Der Salzvorratsraum (10) hat eine Salzeinfüllöffnung (13), die durch einen Deckel (14) dicht abgeschlossen ist. An die Salzeinfüllöffnung schließt sich nach innen ein Siebkorb (15) an. Die Wasserzuleitung (3) führt über eine Barriere (16) hinweg und durch die Zwischenkammer (11) zu einer Zulauföffnung (17) im unteren Bereich der Trennwand zwischen dem Salzvorratsraum (10) und der Zwischenkammer (11). Die Sole verläßt den Salzvorratsraum (10) durch eine hoch gelegene Auslauföffnung (18) und einen Solekanal (19), in dem ein Rückschlagventil (20) eingebaut ist, und gelangt zu der Verbindungsleitung (4).

Die Luftkammer (12) des Solebereiters (1) geht unten unmittelbar in die Verbindungsleitung (4) über. Ein im unteren Bereich angebrachter Durchlaß (21) verbindet die Luftkammer (12) mit der Zwischenkammer (11) bzw. der Wasserzuleitung (3) und ein im oberen Bereich angebrachter Durchlaß (22) schafft eine Verbindung zum Salzvorratsraum (10). Beide Durchlässe können mittels zweier miteinander verbundener Ventilkörper (23 und 24) gemeinsam geöffnet und geschlossen werden. Diese Ventilkörper stehen über nicht gezeigte Betätigungsorgane mit dem Deckel (14) in funktioneller Verbindung, dergestalt, daß beide Durchlässe (21 und 22) geöffnet sind, wenn der Deckel (14) geöffnet ist und mit dem Schließen des Deckels zwangszweise ebenfalls geschlossen werden.

Der Ionenaustauscher (2) hat einen oben und unten durch flache Siebe (25 und 26) abgeschlossenen Reaktionsraum (27), der mit einer grobkörnigen Tauschermasse gefüllt ist. Das untere Sieb (26) ist gegenüber der Horizontalen leicht geneigt, so daß es nach links ansteigt. Diese Neigung wie auch die räumliche Anordnung und Dimensionierung der Verbindungsleitung (4) ist insofern für die angestrebte Funktion von Bedeutung, als Luftblasen, die sich unter dem Sieb (26) sammeln, die Möglichkeit haben, infolge ihres Auftriebs nach links zu wandern und in die Luftkammer (12) zu gelangen. Unter dem Sieb (26) befindet sich ein Zulaufraum (28), an den links die Verbindungsleitung (4) angeschlossen ist und der über eine Einlaßleitung mit dem Einlaß (7) verbunden ist. Oberhalb des oberen Siebes (25) befindet sich ein Auslaufraum (29) mit dem Weichwasserauslaß (9).

Die beschriebene Vorrichtung hat folgende Wirkungsweise:

Beim Betrieb des Ionenaustauschers (2) zum Zwecke der Wasserenthärtung strömt das am Einlaß (7) eintretende Rohwasser zum Zulaufraum (28), tritt durch das untere Sieb (26) in den Reaktionsraum (27) ein und verläßt diesen wieder durch das obere Sieb (25) und den Auslaß (9). Von Zeit zu Zeit ist eine Regenerierung erforderlich.

Zum Regenerieren wird das Ventil (6) geöffnet. Die im Vorratsbehälter (5) angesammelte Wassermenge strömt durch die Wasserzuleitung (3) ein und drückt durch die Zwischenkammer (11) und die Zulauföffnung (17) in den Salzvorratsraum (10). Solange der Siebkorb (15) Salz enthält, bildet sich hier gesättigte Sole. Entsprechend dem Volumen des eingeströmten Frischwassers wird Sole durch die Auslauföffnung (18), den Solekanal (19) und das in dieser Richtung öffnende Rückschlagventil (20) hindurch zum Zulaufraum (28) gedrückt. Da während der Regenerierung der Einlaß (7) geschlossen ist, strömt die Sole in den Reaktionsraum (27) und verdrängt das dort befindliche Wasser durch den Auslaß (9). Nach einer Vielzahl von Regenerierungsvorgängen ist alles im Siebkorb (15) enthaltene Salz gelöst, so daß die Sättigung der Sole im Salzvorratsraum (10) abnimmt. Eine an sich bekannte, nicht dargestellte Kontrollvorrichtung zeigt dann an, daß Salz nachgefüllt werden muß.

Beim Nachfüllen von Salz ist davon auszugehen, daß sich im wesentlichen keine Flüssigkeit in der Luftkammer (12) befindet, der Salzvorratsraum (10) aber bis oben mit Flüssigkeit gefüllt ist. Öffnet man nun den Deckel (14), so werden auch die beiden Durchlässe (21 und 22) geöffnet. Die Luft aus der Luftkammer (12) entweicht durch den oberen Durchlaß (22) und die Salzeinfüllöffnung (13), während gleichzeitig durch den unteren Durchlaß (21) Flüssigkeit nachströmt, so daß das Niveau im Salzvorratsraum (10) sinkt, bis es gleiche Höhe wie dasjenige in der Luftkammer (12) erreicht hat. Dieser Niveauausgleich bringt es mit sich, daß gesättigte oder doch hochprozentige Salzlösung aus dem Salzvorratsraum (10) in die Zwischenkammer (11) übertritt, während das dort befindliche frische oder jedenfalls sehr wenig salzhaltige Wasser in die Luftkammer (12) übertritt. Wenn nun Salz in den Siebkorb (15) eingefüllt wird setzt sich diese Flüssigkeitsverlagerung fort und das Niveau im Salzvorratsraum (10) und in der Luftkammer (12) steigt bis oben an. Es tritt jedoch keinesfalls Flüssigkeit über den Rand der Salzeinfüllöffnung (13). Jetzt wird der Deckel (14) wieder aufgesetzt und verschlossen. Damit schließen die Ventilkörper (23 und 24) auch die Durchlässe (21 und 22) wieder.

Beim ersten Regeneriervorgang, der auf das Nachfüllen von Salz folgt, schiebt das durch die Wasserzuleitung (3) einströmende Frischwasser die in der Zwischenkammer (11) gespeicherte Sole wieder in den Salzvorratsraum (10) zurück. Dieses Salzquantum ist also nicht verloren, sondern wird wieder seiner Zweckbestimmung als Regeneriermedium zugeführt.

Die Luftkammer (12) ist jetzt zunächst mit frischem oder kaum salzhaltigen Wasser gefüllt. Während der sich nun anschließenden Arbeitsperioden des Ionentauschers (2) wird jedoch die Luftkammer (12) langsam wieder belüftet bzw. von Flüssigkeit entleert. Es wurde schon erwähnt, daß freie Luftstrecken die Eigenschaft haben, je nach Bauart dem Wasserstrom mehr oder weniger Luft zuzusetzen. Ggf. kann der Fachmann dieses Verhalten in gewissen Grenzen absichtlich herbeiführen. Infolge dessen bilden sich im Zulaufraum (28) und in Strömungsrichtung vor dem Einlaßsieb (26) Luftblasen, weil hier die Strömungsgeschwindigkeit stark abnimmt und die sich bildenden Luftblasen infolge ihrer Oberflächenspannung nicht durch das feinmaschige Sieb wollen. Die Luftblasen gehen deshalb den leichteren Weg, folgen dem ansteigenden Sieb nach links und gelangen schließlich in die Luftkammer (12), in dessen oberem Abschnitt sie sich nach Art einer Luftfalle sammeln. Dieser Prozeß setzt sich im Laufe der Zeit fort, so daß schließlich, wenn das Salz wieder verbraucht ist, der Flüssigkeitsstand in der Luftkammer (12) bis unten abgesunken ist.

Die Erfindung eignet sich für integrierte Solebereiter, die einen Bestandteil einer kompakten Wasserenthärter- Baueinheit bilden oder mit einer Vorrichtung zur Regenerierdosierung und den verschiedensten weiteren Komponenten zusammengebaut sind. Andererseits ist die Erfindung aber auch bei Solebereitern anwendbar, die als getrennte Komponente ausgebildet sind und durch montierbare Leitungsverbindungen an einen Ionenaustauscher oder eine diesen enthaltende Baueinheit angeschlossen sind. In jedem Falle werden die Arbeitsumstände beim Nachfüllen von Salz sichtbar verbessert und im Laufe der Zeit erhebliche Salzmengen eingespart und dadurch die Umwelt entlastet.

•  1 Solebereiter
   2 Ionenaustauscher
   3 Wasserzuleitung
   4 Verbindungsleitung
   5 Vorratsbehälter
   6 Ventil
   7 Einlaß
   8 freie Luftstrecke
   9 Auslaß
  10 Salzvorratsraum
  11 Zwischenkammer
  12 Luftkammer
  13 Salzeinfüllöffnung
  14 Deckel
  15 Siebkorb
  16 Barriere
  17 Zulauföffnung
  18 Auslauföffnung
  19 Solekanal
  20 Rückschlagventil
  21 Durchlaß, unten
  22 Durchlaß, oben
  23 Ventilkörper
  24 Ventilkörper
  25 Sieb
  26 Sieb
  27 Reaktionsraum
  28 Zulaufraum
  29 Auslaßraum

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Bereitung von Sole zum Regenerieren eines Ionenaustauschers, insbesondere für Geschirrspül- und Waschmaschinen, mit einem Salzvorratsraum, der oben eine Salzeinfüllöffnung mit einem abdichtenden Deckel sowie vorzugsweise unten eine Zulauföffnung für Wasser und vorzugsweise oben eine Auslauföffnung für Sole aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Nachfüllen von Salz der Flüssigkeitsspiegel im Salzvorratsraum (10) so weit abgesenkt wird, daß keine Flüssigkeit überläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Wasserzuleitung (3) und einer Zulauföffnung (17) eine Zwischenkammer (11) vorgesehen ist, daß ferner eine Luftkammer (12) vorgesehen ist, die unten einen Durchlaß (21) zur Zwischenkammer (11) und oben einen Durchlaß (22) zum Salzvorratsraum (10) hat, daß mittels des Deckels (14) betätigbare Verschlußkörper (23, 24) diese Durchlässe der Deckelstellung entsprechend schließen oder öffnen und daß Vorkehrungen getroffen sind zum Belüften und zum Entnehmen von Wasser aus der Luftkammer (12) durch wenigstens eine weitere Öffnung (4) derselben.

3. Wasseraufbereitungssystem mit einem Solebereiter nach Anspruch 2 und einem Ionenaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkammer (12) mit dem Zulaufraum (28) vor dem eingangsseitigen Sieb (26) des Ionenaustauschers (2) so verbunden ist, daß sie für dort ankommende Luftblasen eine Luftfalle bildet.

4. Wasseraufbereitungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eingangsseitige Sieb (26) des Ionenaustauschers (2) leicht gegenüber der Horizontalen geneigt und als obere Begrenzung des Zulaufraumes (28) angeordnet ist und daß eine an der höheren Siebseite vom Zulaufraum (28) abgehende Verbindungsleitung (4) unten in die Luftkammer (12) mündet.