DE4015983A1

DE4015983A1 - Druckhalteventil mit pulsationsdaempfer

Info

Publication number: DE4015983A1
Application number: DE4015983A
Authority: DE
Inventors: Dieter Bliesener
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-05-18
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1991-11-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckhalteventil mit Pulsationsdämpfer und ist vorgesehen für Wasserentsalzungsanlagen, die nach dem Prinzip der Umge kehrten Osmose arbeiten und mit Kolbenpumpen betrieben werden.

Es ist bekannt, den Betriebsdruck bei Umkehr-Osmoseanlagen mit Hilfe von festeinstellbaren oder regelbaren Druckhalteventilen einzustellen bzw. zu regeln. Fest einstellbare Druckhalteventile werden mit Hilfe einer Gewin despindel von Hand eingestellt und regelbare Druckhalteventile werden mit Hilfe eines elektromagnetischen Stellventiles eingestellt. Bei Umkehr-Os moseanlagen, die mit einer Kolbenpumpe betrieben werden, ist es üblich, die durch die Kolbenpumpe verursachten Druckpulsationen mit Hilfe eines in der Druckleitung der Kolbenpumpe angeordneten Gasblasenspeichers zu dämpfen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Umkehr-Osmoseanlagen, die mit einer Kolbenpumpe betrieben werden, die Pulsationsdämpfung und die Regelung des Betriebsdruckes in einem Element zusammenzufassen und zu vereinfachen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Druckhalteventil mit Pulsationsdämpfer gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Das Druckhalteventil mit Pulsationsdämpfer kann weiter ausgestaltet sein entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 2 bis 5.

Die mit dieser Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß der für den maximalen Betriebsdruck der Umkehr-Osmoseanlage von 80×10⁵ Pa aus zulegende, in der Druckleitung der Kolbenpumpe üblicherweise angeordnete Pulsationsdämpfer entfallen und ersetzt werden kann durch z. B. einen für den niedrigeren Betriebsdruck eines Druckluftnetzes von 6×10⁵ Pa auszu legenden Pulsationsdämpfer, der auf das Drosselelement eines Druckhalte ventiles einwirkt und dessen Fülldruck auf einfache Weise mit Hilfe von zwei Durchgangsmagnetventilen einstellbar und regelbar ist, und der damit auch das für die Regelung des Betriebsdruckes der Umkehr-Osmoseanlage bis her übliche, technisch aufwendige elektromagnetische Stellventil erübrigt.

Mit dem entfallenden Pulsationsdämpfer, der üblicherweise als Blasen speicher ausgebildet und mit Stickstoff gefüllt ist, entfällt auch die Notwendigkeit zur Wartung dieses Pulsationsdämpfers und damit die Bereit stellung von Stickstoff und einer speziellen Füllvorrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung (Fig. 1) darge stellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines Druckhalteventils mit Pulsa tionsdämpfer sowie dessen Anordnung in einer vereinfacht schematisch dargestellten Umkehr-Osmoseanlage.

Das Druckhalteventil mit Pulsationsdämpfer besteht aus einem Gehäuseun terteil (1) und einem Gehäuseoberteil (2), die über Flansche (3) und (4) miteinander verbunden sind. Zwischen den Flanschen (3) und (4) ist eine elastische Membran (5) eingespannt, die Gehäuseunterteil (1) und Gehäuse oberteil (2) gegeneinander und nach außen abdichtet. lm Gehäuseoberteil (2) ist eine Druckfeder (6) angeordnet, die sich einerseits auf der Membran (5) und andererseits auf dem Boden des Gehäuseoberteils (2) abstützt. Das Gehäuseunterteil (1) weist in axialer Richtung eine Eintrittsbohrung (7) und rechtwinklig dazu eine Austrittsbohrung (8) auf. Die Eintritts bohrung (7) ist auf der Innenseite des Gehäuseunterteiles (1) mit einem kegelförmigen Sitz (9) versehen. Zwischen dem kegelförmigen Sitz (9) und der Unterseite der elastischen Membran (5) befindet sich ein in dem Ge häuseunterteil (1) geführtes Drosselelement (10), das einerseits mit einem Dichtkegel (11) und andererseits mit einer Stützplatte (12) versehen ist.

Der Innenraum des Gehäuseoberteiles (2) ist durch eine Leitung (13) mit einer Druckluftanlage (14) verbunden. In der Leitung (13) sind ein Durchgangsmagnetventil (15) und ein Druckregelventil (16) angeordnet. Ein zweites Durchgangsmagnetventil (17) ist über ein T-Stück (18) an die Leitung (13) zwischen dem Gehäuseoberteil (2) und dem Durchgangsmagnet ventil (15) angeschlossen. Die Durchgangsmagnetventile (15) und (17) können von Hand und elektromagnetisch betätigt werden.

Das Druckhalteventil mit Pulsationsdämpfer (1, 2) ist mit seiner Ein trittsbohrung (7) an die Druckleitung (19) einer Kolbenpumpe (20) ange schlossen. In der Druckleitung (19) zwischen der Kolbenpumpe (20) und dem Druckhalteventil mit Pulsationsdämpfer (1, 2) befindet sich ein Mem branmodul (21) mit einer Umkehr-Osmosemembran (22) und einer Leitung (23).

Im folgenden wird noch kurz die Arbeitsweise des Druckhalteventils mit Pulsationsdämpfer in einer Umkehr-Osmoseanlage beschrieben: Die Kolbenpumpe (20) fördert, je nach ihrer Kolbenzahl, in einem mehr oder weniger schwankenden Förderstrom Rohwasser (Meerwasser) an einer Umkehr-Osmosemembran (22) vorbei. Der Förderdruck liegt, abhängig von dem Salzgehalt und der Temperatur des Rohwassers, zwischen 30×10⁵ Pa und 80×10⁵ Pa.

Ein Teil des geförderten Rohwassers tritt dann als Produktwasser (Süß wasser) durch die für gelöste Salze undurchlässige Umkehr-Osmosemembran (22) und fließt über die Leitung (23) ab.

Das im Salzgehalt aufkonzentrierte restliche Rohwasser fließt weiter zur Drosselstelle des Druckhalteventils mit Pulsationsdämpfer (1, 2), die gebildet wird mit dem kegelförmigen Sitz (9) des Gehäuseunterteils (1) und dem Dichtkegel (11) des Drosselelementes (10). Nach dem Passieren der Drosselstelle fließt das aufkonzentrierte Rohwasser über die Austritts bohrung (8) ins Meer zurück.

Das Drosselelement (10) wird über eine elastische Membran (5) mit Druckluft belastet. Zusätzlich ist eine relativ schwache Druckfeder (6) wirksam. Durch diese Druckfeder (6) wird auch bei stehender Kolbenpumpe (20) und einem Ausfall von Druckluft der Dichtkegel (11) des Drosselelementes (10) gegen den kegelförmigen Sitz (11) gedrückt und auf diese Weise ein leerlaufen der Umkehr-Osmoseanlage verhindert. Die Höhe des Druckes im Gehäuseober teil (2), welche die Höhe des Druckes vor der Umkehr-Osmosemembran (22) bestimmt, wird über die von Hand oder elektrisch zu betätigenden Durch gangsmagnetventile (15) und (17) eingestellt. Wird das Durchgangsmagnet ventil (15) in Durchflußstellung gebracht, so erhöht sich der Druck im Gehäuseoberteil (2), wird dagegen das Durchgangsmagnetventil (17) in Durchflußstellung gebracht, so sinkt er.

Die maximale Höhe des Druckes im Gehäuseoberteil (2) wird durch das Druck regelventil (16) begrenzt, so daß auch der Förderdruck der Kolbenpumpe (20) begrenzt ist und die Umkehr-Osmoseanlage vor Überdruck gesichert ist. Die Mengenschwankung des von der Kolbenpumpe (20) geförderten Rohwassers führt aufgrund der Elastizität der auf die Membran (5) und das Drossel element (10) wirkenden Druckluft zu einer hin- und herschwingenden Bewe gung der elastischen Membran (5) und des Drosselelementes (10) und zu einer periodischen Veränderung des Drosselquerschnittes. Dadurch werden gegenüber einer festen Einstellung des Drosselelementes (10) die mit der Fördermengenschwankung der Kolbenpumpe (20) verbundenen Druckschwan kungen (Pulsationen) gedämpft.

Claims

1. Druckhalteventil mit Pulsationsdämpfer, gekennzeichnet durch ein Drosselelement, das einseitig durch Gasdruck belastet wird.

2. Druckhalteventil mit Pulsationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement einseitig durch Druck luft belastet wird.

3. Druckhalteventil mit Pulsationsdämpfer und Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck mit Hilfe einer Membran auf das Drosselelement übertragen wird.

4. Druckhalteventil mit Pulsationsdämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Gasdruckes mit Hilfe von Durchgangsmagnetventilen geregelt wird.

5. Druckhalteventil mit Pulsationsdämpfer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement zusätzlich durch eine Druckfeder belastet wird.