DE4019351A1 - Vakuumventil, insbesondere zur chlorgasdosierung in trinkwasseraufbereitungsanlagen - Google Patents

Description

Das Vakuumventil, insbesondere zur Chlorgasdosierung in Trinkwasseraufbereitungsanlagen, ist in stationären und fahrbaren Trinwasseraufbereitungsanlagen einsetzbar. Darüber hinaus können mit der erfindungsgemäßen Lösung beliebige andere Gase in den gewünschten Lösungsmitteln in Lösung gebracht werden bzw. kann die erfindungsgemäße Lösung auch in Schwimmbädern, Fleischverarbeitungsbetrieben oder Papierherstellungsbetrieben zur Chlorgasdosierung bei der Wasseraufbereitung eingesetzt werden.

Das Dosieren und Mischen von Flüssigkeiten und Gasen mit Hilfe eines Vakuums ist seit langem bekannt. Bei der Trinkwasseraufbereitung wird speziell zur Bekämpfung von Bakterien und zur Vermeidung von Algenwachstum Chlor zugegeben.

Das Vakuumventil mit Sperreinrichtung nach DD-WP 52 593, IPK F16K31/12, entriegelt mittels einer zusätzlichen Hilfsenergie, im Anwendungsfall wird dazu der Treibwasserdruck ausgenutzt, zunächst ein Nadelventil. Erst danach kann das Vakuum des Injektors eine Vakuummembran anziehen und über deren Gestänge den Dichtkegel des Nadelventils von der Kegel-Dichtfläche abheben. Das bedingt, daß diese Hilfsenergie zusätzlich an das Vakuumventil herangeführt werden muß. Nach unseren Kenntnissen blieb diese Lösung papierner Stand der Technik, da durch diese Lösung ein Absperrventil oder das Nachspannen der Feder wegfallen sollte. Nachteilig ist auch die Regulierung der Gasmenge indirekt über die Spannung der Vakuummembran mittels Handrad und Feder.

Die Weiterentwicklung der Technik wird durch die Anwendung von Kegelventilen in Chlorgasdosiergeräten geprägt.

Das Chlorgasdosiergerät "Advance" Serie 200 wird in der Firmenschrift der DUNAMANTI REGIONALIS VIZMÜ ES VIZGAZDALKODASI VALLALAT vorgestellt. Das Brauchwasser durchströmt mit großer Geschwindigkeit den Injektor, wodurch das Vakuum entsteht, welches im Injektor das Membranventil mit Gegendruckfeder öffnet. Nachdem das Membranventil mit Gegendruckfeder geöffnet ist, kann das Vakuum zum tankmontierten Vakuumregulator gelangen. Dieses Vakuum öffnet durch die Vermittlung der Gegendruckmembran das Chlorgaseinlaßsicherheitsventil und die Gasströmung beginnt. Das Chlorgas tritt in den Vakuumregulatorteil ein. Das Vakuum wird an dieser Stelle durch die Gegendruckmembran reguliert. Das Gas durchströmt in Richtung des Injektors den Mengenzähler und das Steuerventil.

Ähnlich wirkt gemäß Firmenschrift das Chlorgasdosierungssystem "Proco" des VEB Orbitaplast, Betriebsteil Osternienburg, Abteilung Chlorapparatebau. Beiden ist gemeinsam, daß ein Kegelventil mit Verlängerung des Dichtkegels innerhalb der Dosieröffnung angewendet wird. Das bedingt bei gleichem Durchlaßquerschnitt gegenüber einem Nadelventil, dessen Dichtkegel von außen über die Kegel-Dichtfläche auf die Dosieröffnung wirkt, ohne daß die Dichtkegelverlängerung innerhalb der Dosieröffnung angeordnet ist, eine größere Dichtfläche, was zwangsläufig zur Vergrößerung der Steuermembran und der Kraft der gegenwirkenden Schließfeder führen muß. Je größer die geforderte Dosierleistung, desto größer werden die im Wechselspiel befindlichen Kräfte und Gegenkräfte der Steuermembran und der gegenwirkenden Schließfeder gewählt werden müssen. Auch mechanische Verunreinigungen können selbst bei voller Öffnung nicht ungehindert passieren, da sie den Dichtkegel und seine Verlängerung umströmen müssen. Bei beiden Lösungen ist ein separates Mengendosierventil vorgesehen.

Ziel der Erfindung ist ein Vakuumventil, insbesondere zur Chlorgasdosierung in Trinkwasseraufbereitungsanlagen, mit einer Verringerung der Baugröße und/oder der zur Anwendung kommenden Kräfte bei gleichzeitiger Erhöhung der Betriebssicherheit und Erreichung der Dosierleistung schon im Anfahrzustand.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vakuumventil, insbesondere zur Chlorgasdosierung in Trinkwasseraufbereitungsanlagen, zu schaffen, das bei Verringerung der im Wechselspiel befindlichen Schließ- und Öffnungskräfte eine Verringerung der Dichtfläche, eine verbesserte Schließfähigkeit, sowie eine ungehinderte Durchflußfähigkeit bei maximaler Öffnung ermöglicht und dabei für funktionsbestimmende Einzelteile die Korrosionsgefahr wesentlich senkt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer Vakuumkammer ein bekanntes Nadelventil mit einer bekannten Schließfeder und einer bekannten belüfteten Steuermembran angeordnet ist, wobei die Steuermembran in einer Verzweigung einer Vakuumleitung angeordnet ist, daß eine erste Sperrmembran zwischen einem Dichtkegel und der im belüfteten Teil der Vakuumkammer befindlichen Schließfeder und eine zweite Sperrmembran zwischen einem außerhalb der Vakuumkammer befindlichen Stellglied und einem Gestänge des Nadelventils angeordnet ist und daß das Stellglied sowohl zur Dosierung der Gasmenge als auch zur Havarieabsperrung mit dem Dichtkegel des Nadelventils in direkter Wirkverbindung steht.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 eine geschnittene Prinzipzeichnung.

Eine Vakuumkammer ist mit einer Chlorgaseintrittsöffnung 0 und einer Vakuumleitung 1 verbunden. Zwischen der Chlorgaseintrittsöffnung 0 und einem Zweig der Vakuumleitung 1 befindet sich ein Nadelventil, bestehend aus einer Kegel- Dichtfläche 2 und einem Dichtkegel 3. In einer weiteren Verzweigung der Vakuumleitung 1 ist eine über einen Kontrollabschluß 9 belüftete und auf Dichtheit prüfbare Steuermembran 7 angeordnet. Beide Zweige der Vakuumleitung 1 sind durch eine erste Sperrmembran 5 gegen den belüfteten Raum hinter der Steuermembran 7 und durch eine zweite Sperrmembran 6 gegen ein Stellglied 8 abgesperrt. Im belüfteten Raum hinter der Steuermembran 7 ist eine Schließfeder 4 angebracht.

Der Chlorungsteil einer Trinkwasseraufbereitungsanlage besteht aus einem Injektor mit Treibwasseranschluß, Vakuumleitung 1 und Chlorwasserausgang zur Dosierungsstelle. In der Vakuumleitung 1 sind üblicherweise ein Rückschlagventil und eine Durchflußmeßeinrichtung dem erfindungsgemäßen Vakuumventil vorgeordnet. Dieses ist über die Chlorgaseintrittsöffnung 0 mit üblichen Chlorvorratsbehältern verbunden.

Das durch den Injektor erzeugte Vakuum liegt über die Vakuumleitung 1 in beiden Zweigen der Vakuumleitung 1 in der Vakuumkammer an. Es bewirkt gegen die Kraft der Schließfeder 4, der ersten Sperrmembran 5 und der zweiten Sperrmembran 6 eine Bewegung der Steuermembran 7 und damit über das Gestänge des Nadelventils ein Öffnen des Nadelventils. Mittels des integrierten Stellgliedes 8 erfolgt sowohl die Mengendosierung des Chlorgases als auch im Störfall die Schließung des Nadelventils. Das Stellglied 8 wirkt direkt auf das Gestänge des Nadelventils und wird im Anwendungsfall elektromotorisch von einem Punkt außerhalb des gasgefährdeten Raumes betätigt.

Die Steuermembran 7 ist so dimensioniert, daß die Kräfte der Schließfeder 4, der ersten Sperrmembran 5 und der zweiten Sperrmembran 6 durch das im Betriebszustand anliegenden Vakuum mit Sicherheit überwunden werden. Wiederum ist die Federkraft der Schließfeder 4 so gewählt, daß beim Absinken des Vakuums unter den Betriebszustand, z. B. durch Schäden in der Vakuumleitung oder Ausfall des Injektortreibwassers, das Nadelventil schließt. Durch die Verringerung der Berührungsfläche zwischen der Kegel- Dichtfläche 2 und dem Dichtkegel 3 für den benötigten freien Durchlaßquerschnitt erfolgt das Wechselspiel der Öffnungs- und Schließkräfte mit absolut geringeren Einzelkräften als beim Stand der Technik, das heißt bei geringerer Kraft der Schließfeder 4 ist durch ein geringeres Vakuum bereits das Abheben des Dichtkegels 3 von der Kegel-Dichtfläche 2 und damit der Betriebszustand erreicht. Diese positive Wechselwirkung reicht bis zur Verkleinerung des Injektors oder des Treibwasserdruckes zur Erzeugung des Vakuums und damit zu Energie- und/oder Materialeinsparung durch die insgesamt verkleinerte Ausführung.

Durch die Anordnung der Schließfeder 4 über die erste Sperrmembran 5 direkt hinter dem Dichtkegel 3 des Nadelventils wirkt die Schließkraft unmittelbar auf den Dichtkegel 3. Andererseits wird durch die Anordnung der Schließfeder 4 im belüfteten chlorfreien Teil der Vakuumkammer der Einsatz weniger korrosionsbeständiger Werkstoffe möglich; statt Tantallegierungen kann auf billigere Edelstahllegierungen zurückgegriffen werden.

Bezugszeichenliste

0 Chlorgaseintrittsöffnung
1 Vakuumleitung
2 Kegel-Dichtfläche
3 Dichtkegel
4 Schließfeder
5 erste Sperrmembran
6 zweite Sperrmembran
7 Steuermembran
8 Stellglied
9 Kontrollanschluß

Claims (1)

1. Vakuumventil, insbesondere zur Chlorgasdosierung in Trinkwasseraufbereitungsanlagen, mit einem Nadelventil, einer Schließfeder und einer belüfteten Steuermembran in einer Vakuumkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermembran (7) in einer Verzweigung einer Vakuumleitung (1) angeordnet ist, daß eine erste Sperrmembran (5) zwischen einem Dichtkegel (3) und der im belüfteten Teil der Vakuumkammer befindlichen Schließfeder (4) und eine zweite Sperrmembran (6) zwischen einem außerhalb der Vakuumkammer befindlichen Stellglied (8) und einem Gestänge des Nadelventils angeordnet ist und daß das Stellglied (8) sowohl zur Dosierung der Gasmenge als auch zur Havarieabsperrung mit dem Dichtkegel (3) des Nadelventils in direkter Wirkverbindung steht.