DE4227135A1

DE4227135A1 - Ventilsystem für eine Ionenaustauscheranlage

Info

Publication number: DE4227135A1
Application number: DE4227135A
Authority: DE
Inventors: Hansjoerg Dipl Ing Schuler; Peter Dipl Ing Stallmann; Walter Kuehn
Original assignee: Judo Wasseraufbereitung GmbH
Current assignee: Judo Wasseraufbereitung GmbH
Priority date: 1992-08-17
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2012-08-18
Also published as: DE4227135C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventilsystem für eine Ionentauscher anlage mit mindestens einem mit Ionentauscherharz gefüllten Behälter, durch den im Betrieb der Anlage Volumenströme mit zu behandelnder oder behandelter Flüssigkeit oder Regeneriermittel lösung zur Regeneration von verbrauchtem Ionenaustauscherharz fließen, insbesondere für Wasserenthärtungsanlagen im Haushalts bereich, welches Ventilsystem ein Paar von relativ zueinander um eine gemeinsame Achse drehbare Schreiben umfaßt, die jeweils eine sehr glatte, ebene Dichtfläche und eine Rückseite mit Haupt- und Nebenanschlüssen aufweisen, welche über Dichtungen mit Zu- und/oder Abflußleitungen für zu behandelnde oder be handelte Flüssigkeit oder für Regeneriermittellösung verbunden sind, wobei mindestens eine der beiden Scheiben von der Dicht fläche zur Rückseite verlaufende Durchgangsöffnungen und minde stens eine Scheibe im wesentlichen parallel zu einer Scheiben seite verlaufende, nutenartige, zu einer Scheibenoberfläche hin offene Kanäle aufweist, und wobei die beiden Scheiben mit ihren jeweiligen Dichtflächen aufeinanderliegend angeordnet sind.

Ein solches Ventilsystem ist aus der EP 0 184 773 A2 bekannt. Die Druckschrift offenbart eine Ionenaustauscheranlage mit zwei im Pendelbetrieb alternativ betreibbaren, separat regene rierbaren Harzbehältern, die jeweils ein jedem Harzbehälter zugeordnetes Keramikscheibenpaar zur Ventilsteuerung aufweist, wobei die Keramikscheibenpaare neben reinen Pilotventilfunktio nen auch Hauptventilfunktionen übernehmen, indem sie - aller dings lediglich kleine - Volumenströme schalten.

Ionentauscheranlagen in der Hauswassertechnik, insbesondere Enthärtungsanlagen, werden z. B. als Einsäulenanlagen ausgeführt, d. h. während der Regeneration des einzigen Harzbehälters steht nur unbehandeltes Wasser, bei einem Enthärter also Hartwasser, zur Verfügung. Eine wesentliche Weiterentwicklung stellen die sogenannten Pendel- oder Doppelanlagen dar, wie sie beispiels weise aus der oben genannten EP 0 184 773 A2 bekannt sind. Hier werden zwei Harzbehälter abwechselnd betrieben: Während der eine Behälter in Betrieb ist, wird das Harz des anderen Behälters regeneriert oder der andere Behälter ist in Warte stellung. Ist das Harz des ersten Behälters erschöpft, dann wird es regeneriert und der zweite Behälter geht ans Netz. So ist ständig eine Bereitstellung von behandeltem Wasser gewähr leistet. Der Nachteil bei dieser Anordnung ist, daß eine Viel zahl von Ventilen erforderlich ist. Diese Ventile müssen dem Regenerationsablauf entsprechend geschaltet werden.

Ein anderer Weg wird in der EP 0 423 923 A1 aufgezeigt. Hier wird eine sogenannte Parallelanlage beschrieben, bei der die beiden Behälter so dimensioniert sind, daß sie im Parallelbe trieb den angegebenen Nenndurchfluß ermöglichen und den zuläs sigen Druckverlust entsprechend DIN 19636 nicht überschreiten. Das bedeutet, daß der einzelne Behälter kleiner und damit kostengünstiger dimensioniert werden kann als bei einer Pendel anlage. Zur Regeneration geht ein Behälter vom Netz und der verbleibende übernimmt während der Regenerationszeit die Weich wasserversorgung. Die ventiltechnische Steuerung derartiger parallel betriebener Anlagen ist jedoch noch aufwendiger als diejenige der oben beschriebenen Pendelanlagen.

Eng mit der Steuerung einer Ionentauscheranlage, insbesondere bei Enthärtungsanlagen in der Hauswassertechnik, ist naturgemäß das verwendete Ventilsystem verbunden. In der Regel werden Membranventile oder Kolbenventile verwendet, die mit einer Nockenscheibe, einer Nockenwelle oder einem Paar von (Keramik) scheiben, auf denen ein zyklischer Steuerprogrammablauf fest gelegt ist, mechanisch oder hydraulisch betrieben werden. Ein (Keramik)scheibenpaar als Pilotventileinheit wird in der US 3,891,552 A1 beschrieben. Durch die Verwendung eines solchen (Keramik)scheibenpaares als Pilotventileinheit läßt sich eine kompakte Baugröße erreichen.

Einen Schritt weiter geht die eingangs zitierte EP 0 184 773 A2. Hier übernimmt ein (Keramik)scheibenpaar nicht nur die Pilotventilfunktion für die eigentlichen Ventile, sondern es übernimmt für das Treibwasser und die Regeneriersole direkt die Hauptventilfunktion. Im DE-GM 77 33 903 ist letztendlich ein Einfachstenthärter dargestellt, bei dem alle Ventilfunktionen mit einem Scheibenpaar direkt realisiert werden.

Allen oben genannten Anlagen, die (Keramik)scheibenpaare ver wenden, ist gemein, daß der Scheibendurchmesser und damit das für den Scheibenantrieb erforderliche Drehmoment mit der Anzahl der Ventilfunktionen und dem jeweils durchzusetzenden Volumen strom zunimmt. Daher beschränken sich die EP 0 184 773 A1 sowie die US 3,891,552 A1 auf die Pilotventilfunktion bzw. kleine, zu schaltende Volumenströme mit Hilfe der (Keramik)scheiben paare. Im DE-GM 77 33 903 werden zwar alle Ventilfunktionen mit dem Scheibenpaar realisiert, es handelt sich jedoch um eine sehr einfache Einsäulenanlage mit entsprechend wenigen Steuerventilen.

Das Problem bei den bisher für Ventilfunktionen verwendeten (Keramik)scheibenpaaren besteht darin, daß mit steigender Anzahl an Ventilfunktionen und mit größer werdendem Volumenstrom, d. h. wachsendem erforderlichen freien Ventilquerschnitt, der Scheibendurchmesser immer weiter zunimmt. Mit steigendem Durch messer wächst jedoch das für den Scheibenantrieb erforderliche Drehmoment und damit neben der erforderlichen Antriebsleistung für die Ventilscheiben auch die Größe sowie der Preis des An triebselementes. Ebenso wachsen die Kosten für die (Keramik) scheibenpaare mit deren Durchmesser stark an, da die exakte Be- und Verarbeitung größerer Keramikstücke technisch schwierig ist.

Daher erschien es aus wirtschaftlichen Gründen bisher nicht sinnvoll, bei Ionenaustauscheranlagen mit mehr als einem Harz behälter alle für einen Behälter relevanten Ventilfunktionen auf einem (Keramik)scheibenpaar unterzubringen. Man kennt le diglich (Keramik)scheibenpaare in den sogenannten Einhebel mischarmaturen für große Durchsätze (bis ca. 2000 l/h) und die in der EP 0 184 773 A2 beschriebene Anordnung für kleine Volumenströme (bis ca. 50 l/h) bzw. Pilotventilfunktionen.

Der Platzbedarf auf den (Keramik)scheiben steigt mit der Anzahl der wahrzunehmenden Ventilfunktionen überproportional an, da die Scheiben in einzelne Kreisbahnen und Kreissektoren aufgeteilt werden müssen, um eine Fehlfunktion, also das Verbinden von nicht zusammengehörenden Kanälen zu verhindern.

Ursache hierfür ist der bisherige Aufbau derartiger Scheiben ventile.

Jeder der beiden zueinander gehörenden Scheiben hat eine sehr glatte, ebene Dichtseite und eine Rückseite, die über konventio nelle Dichtungen mit den dazugehörigen Zu- oder Abflußleitungen verbunden ist. Die beiden Scheiben werden derart zueinander angeordnet, daß ihre glatten Dichtflächen aufeinanderliegen. In der Regel ist eine der beiden Scheiben fest angeordnet und die andere Scheibe dreht sich, von einem Antrieb angetrieben, um ihre axiale Zylinderachse relativ zur fixierten Scheibe. In unterschiedlichen Drehwinkeln, d. h. in unterschiedlichen Winkel- Positionen der Scheiben zueinander, werden unterschiedliche Öffnungen und Kanäle der beiden Scheiben miteinander verbunden. Auf diese Weise wird die Ventilfunktion realisiert. Bei einer vollen Umdrehung der beweglichen Scheibe (Drehung um 360°) werden alle auf dem Scheibenpaar integrierten Ventilfunktionen einmal geschaltet. Dies bedeutet jedoch auch, daß alle zu re alisierenden Ventilfunktionen in der richtigen Reihenfolge, mit den erforderlichen Mindestdurchflußöffnungen und ohne die Herstellung von nicht zulässigen Verbindungen zwischen ver schiedenen Zu- und Abflußleitungen auf den Scheiben unterge bracht werden müssen.

Unter einer "Kreisbahn" wird im folgenden ein konzentrischer Kreis um die Drehachse auf einer den beiden Scheiben verstanden, der von einem Punkt (z. B. einem lochförmigem Durchbruch) auf der anderen Scheibe bei einer vollen relativen Drehung der beiden Scheiben um 360° überstrichen wird. Entsprechend defi nieren ausgedehntere Ausnehmungen wie Kanäle auf der einen Scheibe "Kreisringe" auf der anderen Scheibe, wobei der innere und der äußere Radius des Kreisrings dem kleinsten bzw. größten radialen Abstand der entsprechenden Ausnehmung vom Mittelpunkt der anderen Scheibe entspricht.

Es gibt prinzipiell drei verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten der Scheiben, um Ventilfunktionen zu realisieren:

1. Durchgangsöffnungen durch eine Scheibe von der Dichtfläche zur Rückseite.
2. Kanäle auf der Dichtfläche einer Scheibe. Hiermit können direkt benachbarte Kreisbahnen miteinander verbunden wer den.
3. Kanäle auf der Scheibenrückseite, um über Durchgangsöff nungen nicht benachbarte Kreisbahnen miteinander zu ver binden.

Beiden Kanaltypen ist gemein, daß die hergestellte Kreisbahn verbindung über den gesamten Drehwinkel der beweglichen Scheibe von 360° bestehen bleibt, und so die Benutzung einer Kreisbahn in der Regel nur für eine einzige Ventilfunktion möglich ist. Mit der Zunahme der Anzahl an Ventilfunktionen steigt die Anzahl der Kreisbahnen entsprechend. Je weiter eine solche Kreisbahn vom Scheibenmittelpunkt entfernt ist, um so mehr Scheibenfläche wird dafür benötigt. Das bedeutet: Mit einer wachsenden Anzahl von Ventilfunktionen steigt die Scheibenfläche und damit das erforderliche Antriebsdrehmoment und der Scheibenpreis über proportional an. Besonders nachteilig wirken sich hierbei große freie Durchgangsquerschnitte aus, wie sie für geringe Druckver luste im Ventilsystem, bei großen Volumenströmen, erforderlich sind.

Bei den bisher bekannten Scheibenpaaren weist die eine Scheibe nur Durchgangsöffnungen auf und die andere Scheibe hat Durch gangsöffnungen und/oder Kanäle auf der Dichtfläche. Bei diesen bekannten Scheibenausführungen war daher bisher nicht daran zu denken, die Hauptventile auf dem Scheibenpaar zu integrieren. Vielmehr wurden zusätzliche Membran- oder Kolbenventile benö tigt, um große Volumenströme ventiltechnisch zu schalten. Diese Membran- oder Kolbenventile konnten über das Scheibenpaar als Pilotventil lediglich angesteuert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, ein Ventilsystem für Ionenaustauscheranlagen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auch für große Volumenströme keine zusätzlichen Membran- oder Kolbenventile zur Lenkung der durch einen Harzbehälter fließenden Hauptströme erforderlich sind.

Diese bisher nicht erreichbar erscheinende Aufgabe wird erfin dungsgemäß ebenso einfach wie kostengünstig dadurch gelöst, daß beide Scheiben Kanäle aufweisen, daß sämtliche Ventilfunk tionen, nämlich sowohl Steuerfunktionen als auch Hauptventil funktionen zur Lenkung der Volumenströme auf dem einen Schei benpaar integriert sind, und daß mit Hilfe der Scheiben außer dem Arbeitsbetrieb (=Ionenaustauschbetrieb) und dem Besalzungs betrieb, bei dem im Gegen- oder Gleichstromverfahren das Ionen austauscherharz mit Regeneriermittellösung durchströmt wird, auch noch mindestens zwei der drei Betriebsschritte

1. Auswaschen von Regeneriermittelresten aus dem Ionen austauscherharz im Gegen- oder Gleichstromverfahren,
2. Gegenstromrückspülen des Behälters zur Entfernung partikelförmiger Verunreinigungen aus dem Ionenaus tauscherharz,
3. Spülung von Gleichstrom-Erstfiltrat in eine Abfluß leitung

realisiert werden können.

Durch den Einsatz von Kanälen auf den Dichtflächen beider Schei ben, die sich in einer bestimmten Winkel-Position der Scheiben zueinander teilweise überlappen, ist es möglich, in dieser Position zwei oder mehrere nebeneinander liegende Kreisbahnen miteinander zu verbinden. Trägt eine dieser Kreisbahnen einen Durchbruch zur Scheibenrückseite, so kann von dort aus, über einen Kanal auf der Scheibenrückseite zu einer (oder mehreren), nicht direkt neben den oben genannten Kreisbahnen liegenden Kreisbahn(en) "gesprungen" werden. Diese erfindungsgemäße An ordnung, bei der Verbindungen zwischen verschiedenen Kreisbah nen, unabhängig davon, ob sie nebeneinander liegen oder nicht, hergestellt werden können, ohne daß der hierfür benötigte Kanal permanent (also bei der gesamten Umdrehung der drehbaren Scheibe um 360°) vorhanden ist, ermöglicht es, mehrere Ventilfunktionen auf eine Kreisbahn zu legen und dadurch die Scheiben wesentlich kleiner bauen zu können. Hierdurch wird es erst möglich, neben Pilotventilen und Ventilen für kleine Durchsätze auch Ventile für große Durchsätze auf dem Scheibenpaar zu integrieren.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventilsystems ist das Scheibenpaar dergestalt ausgeführt, daß ein einzelner Harzbehälter mit seinem zugehörigen Scheibenpaar als Einsäulen anlage betrieben werden kann. Bei der gleichen oder einer alter nativen Ausführungsform können zwei oder mehr Harzbehälter mit ihrem jeweiligen Scheibenpaar über den Antriebsmechanismus der Keramikscheiben so miteinander gekoppelt werden, daß die Be hälter in Abhängigkeit vom Scheibenantrieb eine Pendelanlage oder eine Parallelanlage bilden. Vorzugsweise sind die Scheiben derart gestaltet, daß die beiden Harzbehälter sowohl eine Pen delanlage als auch - alternativ - eine Parallelanlage bilden können. Hierbei ist anzumerken, daß die Vorzüge des erfindungs gemäßen Ventilsystems bei einer parallel betriebenen Anlage, bei der die beiden Harzbehälter separat regeneriert werden, besonders vorteilhaft zur Geltung kommen. Dadurch reduziert sich nicht nur der durch den einzelnen Harzbehälter fließende Volumenstrom, sondern auch der Volumenstrom, der durch die Hauptvolumenstromventile fließt. Diese Hauptvolumenstromventile (jeweils Zu- und Abflußventil) sind für jeden Behälter in einem dem Behälter zugeordneten Keramikscheibenpaar realisiert. Durch diesen Parallelbetrieb und eine optimierte Anordnung der übrigen Ventilfunktionen gelingt es, mit zwei Scheibenpaaren auszukom men, deren Durchmesser kleiner als 50 mm ist und deren Druck verlust bei einer Anlage mit 2 m³/h Nenndurchfluß entsprechend DIN 19636, kleiner als 0,1 bar ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind auf beiden Scheiben Kanäle auf der jeweiligen Dichtfläche der Scheibe vorgesehen, die sich in einer bestimmten Drehwinkel-Position der Scheiben relativ zueinander zumindest teilweise überlappen, wodurch es möglich ist, in dieser Position zwei oder mehrere nebeneinan derliegende Kreisbahnen miteinander zu verbinden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform trägt eine dieser Kreisbahnen eine Durchgangsöffnung zur Scheibenrückseite, so daß von dort aus über einen Kanal auf der Scheibenrückseite zu einer (oder mehreren) nicht direkt neben den oben genannten Kreisbahnen liegenden Kreisbahn "gesprungen" werden kann. Diese Variante, mit der Verbindungen zwischen verschiedenen Kreis bahnen unabhängig davon, ob sie nebeneinander liegen oder nicht, hergestellt werden können, ohne daß der hierfür benötigte Kanal permanent (also bei der gesamten Umdrehung der drehbaren Schei be um 360°) vorhanden ist, ermöglicht es, mehrere Ventilfunktio nen auf eine Kreisbahn zu legen und dadurch die Scheiben wesent lich kleiner bauen zu können.

An den beiden Scheiben kommen alle den Harzbehälter durchströ menden Volumenströme an bzw. fließen von den Scheiben weg. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Anschlüsse für alle oder zumindest einen Teil der kleinen Volumenströme wie z. B. Regeneriermittellösung, Rückspülwasser oder Abwasser über kurze Kanäle - wenn die Hauptanschlüsse nicht miteinander verbunden sind - direkt mit den betreffenden Hauptanschlüssen verbindbar. Durch diese wahlweise Verbindung verschiedener Anschlüsse miteinander erhält man auf einfachste Weise Mehrwegventile, wodurch sich die Anzahl der für die Ionen austauschersteuerung alternativ erforderlichen Zweiwegeventile deutlich verkleinern läßt. Hierdurch läßt sich der Platzbedarf für die Ventile und damit der Scheibendurchmesser weiter ver ringern.

Die Scheiben des erfindungsgemäßen Ventilsystems bestehen vor zugsweise aus Keramikmaterial. Insbesondere können die beiden Keramikscheiben aus Aluminiumoxid oder aus Siliciumcarbid be stehen, oder es kann eine der beiden Scheiben aus Aluminiumoxid und die andere aus Siliciumcarbid sein.

Bei einer anderen Ausführungsform besteht nur eine der beiden Scheiben aus einem Keramikmaterial, während die andere Scheibe aus Kunststoff oder Metall ist. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Scheibe aus Kunststoff oder Metall als feststehende Scheibe ausgebildet und in den Steuerkopf einer Ionenaustauscheranlage integriert ist.

Bei weiteren Ausführungsformen schließlich können beide Scheiben aus Kunststoff oder aus Metall sein, oder eine der Scheiben ist aus Kunststoff und die andere ist aus Metall.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläu tert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln, für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen:

Fig. 1a eine schematische Draufsicht auf die Dichtfläche einer festen Steuerscheibe sowie einen Schnitt durch die Steuerscheibe längs der Linie A-B;

Fig. 1b eine schematische Draufsicht auf die Rückseite einer festen Steuerscheibe;

Fig. 2a eine schematische Draufsicht auf die Dichtfläche einer drehbaren Steuerscheibe sowie eine Schnittdarstellung durch die drehbare Steuerscheibe längs der im Mittelpunkt der Scheibe geknickten Linie A-B;

Fig. 2b eine schematische Draufsicht auf die Rückseite der drehbaren Steuerscheibe sowie eine Schnittdarstellung durch die drehbare Steuerscheibe längs der Schnitt linie C-D;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Flüssigkeitsströ mungen zwischen den in Fig. 1 und 2 gezeigten Steuer scheiben in Betriebsstellung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Flüssigkeitsströ mungen zwischen den in Fig. 1 und 2 gezeigten Steuer scheiben in einer Besalzungs- und Nachwaschstellung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Flüssigkeitsströme zwischen den in Fig. 1 und 2 gezeigten Steuerscheiben in einer Rückspülstellung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Flüssigkeitsströme zwischen den in Fig. 1 und 2 gezeigten Steuerscheiben in einer Erstfiltrat-Stellung; und

Fig. 7 a) eine Draufsicht und b) eine Seitenansicht des mit dem Antrieb der in Fig. 2 gezeigten drehbaren Steuerscheiben verbundenen Mitnehmers, sowie je eine Schnittansicht des Mitnehmers längs der Linie A-B bzw. C-D.

In den Fig. 1 und 2 sind die beiden Scheiben einer besonders vorteilhaften Ausführungsform dargestellt. Fig. 1 zeigt die Dichtfläche 1 und die Rückseite 13 einer feststehenden Scheibe und Fig. 2 die Dichtfläche 1 und die Rückseite 13 einer dazu passenden drehbaren Scheibe. Die feststehende Scheibe wird über die Ausbuchtungen 14a und 14b im Steuerkopf fixiert. Die drehbare Scheibe wird über einen in Fig. 7 dargestellten, mit dem Antrieb der Scheibe verbundenen Mitnehmer 20, welcher in die nicht durchströmten Scheibendurchbrüche 15a und 15b ein greift, um ihre Zylinderlängsachse gedreht.

In der in Fig. 3 gezeigten Betriebsstellung ist eine mit dem Rohwasser verbundene Durchgangsöffnung 2 mit einer zum Harz behälter führenden Durchgangsöffnung 4 (Behälterzulauf) ver bunden. Das vom Harzbehälter kommende behandelte Wasser strömt über eine mit dem Behälter verbundene Durchgangsöffnung 5 zu einer einer Durchgangsöffnung entsprechenden Aussparung 6 in der drehbaren Scheibe zum Verbraucher.

Ist das Harz im Behälter erschöpft, dann muß es regeneriert werden. Die drehbare Scheibe wird, wie in Fig. 4 gezeigt, in die Besalzungs- und Nachwaschstellung gedreht. Bei kleineren Ionenaustauscheranlagen, insbesondere Haushaltsenthärtern, wird das Regeneriermittel konzentriert vorgelegt, mit einem Injektor angesaugt und gleichzeitig mit dem Treibwasser des Injektors verdünnt. Ist das abgemessene Regeneriermittelvolumen abgesaugt, so strömt durch den Injektor nur noch das Treibwasser, das zum Nachwaschen, also dem Auswaschen von Regeneriermittelresten aus dem Harz verwendet wird.

In der Besalzungs- bzw. Nachwaschstellung strömt Regenerierlö sung bzw. Nachwaschwasser über eine Durchgangsöffnung 8, durch einen Kanal 11 in die Durchgangsöffnung 5 und von dort entgegen der Betriebsdurchflußrichtung zum Harzbehälter. Die verbrauchte Regeneriermittellösung strömt über die Durchgangsöffnung 4 aus dem Harzbehälter in eine Durchgangsöffnung 9 und hinter der drehbaren Scheibe durch einen Kanal im Mitnehmer 20 zu einer durch beide Scheiben hindurchführenden Durchgangsöffnung 7. Von dort gelangt sie in den Abwasserkanal.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Rückspülen strömt Rohwasser über die Durchgangsöffnung 2 zur Durchgangsöffnung 5 und von dort (also im Gegenstrom) zum Harzbehälter. Das vom Harzbehälter kommende Rückspülwasser strömt über die Durchgangsöffnung 4 zur Durchgangsöffnung 9, über den Kanal im Mitnehmer 20 zur Durchgangsöffnung 7 und von dort zum Abwasserkanal.

Beim in Fig. 6 dargestellten Erstfiltrat herrscht die gleiche Strömungsrichtung vor wie beim in Fig. 3 gezeigten Betrieb. Das Rohwasser strömt über eine Durchgangsöffnung 3 zur Durch gangsöffnung 4 und von dort zum Harzbehälter. Das vom Harzbe hälter zurückströmende Wasser fließt über die Durchgangsöffnung 5 zu einem Kanal 10. Über einen Kanal 12 kann das Wasser in dieser bestimmten Scheibenposition auf die nächstinnenliegende Kreisbahn wechseln und über die Durchgangsöffnung 9 und den Kanal im Mitnehmer 20 zur Durchgangsöffnung 7 und damit in den Abwasserkanal strömen. Dieses erfindungsgemäße Verbinden ver schiedener Kreisbahnen in nur einer bestimmten Scheibenposition ermöglicht es, daß auf der Kreisbahn der Durchgangsöffnungen 2, 3 und 9 drei verschiedene Ventile realisiert werden können.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform bildet die Kombination von zwei Harzbehältern mit ihren jeweils zugehörigen Scheiben paaren zu einer Parallelanlage. Hierdurch ist es möglich, den freien Querschnitt der Zugangsöffnungen 2, 6, 4 und 5 um ca. 50% zu reduzieren, ohne den Druckverlust für die Hauptvolumen ströme im Scheibenpaar zu erhöhen. Bei einer Parallelanlage muß durch jeden der beiden parallel betriebenen Harzbehälter, d. h. also auch durch jedes Scheibenpaar, nur der halbe Volumen strom an zu behandelndem Wasser fließen.

Claims

1. Ventilsystem für eine Ionenaustauscheranlage mit mindestens einem mit Ionenaustauscherharz gefüllten Behälter, durch den im Betrieb der Anlage Volumenströme mit zu behandelnder oder behandelter Flüssigkeit oder Regeneriermittellösung zur Regeneration von verbrauchtem Ionenaustauscherharz fließen, insbesondere für Wasserenthärtungsanlagen im Haushaltsbereich, welches Ventilsystem ein Paar von relativ zueinander um eine gemeinsame Achse drehbaren Scheiben umfaßt, die jeweils eine sehr glatte, ebene Dichtfläche (1) und eine Rückseite (13) mit Haupt- und Nebenanschlüssen aufweisen, welche über Dichtungen mit Zu- und/oder Abfluß leitungen für zu behandelnde oder behandelte Flüssigkeit oder für Regeneriermittellösung verbunden sind, wobei mindestens eine der beiden Scheiben von der Dichtfläche (1) zur Rückseite (13) verlaufende Durchgangsöffnungen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) und mindestens eine Scheibe im wesentlichen parallel zu einer Scheibenseite verlaufende, nutenartige, zu einer Scheibenoberfläche (1, 13) hin offene Kanäle (10, 11, 12) aufweist, und wobei die beiden Scheiben mit ihren jeweiligen Dichtflächen (1) aufeinanderliegend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß beide Scheiben Kanäle (10, 11, 12) aufweisen, daß sämtliche Ventilfunktionen, nämlich sowohl Steuerfunktionen als auch Hauptventilfunktionen zur Lenkung der Volumen ströme auf dem einen Scheibenpaar integriert sind, und daß mit Hilfe der Scheiben außer dem Arbeitsbetrieb (=Ionenaustauscherbetrieb) und dem Besalzungsbetrieb, bei dem im Gegen- oder Gleichstromverfahren das Ionenaustau scherharz mit Regeneriermittellösung durchströmt wird, auch noch mindestens zwei der drei Betriebsschritte

realisiert werden können.

2. Ventilsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) und Kanäle (10, 11, 12) der beiden Scheiben so gestaltet sind, daß ein einzelner Harzbehälter mit seinem zugehörigen Schei benpaar als Einsäulenanlage betrieben werden kann.

3. Ventilsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) und Kanäle (10, 11, 12) der beiden Scheiben so gestaltet sind, daß zwei oder mehr Harzbehälter mit ihrem jeweiligen Scheibenpaar über einen gemeinsamen Antriebsmechanismus der Scheiben so miteinander gekoppelt werden können, daß die Harzbehälter in Abhängigkeit vom Scheibenantrieb entweder eine Pendelanlage oder eine Pa rallelanlage oder aber sowohl eine Pendelanlage als auch alternativ umschaltbar eine Parallelanlage bilden können.

4. Ventilsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Scheiben Kanäle (10, 11, 12) auf der jeweiligen Dichtfläche (1) der Scheibe vorgesehen sind, die sich in einer bestimmten Drehwinkel- Position der Scheiben relativ zueinander zumindest teil weise überlappen.

5. Ventilsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kreisringfläche einer der beiden Scheiben, die von einem Kanal (10, 11, 12) auf der anderen Scheibe bei einer relativen Drehung der beiden Scheiben um 360° über strichen wird, mindestens eine Durchgangsöffnung (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) vorgesehen ist.

6. Ventilsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenanschlüsse für alle oder zumindest einen Teil der kleinen Volumenströme, wie z. B. Regeneriermittellösung, Rückspülwasser oder Abwasser, über kurze Kanäle direkt mit den betreffenden Hauptan schlüssen z. B. für die Zuführung der zu behandelnden Flüs sigkeit und die Abführung der behandelten Flüssigkeit verbunden werden können.

7. Ventilsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Keramikscheiben aus Aluminiumoxid und die andere aus Siliziumcarbid ist.

8. Ventilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Keramikscheiben aus Aluminiumoxid sind.

9. Ventilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Keramikscheiben aus Silizium carbid sind.

10. Ventilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine der beiden Scheiben aus einem Keramikmaterial und die andere Scheibe aus Kunststoff oder Metall ist.

11. Ventilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Scheiben aus Kunststoff oder Metall sind, oder daß eine der beiden Scheiben aus Kunst stoff und die andere Scheibe aus Metall ist.