DE4227135C2 - Ventilsystem für eine Ionenaustauscheranlage - Google Patents
Ventilsystem für eine IonenaustauscheranlageInfo
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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, wobei das 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 Dichtfläche
zur Rückseite verlaufende Durchgangsöffnungen und mindestens
eine Scheibe im wesentlichen parallel zu einer Scheibenseite
verlaufende, nutenartige, zu einer Scheibenoberfläche
hin offene Kanäle aufweist, und wobei die beiden Scheiben mit
ihren jeweiligen Dichtflächen aufeinanderliegend so angeordnet
sind, daß die eine Scheibe fest, die andere drehbar ist.
Ein solches Ventilsystem ist aus der EP 0 184 773 A2 bekannt.
Die Druckschrift offenbart eine Ionenaustauscheranlage mit
zwei im Pendelbetrieb alternativ betreibbaren, separat regenerierbaren
Harzbehältern, die jeweils ein jedem Harzbehälter
zugeordnetes Keramikscheibenpaar zur Ventilsteuerung aufweist,
wobei die Keramikscheibenpaare neben reinen Pilotventilfunktionen
auch Hauptventilfunktionen übernehmen, indem sie - allerdings
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 beispielsweise
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 Wartestellung.
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 gewährleistet.
Der Nachteil bei dieser Anordnung ist, daß eine Vielzahl
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 überproportional
an. Besonders nachteilig wirken sich hierbei große
freie Durchgangsquerschnitte aus, wie sie für geringe Druckverluste
im Ventilsystem, bei großen Volumenströmen, erforderlich
sind.
Bei den bisher bekannten Scheibenpaaren weist die eine Scheibe
nur Durchgangsöffnungen auf und die andere Scheibe hat Durchgangsöffnungen
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 benötigt,
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 erfindungsgemäß
ebenso einfach wie kostengünstig dadurch gelöst,
daß beide Scheiben Kanäle in Form von um die gemeinsame Achse
konzentrisch angeordneten Kreisbogenabschnitten aufweisen, die
sich in einer bestimmten Winkelposition der Scheiben zueinander
teilweise überlappen, so daß in dieser Winkelposition zwei
oder mehrere radial nebeneinander liegende Kreisbahnen miteinander
verbunden werden, daß auf der Kreisringfläche einer
der beiden Scheiben, die von einem Kanal auf der anderen Scheibe
bei einer relativen Drehung der beiden Scheiben um 360° überstrichen
wird, in einer bestimmten Drehwinkel-Position der
Scheiben relativ zueinander, in der die Kanäle (10, 11, 12)
auf der jeweiligen Dichtfläche (1) der Scheibe sich zumindest
teilweise überlappen, mindestens eine Durchgangsöffnung vorgesehen
ist, wobei über einen Kanal auf der Scheibenrückseite
zwei radial nicht direkt benachbarte Kreisbahnen miteinander
verbunden sind, und daß sämtliche Ventilfunktionen, nämlich
sowohl Steuerfunktionen als auch Hauptventilfunktionen zur
Lenkung der Volumenströme auf dem einen Scheibenpaar integriert
sind.
Durch den Einsatz von Kanälen auf den Dichtflächen beider Scheiben,
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 Anordnung,
bei der Verbindungen zwischen verschiedenen Kreisbahnen,
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.
Das Scheibenpaar des erfindungsgemäßen Ventilsystems kann dergestalt
ausgeführt sein, daß ein einzelner Harzbehälter mit
seinem zugehörigen Scheibenpaar als Einsäulenanlage betrieben
werden kann. Dabei können zwei oder mehr Harzbehälter mit ihrem
jeweiligen Scheibenpaar über den Antriebsmechanismus der Keramikscheiben
so miteinander gekoppelt werden, daß die Behälter
in Abhängigkeit vom Scheibenantrieb eine Pendelanlage oder
eine Parallelanlage bilden. Vorzugsweise sind die Scheiben
derart gestaltet, daß die beiden Harzbehälter sowohl eine Pendelanlage
als auch - alternativ - eine Parallelanlage bilden
können. Hierbei ist anzumerken, daß die Vorzüge des erfindungsgemäßen
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 auszukommen,
deren Durchmesser kleiner als 50 mm ist und deren Druckverlust
bei einer Anlage mit 2 m3/h Nenndurchfluß entsprechend
DIN 19636, kleiner als 0,1 bar ist.
An den beiden Scheiben kommen alle den Harzbehälter durchströmenden
Volumenströme an bzw. fließen von den Scheiben weg. Bei
einer 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 Ionenaustauschersteuerung
alternativ erforderlichen Zweiwegeventile
deutlich verkleinern läßt. Hierdurch läßt sich der Platzbedarf
für die Ventile und damit der Scheibendurchmesser weiter verringern.
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 (7)
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, wobei das 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 Abflußleitungen
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
so angeordnet sind, daß die eine Scheibe fest, die andere
drehbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Scheiben Kanäle (10, 11, 12) in Form von um die
gemeinsame Achse konzentrisch angeordneten Kreisbogenabschnitten
aufweisen, die sich in einer bestimmten Winkelposition
der Scheiben zueinander teilweise überlappen, so
daß in dieser Winkelposition zwei oder mehrere radial
nebeneinander liegende Kreisbahnen miteinander verbunden
werden, 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° überstrichen wird, in einer bestimmten Drehwinkel-
Position der Scheiben relativ zueinander, in der die Kanäle
(10, 11, 12) auf der jeweiligen Dichtfläche (1) der Scheibe
sich zumindest teilweise überlappen, mindestens eine Durchgangsöffnung
(2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) vorgesehen ist,
wobei über einen Kanal auf der Scheibenrückseite zwei
radial nicht dirket benachbarte Kreisbahnen miteinander
verbunden sind, und daß sämtliche Ventilfunktionen, nämlich
sowohl Steuerfunktionen als auch Hauptventilfunktionen
zur Lenkung der Volumenströme auf dem einen Scheibenpaar
integriert sind.
2. Ventilsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Nebenanschlüsse für alle oder zumindest einen Teil der
kleinen Volumenströme, wie Regeneriermittellösung,
Rückspülwasser oder Abwasser, über kurze Kanäle auf dem Scheibenpaar direkt
mit den betreffenden Hauptanschlüssen für die Zuführung
der zu behandelnden Flüssigkeit und die Abführung
der behandelten Flüssigkeit verbunden werden können.
3. Ventilsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Keramikscheiben
aus Aluminiumoxid und die andere aus Siliziumcarbid ist.
4. Ventilsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Keramikscheiben aus Aluminiumoxid
sind.
5. Ventilsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Keramikscheiben aus Siliziumcarbid
sind.
6. Ventilsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß nur eine der beiden Scheiben aus einem
Keramikmaterial und die andere Scheibe aus Kunststoff
oder Metall ist.
7. Ventilsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Scheiben aus Kunststoff oder
Metall sind, oder daß eine der beiden Scheiben aus Kunststoff
und die andere Scheibe aus Metall ist.
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DE4227135A1 DE4227135A1 (de) | 1994-02-24 |
DE4227135C2 true DE4227135C2 (de) | 1995-03-16 |
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ID=6465691
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DE4227135A Expired - Lifetime DE4227135C2 (de) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | Ventilsystem für eine Ionenaustauscheranlage |
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