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Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Durchflusses der von einer
Hauptleitung auf mehrere parallel geschaltete, je eine Drosselstelle und einen Regler
enthaltende Zweigrohrleitungen verteilfen Flüssigkeit Es sind Wasseraufbereitungsanlagen
mit parallel geschalteten Filtern bekannt, bei denen in jede Zweigrohrleitung vor
dem Filter je ein Venturirohr eingeschaltet ist.
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An diese Venturirohre sind Membranregler angeschlossen, deren Druckkammern
durch Rohrleitungen miteinander in Verbindung stehen. Bei diesen bekannten Anlagen
kommen entweder offene oder aber Druckfilter zur Anwendung. Die Wirkungsweise ist
derart, daß auf konstanteo Durchflußmenge geregelt wird und diese in den einzelnen
paraliel liegenden Zweigrohrleitungen gleichmäßig eingestellt werden kann.
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Ein derartiges Regelverfahren ist bei den bekannten Anlagen für den
Fall der Anwendung von Druckfiltern unvorteilhaft. Es ist dabei nämlich zu bedenken,
daß die die Anlage speisende Pumpe häufig bei dem Gegendruck des Rohrnetzes und
normaler Öffnung des Drosselventils des. Leistungsreglers mehr Wasser je Zeiteinheit
fördern würde, als am Leistungsregler eingestellt ist. Berücksichtigt man nun die
Pumpencharakteristik, d. h. die Gesetzmäßigkeit zwischen der Fördermenge Q und der
Förderhöhe H, so erkennt man aus dieser Kurve, daß man einen nicht unerheblichen
Teil der Förderhöhe abdrosseln muß, um die Pumpenleistung auf den am Leistungsregler
eingestellten Wert der Fördermenge zu verringern. Es handelt sich dabei häufig um
eine Abdrosselung von mehreren Metern Wassersäule, was, wirtschaftlich betrachtet,
offenbar recht unzweckmäßig ist. Dieser Mangel ist dadurch bedingt, daß bei den
bekannten Anlagen auf konstanten Durchfluß geregelt wird.
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Es ist daher viel vorteilhafter, nicht auf konstanten Durchfluß zu
regeln, sondern nur die veränderliche Gesamtdurchflußmenge gleichmäßig auf alle
Filter zu verteilen. Die Förderleistung der Pumpe wird dann bei sinkendem Wasserspiegel
im Hochbehälter infolge des geringeren Gegendruckes etwas größer und paßt sich somit
automatisch dem Wasserverbrauch an. Die Größe der Leistungsänderung der Pumpe mit
der Förderhöhe hängt von der Q-H-Kennlinie der Pumpe ab. Die Änderung wird im allgemeinen
nur wenige Prozent betragen. Zur Aufbereitung des Wassers sind in Druckülteranlagen
meist eine größere Anzahl von Druckfiltern parallel geschaltet, die eine gemeinsame
Speiseleitung und eine gemeinsame Abflußleitung besitzen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung so verfahren,
daß der Regler in derjenigen Rohrleitung, die jeweils den größten Widerstand aufweist,
ausgeschaltet und der Minus druck der Drosselstelle in dieser Rohrleitung auf die
übrigen in Betrieb befindlichen Regler der parallel zu dieser Rohrleitung liegenden
übrigen Rohrleitungen übertragen wird. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird vor
jedem Druckfilter ein Differenzdruckregler irgendeiner bekannten Bauart eingebaut.
Dann wird der Durchfluß in allen Zweigleitungen gleich groß sein, wenil ihr Gesamtwiderstand
durch den Regler so eingestellt wird, daß alle Leitungen bei gleichem Durchfluß
den gleichen Gesamtdruckverlust zwischen Speise- und Abflußleitung erzeugen. Die
Größe dieses Gesamtdruckverlustes ist gegeben durch den Druckverlust der Zweigleitung,
deren Filter am stärksten verschmutzt ist und daher den größten Filterwiderstand
besitzt.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Eine nicht dargestellte Pumpe arbeitet auf eine Speiseleitung I. Mit dieser ist
eine Abflußleitung 2 über mehrere, in dem Beispiel drei Parallelleitungen 3, 3aJ
3b verbunden. In jeder der Verbindungsleitungen 3, 3a, 3b ist eine Drosselstelle
4, - 4a' 4b, z. B. ein Venturirohr, eingebaut. Hinter den Venturirohren 4, 4a, 4b
liegt je ein Differenzdruckventil 5, 5a und 5b vor dem zugehörigen ruckflter 6,
6a und 6b.
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Der Druckverlust in den Filtern 6, 6a und 6b wird mittels Anzeige-
oder Schreibgeräte 7, 7a und 7, ständig übenvacht.
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In dem Beispiel sind Membranventilregler 5 5a und 5å dargestellt,
welche mittels einer Stange 8, 8a und 8b ein Ventil 9, 9a und 9b in Abhängigkeit
von der auf einer Membran wirkenden Druckdifferenz steuern. Über eine Rollenführung
10, 10a und 10b ist die Ventilstange jedes Reglers durch ein kleines Gewicht 11,
11a und IIb derart belastet, daß sich das Ventil außer Betrieb stets voll öffnet.
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Der Plusdruck der Drosselgeräte 4, 4a, 4b ist, da sie an die gemeinsame
Speiseleitung 1 angeschlossen sind, gleich groß. Der Minusdruck jeder Drosselstelle
4, 4a und 4, wird mittels einer Rohrleitung 12, 12a und I2b in die unterhalb der
Membran 18 liegende Druckkammer übertragen. Gleichzeitig wirkt der Minusdruck der
Drosselstelle, deren Filter jeweils den größten Druckverlust erzeugt, über eine
der Rohrleitungen I3, I3aJ I3b und die Leitungen 14, 14a, 14b auf die oberen Druckkammern
sämtlicher Regler. Die Rohrleitungen 13, 14, 13a, 14a, 13b, 14b sind durch eine
gemeinsame Leitung 15 untereinander verbunden. Außerdem ist in jeder dieser Rohrleitungen
ein Hahn I6 und I7, I6a und 17a, I6b und I7b eingebaut. Die Hähne 17, x7aa I7b sind
im Betriebe des zugehörigen Filters stets geöffnet. Durch Öffnen eines der Hähne
16, 16a 16b, wird jeweils der Regler in derjenigen Rohrleitung 3, 3a oder 3b unwirksam
gemacht, deren Druckfilter 6, 6, und 6b laut Anzeige an den Geräten 7, 7, und 7b
den größten Druckverlust hat. In dem Beispiel ist diejenige Stellung der Hähne veranschaulicht,
in welcher das Druckfilter 6 den größten Druckverlust hat. In diesem Falle sind
die Hähne I6, I7, I7, und I7b geöffnet und die Hähne I6, tind I6b geschlossen. Der
Regler 5 in der Rohrleitung 4 ist bei dieser Hahnstellung ausgeschaltet, da auf
die obere und die untere Druckkammer der Membran I8 der gleiche Druck zur Einwirkung
kommt.
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Das Ventil 9 ist also vollständig geöffnet.
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Hingegen sind die Regler 5,, 5b betriebsfähig, da an ihre untere Druckkammer
der Minusdruck der zugehörigen Drosselstelle und an ihre obere Druckkammer der Minusdruck
der Drosselstelle 4 in der Rohrleitung 5 angeschlossen ist.
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Die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung ist wie folgt: Wird
die Pumpe eingeschaltet, so sind zunächst sämtliche Regler 5, 5, und 5, unter dem
Einfluß des geringen Über gewichtes der Gewichte 11, 11a, 11b ganz geöffnet, und
infolgedessen fließt zunächst durch das Filter 6, das nach der obigen Annahme- den
größten Widerstand haben soll, die kleinste Flüssigkeitsmenge. Der absolute Druck
ist daher in den oberen Kammern der Membranen der Regler 5, und 5b größer als in
den unteren Kammern, so daß diese Regler ihre Ventile 9, 9, so weit schließen werden,
bis auf beiden Seiten der Membranen der gleiche Druck herrscht, d. h. bis der Durchfluß
in sämtlichen Filtern so groß ist wie in dem am stärksten verschmutzten Filter 6.
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Steigt nun im Betrieb der Druckverlust des Filters 6 noch mehr an,
so geht dessen Leistung zurück, und infolgedessen werden die Regler in den beiden
anderen Rohrleitungen noch weiter geschlossen, so daß bei gleicher Lastverteilung
der Gesamtdurchfluß etwas abnimmt.
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Ist der höchstzulässige Verschmutzungsgrad des Filters 6 erreicht,
so wird es gereinigt. Der Hahn I6 wird geschlossen und statt dessen derjenige der
Hähne I6, und I6b geöffnet, dessen zugehöriges Filter 6, und 6b nunmehr den größten
Widerstand hat, z. B. der Hahn I6,.
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Ist ein Filter außer Betrieb, so werden beide Verbindungsleitungen
des zugehörigen Reglers von der gemeinsamen Verbindungsleitung 15 durch Schließung
beider Hähne getrennt, z. B. bei Außerbetriebsetzung des
Filters
6b durch Schließen der Hähne I6b und I7b.
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Die neue Einrichtung hat den Vorteil, daß eine gleichmäßige Verteilung
des DurchfLusses auf alle Filter bei der wirtschaftlichsten Betriebsweise erreicht
wird. Die Regler drosseln nur gerade so viel Gefälle ab, daß die Summe des Druckverlustes
von Venturirohr + Regler + Filter in jeder der Leitungen, deren Regler arbeitet,
gleich dem Druckverlust von Venturirohr, Regler und Filter in derjenigen Leitung
ist, deren Regler unter voller Öffnung des zugehörigen Ventils nicht arbeitet.
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Der Hub der Regler ist nur von dem Widerstand der Filter abhängig,
dagegen nicht von etwaigen Änderungen des Druckes in der gemeinsamen Speiseleitung
bzw. Abflußleitung, also z. B. von Spiegelschwankungen des Hochbehälters, da derartige
Druckänderungen in allen Zweigleitungen eine gleichmäßige Änderung des Durchflusses
hervorrufen. Eine Änderung des Hubes der Regler tritt dadurch also nicht ein.
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Die Erfindung läßt sich sinngemäß auch für andere Fälle anwenden,
bei denen in irgendwelchen Flüssigkeitsverteilungsanlagen mehrere parallel liegende
Rohrleitungen zu einer Verbrauchsleitung führen.