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Diese Erfindung bezieht sich auf
eine Wasserbehandlungsvorrichtung, bei der das Wasser zur Behandlung
mit einem Behandlungsmedium in Kontakt gebracht wird, welches seinerseits
regelmäßig gespült oder
mit Hilfe eines Regenerierungsmittels regeneriert werden muss.
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Die Hauptbestimmung hierfür sind Wasserenthärter, jedoch
schließt
die Erfindung andere Anwendungen nicht aus, bei denen andere Behandlungen
ausgeführt
werden.
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Es ist bekannt, dass solche Wasserbehandlungsvorrichtungen
mit einem Regulator ausgestattet sind, der für die regelmäßige Durchführung einer
automatischen Regenerierung sorgt.
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Zwei Sorten von Regulatorn sind hier
bekannt: elektrisch angetriebene Regulator bzw. hydraulisch angetriebene
Regulator. Die elektrisch angetriebene Sorte hat den Nachteil dass
sie sehr teuer ist. Ein anderer Nachteil ist die Notwendigkeit einer Stromzufuhr.
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Bei der Erfindung handelt sich im
wesentlichen um die hydraulisch angetriebene Sorte von Regulatorn,
welche oben genannte Nachteile nicht besitzen.
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In der hydraulisch angetriebenen
Sorte ist bekannt, dass sie zur Durchführung einer Regenerierung einerseits
von einem hydraulisch angetriebenen Überwachungsmechanismus versehen
wird, mit dem der Wasserverbrauch kontrolliert und der Regenerierungszyklus
gestartet werden kann und andererseits von einem zweiten hydraulisch
angetriebenen Überwachungsmechanismus
mit dem der Regenerierungszyklus gesteuert wird. Zu diesem Zweck
werden zwei Volumenmesser gebraucht, die als Antrieb für die zwei Überwachungsmechanismen
arbeiten. So ein Apparat ist u. a. in
US
3.891.552 beschrieben, in welchem ein Regulator gebraucht
wird, der zur automatischen Programmierung der Wasserbehandlungsvorrichtung
mit zwei rotierenden Scheiben ausgerüstet ist, die durch zwei separate
Volumenmesser angetrieben werden, wobei der oben genannte Regulator
die Fähigkeit
hat den Antrieb der zweiten Scheibe zu unterbrechen; die Fähigkeit
die zweite Scheibe, mittels einer gut definierten gegenseitigen Position
beider Scheiben, aus ihrer Inoperativen Position zu holen, in der
sie während
des Serviceszyklus bleibt; und die Fähigkeit die erste Scheibe bei
jedem Regenerierungszyklus durch eine ununterbrochene Vorwärtsbewegung
zurück
in ihre Grundstellung zu bringen.
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Ein Nachteil dieser herkömmlichen
Regulator besteht darin, dass sie u. a. ziemlich kompliziert sind,
weil zwei Volumenmesser benötigt
werden.
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Neben oben genanntem amerikanischen
Patent
US 3.891.552 sind
weitere, weniger zutreffende, Wasserbehandlungsvorrichtung bekannt
durch die amerikanischen Patente:
US
2.024.479 ,
US 3.136.331 ,
US 3.164.550 ,
US 3.302.467 ,
US 3.396.845 ,
US 3.454.492 ,
US 3.509.998 ,
US 3.570.520 ,
US 3.792.614 ,
US 3.960.721 ,
US 4.026.673 ,
US 4.089.220 ,
US 4.298.025 ,
US 4.313.825 ,
US 4.336.134 ,
US 4.337.153 ,
US 4.539.106 ,
US 4.577.498 ,
US 4.693.814 ,
US 4.804.465 ,
US 4.889.623 ,
US 4.943.371 ,
US 4.990.245 ,
US 5.022.994 ,
US 5.060.167 ,
US 5.069.779 ,
US 5.073.255 ,
US 5.089.140 ,
US 5.116.491 ,
US 5.157.979 ,
US 5.512.168 ,
US 5.589.058 sowie auch durch folgende
Patentdokumente:
EP 219.704 ,
DE 1.517.483 DE 2.001.516 ,
DE 2.060.751 ,
DE 2.131.117 ,
DE 2.319.343 ,
DE 2.339.589 ,
DE 2.652.113 ,
DE 4.227.135 , FR 2.223.609, NL 7114100
und WO 9413379.
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Die Erfindung erzielt eine Wasserbehandlungsvorrichtung
die bedeutend vereinfacht ist.
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Weiter beabsichtigt die Erfindung,
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform,
eine Ausführung, die
gegenüber
der bekannten Ausführung
viele zusätzliche
Vorteile zeigt, wie z. B. eine sehr genaue Reglung, die Eignung
zur Behandlung von kleinen Verbrauchsmengen, die einfache Ausbaumöglichkeit zu
größeren Verbrauchsmengen
und die effizientere Nutzung des vorhandenen Behandlungsmediums und
Regenerierungsmittels.
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Zu diesem Zweck bezieht sich die
Erfindung an erster Stelle auf eine Wasserbehandlungsvorrichtung
von der Sorte, bei der das Wasser zur Behandlung mit einem Behandlungsmedium
in Kontakt gebracht wird, das seinerseits mit oder ohne Hilfe eines Regenerierungsmediums
regelmäßig regeneriert wird,
wobei hierzu Gebrauch gemacht wird von einem Regulator, der einerseits
mit einem hydraulisch angetriebenen ersten Überwachungsmechanismus ausgestattet
ist, welcher aus einer ersten Scheibe besteht, mit welcher der Wasserverbrauch
kontrolliert und der Anfang des Regenerierungszyklus befohlen werden
kann und anderseits mit einem zweiten hydraulisch angetriebenen Überwachungsmechanismus,
bestehend aus einer zweiten Scheibe die den Regenerierungszyklus
steuert, wobei der oben genannte Regulator die Fähigkeit hat den Antrieb der zweiten
Scheibe zu unterbrechen und sie in Eine inoperative Position zu
bringen; die Fähigkeit
durch Interaktion zwischen beiden Scheiben die zweite Scheibe in
einer gut definierten Position zur ersten Scheibe aus ihrer Inoperativen
Position zu holen und die Fähigkeit
die erste Scheibe bei jedem Regenerierungszyklus zurück in ihre
Startposition zu bringen, gekennzeichnet durch den Antrieb dieser
beider Überwachungsmechanismen
durch ein und denselben Volumenmesser und dadurch, dass die erste Scheibe
mit einer Rückwärtsbewegung
in ihre Startposition zurückgebracht
wird.
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Im gleichzeitigen Antrag WO-A-98
04350, von derselben Priorität
und Antragsdatum, wird Anspruch erhoben auf eine Wasserbehandlungsvorrichtung
und einen Kontrollvorgang für
dessen Regenerierung. Die Vorrichtung besteht aus zwei oder mehr hydraulisch
verbundenen Behandlungseinheiten die von der hier in Anspruch genommenen
Sorte sein können.
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Durch Gebrauch von einem einzigen
Volumenmesser wird der Regulator bedeutend einfacher und nimmt auch
weniger Platz in Anspruch als bei herkömmlichen hydraulischen Ausführungen.
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Die Anwendung eines Systems das die
erste Scheibe durch eine Rückwärtsbewegung
in ihre Anfangsposition zurückbringt
hat den Vorteil, dass eine relativ einfache Einstellung möglich wird
und, wie aus weiterer ausführlicher
Beschreibung deutlich werden wird, dass der Regulator problemlos
von einer regulierbaren, vorzugsweise sogar von außen verstellbaren
Einstellung versehen werden kann, mit welcher der Start eines Regenerierungszyklus
im Verhältnis zur
Menge des behandelten Wassers angepasst werden kann. Im Falle eines
Wasserenthärters
bedeutet das, dass die Wasserhärte
eingestellt werden kann.
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Hier ist zu bemerken, dass mit hydraulisch angetriebenen
Regulatorn für
Wasserenthärter
die Einstellung des Volumens von Wasser, das zwischen den Regenerierungszyklen
behandelt wird, bis jetzt nur mittels eines komplizierten Eingriffes
möglich war,
bei dem das Gerät
auseinander genommen und eine neue Messscheibe eingebracht werden
musste, wonach das Gerät
wieder zusammengebaut werden musste. Solch ein Eingriff wird in
U.S. Patent 4.298.025 in Spalte 8, Zeilen 25–30 beschrieben.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform
wird als Volumenmesser, im Gegensatz zu den gebräuchlichen Turbinen, ein volumetrisches
Messelement verwendet. Die Benutzung eines volumetrischen Messelementes
um einen derartigen MessRegulator hydraulisch anzutreiben hat zum
Vorteil, dass eine sehr genaue Messung möglich ist, wodurch das Wasser
vor der Regenerierung sehr präzise
gemessen werden kann und auch während
dem Service der Wasserverbrauch exakt gemessen werden kann. Dies
im Gegensatz zu einem Turbinenmeter, der dafür bekannt ist, bei kleiner
Flussrate einen zu kleinen Wasserverbrauch zu messen, und bei sehr
geringen Flussrate selbst nicht mehr zu funktionieren. Solch ein
Turbinenmeter liefert zugleich einen kleineren Antriebsdrehmoment
und zeigt einen größeren und komplizierteren Übertragungsquotient.
Durch den Einsatz eines volumetrischen Messinstrumentes kann die
Behandlungsvorrichtung deshalb kleiner gemacht werden, wodurch sie
nicht nur für
industrielle Nutzung sondern auch für den Haushalt geeignet ist, wo
kleine, wechselhafte Flussrateen häufig vorkommen.
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Ein weiterer Vorteil des kleinen
volumetrischen Messelementes ist, dass in beiden Flussrichtungen
dieselbe Messgenauigkeit erzielt wird. Hierdurch kann der Leitungskreislauf
des Regulators stark vereinfacht werden, da keine komplizierten Schaltungen
angelegt werden müssen
um dafür
zu sorgen, dass das Wasser nur in einer Richtung durch den Volumenmesser
fließt.
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Solche Volumenmesser sind bekannt
u. a. aus dem literarischen Werk "Chemical Engineers' Handbook" von J. H. Perry, vierte Auflage, 1963, überarbeitet
durch MCGraw-Hill Book Company, S. 22–25, genauer, die auf diesen
Seiten erwähnten "oscillating-piston
meters" und "nutating-piston meters".
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Weiter ist die Wasserbehandlungsvorrichtung
mit einer Anzahl von Ventilen ausgestattet, mit deren Hilfe der
Durchströmungsweg,
des Wassers und des Regenerierungsmittels zwischen Service und Regenerierung
umgeschaltet werden kann. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sorgt oben genannter Regulator für eine gruppenweise Inbetriebsetzung
dieser Ventile. Diese Gruppenbedienung der Ventile geschieht mittels
Ansteuerung in Gruppen durch entsprechende Servoventile. Auf diese
Weise kann die Anzahl von Servoventilen beträchtlich eingeschränkt und
in einer Ausführungsform
der gegenwärtigen
Erfindung selbst auf zwei reduziert werden.
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Gemäß einer bestimmten Ausführungsform wird
das erreicht, indem man einen Leitungskreislauf gebraucht, bestehend
aus einer Zufuhr, einem Behandlungstank, in welchem sich das Behandlungsmedium
befindet, einer sich von der Zufuhr zum Eingang des Behandlungstanks
ausstreckenden Leitung, in welcher das erste Ventil montiert ist,
einer Leitung, die den Eingang des Behandlungstanks mit dem Abfluss
zum Abwasserkanal verbindet, in welcher das zweite Ventil montiert
ist, einer Leitung zwischen dem Auslass des Behandlungstanks und
einem Auslass für
den Gebrauch, in welcher ein drittes Ventil sitzt, wahlweise, wenn
Regenerierungsmittel zugeführt
werden muss, ein parallel über
dem dritten Ventil montierten Leitungskreislauf, in welchem ein viertes
Ventil montiert ist und eine Verbindung zwischen oben genanntem
Serviceauslass und Einlass, welche wahlweise mit einem fünften Ventil
versehen ist. Dabei werden das erste, das zweite und das fünfte Ventil
durch das erste der zwei oben genannten Servoventile gesteuert.
Das dritte Ventil wird durch das zweite Servoventil gesteuert und
das vierte Ventil wird entweder durch das erste oder durch das zweite Servoventil
gesteuert.
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Für
die Gruppensteuerung wird in dieser Erfindung in vorteilhafter Weise
von Druckleitungen Gebrauch gemacht, welche die diversen Ventile
so miteinander verbinden, dass die Servoventile nur eine begrenzte
Anzahl von Ventilen aktivieren müssen und
ein oder mehrere andere Ventile automatisch darauf reagieren. Zu
diesem Zweck sollte im zuvor beschriebenen Leitungskreislauf das
vierte Ventil vorzugsweise indirekt durch das zweite oder erste Servoventil
gesteuert werden, indem das vierte Ventil durch den Druckabfall über das
dritte oder das erste Ventil aktiviert wird.
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Die Aktivierung eines jeden der fünf aufgezählten Ventile
mit Hilfe separater Servoventile ist jedoch nicht ausgeschlossen.
Selbst dann bietet die Erfindung den Vorteil, dass nur fünf Servoventile
benötigt
werden.
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Oben genannte Servoventile bestehen
aus Öffnungen
die durch die Rotation und in Funktion der Position der zweiten
Scheibe geschlossen, bzw. geöffnet
werden und mit einer Kammer verbunden werden, in der sich Wasser
unter Zufuhrdruck befindet. Ein besonderer Vorteil der aus der Tatsache
hervorgeht dass die Anzahl von Servoventilen auf ein Maximum von
fünf, und
vorzugsweise auf lediglich zwei beschränkt wird, besteht darin, dass
die Servoventile mit herkömmlichen
Dichtungsmaterialen gemacht werden können, wodurch ihre Störungsanfälligkeit gering
und der Preis niedrig ist, und bei der Montage im Gegensatz zu keramischen
Dichtungselementen, wie in
US
3.891.552 beschrieben, keine übertriebene Genauigkeit erforderlich
ist. Hier muss erwähnt
werden, dass die Anwendung von herkömmlichen Dichtungsmaterialen
wie Gummi bei vielen Servoventilen nahezu unmöglich ist, da dies einen großen Antriebsdrehmoment
fordern würde.
Der Antriebsdrehmoment, der dann nötig ist um eine große Anzahl
von Servoventilen zu steuern kann die Anlaufssensitivität des Volumenmessers
bedeutend vermindern.
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Der Antrieb des Regulators, der in
der Erfindung gebraucht wird, genauer gesagt der oben genannten
Scheiben, kann auf verschiedene Weisen erreicht werden. In einer
Ausführungsform
der Erfindung wird der Antrieb mittels eines Schaltwerkmechanismus
erzielt, der den Vorteil bietet, dass er ungeachtet der Drehrichtung
immer für
dieselbe Antriebsbewegung der entsprechenden Scheibe sorgt.
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Gemäß einer wichtigen Variation
des Antriebs wird an Stelle des Schaltwerkmechanismus ein Zahnradantrieb
verwendet. Der Gebrauch von Zahnrädern hat gegenüber dem
vorgehenden Schaltwerkmechanismus den Vorteil, dass er im Gegensatz
zu einem periodischen Antrieb einen ununterbrochenen Antrieb bietet.
Dadurch kann das Ganze mit noch kleinerer Antriebskraft angetrieben
werden und wird eine größere Anlaufssensitivität erzielt.
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Im besonderen werden Zahnräder verwendet,
die durch den Volumenmesser angetrieben werden und beweglich sind
und die dadurch, in Funktion ihrer Position, direkt oder indirekt
mit der oben genannten Scheibe zusammenarbeiten können.
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Im besonderen werden schwenkbare
Arme benützt,
die sich frei bewegen und von denen jeder einersets um eine Welle
schwenken kann, auf der ein Zahnrad montiert ist, das durch den
Volumenmesser angetrieben wird und anderseits mit einem Zahnrad ausgestattet
ist, das permanent in erstgenanntes angetriebenes Zahnrad eingreift,
und durch die Drehbewegung des betreffenden schwenkbaren Armes in mindestens
zwei verschiedene Stellungen gebracht werden kann: eine Position
in der das Zahnrad in die Verzahnung eingreift, die am Umfang der
betreffenden Scheibe oder eines mit der Scheibe verkoppelten Elementes
versehen sind und eine Position in der das Zahnrad von der betreffenden
Scheibe, oder dem damit verkoppelten Element, losgekoppelt ist.
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In einer bestimmten Ausführung ist
die Behandlungsvorrichtung ausgerüstet mit einem Regulator, der
die gegenseitige Kupplung mehrerer solcher Vorrichtungen in optimaler
Weise erlaubt. Zu diesem Zweck ist der Regulator mit einem Mechanismus ausgestattet,
der durch ein externes hydraulisches Signal aktiviert werden kann,
mit dem der zweite Überwachungsmechanismus
jederzeit aktiviert werden kann. In einer praktischen Ausführung besteht dieser
Mechanismus aus einem Element das durch ein Antriebselement hin
und her geschoben werden kann und das die zweite Scheibe aus der
Inoperativen Position stoßen
kann.
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Wenn die Behandlungsvorrichtung als
Wasserenthärter
dient besteht das Behandlungsmedium, wie gebräuchlich aus Harz in einem Behandlungstank
und das Regenerierungsmedium aus Sole aus einer Solevorrichtung
oder einem Solebehälter.
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Hierzu können entweder bestehende Solevorrichtungen
oder einfach ein nachfüllbarer
Solebehälter
gebraucht werden, aber vorzugsweise sollte eine Solevorrichtung
gebraucht werden, die gemäß einer
vorziehbahren Ausführung
der Erfindung mit einem hydraulisch angetriebenen volumetrischen
Dosierungselement ausgerüstet
ist um die Sole während
der Regenerierung zu dosieren. Die Verwendung eines volumetrischen
Dosierungselementes hat gegenüber
dem herkömmlichen
Dosierungssystem, welches auf dem Venturi-Prinzip beruht und auch Ejektor-Prinzip
genannt wird, den großen
Vorteil, dass die Dosierung sehr genau geschieht, was vor allem
für den
Bau eines Gerätes
wichtig ist, das exakt arbeitet, optimale Dimensionen hat und ein
genau bemessenes Volumen Sole liefern kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
besteht das hydraulisch angetriebene volumetrische Dosierungselement
aus einem in einer Kammer befestigten Pumpelement in Form von einer
Membran, die an einer Seite ein erstes Abteil bildet, das über mindestens
ein Ansaugventil mit einem Solereservoir in Verbindung steht und
durch mindestens ein Druckventil mit dem Ausgang des Behandlungstanks
verbunden ist, oder verbunden werden kann, und die an ihrer anderen
Seite ein zweites Abteil bildet wo sich ein hydraulischer Druck
aufbauen lässt.
In einer bestimmten Ausführung
wird diesem Dosierelement eine doppelte Funktion gegeben, indem
das zweite Abteil zur Dosierkammer ausgebaut wird, durch die das
Wasser in der Solevorrichtung, nach der Wegnahme eines bestimmten
Volumens Sole, wieder nachgefüllt
wird. Diese Dosierung ist bedeutend genauer als das bisher angewandte
Schwimmer-Dosiersystem.
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Übereinstimmend
mit der Erfindung kann oben genanntes Dosierelement außer für Sole auch zur
Dosierung von anderen Regenerierungsmedien gebraucht werden, z.
B. in anderen Anwendungen als Wasserenthärtern.
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Wenn eine große oder relativ große Wasserdurchflussmenge
behandelt werden können
muss werden mehrere Behandlungsvorrichtungen parallel geschalten.
Gemäß einer
bestimmten Ausführungsform
wird das durch eine spezielle gegenseitige Kopplung und Aufstellung
erzielt, so, dass die verschiedenen Behandlungstanks optimal genützt werden
können,
und gleichzeitig das Behandlungsmedium noch stets rechtzeitig regeneriert
werden kann. Weiter wird eine Aufstellung angestrebt bei dem kein Behandlungstank
nach der Regenerierung in Standby-Modus gesetzt werden muss. Die
optimale Nutzung der Behandlungstanks trägt seinerseits zu optimalen
Abmessungen der Gesamtinstallation und zu einem niedrigen Preis
bei, zusammen mit einer großen
Behandlungskapazität.
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Die Fähigkeit, die Scheibe zurück in Startposition
zu setzen, bietet u. a. den Vorteil, dass der Betrieb der Vorrichtung
leicht an die Wasserhärte
angepasst werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform wird diese Behandlungsvorrichtung
darum mit einem Regulator versehen, der einen Einstellungsmechanismus
aufweist, mit dem der Anfang eines Regenerierungszyklus, oder besser
gesagt das Volumen des behandelten Wassers zwischen zwei Regenerierungszyklen
festgelegt werden kann, wobei dieser Einstellungsmechanismus so
mit dem oben genannten Zurücksetzmechanismus
zusammenarbeitet, dass der Ablauf der Zurücksetzungsbewegung durch besagten
Einstellungsmechanismus geändert
werden kann. Der Einstellmechanismus kann vorzugsweise extern bedient
werden. Die Zurückstellung
geschieht automatisch beim Anfang oder Ablauf jedes Regenerierungszyklus.
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Gemäß einer bestimmten Ausführungsform besteht
das Behandlungsmedium aus einem Harzbett, z. B. einem Kationen-Austauschharz, welches das
Harz enthärten
kann, wobei das Harzbett regelmäßig mit
Hilfe eines Regenerierungsmittels, z. B. Sodiumchlorid, regeneriert
wird, wobei eine hydraulische Kontrolle mit mindestens einem Volumenmesser
angewandt wird, der während
der Regenerierung, besser gesagt während dem Durchfluss des Regenerierungsmittels
durch das Harzbett und die darauf folgende langsame Spülung, eine
kontrollierte Flussrate durch das Harzbett bietet, die gleich ist
wie, oder kleiner als, 10 Mal das Bettvolumen pro Stunde ist.
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Das Bettvolumen ist hier der Raum
den das Harz einnimmt wenn die Harzkörnchen normal aufeinander liegen,
die Zwischenräume
zwischen den Körnchen
mitgerechnet.
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Als Resultat wird eine besonders
hohe Effizienz des Regenerierungsmediums erreicht, ein kleines Harzbett
kann gebraucht werden, und in der Verbrauchsfase kann ein großes Durchflussvolumen
erreicht werden. Durch diese Kombination geht wenig Regenerierungsmedium
verloren, und ohne elektrische oder elektrischgesteuerte Systeme
kann ein kleines Gerät
zu erschwinglichem Preis erzielt werden.
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In einer bestimmten Ausführung ist
die Behandlungsvorrichtung mit einem Regulator ausgestattet, der
ermöglicht,
dass während
der Regenerierung nur ein Teil des Wassers durch das Harzbett fließt, während die
Durchflussmenge durch das Harz unter 5 Bettvolumen pro Stunde und
die gesamte Durchflussmenge durch den Volumenmesser unter 10 Bettvolumen
pro Stunde gehalten wird.
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Um eine kontrollierte Durchflussrate
zu versichern, besteht die hydraulische Kontrollvorrichtung vorzugsweise
aus einem oder mehreren Flussratenregulatoren, die den Durchfluss
auf die oben genannten Flussrateen begrenzen.
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Die zuletzt erwähnte Eigenschaft der Erfindung
kann in Wasserbehandlungsvorrichtungen angewendet werden, die, wie
zuvor erwähnt,
mit einem, zwei oder mehreren Volumenmessern ausgestattet sind.
Um die erwähnte
kleine Durchflussmenge, von weniger als 10 Bettvolumen pro Stunde,
auf effiziente Weise zu kontrollieren, sollte für die Regenerierung vorzugsweise
ein volumetrischer Volumenmesser verwendet werden.
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Schlussendlich bezieht sich die Erfindung auch
auf eine Wasserbehandlungsvorrichtung, die, entweder in Kombination
oder nicht in Kombination mit oben beschriebenen Eigenschaften,
eines oder eine Kombination von zwei oder mehreren der folgenden
Merkmale besitzt:
- – Dass sie eine Leitung mit
Ventilen enthält
mit dem der Weg, den das Wasser und das Regenerierungsmittel nehmen
müssen,
geändert
werden kann, wobei diese Ventile durch ein Maximum von fünf Servoventilen
betätigt
werden;
- – dass
in vorhergehendem Fall die Anzahl der Servoventile maximal zwei
beträgt;
- – dass
sie eine Leitung mit zwei Ventilen enthält, welche durch zwei Servoventile
betätigt
werden, welche durch Öffnungen
geformt werden, die mit Hilfe einer drehenden Scheibe, genauer gesagt durch
eine Kontrollscheibe geöffnet,
bzw. geschlossen werden, wobei besagte Öffnungen an gegenüberliegenden
Seiten der Achse der Kontrollscheibe liegen, ungefähr diametrisch
einander gegenüberliegend;
- – dass
die oben erwähnten
Servoventile Ventildichtungen gebrauchen, die aus einem elastischen
Material bestehen, welches durch seine Spannkraft eine Dichtung
zur Scheibe hin garantiert.
- – dass
die im vorgehenden Paragraph erwähnte Scheibe
aus Plastik besteht, wobei die Dichtung bei den Servoventilen mit
Hilfe von herausragenden Vergrößerungen
geschieht;
- – dass
die Wasserbehandlungsvorrichtung aus mehreren Behandlungstanks besteht,
wobei mehrere, vorzugsweise sogar alle, Behandlungstanks mit einem
gemeinsamen Behälter
mit Regenerierungsmittel verbunden sind;
- – dass
sie mit einem Sicherheitssystem ausgestattet ist, genauer gesagt,
mit einem Sole-Sicherheitssystem, das entweder durch ein in der
Leitung montiertes Element auf einen Druckfall reagiert, genauer
gesagt auf den Druckfall über
ein Ventil, oder durch ein Regulierungselement, z. B. einen Flussratenregulator,
oder, mit Hilfe eines der Servoventile geregelt wird.
- – dass
sie mit einem Regulator mit von Außen verstellbarer Härteeinstellung
ausgestattet ist;
- – dass
sie mit einer Vorrichtung für
die Zufuhr des Regenerierungsmediums ausgestattet ist, wobei diese
Vorrichtung ein volumetrisches Dosierungselement mit doppelter Funktion
enthält,
einerseits um das Regenerierungsmittel zu dosieren und anderseits
um das Wasser für
die Anfertigung weiteren Regenerierungsmittels zu dosieren;
- – dass
sie für
die Zufuhr des Regenerierungsmediums mit einer Zufuhrvorrichtung
mit einem elastischen Dosierelement ausgestattet ist, welches durch
seine Spannkraft die zu dosierende Menge des Regenerierungsmediums
aufsaugt;
- – Dass
sie für
die Zufuhr des Regenerierungsmediums mit einer Zufuhrvorrichtung
ausgestattet ist, die aus einem Dosierungssystem und einem Schwimmerelement
besteht, beide in Form einer Baueinheit, wobei die Behandlungsvorrichtung selbst
und die zwei oben erwähnten
Bauelemente in dem Behälter
montiert werden, der das Regenerierungsmittel enthält.
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Um die Eigenschaften gemäß der Erfindung besser
zu verdeutlichen, werden nachstehend verschiedene bevorzugte Ausführungsformen
anhand von Beispielen, mit Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen,
und ohne Einschränkung
beschrieben wobei:
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1 eine
Schematische Darstellung einer herkömmlichen Ausführungsform
einer Wasserbehandlungsvorrichtung zeigt;
-
2 die
Schematische Darstellung einer Vorrichtung in Übereinstimmung mit der gegenwärtigen Erfindung
zeigt;
-
3 eine
praktische Ausführung
einer Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der gegenwärtigen
Erfindung zeigt;
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4 ein
Schnittbild der Linie IV-IV in 3 zeigt;
-
5 ein
vergrößertes Schnittbild
der Linie V-V in 4 zeigt;
-
6, 7 und 8 Schnittbilder der Linien VI-VI, VII-VII
und VIII-VIII in 5 zeigen;
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9 eine ähnliche
Ansicht zeigt wie 8,
aber für
eine andere Position;
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10 eine
explodierte Ansicht der Teile zeigt, die in 5 mit F10 angedeutet sind;
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11 und 12 Schnittbilder der Linien
XI-XI und XII-XII in 10 zeigen;
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13 eine
Ansicht entsprechend Pfeil F13 in 10 zeigt;
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14 ein
Schnittbild der Linie XIV-XIV in 10 zeigt;
-
15 ein
Schnittbild der Linie XV-XV in 10 zeigt;
-
16 und 17 ein vergrößertes Schnittbild der
Linien XVI-XVI und XVII-XVII jeweils in 12 und 13 zeigen,
wobei 17 auch die Servoventile zeigt;
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18 eine
vergrößerte Ansicht
entsprechend Pfeil F18 in 4 zeigt;
-
19 eine
Ansicht entsprechend Pfeil F19 in 18 zeigt;
-
20 ein
Schnittbild der Linie XX-XX in 18 zeigt;
-
21 und 22 Schnittbilder der Linien XXI-XXI und XXII-XXII
in 20 zeigen;
-
23 ein
Schnittbild der Linie XXIII-XXIII in 20 zeigt;
-
24 bis 27 eine Schematische Darstellung
von mehreren Teilen des Regulators von 5 in einer bestimmten Situation zeigen;
-
28 eine
weitere Schematische Darstellung des in 2 dargestellten Diagramms zeigt.
-
29 bis 31 eine Schematische Darstellung
der oben erwähnten
Teile in anderen Arbeitsphasen zeigen;
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32 das
in 28 dargestellte Diagramm
in einer anderen Arbeitsphase zeigt;
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33 eine ähnliche
Darstellung wie 31 in
einer weiteren Arbeitsphase zeigt;
-
34 das
in 28 dargestellte Diagramm
in einer noch anderen Arbeitsphase zeigt;
-
35 und 36 eine Schematische Darstellung
von zwei der oben erwähnten
Teile des Regulators zeigen, wiederum in noch anderen Arbeitsphasen;
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37 die
Schematische Darstellung einer Solevorrichtung zeigt, wie sie für die gegenwärtige Erfindung
vorgezogen wird;
-
38 eine
praktische Ausführung
des Teiles zeigt, das in 37 mit
F38 angedeutet wird;
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39 ein
vergrößertes Schnittbild
der Linie XXXIX-XXXIX in 38 zeigt;
-
40 ein
Schnittbild der Linie XL-XL in 38 in
einer anderen Arbeitsphase zeigt;
-
41 ein
vergrößertes Schnittbild
der Linie XLI-XLI in 40 zeigt;
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42 eine
praktische Ausführung
des Überdruckventils
zeigt, das in 37 mit
Pfeil F42 angedeutet wird;
-
43 eine
praktische Ausführung
des Teiles zeigt, das in 37 mit
F43 angedeutet wird;
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44 ein
Schnittbild der Linie XLIV-XLIV in 43 zeigt;
-
45 eine
Vergrößerung des
Teiles zeigt, das in 44 mit
F45 angedeutet wird;
-
46 ein
Schnittbild der Linie XLVI-XLVI in 45 zeigt;
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47 eine
Schematische Darstellung ähnlich
der in 37 in einer anderen
Arbeitsphase zeigt;
-
48 eine
Schematische Darstellung einer alternativen Ausführung zeigt;
-
49 die
Schematische Darstellung einer Wasserbehandlungsvorrichtung in Übereinstimmung mit
der gegenwärtigen
Erfindung zeigt, die mit mehreren Wasserbehandlungstanks ausgerüstet ist;
-
50 ein
Diagramm der Regenerierungsreihenfolge der Wasserbehandlungstanks
der in 49 dargestellten
Vorrichtung zeigt;
-
51 eine
Perspektivansicht einer auseinander genommenen Variation des in 5 dargestellten Regulators
zeigt;
-
52 die
wichtigsten Teile von 51 in montiertem
Zustand zeigt;
-
53 eine
vergrößerte Perspektivansicht des
in 52 durch Pfeil F53
angedeuteten Teiles zeigt;
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54 bis 58 eine Obenansicht des in 53 dargestellten Teiles
in verschiedenen Stellungen zeigt, wobei 56 das Teil, das in 55 mit F56 angedeutet wird mit einem örtlichen
Schnittbild zeigt, das sich jedoch auf einer anderen Ebene befindet.
-
Wie in 1 dargestellt,
kann das Wasser zur Behandlung, vor allem im Falle von Enthärtung, über einen
Leitungskreislauf durch ein Behandlungsmedium 1 geschickt
werden, welches in einem oder mehreren Behandlungstanks 2–3 bewahrt
wird. Im Falle der Wasserenthärtung
wird ein Behandlungsmedium 1 benutzt, das für den Austausch
von z. B. Kalzium- und Magnesium-Salzen
gegen Sodiumsalze sorgt. Nach einiger Zeit ist das Behandlungsmedium
gesättigt
und muss durch Spülung
mit einem Regenerierungsmedium 4, z. B. Sole, regeneriert
werden.
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Wie in 1 dargestellt,
kann solch eine Regenerierung mittels eines Leitungskreislaufes durchgeführt werden,
welches mit verschiedenen Ventilen 5–11 versehen ist.
Hierzu werden diese Ventile so aktiviert, dass zu jeder Zeit einer
der Behandlungstanks 2–3 in
Service ist, während
der andere in regeneriertem Zustand in Stand-by-Modus bereitsteht
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Wie auch in
1 dargestellt ist es u. a. aus
US 3.891.552 bekannt, das
ganze mit Hilfe von zwei Überwachungsmechanismen
zu aktivieren, wobei diese durch separate Volumenmesser
12 und
13 angetrieben
werden. Volumenmesser
12 misst das Volumen des verbrauchten
Wassers und befielt, jedesmal wenn ein gut definiertes Wasservolumen
durch die Vorrichtung geflossen ist, den Start des Regenerierungszyklus.
Volumenmesser
13 treibt den Überwachungsmechanismus an der
für den
Ablauf des Regenerierungszyklus in angemessener Form sorgt:
-
Die aus 1 gekannte Vorrichtung funktioniert hierdurch
im wesentlichen wie folgt:
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Während
der Wasserbehandlung durch den ersten Behandlungstank 2,
sind, während
der zweite Behandlungstank sich nicht regeneriert, die Ventile 5, 7, 8, 10 und 11 geschlossen
und die Ventile 6 und 9 offen. Dadurch fließt das Wasser
von der Zufuhr 14 durch Ventil 6, durch den Behandlungstank 2 und, über Ventil 9 zum
Serviceauslass 15. Das Wasservolumen wird dabei durch Volumenmesser 12 gemessen.
-
Im Moment, wenn der Überwachungsmechanismus,
der mit Volumenmesser 12 gekuppelt ist, entscheidet, dass
die Regenerierung gestartet werden muss, werden Ventil 6 und
möglicherweise
zu einem späteren
Zeitpunkt 9 geschlossen und Ventil 5, 7, 10 und 11 werden
geöffnet.
Dadurch fließt
das zu behandelnde Wasser vom zulauf durch den zweiten Behandlungstank
zum Ausfluss 15 und, bevor Ventil 9 geschlossen
wird, in umgekehrter Stromrichtung durch den Behandlungstank 2 zum
Kanalausfluss 20, was eine erste schnelle Spülung bewirkt.
Anschließend,
wenn Ventil 9 geschlossen wird fließt das Wasser durch Leitung 19 in
umgekehrter Stromrichtung durch das Behandlungsmedium 1 des
ersten Behandlungstanks 2. Im Dosierungselement 17,
welches in den bekannten Ausführungen
aus einem Venturisystem, auch Ejektor oder Saugstrahlpumpe genannt,
besteht, wird das Regenerierungsmedium 4 angesogen, welches
auch durch das Behandlungsmedium 1 im Behandlungstank 2 und
für eine
Regenerierung sorgt, die danach zusammen mit dem Wasser über das
geöffnete
Ventil 5 zu einem Kanalauslass 20 geleitet wird.
-
Am Ende der Regenerierung kann Ventil 9 geöffnet werden,
wodurch eine zweite schnelle Spülung
erzielt wird, um Salzrückstände zu entfernen.
-
Daraufhin werden Ventile 5 und 11 wieder geschlossen,
was bewirkt dass der Behandlungstank 2 in Stand-by-Position übergeht.
-
Während
dem oben beschriebenen Zyklus werden die Ventile durch ein Servo-System
aktiviert, welches durch den oben genannten Volumenmesser 13 betätigt wird.
Dieser Volumenmesser 13 wird durch einen Tropfenstrom angetrieben,
der durch das offene Ventil 11 zum Kanalabfluss 21 sickert.
-
Nach einiger Zeit wird dasselbe für den zweiten
Behandlungstank wiederholt, während
der erste Behandlungstank wieder in Gebrauch genommen wird und Ausfluss 22 dieselbe
Funktion hat wie Ausfluss 20.
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In oben genannter herkömmlicher
Vorrichtung werden alle Ventile getrennt bedient, was bedeutet,
dass eine große
Anzahl von Servoventilen benötigt
wird.
-
Hieraus erwachsen die in der Einleitung
aufgeführten
Nachteile dieser Vorrichtung.
-
Gemäß der Erfindung, wie schematisch
in 2 dargestellt, wird
nur ein, vorzugsweise volumetrischer, Volumenmesser 23 verwendet,
der einen ersten Überwachungsmechanismus 24 antreibt,
mit dem der Wasserverbrauch kontrolliert und der Start eines Regenerierungszyklus
befohlen werden kann, und der auch einen zweiten Überwachungsmechanismus 25 antreibt
mit dem der Regenerierungszyklus kontrolliert wird.
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Vorzugsweise besteht der hier gebrauchte Leitungskreislauf 26 im
wesentlichen aus einem Wassereinlass 27; einem Behandlungstank 28 in dem
das Behandlungsmedium 29 enthalten ist; eine Leitung 31,
die sich von der Wasserzufuhr 27 bis zum Einlass 30 des
Behandlungstanks 28, in welcher 31 ein erstes
Ventil 32 montiert ist; eine Leitung 33, die den
Einlass 30 des Behandlungstanks 28 mit einem Kanalabfluss 34 verbindet,
in welcher ein zweites Ventil 35 und gelegentlich ein Regelelement 36 für den Durchfluss
versehen sind; eine Leitung 37 zwischen Auslass 38 des
Behandlungstanks 28 und dem Wasserauslass 39,
in der ein drittes Ventil 40 montiert ist; eine Installation 41 für die Zufuhr
von Regenerierungsmedium 42, z. B. Sole aus einer Solevorrichtung 43,
parallel über
dem dritten Ventil 40 angeschlossen, in der das vierte
Ventil 44 montiert ist, zusammen mit Ventil 45 das
mit Installation 41 zusammenarbeitet, vorzugsweise ein
Rückschlagventil; und
einer Verbindung 46 zwischen dem oben genannten Zufluss 27 und
Wasserauslass 39, die wahlweise mit einem fünften Ventil 47 ausgestattet
ist, das während
der Regenerierung geöffnet
werden kann. Für
Wasserbehandlungsvorrichtungen, die nur einen Behälter haben,
kann das fünfte
Ventil 47 eine konstante Wasserzufuhr liefern.
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Es wird festgestellt, dass das Ventil 45 auch ein
hydraulisch kontrolliertes Ventil sein kann, das gleichzeitig und
auf gleiche Weise wie Ventil 44 betätigt wird. Weiter wird festgestellt,
dass das Regelelement 36 auch an anderen Stellen im Kreislauf
installiert werden kann, in Kombination mit oder ohne Rückschlagventil.
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Der oben genannte Volumenmesser 23 wird in
einem Leitungsteil installiert durch den während der Behandlung der Hauptstrom
des Wassers fließt und
durch den auch das Wasser fließt,
das umgeleitet wird, um die Regenerierung auszuführen. Zu diesem Zweck wird
der Volumenmesser 23 vorzugsweise innerhalb der Leitung 37 montiert
werden, genauer gesagt im Teil zwischen Ventilen 40 und 44 und dem
Wasserauslass 39.
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Die Bedienung der oben genannten
Ventile 32, 35, 40, 44 und 47 wird
am besten gruppenweise ausgeführt,
wobei die Ventile 32, 35 und 47 eine
erste und die Ventile 40 und 44 eine zweite Gruppe
bilden. Dadurch benötigt
der zweite Überwachungsmechanismus 25 zu
ihrer Bedienung nur zwei Servoventile 48 bzw. 49.
Die Kopplung in Gruppen wird auf vorteilhafte Weise erzielt mit
Hilfe der Druckleitungen 50 und 51.
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Weitere Details werden hierunter
anhand einer praktischen Ausführungsform
beschrieben, die in 3 bis 36 dargestellt ist.
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Wie in 3 gezeigt
besteht der Behandlungstank 28 hier aus einem senkrechten
Behälter 52 in
dem das oben genannte Behandlungsmedium 29 befestigt ist,
z. B. eingeschlossen zwischen zwei Flüssigkeitsdurchlässigen Haltern 53–54.
Der Einlass 30 ist am oberen Ende des Behälters 52.
Der Auslass 38 wird durch das obere Ende eines Rohres 55 geformt,
welches mit dem unteren Teil 56 des Behälters 52 verbunden
ist.
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Der Behandlungstank 28 ist
Teil eines Apparates 57, der, abgesehen von diesem Behälter, mit
einem Kopf 58 ausgestattet ist, in welchem einerseits ein
Regulator 59, bestehend aus Überwachungsmechanismen 24 und 25,
und anderseits verschiedene der oben genannten Ventile montiert
sind.
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Wie in 5 dargestellt
benutzt jeder der zwei Überwachungsmechanismen 24 und 25 eine Scheibe, 60 bzw. 61,
die durch den Volumenmesser 23 angetrieben werden.
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Der Antrieb von Scheibe 60 wird
durch einen Schaltwerkmechanismus 62 erzielt, der, wie
auf 6 gezeigt, aus einer
Sperrklinke 64 besteht, der exzentrisch auf einer Achse 63 montiert
ist und zusammenarbeitet mit den Zähnen 65 im Umfang
von Scheibe 60. Hiermit wird Achse 63 an die nach
außen gehende
Achse 66 des Volumenmessers 23 gekoppelt, mit
Hilfe einer Zahnradübertragung 67,
die durch eine Anzahl von Zahnrädern 68 bis 79 erzielt
wird, welche zusammenarbeiten, wie in 7 illustriert wird.
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Die Sperrklinke wird durch einen
elastischen Teil 80 an die Verzahnung 65 gedrückt, der
durch die Führung 81 gehalten
wird.
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Gegenüber dem Schaltwerkmechanismus 62 wird
ein umgekehrte Sperre montiert, die in diesem Fall aus einer Sperrklinke 84 besteht,
die mit Hilfe eines elastischen Teils 83 an die Verzahnung 65 gedrückt wird.
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Wei in 8 und 9 zu sehen ist, wird Scheibe 61 angetrieben
durch einen Schaltwerkmechanissmus 85, der aus einer Sperrklinke 87 besteht,
die exzentrisch auf einer Achse 86 montiert ist und mit Verzahnung
88 am Umfang der Scheibe 61 zusammenarbeitet. Hierdurch
wird Achse 86 an die nach außen gehende Achse 66 des
Volumenmessers 23 gekoppelt, mit Hilfe einer Zahnradübertragung 89, die
aus den bereits erwähnten
Zahnrädern 68 bis 72 und
Zahnrad 90, besteht, das auf Achse 86 montiert ist.
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Gegenüber dem Schaltwerkmechanismus 85 wird
eine umgekehrte Sperre montiert, die in diesem Falle aus einer Sperrklinke 93 besteht,
die durch einen elastischen Teil 92, in diesem Falle eine
Blattfeder, an die Verzahnung 88 gedrückt wird.
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In der dargestellten Ausführungsform
ist die umgekehrte Sperre 91 Teil eines später beschriebenen
Mechanismus 94, der durch ein externes hydraulisches Signal
aktiviert werden kann, welches wiederum den zweiten Überwachungsmechanismus 25 aktivieren
kann. Hierdurch hängt
Sperrklinke 93 in seiner Rotation an Mechanismus 94 fest.
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Die zweite Scheibe 61, die
als Programmscheibe dient, kann mit einem, zwei oder mehreren ähnlichen
Programmen ausgestattet werden. Im gegebenen Beispiel ist die Scheibe 61 von
zwei Programmen versehen.
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Die zweite Scheibe 61 ist
so ausgerüstet, dass
sie mindestens eine Inoperative Position einnehmen kann, die in
der gegebenen Form aus einem Zahnlosen Teil 95 bestehen,
genauer gesagt auf zwei gegenüberliegenden
Seiten der Scheibe 61, wenn zwei Programme auf einer Scheibe
benutzt werden, auf die der Schaltwerkmechanismus 85 ohne
Antriebseffekt wirkt.
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Um den Regenerierungszyklus und den
Antrieb der zweiten Scheibe 62 starten zu können sind Vorbereitungen
getroffen, die zwischen der ersten Scheibe 60 und der zweiten
Scheibe 61 aktiv sind, um zu ermöglichen, dass die zweite Scheibe 61 durch
Drehung der ersten Scheibe 60 aus dem Ruhezustand geholt
werden kann. In der dargestellten praktischen Ausführungsform
besteht diese Vorbereitung aus Fangelementen 96 und 97,
die mit der ersten Scheibe 60 bzw. der zweiten Scheibe 61 zusammenarbeiten,
und die durch Drehung in einer gut definierten gegenseitigen Position
miteinander in Kontakt kommen können.
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Weiter, wie in 5, 6, 10 und 14 gezeigt, ist der erste Überwachungsmechanismus 24 mit
einem Mechanismus 98 ausgestattet, der die erste Scheibe 60 in
ihre Startposition zurückdreht.
Dieser Zurücksetzmechanismus 98 besteht
aus der Kombination eines elastischen Elementes 100, das
während
der Drehung der ersten Scheibe aufgezogen wird, z. B. eine flache
Spirale, die an beiden Enden befestigt ist zwischen Punkt 101 auf
der ersten Scheibe 60 und einem festen Punkt 102;
blockieren heißt, eine
Rückwärtsdrehung
der ersten Scheibe 60 während
dem Aufziehen des elastischen Elementes 100 verhindern
oder ausschließen,
was in diesem Falle durch die bereits erwähnte Rückwärtssperre 82 und 103 in
Zusammenarbeit mit der zweiten Scheibe 61 geschieht, welche
die Blockierung jedesmal inaktivieren wenn ein Regenerierungszyklus
begonnen ist, entweder sofort nach dem Start, oder zu einem späteren Zeitpunkt.
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Wie in 6, 10, 12 und 13 gezeigt
besteht 103 z. B. aus Lippen 104 und 105 mit
denen die zweite Scheibe 61 versehen ist und welche die
Sperrklinken 64 und 84 von der ersten Scheibe 60 wegschieben
können,
z. B. indem sie beim Drehen mit Stiften 106 und 107 in
Kontakt kommen, die auf der Unterseite der Sperrklinken 64 und 84 montiert
sind. Die Anzahl von Kontaktlippen hängt von der Anzahl von Programmen
ab, die auf Scheibe 61 gegeben werden.
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Der Hub der Zurücksetzbewegung der ersten Scheibe 60 wird
durch Stützemöglichkeit
festgelegt, bestehend aus einem stützenden Element 108 an
der ersten Scheibe 60 das mit dem Stop 109 in Berührung kommen
kann.
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Eine wichtige Eigenschaft besteht
in der Tatsache, dass der Regulator 59 dadurch mit einer
extern verstellbaren Einstellungsmöglichkeit versehen wird, mit
der der Anfang des Regenerierungszyklus angepasst werden kann im
Verhältnis
zum Wasserdurchflussvolumen. Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise
aus einem Mechanismus 111 Nutzen gezogen, der durch einen
Einstellungsknopf 110 verstellt werden kann, mit dem der
Hub der Zurücksetzbewegung
der ersten Scheibe kleiner bzw. größer gestellt werden kann. Zu
diesem Zweck ist Stop 109 Teil von einem Element, das durch
Drehung verstellt werden kann, genauer gesagt, von einem Ring 112,
der mit dem Einstellknopf 110 verkuppelt ist, mittels einer Verzahnung 113 am
Umfang des Ringes, einer Verzahnung 114 am Zahnrad 115 und
einem Stift 116.
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Die Einstellung kann extern gelesen
werden, z. B., weil auf dem Ring 112 eine Skala 117 aufgedruckt
ist, auf der die Wasserhärte
in Graden oder das Volumen von Wasser, das zwischen zwei Regenerierungen
behandelt wird, in Litern angezeigt werden. Der eingestellte Wert
ist vor einem Referenzpunkt 118 ablesbar. In 4 ist offensichtlich zu
ersehen, dass die Skala 117 gelesen werden kann, weil der
Kopf 58 mit einem Teil 119 aus durchsichtigen Plastik
versehen ist. Gemäß einer
Variation kann dieser Teil mit einem Fenster versehen werden.
-
Zur gleichen Zeit kann eine Anzeige
gegeben werden, die den Status des Apparates 57 anzeigt.
Gemäß 4 und 5 ist zu diesem Zweck unter Teil 119 eine
kleine Scheibe 120 montiert, die zusammen mit der zweiten
Scheibe 61 dreht und auf der "S" und "R" angezeigt sind, die in Bezug zum Referenzpunkt 118 angeben,
ob der Apparat 57 sich in Service oder in Regenerierung
befindet.
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Um sicher zu versichern, dass nur
in einer Vorwärtsrotation
der ersten Scheibe 60 ein Greifeffekt zwischen den Fangelementen 96 und 97 kreiert wird,
und die Scheibe 60 sich während der Neueinstellung ungehindert
drehen kann, ist zwischen den Scheiben 60 und 61 für ein freibewegendes
Drehsystem gesorgt.
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Zu diesem Zweck sind die oben genannten Fangelemente 96,
wie in 6, 10 und 15 gezeigt wird, auf einer kleinen Scheibe 122 angebracht,
die durch eine Blattfeder 121 nach unten gedrückt wird und
die durch Verbindungsstücke 123 und 124 gegen Verdrehung
gegenüber
der ersten Scheibe 60 gesperrt ist. Hierdurch zeigen die
Fangelemente 96 eine Greiffläche 125 und eine Schrägfläche 126.
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Wie in 12 und 16 gezeigt, sind die Fangelemente 97 auf
der Oberseite der zweiten Scheibe 61 angebracht und zeigen
ebenfalls eine Greiffläche 127 und
eine Schrägfläche 128.
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Diese Fangelemente 96 und 97 sind
so zueinander gerichtet, dass die kleine Scheibe 122 in
der Vorwärtsbewegung
einen transportierenden Effekt hat, sobald die Greifflächen 125 und 127 sich
berühren,
wobei in der entgegengesetzten Drehrichtung immer eine freie Drehung
zueinander möglich
bleibt, da die Schrägflächen 126 und 128 für eine Hebung der
kleinen Scheibe 122 sorgen, wenn die Fangelemente 96 und 97 miteinander
in Kontakt kommen, sodass die kleine Scheibe 122 in ihrer
Drehbewegung nicht gehindert wird.
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Wie in 17 gezeigt,
bestehen die oben genannten Servoventile 48 und 49 im
wesentlichen aus Öffnungen 129 und 130,
die durch die Drehung der zweiten Scheibe 61, in Funktion
ihrer Position, geschlossen werden, bzw. geöffnet und in offene Verbindung
mit einer Kammer 131 gebracht werden können, die Wasser unter Zufuhrdruck
enthält.
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Wie in 17 gezeigt
werden hierzu Ventildichtungen 132–133 verwendet, ei
aus einem elastischen Material bestehen, das durch seine Spannkraft eine
Dichtung zur Unterseite der Scheibe 61 garantiert. Genauer
gesagt bestehen diese Ventildichtungen aus O-Ringen 134–135,
die in den Befestigungen 136–137 um die Öffnungen 129–130 angebracht werden.
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Wie in 10, 13 und 17 gezeigt ist die Abschließfläche 138 der
Scheibe 61 an den Orten die dichten müssen mit großen herausragenden
Vergrößerungen 139–140 ausgebaut.
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An den Orten wo keine Dichtung nötig ist sind
Rinnen 141–142 eingebaut,
die dem Druck in Kammer 131 erlauben, sich mühelos bis
zu den Öffnungen 129–130 fortzupflanzen.
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Die Schließkraft der zwei Servoventile
wird durch eine Feder 143 unterstützt.
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Ventile 32, 35 und 47 bestehen,
wie in 18 und 19 illustriert, z. B. aus
durch Federbelastete Membranventile, die über das erste Servoventil 48 aktiviert
werden können.
Das dritte Ventil 40 ist ein durch eine Feder belaststes
Membranventil das über das
zweite Servoventil 49 betätigt werden kann, und das vierte
Ventil 44 besteht aus einem
-
Federbelasteten Membranventil das
durch den Druckfall über
das dritte Ventil 40 kontrolliert wird.
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Wie in 18 dargestellt
besteht das erste Ventil 32 im wesentlichen aus einer Membran 144, die,
auf ihrer Dichtungsseite 145 zusammenarbeitet mit einem
Zuflusskanal 146, und die durch ihre Verschiebung eine
Verbindung zwischen diesem Zuflusskanal 146 und der Oberseite
des Behälters 52 öffnet oder
abschließt.
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Auf der Rückseite 147 wird die
Membran belastet durch einen vorherrschenden Druck in Druckkammer 148,
die über
Kanäle 129–150–151– 152 mit der
oben genannten Öffnung 129 in
Verbindung steht. Zur selben Zeit wird die Membran 144 mit
minimaler Kraft belastet durch den Druck eine Feder 153.
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Wie in 20 und 21 gezeigt wird Kanal 150 durch
eine hauptsächlich
horizontale Aussparung geformt. Kanal 151 ist eine nach
oben gerichtete Bohrung.
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Das zweite Ventil 35 besteht
im wesentlichen aus einem Ventilkörper 154 der mit Membranteil 155 zusammenarbeitet.
Der Ventilkörper 154 sorgt
für die Schließung des
Durchgangs 156, der eine Verbindung darstellt zwischen
dem Kopf des Behandlungstanks 28 und einem Kanal 157,
der zum Abfluss 34 führt.
Der Ventilkörper 154 wird
durch den Druck der Feder 158 gegen den Membranteil 155 gedrückt
-
Die Rückseite 159 des Membranteils 155 wird
auch belastet durch den Druck der in der vorhergenannten Kammer 148 vorherrscht,
so wie durch den Druck, den die Feder 160 ausübt
-
Dabei wird festgestellt, dass Ventil 35 so
entworfen ist, dass es ein Überdruck-Sicherheitselement
formt
-
Wie in 18 gezeigt
wird oben genanntes Regelelement 36 durch ein auswechselbares
Teil geformt, welches zwischen Kanal 157 und dem Abfluss 34 montiert
ist. Der verengte Durchgang 161 funktioniert dabei als
Durchflussbegrenzung-selement.
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Um Druckkammer 148 zu entlasten
in Momenten wenn durch Servoventil 48 kein Druck ausgeübt wird
ist Kanal 150, wie in 22 zu
sehen ist, durch eine Entlastungsöffnung 162 und einen
Kanal 163 mit dem oben genannten Kanal 157 verbunden.
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Wie in 19 gezeigt
besteht Ventil 40 aus einer Membran 164, die mit
Kanal 165 zusammenarbeitet, welcher mit dem obersten Punkt
von Leitung 55 so verbunden ist, dass durch Verschiebung
der Membran 164 eine Verbindung gemacht oder unterbrochen
wird zwischen Kanal 165 und Raum 166 in welchen
der Einlass des Volumenmessers 23 fließt.
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Auf der Rückseite 167 ist die
Membran 164 belastet durch Feder 168 und einem
Druck, der in Druckkammer 169 vorherrsche, die, über Kanäle 170–171–172–173 mit
der Öffnung 130 des
besagten Servoventils 49 verbunden ist.
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Um Druckkammer 169 zu entlasten
in Momenten wenn durch Servoventil 49 kein Druck ausgeübt wird,
ist Kanal 171, wie in 23 dargestellt, über eine
Entlastungsöffnung 174 und
einen Kanal 175 verbunden mit oben genanntem Kanal 157.
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Das vierte Ventil 44 besteht
im wesentlichen aus einer Membran 176 mit welcher der Durchgang 177 geschlossen
werden kann zwischen einerseits Kanal 178, der eine Verbindung
herstellt zwischen Raum 166 und anderseits ein Verbindungsstück 179 an
welchem, wie in 2 schematisch
dargestellt, eine Solevorrichtung 43 angeschlossen werden kann.
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Hierdurch wird die Membran 176 auf
ihrer Vorderseite 180 durch den Druck der in Kanal 178 vorherrscht
belastet und auf ihrer Rückseite 181 über Anschluss 182 durch
den in Durchgang 165 vorherrschenden Druck, so wie durch
einen Druck, den Feder 183 in solcher Weise ausübt, dass
dieses vierte Ventil 44 durch den Druckfall kontrolliert
wird, der über
Ventil 40 kommt.
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Gemäß einer Alternative kann Ventil 44 durch
den Druckfall eines anderen Elementes kontrolliert werden, z. B.
durch das Regulierungselement 36.
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Der Auslass des Volumenmessers 23 ist über Raum 184 mit
einem Auslasskanal verbunden.
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Die oben genannte Kammer 131 wird
durch eine Zweigleitung von Raum 166, bestehend aus Kanal 186,
unter Druck gesetzt.
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Die oben genannte Kammer 131 wird
durch eine Zweigleitung von Raum 166, bestehend aus Kanal 186,
unter Druck gesetzt.
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Bei Kanal 150 ist, wie in 21 gezeigt, ein Auslass
angebracht über
den ein externes Drucksignal 188 gegeben werden kann. Dieser
Auslass wird abgeschlossen, wenn er nicht gebraucht wird.
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Das fünfte Ventil 47 ist
außerhalb
des Apparates 57 und besteht, sie schematisch in 3 dargestellt, aus einem
Durchgang 190, der mit Hilfe eines Ventilkörpers 189 abgeschlossen
ist. Der Ventilkörper 189 kann
mit Hilfe von Membran 191, auf deren Rückseite Kammer 192,
die über
Leitung 193 mit oben genanntem Auslass 187 verbunden
ist, Druck ausübt,
in eine offene Position geschoben werden.
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Oben genannter Mechanismus 94 besteht vorzugsweise
aus einem Element, das durch ein Antriebselement hin und her verschoben
werden kann, und das die zweite Scheibe 61 aus seiner Inoperativen
Position schieben kann.
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Im dargestellten Beispiel besteht
dieses verschiebbare Element aus der bereits besprochenen Sperrklinke 93.
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Wie in 6, 8 und 9 dargestellt, besteht das Antriebselement
vorzugsweise aus einem Koben 193, der zwischen zwei Positionen
hin und her geschoben werden kann, mit vor allem vier aktiven Druckflächen, nämlich einer
erste Druckfläche 194, auf
die der in Kammer 131 vorherrschende Zufuhrdruck wirkt,
eine zweite Druckfläche 195,
die größer ist
als die erste, und auf die auch der Zufuhrdruck wirkt, aber entgegengesetzt
zum Druck auf die erste Druckfläche 194,
eine dritte Druckfläche 196,
auf die der atmosphärische
Druck Kraft ausübt,
welcher im Gegensatz zur Kraft steht, die durch den Zufuhrdruck auf
die Erste Druckfläche 194 ausgeübt wird
und eine vierte Druckfläche 197,
auf die, über
Einlass 198 ein Regeldruck ausgeübt werden kann, der entgegengesetzt
zum Zufuhrdruck auf Druckfläche 195 steht,
so dass ein pulsförmiges
Steuersignal 199 eine Hin-bewegung an der Aufwärtsneigung 200A und
eine Her-bewegung auf der Aufwärtsneigung 200B des betreffenden
Schlages auslöst.
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Im Folgenden wird die Funktion von
Vorrichtung 1 und im bestimmteren von Apparat 57 in
Bezug auf 24 bis 36 beschrieben.
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Während
eines Servicezyklus ist Scheibe 61, wie auf 24 gezeigt, in einer Stellung,
in welcher der Schaltwerkmechanismus 85 im Ruhezustand ist, da die
Sperrklinke den zahnlosen Teil 95 berührt. In dieser Position (siehe 25) sind die Öffnungen 129–130 beider
Servoventile 48-49,
mit Hilfe der herausragenden Vergrößerungen 139–140,
geschlossen.
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Am Anfang des Servicezyklus steht
die erste Scheibe 60, wie in 26 illustriert,
in Startposition, in der das Stützelement 108 mit
dem Stop 109 in Berührung
ist. Die erste Scheibe 60 wird durch den Schaltwerkmechanismus 62,
wie in 27 gezeigt, ununterbrochen
angetrieben.
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Da während des Servicezyklus beide
Servoventile 48–49 geschlossen
sind, befinden Ventile 32–35–40–44–47 sich
in den in 28 gezeigten Stellungen,
was den durch die Pfeile angegebenen Durchflussweg des Wassers zufolge
hat. Dadurch wird das Wasser mit dem Behandlungsmedium 29 in Kontakt
gebracht. Der Volumenmesser 23 dreht sich in der ersten
Rotationsrichtung R1 und erzeugt so, wie ober erwähnt, den
ununterbrochenen Antrieb besagter erster Scheibe 60.
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Wie in 29 gezeigt,
bewegt sich das Stützelement 108,
als Folge der Drehung von Disk 60, weg von Stop 109,
und das elastische Element 100 wird aufgezogen. Wenn eine
gewisse Wassermenge den Volumenmesser 23 passiert hat,
erreichen die Scheiben 60 und 122 die in 30 gezeigte Stellung, in
der die Fangelemente 96 von Scheibe 122 den Fangelementen 97 der
zweiten Scheibe 61 begegnen, wodurch die zweite Scheibe 61 mit
der ersten Scheibe 60 mitgedreht wird.
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Wegen der Drehbewegung der zweiten Scheibe 61 beginnt
die Sperrklinke 87 in die Verzahnung 88 eingreifen,
was bedeutet, dass der Schaltwerkmechanismus 85 aktiv.
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In einer ersten Phase erreichen die
herausragenden Vergrößerungen 139–140 die
in 31 gezeigte Stellung,
in der das erste Servoventil 48 geöffnet wird, während das
zweite Servoventil 49 geschlossen bleibt. Dadurch werden
Kammern 148 und 192 unter Druck gesetzt und Ventil 32 schließt sich, während Ventils 35 und 47 sich öffnen, was
den in 32 gezeigten
Durchgang zur Folge hat. Hierdurch wird das Wasser in umgekehrter
Richtung in Form einer ersten schnellen Spülung durch das Behandlungsmedium 29 geschickt.
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In einer weiteren Phase erreichen
die herausragenden Vergrößerungen 139–140 die
in 33 gezeigte Stellung,
in der beide Servoventile 48–49 sich öffnen. Dadurch
wird auch Kammer 169 unter Druck gesetzt und, wie in 34 zu sehen ist, Ventil 40 sich
schließt.
Durch den Druckabfall über dieses
dritte Ventil 40 öffnet
sich das vierte Ventil 44. Dadurch fließt das Wasser schließlich durch
die Solevorrichtung 43, wodurch eine bestimmte Menge Sole
zum Behandlungstank und von da aus zum Abfluss 34 geleitet
wird. Hierdurch wird das Behandlungsmedium 29 regeneriert.
-
Das Regelelement 36 sorgt
für einen
gemäßigten Durchfluss
und versichert dadurch, dass der Kontakt zwischen dem Regenerierungsmedium 42 und
dem Behandlungsmedium 29 lange genug anhält um eine
vollständige
Regenerierung durchzuführen.
-
Nach einiger Zeit kommt Scheibe 61 in
die in 35 gezeigte Stellung.
Dabei werden die Sperrklinken 64 und 84 durch
die Kontaktlippen 104–105, die
auf die Stifte 106–107 wirken,
zur Seite gestoßen. Das
erlaubt dass die erste Scheibe 60 durch das elastische
Element 100 in ihre Startposition (siehe 26) zurückgedreht wird. Diese Bewegung
kann während
dem Regenerierungszyklus eigentlich jederzeit ausgeführt werden.
-
In einer weiteren Phase erreichen
die herausragenden Vergrößerungen 139–140 die
in 36 gezeigte Stellung,
der zufolge das zweite Servoventil 49 sich schließt. Dadurch
erreichen die Ventile 35–40–44–47 in
derselben Stellung wie auf 32,
was eine schnelle Spülung
zur Entfernung der Salzrückstände aus
dem Behandlungsmedium 29 auslöst.
-
Schlussendlich erreichen die herausragenden
Vergrößerungen 139–140 dieselbe
Stellung wie in 25,
und die zweite Scheibe 61 erreicht den Ruhestand, wo sie
den nächsten
Regenerierungsbeginn abwartet.
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Da der Ventilkörper 154 mit dem Membranteil 155 nicht
verbunden ist, öffnet
sich das zweite Ventil 35 automatisch jedesmal wenn ein
abnormaler Überdruck
entsteht. Dadurch wird der Behandlungstank 28 gegen mögliche Überdruckschäden beschützt.
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Aus vorhergehendem und aus den Abbildungen
wird deutlich, dass während
jedem Regenerierungszyklus die zweite Scheibe 61 um 180° gedreht wird,
weil die Scheibe 61, wie sie in den Abbildungen gezeigt
wird zwei Programme vorweist. Aus diesem Grund weist Scheibe 61 zwei
herausragenden Vergrößerungen 139 sowie
zwei herausragenden Vergrößerungen 140 auf.
Natürlich
kann die Scheibe 61, gemäß einer in den Abbildungen
nicht behandelten Alternative, auch mit einem oder mit mehr als
zwei Programmen versehen werden.
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Der Regulator 59 kann wahlweise
so ausgestattet werden, dass der zweite Überwachungsmechanismus 25 und
dadurch der Regenerierungszyklus manuell gestartet werden kann.
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So eine Möglichkeit (siehe 5) kann aus einem mechanischen
Drück-
oder Dreh-Element 201 bestehen, oder, ähnlich wie die zweite Scheibe 61 aus
ihrer Inoperativen Position gestoßen werden.
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Die oben genannte Solevorrichtung 43 kann von
jeglicher Art sein. Darum kann ein herkömmliches Gerät verwendet
werden. Es wird jedoch angeraten, dass eine Solevorrichtung 43 gebraucht
wird, das den folgenden Beschreibungen mit Bezug auf 37 bis 48 entspricht, da dies zur Optimierung der
gesamten Behandlungsvorrichtung beiträgt.
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Wie in 37 dargestellt,
besteht die Solevorrichtung 43 im wesentlichen aus einem
Behälter 202,
in welchem das oben genannte Regenerierungsmedium 42, in
diesem Falle Sole, anwesend ist und wahlweise produziert wird und
aus einem Dosiersystem 203.
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Die Eigenart dieser Solevorrichtung 43 besteht
in der Tatsache, dass dieses Dosiersystem 203 mit einem
hydraulisch angetriebenen, volumetrischen Dosierelement 204 ausgestattet
ist, um das oben genannte Regenerierungsmedium 42, d. h.
die Sole, zu dosieren.
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Dazu besteht das Dosierelement 204 vorzugsweise
aus einem Pumpelement 206, in Form einer Membran, die in
Kammer 205 angebracht ist, und die auf einer Seite 207 ein
erstes Abteil 208 bildet, welches über mindestens ein Saugventil 209 mit
dem Behälter 202 und
mit mindestens einem Druckventil 210 mit dem Auslass 38 des
Wasserbehandlungstanks 28 verbunden ist oder verbunden
werden kann, und die auf ihrer anderen Seite 211 ein zweites
Abteil bildet 212 in dem über die Zuflussleitung 213 hydraulischer
Druck kreiert werden kann.
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Wie für verschiedene Stellungen in 38, 39, 40 und 41 gezeigt, besteht das Pumpelement 206 in
einer praktischen Ausführungsform
aus einem Beutel aus elastischem Material innerhalb Kammer 205,
die am besten durch ein röhrenförmiges Gehäuse 214 begrenzt
wird, wobei das zweite Abteil 212 dann durch das Innere
des Beutels geformt wird.
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Der Beutel wird auch in seinem geschrumpften
Zustand rund um eine Stütze 215 aufgespannt.
D. h., dass der in 39 gezeigte
Zustand bereits eine Vorspannung liefert. Diese Stütze 215 besteht
aus einer Platte, die sich in den Beutel erstreckt, wobei der Beutel
mit einer Klammer um ein Ende 216 der Stütze 215 befestigt
ist, während
Stütze 215 an
diesem Ende 216 von Durchgängen 217 versehen
ist, die von diesem Ende ein Stück
nach unten reichen, so, dass durch diese Durchgänge 217 und einen
Anschluss 218 Wasser in den Beutel fließen kann.
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In einer praktischen Ausführungsform,
wie in 38 und 40 dargestellt, wird die
Saugöffnung 219,
die an das erste Abteil 208 abgibt, ist am unteren Ende 220 des
Gehäuses 214 angelegt.
An diesem unteren Ende 220 sind auch die die betreffenden Saugventile 209 montiert.
Wenn die Kammer 205, das Pumpelement 206 und die
Stütze
so orientiert sind wie in den Abbildungen, und wenn das röhrenförmige Gehäuse 214 im
Behälter 202 steht,
wird Sole aus dem tiefsten Teil des Behälters 202 gesaugt,
wo die höchste
Salzkonzentration vorherrscht.
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Die Auslassöffnung 221, die mit
dem ersten Abteil 208 verbunden ist, wird am besten am
oberen Ende 222 des Gehäuses 214 gegeben.
An diesem Ende 222 sind auch die Druckventile 210 montiert.
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Es wird festgestellt, dass das Volumen,
das aus dem ersten Abteil 208 ausgestoßen werden kann, kleiner ist,
als das Volumen des Zwischenraumes zwischen dem Behandlungsmedium 29,
genauer gesagt dem Harz im Behandlungstank 28, vergrößert mit
dem Volumen des Raumes im unteren Teil 56 des Behandlungstanks 28 und
dem Inhalt der Leitung vom Auslass des Dosierraumes 205 bis
zum erwähnten
unteren Teil 56.
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Über
dem Dosierungselement 204 ist ein Überdruckventil 223 angebracht,
von welchem das Schließelement 224,
z. B. durch eine Feder 225, so positioniert wird, dass
das Überdruckventil 223 sich nur öffnet, wenn
das Pumpelement 206 für
die Sole in seinem ausgestoßenen
Zustand ist.
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Parallel zum Überdruckventil 223 ist
für die Beigabe
von Wasser zur Sole ein Mischungsdurchgang 226 gegeben.
So wie in der praktischen Ausführungsform
in 42 dargestellt, wird
dieser Mischungsdurchgang 226 am besten in das Überdruckventil 223 integriert,
z. B. indem man das Schließelement 224 mit
einem Leck-Kanal versieht.
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Wie in 37 gezeigt,
ist dat zweite Abteil 212 so konstruiert, dass es auch
als Dosierkammer dient für
die Zufügung
von Wasser in Behälter 202, so,
dass wenn dieses Wasser mit dem in Behälter 202 befindlichen
Salz 227 in Kontakt kommt, neue Sole angemacht wird. Die
Wasser Zufuhr erfolgt hierfür über die
schematisch dargestellte Leitung 228, in welcher ein Schwimmermechanismus 229 angebracht
werden kann, um einen eventuellen Wasserüberschuss durch einen Überlauf 230 abzuleiten.
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Um eine optimale Dosierung von Sole
und Wasser zwischen einem an Zuflussleitung 213 angeschlossenen
Einlass 231, der Kammer 205 und dem Behälter 202 zu
ermöglichen
wird ein hydraulische kontrolliertes Schaltsystem 232 benutzt,
welches durch Übertragung
eines mittleren Unterdrucks von Einlass 231, eine Verbindung
zwischen Einlass 231 und dem zweiten Abteil 212 herstellt,
was, in Abwesenheit eines Zufuhrdruckes im Einlass 231,
wiederum eine Verbindung zwischen dem zweiten Abteil und dem Behälter 202 herstellt.
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Das Schaltsystem 232 besteht
vorzugsweise aus einem Membranventil 233, bei welchem Membran 234 mit
einem Durchgang 235 zusammenarbeitet, der mit dem Behälter 202 dem
Solebehälter
verbunden ist. Die Membran 234 wird belastet durch einen
Druck in Kammer 236, welche mit erwähntem Einlass 231 verbunden
ist. Über
Leitung 228 ist das zweite Abteil 212 mit dem
Boden 237 der Membrane 234 so verbunden, dass
die Membran in belastetem Zustand keine Verbindung desselben mit
Durchgang 235 erlaubt.
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Zwischen Einlass 231 und
dem zweiten Abteil 212 besteht auch eine Verbindung in
Form von einer Verengung 238.
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In einer praktischen Ausführungsform,
siehe 43 bis 46, sind der Schwimmermechanismus 229 und
das Schaltsystem 232 in einem Gehäuse 239 untergebracht,
und die Verengung 238 ist in der Membran 234 integriert.
Genauer gesagt besteht die Verengung 238 aus einer Öffnung 240 in
Membran 234 und einem runden Kanal 241 unter der
Membran 234, mit dem Leitung 228 über eine Öffnung 242 verbunden
ist. Die Öffnungen 240 und 242 sind
so platziert, dass sie nicht in einer Linie liegen.
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Der Schwimmermechanismus 229 besteht im
wesentlichen aus einem Schwimmer 243, der im Gehäuse 239 in
der Flüssigkeit
von Behälter 202 schwimmt
und mit einem Abschlussventil 244 zusammenarbeitet. Dieses
Abschlussventil 244 formt einen Durchgang zwischen einer
Kammer 245, in welche der Erwähnte Durchgang 235 fließt. Mit
dieser Kammer 245 ist der erwähnte Überlauf
230 verbunden. Das
Abschlussventil 244 schließt sich, sobald die Flüssigkeit
in Behälter 202 ein
bestimmtes Niveau erreicht hat. Dadurch ist das übrige Wasser gezwungen durch
den Überlauf 230 weg
zu fließen.
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Die Kammer 245 ist auch
mit einer Anzahl Öffnungen 246 ausgestattet
die eine direkte Verbindung mit dem oberen Teil des Behälters 202 herstellen
und eine Sicherheit darstellen für
den Fall, dass das Niveau im Behälter 202 doch
abnormal steigen sollte, z. B. durch einen Schaden.
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Im Folgenden wird die Funktion der
Solevorrichtung 43 im Hinblick auf die zwei schematischen Darstellungen
in 37 und 47 beschrieben.
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Im Moment, wenn die Wasserbehandlungsvorrichtung
in Gebrauch ist, ist Ventil 44 auf 2 geschlossen und der Einlass 231 ist
druckfrei. Aufgrund der Vorspannung im Pumpelement 206,
genauer gesagt der dafür
gebrauchten Membran, wird eine gut definierte Menge Behandlungsmedium 42 in das
erste Abteil 208 gesogen.
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Wie zuvor erwähnt, steht Ventil 44 während der
Regenerierung offen. Dadurch steht Einlass 231 unter Druck.
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Die Membran 234 biegt sich
nach unten hin durch und verschließt Durchgang 235.
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Das Wasser, das unter Einfluss des
vorherrschenden Druckunterschiedes durch Zufuhrleitung 213 einfließt, fließt auch
durch Öffnung 238 in
das zweite Abteil 212 von Kammer 205. Dadurch
wird das Pumpelement 206 verschoben und, wie in 47 gezeigt, wird das im
ersten Abteil 208 enthaltene Volumen von Behandlungsmedium 42,
in diesem Fall Sole, über
Druckventil 210 in Richtung von Auslass 38 des
Behandlungstanks gepresst.
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Während
dieser Bewegung fließt
ein ebenfalls gut definiertes Volumen Wasser durch i den Mischungsdurchgang 226,
wodurch eine genau definierte Verdünnung erreicht wird.
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Vom Moment, dass die Membran sich
völlig durchgebogen
hat, wird der Druckabfall über
das Überdruckventil 223 so
groß,
das dieses sich öffnet wobei
ein Spüleffekt
kreiert wird. Durch die Tatsache, dass das Wasser durch die Öffnung 240 passieren muss,
die als Flussregulator funktioniert wird die Spülungs-Flussrate kontrolliert
und die nötige
Kontaktzeit versichert. Die kontrollierte Flussrate versichert,
dass die Sole, die durch die Dosierkammer 205 ausgeteilt wird,
langsam durch das Behandlungsmedium 29, d. h. das Harz,
gedrückt
wird.
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Sobald die Solevorrichtung 43 vom
Zufuhrdruck abgeschlossen ist, d. h. wenn das oben genannte vierte
Ventil 44 geschlossen ist, öffnet sich das Membranventil 233 und
das Wasser im zweiten Abteil 212 wird durch die Spannkraft
des Pumpelementes 206 über
Verbindung 228 in Richtung Durchgang 235 gepresst, durch
welchen es in den Solebehälter 202 fließt. In Zwischenzeit
wird ein weiteres gut definiertes Volumen an Sole in das erste Abteil 208 gesogen,
und für
den folgenden Regenerierungszyklus bereitgehalten.
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Am besten werden Maßnahmen
genommen, die dafür
sorgen, dass das Volumen Sole, das aus der Dosierkammer 205 ausgestoßen ist
kleiner ist als das Volumen Wasser, das daraufhin zum Solebehälter 202 geschickt
wird. Dadurch wird ein im Solebehälter selbst wenn Flüssigkeit
verdampft ein konstantes Niveau aufrechterhalten. Solche Maßnahmen können verschiedenen
Formen annehmen. Eine erste Möglichkeit
ist einen Flächenunterschied
zu kreieren zwischen den zwei Seiten der Wand, welche die Dosierkammer 205 in
die erwähnten
Abteile 208–212 teilt.
Eine andere Möglichkeit
besteht im kreieren eines absichtlichen Lecks zum Solebehälter. Eine
weitere Möglichkeit
kann das hydraulische Schaltsystem 232 benützen, das
eine relativ große
Schließträgheit aufweist,
so dass neben dem durch das zweite Abteil 212 gelieferten
Wasser eine weitere kleine Menge Wasser direkt durch Einlass 231 zuströmt.
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Sobald die Flüssigkeit im Solebehälter 202 eine
bestimmtes Niveau übersteigt
wird Abschlussventil 244 geschlossen und das überflüssige Wasser fließt durch
den Überlauf 230 weg.
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Die Verengung 238 in 37 kann statt durch Öffnung 240 auch
durch ein Element geformt werden, dessen Durchgang anpassbar ist
und während
der Solezufuhr und der Spülung
eine Verstellung der Flussrate erlaubt.
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48 zeigt
eine Variante in der die Dosierung der Zufuhr von frischem Wasser
in den Solebehälter 202 mittels
eines Durchgangselementes 247 erzielt wird, das für eine kleine
permanente Wasserzufuhr in den Solebehälter 202 sorgt, solange
am Einlass 231 Wasser zugedient wird.
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In anderen Anwendungen kann das oben
beschriebene Gerät 43 an
Stelle von Sole auch für
die Zufuhr von anderen Regenerierungsmedien benützt werden. Im Falle dass der
Behälter 202 nicht
mit Wasser nachgefüllt
werden muss kann das Wasser, das vom zweiten Abteil 212 ausgestoßen wird
direkt in den Abfluss geleitet werden.
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Die Wasserbehandlungsvorrichtung
ist gemäß der Erfindung
optimal geeignet um für
größere Kapazität ausgebaut
zu werden.
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In diesem Fall ist die Vorrichtung
gemäß einer
bestimmten in Abb 49 dargestellten Ausführungsform dadurch charakterisiert,
dass sie aus zwei oder mehreren parallelarbeitenden Behandlungstanks 28A–28B–28C besteht,
von denen jeder mit einem Regulator 59A–59B–59C ausgestattet
ist; Dass der Regulator 59A des ersten Behandlungstanks 28A mit einem
ersten hydraulisch angetriebenen Überwachungsmechanismus 24A versehen
ist, um die Regenerierung dieses Behandlungstanks 28A zu
starten nachdem ein gut definiertes Volumen Wasser durch denselben
geflossen ist, mit einem zweiten hydraulisch angetriebenen Überwachungsmechanismus 25A der
den Regenerierungszyklus kontrolliert, und mit einem Mittel, um
am Ende des Regenerierungszyklus des ersten Behandlungstanks 28A ein hydraulisches
Signal 248 zu generieren; Dass die Regulator 59B-59C aller
folgenden Behandlungstanks 28B–28C zumindest mit
einem hydraulisch angetriebenen Überwachungsmechanismus 25A–25B–25B versehen
sind, der ihre eigene Regenerierung kontrolliert, mit einem Mittel,
um die diese nach Empfang eines hydraulischen Drucksignals 248–249 zu
starten und mit einer Möglichkeit,
um am Ende des jeweiligen Regenerierungszyklus ein hydraulisches
Drucksignal 249 weiterzuleiten, mit Ausnahme des letzten
Behälters 28C,
der diese letzte Möglichkeit
nicht unbedingt nötig
hat; und dass die verschiedenen Regulator 59A–59B–59C so
untereinander verbunden sind, dass jeder Regulator 59B–59C,
mit Ausnahme von Regulator 59A des ersten Behandlungstanks 28A jedesmal
ein Signal 248–249 erhält um die
Regenerierung zu starten, wenn der Vorhergehende Behandlungstank 28A seine
Regenerierung abgeschlossen hat. Die Reihenfolge der Regenerierungszyklen
der drei Vorrichtungen, die mit der Reihenfolge der Druckimpulse
P an den Servoventilen 48 der betroffenen Regulator 59A–59B–59C entspricht,
wird in 50 in Funktion von
Zeit t illustriert. Natürlich
kann zwischen den aufeinanderfolgenden Regenerierungszyklen eine
Zeitverzögerung
eingebaut werden.
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Einer oder mehrere der Behandlungstanks 28A–28B–28C kann
auch aus einer Gruppe von gleichzeitig arbeitenden Behältern bestehen.
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Vorzugsweise wird das Signal, welches
das erste Ventil 32 des vorhergehenden Behälters, öffnet oder
schließt,
also das Signal, das durch das erste Servoventil 48 gegeben
wird, gebraucht, um den Regenerierungszyklus des folgenden Behälters zu
starten. Auf diese Weise wird das erste Servoventil 48 vom
Regulator eines jeden vorhergehenden Behälters das Mittel zum Start
der Regenerierung des nächstfolgenden
Behälters.
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Das Mittel um die Regenerierung des
zweiten und der darauffolgenden Behälter zu starten besteht vorzugsweise
aus Mechanismus 94, wie zuvor beschrieben. Hierbei wird
der Auslass 187 des Regulators 59A des ersten
Behälters 28A mit
dem Einlass 198 am Regulator 59B des zweiten Behälters 28B verbunden
und Auslass 187 des Regulators 59B des zweiten
Behälters
wird mit dem Einlass 198 am Regulator 59C des
dritten Behälters 28C verbunden.
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Solch ein Mechanismus 94 funktioniert
wie folgt: Wenn die Öffnung 129 des
ersten Servoventils 48 des ersten Regulators 59A unter
Druck gesetzt wird, wird der Kolben 193 am zweiten Regulator 59B in
Richtung F verschoben (siehe 9).
Sobald die Öffnung 129 außer Druck
genommen gesetzt wird, wird der Kolben 193 in Richtung
G verschoben, was die Scheibe 61 mit Hilfe von Sperrklinke 93 aus
ihrer Inoperativen Position holt und den Regenerierungszyklus des
zweiten Apparates 57 startet. Etwas gleichartiges geschieht
später
zwischen dem zweiten und dritten Apparat 57. Dabei sollte
darauf geachtet werden, dass die spezifische Konstruktion des Mechanismus 94 den
Vorteil bietet, dass ihre Funktion nicht empfindlich auf Unterbrechungen
im Zuleitungsdruck reagiert.
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Die Regulator 59B und 59C können aber müssen nicht
mit einem ersten Überwachungsmechanismus 24 ausgestattet
sein.
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Vorzugsweise sind die Wasserbehandlungstanks 28–28A–28B–28C und
die dazugehörigen
Regulator 59A–59B–59C in
Modulbauweise entworfen, so dass die Behandlungskapazität einzig
durch die Kopplung von Modulen erhöht werden kann, wobei die Erweiterung
die Montage einer geraden oder ungeraden Anzahl von Behandlungstanks 28–28A– 28B–28C erlaubt.
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Schließlich wird in der Folge, mit
Hilfe von 51 bis 58, eine weitere bestimmte
Ausführungsform
des Regulators 59 beschrieben, wobei, wie in der Einleitung
erwähnt,
ein Zahnradantrieb verwendet wird, mit Zahnrädern, die auf schwenkbaren
Armen montiert sind.
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Im spezifischen Fall der Ausführung in 51 bis 58 werden zwei schwenkbare Arme 250 und 251 verwendet,
die sich freibewegend um Wellen 252 und 253 schwenken
lassen. Wie schematisch dargestellt, wird jede dieser Wellen 252–253 mit
Hilfe des Volumenmessers 23 angetrieben, z. B. durch Zahnradübertragungen.
Dabei rotieren die Wellen 252 und 253 in derselben
Rotationsrichtung. Aber Welle 252 dreht sich bedeutend
langsamer als Welle 253.
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Auf den Wellen 252–253 sind
Sahnräder montiert.
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Weiter ist auf dem schwenkbaren Arm 250 ein
Zahnrad 256 montiert, welches permanent in Zahnrad 254 eingreift
und das durch Drehung des schwenkbaren Arms 250 in mindestens
zwei verschiedene Stellungen gebracht werden kann: eine Position,
in der dieses Zahnrad 256 in eine Verzahnung 257 am
Umfang der Scheibe 60 eingreift und eine Position in der
das Zahnrad 256 von dieser Verzahnung entfernt ist.
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Beim schwenkbaren Arm 251,
auf gegenüberliegenden
Seiten des Zahnrades 255, sind die Zahnräder 258 bzw. 259 montiert,
die beide mit Zahnrad 255 zusammenarbeiten. Durch Drehung
des schwenkbaren Armes 251 in eine Richtung wird das Zahnrad 258 in
eine Verzahnung 260 am Umfang der Scheibe 61 gezwungen,
durch Drehung in die andere Richtung arbeitet Zahnrad 259 mit
der Verzahnung 260 zusammen, in diesem Falle über ein
Zwischenzahnrad 261.
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Der Regulator 59 in den
Abbildungen ist weiter ausgestattet mit Mitteln, die zwischen der
ersten Scheibe 60 und der zweiten Scheibe 61 aktiv
sind, um die zweite Scheibe 61 aus der Inoperativen Position
in eine gut definierte Stellung gegenüber Scheibe 60 zu
bewegen. Im gezeigten Beispiel bestehen diese Mittel einerseits
aus einer Führung 262,
die an Scheibe 60 angebracht ist, z. B. in einem Stück mit dieser
hergestellt ist, und die mit einer Aussparung 263 versehen
ist und andererseits aus einem Teil 264 am schwenkbaren
Arm 251 geformt, z. B. in Form eines Fangelementfolgers,
der mit der Führung 262 so zusammenkommen
kann, dass das Zahnrad 258 nur in die Verzahnung 160 eingreifen
kann, wenn Teil 264 sich in der Aussparung 263 befindet.
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Der Regulator 59 ist auch
so beschaffen, dass versichert ist, dass der Antrieb von Scheibe 60 in
einer gut definierten Position unterbrochen wird, in diesem Falle
durch einen Zahnlosen Abschnitt 265 in der Verzahnung 257.
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Weiter, ist der Regulator 59 auch
mit Zurücksetzmitteln
ausgestattet, die, analog zur Ausführungsform in 5, ermöglichen, dass Scheibe 60 bei
jeder Regenerierung in ihre Startposition zurückgebracht wird. Diese Zurücksetzmittel
bestehen aus einer Feder, genauer gesagt einer Drehstabfeder die zwischen
Scheibe 60, genauer gesagt an einem dafür bestimmten Kuppelstück 267,
und Element 268 befestigt wird.
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Weiter beinhalten die Zurücksetzmittel
auch Stützen 269 und 270,
auf Scheibe 60 bzw. dem Element 268, welche die
Startposition der Scheibe 60 bestimmen.
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Weiter beinhalten die Zurücksetzmittel
auch Elemente zur Inaktivierung 271 in Form von Nocken auf
der zweiten Scheibe 61. Diese Nocken sind so angelegt,
dass sie während
ihrer Rotation auf solche Weise mit dem schwenkbaren Arm 250 in
Kontakt kommen, dass das darauf montierte Zahnrad 256 gezwungen
ist, die Verzahnung 257 zu verlassen.
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Dabei muss darauf geachtet werden,
dass die Regenerierungs Scheibe 61 in 51 bis 58 in einer
Umdrehung für
drei Regenerierungszyklen sorgt und darum auch drei Erhebungen 139 bzw. 140 aufweist,
wie in 53 deutlich sichtbar
ist.
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Wie in 53 auch
deutlich sichtbar ist, werden die Aussparungen 274 und 275 in
der Verzahnung 260 gegeben, an den Stellen, wo Zahnräder 258 und 261 eingreifen,
den Zweck wovon in folgender Beschreibung deutlich wird:
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Analog zur Ausführungsform in 5 kann der Beginn des Regenerierungszyklus
in bezug auf das behandelte Wasservolumen am Regulator 59 extern
eingestellt werden. Im Beispiel der 51 besteht
diese Einstellung aus Element 268, die zu diesem Zweck
gedreht werden kann, so, dass Stütze 270 in
verschiedene Positionen gebracht werden kann. Die Verdrehung von
Element 268 geschieht durch eine drehbare Achse 272,
die mit Hilfe einer Zahnradübersetzung
Element 268 einstellt.
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Im Folgenden wird die Funktion des
Regulators 59 in Beziehung auf 54 bis 58 beschrieben.
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54 zeigt
den Service. Da die Wellen 252 und 253 in die
angezeigten Richtungen angetrieben werden, werden Zahnräder 256 und 258 in
die Richtung der Verzahnungen 257–260 gezwungen. Dadurch
greift das Zahnrad 256 in die Verzahnung 257 ein,
was wiederum dafür
sorgt, dass Scheibe 60 angetrieben wird. Jedoch kommt Teil 264 in
Kontakt mit der Führung 262,
die mit Scheibe 60 so zusammen dreht, dass das Eingreifen
von Zahnrad 258 in Verzahnung 260 verhindert wird.
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Nachdem ein gut definiertes Volumen
Wasser durch die Wasserbehandlungsvorrichtung geflossen ist wird
der Zustand in 55 und 56 erreicht, wodurch die
Regenerierung beginnt. Der Start wird erreicht, wenn Aussparung 263 sich
vor Teil 264 schiebt, wobei dieser in die Aussparung 263 gedreht wird
und das Zahnrad 258 dadurch in die Verzahnung 260 eingreift.
Kurze Zeit, nachdem dieser Zustand erreicht ist, erreicht der Zahnlose
Abschnitt 265 das Zahnrad 265, wodurch eine weitere
Drehung des letzteren keine Wirkung mehr auf Scheibe 60 hat.
-
Wenn während der Regenerierung die
Rotationsrichtung des Volumenmessers 23 umgekehrt wird,
wird der in 57 illustrierte
Zustand erreicht. Hierdurch wird auch die Rotationsrichtung von
Wellen 252–253 umgekehrt.
Daraufhin dreht sich der schwenkbare Arm 251, infolge des
Trageffektes von Welle 253, aus der Position von 56 in die von 57, wodurch Scheibe 61,
welche für
die Regenerierung sorgt, in derselben Rotationsrichtung weitergetrieben
wird.
-
Hierbei ist zu erwähnen, dass
der schwenkbare Arm 250, dem kleinen Trageffekt zufolge,
den die Welle 252 ausübt,
die Neigung hat, sich aus der Verzahnung 257 zu entfernen.
In der Praxis wird das jedoch verhindert, da die Verzahnung 257,
durch die Zurücksetzfeder 266 eine
Kraft auf das Zahnrad 256 ausübt.
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Nach einem gut definierten Zeitabschnitt wird
der schwenkbare Arm 250, wie in 58 gezeigt, durch das Inaktivierungselement 271 von
der Verzahnung 257 weggeschoben, so, dass Scheibe 60 mit
Hilfe der Zurücksetzfeder 166 in
ihre Startposition zurückgedreht
wird, wobei Stütze 269 Anschlag 270 berührt.
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Wenn, am Ende des Regenerierungszyklus, die
Rotationsrichtung des Volumenmessers 23 wieder umgekehrt
wird, wird wiederum der in 54 dargestellte
Service erreicht.
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Die Aussparungen 274 und 275 sind
Sicherheitssysteme, die verhindern, dass durch eventuelle Weiterdrehung
der Zahnräder 258 und 261 aufgrund von
einem Trägheitsphänomen im
System die Scheibe 61 weiter angetrieben wird.
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Gemäß der Erfindung kann nur eine
der Scheiben 60 und 61 durch einen zuvor beschriebenen
Schaltwerk- oder Zahnradmechanismus angetrieben werden, wobei die
andere durch andere Mittel angetrieben werden muss.
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Die Verzahnungen 257–260 brauchen
nicht direkt auf der Scheibe angebracht zu sein, sondern können auch
Teil eines Elementes sein, das mit das mit der betreffenden Scheibe
zusammenarbeitet
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Die Erfindung ist in keiner Weise
auf die Ausführungsformen
beschränkt,
die nur als Beispiele aufgeführt
und in beiliegenden Abbildungen illustriert sind. Eine Behandlungsvorrichtung
kann auf verschiede Weisen konstruiert werden, ohne vom Spielraum
der Erfindung abzuweichen.