WO2023280885A1 - Vorratsbehälter für flüssigkeitsanlagen - Google Patents

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WO2023280885A1
WO2023280885A1 PCT/EP2022/068648 EP2022068648W WO2023280885A1 WO 2023280885 A1 WO2023280885 A1 WO 2023280885A1 EP 2022068648 W EP2022068648 W EP 2022068648W WO 2023280885 A1 WO2023280885 A1 WO 2023280885A1
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WO
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collection
removal
valve control
liquid
container
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PCT/EP2022/068648
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English (en)
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Inventor
Ilja Dzampajev
Original Assignee
Dzampajev, Vladimir
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/10—Accessories; Auxiliary operations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/18—Specific valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/50—Specific extra tanks
    • B01D2313/501—Permeate storage tanks

Definitions

  • the invention relates to a storage container for liquid systems, in particular filter systems, treatment systems and other fluid purification systems and in particular reverse osmosis systems.
  • reservoirs are known in which the filtered water or another medium (permeate) is stored. When they are removed, they release part of the stored permeate and are then refilled with fresh permeate. Since such a reservoir is rarely completely emptied in practice, the rest of the old, stale permeate that has not been removed always mixes with new, fresh permeate, especially since the reservoir usually has only one inlet/outlet.
  • a secondary filter as a "germ stop”, usually made of activated carbon or even a UV lamp, is essential for filter systems, especially reverse osmosis systems that filter tap water.
  • the object of the invention is to develop a reservoir which is completely emptied when the filtered water is removed, so that standing water can no longer occur. A complex post-filter could thus be permanently saved.
  • the invention is to be used in all fluid systems where complete emptying of the reservoir filled with a fluid or another medium is required.
  • the reservoir for liquid systems in which the liquid is collected and from which the liquid is removed for consumption, consists of at least two liquid collection and removal containers, which can be filled one after the other and from which the liquid can be dispensed one after the other until the respective collection and removal container is completely emptied is removable. This ensures that the collection and removal containers are only filled after they have been completely emptied. There is no more mixing of stale and fresh liquid. In the case of a reverse osmosis system, permeate is always available for removal without the need for additional technical effort, such as pumps or UV radiation.
  • the collection and extraction tank in every reverse osmosis system has its own inlet/outlet, with the inlet being coupled to a common filter module and the outlet to a common outlet fitting, means that there is no need for double the system equipment. If the collection and removal containers have an elastic cover and are arranged in an airtight and watertight housing, controlled air or water pressure can be introduced into this housing, by which the respective collection and removal container is compressed during removal.
  • the airtight housing of the storage container is already under slight air pressure, which permanently acts on the collection and removal containers.
  • the air is pumped into the housing through an inlet valve, similar to a car tire.
  • additional back pressure is built up in the storage container.
  • water pressure for example the residual water of a reverse osmosis system
  • corresponding openings are provided after emptying and when refilling. These openings can be integrated into the valve control or directly into the housing of the reservoir as a pressure medium inlet.
  • the collection and removal containers are each part of a container divided by a membrane, collection being carried out in one partial container and pressure being able to build up in the other part of the respective container during removal.
  • the alternating filling and the alternating withdrawal of liquid are preferably controlled via valves.
  • the separation of the feed for the collection and removal containers from the common filter module takes place in front of the respective valve control or is carried out by the valve control.
  • the processes from the two collection and removal containers are brought together after the valve control or the merging can be implemented by the valve control.
  • valve control can be used as part of the inventive reservoir or as an independent valve block to which several individual conventional reservoirs can be connected.
  • Fig. 1 a reservoir with a pressure medium working
  • FIG. 1 shows a storage container 3 of a filter system of a reverse osmosis system, consisting of a first and a second collection and removal container 1, 2 for permeate 8, which can be filled one after the other and from which the permeate 8 can be drawn out one after the other until the complete emptying of the respective collection and removal container 1 or 2 can be removed and a drain fitting 6 can be fed.
  • the collection and extraction containers 1 and 2 are connected to a filter module 4 via a valve control 7 .
  • the treason container 3 has a pressure medium inlet 10 through which a pressure medium 9 can be fed, which can be used for emptying the collection and removal containers 1 , 2 .
  • valve control 7 The control of the filling and emptying of the collection and removal containers 1, 2 is carried out by means of the valve control 7, the main functions of which are described below in this exemplary embodiment. a) The valve control 7 has an input for the permeate 8 from the filter module 4 and directs the permeate 8 either into the collection and removal container 1 or 2, depending on which of the collection and removal containers 1 or 2 is to be filled.
  • valve controller 7 is connected to the collection and removal containers 1, 2 via an inlet/outlet 5 and controls which of the collection and removal containers 1 or 2 is to be emptied via the drain fitting 6.
  • the flow of permeate 8 from the filter module 4 via the valve control 7 to the drain fitting 6 preferably takes place via a line.
  • the valve control 7 can be designed as a valve block or consist of combinations of valves. Alternatively, the valves are controlled via sensors and appropriate software.
  • Fig. 2 shows the functional principle of an embodiment of the valve control 7 with a container separated by a membrane M into two sub-containers T1, T2 via the use of check valves R1 - R4, the membrane M moved through the membrane M via lever H tappet S of changeover valves U1, U2 the control of the filling and the complete emptying of the collection and removal containers 2, 3 takes place.
  • the valve control 7 comprises four check valves R1-R4, which are arranged in pairs but each with a sub-tank T1-T4 with a flow direction difference R1, R3; R2, R4.
  • the filling and emptying of the collection and removal containers is controlled via the non-return valves R1 – R4.
  • the membrane M divides the reservoir of the valve control 7 into the two named sub-reservoirs T1 and T2, which are each connected to one of the check valves R1, R3 and R2, R4 and the switching valves U1 and U2, which are opened and closed with the help of the plunger S. getting closed.
  • the changeover valves U1, U2 are connected on the one hand to the line to the filter module 4 and drain fitting 6 and on the other hand to a line each via check valves R2 and R4 to the inlet/outlet 5 of the respective collection and extraction container.
  • the line from U1 thus flows via the check valve R1 together with the line from R4 into the inlet/outlet 5 of the collection and extraction container 1, while the line from U2 flows via the check valve R2 together with the line from R3 into the inlet/outlet 5 of the collection and removal container 2 open.
  • the check valves R1 and R2 have a direction of flow to the respective inlet/outlet 5, whereas the check valves R3 and R4 have a direction of flow to the respective part containers T1 and T2.
  • a preferably perpendicular to the membrane M, centrally arranged in it and firmly connected to it rod ST is preferably connected via a tension spring Z to the levers H, which in turn are slidably connected to the plunger S via a guide F provided in them.
  • the permeate 8 flows from the filter module 4 via the open switching valve U1 into the partial tank T1 and from there on through the line to the open check valve R1 via the inlet/outlet 5 into the collection and removal tank 1.
  • a pressure reducer can preferably be installed in the area between the filter module 4 and the drain fitting 6 or integrated directly into it.
  • the rod ST and the tappet S preferably run in a guide or groove provided for this purpose in the housing of the valve control 7.
  • the switching valves U1, U2 are preferably designed as simple openings.
  • the ends of the ram S are preferably made of a material which can seal these openings tightly or have corresponding attachments, for example made of rubber, soft plastic or caoutchouc.
  • the changeover valves U1, U2 can also have a seal themselves, which would make sealing the tappet S unnecessary.
  • the membrane M is preferably made of a flexible, waterproof material and has a round shape.
  • the lever H is rotatably mounted and connected to the housing of the valve control 7 at its pivot point D. Because of the difference in length as the angle changes, the lever H has a guide F, preferably in the form of a recess, via which it is positively connected to the plunger S.
  • the ram S is equipped with a corresponding bolt B, which is preferably round in shape in order to be able to run freely over the guide F of the lever H.
  • the connection can also be made in any other suitable way, for example with a socket in the form of a simple opening in the plunger, through which the lever can move back and forth.
  • the rod ST is preferably connected to the lever H at the respective ends by a tension spring Z.
  • the spring force is transferred via the lever H to the tappet S, which alternately closes the changeover valves U1, U2.
  • a constant force is exerted by the tension spring F on the tappet S and thus on the respective switchover valve U1 or U2.
  • One of the switching valves is tightly closed while another is open. An undesired permanent intermediate position is thus avoided.
  • the switching process is explained in more detail here:
  • the lever can be extended to a second lever arm, which can then be connected to the rod ST via the compression spring.
  • Each type of spring is preferably preloaded to increase the force on the tappet and to switch the valves more quickly.
  • the preload, length and type of spring, the distance of the lever H and its angle to the rod ST are adapted to the corresponding pressure in the respective sub-reservoir in such a way that the function of the valve control is optimally guaranteed.
  • the rod ST connected vertically to the membrane M can be dispensed with on both sides, so that the rod ST only exists on one side of the membrane M.
  • a second lever H and a second spring Z can be saved.
  • an independent tappet S can also be implemented if required.
  • Such a construction, with two tappets that are independent of one another, would be advantageous if, for example, the switchover valves U1, U2 are not to be arranged mirror-inverted to one another.
  • T1 T2 sub-containers

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Abstract

Vorratsbehälter für Flüssigkeitsanlagen, in dem die Flüssigkeit gesammelt und aus dem die Flüssigkeit zum Verbrauch entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (3) aus mindestens zwei Sammel- und Entnahmebehältem (1, 2) für Flüssigkeit besteht, die nacheinander befüllbar sind und aus denen die Flüssigkeit nacheinander bis zur vollständigen Entleerung des jeweiligen Sammel- und Entnahmebehälters (1 oder 2) entnehmbar ist.

Description

Vorratsbehälter für Flüssigkeitsanlagen
Die Erfindung betrifft einen Vorratsbehälter für Flüssigkeitsanlagen, insbesondere Filteranlagen, Aufbereitungsanlagen sowie andere Fluidreinigungsanlagen und insbesondere Umkehr-Osmose-Anlagen.
Bei Filteranlagen, Wasseraufbereitungsanlagen sowie anderen Fluidreinigungsanlagen, insbesondere Umkehr-Osmose-Anlagen sind Vorratsbehälter bekannt, in denen das gefilterte Wasser oder ein anderes Medium (Permeat) gespeichert wird. Bei Entnahme geben sie einen Teil des gespeicherten Permeats ab und werden danach erneut mit frischem Permeat befüllt. Da ein solcher Vorratsbehälter in der Praxis nur selten vollständig entleert wird, vermischt sich der nicht entnommene Rest des alten, abgestandenen Permeats stets mit neuem, frischem Permeat, zumal der Vorratsbehälter meist nur einen Ein-/Ausgang aufweist.
Aufgrund der Keimbildung im Vorratsbehälter bei Zimmertemperaturen ist somit bei Filteranlagen, insbesondere Umkehr-Osmose-Anlagen, die Leitungswasser filtern, die Verwendung eines Nachfilters als "Keimstopp", meist aus Aktivkohle oder gar einer UV-Lampe, unerlässlich.
Diese grundsätzlichen Aussagen treffen auch auf andere flüssigkeitsbevorratende Anlagen zu.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vorratsbehälter zu entwickeln, welcher sich bei Entnahme des gefilterten Wassers restlos entleert, so dass kein Stehwasser mehr entstehen kann. Ein aufwendiger Nachfilter könnte somit dauerhaft eingespart werden. Grundsätzlich soll die Erfindung bei allen Fluidsystemen, wo eine restlose Entleerung des mit einem Fluid oder einem anderen Medium gefüllten Vorratsbehälters vonnöten ist, Anwendung finden.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Vorratsbehälter für Flüssigkeitsanlagen, in dem die Flüssigkeit gesammelt und aus dem Flüssigkeit zum Verbrauch entnommen wird, besteht erfindungsgemäß aus mindestens zwei Sammel- und Entnahmebehältern Flüssigkeit, die nacheinander befüllbar sind und aus denen die Flüssigkeit nacheinander bis zur vollständigen Entleerung des jeweiligen Sammel- und Entnahmebehälters entnehmbar ist.

Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das Befüllen der Sammel- und Entnahmebehälter erst nach deren vollständiger Leerung vorgenommen wird. Es erfolgt kein Vermischen von abgestandener und frischer Flüssigkeit mehr. Im Falle einer Umkehr-Osmose-Anlage steht somit immer Permeat zur Entnahme zur Verfügung, ohne dass es eines zusätzlichen technischen Aufwandes, wie Pumpen oder UV-Bestrahlung bedarf.

Dadurch, dass bei jeder Umkehr-Osmose-Anlage der Sammel- und Entnahmebehälter über einen eigenen Zulauf/Ablauf verfügt, wobei der Zulauf mit einem gemeinsamen Filtermodul gekoppelt ist und der Ablauf mit einer gemeinsamen Ablaufarmatur, bedarf es auch keiner doppelten anlagentechnischen Ausrüstung.

Weisen die Sammel- und Entnahmebehälter eine elastische Hülle auf und sind in einem luft- und wasserdichten Gehäuse angeordnet, kann in dieses Gehäuse gesteuert Luft- oder Wasserdruck einbringbar sein, durch den bei der Entnahme der jeweilige Sammel- und Entnahmebehälter zusammengedrückt wird.
Zum Entleeren der jeweiligen Sammel- und Entnahmebehälter steht bei einer Ausführung das luftdichte Gehäuse des Vorratsbehälters bereits unter leichtem Luftdruck, welcher dauerhaft auf die Sammel- und Entnahmebehälter wirkt. Die Luft wird dabei durch ein Einlassventil, ähnlich wie bei einem Autoreifen in das Gehäuse gepumpt. Beim Befüllen der Sammel- und Entnahmebehälter wird im Vorratsbehälter zusätzlich Gegendruck aufgebaut.

Wird zum Entleeren Wasserdruck, z.B. des Restwassers einer Umher-Osmose-Anlage von außen hinzugefügt, sind entsprechende Öffnungen nach dem Entleeren und beim erneuten Befüllen vorgesehen. Diese Öffnungen sind in die Ventilsteuerung oder als Druckmitteleinlass direkt in das Gehäuse des Vorratsbehälters integrierbar.
Bei einer weiteren Ausführung sind die Sammel- und Entnahmebehälter jeweils Teil eines durch eine Membran geteilten Behältnisses, wobei jeweils in einem Teilbehältnis gesammelt wird in dem anderen Teil des jeweiligen Behältnisses jeweils bei der Entnahme ein Druck aufbaubar ist.

Das wechselseitige Befüllen und die wechselseitige Entnahme von Flüssigkeit werden bevorzugt über Ventile gesteuert.
Dabei erfolgt die Trennung des Zulaufs für die Sammel- und Entnahmebehälter aus dem gemeinsamen Filtermodul vor der jeweiligen Ventilsteuerung oder wird durch die Ventilsteuerung vorgenommen.
Die Abläufe aus den beiden Sammel- und Entnahmebehältern werden nach der Ventilsteuerung zusammengeführt oder die Zusammenführung ist durch die Ventilsteuerung realisierbar.
Die Ventilsteuerung ist als Teil des erfinderischen Vorratsbehälters oder auch als eigenständiger Ventilblock nutzbar, an den mehrere einzelne herkömmliche Vorratsbehälter anschließbar sind.
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vorratsbehälter mit einem Druckmittel arbeitend und
Fig. 2 eine ventilgesteuerte Entleerung.

Fig. 1 zeigt einen Vorratsbehälter 3 einer Filteranlage einer Umkehr-Osmose-Anlage, bestehend aus einem ersten und einem zweiten Sammel- und Entnahmebehälter 1, 2 für Permeat 8, die nacheinander befüllbar sind und aus denen das Permeat 8 nacheinander bis zur vollständigen Entleerung des jeweiligen Sammel- und Entnahmebehälters 1 oder 2 entnehmbar und einer Ablaufarmatur 6 zuleitbar ist. Die Sammel- und Entnahmebehälter 1 und 2 sind mit einem Filtermodul 4 über eine Ventilsteuerung 7 verbunden. Ferner weist der Verratsbehälter 3 einen Druckmitteleinlass 10 auf, durch den ein Druckmittel 9 zuleitbar ist, das für des Entleeren der Sammel- und Entnahmebehälter 1, 2 nutzbar ist.
Die Steuerung des Befüllens und Entleerens der Sammel- und Entnahmebehälter 1, 2 erfolgt mittels der Ventilsteuerung 7, deren wesentliche Funktionen bei diesem Ausführungsbeispiel nachfolgend beschrieben werden.
a) Die Ventilsteuerung 7 verfügt über einen Eingang für das Permeat 8 aus dem Filtermodul 4 und leitet das Permeat 8 entweder in den Sammel- und Entnahmebehälter 1 oder 2, je nach dem welcher der Sammel- und Entnahmebehälter 1 oder 2 befüllt werden soll.

b) Die Ventilsteuerung 7 ist über je einen Zulauf/Ablauf 5 mit den Sammel- und Entnahmebehältern 1, 2 verbunden und steuert, welcher der Sammel- und Entnahmebehälter 1 oder 2 über die Ablaufarmatur 6 gerade entleert werden soll.
Der Fluss von Permeat 8 vom Filtermodul 4 über die Ventilsteuerung 7 bis hin zur Ablaufarmatur 6 erfolgt bevorzugt über eine Leitung.
Dabei kann die Ventilsteuerung 7 als Ventilblock ausgeführt sein oder aus Kombinationen von Ventilen bestehen. Alternativ erfolgt die Steuerung der Ventile über Sensoren und eine entsprechende Software.
Fig. 2 zeigt das Funktionsprinzip einer Ausführung der Ventilsteuerung 7 mit einem durch eine Membran M in zwei Teilbehälter T1, T2 getrenntes Behältnis über die unter Nutzung von Rückschlagventilen R1 – R4, der Membran M durch die Membran M über Hebel H bewegte Stößel S von Umschaltventilen U1, U2 die Steuerung des Befüllens und der vollständigen Entleerung der Sammel- und Entnahmebehälter 2, 3 erfolgt. Die Ventilsteuerung 7 umfasst vier Rückschlagventile R1 – R4, die paarweise aber jeweils mit einem Teilbehälter T1 - T4 mit Flussrichtungsunterschied angeordnet sind R1, R3; R2, R4. Über die Rückschlagventile R1 – R4 wird die Befüllung und Leerung der Sammel- und Entnahmebehältern gesteuert.
Die Membran M teilt den Behälter der Ventilsteuerung 7 in die benannten zwei Teilbehälter T1 und T2, die jeweils mit einem der Rückschlagventile R1, R3 und R2, R4 und den Umschaltventilen U1 bzw. U2 verbunden sind, welche mithilfe des Stößels S jeweils geöffnet bzw. geschlossen werden. Die Umschaltventile U1, U2 sind einerseits jeweils mit der Leitung zum Filtermodul 4 und Ablaufarmatur 6 und andererseits mit je einer Leitung über Rückschlagventile R2 und R4 mit dem Zulauf/Ablauf 5 des jeweiligen Sammel- und Entnahmebehälters verbunden. Somit mündet die von U1 ausgehende Leitung über das Rückschlagventil R1 zusammen mit der Leitung aus R4 in den Zulauf/Ablauf 5 des Sammel- und Entnahmebehälters 1, während die Leitung aus U2 über das Rückschlagventil R2 zusammen mit der Leitung aus R3 in den Zulauf/Ablauf 5 des Sammel- und Entnahmebehälters 2 münden. Die Rückschlagventile R1 und R2 weisen dabei eine Flussrichtung zum jeweiligen Zulauf/Ablauf 5 auf, wohingegen die Rückschlagventile R3 und R4 eine Flussrichtung zum jeweiligen Teilbehälter T1 und T2 aufweisen.
Eine bevorzugt senkrecht zu der Membran M, mittig in ihr angeordnete und mit ihr fest verbundene Stange ST ist vorzugsweise über Zugfeder Z mit den Hebeln H verbunden, welche wiederum mit dem Stößel S über eine in ihnen vorgesehene Führung F gleitend verbunden sind.
Wenn die Ablaufarmatur 6 geschlossen ist, füllt sich nur das Sammel- und Entnahmebehälter 1, wohingegen der Sammel- und Entnahmebehälter 2 bei geöffneter Ablaufarmatur 6 geleert wird und umgekehrt. Im Einzelnen erfolgt dies durch folgende Maßnahmen:
Bei geschlossener Ablaufarmatur 6, fließt das Permeat 8 vom Filtermodul 4 über das geöffnete Umschaltventil U1 in das Teilbehälter T1 und von da weiter durch die Leitung zum geöffneten Rückschlagventil R1 über den Zulauf/Ablauf 5 in den Sammel- und Entnahmebehälter 1.
Wird die Ablaufarmatur 6 geöffnet, kann sich in dieser Position nur der Sammel- und Entnahmebehälter 2 entleeren, da der Abfluss ausschließlich über das Rückschlagventil R3 und das geöffnete Umschaltventil U1 möglich ist. Das bei der Entnahme vom Filtermodul 4 noch produzierte Permeat 8 kann direkt über die Ablaufarmatur 6 abfließen. Sollte während der Entnahme der Sammel- und Entnahmebehälter 2 nun vollständig geleert werden, fällt der Wasserdruck im Teilbehälter T1 schlagartig ab, während sich der Druck aus dem Sammel- und Entnahmebehälter 1 im Teilbehälter T2 aufbaut und solange auf die Membran M einwirkt, bis sie mit der festverbundenen Stange ST durch die federbelasteten Hebel H über die darin vorgesehene Führung F den Stößel S bewegt, was durch die Vorspannung der Zugfeder Z zum schlagartigen Umschlag von U1/U2 führt, wodurch nunmehr das Leeren des Sammel- und Entnahmebehälter 1 erfolgen kann.
Bei wieder geschlossener Ablaufarmatur 6 wird nun der vollständig geleerte Sammel- und Entnahmebehälter 2 mit Permeat 8 wieder befüllt, welches aus dem Filtermodul 4 nur über das nunmehr geöffnete Umschaltventil U2 in das Teilbehälter T2 und von dort weiter durch die Leitung zum geöffneten Rückschlagventil R2 über den Zulauf/Ablauf 5 in den leeren Sammel- und Entnahmebehälter 2 fließen kann. Wird nun die Ablaufarmatur 6 geöffnet, kann sich so nur der Sammel- und Entnahmebehälter 1 entleeren, da der Abfluss ausschließlich über das Rückschlagventil R4 und das geöffnete Umschaltventil U2 möglich ist. Dies geschieht solange, bis sich der Sammel- und Entnahmebehälter 1 bei der Entnahme vollständig entleert, wodurch der Druck im Teilbehälter T1 aufgebaut wird, was auf analoge Weise erneut zu einer schlagartigen Umschaltung von U1/U2 führt. Damit wird der Kreis geschlossen. Sollten einmal beide Sammel- und Entnahmebehälter 1 und 2 gänzlich geleert werden, d. h. der Vorratsbehälter ist leer, erfolgt kein Umschlag der Ventile U1/U2, da dieser bei leerem Vorratsbehälter nicht notwendig ist.
Um optimale Druckverhältnisse in den Teilbehältern T1 und/oder T2 für das Umschalten von U1/U2 zu gewährleisten, kann vorzugsweise im Bereich zwischen Filtermodul 4 und der Ablaufarmatur 6 ein Druckminderer installiert oder in diese direkt integriert werden.
Die Stange ST und der Stößel S laufen bevorzugt in einer dafür vorgesehenen Führung bzw. Nut im Gehäuse der Ventilsteuerung 7.

Die Umschaltventile U1, U2 sind bevorzugt als einfache Öffnungen ausgestaltet. Dabei bestehen die Enden des Stößels S vorzugsweise aus einem Material, welcher diese Öffnungen dicht verschließen kann oder weisen entsprechende Aufsätze auf, z.B. aus Gummi, weichem Kunstsoff oder Kautschuk. Auch können die Umschaltventile U1, U2 selbst eine Dichtung aufweisen, wodurch eine Abdichtung des Stößels S sich erübrigen würde.

Die Membran M besteht vorzugsweise aus einem flexiblen, wasserdichten Material und hat eine runde Form.
Der Hebel H ist drehbar gelagert und mit dem Gehäuse der Ventilsteuerung 7 in seinem Drehpunkt D verbunden. Wegen des Längenunterschieds bei sich wechselndem Winkel weist Hebel H eine Führung F bevorzugt in Form einer Aussparung auf, über die er mit dem Stößel S formschlüssig verbunden ist. Der Stößel S ist mit entsprechendem Bolzen B ausgestattet, welcher vorzugsweise rund geformt ist, um über die Führung F des Hebels H frei laufen zu können. Die Verbindung ist auch auf jede andere geeignete Weise realisierbar, bspw. mit einer Aufnahme in Form einer einfachen Öffnung im Stößel, durch die sich der Hebel vor- und rückwärts bewegen kann.
Die Stange ST ist mit dem Hebel H vorzugsweise an den jeweiligen Enden durch eine Zugfeder Z verbunden. Die Federkraft wird über den Hebel H auf den Stößel S übertragen, der die Umschaltventile U1, U2 abwechselnd schließt. Durch die Verwendung des Hebels H wird eine ständige Krafteinwirkung der Zugfeder F auf den Stößel S erreicht und somit auf das jeweilige Umschaltventil U1 oder U2. Eines der Umschaltventile ist dicht geschlossen, während ein anderes geöffnet ist. Eine unerwünschte dauerhafte Zwischenposition wird somit vermieden. Der Umschaltvorgang soll hier näher erläutert werden:
Ist bspw. das Umschaltventil U1 geschlossen, so wirkt die Kraft der Zugfeder Z über den Hebel H auf den Stößel S, so dass dieser auf das Umschaltventil U1 drückt. Die von der Membran M getriebene Stange ST spannt die Zugfeder Z solange an, bis diese mit dem Hebel H in einer Ebene steht. Ist diese Position überwunden, kontrahiert die vorgespannte Zugfeder Z wieder und zieht die vorgespannte Zugfeder Z den Stößel S über den Hebel H nunmehr in Richtung Umschaltventil U2. Dabei springt der Stößel S blitzartig um, öffnet das Umschaltventil U1 und schließt gleichzeitig das Umschaltventil U2. Das Umschalten von U2 zu U1 geschieht auf die gleiche Weise.
Sollte es notwendig sein, eine Druckfeder statt einer Zugfeder zu verwenden, kann der Hebel auf einen zweiten Hebelarm erweitert werden, welcher dann mit der Stange ST über die Druckfeder verbindbar ist. Jede Art von Feder ist zur stärkeren Krafteinwirkung auf den Stößel sowie schnelleren Umschalten der Ventile vorzugsweise vorgespannt.
Die Vorspannung, Länge und Art der Feder, der Abstand des Hebels H sowie sein Winkel zur Stange ST sind dabei an den entsprechenden Druck in dem jeweiligen Teilbehälter derart angepasst, dass die Funktion der Ventilsteuerung optimal gewährleistet ist.

Aus Platzgründen kann auf eine beidseitige Ausgestaltung der mit der Membran M senkrecht verbundenen Stange ST verzichtet werden, sodass die Stange ST nur auf einer Seite der Membran M besteht. Somit können ein zweiter Hebel H sowie eine zweite Feder Z eingespart werden. Eine solche einfache Ausführung wäre auch in der Produktion günstiger. Andererseits ist bei der Ausführung mit jeweils zwei dieser Komponenten auf jeder Seite der Membran M bei Bedarf auch je ein unabhängiger Stößel S ausführbar. Eine derartige Konstruktion, mit zwei voneinander unabhängigen Stößeln wäre vom Vorteil, wenn z.B. die Umschaltventile U1, U2 nicht spiegelverkehrt zueinander angeordnet werden sollen.
Bezugszeichenliste
  1. erster Sammel- und Entnahmebehälter
  2. zweiter Sammel- und Entnahmebehälter
  3. Vorratsbehälter
  4. Filtermodul
  5. Zulauf/Ablauf
  6. Ablaufarmatur
  7. Ventilsteuerung
  8. Permeat
  9. Druckmittel
  10. Druckmitteleinlass
R1 – R4 Rückschlagventile
M Membran
U1, U2 Umschaltventile
T1, T2 Teilbehälter
S Stößel
ST Stange
Z Zugfeder
H Hebel
D Drehpunkt
F Führung
B Bolzen

Claims (18)

  1. Vorratsbehälter für Flüssigkeitsanlagen, in dem die Flüssigkeit gesammelt und aus dem die Flüssigkeit zum Verbrauch entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Vorratsbehälter (3) aus mindestens zwei Sammel- und Entnahmebehältern (1, 2) für Flüssigkeit besteht, die nacheinander befüllbar sind und aus denen die Flüssigkeit nacheinander bis zur vollständigen Entleerung des jeweiligen Sammel- und Entnahmebehälters (1 oder 2) entnehmbar ist.
  2. Vorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    es sich bei der Flüssigkeit um das Permeat (8) einer Umkehr-Osmose-Anlage handelt.
  3. Vorratsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    jeder der Sammel- und Entnahmebehälter (1, 2) über einen eigenen Zulauf/Ablauf (5) verfügt, welcher mit einem gemeinsamen Filtermodul (4) und mit einer gemeinsamen Ablaufarmatur (6) gekoppelt ist.
  4. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    zum Entleeren Luft- und/oder Wasserdruck an den jeweiligen Sammel- und Entnahmebehälter (1, 2) einbringbar ist.
  5. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Sammel- und Entnahmebehälter (1, 2) eine elastische Hülle aufweisen und in einem luft- und wasserdichten Gehäuse angeordnet sind, in die Druckmittel (9) einbringbar ist, durch das bei der Entnahme der jeweilige Sammel- und Entnahmebehälter (1, 2) zusammengedrückt wird.
  6. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Sammel- und Entnahmebehälter (1, 2) jeweils Teil eines durch eine Membran (M) geteilten Behältnisses sind, wobei jeweils in einem Teilbehältnis gesammelt wird in dem anderen Teil des jeweiligen Behältnisses jeweils bei der Entnahme ein Druck aufbaubar ist.
  7. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    das wechselseitige Befüllen und die wechselseitige Entnahme von Flüssigkeit über Ventile gesteuert ist.
  8. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Trennung des Zulaufs/Ablaufs (5) für die Sammel- und Entnahmebehälter (1, 2) aus dem gemeinsamen Osmose-Modul (4) vor der jeweiligen Ventilsteuerung (7) erfolgt oder durch die Ventilsteuerung (7) vorgenommen wird.
  9. Ventilsteuerung (7) zum vollständigen Entleeren von mit einer Flüssigkeit befüllbaren oder befüllten Sammel- und Entnahmebehältern (1, 2), dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ventilsteuerung (7) ein Behältnis aufweist, das in Verbindung mit einem Zu- und einem Ablauf (5) steht, dass in zwei Teilbehälter (T1, T2) durch eine Membran (M) unterteilt ist, wobei jeder Teilbehälter (T1, T2) über einen Zulauf in Form eines Rückschlagventils (R3 bzw. R4) sowie ein Umschaltventil (U1 bzw. U2) für einen gesteuerten Zu- bzw. Ablauf aus dem jeweiligen Teilbehälter (T1, T2) verfügt, wobei die Steuerung der Umschaltventile (U1, U2) über die Positionierung der Membran (M) infolge eines Druckaufbaus in den Teilbehältern (T1, T2) vorgenommen ist und die Umschaltventile (U1, U2) mit dem Zu- und Ablauf (5) verbunden sind.
  10. Ventilsteuerung (7) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    in den Zuleitungen zu den Sammel- und Entnahmebehältern (1, 2) von den Umschaltventil (U1, U2) kommend, jeweils ein weiteres Rückschlagventil (R3, R1) angeordnet ist.
  11. Ventilsteuerung (7) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Membran (M) fest mit einer Stange (ST) gekoppelt ist, die federbelastet über Hebel (H) mit einem Stößel (S) verbunden ist, der die Umschaltventile (U1, U2) miteinander verbindet zur Auslösung des Umschaltvorganges.
  12. Ventilsteuerung (7) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    für die federbelastete Verbindung der Stange (ST) mit den Hebeln (H) vorgespannte Zugfedern (Z) eingesetzt sind, die vorzugsweise parallel zueinander verlaufen und an den Stangenenden beginnen.
  13. Ventilsteuerung (7) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Stange (ST) und/oder Stößel (S) in einer Führung und/oder Nut im Gehäuse laufen.
  14. Ventilsteuerung (7) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass
    der Hebel (H) eine Führung (F) in Form einer Aussparung aufweist, über die er mit dem Stößel (S) formschlüssig verbunden ist.
  15. Ventilsteuerung (7) nach Anspruch 13 oder 14 dadurch gekennzeichnet, dass
    der Stößel (S) einen Bolzen (B) aufweist, um in einer Führung (F) des Hebels (H) laufen zu können.
  16. Ventilsteuerung (7) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Hebel (H) in seinem Drehpunkt (D) am Gehäuse drehbar gelagert ist.
  17. Ventilsteuerung (7) nach einem der Ansprüche 11 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass
    die Stange (ST) mit dem Hebel (H) an den jeweiligen Enden durch eine Feder (Z) verbunden ist.
  18. Ventilsteuerung (7) nach einem der Ansprüche 11 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass
    die Stange (ST) die Zugfeder (Z) solange anspannt, bis die Zugfeder (Z) mit dem Hebel (H) in einer Ebene steht, wobei, wenn diese Position überwunden ist, der Stößel (S) die Umschaltventile (U1, U2) umschaltet.
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US20170368503A1 (en) * 2014-12-30 2017-12-28 Coway Co., Ltd. Water treatment apparatus
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