DE2708311A1

DE2708311A1 - Vorrichtung zur umkehrosmose- reinigung von wasser oder von anderen medien

Info

Publication number: DE2708311A1
Application number: DE19772708311
Authority: DE
Inventors: Leslie Peter Stuart Wilson
Original assignee: Ocean Water Ltd
Current assignee: Ocean Water Ltd
Priority date: 1976-02-27
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1977-09-01
Also published as: IT1073234B; AU2264177A; IL51522A0; JPS52155853A; US4124488A; SE7702108L; FR2342252A1; GR63189B

Description

Licht Schmidt Hansmann & Hemnann

Patenten^

Licht. Schmidt. Hansmann. Harrmann ■ Postfach 701206 - 8000 München 70 Dipl.-Ing. Martin Licht Dr. Reinhold Schmidt Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

Albert-RoBhaupter-Str. 8000 München 70

Telefon: (089)7603091 Telex: 5 212 284 pan d Tetegramme: Lipetli München

25. Februar 1977 Ho/Lü

OCEAN WATER LIMITED

Churchill Building

Grand Turk, Turks und Caicos Islands

Britisch Westindien

Vorrichtung zur Umkehrosmose-Reinigung von Wasser oder von anderen Medien

Deutsche Bank München. Kto.-Nr.

Postscheck München Nr. 163397-802

Die Erfindung betrifft die Reinigung bzw. Aufbereitung von Wasser oder von anderen Medien durch Umkehrosmose. Die sogenanfce Umkehr osmose stellt ein Verfahren dar, bei welchem Druck an einer Lösung angelegt wird, um Wasser aus einer Lösungsmenge durch eine semipermeable Membran zu drücken, derart, dass an der Einlaßseite eine stärker konzentrierte Lösung verbleibt. Der Druck muss ausreichend gross sein, um den osmotischen Druck zu überwinden. Infolgedessen wird er grosser, je konzentrierter die Lösung wird. Bei Brackwasser ist ein Druck von 21-35 bar anzulegen, während bei Meerwasser infolge des höheren osmotischen Druckes ein Druck im Bereich von 42-70 bar erforderlich ist. Eines der wesentlichen Probleme, welche die kommerzielle Anwendung des Verfahrens beschränken, besteht im hohen Leistungsbedarf und ist infolgedessen in den hohen Kosten begründet.

Vorrichtungen zur Umkehrosmose-Reinigung bzw. -Aufbereitung von Wasser sind in den US-Patentschriften 3 825 122, 3 449 245, 3 355 382, 3 637 081 , 3 654 1 48, 3 707 231, 3 228 876 und 3 405 058 beschrieben. Wie in diesen Patentschriften erläutert ist, ist infolge der hohen Drücke ein beträchtlicher Kraftverschleiss in Kauf zu nehmen, falls man sich nicht der Druckenergie in dem unter hohem Druck stehenden Fluid bedient, welches über die Membran strömt, d.h. des Druckes des ungereinigten Wassers, welches eventuell in den Abfall abzuleiten ist. In der US-PS 3 405 058 ist die Verwendung eines Fluidantriebes beschrieben, welcher durch dieses unter hohem Druck stehende Fluid angetrieben wird. Der Antrieb treibt eine Pumpe an, welche im Wasserreinigungssystem zur Anwendung gelangt. In der US-PS 3 875 122 ist die Verwendung des Hochdruckfluids beschrieben, derart, dass dieses auf einen Kolben einwirkt, welcher seinerseits einen als Pumpe verwendeten Kolben im Wasserreinigungssystem antreibt. Die Verwendung der sehr hohen, auf den Kolben wirkenden Drücke bringt Dichtungsprobleme mit sich. Ausserdem erfordert eine derartige Anordnung die Synchronisierung der öffnungs- und Schliessbewegungen einer grossen Anzahl von Ventilen oder Schiebern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, angesichts der vorgenannten Probleme eine verbesserte Vorrichtung zur Umkehrosmose- Reinigung von Wasser oder von anderen Medien zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Merkmale nach Patentanspruch 1.

Mit Hilfe dieser Konstruktion wird das Fluid, so zum Beispiel Meei— oder Seewasser durch die Druckzylinderanordnung in die Baueinheit (Module) gedruckt. Ein Schieber oder Ventil ist zwischen dem Druck-

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zylinder und der Umkehrosmose-Baueinheit vorgesehen, um den Rückfluss von Fluid aus der Baueinheit zu verhindern, wenn die Rückführungsbewegung der Druckzylinderanordnung vollzogen wird. Dies kann mittels eines Einwegeventils bzw. -Schiebers geschehen, oder es kann ein Ventil verwendet werden, welches, wie später beschrieben, durch den Fluiddruck steuerbar ist. Das Ventil kann auch durch die Bewegung des Betätigungsorgans der Druckzylinderanordnung oder synchron mit dieser gesteuert werden, so beispielsweise durch Verwendung eines Nocken- oder Steuerteils. Bei der vorwärtsgerichteten Bewegung des Betätigungsteils der Druckzylinderanordnung kann etwas Wasser durch die Membran strömen, während die verbleibende Menge von Wasser bzw. Fluid an die Rückseite des Kolbens bzw. der Membran zurückgeleitet wird.

Infolge der Verwendung der Betätigungs- oder Kolbenstange ist die Fläche an der Rückseite des Kolbens kleiner als diejenige an der Vorderseite, d.h., dass das überströmende Volumen an der Rückseite des Kolbens kleiner ist als das an der Vorderseite. Infolge dieses Unterschiedes des überströmenden Volumens nimmt der Druck im Kreislauf vom vorderen Ende des Zylinders durch die Wassereinlassseite der Umkehrosmose-Baueinheit bis zum rückwärtigen Ende des Zylinders zu. Vorzugsweise ist ein hydraulischer Sammler vorgesehen, welcher durch Gas oder durch Federkraft vorgespannt sein kann, um das Entstehen von Druck während einer Anzahl von Arbeitstakten oder Durchläufen zu ermöglichen. Bei jeder Vorwärts- und Pumpbewegung wird der Druck stetig ansteigen, vorausgesetzt der Druck wird durch die in die Umkehrosmoseeinheit führenden Ventile und aus der Einheit führenden Ventile während der Rückführungsbewegung gehalten. Der Druck steigt auf diese Weise stetig an, bis ein Druckwert erreicht ist, bei welchem Wasser während jeden Taktes durch die Membran in einem

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Volumen strömt, welches der Differenz des Volumens zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Zylinders, bedingt durch die Betätigungs- oder Kolbenstange, entspricht. An der Betätigungsstange muss Kraft angelegt werden, die für jeden Arbeitstakt erforderliche Arbeit hängt jedoch nur von der Differenz der Fläche der Vorderseite gegenüber der Rückseite ab, als auch vom Druck und von der Länge des Arbeitstaktes. Die Vorrichtung ist auf diese Weise als selbstregelnd anzusprechen und besitzt die Neigung, in einer Lage zu arbeiten, bei welcher der Anteil von die Membran passierendem Wasser gegenüber dem gesamten Einlassfluid dem Verhältnis des Querschnitts der Betätigungsstange zum Querschnitt des Kolbens bzw. der Vorderseite der Membran entspricht. Es besteht infolgedessen kein Bedarf für irgendeine durch Überdruck- oder Entlastungsventile vorzunehmende Druckregulierung. Der Druck wird durch den Widerstand des eingespeisten Wassers bei Durchlauf durch die Membran entsprechend einem Abzugsverhältnis bestimmt, welches durch die relativen Querschnittsflächen von Betätigungsstange und Kolben vorbestimmt ist. Es ist keine Einstellung hinsichtlich Veränderungen des Salzgehaltes erforderlich und dieselbe Ausrüstung kann für See- oder Meerwasser als auch für leicht brackiges Wasser benutzt werden. Die zum Antrieb des Kolbens erforderliche Kraft verändert sich jedoch mit unterschiedlicher Wasserkonsistenz. Diese Kraft hängt vom Druck und von der Querschnittsfläche des Betätigungsschaftes bzw. der Kolbenstange ab, da die Drücke auf den beiden Seiten des Kolbens im wesentlichen ausgeglichen sind. Die Druckzylinderanordnung bestimmt somit den prozentualen Abzug von Süsswasser. Dieses Verhältnis kann ziemlich klein gehalten werden, da die erforderliche Eingangskraft vom Querschnitt der Betätigungsstange bestimmt ist. Somit kann man ein niedriges Abzugsverhältnis erreichen, ohne einen Verlust an Wirtschaftlichkeit hinnehmen zu müssen.

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Ein geringes Abzugsverhältnis führt zu weiteren Vorteilen. Bei hei— kömmlichen Umkehrosmose-Einrichtungen hängt der Arbeitseingang vom Volumen des Fluids ab, welches der Umkehrosmose-Baueinheit zugeleitet wird, als auch vom Druck. Ein hohes Abzugsverhältnis ist erwünscht, um die Wirtschaftlichkeit bzw. den Leistungsgrad zu verbessern. Bei einem hohen Abzugsverhältnis ist eine Vorbehandlung des eingegebenen Wassers erforderlich, um die Möglichkeit der Membranverschmutzung durch chemischen Niederschlag zu reduzieren. Ausser Filterurg kann als typische Behandlung eine Chlorierung des eingeleiteten Wassers zum Zwecke der Mikroorganismusbestimmung durchgeführt werden. Es kann auch Säure zugegeben werden, um den pH-Wert auf etwa 5,5 herabzusetzen, d.h. um zu verhindern, dass sich Calciumkarbonatablagerungen auf der Membran ausbilden und um den Wirkungsgrad der Membran zu erhöhen. Es kann auch ein Niederschlags-Hemmer zugegeben werden, um den Ausfall von Calciumsulphat zu verhindern. Mit der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann ein niedriges Abzugs- bzw. Extraktionsverhältnis gewählt wenden, welches die Probleme von Niederschlägen oder Ausfällungen meidet und infolgedessen die Verwendung von Säure oder eines Hemmers überflüssig macht. Die Steuerung der Mikroorganismen kann durchgeführt werden, indem man sich der ultravioletten Strahlung bedient, womit es nicht erforderlich ist, dem zu behandelnden Wasser chemische Zusätze beizugeben.

Infolge des einfachen Aufbaues der Vorrichtung nach der Erfindung und infolge des trotz des geringen Abzugsverhältnisses erreichbaren hohen Wirkungsgrades ist es möglich, eine kleine Baueinheit zu schaffen, derart, dass der Leistungsbedarf nur bei einigen zehn Watt liegt, was ausreicht, aus Meerwasser oder Brackwasser ausreichend Süsswasser für ein Wohnhaus bzw. einen Haushalt zu erzeugen.

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Grössere, mehrzylindrige Einheiten können verwendet werden, um sie in der Industrie bzw. wirtschaftlich zu verwenden. Da die Einheit in sich selbst regulierend arbeitet, bedarf es keines komplexen Überwachungsoder Steuerungssystems.

Es ist insbesondere erkennbar, dass bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion die Drücke auf den beiden Seiten des Kolbens bzw. der Membran immer nahezu gleich gehalten werden. Sie sind notwendigerweise nicht genau gleich, sind jedoch im wesentlichen ausgeglichen, wenn der Kolben bzw. die Membran in beiden Richtungen bewegt wird. Dies führt zu sehr wesentlichen Vorteilen. Falls ein Kolben benutzt wird, dann sind die Probleme der Abdichtung des Kolbens im Zylinder in starkem Maße herabgesetzt. Bei bekannten Einrichtungen mit Umkehrosmosefunktion, wie sie beispielsweise in den vorgenannten Patentschriften beschrieben sind, muss der Kolben während des Arbeitshubes, um Wasser mit hohem Druck durch die Osmoseeinheit zu pressen, einen sehr hohen Druck auf seiner Arbeitsfläche erzeugen. Leckage von Wasser, welche am Umfang bzw. an der Kante des Kolbens gegenüber der Niederdruckseite auftritt, reduziert natürlich den Wirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit der Anlage. Die Verwendung eines Kolbens, an dessen beiden Seiten die Drücke im wesentlichen ausgeglichen sind, erleichtert die im Zylinder vorzunehmende Kolbenabdichtung und ermöglicht eine sehr einfache Ausführungsform einer Ventil- oder Schieberanordnung, wie nachfolgend erläutert ist. Andererseits ist es möglich, anstelle eines Kolbens eine flexible Membran zu verwenden, um auf diese Weise das Problem der Abdichtung des Kolbens vollständig zu umgehen bzw. zu vermeiden.

Bei Verwendung eines Kolbens wird die Vereinfachung der Ventilanordnung dadurch erreicht, dass der Kolben und der ihn aufnehmende

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Zylinder das erforderliche gesteuerte Ventilsystem bilden. Wenn als Betätigungsorgan ein Kolben in einem Zylinder Verwendung findet, dann kann das gesteuerte Ventil durch eine öffnung oder durch öffnungen im Zylinder gebildet sein, welche mit einer Nut bzw. mit Nuten am Umfang des Kolbens zusammenwirken. Gleichzeitig sind Mittel vorgesehen, welche eine relative Drehung zwischen dem Kolben und dem Zylinder verursachen, derart, dass die öffnung bzw. die öffnungen über den Schlitz bzw. die Schlitze mit dem Zylinder in Verbindung gelangen. Dies geschieht während der erforderlichen Anteile der Kolbenbewegung. Jeder Schlitz erstreckt sich vorzugsweise in Längsrichtung parallel zur Achse des Kolbens von einem Punkt entlang der Kolbenerstreckung, derart, dass das geeignete Ende des Schlitzes in erwünschter Rotations- und Längsposition mit einer öffnung im Zylinder in Verbindung gelangt, welche sich ausserhalb des Kolbenendes befindet. Der Schlitz bzw. die Schlitze müssen jedoch nicht notwendigerweise geradlinig verlaufen oder brauchen nicht bis zum Ende des Kolbens gerichtet zu sein, falls andere Verbindungsmittel, so beispielsweise den Kolben durchsetzende öffnungen, vorgesehen sind, um die erforderliche Fluidverbindung zu ermöglichen. Durch geeignete Formgebung der öffnung bzw. der öffnungen und des Schlitzes bzw. der Schlitze und durch eine Dreh-Wechsel bewegung zwischen Kolben und Zylinder, welche synchron mit der Axial bewegung des Kolbens bezüglich des Zylinders abläuft, kann eine erforderliche zyklische Steuerung der öffnungs- und Schliessbewegungen der öffnung bzw. mehrerer öffnungen vollzogen werden.

Es ist zweckmässig, den Kolben innerhalb eines begrenzten Drehwinkels in einer Wechsel- oder Oszillationsbewegung zu drehen, so beispielsweise auf einem Winkel von 90 oder weniger. Falls die Winkel bewegung auf weniger als 90° begrenzt ist, dann ist es möglich,

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vier Öffnungen mit diesen zugeordneten Schlitzen vorzusehen. Die öffnungen sind unter gleichem Abstand um die Achse des Zylinders angeordnet. Die Schlitze führen direkt oder über öffnungen bzw. Bohrungen im Kolben zum geeigneten Ende der Kolben- und Zylinderanordnung. In gleicher Weise können vier öffnungen und Schlitze für das andere Ende des Kolbens vorgesehen sein. Es ist jedoch in einem derartigen Fall zweckmässig, jedem Ende zwei öffnungen und Schlitze zuzuordnen. Die öffnungen sind unter gleichem Abstand bezüglich der Achse des Zylinders vorgesehen und die Schlitze führen direkt oder über öffnungen oder Bohrungen im Kolben zu den entsprechenden Enden der Kolben- und Zylinderanordnung. In diesem Fall können sich die Schlitze für die beiden Enden des Zylinders entlang der Baulänge des Kolbens gegenseitig überlappen, derart, dass ein kürzerer Kolben verwendet werden kann. Die zwei Hochdrucköffnungen, die an den Einlass und an den Auslass der Umkehrosmose-Baueinheit angeschlossen sind, körnen an diametral gegenüberliegenden Positionen vorgesehen sein, um den Seitendruck am Kolben auszugleichen.

Eine Anordnung der oben beschriebenen Art, welche zwei öffnungen und Schlitze für jedes Ende des Zylinders aufweist, ermöglicht zeitliche Steuerung der öffnung der Einlasse und Auslässe beider Enden des Zylinders.

Es ist zweckmässig und vorteilhaft, den Kolben mittels einer starren Kolbenstange direkt von einem Kurbelzapfen oder Exzenter anzutreiben. Dabei ist der Zylinder so angeordnet, dass er in der Bewegungsebene des Kurbelzapfens Winkel-Oszillationsbewegungen ausführen kann. Dies geschieht entsprechend der Anordnung eines Wechsel bewegungen ausführenden Zylinders bei einer Dampfmaschine. Auf diese Weise kann die Drehung des Kolbens bezüglich des Zylinders vorteilhaft eingeleitet

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werden, indem man die Kolbenstange um ihre Achse drehbar führt, so beispielsweise durch Verwendung einer drehbaren Kupplung oder Verbindung, die zwischen der Kolbenstange und der antreibenden Kurbel bzw. dem Exzenter vorgesehen ist. Es sind dabei Mittel vorgesehen, welche die Drehung der Kolbenstange und des Kolbens synchron mit der Winkel- Oszillationsbewegung des Kolbens und des Zylinders bestimmen. Zu diesem Zweck ist ein Arm an der Kolbenstange befestigt und erstreckt sich quer zu dieser, d.h. quer zur Ebene der Scnwingungs- oder Wechsel bewegungen der Kolbenstangenachse. Der Arm ist an einem von der Kolbenstange abgewandten Punkt bzw. Ende mittels eines Universalgelenks und eines schwenkbaren Armes mit einem fixierten Punkt verbunden. Wenn sich die Kolbenstange in Querrichtung ihrer Längserstreckung wechselweise verschwenkt, dann verursacht der Arm, dass sich die Kolbenstange und somit der Kolben in Winkel bewegung bezüglich der Achse der Kolbenstange und des Zylinders wechselweise verlagern. Mittel sind vorgesehen, um eine schnelle Drehung des Kolbens sicherzustellen, wenn die Ventile oder Schieberorgane etc. zu öffnen und zu schliessen sind.

Alternativ kann der Zylinder starr befestigt sein. In diesem Fall ist eine Verbindungsstange zwischen der Antriebskurbel bzw. dem Exzenter und der Kolbenstange vorgesehen, wobei Nockenkörper oder dergleichen den Kolben drehen. Bei Verwendung eines feststehenden Zylinders sind vorzugsweise Aussenventile vorgesehen, welche beispielsweise durch ein hydraulisches Gestängesystem und durch eine Nocken-Zeitsteuereinrichtung betätigter sind.

Wie vorstehend erwähnt ist, kann es in gewissen Fällen zweckmässig sein, anstelle eines im Zylinder verschiebbaren Kolbens eine Mem-

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bran zu verwenden. Es ist in diesem Fall erforderlich, Aussenventile vorzusehen. Derartige Aussenventile können natürlich sowohl in einer Vorrichtung bei Verwendung eines Kolbens oder bei Verwendung einer Membran im Zylinder eingesetzt werden. Die Aussenventile oder Absperrorgane können als Pendelventile, Schieber, als Kugelventile bzw. Drehklappen oder aus anderen Absperrorganen gebildet sein. Bei einer Anordnung sind Mittel vorgesehen, welche betrieblich die Einlass- oder Auslassventile steuern, derart, dass der Fluideinlass von der Umkehrosmoseeinheit zum rückwärtigen Ende des Zylinders geleitet wird, während der Fluidauslass vom rückwärtigen Ende des Zylinders zum Abfall abgeleitet wird. Die zu diesem Zweck dienenden Mittel werden direkt oder indirekt durch die Fluiddrücke gesteuert, die die Einwegventile für das vordere Ende des Zylinders steuern. Durch diese Konstruktion werden die Einlass- und Auslassventile für das rückwärtige Ende des Zylinders betätigt, um sich zu öffnen, wenn der Kolben bzw. die Membran eine Endlage der Bewegung erreicht hat, und sie werden geschlossen, wenn der Kolben bzw. die Membran die andere Endlage ihrer Bewegung erreicht oder bevor dieser Punkt erreicht ist.

Die Betätigung der Ventile für das rückwärtige bzw. hintere Ende des Zylinders kann mechanisch erfolgen, so beispielsweise durch mechanische Verbindung mit den Ventilen des vorderen Endes oder mittels eines Steuerkörpers, welcher synchron mit diesen Ventilen oder durch diese betätigt wird. Die Betätigung der Ventile kann auch hydraulisch geschehen, so beispielsweise mittels eines Ventilsteuerungskörpers, der durch die geeigneten Fluiddrücke beaufschlag bar ist. In zweckmässiger Weise werden diese Fluiddrücke benutzt, um einen Steuei— kolben innerhalb eines Ventilzylinders zu bewegen.

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Mit Hilfe dieser Anordnung ist es ohne weiteres möglich, die erforderliche Steuerung der Ventile zu erzielen, die am rückwärtigen Ende des Betätigungszylinders den Einlass und den Auslass von Fluid steuern.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Aufbaues einer Umkehrosmose-Vorrichtung für die Reinigung bzw. Aufbereitung von Meerwasser;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Kolben- und Zylinderanordnung für eine modifizierte Konstruktion einer Umkehrosmose-Vorrichtungj

Fig. 3 ist eine Schnittansicht von Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 2;

Fig. 5 und 6 sind den Fig. 2 und 3 vergleichbare Ansichten unter Darstellung des Kolbens und des Zylinders mit Einlassund Auslassöffnungen gemäss einer weiteren modifizierten Konstruktion der Anordnungen nach Fig. 2-4; und

Fig. 7 ist eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1 .

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Gemäss Fig. 1 ist eine elektrisch angetriebene Pumpe 10 vorgesehen, um See- bzw. Meerwasser durch einen Filter 11 anzusaugen. Eine Ultraviolett-Strahlungseinheit 12, welche einer an sich bekannten und im Handel erhältlichen Ausführungsform entsprechen kann, ist gleichfalls vorgesehen und wird vom angesaugten Meerwasser durchströmt. Das von der Pumpe abgegebene Meerwasser passiert einen Feinfilter 13 und ein Einwegeeinlassventil 14, von welchem es in einen Druckzylinder 15 gelangt. Bei der Ausführungsform nach der Erfindung weist der Druckzylinder eine Membran 16 auf, mittels welcher ein Fluid innerhalb des Zylinders 17 verlagert bzw. bewegt wird. Der an der Vorderseite der Membran bestehende Teil 18 des Zylinders nimmt das Meerwasser vom Einlassventil 14 auf. Das Wasser wird angesogen, wenn sich der Mittelteil der Membran in einer Richtung bewegt (gemäss Fig. 1 nach rechtsgerichtet). Bei entgegengesetzter Bewegung wird das Wasser durch ein Einwegeauslassventil 19 aus dem Zylinder 18 herausgedrückt. Der Druckzylinder wird mittels einer Kolbenstange 20 betätigt, die sich durch eine Dichtung 21 erstreckt und durch einen hin- und herbewegbaren Antrieb 22 angetrieben wird. Der Antrieb 22 ist in herkömmlicher Weise elektrisch gespeist.

Vom Auslassventil 19 wird das unter Druck stehende Meerwasser des Druckzylinders in einen Einlass 23 einer Umkehrosmoseeinheit 24 eingeleitet. Diese schematisch dargestellte Einheit weist eine innerhalb eines Gehäuses 26 befindliche Membran 25 auf, wobei sich der Fluideinlass 23 und ein Fluidauslass 27 an einer Seite der Membran befinden, während sich an der anderen Seite der Membran ein Frischbzw. Süsswasserauslass 28 befindet. Diese Einheit kam in bekannter Weise aufgebaut sein, wobei der Membranbogen aus einem Membranmaterial (beispielsweise Zelluloseacetat oder Polyamidmaterial) besteht, welches spiralförmig gewickelt ist, wobei ein wasserführender

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Gegenbogen um ein perforiertes Rohr gelegt ist, welches das Süsswasser aufnimmt. Das unter Auslassdruck stehende Ruid des Auslasses 27 wird durch ein gesteuertes Ventil 29 am rückwärtigen Endbereich 30 des Zylinders 17 eingeleitet, d.h. im an der Rückseite der Membran befindlichen Bereich. An den Bereich 30 ist ein Auslassventil 31 angeschlossen, wobei die Ventile 29 und 31 durch einen Zeitgeber 32 steuerbar sind, der synchron mit der Druckzylindei— betätigung angetrieben ist.

Bei Betätigung wird bei einer rückwärtsgerichteten Bewegung der Membran 16 Fluid an der Rückseite der Membran durch das Ventil 31 ausgestossen. Das Ventil 31 wird zu diesem Zweck während rückwärtsgerichteter Bewegung durch den Zeitgeber 32 geöffnet. Während dieser Rückwärtsbewegung ist das Ventil 29 geschlossen. Das in der Einheit 12 sterilisierte Meerwasser wird über das Ventil 14 in das Vorderende des Zylinders 17 angesogen. Bei der Rückführungsbewegung ist das Ventil 31 geschlossen und ist das Ventil 29 geöffnet. Das Meerwasser im Teil 18 des Zylinders wird unter Druck durch das Einwegventil 19 in die Einheit 24 verlagert. Ein Teil des Wassers passiert die Membran, derart, dass Süsswasser am Auslass 28 verfügbar ist. Das übrige Wasser wird über das Ventil 29 in den Zylinder 1 7 an der Rückseite der Membran 16 zurückgeleitet. Die bei dieser Bewegung vollführte Arbeit hängt von der an der Kolbenstange 20 ausgeübten Kraft ab. Diese Kraft entspricht im wesentlichen dem Ausgangsdruck, welcher über der Räche der Stange wirksam ist. Der in der Einheit 24 entstehende Druckabfall ist im Vergleich zum Druck innerhalb des Fluids sehr klein. Wie bereits erwähnt, ist das System als in sich selbstregelnd anzusehen und arbeitet derart, dass ein Anteil des SUsswassers in Abhängigkeit des Verhältnisses des Querschnitts der Kolbenstange zum Querschnitt der Membran abgesogen

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Es ist ersichtlich, dass der Druckunterschied zwischen den zwei Flächen der Membran klein ist und im wesentlichen nur dem Druckabfall durch die Einheit 24 entspricht. Es ist auf diese Weise ohne weiteres möglich, eine Membran oben beschriebener Art zu verwenden, obwohl hohe Drücke an der Wasserzuführung der Einheit anzulegen sind. Die die Betätigungs- oder Kolbenstange 20 umgebende kleinere Dichtung 21 muss dem höheren Druck widerstehen, jedoch sind zu diesem Zweck Dichtungen ohne weiteres verfügbar.

Der im wesentlichen bestehende Ausgleich zwischen den Drücken an den beiden Enden des Druckzylinders macht es möglich, einen Kolben innerhalb eines Zylinderkörpers zu verwenden. Der Ausgleich der Drücke enthebt der Probleme, welche darin bestehen, den Kolben bezüglich des Zylinders abzudichten.

In Fig. 2-4 ist in schematischer Form eine mit einem Antrieb versehene Kolben- und Zylinderanordnung dargestellt, welche sich anstelle der mit der Membran versehenen Zylinderanordnung und der zugeordneten Ventile der Vorrichtung nach Fig. 1 für die Umkehrosmose-Wasserreinigung eignet.

Wie in Fig. 2, 3 und 4 schematisch dargestellt ist, ist ein Kolben 40 innerhalb eines Zylinders 41 angeordnet. An einem Ende des Zylinders befindet sich eine Einlassöffnung 42 und eine Auslassöffnung 43. Die Einlassöffnung 42 dient für den Einlass des zu reinigenden Wassers, so bevorzugt für Meerwasser oder Brackwasser, welches, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert wurde, gefiltert und möglicherweise Ultraviolettstrahlung ausgesetzt werden kann. Die Auslassöffnung 43 führt zu einer Seite der Membran einer Umkehrosmose-Einheit, welche

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der Einheit 24 nach Fig. 1 vergleichbar ist. Bei der vorliegenden besonderen Ausführungsform nach der Erfindung sind die öffnungen 42 und 43 diametral einander gegenüberliegend angeordnet. Sie werden jedoch mit Schlitzen 44, 45 zusammen ausgebildet, die sich in Längsrichtung des Kolbens an dessen Umfang erstrecken. Die Schlitze 44, 45 (Fig. 3) bestehen in nicht diametral gegenüberliegenden Positionen, derart, dass der Schlitz 44 mit der öffnung 42 in einer Winkelposition des Kolbens bezüglich der Achse des Zylinders zusammenwirkt, während die öffnung 43 mit dem Schlitz 45 in einer anderen Winkelposition des Zylinders zusammenwirkt. Am anderen Ende des Kolbens befindet sich eine Hochdruckeinlassöffnung 46 und eine Auslassöffnung 47. Die Hochdruckeinlassöffnung führt zum Auslass der Hochdruckseite der Umkehrosmoseeinheit (Auslass 27 nach Fig. 1), während die Auslassöffnung 47 in Richtung Abfall führt. Die zwei öffnungen 46, 47 wirken mit Schlitzen 48, 49 am Umfang des Kolbens zusammen. Die Schlitze 48 und 49 erstrecken sich in Längsrichtung des Kolbens und sind in Winkellage so angeordnet, dass die Einlassöffnung 46 in einer Winkelposition des Kolbens bezüglich des Zylinders gegenüber dem rechten Ende des Zylinders 40 geöffnet ist, während das rechte Ende des Zylinders in einer anderen Winkelposition gegenüber dem Auslass 47 geöffnet ist. Die Aussenverbindungen an jede der öffnungen 42, 43, 46 und 47 bestehen über flexible Leitungen oder Schläuche.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist ein Mittelteil 50 des Kolbens von zylindrischem Querschnitt und trennt die zwei Enden des Zylinderkörpers gegenseitig. Zum Zwecke übersichtlicher Darstellung sind die Einlass- und Auslassöffnungen 42, 43, 46 und 47 in Fluchtung miteinander befindlich dargestellt. In der Praxis ist es jedoch zweckmässig, die verschiedenen Schlitze so anzuordnen, dass die Schlitze 48, 49 die Schlitze 44, 45 überlappen. Die Positionen der

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Öffnungen werden dabei durch die erforderliche zeitliche Steuerung des Öffnens und Schliessens der verschiedenen Einlasse und Auslässe bestimmt. Eine derartige Ausbildung ist in Fig. 5 und 6 wiedergegeben. Fig. 5 und 6 entsprechen im wesentlichen den Fig. 2 und 3 und besitzen infolgedessen gleiche Bezugsbezeichnung. Ein wesentlicher Vorteil einer derartigen Konstruktion besteht darin, dass, wenn die Öffnungen auf den entgegengesetzten Seiten des Kolbens fluchten, ein besserer Ausgleich der Druckkräfte im Kolben erzielbar ist. Wenn die Einlass- und Auslassöffnungen 42, 43 an einem Ende des Zylinders in einer Ebene angeordnet werden, während die Einlass- und Auslassöffnungen 46, 47 am anderen Ende des Zylinders in einer quer verlaufenden Ebene angeordnet werden, dann trennt der Kolben 4O die zwei Enden des Zylinders in wirksamer Weise, obwohl die Schlitze 44, 45 und 48, 49 einander überlappen. Dies gestattet es, die Länge des Kolbens im Vergleich mit der schematisch dargestellten Anordnung zu reduzieren.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung geschieht die Winkeldrehung des Kolbens im Zylinder auf einem verhältnismässig kleinen Winkelbereich. In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, die grössere Drehung zu vollführen, so eine Drehung um 90 , wie in Fig. 5 und 6 dargestellt ist, derart, dass ein einzelner Schlitz in einer Winkelposition des Kolbens mit einer Einlassöffnung zusammenwirkt, während er in der anderen Winkelposition mit einer Auslassöffnung zusammenwirkt. Eine grössere Drehbewegung unterstützt ein schnelles öffnen und Schiiessen der Öffnungen. Die Öffnungen können von angemessener Grosse sein, wobei das öffnen und Schliessen nur während der ersten oder letzten wenigen Grade der Drehung vollzogen wird.

Der Zylinder 41 (nach Fig. 2, 3 und 4 oder Fig. 5 und 6) kann auf Lagerzapfen gelagert sein, wie dies beispielsweise in bekannter Weise

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bei hin- und herschwingenden Zylinder-Dampfmaschinen vorgesehen ist. Zum Zwecke der einfacheren Darstellung ist der Zylinder bei 51 auf einem feststehenden Träger 52 verschwenkbar dargestellt. Der Kolben 40 wird durch eine Kolbenstange 53 angetrieben, welche materialeinheitlich mit dem Kolben 40 verbunden oder starr an diesem angebracht ist. Die Kolbenstange ist mittels eines Kupplungsteils 54 mit einem Kurbelwellenlager 55 verbunden, welches an einem Kurbelzapfen 56 bzw. einem Exzenter angreift. Der Kurbelzapfen oder Exzenter wird gewöhnlich von einem Elektromotor (nicht dargestellt) über ein Reduziergetriebe angetrieben. In Fig. 2 ist schematisch der Kurbelzapfen 56 dargestellt, welcher von einem Antriebselement 57 getragen ist. Mit Hilfe dieser Anordnung kann der Zylinder 41 in der Darstellungsebene Winkel-Wechselbewegungen ausführen, wobei diese Bewegungen gewöhnlich in vertikaler Ebene stattfinden. Die Hin- und Herbewegung des Zylinders und die entsprechende Bewegung des Kolbens und der Kolbenstange wird verwendet, eine Winkel-Wechselbewegung bzw. Oszillationsbewegung des Kolbens innerhalb des Zylinders hervorzurufen. Fig. 4 zeigt in schematischer Weise den Kolben 40 und den Mechanismus, mittels welchem dieser innerhalb des Zylinders gedreht wird. Zu diesem Zweck ist gemäss Fig. 2 und 4 ein Arm 60 starr an der Kolbenstange 53 befestigt und erstreckt sich quer zur Ebene der Oszillationsbewegung der Kolbenstange, vorzugsweise rechtwinklig zu dieser. Der Arm 60 ist mittels einer Kugelverbindung 61 mit einem Glied 62 verbunden, welches gelenkig bei 63 an der Basis der Vorrichtung angeordnet ist. Wenn sich die Kolbenstange nach oben und nach unten bewegt, dann bewirken der Arm 60 und das Glied 62, dass sich der Kolben 40 in Winkelposition bezüglich seiner Längsachse in Wechselbewegungen dreht. Das Winkelausmaß dieser Dreh-Schwingungsbewegung beträgt weniger als 90 und kann zweckmässigerweise im Bereich von 80 liegen. Die Positionen der verschiedenen Schlitze 44,

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45, 48 und 49 im Kolben 10 sind so angeordnet, dass infolge der Dreh- und Oszillationsbewegung zum geeigneten Zeitpunkt sie mit den öffnungen 42, 43, 46 und 47 in Verbindung gelangen, wenn sich der Kolben hin- und herbewegt.

Mit Hilfe dieser Konstruktion ist die erforderliche, zeitliche abgestimmte Betätigung der Ventile bzw. Abschlussorgane ermöglicht, um mit diesen die Einlasse und Auslässe an den beiden Enden der Kolben- und Zylinderanordnung zu steuern, ohne dass es erforderlich ist, einen getrennten, zeitlich gesteuerten Mechanismus für den Antrieb von Ventilen vorzusehen. Die erforderliche zeitliche Steuerung geschieht in einfacher Weise durch die Winkel-Oszillationsbewegungen des Kolbens im Zylinder.

Da die Drücke auf den beiden Seiten des Kolbens im wesentlichen ausgeglichen sind, kann eine ausreichende Dichtung zwischen Kolben und Zylinder durch eine verhältnismässig enge Führung erreicht werden. Der Kolben und der Zylinder sind vorzugsweise aus einem graphitgefüllten Material gefertigt, so aus graphitgefüllten Gasfasern, welche mit Kunststoff mate rial verstärkt sind, oder aus einem mit einem derartigen Material beschichteten Metall.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. dargestellt. Bei dieser Vorrichtung wird Fluiddruck verwendet, um ein Ventilsystem für das rückwärtige Ende des Zylinders zu betätigen und zu steuern. Fig. 7 benutzt der Fig. 1 vergleichbare Bezugszahlen für entsprechende identische Bauteile,

Der Auslassdruck des Auslasses 27 der Umkehrosmoseeinheit 24 wird über ein Ventil 70 an der Rückseite der Membran in dem Bereich 30

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des Zylinders 17 eingeleitet. Der genannte Bereich 30 ist mit einem Auslassventil 71 verbunden. Die Ventile 70 und 71 werden synchron mit der Betätigung der Druckzylinderanordnung durch eine hydraulische Steuereinheit 72 gesteuert. Diese ist in der dargestellten Anordnung durch den Fluiddruck an der Vorderseite des Druckzylinders betätigbar. Der Druck in der hydraulischen Steuereinheit 72 ist höher, wenn die Membran innerhalb des Druckzylinders nach links gerichtet bewegt wird und ist geringer, wenn die Membran innerhalb des Druckzylinders nach rechts bewegt wird, um Meerwasser in das vordere Ende des Zylinders einzusaugen. Dieser Unterschied des Fluiddruckes wird verwendet, um die hydraulische Steuereinheit 72 zu betätigen. Zu diesem Zweck wird der Fluiddruck am Auslass vom vorderen Endbereich 18 des Druckzylinders über eine Leitung 73 an einer Einheit 74 angelegt, welche einen Antriebskolben 75 aufweist. Der Antriebskolben 75 wird direkt durch den Fluiddruck beaufschlagt und ist mit bewegbaren Kolbenventilen verbunden, derart, dass die vorgenannten Ventile 70 und 71 gebildet sind.

Bei einer nach rückwärts gerichteten Bewegung der Membran 16 wird an der Rückseite der Membran befindliches Fluid über das Ventil bzw. den Schieber 71 ausgestossen. Das Ventil 71 ist bei dieser rückwärts gerichteten Bewegung geöffnet. Dabei wird See- bzw. Meerwasser von der Sterilisiereinheit 12 durch das Ventil 14 in das voi— dere Ende des Zylinders 17 eingesogen. Bei der entgegengesetzten Rückführungsbewegung ist das Ventil 71 geschlossen und d as Ventil 70 geöffnet. Das Meerwasser im Teil 18 des Druckzylinders wird unter Druck durch die Einheit 24 hindurchgedrückt. Ein Teil des Wassers passiert die Membran, so dass am Auslass Süsswasser besteht, während das verbleibende Wasser zur Rückseite der Membran

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zurückgeleitet wird. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert ist, hängt die während der Druckbewegung verrichtete Arbeit von der Kraft ab, welche an der Betätigungs- oder Kolbenstange des Druckzylinders angelegt wird. Diese Kraft entspricht im wesentlichen dem Ausgangsdruck, welcher über der Fläche der Betätigungsstange wirkt. Der Druckabfall in der Einheit ist im Vergleich zum Druck im Fluid sehr klein. Das System ist in sich selbstregulierend und arbeitet dahingehend, dass ein Anteil von Süsswasser in Abhängigkeit vom Verhältnis des Querschnitts der Betätigungsstange zur Fläche der Membran abgezogen wird.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Anordnung ist in einer der Fig. 1 vergleichbaren Weise nur eine Gleitdichtung erforderlich, d.h. die Dichtung 21, welche die Betätigungs- oder Kolbenstange 20 umgibt. In diesem Bereich möglicherweise auftretende Leckage beeinträchtigt die Wirkungsweise der Vorrichtung keineswegs, da das Wasser der Einheit 24 immer noch mit erforderlichem Druck zugeleitet werden kann, obwohl eine höhere Eingangskraft erforderlich wird.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsfornnen vermittelt der hin- und herbewegbare Antrieb am Kolben bzw. an der Membran einen pulsierenden Druck am Wasser, welches der Umkehrosmoseeinheit zugeleitet wird. Ein derartiger pulsierender Antrieb ist vorteilhaft, da sich das Strömungsmuster des Wassers über der Fläche der Osmosemembran während der Bewegung ändert und dazu beiträgt, Grenzschichten zu durchbrechen bzw. aufzureissen und die Entstehung chemischer Ablagerungen zu reduzieren. Bei Verwendung eines derartigen pulsierenden Antriebes kann es jedoch erwünscht sein, einen hydraulischen Sammler bzw. Speicher vorzusehen, um eine Luftblase im System aufrechtzuerhalten, vorzugsweise so nahe wie möglich an der

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Pumpe im Hochdruckauslass zur Umkehrosmoseeinheit, derart, dass Stosskräfte gedämpft werden können. Meerwasser enthält im allgemeinen gelöste Luft und es kann erforderlich sein, einen Luftablass vorzusehen, um Luft abzulassen, welche sich aus der Lösung getrennt hat. Zweckmässigerweise sind derartige Einrichtungen an beiden Enden des Druckzylinders vorzusehen, d.h. zwischen dem Zylinder und den Ventilen bzw. Schiebern. Derartige Luftablässe sind für sich gesehen bekannt und können beispielsweise aus gesinterten Zinkelementen bestehen, welche Luft austreten lassen, welche jedoch ein Passieren des Wassers verhindern.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 . Vorrichtung zur Umkehrosmose-Reinigung von Wasser oder von anderen Medien, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Umkehrosmoseeinheit (24) mit einer Osmosemembran (25) aufweist, wobei ein Fluideinlass (23) und ein Fluidauslass (27) an der Einheit (24) vorgesehen sind, um Fluid über eine Fläche der Membran (25) zu leiten, während ein an die Einheit angeschlossener Süsswasserauslass (28) dazu dient, Fluid von der entgegengesetzten Seite der Membran aus der Einheit herauszuleiten, dass der Vorrichtung ferner eine Druckzylinderanordnung (15) zugeordnet ist, bei welcher innerhalb eines Zylinders ein Kolben (50) bzw. eine Membran (16) wirkt, um Fluid von der Vorderseite des Kolbens bzw. der Membran durch ein Ventil (19) in den Fluideinlass der Einheit zu fördern, dass die Druckzylinderanordnung eine Betätigungsstange (53, 20) aufweist, die sich von der Rückseite des Kolbens bzw. der Membran erstreckt, und dass der Vorrichtung fernerhin Mittel einschliesslich eines gesteuerten Ventils zugeordnet sind, welche den Fluidauslass (27) der Einheit (24) mit dem Zylinder verbindet, um rückgeleitetes Fluid an die Rückseite des Kolbens bzw. der Membran zu leiten, während ein zweites, gesteuertes Ventil die Ableitung von der Rückseite des Kolbens bzw. der Membran zum Abfall steuert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen dem Zylinder und der Umkehrosmoseeinheit befindliche Ventil als Einwegeventil besteht.

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ORIGINAL INSPECTED

' ι.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einwegeventil (14) in einem Fluideinlass in dem Zylinder angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckzylinderanordnung einen in einem Zylinder (41) geführten Kolben (50) aufweist, dass das gesteuerte Ventil durch eine Öffnung bzw. durch Öffnungen (42, 43, 46, 47) im Zylinder gebildet ist, welche mit einer Nut bzw. mit Nuten (44, 45, 48, 49) an der Umfangsfläche des Kolbens zusammenwirken, und dass das gesteuerte Ventil ferner Mittel (60, 61, 62) aufweist, welche die Relativdrehung zwischen dem Kolben und dem Zylinder hervorrufen, derart, dass die Öffnung bzw. die Öffnungen über den Schlitz bzw. die Schlitze während der erforderlichen Anteile der Kolbenbewegung mit dem Zylinder in Verbindung stehen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich jeder Schlitz in Längsrichtung parallel zur Achse des Kolbens von einem Punkt entlang der Längserstreckung erstreckt, derart, dass ein Ende des Schlitzes bei geeigneter Dreh- und Längsposition eine Öffnung mit dem Zylinder ausserhalb des Kolbenendes verbindet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Relativdrehung zwischen dem Kolben und dem Zylinder hervorrufende Einrichtung Mittel aufweist, welche den Kolben innerhalb des Zylinders innerhalb eines begrenzten Drehwinkels um die Kolbenachse Dreh-Oszillationsbewegungen ausführen lassen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der begrenzte Rotations- oder Drehwinkel 90 oder weniger beträgt.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Ende des Kolbens vier Öffnungen mit mit diesen zusammenwirkenden Schlitzen vorgesehen sind, dass die Öffnungen unter gleichenn Abstand bezüglich der Achse des Zylinders angeordnet sind, und dass die Schlitze direkt oder über Öffnungen oder Bohrungen im Kolben zu den entsprechendenEnden der Kolben- und Zylinderanordnung führen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Kolbenends zwei Öffnungen und zwei Schlitze vorgesehen sind, wobei die Öffnungen unter gleichem Abstand bezüglich der Achse des Zylinders angeordnet sind und die Schlitze direkt oder über Öffnungen oder Bohrungen im Kolben zu den entsprechenden Enden der Kolben- und Zylinderanordnung führen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schlitze für die beiden Enden des Zylinders entlang der Kolbenlänge überlappen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-10, dadurch gekennzeichnet, dass den Kolben hin- und herbewegende Mittel eine starre Kolbenstange aufweisen, welche direkt von einem Kurbelzapfen oder von einem Exzenter antreibbar ist, und dass der Zylinder so gelagert ist, dass er in der Bewegungsebene der Kurbel Winkel-Schwingungsbewegungen ausführen kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die den Kolben bezüglich des Zylinders drehenden Mittel eine drehbare Kupplungsverbindung zwischen der Kolbenstange und der Antriebskurbel bzw. dem Exzenter aufweisen, als auch eine Einrichtung, mittels welcher die Kolbenstange und der Kolben synchron mit der Winkel-

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Oszillationsbewegung von Kolben und Zylinder drehbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Drehung der Kolbenstange ein Arm an der Kolbenstange fixiert ist und sich in Querrichtung senkrecht zur Ebene der Wechsel bewegungen der Kolbenstangenachse erstreckt, dass der Arm an einem von der Kolbenstange entfernten Punkt mittels eines Universalgelenks und eines schwenkbaren Armkörpers an einem fixierten Punkt angelenkt ist, derart, dass der Arm die Kolbenstange und somit den Kolben in Winkel bewegung bezüglich der Kolbenstangenachse und des Zylinders Oszillationsbewegungen vollführen lässt, weiin sich die Kolbenstange quer zu ihrer Länge hin- und herbewegt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, welche betrieblich das den Fluidauslass von der Einheit mit dem rückwärtigen Ende des Zylinders verbindende Ventil steuern, wobei die vorgenannten Mittel direkt oder indirekt durch die Fluiddrücke antreibbar sind, welche die Einwegventile für das Vorderende des Zylinders steuern, um auf diese Weise das Einlassventil gegenüber dem rückwärtigen Ende des Zylinders zu öffnen, wenn der Kolben bzw. die Membran eine Endlage ihrer Bewegung erreicht haben und um dieses Ventil zu schliessen, wenn der Kolben bzw. die Membran die andere Endlage der Bewegung erreicht haben oder sich vor dieser Endlage befinden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsteuerungsmittel so angeordnet sind, dass sie ein das rückwärtige Ende des Zylinders mit einer Auslassöffnung verbindendes Ventil steuern, derart, dass das Auslassventil geschlossen ist, wenn das Einlassventil geöffnet ist, und umgekehrt.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Einlass- und Auslassventile für das rückwärtige Ende des Zylinders mechanisch mittels einer mechanischen Verbindung mit den Ventilen am vorderen Ende geschieht, oder mittels eines Steuerungskörpers, welcher mit den vorgenannten Ventilen oder durch diese synchron beaufschlag bar ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Einlass- und Auslassventile für das rückwärtige Ende des Zylinders hydraulisch mittels eines Ventilsteuerungskörpers geschieht, welcher in Abhängigkeit vom Fluiddruck im vorderen Ende des Zylinders beaufschlag bar ist.

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