DE4324735C1 - Blitzenthärter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserenthärtungsanlage mit einem Ionenaustauschermaterial, vorzugsweise Ionenaus­ tauscherharz enthaltenden Ionenaustauscherbehälter und mit einer Regeneriereinrichtung zur automatischen Regenerierung des Ionenaustauschermaterials nach jeder Entnahme von ent­ härtetem Wasser aus dem Ionenaustauscherbehälter, die ein Gefäß mit konzentriertem Regeneriermittel, insbesondere Salz bzw. Salzsole, ein Leitungssystem zur Zuführung von unbe­ handeltem Rohwasser zum Regeneriermittelgefäß und zum Ab­ führen von Regeneriermittellösung aus dem Regeneriermittel­ gefäß in den Ionenaustauscherbehälter, das ein Ventil zur Verhinderung einer Rückströmung von Flüssigkeit entgegen der Hauptstromrichtung im Leitungssystem enthält, sowie eine Zylinderkammer mit einem federbelasteten Hubkolben aufweist, wobei durch die Anordnung der Zylinderkammer im Leitungs­ system mit Hilfe des Kolbenhubes des Hubkolbens einerseits eine gewisse Flüssigkeitsmenge, die dem geförderten Volumen der Regeneriermittellösung entspricht, abgemessen und ge­ fördert werden kann, andererseits den Betriebsablauf der Wasserenthärtungsanlage steuernde Ventile im Ableitungs­ system aus dem Ionenaustauscherbehälter über eine mit dem Hubkolben verbundene Kolbenstange betätigt werden können.

Ein derartiger automatischer Wasserenthärter ist bekannt aus der DE 26 44 759 A1.

Wasserenthärtungsanlagen auf Ionenaustauscherbasis müssen nach der Erschöpfung des Ionenaustauscherharzes regeneriert werden. Diese Regeneration erfolgt in der Regel zeitabhängig oder in Abhängigkeit vom behandelten Wasservolumen. Für be­ stimmte Anwendungsfälle (z. B. Geschirrspülmaschinen) ist es jedoch möglich, die Regnerationsauslösung mit der Wasserent­ nahme zwingend zu koppeln und somit je Produktwasserentnahme einmal zu regenerieren.

In der DE 33 23 493 A1 ist eine Vorrichtung beschrieben, mit deren Hilfe die Regeneriermittelmenge in Abhängigkeit von der beim jeweiligen Entnahmezyklus behandelten Wassermenge bestimmt wird. Wird bei jeder Wasserentnahme das gleiche Wasservolumen behandelt, so kann die Regeneriermittelmenge für jede Regeneration konstant gehalten werden.

Aus der DE 32 34 527 C1 ist eine Wasserenthärtungsvorrich­ tung für Haushaltsgeschirrspülmaschinen bekannt, bei der das Regeneriermittel über einen die Regeneriermittellösung ent­ haltenden Dosierkolben dem Ionenaustauschbehälter zur Re­ generierung zugeführt wird.

In der DE 26 55 374 A1 ist eine Vorrichtung zur Abmessung des Regeneriermittels mit Hilfe eines Systems beschrieben, das eine Hubkolbenanordnung enthält, welche mit dem Leitungsdruck das abgemessene Nachspeisewasservolumen in den Salz/Solevorratsbehälter dosiert, wodurch eine volumen­ gleiche Regeneriermittelmenge aus dem Salz/Solevorratsbe­ hälter in den Ionenaustauscherbehälter gedrückt wird.

In der oben genannten DE 26 44 759 A1 ist eine wasserdruck­ gesteuerte Enthärtungsanlage beschrieben, bei der das Nach­ speisewasservolumen mit Hilfe eines Kolbensystems, das gleichzeitig eine Ventilsteuerfunktion wahrnimmt, abgemessen wird. Dieses Nachspeisewasservolumen wird mittels Federkraft in den Salz/Solebehälter dosiert, wodurch eine volumen­ gleiche Regeneriermittelmenge aus dem Salz/Solebehälter dem zu regenerierenden Ionenaustauscherharz zudosiert wird.

Insbesondere bei den beiden in DE 26 55 374 A1 und DE 26 44 759 A1 beschriebenen Vorrichtungen, bei denen eine genaue Regeneriermitteldosierung ermöglicht wird, gelangt das Regeneriermittel als hochkonzentrierte (in der Regel sogar als gesättigte) Salzlösung in den das Ionenaustauscher­ material enthaltenden Behälter. Erst dort wird es dann, un­ ter Umständen sogar erst nach längerer Stagnation im unteren Bereich des Harzbettes vom nachströmenden Auswaschwasser verdünnt und durch das Harzbett transportiert.

Die Dichteunterschiede zwischen der Sole und dem Auswasch­ wasser führen bei einer Besalzung von unten nach oben zu einer ungleichmäßigen Verdünnung des Regeneriermittels, zu einer Rückvermischung in Strömungsrichtung und damit zu einer Verunreinigung des Regeneriermittels mit ausgetausch­ ten Kalziumionen. Die Folgen hiervon sind eine schlechtere Ausnutzung des Regeneriermittels, ein höherer Salzbedarf je Regeneration und damit ein häufigeres Nachfüllen des Salz/ Solevorratsbehälters mit festem Regeneriersalz sowie nicht zuletzt eine erheblich höhere Umweltbelastung. Eine Be­ salzung von oben nach unten wäre noch ungünstiger, da die konzentrierte Sole durch das Harzbett hindurchsacken würde und somit kaum zur Regeneration des erschöpften Ionenaus­ tauschermaterials benutzt werden könnte.

Natürlich könnte man soviel konzentrierte Regeneriermittel­ lösung einsetzen, daß das Porenvolumen des Ionenaustauscher­ materials sowie gegebenenfalls das Totvolumen des Ionenaus­ tauscherbehälters damit gefüllt wird. Da die für eine gute Regeneration erforderliche Regeneriermittelmenge jedoch nur ein Bruchteil derjenigen Menge ist, die in einer dem oben genannten Porenvolumen entsprechenden Menge an konzentrier­ ter Regeneriermittelsole enthalten ist, wäre diese Vor­ gehensweise sehr unökonomisch und stark umweltbelastend.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Wasserenthärtungsanlage der eingangs genannten Art zu schaf­ fen, bei der die erforderliche Enthärtungskapazität des Ionenaustauschermaterials mit einem Minimum an eingesetztem Regeneriermittel freigesetzt werden kann, wobei eine aus­ reichende, gleichmäßige Regeneration des Ionenaustauscher­ materials sichergestellt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das nutzbare Hubvolumen bei Verschiebung des Hubkolbens in der Zylinderkammer von einer Extremstellung in die andere größer oder mindestens gleich dem Hohlraumvolumen des Ionenaus­ tauschermaterials einschließlich des im Ionenaustauscherbe­ hälter in Strömungsrichtung vor dem Ionenaustauschermaterial befindlichen Totvolumens ist, und daß an das Regeneriermit­ telleitungssystem eine Vorrichtung zur automatischen, de­ finierten Verdünnung der aus dem Regeneriermittelgefäß in den Ionenaustauscherbehälter geförderten Regeneriermittel­ lösung angeschlossen ist.

Durch die vorliegende Erfindung werden die oben genannten Probleme ebenso überraschend einfach wie kostengünstig be­ seitigt, indem mit Hilfe eines Hubkolbensystems nicht nur das Nachspeisewasservolumen für die konzentrierte Regene­ riermittelmenge abgemessen wird, sondern gleichzeitig eine entsprechende Menge an Verdünnungswasser. Ziel hierbei ist es, das Regeneriermittelvolumen zu vergrößern, wodurch eine gleichmäßigere Verteilung des Regeneriermittelsalzes über dem Querschnitt des Ionenaustauscherbehälters erreicht wird, ebenso wie ein gleichmäßiges kontinuierliches Füllen des ge­ samten Ionenaustauscherbehälters mit Regeneriermittel, wo­ durch die gegen - in der Regel - Natriumionen ausgetauschten Kalziumionen mit der mehr und mehr verbrauchten Regenerier­ mittellösung zum Harzbehälterauslaß transportiert werden. Das Auswaschwasser hat bezüglich dieses vorverdünnten Re­ generiermittels nur eine geringfügig kleinere Dichte, so daß die Rückvermischung weitgehend vermieden wird.

Das Volumen des verdünnten Regeneriermittels sollte dabei mindestens so groß wie das Hohlraumvolumen des Ionenaus­ tauscherharzes sowie des unterhalb des Harzbettes befind­ lichen Totvolumens des Austauscherbehälters sein, damit das Harz vollständig mit Regneriermittel in Kontakt kommt, schon bevor das Auswaschwasser die Regeneriermittellösung wieder aus dem Austauschbehälter verdrängt.

Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wasserenthärtungsanlage, bei der das nutz­ bare Hubvolumen größer oder gleich dem Hohlraumvolumen des Ionenaustauschermaterials einschließlich der im Ionenaus­ tauscherbehälter in Strömungsrichtung vor und nach dem Ionenaustauschermaterial befindlichen Totvolumina ist. Da­ durch erhält man ein Regeneriermittelvolumen (jeweils immer bei konstanter Wirkstoffmenge), das größer ist als das Hohl­ raumvolumen des Harzes sowie das Totvolumen des Austauscher­ behälters, so daß beim Besalzen die vorderste Regenerier­ mittelfront mit der zwangsläufig größten Verunreinigung durch bereits ausge­ tauschte Ca²⁺-Ionen bereits wieder aus dem Austauscherbehäl­ ter verdrängt wurde, bevor die Besalzung beendet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, daß mit der Kolbenstange auch mindestens ein Absperrventil im Leitungs­ system zum Abführen von Regeneriermittel aus dem Regenerier­ mittelgefäß in den Ionenaustauscherbehälter betätigt werden kann. Dadurch kann beispielsweise im Zulauf zum Regenerier­ mittelgefäß ein Rückschlagventil, das insbesondere bei Kleinenthärtungsanlagen technisch aufwendig und zudem stör­ anfällig ist, eingespart werden. Da mit der Kolbenstange ohnehin schon Betriebsventile im Ableitungssystem aus dem Ionenaustauscherbehälter angesteuert werden müssen, ist die zusätzliche Installation einer weiteren Ventilansteuerung im Bereich der Regeneriereinrichtung kaum mit zusätzlichem Auf­ wand verbunden.

Bei einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung zur automatischen, de­ finierten Verdünnung des aus dem Regeneriermittelgefäß ge­ förderten Regeneriermittels eine im Zuleitungssystem zum Regeneriermittelgefäß vorgesehene Verzweigung umfaßt, von der einerseits ein in das Regeneriermittelgefäß mündender Leitungsabschnitt, andererseits eine am Regeneriermittelge­ fäß vorbeigeführte Bypassleitung abzweigt, die an ihrem anderen Ende in einer Verschneidungsstelle mit einem Leitungsabschnitt des Ableitungssystems aus dem Regenerier­ mittelgefäß zusammentrifft.

Um das Mischungsverhältnis von Regeneriermittel und Wasser in der Regeneriermittellösung auf einfache Weise regulieren zu können, ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung im Zu­ leitungssystem zum Regeneriermittelgefäß mindestens ein Drosselorgan mit veränderbarem Durchflußquerschnitt vorge­ sehen. Dadurch kann die durch das Regeneriermittelgefäß fließende Wassermenge im Verhältnis zu der durch die Bypass­ leitung fließenden Wassermenge eingestellt werden.

Besonders günstig ist eine Anordnung des einstellbaren Drosselorgans in dem Leitungsabschnitt zwischen der Ver­ zweigung und dem Regeneriermittelgefäß bzw. zwischen dem Regeneriermittelgefäß und der Verschneidungsstelle. Zur Einstellung des Mischungsverhältnisses der Regenerier­ mittellösung könnte das einstellbare Drosselorgan aber auch in der Bypassleitung vorgesehen sein. Dadurch kann jeweils auf einfache Weise auf regional unterschiedliche Wasser­ härten reagiert werden, um eventuell Regeneriermittel einzu­ sparen.

Vorzugsweise ist in der Bypassleitung eine Drosselstelle mit fest vorgegebenem Querschnitt vorgesehen, die in Zusammen­ wirken mit dem variablen Querschnitt des einstellbaren Dros­ selorgans in dem zum Regeneriermittelgefäß führenden Leitungsabschnitt die Durchflußmenge an Regeneriermittel­ lösung definiert.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Wasserenthärtungsanlage ist das nutzbare Hubvolumen in der Zylinderkammer einstellbar, insbesondere durch eine einstellbare Hubwegbegrenzung des Hubkolbens. Auch mit dieser Ausführungsform kann auf einfache Weise auf regional unterschiedliche Wasserhärten optimal reagiert werden.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist die Zylinderkammer mit dem Ableitungssystem aus dem Regenerier­ mittelgefäß über einen Leitungsabschnitt verbunden. Dadurch kann das Kolben/Zylindersystem mit der für die Regeneration erforderlichen Menge an Regeneriermittellösung gefüllt wer­ den, indem ein Teilstrom des Nachspeisewassers durch den Salz/Solebehälter und ein zweiter Teilstrom im Bypass zum Salz/Solebehälter dem Kolben/Zylindersystem zugeführt wird.

Vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist eine Variante, bei der im Leitungsabschnitt zwischen der Einmündung des zur Zylinderkammer führenden Leitungsabschnittes und dem Einlauf in den Ionenaustauscherbehälter eine Drosselstelle mit einem definierten, engen Strömungsquerschnitt vorgesehen ist. Diese Drosselstelle definiert die Zeitdauer der Be­ salzung des Ionenaustauscherharzes.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wasserenthärtungsanlage ist die Zylinderkammer über einen Leitungsabschnitt mit dem Zuleitungssystem zum Regenerier­ mittelgefäß verbunden. Das Kolben/Zylindersystem wird bei dieser Ausführungsform mit einer dem verdünnten Regenerier­ mittelvolumen entsprechenden Menge an Wasser gefüllt, und dieses Wasser wird beim Besalzungsvorgang teilweise durch den Salz/Solebehälter und teilweise im Bypass an diesem vor­ bei sowie nach Vermischung dieser beiden Teilströme dem zu regenerierenden Ionenaustauschermaterial zugeführt. Ein Vor­ teil dieser Ausführungsform besteht darin, daß in der Zylin­ derkammer lediglich Rohwasser, nicht jedoch korrosives Salz­ wasser bevorratet wird, was zu einer Schonung und längeren Haltbarkeit der Zylinderkammer und des Hubkolbensystems bei­ trägt.

Bei einer vorteilhaften Variante dieser Ausführungsform mün­ det der mit der Zylinderkammer verbundene Leitungsabschnitt in Strömungsrichtung gesehen vor der Verzweigung zwischen der Zuführungsleitung zum Regeneriermittelgefäß und der By­ passleitung in das Zuleitungssystem zum Regeneriermittelge­ fäß.

Besonders empfehlenswert ist eine Weiterbildung dieser Aus­ führungsform, bei der in Strömungsrichtung gesehen vor der Einmündung des mit der Zylinderkammer verbundenen Leitungs­ abschnittes im Zuleitungssystem zum Regeneriermittelgefäß ein Rückschlagventil mit definierter, kleiner Undichtheit vorgesehen ist, welche bei beginnender Entspannung der den Hubkolben treibenden Feder dem Zylinderraum eine leichte Druckentlastung gewährt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er­ läutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu ent­ nehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln, für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Anwendung finden. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer ersten Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Wasserent­ härtungsanlage; und

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform.

Beispiel 1

Eine vorteilhafte Ausführungsform der automatischen Wasser­ enthärtungsanlage ist in Fig. 1 dargestellt. Soll das in einer Leitung 1 anstehende Rohwasser enthärtet werden, wird ein Magnetventil 2 geöffnet. Das Wasser strömt über einen Leitungsabschnitt 3 und ein Rückschlagventil 4 zu einer Verzweigung 25. Dort teilt sich der Volumenstrom auf und fließt über einen Leitungsabschnitt 21 mit einer einstell­ baren Drossel 21a, mit deren Hilfe dieser Teilstrom festge­ legt wird, in ein Regeneriermittelgefäß 22 mit Salz bzw. Salzsole. Der zweite Teilstrom fließt über eine Bypass­ leitung 20 (gegebenenfalls mit einer Drosselstelle 20a) zu einer Verschneidungsstelle 23, an der die durch den ersten Teilstrom aus dem Salz/Solebehälter verdrängte, zumindest näherungsweise gesättigte Sole mit dem durch die Bypass­ leitung 20 strömenden Wasser zur Regeneriermittellösung ver­ dünnt wird.

Diese Regeneriermittellösung strömt über einen Leitungsab­ schnitt 24 und ein Ventil 10 in einen Zylinder 5 ein, wo­ durch sich das Zylinderkammervolumen 8 in Zylinder 5 ver­ größert, da ein Kolben 7 gegen die Kraft einer Feder 6 nach rechts gedrückt wird. Hierbei betätigt eine Kolbenstange 9 Ventile 10, 11 und 12.

Die fertig verdünnte Regeneriermittellösung wird hergestellt und im Zylinder 5 zwischengespeichert, während gleichzeitig die Regeneriermittelreste der vorherigen Regeneration mit Rohwasser über einen Leitungsabschnitt 13 aus dem in einem Ionenaustauscherbehälter 15 befindlichen Ionenaustauscher­ material 14 ausgespült und über das Ventil 12 dem Kanal 16 zugeführt werden.

Hat der Kolben 7 seine rechte Endlage erreicht, so wird das Ventil 11 geöffnet und die Ventile 10 und 12 werden ge­ schlossen. Nun strömt über den Leitungsabschnitt 13 Rohwas­ ser durch den Ionenaustauscherbehälter 15, dort wird es ent­ härtet und über das Ventil 11 und eine Leitung 18 dem Ver­ braucher zugeführt.

Nach beendet er Wasserentnahme durch den Verbraucher wird das Ventil 2 geschlossen, der Druck in der Zylinderkammer 5 sinkt und die Feder 6 drückt den Kolben 7 in die Richtung seiner linken Endposition. Hierbei wird das Ventil 11 ge­ schlossen und das Ventil 12 sowie das Ventil 10 geöffnet. Die Regeneriermittellösung wird durch den federgetriebenen Kolben 7 aus der Zylinderkammer 8 verdrängt und über einen Leitungsabschnitt 19′ und einen weiteren Leitungsabschnitt 26 mit einer Drosselstelle 17′ dem Ionenaustauscherbehälter 15 zugeführt.

Durch die oben beschriebene Verdünnung erreicht man, daß das gesamte Hohlraumvolumen des Ionenaustauschermaterials mit Regeneriermittel ausgefüllt wird. Das Regeneriermittel bleibt dort bis zur nächsten Wasserentnahme durch den Ver­ braucher (Öffnen des Ventils 2). Das zu regenerierende Ionenaustauschermaterial kommt somit vollständig und über einen längeren Zeitraum mit dem Regeneriermittel in Kontakt.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn das Volumen des ver­ dünnten Regeneriermittels so groß ist, daß beim Entleeren des Zylinderraumes 8, das heißt also beim Besalzen, die vor­ derste Regeneriermittelfront den Ionenaustauscherbehälter 15 bereits wieder verläßt und über das Ventil 12 in den Kanal 16 geleitet wird. Hierdurch wird erreicht, daß bereits in dieser Phase der Regeneration ein erheblicher Anteil der durch die Regeneration vom Harz entfernten Kalziumionen aus dem Behälter 15 ausgewaschen wird und somit diese Kalzium­ ionen während der Standzeit des Regeneriermittels im Ionen­ austauscherbehälter 15 nicht mehr durch Rückvermischung zu dessen Verunreinigung führen können. Hierdurch wird die Regeneriermittelausnutzung verbessert und damit der Regene­ riermittelverbrauch deutlich reduziert.

Das Mischungsverhältnis zwischen der den Regeneriermittelbe­ hälter 22 verlassenden konzentrierten Sole und dem durch die Bypassleitung 20 geleiteten Rohwasser, d. h. also die Konzentration der am Verschneidungspunkt 23 erzeugten ver­ dünnten Regeneriermittellösung wird durch das Verhältnis der Drosselquerschnitte an der festen Drosselstelle 20a und der einstellbaren Drossel 21a bestimmt. Die Nachwaschzeit ergibt sich aus den absoluten Öffnungsquerschnitten der Drosseln 20a, 21a, während die Besalzungsdauer durch den Öffnungs­ querschnitt der Drossel 17′ definiert wird.

Die Regeneration des verbrauchten Ionenaustauscherharzes 14 sowie der Enthärtungsbetrieb des Rohwassers können im Ionenaustauscherbehälter 15 sowohl im Abstrom-Gleichstrom-, Aufstrom-Gleichstrom-, Abstrom-Gegenstrom- oder Aufstrom-Gegenstrom-Verfahren erfolgen. Die technisch einfachste Lösung ist der in Fig. 1 und 2 gezeigte Betrieb der Anlage im Abstrom-Gleichstrom-Verfahren. Vorteilhaft wegen einer besseren Regeneriermittelausnutzung ist der technisch aufwendigere Abstrom-Gegenstrom-Betrieb.

Beispiel 2

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Soll das in der Leitung 1 anstehende Rohwasser enthärtet werden, wird das Magnetventil 2 ge­ öffnet. Das Wasser strömt über die Leitung 3, das Rück­ schlagventil 4 und die Drosselstelle 17′′ in den Zylinder 5 ein. Hierbei wird der von der Feder 6 belastete Kolben 7 entgegen der Federkraft gedrückt. Der Zylinderraum 8 füllt sich mit Rohwasser und die Kolbenstange 9 betätigt die Ventile 10, 11 und 12 in Abhängigkeit von der Position des Kolbens 7 im Zylinder 5.

Während sich der Kolben 7 in seine rechte Endlage bewegt, ist das Ventil 12 geöffnet und die Ventile 10 und 11 sind geschlossen. Daher kann gleichzeitig Auswaschwasser über den Leitungsabschnitt 13 zu dem mit Ionenaustauscherharz 14 be­ füllten Ionenaustauscherbehälter 15 fließen und durch diesen hindurch zum Abwasserkanal 16, wobei das während der vorher­ gehenden Regeneration eingebrachte Regeneriermittel ausge­ waschen wird.

Nähert sich der Kolben 7 seiner rechten Endposition, dann wird das Ventil 12 geschlossen und das Ventil 11 geöffnet, so daß über die Leitung 18 enthärtetes Wasser zum Verbrau­ cher fließen kann. Nach beendeter Wasserentnahme durch den Verbraucher wird das Ventil 2 geschlossen.

Da in der Ausführungsform nach Beispiel 2 das Rückschlag­ ventil 4 mit einer kleinen, definierten Undichtheit in Rich­ tung auf den Leitungsabschnitt 3 versehen ist, sinkt der Druck in der Zylinderkammer 8 und die Feder 6 drückt den Kolben 7 in die Richtung seiner linken Endposition. Hierbei werden über die Kolbenstange 9 die Ventile 10 und 12 ge­ öffnet und das Ventil 11 geschlossen.

Die Zylinderkammer 8 entleert sich über den Leitungsab­ schnitt 19′′, wobei sich der Volumenstrom an der Verzweigung 25 aufteilt in die Bypassleitung 20 (gegebenenfalls mit ei­ ner Drossel 20a versehen) sowie parallel hierzu über den Leitungsabschnitt 21 mit einer einstellbaren Drossel 21a in den Salz/Solebehälter 22. Aus dem Regeneriermittelgefäß 22 wird hierdurch eine volumengleiche Menge zumindest näherungsweise gesättigter Salzsole verdrängt. Das Volumen dieser Salzsole ist kleiner als das maximale Volumen der Zy­ linderkammer 5 und wird über die einstellbare Drossel 21a vorgewählt.

Die Sole mischt sich an der Verschneidungsstelle 23 mit dem restlichen aus der Zylinderkammer 5 herausgedrückten Wasser­ volumen, welches im Bypass 20 am Solebehälter 22 vorbei­ strömt. Diese definiert verdünnte Sole stellt nun die Regeneriermittellösung dar, die über den Leitungsabschnitt 24 und das Ventil 10 dem Ionenaustauschermaterial 14 zuge­ führt wird.

Durch die Verdünnung erreicht man, daß das gesamte Hohlraum­ volumen des Ionenaustauschermaterials 14 mit Regeneriermit­ tel ausgefüllt wird. Das Regeneriermittel bleibt dort bis zur nächsten Wasserentnahme durch den Verbraucher (Öffnen des Ventils 2). Das zu regenerierende Ionenaustauscher­ material kommt somit vollständig und über einen längeren Zeitraum mit dem Regeneriermittel in Kontakt.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn das Volumen des ver­ dünnten Regeneriermittel so groß ist, daß beim Entleeren des Zylindervolumens 8, das heißt also beim Besalzen, die vor­ derste Regeneriermittelfront den Ionenaustauscherbehälter 15 bereits wieder verläßt und über das Ventil 12 in den Abwas­ serkanal 16 geleitet wird. Hierdurch wird erreicht, daß be­ reits in dieser Phase der Regeneration ein erheblicher An­ teil der durch die Regeneration vom Harz entfernten Kaliziumionen aus dem Behälter 15 ausgewaschen wird und so­ mit diese Kalziumionen während der Standzeit des Regenerier­ mittels im Ionenaustauscherbehälter 15 nicht mehr durch Rückvermischung zu dessen Verunreinigung führen können. Hierdurch wird die Regeneriermittelausnutzung verbessert und damit der Regeneriermittelverbrauch deutlich reduziert.

Der besondere Vorteil dieses zweiten Beispiels ist darin zu sehen, daß im Zylinder 5 nicht eine Salzlösung abgemessen und bis zur Besalzung zwischengespeichert wird, sondern le­ diglich ein salzarmes Rohwasser. Dies führt zu einer ge­ ringeren Materialbelastung sowie zur sicheren Vermeidung der Auskristallisation von Salzen bei eventuellen Undichtig­ keiten im Kolben/Zylindersystem.

Beispiel 3

Um auf die regional unterschiedliche Wasserhärte reagieren zu können, besteht zum einen die Möglichkeit, das Hubvolumen des aus Zylinder 5 und Hubkolben 7 bestehenden Systems z. B. durch eine einstellbare Hubwegbegrenzung zu variieren.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, bei konstantem Hubvolumen den Teilstrom durch den Salz/Solebe­ hälter 22 mit Hilfe des einstellbaren Drosselorgans 21a zu variieren und somit bei konstantem Regeneriermittelvolumen über die Regeneriermittelkonzentration auf die aktuelle ört­ liche Wasserhärte zu reagieren.

Claims (15)

1. Wasserenthärtungsanlage mit einem Ionenaustauscher­ material, vorzugsweise Ionenaustauscherharz enthaltenden Ionenaustauscherbehälter und mit einer Regenerierein­ richtung zur automatischen Regenerierung des Ionenaus­ tauschermaterials nach jeder Entnahme von enthärtetem Wasser aus dem Ionenaustauscherbehälter, die ein Gefäß mit konzentriertem Regeneriermittel, insbesondere Salz bzw. Salzsole, ein Leitungssystem zur Zuführung von un­ behandeltem Rohwasser zum Regeneriermittelgefäß und zum Abführen von Regeneriermittellösung aus dem Regenerier­ mittelgefäß in den Ionenaustauscherbehälter, das ein Ventil zur Verhinderung einer Rückströmung von Flüssig­ keit entgegen der Hauptstromrichtung im Leitungssystem enthält, sowie eine Zylinderkammer mit einem federbe­ lasteten Hubkolben aufweist, wobei durch die Anordnung der Zylinderkammer im Leitungssystem mit Hilfe des Kolbenhubes des Hubkolbens einerseits eine gewisse Flüs­ sigkeitsmenge, die dem geförderten Volumen der Re­ generiermittellösung entspricht, abgemessen und geför­ dert werden kann, andererseits den Betriebsablauf der Wasserenthärtungsanlage steuernde Ventile im Ableitungs­ system aus dem Ionenaustauscherbehälter über eine mit dem Hubkolben verbundene Kolbenstange betätigt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß das nutzbare Hubvolumen bei Verschiebung des Hub­ kolbens (7) in der Zylinderkammer (5) von einer Extrem­ stellung in die andere größer oder mindestens gleich dem Hohlraumvolumen des Ionenaustauschermaterials (14) ein­ schließlich des im Ionenaustauscherbehälter (16) in Strömungsrichtung vor dem Ionenaustauschermaterial (14) befindlichen Totvolumens ist, und daß an das Regenerier­ mittelleitungssytem eine Vorrichtung zur automatischen, definierten Verdünnung der aus dem Regeneriermittelgefäß (22) in den Ionenaustauscherbehälter (15) geförderten Regeneriermittellösung angeschlossen ist.

2. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das nutzbare Hubvolumen größer oder gleich dem Hohlraumvolumen des Ionenaustauschermaterials (14) einschließlich der im Ionenaustauscherbehälter (15) in Strömungs­ richtung vor und nach dem Ionenaustauschermaterial (14) befindlichen Totvolumina ist.

3. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Kolbenstange (9) auch minde­ stens ein Absperrventil (10) im Leitungssystem (23, 24, 26) zum Abführen von Regeneriermittel aus dem Regene­ riermittelgefäß (22) in den Ionenaustauscherbehälter (15) betätigt werden kann.

4. Wasserenthärtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur automatischen, definierten Verdünnung des aus dem Regeneriermittelgefäß (22) geförderten Regeneriermittels eine im Zuleitungssystem zum Regeneriermittelgefäß (22) vorgesehene Verzweigung (25) umfaßt, von der einerseits ein in das Regeneriermittelgefäß (22) mündender Leitungsabschnitt (21), andererseits eine am Regenerier­ mittelgefäß (22) vorbeigeführte Bypassleitung (20) ab­ zweigt, die an ihrem anderen Ende in einer Ver­ schneidungsstelle (23) mit einem Leitungsabschnitt (24) des Ableitungssystems aus dem Regeneriermittelgefäß (22) zusammentrifft.

5. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Zuleitungssystem (3, 25, 21) zum Regeneriermittelgefäß (22) oder im Ableitungssystem (23, 24) aus dem Regeneriermittelgefäß (22) mindestens ein Drosselorgan (21a) mit veränderbarem Durchflußquer­ schnitt vorgesehen ist.

6. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drosselorgan (21a) im Leitungsab­ schnitt (21) zwischen der Verzweigung (25) und dem Regeneriermittelgefäß (22) vorgesehen ist.

7. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Bypassleitung (20) eine Drossel­ stelle (20a) mit fest vorgegebenem Strömungsquerschnitt vorgesehen ist.

8. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drosselorgan in der Bypassleitung (20) vorgesehen ist.

9. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Leitungsabschnitt (21) zwischen der Verzweigung (25) und dem Regeneriermittelgefäß (22) eine Drosselstelle mit fest vorgegebenem Strömungsquerschnitt vorgesehen ist.

10. Wasserenthärtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das nutzbare Hub­ volumen einstellbar ist, insbesondere durch eine ein­ stellbare Hubwegbegrenzung des Hubkolbens (7).

11. Wasserenthärtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkam­ mer (5) über einen Leitungsabschnitt (19′) mit dem Ab­ leitungssystem (24, 26) aus dem Regeneriermittelgefäß (22) verbunden ist.

12. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Leitungsabschnitt (26) zwischen der Einmündung des Leitungsabschnittes (19′) und dem Einlauf in den Ionenaustauscherbehälter (15) eine Drosselstelle (17′) mit einem definierten, engen Strömungsquerschnitt vorgesehen ist.

13. Wasserenthärtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer (5) über einen Leitungsabschnitt (19′′) mit dem Zuleitungs­ system (3, 25) zum Regeneriermittelgefäß (22) verbunden ist.

14. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt (19′′) in Strömungsrichtung gesehen vor der Verzweigung (25) in das Zuleitungssystem (3) zum Regeneriermittelgefäß (22) mündet.

15. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in Strömungsrichtung gesehen vor der Einmündung des Leitungsabschnittes (19′′) im Zuleitungs­ system (3) ein Rückschlagventil (4) mit definierter, kleiner Undichtheit vorgesehen ist.