DE530273C - Vorrichtung zur Behandlung einer Fluessigkeit mit einem Basenaustauschstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit mit einem Basenaustauschstoff, insbesondere zum Enthärten und Reinigen (z. B. Enteisenen) von Wasser. Für diesen Zweck sind schon rein mechanische Hilfsmittel vorgeschlagen worden, welche die einzelnen Betriebsphasen durch Ventile regeln, die von einer gemeinsamen Steuervorrichtung betätigt werden. Nach der Erfindung erfolgt die Steuerung der Ventile durch einen Kipphebel, dessen einer Arm mit einem Gefäß zur Aufnahme der Flüssigkeit versehen ist, während der andere Arm ein Gegengewicht trägt. Es sind allerdings schon Kipphebelvorrichtungen an gewöhnlichen Wasserfiltern bekannt, aber diese ermöglichen kein so genaues Arbeiten, wie es für eine Basenaustauschanlage erforderlich ist. Bei einer solchen muß sofort, nachdem der Basenaustauschstoff erschöpft ist, eine Regeneration erfolgen, wenn nicht Wasser ungehärtet oder ungereinigt durch die Anlage gehen soll. Bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist Vorsorge getroffen, daß das durchfließende Wasser ganz genau gemessen wird, und daß sofort, nachdem die im voraus bestimmte Menge Wasser durch die Anlage gegangen ist, die entsprechenden Ventile umgestellt werden und die Regeneration vor sich geht.

Ein Teil der Flüssigkeit wird in das Gefäß geleitet, das an dem einen Arm des Kipphebels sitzt. Der Hebel kippt um eine Welle, die mit den verschiedenen Ventilen zwangs- : läufig verbunden ist. Das Gegengewicht am anderen Ende des Hebels ist in gewissen Grenzen verschiebbar. Wenn das Gefäß voll ist, wird durch'die Bewegung des Kipphebels die Vorrichtung selbsttätig bewegt, um die Regenerierlösung zuzulassen. Der Hebel kehrt in seine Anfangslage zurück, wenn das Gefäß sich entleert hat. Da eine gewisse Zeit verstreichen muß, bis die Regeneration vollendet und die verbrauchte Regenerierlösung gründlich mit Wasser ausgewaschen ist, so muß sich das Gefäß langsam entleeren; z. B. kann ein Heber mit einstellbarem Ventil angebracht sein, so daß die zur Entleerung gebrauchte Zeit leicht geregelt werden kann. · Das Gewicht bewegt sich längs des Armes des Kipphebels nahezu vom Ende des Armes bis zu einem Punkt dicht an der Achse der Welle, um welche der Hebel kippt, und ist kleiner als das Gewicht der Flüssigkeit in dem Gefäß, wenn dieses gefüllt ist. Die Anordnung ist vorzugsweise so, daß das Gewicht sich bis zum Ende des Armes bewegt, sobald die Kippvorrichtung anfängt, in die ursprüngliche Stellung zurückzukehren, wodurch das nötige Drehmoment für die Betätigung der

Ventile hergestellt wird. Zwischen der Kippvorrichtung und den Ventilen kann eine Mitnehmervörfichtung eingeschaltet werden, so daß die Kippvorrichtung um einen kleinen Winkel kippen kann, ehe sie die Last der Ventile aufnimmt.

Vorzugsweise wird die behandelte Flüssigkeit nach einem kleinen Behälter geleitet, der mit zwei Mündungen verschiedener Weite ίο versehen ist, und der Ausfluß der kleineren Mündung geht dann nach dem Gefäß auf der Kippvorrichtung. Durch diese Einrichtung wird die Konstanz des nach dem Gefäß gehenden Bruchteils der Flüssigkeit gesichert. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Vorrichtungen zum Enthärten von Wasser mittels eines Austauschstoffes, wie künstlicher oder natürlicher Zeolith oder Glaukonit, sie ist aber auch auf andere Austauschao reaktionen anwendbar, z. B. kann sie leicht auf die Entfernung von Eisenverbindungen aus Wasser mittels eines manganhaltigen Austauschstoffes angewendet werden. Ferner kann sie natürlich bei Wasserenthärtungsanlagen verwendet werden, bei denen der Strom während der Enthärtung entweder aufwärts oder abwärts durch das Bett geht.

Um die Erfindung und ihre Ausführung noch besser verständlich zu machen, soll nun eine Wasserenthärtungsanlage, in der der Strom abwärts durch das Bett geht, an der Hand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben werden.

Abb. ι zeigt eine Seitenansicht der Anlage teilweise im Schnitt. Abb. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des Gestänges, durch welche die Ventile bedient werden.

Ein Behälter 1 gewöhnlicher Bauart wird

mit einem Bett aus einem Austäuschstoff,

z. B. Körnern von gebranntem Glaukonit, ge- ■ füllt. Das zu enthärtende Rohwasser tritt durch ein mit einem Regelventil 3 versehenes Rohr 2 ein und fließt abwärts durch das Bett von Glaukonit. Ein Auslaßrohr 4 ist in der Nähe des Bodens des Behälters 1 angesetzt und hat zwei Zweige; ein Rohr 5 mit einem Regelventil 6 für das enthärtete Wasser und ein Rohr 7 mit Regelventil 8, durch welches der Abfluß aus dem Behälter 1 während der Vorgänge des Regenerierens und Auswaschens des Glaukonitbettes in den Ablauf geht.

Die zur Regenerierung dienende Salzlösung wird in konzentrierter Form in einem Vorratsbehälter 9 gehalten, der durch ein Rohr ι ο mit einem Meßgefäß n verbunden ist. Der Auslaß dieses Gefäßes 11 ist durch ein Rohr 12 mit eingebautem Regelventil 13 mit dem Einlaß einer Strahlpumpe 14 verbunden, die in dem Einlaßrohr 2 angebracht ist. Die Regelventile 3, 6, 8 und 13 sind durch Gestänge 15, 16, 17 und 18 mit einer waagerechten Welle 19 verbunden, an der ein Hebel 20 starr befestigt ist. Ein Arm dieses Hebels 20 ist in bekannter Weise als Gefäß 21 ausgebildet, in welches Wasser durch ein Rohr 22 geführt wird, und der andere Arm des Hebels 20 bildet ein hohles Rohr, in welchem ein kugelförmiges Gewicht 23 hin und her rollen kann. Der Hebel 20 ist so bemessen, daß der rohrförmige Arm gerade das Übergewicht über das Gefäß hat, wenn es leer ist; wenn es aber gefüllt ist, so hat das Wasser und das Gefäß gerade das Übergewicht über den rohrförmigen Arm und das Kugelgewicht 23, selbst wenn dies Gewicht sich am Ende des Armes befindet. Im Gefäß 21 ist ein Heber 24 mit 'einem einstellbaren Ventil 25 angebracht, so daß, wenn das-Gefäß 21 voll ist und der Hebel 20 in die punktiert gezeichnete Stellung kippt, das Gefäß sich langsam mit leicht zu regelnder Geschwindigkeit entleert. Das Wasser, das durch das Rohr 22 in das Gefäß 21 fließt, ist ein bestimmter Bruchteil des weichen Wassers, das durch das Rohr 5 geht. Dieser Bruchteil wird dadurch bestimmt, daß man das Rohr 5 in einen kleinen Abmeßkasten 26 ausgießen läßt, der mit einem ziemlich großen Ausfluß 27 und einem ziemlich kleinen 28 versehen ist. Die Hauptmasse des Wassers in dem Kasten 26 fließt dann durch die Öffnung 27 in einen Weichwasservorratsbehälter 29, und eine kleine, aber ganz bestimmte Teilmenge des enthärteten Wassers fließt durch die Mündung 28 in das Rohr 22 ab. Im oberen Ende des Rohres 5 ist ein Absperrhahn 30 vorgesehen, der durch einen Schwimmer 31 geregelt wird, so daß, wenn der Behälter 29 gefüllt ist, der Betrieb der ganzen Vorrichtung unterbrochen wird..

Das Meßgefäß 11 für die Regenerierlösung besteht aus einem kleinen Zylinder, in dessen oberen Teil ein Rohr 32 hineinragt. Das andere Ende dieses Rohres 32 steht in Verbindung mit dem oberen Teile des Vorratsbehälters 9, und die Tiefe, bis zu welcher das Rohr in das Gefäß 11 hineinragt, ist leicht einstellbar. In dem Gefäß 11 ist über einem Schwimmer 34 ein Bügel 33 befestigt, der dem Schwimmer nur ein geringes Steigen gestattet. Der Schwimmer ist so geformt, daß er in seiner tiefsten Stellung das Auslaß rohr 12 des Gefäßes 11 verschließt. Das Auslaßrohr hat größeren Querschnitt als das Einlaßrohr 10.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Während des Enthärtungsvorganges ist der Hebel 20 in die Stellung gedreht, die in Abb. 1 durch ausgezogene Linien dargestellt ist, und in dieser Stellung sind die Ventile 3 und 6 voll geöffnet, während die Ventile 8 und 13 ganz geschlossen sind. Das harte Wasser tritt durch das Rohr 2 ein, geht

durch das Glaukonitbett im Behälter ι abwärts und kommt als weiches Wasser durch das Rohr 4 heraus, um dann durch das Rohr 5 zum Abmeßkasten 26 zu gehen. Wie oben erklärt, geht ein bestimmter kleiner Bruchteil des enthärteten Wassers aus dem Kasten 26 abwärts durch das Rohr 22 in das Gefäß 21. Die Menge des in das Gefäß 21 fließenden Wassers ist so bemessen, daß das Glaukonitbett im wesentlichen erschöpft wird während der Zeit, die mit der Füllung des Behälters vergeht. Ist der Behälter gefüllt, so kippt der Hebel 20 über, und sobald er durch die waagerechte Lage gegangen ist, läuft das Gewicht 23 den rohrförmigen Arm des Hebels 20 abwärts, wodurch der Hebel beträchtlich aus dem Gleichgewicht kommt; bei weiterer Drehung in die Stellung, die in Abb. 1 punktiert gezeichnet ist, vermag er genügend Kraft auszuüben, um die Ventile^, 6, 8 und 13 zu betätigen. Damit der Hebel 20 seine Bewegung beginnen kann, ohne daß er die Ventile bewegen muß, ist in der Welle 19 eine Mitnehmervorrichtung vorgesehen. Diese besteht aus einem waagerecht vorspringenden Arm 35, der sich zwischen zwei Zinken einer Gabel 36 bewegen kann. Wenn der Hebel 20 sich in die punktiert gezeichnete Stellung gedreht hat, sind die Ventile 8 und 13 ganz offen und das Ventil 6 ganz geschlossen, während das Ventil 3 im Einlaßrohr 2 dann teilweise geschlossen ist. Zur selben Zeit wird der Heber 24 ganz bedeckt sein, und das Wasser wird deshalb aus dem Heber 24 anfangen, in den Ablauf zu fließen.

Der verminderte Wasserstrom, der durch das Einlaßrohr 2 und die Strahlpumpe 14 geht, wird Salzlösung aus dem Meßgefäß 11 ansaugen, so daß das Glaukonitbett regeneriert werden wird. Beim Beginn der Regeneration wird das Meßgefäß 1 r bis zur Höhe des unteren Endes des Rohres 32 gefüllt sein; da aber das Rohr 12 weiter ist als das Rohr 10, so wird das Gefäß 11 sich entsprechend entleeren und infolgedessen der Schwimmer 34 sinken, bis schließlich, wenn er nahezu am Boden ist, der Schwimmer schnell abwärts gezogen wird und das Auslaßrohr 12 infolge der Saugwirkung der Strahlpumpe 14 verschließt. Jedoch wird weiter konzentrierte Salzlösung aus dem Behälter 9 durch das Rohr 10 zufließen, nach einiger Zeit das untere Ende des Rohres 32 erreichen und die Luft im oberen Teil des Gefäßes 11 zusammendrücken, wodurch der Zufluß der Salzlösung in das Gefäß 11 unterbrochen wird. Dann ist eine frisch bemessene Menge Salzlösung für die nächste Regenerationsperiode bereitgestellt. Wenn jedoch der Schwimmer 34 das Auslaßrohr 12 verschlossen hat, wird weiter Rohwasser durch das Rohr 2 und abwärts durch das Glaukonitbett fließen und die erschöpfte Salzlösung auswaschen. Sowohl das Waschwasser wie die erschöpfte Salzlösung gehen natürlich durch das Rohr 7 in den Ablauf.

Das einstellbare Ventil 25 an dem Heber 24 ist so eingerichtet, daß die Zeit, die der Behälter 21 braucht, um sich zu entleeren, genau dieselbe ist, die für die Regenerierung und Auswaschung des Glaukonitbetts erfor- ' derlich ist. Wenn das Gefäß 21 ganz geleert ist, so wird der Hebel 20 anfangen, in die in Abb. ι voll ausgezogene Stellung zurückzukehren, und sobald er die waagerechte Lage überschreitet, wird das Gewicht 23 von der Stelle nächst der Achse der Welle 19 nach dem äußersten Ende des rohrförmigen Hebelarmes rollen und so die notwendige Kraft für die Umkehrung der verschiedenen Regelventile in die Stellung liefern, in der die Enthärtung vor sich geht. Wegen der Mitnehmervorrichtung 35, 36 kann der Hebel 20 sich im Anfang frei dehnen, bevor er die Last der Ventile aufzunehmen hat. .

Der in seinen Einzelheiten abgebildete und beschriebene Apparat soll lediglich als Beispiel dienen; selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs an diese Vorrichtung gebunden. Z. B. kann irgendeine andere Abmeßvorrichtung an Stelle des Kastens 26 benutzt werden, oder im Falle der Speisung einer Druckleitung kann der Kasten 26 in die Leitung eingeschlossen und deren Druck unterworfen sein. In diesem Fall kann jedoch der Abfluß durch die enge öffnung 28 noch in das Gefäß 2i zurückkehren.

Es ist ferner klar, daß, obgleich bei der beschriebenen Vorrichtung ein Teil des enthärteten Wassers in das Gefäß 21 geleitet wird, die Anlage auch leicht so eingerichtet werden kann, daß statt dessen ein Teil des harten, in die Vorrichtung eintretenden Wassers benutzt werden kann, um das Kippgefäß zu füllen. Weiter kann natürlich jede passende Anordnung von Gestängen zwischen der Welle des Kipphebels und den Ventilen benutzt werden, und ferner ist es klar, daß an Stelle des beweglichen Gewichts ein Gefäß an jedem Ende der Kippvorrichtung ange- no ordnet sein kann, das gleichfalls mit Wasser gespeist wird.

Endlich kann die Abmeßvorrichtung durch irgendeinen passenden Flüssigkeitsmesser ersetzt werden, der einen elektrischen Stromkreis schließt, wenn eine im voraus bestimmte Flüssigkeitsmenge durchgeflossen ist. Tn diesem Fall muß der Flüssigkeitsstrom in das Gefäß auf der Kippvorrichtung derart sein, daß das Gefäß gerade in der kürzesten Zeit gefüllt ist, in welcher die voraus-, bestimmte Flüssigkeitsmenge behandelt wer-

den kann. Die Schließung des elektrischen Stromes kann dann die Lösung einer Sperrklinke zur Folge haben, die die Kippvorrichtung freigibt^ und diese wird dann in der 5 oben beschriebenen Weise wirksam werden. Auch in diesem Fall wird, natürlich die Zeit des Regenerierens und Auswaschens nur durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit welcher die Flüssigkeit aus der Kippvorrichtung ausfließt.

In dem Gefäß - auf der Kippvorrichtung muß ein geeigneter Überlauf vorgesehen sein, so daß, wenn es gefüllt ist, ehe die Klinke ausgelöst wird, die weiter zufließende Flüssig leicht entweichen kann. Da das Auslaßrohr für die behandelte Flüssigkeit sofort geschlossen wird, wenn die Klinke gelöst wird und die Kippvorrichtung kippt, so wird keine weitere Flüssigkeit nach der Meßvorrichtung fließen, bis das Gefäß sich entleert hat und die Kippvorrichtung in ihre ursprüngliche Stellung zurückgekehrt ist.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit mit einem Basenaustauschstoff, insbesondere zum Enthärten von-Wasser, bei der die Betätigung der Ventile, welche die Zufuhr der zu behandelnden Flüssigkeit, der Regenerierlösung und des Waschwassers regeln, von einer gemeinsamen Steuervorrichtung vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Ventile (3, 8, 6, 13) durch einen an sich bekannten, an einem Arm mit einem Gefäß zur-Aufnahme der Flüssigkeit, am anderen Arm mit einem Gegengewicht versehenen Kipphebel (20) erfolgt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, da- -40 durch gekennzeichnet, daß die Kipphebelvorrichtung durch einen Bruchteil der behandelten Flüssigkeit betätigt wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebelvorrichtung so bewegt wird, daß sie die Regenerierlösung dem Basenaustauschstoff zuführt, wenn das Kippgefäß (21) mit Flüssigkeit gefüllt ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kippgefäß mit einer selbsttätigen Entleerungsvorrichtung versehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Entleerungsvorrichtung aus einem Heber (24) mit einstellbarem Ablaßventil (25) besteht.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (23) des Kipphebels derart beweglich angeordnet ist, daß es sich selbsttätig zwischen gewissen Grenzen an dem entsprechenden Hebelarm verschieben kann. . 6g
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kippvorrichtung (20, 21) und den Ventilen (3, 8, 13, 16) eine Mitnehmervorrichtung (35, 36) eingeschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen