DE69936245T2

DE69936245T2 - Kontrollvorrichtung in Modulbauweise für ein Wasserbehandlungssystem

Info

Publication number: DE69936245T2
Application number: DE69936245T
Authority: DE
Inventors: Alan B. Columbia City Channell; Rudy B. Fort Wayne Wilfong; Robert W. Fort Wayne Wilfong; Danny J. New Haven Painter
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: EP0941968A2; JPH11319796A; BR9903024A; US6206042B1; JP3407684B2; EP0941968A3; CA2263844A1; AU1861799A; AU741240B2; DE69936245D1; ATE364031T1; EP0941968B1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Wasserbehandlungssysteme und insbesondere Steueranordnungen zur Regulierung des Betriebs solcher Systeme.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Wasserbehandlungssysteme enthalten herkömmlicherweise Tanks, die zur Aufnahme von Medien verwendet werden, durch die Wasser zur Behandlung geleitet wird. Bei einem gebräuchlichen Wasserbehandlungsverfahren wird ein Harzmaterial, wie zum Beispiel Polystyrol-Divinylbenzol, zur Bildung kleiner Kügelchen verwendet, die als ein wieder auffüllbares Ionenaustauschmedium wirken. Die Kügelchen oder Medien können zum Beispiel zum Austausch von Natriumionen gegen Calcium- und Magnesiumionen verwendet werden, und nach dem Abreichern der an den Medien anlagernden Natriumionen (die durch Calcium- oder Magnesiumionen ersetzt werden) wird eine natriumhaltige Solelösung zum Austausch der Calcium- und Magnesiumionen an den Medien gegen Natriumionen verwendet. Die Medien können als Alternative auch in einem anderen Ionenaustauschprozess verwendet und mit einer geeigneten ionischen Lösung wieder aufgefüllt werden.
In der Regel werden die Medien in einem Wasserbehandlungstank aufgenommen, und unbehandeltes Wasser wird in der Nähe des oberen Endes des Tanks in letzteren eingeleitet. Ein mittleres Rohr ist vertikal im Tank angeordnet und zieht Wasser aus der Nähe des Bodens des Tanks ab. Somit passiert das unbehandelte Wasser durch die im Tank aufgenommenen Medien, wodurch Kontakt zwischen den Medien und dem Wasser und deshalb eine Behandlung des Wassers gewährleistet wird.
Nach der Abreicherung der Medien ist ein Regenerationszyklus erforderlich und umfasst in der Regel einen Reinigungs-Rückspülzyklus vor der Einleitung einer ionischen Lösung in den Tank, um die Medien wieder aufzufüllen. Während des normalen Betriebs des Tanks kann das Medienbett verdichtet werden, wenn sich die Medienkügelchen zum Boden des Tanks hin ablagern. Des Weiteren ist es möglich, dass es im Medienbett zu einer Brückenbildung kommt, wobei es sich um einen unerwünschten Prozess handelt, durch den das in den Tank eintretende unbehandelte Wasser kleine Kanäle im Medienbett erzeugt, die zum Einlass des mittleren Rohrs führen. Während des Rückspülzyklus wird ein Fluid, wie zum Beispiel unbehandeltes Wasser, durch das mittlere Rohr in den Tank eingeleitet und strömt dann nach oben durch das Medienbett, wodurch das Medienbett angehoben wird und der Ablagerung und Brückenbildung, zu der es gekommen ist, entgegenwirkt und jegliche Schmutzteilchen, die sich möglicherweise im Bett angesammelt haben, entfernt.
Nach Beendigung des Rückspülzyklus wird die Solelösung in den Tank eingeleitet, um die Medien wieder aufzufüllen. Der Soletank wird in der Regel nach Beendigung der Solebehandlungsphase des Regenerationszyklus mit Wasser wieder aufgefüllt. Weiterhin wird oftmals ein Spülzyklus, der die Medien im Tank wieder ablagert und die Solelösung aus dem Tank spült, nahe der Beendigung des Regenerationszyklus verwendet.
Eine Steuerventilanordnung ist in der Regel oben auf dem die Medien aufnehmenden Tank angeordnet und wird zur Regulierung des Fluidstroms durch den Tank verwendet. Diese Anordnungen können eine motorisierte Zeitsteuerung und mechanische Getriebe oder eine Leiterplatte zur Regulierung des Öffnens und Schließens der geeigneten Ventile aufweisen.
Die US-PS 3 616 820 (Fleckenstein) offenbart einen Ventilkörper mit einem Einlass, einem Auslass, einem Ablauf, und Tankverbindungs- und -solbehandlungskanälen darin. Ein verschiebbarer Kolben ist im Ventilkörper angeordnet und ist zu verschiedenen Positionen im Ventilkörper beweglich, um die Kanäle für normalen Betrieb, wie zum Beispiel Rückspülung, Regeneration und Füllen des Soletanks zu verbinden. Der Kolben wird von einem Antriebsmotor angetrieben, und eine Kurbel kann von dem Motor zum Verschieben des Kolbens durch die verschiedenen Positionen betätigt werden. Der Antriebsmotor, der Zeitsteuermotor und der Schalter sind in einem Gehäuse angebracht, das am Ventilkörper befestigt ist. Der Nachteil solch einer Anordnung besteht darin, dass Zugang zu den und Wartung der verschiedenen Komponenten schwierig ist. Die US-PS 2 631 665 (E. J. Perrin) offenbart eine Mehrfachventil-Steuereinheit für eine Wasserenthärtungsvorrichtung. Die durch diese Schrift offenbarte Steuereinheit verwendet ein mehrteiliges Zeitglied mit verschiedenen zusammenwirkenden Komponenten, einschließlich mehreren Schaltern und Nocken, zur Betätigung eines Motors, der zur Neukonfigurierung mehrerer Tellerventile zur Steuerung des Betriebszustands des Wasserenthärters, darunter zum Beispiel zur Gewährleistung der Regeneration des Wasserenthärters, betätigbar ist. Die durch diese Schrift offenbarte Vorrichtung umfasst eine angelenkte Plattform, die beweglich ist, um Zugang zu mehreren Schwingen zu gestatten, die dazu verwendet werden, die Ventilschäfte der Tellerventile zu betätigen, wobei diese Ventilschäfte durch Packungsstopfbuchsen aus dem Vorderteil des Ventilgehäuses vorragen.
Die US-PS 4 919 314 (Nishiyama et al.) offenbart eine zeitgesteuerte Vorrichtung für eine Wasserkonditionierungsvorrichtung mit einer Zeitsteuervorrichtung, die aus mehreren zusammenwirkenden Teilen gebildet ist, darunter zum Beispiel ein sich konstant drehendes Tagrad und ein Springrad. Ebenso offenbart die US-PS 4 290 451 (Fleckenstein et al.) eine Steuerung für ein Wasserkonditionierungssystem mit einer Zeitsteuervorrichtung, die mehrere zusammenwirkende Komponenten aufweist, darunter zum Beispiel ein kontinuierlich angetriebenes 24-Std.-Zeit-Zifferblatt und ein Springrad.
Die mehrteiligen Zeitsteuervorrichtungen nach den US-PS 2 631 665 , 4 919 314 und 4 290 451 sind sperrig, schwer zugänglich und schwer zu warten.
Die vorliegende Erfindung stellt eine modulare Wasserbehandlungssteuervorrichtung bereit, die gut zur Verwendung im Haushalt geeignet ist. Die Steuervorrichtung weist eine modulare Ausführung auf, die die effiziente Herstellung und Reparatur der Einheit gewährleistet. Des Weiteren weist die Steuervorrichtung ein Gehäuse auf, das einen bequemen Zugang zu verschiedenen Teilen und Modulen gewährleistet, die die Steuervorrichtung bilden.
Die vorliegende Erfindung umfasst in einer Form davon eine modulare Steuervorrichtung zur Verwendung in einem Wasserbehandlungssystem. Die Vorrichtung weist ein Gehäuseglied mit einem daran befestigten Ventilkörper auf. Der Ventilkörper ist zur Installation an und zur Strömungsverbindung mit einem Wasserbehandlungstank ausgeführt. Der Ventilkörper definiert eine mittlere Öffnung; und eine Ventilkartusche ist in der mittleren Öffnung angeordnet. Die Ventilkartusche enthält ein bewegliches Ventilglied darin. Ein Antriebsmechanismus ist mit dem beweglichen Ventilglied wirkverbundenen, und ein Antriebsmotormodul ist im Gehäuse angebracht. Das Antriebsmotormodul treibt den Antriebsmechanismus an. Ein erstes Zeitsteuermodul ist in dem Gehäuseglied angebracht und kann als eine Einheit aus dem Gehäuseglied entfernt werden. Das erste Zeitsteuermodul versorgt den Antriebsmotor in einem ersten vorbestimmten zeitlichen Abstand mit elektrischer Energie und leitet dadurch einen Regenerationszyklus ein.
In einer bevorzugten Form davon umfasst die Erfindung weiterhin ein zweites Zeitsteuermodul, das gegen das erste Zeitsteuermodul austauschbar ist. Das zweite Zeitsteuermodul führt die elektrische Energie in einem zweiten vorbestimmten zeitlichen Abstand gezielt zu und leitet dadurch den Regenerationszyklus ein. Der zweite vorbestimmte zeitliche Abstand unterscheidet sich von dem ersten vorbestimmten zeitlichen Abstand. Somit wird durch Austausch des ersten und des zweiten Zeitsteuermoduls die Häufigkeit, mit der die Regeneration des Wasserbehandlungstanks stattfindet, geändert.
Das Zeitsteuermodul ist zur Betätigung des Antriebsmotors und somit zur Betätigung eines Regenerationszyklus in einem vorbestimmten zeitlichen Abstand, zum Beispiel jeden Tag oder alle zwei oder drei Tage, voreingestellt. Das Zeitsteuermodul ist nicht verstellbar, und der geeignete zeitliche Abstand zwischen Regenerationszyklen wird gewählt, wenn die Einheit zuerst installiert wird, indem das Zeitsteuermodul gewählt wird, das dem gewünschten zeitlichen Abstand entspricht. Wenn später gewünscht wird, den zeitlichen Abstand zu ändern, wird das Zeitsteuermodul entfernt, und ein neues Modul mit dem gewünschten zeitlichen Abstand wird installiert.
In einer anderen bevorzugten Form umfasst die Vorrichtung ferner ein an dem Ventilkörper befestigtes Soleventilmodul. Das Soleventilmodul ist zur Bereitstellung einer gezielten Strömungsverbindung zwischen dem Ventilkörper und einem Soletank ausgeführt. Zweckmäßigerweise kann das Soleventilmodul als eine Einheit von dem Ventilkörper entfernt werden. Darüber hinaus weist das Soleventilmodul ferner ein Dichtungsmodul auf. Das Dichtungsmodul ist mit dem Antriebsmechanismus wirkverbunden, um eine Soletankleitung gezielt abzudichten. Zweckmäßigerweise kann das Dichtungsmodul des Weiteren als eine Einheit von dem Soleventilmodul gezielt entfernt werden.
In noch einer anderen bevorzugten Form weist das Antriebsmotormodul einen Antriebsmotor und einen Schalter auf, die beide auf einer Platte befestigt sind, die im Gehäuseglied angebracht ist. Somit können der Schalter und der Antriebsmotor als eine Einheit aus dem Gehäuse entfernt werden. Der Schalter ist elektrisch mit dem Antriebsmotor verbunden und zur elektrischen Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle, wie zum Beispiel einer Wandsteckdose, ausgeführt. Durch eine Bewegung des Antriebsmechanismus wird der Schalter bei Drehung des Antriebszahnrads geöffnet und geschlossen und öffnet und schließt entsprechend die elektrische Verbindung von der Energiequelle zum Antriebsmotor.
In einer anderen bevorzugten Form stellt die vorliegende Erfindung einen zweckmäßigen Mechanismus zur Einstellung der Solemenge bereit, die zum Wiederauffüllen der Medien im Wasserbehandlungstank verwendet wird. Die Vorrichtung umfasst eine Soletankleitung, die mit dem Ventilkörper in Strömungsverbindung steht. Ein Dichtungsmodul, das der Soletankleitung zugeordnet ist, öffnet und schließt die Soletankleitung gezielt von dem Ventilkörper. Der Antriebsmechanismus weist ein Kämmelement daran auf. Ein erster Hebel ist entfernbar und schwenkbar in dem Gehäuseglied angebracht, und ein Kämmelement nimmt eine erste distale Fläche des ersten Hebels in Eingriff, wenn sich das Antriebszahnrad dreht. Auf diese Weise wird der Hebel gegen das Dichtungsmodul vorgespannt und öffnet das Dichtungsmodul. Während dieser Zeit wird gestattet, dass Wasser durch die Soletankleitung und in den Soletank strömt. Ein einstellbares Eingriffsmittel ist zur Änderung der Länge der Zeit, die das Dichtungsmodul bei Drehen des Antriebszahnrads geöffnet bleibt, vorgesehen. In einer bevorzugten Form weist das einstellbare Eingriffsmittel einen zweiten Hebel auf, der gegen den ersten Hebel austauschbar ist. Der zweite Hebel weist eine zweite distale Fläche mit einer größeren Querlänge als die erste distale Fläche auf. Somit nimmt das Kämmelement die zweite distale Fläche länger in Eingriff als die erste distale Fläche. Des Weiteren spannt der zweite Hebel das Dichtungsmodul für eine längere Zeit in die geöffnete Position vor als der erste Hebel. Der erste und der zweite Hebel sind mit Farbe beschichtet, um sie klar zu unterscheiden.
In einer anderen Form davon umfasst die vorliegende Erfindung eine modulare Steuervorrichtung zur Verwendung in einem Wasserbehandlungssystem. Die Vorrichtung weist einen Ventilkörper auf, der zur Installation an und Strömungsverbindung mit einem Wasserbehandlungstank ausgeführt ist. Der Ventilkörper weist einen Einlass zum Empfang von unbehandeltem Wasser, eine zur Verbindung mit einer Solequelle ausgeführte Soletankleitung und einen Ablaufkanal zur Abgabe von Abwasser auf. Der Ventilkörper definiert eine mittlere Öffnung. Ein Gehäuseglied ist schwenkbar an dem Ventilkörper befestigt. Das Gehäuseglied ist zwischen einer Gebrauchsposition, in der das Gehäuseglied positioniert ist, wenn das Wasserbehandlungssystem verwendet wird, und einer Zugangsposition, in der das Gehäuseglied während der Wartung davon positioniert ist, schwenkbar.
In einer bevorzugten Form befestigt mindestens ein Befestigungselement das Gehäuseglied am Ventilkörper, wenn das Gehäuseglied in der Gebrauchsposition positioniert ist. Der Antriebsmechanismus weist ein Antriebszahnrad auf, das drehbar im Gehäuseglied angebracht ist, und ein Kolben ist hin- und herbewegbar im Ventilkörper angeordnet. Der Kolben ist mit dem Antriebszahnrad wirkverbunden, wenn sich das Gehäuseglied in der Gebrauchsposition befindet. Somit erzeugt in der Gebrauchsposition eine Drehung des Antriebszahnrads eine Hin- und Herbewegung des Kolbens. Andererseits ist der Kolben von dem Antriebszahnrad getrennt, wenn das Gehäuseglied in die Zugangsposition gekippt ist.
Zweckmäßigerweise sind der Antriebsmotor und das Zeitsteuermodul auf einer Rückseite des Gehäuseglieds angebracht, und die Rückseite ist in der Zugangsposition nach oben und nach vorne des Behandlungssystems ausgerichtet. Durch solch eine Konfiguration werden das Zeitsteuermodul und der Antriebsmotor für Zugang dazu und dessen Wartung freigelegt.
Der Ventilkörper weist eine mittlere Öffnung auf, die zugänglich ist, wenn das Gehäuseglied nach vorne geschwenkt ist. Eine Ventilkartusche ist in der mittleren Öffnung eingesetzt und enthält ein bewegliches Ventilglied, durch dessen Hin- und Herbewegung verschiedene Kanäle im Ventilkörper gezielt geöffnet werden. Wenn die Ventilkartuschenanordnung repariert werden muss, lässt sie sich vorteilhafterweise leicht als eine Einheit entfernen, und es kann eine neue Kartusche zur Vervollständigung der Reparatur eingesetzt werden. Die Dichtungen befinden sich an der Ventilkartusche, so dass bei Installation einer neuen Kartusche auch neue Dichtungen installiert werden. Als Alternative dazu könnte die alte Kartusche als eine Einheit entfernt, repariert und dann als eine Einheit wieder installiert werden. Solche Reparaturen erfordern wahrscheinlich weniger Zeit als die Durchführung ähnlicher Reparaturen an einem herkömmlichen nicht modularen System, das keine leicht entfernbare Ventilkartusche enthält.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie es einem Hauseigentümer gestattet, mehr Reparaturen an der Steuerventilanordnung durchzuführen, indem er einfach eines der Module entfernt und austauscht. Die Ventilanordnung ist so ausgeführt, dass nur eine minimale Anzahl von Befestigungselementen entfernt werden muss, um Zugang zur Ventilkartusche zu gewinnen oder um eines der anderen Module, wie zum Beispiel das Zeitsteuermodul, zu entfernen. Dank dieser Merkmale der Steuervorrichtung wird die Abhängigkeit des Hauseigentümers von den Reparaturdiensten der Fachtechniker verringert. Darüber hinaus verwendet die Steuervorrichtung statt eines 115-Volt-Systems ein 24-Volt-System, wodurch die Verletzungsgefahr bei Wartung der Anordnung verringert wird.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die einzelnen Module ausgetauscht werden können, um die Betriebskenndaten des Systems zu ändern. Zum Beispiel kann zur Änderung des zeitlichen Abstands zwischen Regenerationszyklen das Zeitsteuermodul entfernt und gegen ein Zeitsteuermodul mit einem anderen zeitlichen Abstand ausgetauscht werden. Die Verwendung eines Zeitsteuermoduls mit einem festen zeitlichen Abstand ist im Allgemeinen kostengünstiger als ein Zeitsteuermodul mit einem einstellbaren zeitlichen Abstand, wodurch die Kosten des Systems verringert werden. Die modulare und vereinfachte Ausführung der vorliegenden Erfindung kann auch die Kosten für die Instandhaltung des Systems verringern und die Zuverlässigkeit des Systems erhöhen.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie die effiziente Herstellung verschiedener Arten von Steueranordnungen, zum Beispiel elektronischer Zeitsteueranordnungen und Filtertanksteueranordnungen, durch Einbau vieler der Module in mehreren verschiedenen Produktlinien erleichtert.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist sein „benutzerfreundliches" Gehäuse. Das Gehäuse enthält ein L-förmiges Gehäuseglied, das zum Nachuntenschwenken angelenkt ist und Zugang zur Steueranordnung von vorne des Systems gewährleistet. Dieses Merkmal kann für Haushalts-Wasserbehandlungssysteme, die oftmals an einer Wand in relativ beengten und schlecht beleuchteten Kellerräumen angeordnet sind, ziemlich vorteilhaft sein.
Ein anderes vorteilhaftes Merkmal der offenbarten Steuervorrichtung ist ihr manueller Betätigungsknopf, der nicht nur anzeigt, welche Phase des Regenerationszyklus das System erfährt, sondern auch gestattet, dass das Steuersystem manuell stufenweise durch den Behandlungsprozess geführt wird. Dieses Merkmal gestattet, dass das Wasserbehandlungssystem verwendet wird, wenn die Wasserversorgung zur Verfügung steht, die elektrische Energie jedoch vorübergehend nicht zur Verfügung steht. Darüber hinaus gibt es Gemeinden, die Haushalts-Wasserbehandlungssysteme wünschen, die keine elektrische Energie benötigen, und der manuelle Betätigungsknopf verleiht der offenbarten Ausführungsform die Fähigkeit, ohne elektrische Energie zu funktionieren.
Ein anderer Vorteil der offenbarten modularen Steuervorrichtung ist ihre Verwendung von farbcodierten Soleventilhebeln. Ein Austausch der verschiedenen konfigurierten und verschiedenfarbigen Hebel gestattet die Änderung der Menge der in einem Regenerationszyklus verwendeten Solelösung. Die Hebel können von einem Hauseigentümer leicht ausgetauscht werden, und die verschiedenen Farben bieten einen zweckmäßigen Mechanismus zur Unterscheidung der verschieden konfigurierten Hebel, die jeweils eine andere vorbestimmte Solelösungsmenge bereitstellen.
Die modulare Ausführung der offenbarten Steuerventilanordnung und das Vermeiden von zu komplizierten Steuermechanismen stellt ein zuverlässiges, wirtschaftliches und leicht zu wartendes System zur Regulierung eines Haushalts-Wasserbehandlungssystems bereit.
Durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen werden die oben erwähnten und andere Merkmale und Aufgaben dieser Erfindung und die Art und Weise, wie sie erreicht werden können, offensichtlich und die Erfindung selbst wird besser verständlich; in den Zeichnungen zeigen:
1 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer modularen Steuervorrichtung, die die vorliegende Erfindung darstellt;
1a einen Rückaufriss einer modularen Steuervorrichtung, die die vorliegende Erfindung darstellt, wobei das hintere Gehäuseglied entfernt ist;
2 einen Vorderaufriss des vorderen Gehäuseglieds;
3 eine perspektivische Ansicht des Ventilkörpers und des vorderen Gehäuseglieds, wobei das vordere Gehäuseglied nach vorne geschwenkt ist;
3a eine vergrößerte perspektivische Teilansicht eines alternativen Mechanismus, durch den das Gehäuseglied abnehmbar am Ventilkörper an gebracht wird;
4 eine Seitenansicht des Ventilkörpers, wobei sich das vordere Gehäuseglied in Gebrauchsposition befindet;
5 eine Seitenansicht des Ventilkörpers, wobei das vordere Gehäuseglied nach vorne in eine Zugangsposition geschwenkt ist;
6 eine Seitenansicht einer Abdeckung, die das Gehäuseglied einschließt;
7 einen Aufriss der Innenfläche der Abdeckung;
8 eine Seitenansicht eines Kniestücks;
9 eine Rückansicht des Ventilkörpers;
10 eine Querschnittsansicht des Ventilkörpers durch Linie 10-10 von 9;
11 eine Querschnittsansicht des Ventilkörpers durch Linie 11-11 von 9;
12 eine Querschnittsansicht des Ventilkörpers durch Linie 12-12 von 9;
13 eine Querschnittsansicht des Ventilkörpers durch Linie 13-13 von 9;
14 eine Querschnittsansicht des Ventilkörpers durch Linie 14-14 von 9;
15 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Ventilkartusche;
16 eine Seitenansicht des (der) Ventilkartuschenschiebers und -führung;
17 eine Querschnittsansicht des Soleventilmoduls, wobei sich das Dichtungsmodul in einer geschlossenen Position befindet;
18 eine Querschnittsansicht des Soleventilmoduls, wobei sich das Dichtungsmodul in einer geöffneten Position befindet;
19 eine Querschnittsansicht des Soleventilmoduls durch die Schleife;
20 eine Querschnittsansicht sowohl durch das Soleventilmodul als auch die Ablaufleitungsöffnung;
21 eine Draufsicht des Soleventilmoduls;
22 eine Ansicht der Fläche des Soleventilmoduls, die an dem Ventilkörper anstößt;
23 eine Seitenansicht des Soleventilmoduls von der Ablaufleitungsseite;
24 eine Ansicht der Fläche des Soleventilmoduls, die dem Ventilkörper gegenüber liegt;
25 eine Seitenansicht des Soleventilmoduls von der Soleventilmodulseite;
26 eine Unteransicht des Solveventilmoduls;
27a-27e schematische Darstellungen des Verdrahtungssystems der Steuerventilanordnung;
28a-28e schematische Querschnittsansichten der Steueranordnung, die den Fluidstrom durch die Anordnung während eines Regenerationszyklus zeigen;
29a-29d schematisch das Zusammenwirken des Antriebszahnrads, des Hebels und des Dichtungsmoduls bevor, während und unmittelbar nach dem Soleabziehabschnitt des Regenerationszyklus;
30a-30c schematisch das Zusammenwirken des Antriebszahnrads, des Hebels und des Dichtungsmoduls während des Soleauffüllabschnitts des Regenerationszyklus;
30d-30j mehrere Ansichten eines Hebels, der zur Bereitstellung einer Vier-Minuten-Soleauffülleinstellung ausgeführt ist;
31a und 31b Ansichten eines Hebels, der zur Bereitstellung einer Sechs-Minuten-Soleauffülleinstellung ausgeführt ist;
32a und 32b Ansichten eines Hebels, der zur Bereitstellung einer Acht-Minuten-Soleauffülleinstellung ausgeführt ist;
33 eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines Wasserbehandlungsbehälters, an dem die Steuerventilanordnung von 1 befestigt sein kann;
34 eine teilweise als Querschnitt ausgeführte Ansicht einer Bundanordnung, die zur Befestigung der Steuerventilanordnung von 1 an einem Wasserbehandlungstank verwendet werden kann;
35 eine Seitenansicht der Bundanordnung von 34, die das Rastverriegelungsglied zeigt;
36 eine Seitenansicht der Bundanordnung von 34, die die Pass-Enden der beiden Bundstücke zeigt;
37 eine Querschnittsansicht der Bundanordnung von 34, die einen Ventilkörper an einem Wasserbehandlungstank befestigt;
38 eine Ansicht einer Klammer, die zur Befestigung eines Einsatzes entweder am Einlass oder am Auslass der Steuerventilanordnung verwendet werden kann;
39 eine Seitenansicht des Antriebszahnrads;
40 eine Endansicht des Antriebszahnrads auf das Ende des an der Ventilkartusche befestigten Zahnrads blickend;
41 eine Endansicht des Antriebszahnrads, auf das Ende des am manuellen Betätigungsknopf befestigten Antriebszahnrads blickend;
42 eine Vorderansicht einer Steueranordnung zur Verwendung mit einem Filtertank;
43 eine Unteransicht der Filtertanksteueranordnung;
44 eine Seitenansicht der Filtertanksteueranordnung;
45 eine Rückansicht der Filtertanksteueranordnung;
46 eine Querschnittsansicht der Filtertanksteueranordnung.
Einander entsprechende Bezugszeichen zeigen in sämtlichen Ansichten einander entsprechende Teile an. Obgleich die Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, sind die Zeichnungen nicht zwangsweise maßstäblich, und bestimmte Merkmale können übertrieben sein. Die unten beschriebene Ausführungsform ist nur als Veranschaulichung der Erfindung angeführt. Die beschriebene Ausführungsform soll nicht erschöpfend sein oder als den Schutzbereich der Erfindung auf die genau offenbarte Form einschränkend ausgelegt werden.
In 1 wird eine modulare Steuervorrichtung 20 gezeigt, die die vorliegende Erfindung veranschaulicht. Die Hauptkomponenten der in 1 dargestellten Vorrichtung 20 umfassen den Ventilkörper 22, das vordere Gehäuseglied 24, austauschbare Zeitsteuermodule 26, 26a, das Antriebsmotormodul 28, den Antriebsmechanismus 30, die Ventilkartusche 32, austauschbare Soleventilhebel 34, 34a, 34b, das Soleventilmodul 36 (das gegen den Filterstopfen 246 austauschbar ist) und das Soleleitungsdichtungsmodul 188.
Die Vorderseite des vorderen Gehäuseglieds 24 sowie der Zeitsteuerknopf 40 und der manuelle Betätigungsknopf 42 werden in 2 gezeigt. (Wie hier verwendet, entspricht die „vordere Seite" oder „Vorderseite" der Vorrichtung 20 der Seite des Gehäuseglieds 24, die die Knöpfe 40, 42, das heißt die Benutzerschnittstellenelemente der Anordnung, enthält, und die „Rückseite 25" der Anordnung entspricht der Seite der Anordnung, die den Einlass 44 und den Auslass 46 enthalten, die mit Wasserleitungen verbunden werden müssen, welche oftmals in oder neben einer Wand angeordnet sind). Das vordere Gehäuseglied 24 kann (bezüglich des Wasserbehandlungstanks) nach vorne geschwenkt werden, um Zugang zum Inneren des Ventilkörpers 22 und Gehäuseglieds 24 von der Vorderseite der Vorrichtung 20 zu gewährleisten, wie am besten in den 3-5 zu sehen. Die Vorwärtsrichtung verläuft in der Regel von der Wand, an der der Behandlungstank platziert ist, weg. Das vordere Gehäuseglied 24 ist mit einer Scharnieranordnung, die die drei voneinander beabstandeten Ansätze 48 aufweist, die sich vom vorderen Gehäuseglied 24 erstrecken und mit zwei am Ventilkörper 22 angeordneten Ansätzen 50 zusammenwirken, schwenkbar am Ventilkörper 22 befestigt. Wenn die Ansätze 48, 50 in zusammenwirkendem Eingriff platziert sind, sind ihre Bohrungen, durch die ein Drehzapfen 52 eingeführt wird, aufeinander ausgerichtet. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Drehzapfen 52 ein vergrößertes, gerändeltes Ende auf, um den Drehzapfen 52 in Position zu verriegeln. Es versteht sich jedoch, dass auch eine Schraube oder ein anderes Befestigungselement anstelle des Drehzapfens 52 verwendet werden könnte.
Wie in 3 zu sehen, weist der Ventilkörper 22 eine mittlere Öffnung 54 auf, die zugänglich ist, wenn das vordere Gehäuseglied 24 nach vorne geschwenkt ist. Die Ventilkartusche 32 kann in die Öffnung 54 eingesetzt werden, wie in 1 zu sehen. Die Kartusche 32 wird in einer stark schematischen, auseinander gezogenen Ansicht in 15 gezeigt und weist ein bewegliches Ventilglied oder einen Kolben 56, ein Schieberglied 58, eine Befestigungsplatte und ein Führungsglied 60 sowie ein geschlitztes Plattenglied 62 auf. Das Schieberglied 58 besteht aus mehreren einzelnen Segmenten, die in Schraubeingriff miteinander und mit dem Befestigungsplattenglied 60 stehen. Eine mit einem Gewinde versehene Aussparung 64 an der Oberseite des Schieberglieds 58 wird in 15 gezeigt, und eine mit einem Gewinde versehene Verlängerung 66 an der Unterseite des Schieberglieds 58 wird in 16 gezeigt. Obgleich die hier gezeigte und beschriebene beispielhafte Ausführungsform einen hin- und herbewegbaren Kolben 56 zeigt, versteht sich, dass ein Durchschnittsfachmann den Kolben 56 auch gegen andere bewegliche Ventilglieder austauschen könnte, wie zum Beispiel ein sich drehendes Ventilglied zur Verwendung mit einer anders konfigurierten Kartusche. Solche Abweichungen von der dargestellten Ausführungsform liegen im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
Wie am besten in 16 zu sehen, weist das Schieberglied 58 mehrere ringförmige Scheiben 68 auf, die an ihrem Außenumfang Aussparungen 70 zur Aufnahme von O-Ring-Dichtungen (nicht abgebildet) aufweisen. Säulenelemente 72 trennen die ringförmigen Scheiben 68. Der Innenumfang der torusförmigen Scheiben 68 weist des Weiteren Aussparungen zur Aufnahme eines Dichtungsglieds auf. Die am Außenumfang des Schieberglieds 58 angeordneten Dichtungen nehmen die Innenfläche der Öffnung 54 in Eingriff, während die am Innenumfang angeordneten Dichtungen den Kolben 56 in Eingriff nehmen.
Eine Bewegung des Kolbens 56 bezüglich des Schieberglieds 58 steuert die Strömungsverbindungen im Ventilkörper 22, wie unten ausführlicher beschrieben. Der Kolben 56 besteht aus Messing mit einer Polytetrafluorethylenbeschichtung bei der dargestellten Ausführungsform. Der Kolben 56 kann auch aus anderen Materialien bestehen, und es kommt in Betracht, dass der Kolben 56 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein kann, wodurch dann auf eine Sekundärbeschichtung des Kolbens 56 verzichtet werden könnte. Der Kolben 56 ist an der Stange 76 befestigt, die sich von dem geschlitzten Plattenglied 62 aus erstreckt (15). Die Außenränder des flachen Plattenteils des flachen Plattenglieds 62 sind in Schlitze 78 aufgenommen, die sich in den am Befestigungsplattenglied 60 angeordneten Führungssäulen 80 befinden. Nach der Installation ist ein exzentrisch angeordneter Nocken 82 (1a und 40), der vom Antriebsmechanismus 30 (ein Antriebszahnrad bei der dargestellten Ausführungsform) hervorragt, im Kämmschlitz 84 angeordnet. Dadurch bewirkt eine Drehung des Antriebsmechanismus 30, dass sich das Plattenglied 62 vertikal in den Schlitzen 78 hin und her bewegt, während sich der Nocken 82 in einer kreisförmigen Bahn um die Achse des Antriebsmechanismus 30 herum bewegt. Der an der Stange 76 befestigte Kolben 56 wird dadurch im Schieberglied 58 hin und her bewegt. Obgleich der Antriebsmechanismus 30 der beispielhaften Ausführungsform als Antriebszahnrad mit einem exzentrisch angebrachten Nocken, der den Kolben 56 hin und her bewegt, gezeigt und beschrieben wird, versteht sich, dass ein Durchschnittsfachmann auch andere Antriebsmechanismen einsetzen könnte, die mit einem beweglichen Ventilglied wirkverbunden werden können.
Nach der Montage bilden das Schieberglied 58, das Befestigungsplattenglied 60, das geschlitzte Plattenglied 62, der Kolben 56 und die zugehörigen Dichtungen eine Ventilkartuscheneinheit 32. Die Ventilkartusche 32 kann dann als einzelne modulare Einheit installiert oder vom Ventilkörper 22 entfernt werden. Um die Ventilkartusche 32 zu installieren, wird die Kartusche in die Öffnung 54 eingesetzt, während das vordere Gehäuseglied 24 nach vorne geschwenkt wird. Dann wird die Ventilkartusche 32, wie unten besprochen, am Ventilkörper 22 befestigt.
Die Befestigungsplatte 60 weist vier sich nach außen erstreckende Ohren 86 mit Bohrlöchern 88 auf. Um die Ventilkartusche 32 am Ventilkörper 22 zu befestigen, sind die Bohrlöcher 88 auf mit einem Innengewinde versehene Metalleinsätze 90a, 90b (3), die neben der Öffnung 54 an der Oberseite des Ventilkörpers 22 angeordnet sind, ausgerichtet. Gewindebefestigungselemente 95 (5) sind durch die beiden vorderen Bohrlöcher 88 eingeführt, um die vorderen Metalleinsätze 90a in Eingriff zu nehmen. Das vordere Gehäuseglied 24 wird dann in eine aufrechte Position nach hinten gedreht. Nach Drehung in eine aufrechte Position nimmt eine Aussparung 96 in der Unterseite des vorderen Gehäuseglieds 24 den unteren Befestigungsplattenteil des Befestigungsplattenglieds 60 auf. Wie am besten in 3 zu sehen, enthält die Aussparung 96 des Weiteren einen ausgeschnittenen Teil, der gestattet, dass das vordere Gehäuseglied 24 geschwenkt wird, ohne von einer installierten Ventilkartusche behindert zu werden.
Große Öffnungen 92 im vorderen Gehäuseglied 24 gestatten das Passieren der Köpfe der Gewindebefestigungselemente, die mit den Metalleinsätzen 90a in Eingriff stehen. Kleinere Öffnungen 94 sind auf hintere Metalleinsätze 90b ausgerichtet, wenn das vordere Gehäuseglied 24 in seine aufrechte Position gedreht ist. Die Gewindebefestigungselemente 94b werden dann durch die Öffnungen 94 und Bohrungen 88 eingeführt, um die hinteren Metalleinsätze 90b in Eingriff zu nehmen. Die Gewindebefestigungselemente 94b befestigen dadurch nicht nur die Ventilkartusche 32 in ihrer Position, sondern nehmen auch das vordere Gehäuseglied 24 und das Glied 24 in einer aufrechten Betriebsposition in Eingriff.
Eine Abdeckung 98 (1, 6 und 7) kann nach Installation der Befestigungselemente 94b am vorderen Gehäuseglied 24 befestigt werden. Die Abdeckung 98 weist eine sich nach außen erstreckende Lippe 100 auf, die in einer Aussparung 102 am vorderen Gehäuseglied 24 aufgenommen wird. Des Weiteren weist die Abdeckung 98 T-förmige Verstärkungsrippen 104 auf, die der Abdeckung 98 Steifigkeit verleihen. Der Außenflansch der Rippen 104 bildet eine Verlängerung 106 am unteren Ende der Rippen 104 (6). Die Verlängerungen 106 können in Befestigungsschlitze 108 (3) eingesetzt werden, die sich im vorderen Gehäuseglied 24 befinden. Darüber hinaus können die unteren Teile 101 der Abdeckungsseitenplatten in Schultern 103 am vorderen Gehäuseglied 24 angeordnet werden. Durch Eingriff der Verlängerungen 106 und Schlitze 108, zusammenwirkenden Eingriff der Lippe 100 und der Aussparung 102 und Eingriff der unteren Seitenteile 101 mit den Schultern 103 wird die Abdeckung 98 am vorderen Gehäuseglied 24 befestigt. Somit kann die Abdeckung 98 ohne die Verwendung von Befestigungselementen am Gehäuseglied 24 befestigt werden.
Wie in 7 gezeigt, weist die Abdeckung 98 des Weiteren hohle zylindrische Verlängerungen 109 auf. Ein Soleventilhebel kann mit einem Gewindebefestigungselement an jeder zylindrischen Verlängerung 109 befestigt werden, wenn der Hebel nicht verwendet wird. Die Gründe für das Vorsehen zusätzlicher Solveventilhebel werden unten besprochen.
Um Zugang zur modularen Steuervorrichtung 20 zu erlangen, muss das Gehäuseglied 24 aus seiner in 4 gezeigten „Gebrauchsposition" herausgeschwenkt werden. Dazu wird die Abdeckung 98 entfernt, und dann werden die Befestigungselemente 94b entfernt, wie schematisch in 4 dargestellt. Dann wird das Befestigungselement 81 (1a) entfernt, um den exzentrischen Nocken 82 aus der geschlitzten Platte 62 auszurücken, wodurch der Kolben 56 praktisch aus einer Wirkverbindung mit dem Antriebsmechanismus (Zahnrad) 30 freigegeben wird. Dann kann das vordere Gehäuseglied 24 nach vorne in die in 5 gezeigte „Zugangsposition" geschwenkt werden, wie durch die Pfeile in 4 gezeigt. (Die in den 4 und 5 gezeigten Ansichten der Vorrichtung 20 sind von einander gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung 20.)
Es versteht sich, dass der Schritt des Entfernens der Befestigungselemente vor dem Schwenken des Gehäuseglieds 24 weggelassen werden könnte. Auf 3a Bezug nehmend, könnten zum Beispiel flexible Vorsprünge 90c so konfiguriert sein, dass sie einen Presspassungs- oder „Schnappverschluss-"Eingriff mit den Öffnungen 94 bilden. Somit kann bei der in 3a gezeigten alternativen Anordnung auf die Befestigungselemente 94b verzichtet werden. Ebenso könnten auch die Einsätze 90a durch flexible Vorsprünge, wie die in 3a gezeigten, ersetzt werden, wodurch das Gehäuseglied 24 vollständig entfernbar werden würde, ohne dass zuerst die Befestigungselemente entfernt werden müssten. Ebenso könnte auch der exzentrische Nocken 82 zur Presspassung mit der geschlitzten Platte 62 konfiguriert werden.
Wenn das vordere Abdeckglied 24 in die in 5 dargestellte nach vorne geschwenkte oder „Zugangsposition" geschwenkt ist, sind das Innere des Abdeckglieds 24 sowie die Ventilkartusche 32 von der Vorderseite der Vorrichtung 20 zugänglich. Das heißt die Rückseite 25 ist nach oben und nach vorne des Behandlungssystems ausgerichtet, wenn das Gehäuseglied 24 in der Zugangsposition positioniert ist. Das Antriebsmotormodul 28 und das Zeitsteuermodul 26 sind somit zum Entfernen daraus freigelegt. Des Weiteren müssen zum Entfernen der Ventilkartusche 32 aus der Vorrichtung 20 nach Drehen des vorderen Abdeckglieds 24 in seine Zugangsposition (die die Ventilkartusche 32 freilegt) nur die Gewindebefestigungselemente 95 entfernt werden.
1 zeigt die Beziehung des Zeitsteuermoduls 26, des Antriebsmotormoduls 28, des Antriebsmechanismus 30, des Soleventilhebels 34 und des Soleventilmoduls 36 untereinander. Das Zeitsteuermodul 26 ist mit zwei Gewindebefestigungselementen 110 am Inneren des vorderen Abdeckglieds 24 befestigt. Das elektromechanische Zeitsteuermodul 26 enthält einen am Gehäuse 114 befestigten Motor 112. Das Gehäuse 114 ist wiederum mit den Gewindebefestigungselementen 110 am vorderen Abdeckglied 24 befestigt. Eine (nicht gezeigte) Welle erstreckt sich vom Gehäuse 114 und ragt durch eine Öffnung im vorderen Gehäuseglied 24 zur Ineingriffnahme eines Knopfs 40. Das Gehäuse 114 enthält Zahnräder und elektrische Kontakte, die dazu konfiguriert sind, den Antriebsmotor in einem vorbestimmten zeitlichen Abstand mit elektrischer Energie zu versorgen, um den Regenerationszyklus einzuleiten, wie unten ausführlicher beschrieben. Wie unter Bezugnahme auf 1 zu sehen, kann das Zeitsteuermodul 26 leicht gegen das Zeitsteuermodul 26a ausgetauscht werden, indem einfach die Befestigungselemente 110 entfernt werden, der Kabelbaum 111 getrennt wird und dann das Zeitsteuermodul 26 vom Gehäuseglied 24 entfernt wird, das sich in der Zugangsposition befindet. Dann kann der Kabelbaum 111 wieder mit dem Zeitsteuermodul 26a verbunden werden, woraufhin das Zeitsteuermodul 26a im Gehäuseglied 24 positioniert werden kann und die Befestigungselemente 110 wieder installiert werden können.
Auf 2 Bezug nehmend, vollzieht der Knopf 40 für Zeitglieder mit nur einem Tag zeitlichen Abstand zwischen Regenerationszyklen alle 24 Stunden eine einzige Umdrehung, und die Stunden des Tages sind entlang seinem Umfang markiert. Durch Drehen des Knopfs 40 derart, dass der Zeiger 116 zur richtigen Tageszeit zeigt, wird der Regenerationszyklus zu einer vorgewählten Tageszeit (die auf dem Knopf 40 aufgedruckt sein kann) eingeleitet, wenn erwartet wird, dass es, wenn überhaupt, nur eine geringe Nachfrage nach Wasser gibt, zum Beispiel um 2 Uhr morgens. Zur Einstellung der Zeit, zu der der Regenerationszyklus gestartet wird, muss nur der Knopf 40 gedreht werden (der Zeiger 116 zeigt nicht mehr auf die richtige Tageszeit, wenn dies erfolgt ist).
Das Zeitsteuermodul 26 weist eine wirtschaftliche Ausführung auf, so dass der zeitliche Abstand zwischen Regenerationszyklen nicht leicht geändert werden kann. Stattdessen werden austauschbare Zeitsteuermodule, die Energie in verschiedenen zeitlichen Abständen gezielt für Antriebsmotormodule 28 bereitstellen, zur Herstellung der Vorrichtungen 20 verwendet. Somit wird die Häufigkeit, mit der eine Regeneration stattfindet, durch Auswechseln der Zeitsteuermodule geändert. Ein Zeitsteuermodul 26a (1) mit einem anderen zeitlichen Abstand zwischen Regenerationszyklen kann durch Entfernen des Knopfs 40, der Befestigungselemente 110 und des Kabelbaums 111 zweckmäßigerweise gegen das Zeitsteuermodul 26 ausgetauscht werden, um den zeitlichen Abstand zu ändern. Dann wird das Modul 26 entfernt, der Kabelbaum 111 mit dem Modul 26a verbunden, das Modul 26a mit den Befestigungselementen 110 am vorderen Abdeckglied 24 befestigt und ein neuer Knopf 40 mit den geeigneten Markierungen an der Welle des neuen Moduls befestigt.
In der Regel ist bei einer herkömmlichen Haushalts-Wasserbehandlungssystemausführung der Wasserbehandlungstank höchstwahrscheinlich mit Übergröße ausgeführt, wenn ein zeitlicher Abstand von mehr als drei Tagen für einen Regenerationszyklus erforderlich ist. Wenn ein zeitlicher Abstand von weniger als einem Tag für einen Regenerationszyklus erforderlich ist, dann ist der Wasserbehandlungstank analog wahrscheinlich mit Untergröße ausgeführt. Somit können die Zeitsteuermodule 26 oder 26a mit zeitlichen Abständen von einem (1), zwei (2) und drei (3) Tagen verwendet werden, um fast allen Haushalts-Wasserbehandlungsanwendungen gerecht zu werden.
Das Antriebsmotormodul 28, das den Antriebsmechanismus 130 antreibt, ist auch in den 1 und 1a dargestellt und enthält einen Antriebsmotor 118, ein Motorzahnrad 119, das den Antriebsmechanismus 130 in Eingriff nimmt, einen Miniaturschalter 120 und eine Befestigungsplatte 122. Der Antriebsmotor 118 und der Schalter 120 sind an der Befestigungsplatte 122 befestigt, die wiederum mit drei Befestigungselementen 124 am vorderen Abdeckglied 24 befestigt ist. Wie in der Technik bekannt ist, führen verschiedene elektrische Drähte 121 dem Antriebsmotormodul 28 elektrische Energie zu. Die Drähte 127 sind an einen 24-Volt-Transformator 123 angeschlossen, der wiederum in eine elektrische Wandsteckdose eingesteckt ist. Die Drähte 127 weisen Drahtmuttern 113, „Schnelltrennvorrichtungen" oder andere geeignete Verbinder auf, die es gestatten, die Drähte 127 von dem 24-Volt-Transformator zu trennen.
Um das Antriebsmotormodul 28 (das den Miniaturschalter 120 enthält) zu entfernen, werden die Drahtmuttern 113 entfernt, wodurch die Drähte 121 befreit werden. Schnelltrennvorrichtungen 115 werden aus dem Miniaturschalter 120 gezogen. Die Befestigungselemente 124 werden dann von der Platte 122 entfernt, und dann kann das Antriebsmotormodul 28 vom Gehäuseglied 24 als eine Einheit entfernt werden. Zur Herstellung der Vorrichtung 20 werden der Antriebsmotor 118 und der Schalter 120 unter Verwendung der Befestigungselemente 124a (1a) an der Platte 122 befestigt, um ein Antriebsmotormodul 28 zu bilden, bevor die Platte 122 mit den Befestigungselementen 124 am Abdeckglied 24 befestigt wird. Die Anordnung der Antriebsmotormodule 28, die anschließend am vorderen Abdeckglied 24 befestigt werden können, erleichtert die kostengünstige Herstellung der Vorrichtung 20 und verringert die Anzahl von Antriebsstrangkomponenten. Wenn gewünscht, kann der Antriebsmotor 118 getrennt entfernt werden, indem die Befestigungselemente 124a entfernt werden, anstatt das gesamte Modul 28 zu entfernen.
Des Weiteren wird der Antriebsmechanismus 30 in den 1 und 1a dargestellt und in den 39-41 ausführlicher gezeigt. Der Antriebsmechanismus 30 weist Zahnradzähne 126 auf, die durch ähnliche Zähne am Motorzahnrad 119 in Eingriff genommen werden, wodurch der Antriebsmechanismus 30 gedreht wird. Ein exzentrisch angeordneter Nocken 82 erstreckt sich von einer Seite des Antriebsmechanismus 30 und bewegt sich in einer kreisförmigen Bahn, wenn sich der Antriebsmechanismus 30 dreht. Der Nocken 82 erstreckt sich in den Schlitz 84 der geschlitzten Platte 62 (1a).
Die geschlitzte Platte 62 kann sich vertikal, jedoch nicht horizontal bewegen, somit bewegt sich der Nocken 82 bei seiner Bewegung in einer kreisförmigen Bahn horizontal bezüglich der Platte 62 im Schlitz 84 und bewirkt, dass sich die geschlitzte Platte 62 vertikal bewegt. Der exzentrische Nocken 82 weist eine Sackbohrung 83 auf, die zur Aufnahme des Gewindebefestigungselements 81 (1) und einer Unterlegscheibe zur Gewährleistung, dass der Nocken 82 nicht aus der geschlitzten Platte 62 ausrückt, verwendet werden kann.
Wie in den 39 und 41 gezeigt, erstreckt sich eine zweite Welle 128 entlang der Achse des Antriebsmechanismus 30. Die Welle 128 ist in einer Bohrung im vorderen Abdeckglied 24 angeordnet und stützt dadurch lagernd den Antriebsmechanismus 30. Eine Verlängerung 130 der Welle 128 weist Rippen 132 auf, die mit Aussparungen im Knopf 42 (2 und 42) zusammenpassen. Die Rippen 132 gewährleisten, dass der Knopf 42 in einer vorbestimmten Drehausrichtung an der Welle 128 befestigt ist. Der Knopf 42 kann dadurch einen Aufdruck der verschiedenen Phasen des Regenerationszyklus entlang seinem Außenumfang tragen, und der Zeiger 134 (2 und 42) zeigt an, ob sich die Steuervorrichtung 20 in einer Betriebsposition befindet, oder ob die bestimmte Phase der Regenerationszyklusanordnung 20 zur Regeneration positioniert ist. Der Knopf 42 stellt nicht nur Informationen über die gegenwärtige Position der Steuervorrichtung 20 bereit, sondern gestattet es einem Benutzer auch, die Position der Steuervorrichtung manuell zu ändern und dadurch den Betrieb des Wasserbehandlungssystems direkt und manuell zu steuern.
Weiter auf die 1a, 39 und 40 Bezug nehmend, weist der Antriebsmechanismus 30 des Weiteren einen zylindrischen Teil 136 auf, der eine Schalteraussparung 138 aufweist. Ein Schalterarm 140 weist eine Verlängerung auf, die in die Aussparung 138 ausgestreckt werden kann, wie in 1a gezeigt. Wenn sich der Schalterarm 140 in der in 1a gezeigten Position befindet, ist der Schalter 120 geöffnet, und infolgedessen wird die Energieversorgung des Antriebsmotors unterbrochen und der Motor befindet sich im Stillstand. Deshalb befindet sich die Steuervorrichtung 20 in der Betriebsposition. Das heißt, die Steueranordnung ist dazu positioniert, Wasser zu behandeln, anstatt eine Phase des Regenerationszyklus zu bewirken, wenn sich der Schalterarm 140 in der in 1a gezeigten geöffneten Position befindet.
Wie oben erwähnt, wird die elektrische Energie über Drähte 127 zugeführt, die an einem 24-Volt-Abspanntransformator befestigt sind, um das dargestellte 24-Volt-System zu betreiben. Die Drähte 127 werden durch die Öffnung 244 (1 und 3) im vorderen Gehäuseglied 24 geleitet. Es kann auch ein Massedraht verwendet werden, jedoch ist bei einem 24-Volt-System kein Massedraht erforderlich.
Die 27a-e stellen schematische Verdrahtungsdiagramme der dargestellten Ausführungsform bereit. Die gestrichelte Kontur mit den Anschlüssen 1-4 stellt das Zeitgliedgehäuse 114 dar. 27a zeigt das System während des Betriebszyklus. Während des Betriebszyklus sind sowohl der innere Zeitsteuerschalter 117 als auch der Schalter 120 geöffnet, und der Antriebsmotor 118 ist nicht aktiv. 27b zeigt den Punkt, an dem das Zeitglied gerade den Regenerationszyklus eingeleitet hat, der Schalter 120 noch immer geöffnet ist und das Zeitsteuermodul 26 den Antriebsmotor 118 direkt mit elektrischer Energie versorgt. Das Zeitsteuermodul 26 führt dem Antriebsmotor 118 während des Anfangsstadiums des Regenerationszyklus weiter direkt elektrische Energie zu. Während des Anfangsstadiums des Regenerationszyklus wird der Antriebsmechanismus 30 durch den Antriebsmotor 118 gedreht und der Schalterarm 140 zum Miniaturschalter 120 verschoben und der Schalter 120 geschlossen.
27c zeigt einen Punkt, zu dem das Zeitsteuermodul den Elektromotor 118 noch immer mit Energie versorgt und sich die Aussparung 138 über den Schalterarm 140 hinaus gedreht hat, wodurch der Schalter 120 geschlossen wird. Das Zeitsteuermodul 26 ist dazu konfiguriert, kurz nach Schließen des Schalters 120 den Schaltkreis zum Antriebsmotor 118 zu öffnen, wonach der Antriebsmotor 118 Energie nur durch den Schalter 120 erhält, wie in 27d gezeigt. Der Antriebsmotor 118 erhält weiterhin Energie und dreht den Antriebsmechanismus 30, bis der Antriebsmechanismus 30 eine ganze Umdrehung vollzogen hat und der Schalterarm 140 in die Aussparung 138 zurückfällt, wodurch der Schalter 120 geöffnet und der Regenerationszyklus geschlossen wird. 27e (sowie 27a) zeigt den Punkt, zu dem das Antriebszahnrad die Betriebsposition erreicht hat und dem Antriebsmotor 118 keine Energie mehr zugeführt wird. Bei der offenbarten Ausführungsform dauert der gesamte Regenerationszyklus, das heißt eine volle Umdrehung des Antriebsmechanismus 30, ca. 3 Stunden für einen Enthärter und ca. eineinhalb Stunden für einen Filter.
Wenn der Antriebsmechanismus 30 ohne Unterbrechung langsam um eine volle Umdrehung gedreht wird, wird auch der exzentrische Nocken 82 um eine Umdrehung gedreht, wodurch die geschlitzte Platte 62 und der Kolben 56 bezüglich des Schieberglieds 58 und des Ventilkörpers 22 abgesenkt und dann angehoben werden. Diese Kolbenbewegung 56 leitet den Wasserstrom im Ventilkörper 22 und im Wasserbehandlungstank, an dem der Ventilkörper 22 befestigt ist, um.
Wie in den 29a-d gezeigt, steuert der Antriebsmechanismus 30 auch das Öffnen und Schließen des bidirektionalen Soleventils durch kämmenden Eingriff des Soleventilhebels 34. Der Antriebsmechanismus 30 enthält einen zweiten zylindrischen Teil 142 mit einem erhabenen Soleabziehkämmelement 144 und einem erhabenen Solewiederauffüllkämmelement 146. Wenn sich der Antriebsmechanismus 30 während des Regenerationszyklus dreht, spannen die Kämmelemente 144 und 146 den Hebel 34 gegen das Dichtungsmodul 188 vor, wodurch die Soleleitung 196 während der Soleabzieh- und Soletankauffüllphasen des Regenerationszyklus geöffnet wird.
Die 9-14 zeigen den Ventilkörper 22, durch den der Fluidstrom geleitet wird. Der Ventilkörper 22 weist eine mittlere Öffnung 54 auf, die die Ventilkartusche 32 aufnimmt. Nach der Installation liegt die Unterseite der untersten Scheibe 68 der Ventilkartusche 32 teilweise auf einem ringförmigen Steg 148 des Ventilkörpers 22 auf. Die Öffnung 54 steht mit der zylindrischen Öffnung 150, die durch einen inneren zylindrischen Hals 151, der sich axial nach unten im Ventilkörper 22 erstreckt, definiert wird, in Strömungsverbindung und nimmt ein mittleres Rohr 152 auf. Das mittlere Rohr 152 erstreckt sich nach unten in einen Behandlungstank 154. Somit steht die Öffnung 150 über die mittlere Rohranordnung in der Nähe des Bodens des Tanks 154 mit dem Tankinneren in Strömungsverbindung.
Die mittlere Rohranordnung erstreckt sich in die Medienkügelchen 153, wie in 33 zu sehen. Im Betriebszyklus wird unbehandeltes Wasser durch den Einlass 44 in den Tank 154 eingeleitet und strömt durch die Medien 153 nach unten, wodurch das Wasser behandelt wird und durch den Filterkorb 164 in die mittlere Rohranordnung eintritt. Das behandelte Wasser strömt dann im mittleren Rohr 152 nach oben und wird durch den Auslass 46 aus dem Ventilkörper 22 abgeführt.
Während der Rückspülphase des Regenerationszyklus wird Fluid im mittleren Rohr 152 nach unten gedrückt. Nach dem Eintritt in den Filterkorb 164 wird das Rückspülfluid durch Einwegeventile 166 abgeführt. Wenn das Rückspülfluid die Ventile 166 verlässt, nimmt es Medienkügelchen 153 mit in Seitenrohre 168, wo es nach oben strömt und aus den oberen Enden der Seitenrohre 168 abgeführt wird. Die mittlere Rohranordnung, die in 33 dargestellt ist, wird in der Offenbarung der am 28. Oktober 1997 eingereichten US-Patentanmeldung mit der lfd. Nummer 08/959,420 ausführlich beschrieben. Es können anstelle der dargestellten mittleren Rohranordnung auch zahlreiche zusätzliche mittlere Rohranordnungen verwendet werden, die Filter- und Rückspülfunktionen ausführen und in der Technik wohlbekannt sind.
Der Ventilkörper 22 enthält einen Flansch 156, der es dem Ventilkörper 22 ermöglicht, mit einer Klemmanordnung 158 an einem Behandlungstank 154 befestigt zu werden. Die Klemmanordnung 158 wird in den 1 und 34-37 gezeigt. Des Weiteren enthält die Ventilanordnung 22 einen sich axial erstreckenden zylindrischen Hals 160 mit einer Nut 162 zur Aufnahme einer O-Ring-Dichtung (nicht gezeigt), die sowohl den Ventilkörper 22 als auch den Wasserbehandlungstank 154 abdichtend in Eingriff nimmt. Die Verwendung der Klemmanordnung 158 zur Befestigung eines Anschlussstücks mit einem Flansch, eines sich axial erstreckenden Halses und einer Nut ähnlich der des Ventilkörpers 22 an einem Wasserbehandlungstank 154 wird in 37 dargestellt. Die Verwendung der Klemmanordnung 158 wird in der Offenbarung der US-PS 5 584 411 ausführlicher beschrieben.
Wie aus 9 und aus den 10-12, die Querschnittsansichten durch den Einlass 44 und den Auslass 46 entlang den Linien 10-10, 11-11 und 12-12 von 9 zeigen, hervorgeht, verbinden die Öffnungen 45 bzw. 47 den Einlass 44 und den Auslass 46 mit der mittleren Öffnung 54 im Ventilkörper 22. Die Öffnungen 45 und 47 befinden sich in verschiedenen axialen Positionen, wobei die Öffnung 45 über der Öffnung 47 angeordnet ist, wobei zwischen den Öffnungen 45 und 47 eine ringförmige Scheibe 68 positioniert ist, wie in 28a gezeigt.
Des Weiteren weist der Ventilkörper 22 eine vordere Kammer 170 auf, die sich nach unten in den Tank 154 öffnet, wenn der Ventilkörper 22 am Tank 154 befestigt ist. Die vordere Kammer 170 steht mit dem Raum 171 zwischen dem inneren Zylinder 151 und dem Hals 160 und dadurch auch mit dem Tankinneren am oberen Ende des Tanks 154 in Strömungsverbindung. Ein Schlitz 172 gewährleistet Strömungsverbindung zwischen der vorderen Kammer 170 und der mittleren Öffnung 54, wie in den 3 und 13 zu sehen. Der Schlitz 172 ist über der Öffnung 45 angeordnet, wobei axial zwischen der Öffnung 45 und dem Schlitz 172 eine ringförmige Scheibe 68 positioniert ist, wie in 28a zu sehen.
Die erste und die zweite Soleventilöffnung 174 und 176 befinden sich auf gleicher Höhe mit der Einlassöffnung 45, wie in 12 zu sehen. Die erste Soleventilöffnung 174 steht mit der mittleren Öffnung 54 und somit auch mit der Einlassöffnung 45 in Strömungsverbindung. Ein im Soleventilmodul 36 angeordneter allgemein U-förmiger Soleventilkanal 178 erstreckt sich von der ersten Soleventilöffnung 174 zur zweiten Soleventilöffnung 176. Die zweite Soleventilöffnung 176 gewährleistet eine Strömungsverbindung zwischen dem Soleventilkanal 178 und der vorderen Kammer 170. Obgleich in der offenbarten Ausführungsform die Soleventilöffnungen 174 und 176 in der gleichen horizontalen Ebene angeordnet sind, wie in 12 gezeigt, zeigen die 28a-28e der Übersichtlichkeit der Darstellung halber schematisch eine Soleventilöffnung 176, die über der Öffnung 174 angeordnet ist. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass in der Darstellung nach den 28a-28e die zweite Soleventilöffnung 176 über den Schlitz 172 mit der vorderen Kammer 170 in Strömungsverbindung steht, was funktional der in 12 gezeigten Anordnung entspricht.
Wie in 14 gezeigt, befindet sich ein Ablaufkanal 180 über dem Schlitz 172 mit der mittleren Öffnung 154 in Strömungsverbindung, wobei zwischen dem Schlitz 172 und dem Ablaufkanal 180 eine ringförmige Scheibe 68 positioniert ist, wie in 28a gezeigt.
Wie in 15 gezeigt, weist der Kolben 56 erhabene ringförmige Elemente 182 auf, die zum abdichtenden Eingriff mit dem Inneren der ringförmigen Scheiben 68 konfiguriert sind und das Passieren von Wasser von einer Seite der ringförmigen Scheibe 68 zur anderen Seite verhindern. Zwischen den Elementen 182 am Kolben 56 angeordnete ausgesparte Bereiche 184 nehmen die Scheiben 68 nicht in Eingriff und gestattet somit, dass Wasser von einer Seite einer ringförmigen Scheibe 68 zur anderen Seite strömt, wenn eine Aussparung 184 neben der ringförmigen Scheibe angeordnet ist.
Die 28a-28e zeigen schematisch, wie die Vertikalbewegung des Kolbens 56 den Fluidstrom durch den Ventilkörper 22 reguliert, wie in der Technik bekannt ist. 28a zeigt die Vorrichtung 20 in einer Betriebsposition. In der Betriebsposition ist der Antriebsmechanismus 30 wie in 1 gezeigt positioniert, wobei sich der Schalterarm 140 in die Aussparung 138 erstreckt. In dieser Position tritt unbehandeltes Wasser durch den Einlass 44 in den Ventilkörper 22 ein. Das unbehandelte Wasser tritt durch die Öffnung 45 in den mittleren Öffnungsraum 54 ein. Die ringförmige Scheibe 68 unmittelbar unter der Öffnung 45 ist durch ein Kolbenelement 182 in Eingriff genommen, aber die Scheibe 68 unmittelbar über der Öffnung 45 weist eine Aussparung 184 auf, die neben der ringförmigen Scheibe angeordnet ist. Die nächst höhere Scheibe wird abdichtend von dem Kolbenelement 182 in Eingriff genommen. Somit wird von der Öffnung 45 eintretendes Fluid nach oben geleitet, wo es in den Schlitz 172 und in das Tankinneren oben am Tank 154 eintritt. Die Soleventilkanalöffnungen 174 und 176 werden mit aus dem Einlass 44 in den Ventilkörper 22 eintretendem Wasser beaufschlagt, und zwischen den Öffnungen 174 und 176 besteht kein Druckdifferential und somit nicht mehr als ein minimaler Fluidstrom durch den Kanal 178.
Immer noch auf 28a Bezug nehmend, wird das Wasser, während es durch den Tank 154 nach unten fließt, aufgrund seiner Berührung mit den Medien behandelt, und das nun behandelte Wasser strömt durch das mittlere Rohr 152 nach oben und tritt in die Öffnungen 150 und 54 ein, wo es den Ventilkörper 22 durch den Auslass 46 verlasst. In der Betriebsposition stehen die Kolbenelemente 182 unmittelbar über und unter den Ablauföffnungen 180 mit den Scheiben 68 in Eingriff, um zu verhindern, dass Wasser durch die Ablauföffnung 180 abgeführt wird.
Bei Einleitung des Regenerationszyklus beginnt sich der Antriebsmechanismus 30 zu drehen, und der Kolben 56 wird bezüglich der ringförmigen Scheiben 68 nach unten bewegt. Dabei finden abwechselnd die Regenerationsphasen statt. Zuerst dreht sich der Antriebsmechanismus 30 in eine Position, die die Vorspülphase des Regenerationszyklus beginnt, wobei sich der Kolben 56 zu einer Stelle bewegt hat, an der durch den Einlass 44 eintretendes Wasser vom Schlitz 172 gesperrt wird, aber immer noch durch den Soleventilkanal 178 in die vordere Kammer 170 eintritt. Durch das mittlere Rohr 152 strömendes Wasser kann durch den Ablaufkanal 180 abgeführt werden, indem es durch das Innere des Kolbens 56 strömt und von oben über die obere Kammer 186 in den Ablaufkanal 180 eintritt, wobei die obere Kammer nicht mehr durch das Kolbenelement 182 abdichtend vom Ablaufkanal 180 getrennt ist. Durch das mittlere Rohr 152 nach oben strömendes Wasser kann auch durch den Auslass 46 abgeführt werden, wenn Bedarf an Wasser besteht. Bei Haushaltsanwendungen, wenn kein Bedarf an Wasser besteht, wenn zum Beispiel keine Wasserhähne und keine anderen Wasserquellen im Einsatz sind, verlässt kein Wasser den Auslass 46. Der Regenerationszyklus wird vorzugsweise während einer Tageszeit betrieben, während der ein Bedarf an nur wenig Wasser oder keinem Wasser erwartet wird. Oftmals ist 2 Uhr morgens eine angemessene Zeit, den Regenerationszyklus zu beginnen.
Der nächste Wechsel tritt auf, wenn sich der Antriebsmechanismus in eine Position gedreht hat, die die Vorspülphase des Regenerationszyklus beendet. Zu diesem Zeitpunkt kann durch den Einlass 44 eintretendes Wasser über den Schlitz 172 in das obere Ende des Tanks 154 und auch direkt in das obere Ende des mittleren Rohrs 152 und in den Auslass 46 eintreten. Somit wird jegliches Wasser, das zu diesem Zeitpunkt im Regenerationszyklus durch den Auslass 46 abgeführt worden ist, unbehandeltes Wasser sein. Der Ablaufkanal 180 ist zu diesem Zeitpunkt im Regenerationszyklus nicht geöffnet. Als Nächstes beginnt die Rückspülphase des Regenerationszyklus. Zu diesem Zeitpunkt gestattet eine Kolbenaussparung, dass Wasser vom Einlass 44 in der Öffnung 54 nach unten zum mittleren Rohr 152 und zur Auslassöffnung 47 strömt. Ein Kolbenelement 182 verhindert, dass Fluid vom Einlass 44 über den Schlitz 172 in die vordere Kammer 170 eintritt. Somit strömt Fluid vom Einlass 44 durch das Rohr 152 nach unten (das ankommende Fluid wird nur durch den Auslass 46 abgeführt, wenn ein Bedarf an Wasser besteht).
Das nach unten strömende Fluid verlässt das untere Ende des mittleren Rohrs 152 und wird dazu verwendet, das Medienbett anzuheben und rückzuspülen. Das Rückspülfluid strömt nach oben durch den Tank und tritt durch den Raum 171 in die Ventilanordnung 22 ein, wo es in die vordere Kammer 170 eintritt und durch den Schlitz 172 in die Öffnung 54 strömt. Ein Kolbenelement 182 nimmt die zwischen dem Schlitz 172 und der Einlassöffnung 45 angeordnete Scheibe 68 in Eingriff, jedoch ist neben der Dichtung in der ringförmigen Scheibe zwischen dem Schlitz 172 und der Ablauföffnung 180 eine Aussparung 184 angeordnet. Somit strömt aus dem Schlitz 172 in die Öffnung 54 eintretendes Rückspülfluid nach oben und wird durch die Ablauföffnung 180 abgeführt. Das Rückspülfluid kann nicht in die obere Kammer 186 und durch das Innere des Kolbens 56 nach unten strömen, weil ein dünnes ringförmiges Element 182 die O-Ring-Dichtungen an der über dem Ablaufkanal 180 angeordneten Scheibe 68 in Eingriff nimmt. Der Fluidkanal 178 ist an einer Seite zu dem in der vorderen Kammer 170 vorhandenen Rückspülfluid offen (Öffnung 176) und an der anderen Seite (Öffnung 174) zu durch den Einlass 44 in die Öffnung 54 eintretendem Fluid. Zwischen den beiden Öffnungen 174, 176 des Fluidkanals 178 besteht zu diesem Zeitpunkt, wenn überhaupt, nur ein geringes Druckdifferential, und somit strömt während des Rückspülzyklus, wenn überhaupt, nur wenig Fluid durch den Kanal 178.
Nach Beendigung des Regenerationszyklus bewegt sich der Kolben 56 nach unten zu einer Stelle, an der das durch den Einlass 44 in die mittlere Öffnung 54 eintretende Wasser daran gehindert wird, in das mittlere Rohr 152 einzutreten, jedoch immer noch direkt durch den Auslass 46 abgeführt werden kann. Durch den Einlass 44 in die mittlere Öffnung 54 eintretendes Fluid wird daran gehindert, über den Schlitz 172 in die vordere Kammer 170 einzutreten, kann jedoch über den Kanal 178 in die vordere Kammer 170 eintreten. Aus dem Kanal 178 in die vordere Kammer 170 eintretendes Wasser strömt dann durch den Raum 171 nach unten und tritt am oberen Ende des Tanks 154 in das Tankinnere ein. Fluid aus dem Inneren des Tanks 154 strömt dann im mittleren Rohr 152 nach oben und wird durch die Ablauföffnung 180 abgeführt. Als Nächstes beginnt das am Antriebsmechanismus 30 angeordnete Soleabziehkämmelement 144 damit, den Soleventilhebel 34 kämmend gegen das Armglied 190 des Dichtungsmoduls 188 vorzuspannen, um dadurch das Dichtungsmodul zur Soletankleitung 196 zu öffnen.
Das Soleventilmodul 36 ist in 1a dargestellt und ist in den 17-26 in näherer Einzelheit zu sehen. Das Soleventilmodul 36 stellt eine gezielte Strömungsverbindung zwischen dem Ventilkörper 22 und einem Soletank bereit. Zweckmäßigerweise lässt sich das Soleventilmodul leicht als eine Einheit entfernen, indem einfach die Befestigungselemente 201 (1) entfernt werden. Das Soleventilmodul kann gegen ein Filterstopfenmodul 246 (1) ausgetauscht werden, wie unten ausführlich beschrieben.
Das Soleventilmodul 36 enthält ein Gehäuse 181, das einen Teil des Ablaufkanals 180 definiert. Der Soleventilteil des Moduls enthält ein Soleleitungsdichtungsmodul 188, das der Soletankleitung 196 zugeordnet ist. Das Dichtungsmodul 188 ist durch ein Armglied 190 und einen Hebel 34 mit dem Antriebsmechanismus 30 wirkverbunden und gewährleistet dadurch eine gezielte Abdichtung der Soletankleitung 196. Das Soleleitungsdichtungsmodul 188 enthält ein starres Armglied 190 und einen allgemein T-förmigen elastischen Dichtungsteil 192. Wie in 17 zu sehen, enthält der Dichtungsteil 192 eine ringförmige Dichtungslippe 194, die die Soletankleitung 196 abdichtend vom Kanal 178 trennt. Das Armglied 190, das aus einem metallischen Material hergestellt sein kann, ist im elastischen Dichtungsteil 192 eingebettet, und eine Schwenkbewegung des Armglieds 190 rückt die ringförmige Dichtungslippe 194 aus und stellt dadurch über die Soleventilkammer 200 eine Strömungsverbindung zwischen der Soletankleitung 196 und dem Kanal 178 bereit, wie in 18 gezeigt. Das Armglied 190 erstreckt sich durch den Schlitz 191 (3) im vorderen Gehäuseglied 24 zur Ineingriffnahme des Hebels 34. Der Schlitz 191 weist eine Länge auf, die eine Drehung des vorderen Gehäuseglieds 24 ohne Behinderung durch das Armglied 190 gestattet.
Eine metallische Befestigungsplatte 198 ist am Modul 36 befestigt, sichert die oberen Arme des Dichtungsteils 192 in ihrer Position und dichtet dadurch das obere Ende der Soleventilkammer 200 ab. Obgleich die Befestigungsplatte 198 bei der dargestellten Ausführungsform metallisch ist, kann die Befestigungsplatte 198 auch aus Kunststoff oder aus anderen geeigneten Materialien hergestellt sein. Vorteilhafterweise kann durch Entfernen von zwei Schrauben 199 (21) und dann Entfernen der Platte 198 das gesamte Soleleitungsdichtungsmodul 188, einschließlich des Armglieds 190 und des Dichtungsteils 192, als eine Einheit entfernt werden.
Ein Injektor 202 ist im Kanal 178 angeordnet und definiert eine Öffnung 176. Der Injektor 202 bildet ein Venturi-Rohr mit lateralen Öffnungen 204, die dort ausgebildet sind, wo der Venturi-Effekt die größte Fluidgeschwindigkeit und den minimalen Fluiddruck erzeugt. Durch den Kanal 178 passierendes Fluid muss aufgrund von O-Ring-Dichtungen 206 durch den Injektor 202 strömen. Laschen 208 an einem Ende des Injektors 202 halten den Injektor 202 in seiner ordnungsgemäßen Position. Ein zylindrisches Drahtnetz-Filtersieb 210 ist gegenüber dem Injektor 202 in der Nähe der Öffnung 174 im Kanal 178 angeordnet, wie in 19 zu sehen. Die Verwendung des Filtersiebs 210 reduziert die Möglichkeit einer Verstopfung des Injektors 202.
Nunmehr auf die 28b und 12 Bezug nehmend, strömt Wasser, wenn sich die Vorrichtung 20 in dieser Position befindet, aus dem Einlass 44 durch den Kanal 178 von der Öffnung 174 zur Öffnung 176, durch die vordere Kammer 170 zum Tankinneren, im mittleren Rohr 152 nach oben und aus dem Ablaufkanal 180 heraus. Eine bidirektionale Strömungsscheibe 179 hält den Durchfluss durch den Ablaufkanal 180 auf 5,7 Liter pro Minute (1,5 Gallonen pro Minute). Die Strömungsscheibe 179 kann gegen Strömungsscheiben anderer Größe ausgetauscht werden, um, wie gewünscht, Durchflüsse von 9,1, 11,4, 15,2 und 19 Litern pro Minute (2,4, 3,0, 4,0 und 5,0 Gallonen pro Minute) zu erzeugen. Sämtliches aus dem Ablaufkanal 180 strömendes Wasser tritt durch den Kanal 178 in das Tankinnere ein. Wenn das Wasser durch den Injektor 202 strömt, erzeugt es einen Bereich mit relativ niedrigem Druck an den lateralen Öffnungen 204 (Venturi-Effekt), und wenn das Soleleitungsdichtungsmodul 188 in einer geöffneten Position angeordnet ist, wie in 18 gezeigt, wird Solelösung aus dem Soletank über die Soleventilkammer 200 in den Injektor 202 gezogen, und das sich ergebende Gemisch aus Rohwasser und Solelösung tritt in die vordere Kammer 170 ein. Dann tritt die Solelösung vom oberen Ende des Tanks 154 in das Medienbett ein und füllt die Medienkügelchen wieder auf. Die Solelösung wird abgereichert, während sie durch das Medienbett nach unten strömt, und die verbrauchte Lösung wird durch den Ablaufkanal 180 abgeführt.
Die 29a-29d zeigen, wie das Soleabziehkämmelement 144 den Soleventilhebel 34 gegen das Dichtungsmodul 188 vorspannt und dadurch die Soleleitung öffnet. Die Länge des Soleabziehkämmelements 144 ist so konfiguriert, dass sie mehr als ausreicht, um die erwartete Menge an Solelösung abzuziehen, so dass die Menge an Solelösung, die zum Wiederauffüllen der Medien verwendet wird, nicht durch die Länge der Soleabziehphase bestimmt wird, sondern dadurch, wie viel Wasser dazu verwendet wird, den Soletank wieder aufzufüllen, wie unten ausführlicher besprochen. Somit ist ein Soleabziehkämmelement, dessen Länge dazu ausreicht, die größte erwartete Menge an Solelösung abzuziehen, für kleinere Mengen ausreichend und kann für fast alle Anwendungen verwendet werden.
Die nächste Stufe des Zyklus ist die Soleabziehphase, in der der Kolben 56 seine niedrigste Position erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt im Regenerationszyklus ist das Soleventil noch geöffnet. Der Soletank ist jedoch geleert worden und es wird keine Solelösung mehr in die modulare Steuervorrichtung 20 gezogen. Durch den Einlass 44 eintretendes Wasser strömt immer noch durch den Kanal 178, um in den Tank 154 einzutreten, wie in 28b. Dadurch wird ein langsamer Spülzyklus erzeugt, wobei die relativ geringe Wasserströmung, die durch den Kanal 178 in den Tank eintritt die Solelösung langsam durch den Tank zwängt. Bei weiterer Drehung des Antriebsmechanismus 30 spannt das Kämmelement 144 das Soleventil über den Hebel 34 nicht länger in eine geöffnete Position vor. 28c zeigt die Strömung durch die modulare Steuervorrichtung 20, und 29d zeigt das Zusammenwirken des Kämmelements 144, des Hebels 34 und des Armglieds 190 zu diesem Zeitpunkt im Regenerationszyklus. Die Feder 212 spannt das Soleventil in eine geschlossene Position vor, wenn der Hebel 34 den Arm 190 nicht in eine geöffnete Position vorspannt, wie am besten in den 1 und 17 zu sehen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die Feder 212 nicht zur Vorspannung des Dichtungsmoduls 188 in die geschlossene Position erforderlich ist, weil der Wasserdruck in der Kammer 200 das Dichtungsmodul effektiv in die geschlossene Position vorspannt. Die Feder 212 gewährleistet eine kontrolliertere Reaktion auf das Schließen des Dichtungsmoduls.
Während sich der Antriebsmechanismus weiter dreht, hat sich der Kolben 56 nach oben in eine Position bewegt, in der der Einlass 44 mit der Öffnung 54 in Strömungsverbindung steht und Wasser aus dem Einlass 44 nach unten durch das mittlere Rohr 152 strömt, wodurch die Wasserströmung umgekehrt wird. Durch den Einlass 44 in die Öffnung 54 eintretendes Wasser kann auch direkt in den Auslass 46 eintreten, wenn ein Bedarf an Wasser besteht. Es gibt kein bedeutendes Druckdifferential zwischen den Öffnungen 174 und 176, und somit strömt, wenn überhaupt, nur wenig Fluid durch den Kanal 178. Bei weiterer Aufwärtsbewegung des Kolbens 56 nimmt ein Kolbenelement 182 die zwischen der Einlassöffnung 45 und der Auslassöffnung 47 angeordnete Scheibe 68 abdichtend in Eingriff, und eine Aussparung 184 ist neben der Scheibe 68 angeordnet und trennt den Schlitz 172 von der Einlassöffnung 45. Durch den Einlass 44 in die mittlere Öffnung 54 eintretendes Wasser strömt durch den Schlitz 172 in die vordere Kammer 170 und nach unten in den Tank 154 durch den Raum 171. Nach oben durch das mittlere Rohr 152 strömendes Fluid wird durch die Ablauföffnung 180 abgeführt. Wenn ein Bedarf an Wasser besteht, wird im mittleren Rohr 152 nach oben strömendes Wasser durch den Auslass 46 abgeführt. Da die Medien zuvor während der Soleabziehphase wieder aufgefüllt worden waren und das vom mittleren Rohr 152 in den Auslass 46 eintretende Wasser zuerst durch das Medienbett nach unten geleitet worden war, ist das zu diesem Zeitpunkt durch den Auslass 46 abgeführte Wasser behandeltes Wasser.
Als Nächstes im Zyklus hat ein Kolbenelement 182 damit begonnen, die Scheibe 68 direkt über der Ablauföffnung 180 in Eingriff zu nehmen. Die Kolbenelemente 182 stehen dann unter und über dem Ablaufkanal 180 abdichtend mit den Scheiben 68 in Eingriff, um dadurch zu verhindern, dass Fluid durch die Ablaufleitung 180 abgeführt wird. Durch den Einlass 44 eintretendes Fluid strömt durch den Schlitz 172 nach unten durch die Kammer 170 und den Raum 171 in das Tankinnere, wo es durch die Medien strömt und nach oben durch das mittlere Rohr 152 zurückkehrt. Nach der Rückkehr nach oben durch das mittlere Rohr 152 kann das behandelte Fluid dann durch den Auslass 46 abgeführt werden, wenn es einen Bedarf an Wasser gibt.
Die nächste Stufe ist die Solenauffüllphase des Regenerationszyklus. Zu diesem Zeitpunkt im Regenerationszyklus, die in den 28d und 30a-30c dargestellt wird, nimmt das Solewiederauffüllkämmelement 146 den Hebel 34 vorspannend in Eingriff und öffnet dadurch das Soleventil. Der Einlass 44 führt der Öffnung 54 Wasser zu und steht mit dem Kanal 178 über die Öffnung 54 in Strömungsverbindung. Der Ablaufkanal 180 bleibt geschlossen und somit wird kein Wasser durch den Ablaufkanal 180 abgeführt. Nach dem Nachobenströmen durch das mittlere Rohr 152 kann das Wasser durch den Auslass 45 abgeführt werden, wenn kein Bedarf an Wasser besteht. Wenn kein geöffneter Wasserhahn und kein anderer Wasserbedarf vorliegen, wird jedoch kein Wasser durch den Auslass 46 abgeführt. Der Soletank ist zu diesem Zeitpunkt im Regenerationszyklus leer, und wenn das Soleventil nun geöffnet wird, dann ist der Wasserdruck auf der Behandlungstankseite des Ventils größer als der Druck in der Soletankleitung 196 und Wasser strömt durch das Soleventil in den Soletank.
In der Soletankleitung 196 ist eine Strömungsscheibe 197 (17) vorhanden, die bei der beispielhaften Ausführungsform die Wasserströmung durch die Leitung auf 0,5 Gallonen pro Minute begrenzt. (Alternative Ausführungsformen können auch Strömungsscheiben mit einem anderen Durchfluss, wie zum Beispiel 1,0 oder 3,8 Liter pro Minute (0,25 oder 1,0 Gallonen pro Minute) verwenden.) Somit kann durch Steuerung der Zeitdauer, die das Soleventil geöffnet ist, die in den Soletank eintretende Wassermenge gesteuert werden. Die beispielhafte Ausführungsform ist zur Verwendung in einem Haushalts-Wasserenthärtungssystem ausgeführt, in dem der Soletank mit Natriumchlorid oder „Salz" gefüllt ist. Im Soletank platziertes Wasser löst das Salz auf, bis das Wasser gesättigt und zu einer „Solelösung" wird. Wenn die Solelösung zum Wiederauffüllen der Medien im Behandlungstank 154 verwendet wird, werden die an den Medien vorhandenen Calcium- und Magnesiumionen gegen in der Solelösung vorhandene Natriumionen ausgetauscht. (Wenn der Behandlungstank in Betrieb ist, das heißt Wasser behandelt, werden die an den Medienkügelchen vorhandenen Natriumionen gegen unerwünschte Ionen, die im unbehandelten Wasser vorhanden sind, in der Regel Calcium und Magnesium, ausgetauscht.)
Jede Gallone Wasser, die im Soletank platziert ist, löst bei Raumtemperatur ungefähr 1,4 Kilogramm (3 lb) Natriumchlorid auf, und sämtliche sich ergebende Solelösung wird in den Wasserbehandlungstank abgezogen, um die Medien während des nächsten Regenerationszyklus wieder aufzufüllen. Somit bestimmt die Zeitdauer, die das Soleventil während der Wiederauffüllphase des Regenerationszyklus geöffnet bleibt, die Menge an Natriumionen, die zum Wiederauffüllen der Medien verwendet wird. Die Menge an Natriumionen, die für jede Anwendung erforderlich ist, hängt von der Qualität des unbehandelten Wassers und von der erwarteten Wassermenge, die zwischen Regenerationszyklen behandelt wird, ab.
Die beispielhafte Ausführungsform füllt den Soletank nach der Soleabziehphase des Regenerationszyklus wieder auf. Der Soletank kann auch während der Anfangsstufen des Regenerationszyklus wieder aufgefüllt werden und anschließend das gesamte Wasser, das zu einer Solelösung geworden ist, während der Wiederauffüllphase des Zyklus abziehen. Es besteht jedoch die Gefahr, dass das Wasser nicht genügend Zeit hat, eine ausreichende Menge Salz aufzulösen, um eine ganz gesättigte Lösung zu werden, oder dass das Wasser relativ kalt ist und dadurch sein Vermögen, das Salz aufzulösen, begrenzt ist. Durch Wiederauffüllen des Soletanks nach der Soleabziehphase des Zyklus hat das zum Wiederauffüllen des Soletanks verwendete Wasser jedoch einen oder zwei Tage, um sowohl Raumtemperatur zu erreichen als auch das Salz aufzulösen, wodurch der in jedem Regenerationszyklus verwendeten Salzmenge eine größere Gleichförmigkeit als auch Vorhersagbarkeit verliehen wird.
Die Zeitdauer, die das Soleventil während der Solewiederauffüllphase des Regenerationszyklus geöffnet bleibt, und somit die in dem Wiederauffülltank platzierte Wassermenge, werden durch das Zusammenwirken des Soleventilhebels 34 und des Solewiederauffüllkämmelements 146 bestimmt. Wie in den 30d-30i zu sehen, weist der Soleventilhebel 34 eine Öffnung 214 auf, durch die ein Gewindebefestigungselement 216 (1a) eingesetzt werden kann, um den Hebel 34 schwenkbar am vorderen Gehäuseglied 24 zu befestigen. Der Hebel 34 weist an einem Ende ein allgemein zylindrisches oder knollenförmiges Element 218 auf, das das Armglied 190 in Eingriff nimmt, wie in 1a zu sehen. Das gegenüberliegende Element 218 ist ein Kämmfinger 220.
Der Kämmfinger 220 weist eine distale Fläche 222 auf, die den Antriebsmechanismus 30 in Eingriff nimmt und durch Eingriff mit den Kämmelementen 144 und 146, die am Antriebsmechanismus 30 angeordnet sind, nach außen vorgespannt ist. Die 30a-30c zeigen das Zusammenwirken des Kämmelements 146, des Hebels 34 und des Armglieds 190 beim Öffnen des Soleventils während der Solewiederauffüllphase des Regenerationszyklus. Die distale Fläche 222 des Hebels 34 ist dazu konfiguriert, das Soleventil 4 Minuten lang während der Soletankwiederauffüllphase des Regenerationszyklus in einer geöffneten Position zu halten. Da die Soletankleitung 196 eine 1,9-l/min (0,5 Gallonen pro Minute)-Strömungsscheibe aufweist, treten während der 4-minütigen Soletankwiederauffüllphase des Zyklus 7,6 Liter (2 Gallonen) Wasser in den Soletank ein, wodurch 7,6 Liter (2 Gallonen) Solelösung (mit 2,7 Kilogramm (6 lb) aufgelöstem Salz) erzeugt werden.
Durch Änderung der Querlänge der distalen Fläche des Hebelfingers wird die Zeitdauer geändert, während der das Soleventil während des Solewiederauffüllzyklus geöffnet ist, und somit wird auch die Menge an Natriumionen geändert, die zum Wiederauffüllen der Medien während des Regenerationszyklus verwendet wird. Die 31a und 31b zeigen einen Hebel 34a, der dem Hebel 34 ähnelt, außer dass der Finger 220a am Hebel 34a eine distale Fläche 222a aufweist, die eine größere Querlänge aufweist als die distale Fläche 222 am 6-lb-Hebel 34. (Der Begriff „2,7 Kilogramm" („6 lb") bezieht sich auf die Pfunde Salz, die während des Regenerationszyklus aufgelöst werden und sich aus der Verwendung des Hebels 34 ergeben, somit kann der Hebel 34a als ein „4-Kilogramm-" („9-lb-")Hebel bezeichnet werden). Die längere distale Fläche 222a des Hebels 34a hält das Soleventil während der Soletankwiederauffüllphase des Regenerationszyklus 6 Minuten lang in einer geöffneten Stellung. Bei der dargestellten Ausführungsform führt die Verwendung des Hebels 34a somit zur Verwendung von 4 Kilogramm (9 lb) Salz während jedes Regenerationszyklus. Analog dazu weist der Hebel 34b einen Finger 220b mit einer Querfläche 222b auf, die sogar noch länger ist als die des Hebels 34a. Der in den 32a und 32b dargestellte Hebel 34b hält das Soleventil während der Soletankwiederauffüllphase des Regenerationszyklus 8 Minuten lang in einer geöffneten Position, was zur Verwendung von 5,4 Kilogramm (12 lb) Salz während jedes Regenerationszyklus führt.
Die austauschbaren Hebel 34, 34a und 34b halten das Soleventil auch für leicht unterschiedliche Zeiträume während der Soleabziehphase des Regenerationszyklus in einer geöffneten Position. Die Mindestsoleabziehphase ist jedoch absichtlich länger als erforderlich, um sämtliche Solelösung aus dem Soletank für die größte erwartete Menge an Solelösung zu entfernen. Somit sind die geringen Zeitunterschiede bei der Soleabziehphase, die sich aus den verschiedenen Hebeln ergeben, unbedeutend.
Die Solveventilhebel 34, 34a und 34b können in der Vorrichtung 20 leicht ausgetauscht werden, indem einfach das Befestigungselement 216 entfernt wird, der dann gegenwärtig installierte Hebel entfernt wird und ein anderer Hebel eingesetzt wird. Somit kann der Hauseigentümer leicht die Salzmenge einstellen, die in jedem Regenerationszyklus verwendet wird, indem er lediglich den Soleventilhebel austauscht. Wie zuvor erwähnt, weist die Abdeckung 98 zwei Verlängerungen 108 auf, an denen zwei verschieden konfigurierte Solveventilhebel befestigt sein können. Durch Farbcodierung der verschieden konfigurierten Hebel, zum Beispiel mit einem weißen 2,7-kg-(6-lb)-Hebel 34, einem blauen 4-kg-(9-lb)-Hebel und einem roten 5,4-kg-(12-lb)-Hebel, wird die Unterscheidung der verschieden konfigurierten Hebel einfacher.
Ein anderer durch die Verwendung von austauschbaren Hebeln bereitgestellter Vorteil besteht darin, dass eine bestimmte Aktion erforderlich ist, um den Hebel und dadurch die Salzeinstellungen zu wechseln. Dadurch wird die Möglichkeit eines versehentlichen Wechselns der Salzeinstellung durch Bewegen der Betätigungsknöpfe oder anderer leicht verstellbarer Steuermechanismen, wozu es kommen könnte, wenn ein leicht verstellbarer Steuermechanismus nicht vor versehentlichem Kontakt geschützt ist oder wenn Kinder Zugang zu leicht verstellbaren Steuermechanismen haben, eliminiert.
Eine alternative Ausführungsform, die entfernbare Stifte 224 verwendet, wird nunmehr unter Bezugnahme auf 28e beschrieben. Statt der Verwendung eines festgelegten Kämmelements 246 und austauschbarer Hebel 34 ist es auch möglich, die Dauer der Solewiederauffüllphase durch Verwendung von entfernbaren Stiften 224 im Antriebsmechanismus 30 einzustellen, wie in 28e gezeigt. Die entfernbaren Stifte 224 können zur Bereitstellung eines Solewiederauffüllkämmelements mit einer einstellbaren Länge am Antriebsmechanismus 30 statt (oder neben) Einstellung der Länge der distalen Querfläche des Solveventilhebelfingers verwendet werden. Wenn zum Beispiel solch ein entfernbares Stiftsystem verwendet werden würde und nur ein Stift im Antriebsmechanismus 30 platziert sein würde, würde sich das Soleventil nach ungefähr 151 Minuten, wenn sich das Antriebszahnrad um 302° gedreht hat, schließen. Wenn elf Stifte im Antriebsmechanismus 30 platziert sein würden, würde sich das Soleventil analog ungefähr nach 171 Minuten, wenn sich das Antriebszahnrad um 342° gedreht hat, schließen.
Es versteht sich nunmehr, dass ein einstellbares Eingriffsmittel hier offenbart worden ist. Eine Ausführungsform des einstellbaren Eingriffsmittels weist austauschbare Hebel 34, 34a und 34b auf. Durch Austauschen der Hebel wird die Zeit geändert, während der das Dichtungsmodul geöffnet bleibt, während sich der Antriebsmechanismus 30 dreht, wie oben beschrieben. Eine zweite Ausführungsform des einstellbaren Eingriffsmittels weist entfernbare Stifte 224 auf, auch oben beschrieben. Durch Entfernen und/oder Hinzufügen der Stifte wird die Zeit, während der das Dichtungsmodul 188 geöffnet bleibt, während sich der Antriebsmechanismus 30 dreht, entsprechend geändert.
Nach ungefähr 180 Minuten hat sich der Antriebsmechanismus 30 um 360° gedreht, ist der Schalterarm 140 in die Aussparung 138 gefallen und wird der Antriebsmotor 118 nicht länger mit Energie versorgt. In dieser „Ausgangsposition" oder „Betriebsposition" wird durch den Einlass 44 in die mittlere Öffnung 54 eintretendes Wasser in den Schlitz 172 geleitet, wo es nach unten fließt und in den Tank 154 eintritt, und während sich das Wasser nach unten durch die Medien bewegt, wird es behandelt. Das behandelte Wasser in der Nähe des Bodens des Tanks 154 tritt in das untere Ende des mittleren Rohrs 152 ein und fließt nach oben in die mittlere Öffnung 54, wo es durch den Auslass 46 abgeführt werden kann. Das Soleventil und die Ablaufleitung 180 sind in der „Ausgangsposition" geschlossen. Die Vorrichtung 20 bleibt in dieser „Ausgangsposition", bis der nächste Regenerationszyklus eingeleitet wird.
Obgleich die Einzelheiten des Regenerationszyklus, wie zum Beispiel Zeitsteuerung und Drehinkremente, für die dargestellte Ausführungsform ausführlich beschrieben worden sind, ist dies zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung erfolgt, und die Einzelheiten des Regenerationszyklus können sich bei alternativen Ausführungsformen unterscheiden.
Wenn ein die Vorrichtung 20 einsetzendes Wasserbehandlungssystem in einem Wohnhaus installiert wird, müssen der Einlass 44 und der Auslass 46 mit dem in dem Wohnhaus vorhandenen Rohrleitungssystem verbunden werden. Es werden Verbindungsteile 38 verwendet, um den Einlass 44 und den Auslass 46 auf zweckmäßige Weise mit den geeigneten Wasserleitungen im Wohnhaus zu verbinden. Wie in 8 zu sehen, weisen die Verbindungsteile 38 einen zylindrischen Teil 226 auf, der entweder im Einlass 44 oder im Auslass 46 eingesetzt werden kann. Der zylindrische Teil 226 weist zwei ringförmige Nuten 228 und 230 auf. Eine O-Ring-Dichtung ist in der Nut 228 platziert, um eine Dichtung zwischen dem Verbindungsteil 38 und entweder dem Einlass 44 oder dem Auslass 46 bereitzustellen. Die Nut 230 ist „hinter" der Nut 228 angeordnet, wodurch die Nut 228 weiter in die Öffnung eingeführt wird, in der der zylindrische Teil 230 eingesetzt wird. Die Nut 230 wird in Ausrichtung auf die Schlitze 234 im Einlass oder Auslass positioniert, der das Verbindungsteil 38 aufnimmt. Dann können die Laschen 236 oder die Federklemme 240, in 38 gezeigt, durch die Schlitze 234 in die Nut 230 eingeführt werden, um das Verbindungsteil 38 (8) in seiner installierten Position festzuhalten. Ein Bund 232 stößt an den äußeren Rand 238 der Öffnung, in die das Verbindungsteil 38 eingeführt wird, und ist in einem Abstand von der Nut 230 angeordnet, der dem Abstand entspricht, um den der Schlitz 234 vom Stoßrand 238 angeordnet ist, um die Installation der Federklemme 240 zu erleichtern. Die Verwendung von Federklemmen 240 und Verbindungsteilen mit zylindrischen Teilen 230 wird in der Offenbarung der US-PS 5 584 411 in näherer Einzelheit besprochen.
Die Verbindungsteile 38 mit den zylindrischen Teilen 230, die zum abdichtenden Eingriff mit dem Einlass 44 oder dem Auslass 46 ausgeführt sind, können in den verschiedensten Bauarten oder Größen von Verbindungsmitteln gegenüber dem zylindrischen Teil 230 hergestellt werden. Dadurch wird gestattet, dass die Verbindungsteile 38 mit den verschiedensten Rohrleitungssystemarten und -größen, die derzeit in den USA und in anderen Ländern eingesetzt werden, verwendet werden. Zum Beispiel kann das Ende des Verbindungsteils 38 gegenüber dem zylindrischen Teil 230 dazu ausgeführt sein, entweder mit einer mit einem Gewinde versehenen oder mit einer Aufschieb-Rohrleitung zusammenzupassen. Darüber hinaus kann das Gewinde- oder Aufschiebende der Verbindungsteile 38 einen von verschiedenen Durchmessern aufweisen, zum Beispiel von 3/4''- bis 3,8 cm- (1 1/2'')-Rohrleitungen. Des Weiteren können die mit einem Gewinde versehenen Rohrleitungen entweder ein US- oder ein Britisches Gewinde verwenden. Es sind die verschiedensten Kombinationen von Größen und Bauarten möglich, und ein Installateur kann mehrere verschiedene Verbindungsteile 38 mitbringen, wenn er eine Vorrichtung 20 installiert. Wenn dem Installateur vor Ankunft an der Installationsstelle das an der Installationsstelle verwendete Rohrleitungssystem nicht bekannt ist, kann er somit eine große Palette an Verbindungsteilen 38 mitbringen und an der Installationsstelle das Verbindungsteil 38, das die richtige Bauart und die richtige Größe aufweist, so dass es mit dem an der Installationsstelle eingesetzten Rohrleitungssystem zusammenwirken kann, auswählen.
Die Verbindungsteile 38, die ein Kniestück, das heißt eine Krümmung von 90°, bilden, wie in 38 dargestellt, können die Installation der Vorrichtung 20 stark erleichtern. Gerade Verbindungsteile, wie in 1 gezeigt, können die Befestigung von einem oder zwei Kniestück-Verbindungsteilen zur Verbindung der Vorrichtung 20 mit dem bestehenden Rohrleitungssystem erfordern. Wenn die Konfiguration des bestehenden Rohrleitungssystems ein oder mehrere Kniestücke neben dem Verbindungsteil 38 erfordert, ersetzt die Verwendung eines Kniestück-Verbindungsteils 38 die Verwendung eines geraden Verbindungsteils 38 und eines herkömmlichen Kniestücks. Der Einsatz eines Kniestück-Verbindungsteils 38, wie in 8 gezeigt, für ein gerades Verbindungsteil 38, und ein herkömmliches Kniestück-Verbindungsteil verringert sowohl die Arbeits- als auch die Materialkosten, die zur Installation der Vorrichtung 20 erforderlich sind. Des Weiteren ist der zylindrische Teil 230 der Kniestück-Verbindungsteile 38 nicht mit einem Gewinde versehen, und somit kann das gegenüberliegende Ende des Kniestück-Verbindungsteils 38 leicht gedreht werden, um es an die Konfiguration des Rohrleitungssystems an der Installationsstelle anzupassen.
Die modulare Beschaffenheit der Vorrichtung 20 erleichtert die Verwendung und die Herstellung alternativer Ausführungsformen der Vorrichtung 20. Zum Beispiel kann die dargestellte Vorrichtung 20 leicht dazu ausgeführt werden, eine elektronische Steuerung als Zeitglied zu verwenden. Zum Beispiel könnte ein zweiter Miniaturschalter an den Öffnungen 242 befestigt werden, und der Schalterarm dieses zweiten Miniaturschalters könnte in Kombination mit einer Reihe von zusätzlichen Aussparungen oder anderen Kämmmerkmalen verwendet werden, die am Antriebszahnrad angeordnet sind und die den Arm des zweiten Schalters aufnehmen würden, wenn sich das Antriebszahnrad in bestimmte vorbestimmte Drehausrichtungen bewegt hätte. (Der Arm des zweiten Miniaturschalters könnte anders als der Arm 140 konfiguriert sein, so dass die Merkmale, die den zweiten Schalter auslösen, den ersten Miniaturschalter 120 nicht öffnen würden.)
Der zweite Schalter würde der elektronischen Steuerung ein Signal zuführen, wenn das Antriebszahnrad die verschiedenen vorbestimmten Drehausrichtungen erreicht hat. Darüber hinaus könnte der Antriebsmotor so geändert werden, dass er den Antriebsmechanismus 30 schneller dreht. Die elektronische Steuerung könnte dann das Antriebszahnrad stufenweise durch den Regenerationszyklus führen, indem sie das Antriebszahnrad schnell zwischen vorbestimmten Drehausrichtungen dreht, wo das Antriebszahnrad für vorbestimmte Zeitdauern bleiben würde. zum Beispiel würde das Antriebszahnrad für eine vorbestimmte Zeitdauer in einer „Rückspülposition" stationär bleiben, bevor die Steuerung den Antriebsmotor aktivieren und das Antriebszahnrad in die nächste vorbestimmte Drehausrichtung drehen würde. Der zweite Schalter würde der Steuerung ein Signal zuführen, das anzeigen würde, wenn das Antriebszahnrad jede vorbestimmte Drehausrichtung erreicht hat.
Des Weiteren kann die Vorrichtung 20 leicht so ausgeführt werden, dass sie eine Filtersteueranordnung bildet, die einen Rückspülzyklus verwenden würde, aber keinen Soleabzieh- oder Soletankwiederauffüllzyklus erfordern würde. Die Vorrichtung 20 kann durch Entfernen des Hebels 34 und Verwenden einer Abdeckungsplatte und/oder von Stopfen zum Schließen der Öffnungen 174 und 176 anstelle eines Soleventils und durch Verwenden eines anders konfigurierten Kolbens so ausgeführt werden, dass sie eine Filtersteueranordnung bildet. Des Weiteren sind für eine Filtersteueranordnung andere Markierungen am Knopf 40 erforderlich.
Die 42 bis 46 zeigen einen Ventilkörper 22, an dem ein Filterstopfenmodul 246 statt eines Soleventilmoduls befestigt worden ist. Das Filterstopfenmodul 246 weist immer noch ein Gehäuse 181 für die Ablaufleitung auf, aber statt eines Soleventils weist es zwei nicht verbundene Sacköffnungen 250 auf, die im Stopfenteil 248 angeordnet sind. Wie in 46 (bei der es sich um einen Querschnitt entlang der gleichen Stelle am Ventilkörper 22 wie in 12, das heißt Linie 12-12 von 9, handelt) gezeigt, stellen die Sacköffnungen 250 keine Strömungsverbindung zwischen den Öffnungen 174 und 176 bereit. Wie in den 42-45 zu sehen, sind am Ventilkörper 22, vorderen Gehäuseglied 24 oder an der Abdeckung 98 keine Änderungen erforderlich, wenn ein Filterstopfenmodul das Soleventilmodul ersetzt. Somit lässt sich das Filterstopfenmodul 246 leicht gegen das Soleventilmodul 36 austauschen, indem einfach die Befestigungselemente 201 entfernt werden, die beiden Module ausgetauscht werden und die Befestigungselemente 201 wieder installiert werden.

Claims

Modulare Steuervorrichtung (20) zur Verwendung in einem Wasserbehandlungssystem, mit: einem Gehäuseglied (24) mit einem daran befestigten Ventilkörper (22), wobei der Ventilkörper (22) zur Installation an und zur Strömungsverbindung mit einem Wasserbehandlungstank (154) ausgeführt ist, wobei der Ventilkörper (22) eine mittlere Öffnung (54) definiert; einer in der mittleren Öffnung (54) angeordneten Ventilkartusche (32), wobei die Ventilkartusche (32) ein bewegliches Ventilglied (56) darin aufweist; einem mit dem beweglichen Ventilglied (56) wirkverbundenen Antriebsmechanismus (30); einem in dem Gehäuseglied (24) angeordneten Antriebsmotormodul (28), das den Antriebsmechanismus (30) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass: ein erstes Zeitsteuermodul (26) in dem Gehäuseglied (24) angebracht ist und als eine Einheit aus dem Gehäuseglied (24) entfernt werden kann, wobei das erste Zeitsteuermodul (26) den Antriebsmotor (28) in einem ersten vorbestimmten zeitlichen Abstand mit elektrischer Energie versorgt und dadurch einen Regenerationszyklus einleitet.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, ferner mit: einem zweiten Zeitsteuermodul (26a), das gegen das erste Zeitsteuermodul (26) austauschbar ist, wobei das zweite Zeitsteuermodul (26a) die elektrische Energie in einem zweiten vorbestimmten zeitlichen Abstand gezielt zuführt und dadurch den Regenerationszyklus einleitet, wobei sich der zweite vorbestimmte zeitliche Abstand von dem ersten vorbestimmten zeitlichen Abstand unterscheidet, wodurch durch Austausch des ersten und des zweiten Zeitsteuermoduls (26, 26a) die Häufigkeit, mit der die Regeneration des Wasserbehandlungstanks (154) stattfindet, geändert wird.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zeitsteuermodul (26) ein elektro-mechanisches Zeitsteuermodul umfasst.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, ferner mit einem an dem Ventilkörper (22) befestigten Soleventilmodul (36), das zur Bereitstellung einer gezielten Strömungsverbindung zwischen dem Ventilkörper (22) und dem Soletank (154) ausgeführt ist, wobei das Soleventilmodul (36) als eine Einheit von dem Ventilkörper (22) entfernt werden kann.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Soleventilmodul (36) gegen ein Filterstopfenmodul (246) ausgetauscht werden kann, wodurch das Wasserbehandlungssystem als Enthärter oder Filter fungieren kann.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Soleventilmodul (36) ferner ein Dichtungsmodul (188) aufweist, wobei das Dichtungsmodul (188) mit dem Antriebsmechanismus (30) wirkverbunden ist, um eine Soletankleitung (196) gezielt abzudichten, wobei das Dichtungsmodul (188) als eine Einheit von dem Soleventilmodul (36) gezielt entfernt werden kann.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmotormodul (28) einen Schalter (120) und einen Antriebsmotor (118) aufweist, wobei das Antriebsmotormodul (28) als eine Einheit von dem Gehäuseglied (24) entfernt werden kann.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, ferner mit: einer Soletankleitung (196), die mit dem Ventilkörper (22) in Strömungsverbindung steht; einem Dichtungsmodul (188), das der Soletankleitung (196) zugeordnet ist und diese von dem Ventilkörper (22) gezielt öffnet und schließt; wobei der Antriebsmechanismus (30) ein Antriebszahnrad (30) mit einem Kämmelement (146) daran aufweist; einem ersten Hebel (34), der entfernbar in dem Gehäuseglied (24) zur Schwenkbewegung darin angebracht ist, wobei das Kämmelement (146) eine erste distale Fläche (222) des ersten Hebels (34) in Eingriff nimmt, wenn sich das Antriebszahnrad (30) dreht, wodurch der erste Hebel (34) gegen das Dichtungsmodul (188) vorgespannt und das Dichtungsmodul (188) geöffnet wird; und einem einstellbaren Eingriffsmittel zur Änderung der Länge der Zeit, die das Dichtungsmodul bei Drehen des Antriebszahnrads geöffnet bleibt.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das einstellbare Eingriffsmittel einen zweiten Hebel (34a) aufweist, der gegen den ersten Hebel (34) austauschbar ist, wobei der zweite Hebel (34a) eine zweite distale Fläche (222a) mit einer größeren Querlänge als die erste distale Fläche aufweist, wodurch das Kämmelement (146) die zweite distale Fläche (222a) für eine längere Dauer in Eingriff nimmt als die erste distale Fläche (222) und wodurch der zweite Hebel (34a) ferner das Dichtungsmodul (188) für eine längere Zeit als der erste Hebel (34) in die geöffnete Position vorspannt.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Hebel (34, 34a) einen Farbcode aufweisen.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseglied (24) zwischen einer Gebrauchsposition, in der das Gehäuseglied (24) positioniert ist, wenn das Wasserbehandlungssystem verwendet wird, und einer Zugangsposition, in der das Gehäuseglied (24) während der Wartung davon positioniert ist, schwenkbar am Ventilkörper (22) befestigt ist.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Befestigungselement (94b) das Gehäuseglied (24) in der Gebrauchsposition befestigt.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zeitsteuermodul (26) und das Antriebsmotormodul (28) auf einer Rückseite (25) des Gehäuseglieds (24) angebracht sind und die Rückseite (25) in der Zugangsposition nach oben und nach vorne des Behandlungssystems ausgerichtet ist, wodurch das erste Zeitsteuermodul (26) und das Antriebsmotormodul (28) freigelegt und für dessen Wartung und Austausch zugänglich sind.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkartusche (32) zum Entfernen als eine Einheit freiliegt, wenn das Gehäuseglied (24) in der Zugangsposition angeordnet ist.
Vorrichtung (20) nach den Ansprüchen 1 bis 14 zur Verwendung in einem Wasserbehandlungssystem, mit: einem Ventilkörper (22), der zur Installation an und zur Strömungsverbindung mit einem Wasserbehandlungstank (154) ausgeführt ist, wobei der Ventilkörper (22) einen Einlass (44) zum Empfang von unbehandeltem Wasser und einen Auslass (46) zur Abgabe von behandeltem Wasser aufweist, wobei der Ventilkörper (22) eine mittlere Öffnung (54) definiert; einem Ventilelement, das in der mittleren Öffnung entfernbar angeordnet ist; einem Gehäuseglied (24), das an dem Ventilkörper (22) schwenkbar befestigt ist, wobei das Gehäuseglied (24) zwischen einer Gebrauchsposition, in der das Gehäuseglied (24) positioniert ist, wenn das Wasserbehandlungssystem verwendet wird, und einer Zugangsposition, in der das Gehäuseglied (24) während der Wartung davon positioniert ist, schwenkbar ist, wobei das Ventilelement zum Entfernen freiliegt, wenn das Gehäuseglied in der Zugangsposition positioniert ist.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Befestigungselement (94b) das Gehäuseglied (24) an dem Ventilkörper (22) befestigt, wenn das Gehäuseglied (24) in der Gebrauchsposition positioniert ist.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 15, ferner mit: einem Antriebsmechanismus (30), der drehbar im Gehäuseglied (24) angebracht ist; einem Kolben (56), der hin und her bewegbar in dem Ventilkörper (22) angeordnet ist, wobei der Kolben (56) mit dem Antriebsmechanismus (30) wirkverbunden ist, wenn das Gehäuseglied (24) in der Gebrauchsposition positioniert ist, wodurch eine Drehung des Antriebsmechanismus (30) eine Hin- und Herbewegung des Kolbens (56) erzeugt; und wobei der Kolben (56) von dem Antriebsmechanismus (30) getrennt ist, wenn das Gehäuseglied (24) in der Zugangsposition angeordnet ist.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 15, ferner mit: einem ersten Zeitsteuermodul (26) und einem Antriebsmotormodul (28), die an der Rückseite (25) des Gehäuseglieds angebracht sind, wobei die Rückseite (25) in der Zugangsposition nach oben und nach vorne des Behandlungssystems ausgerichtet ist, wodurch das erste Zeitsteuermodul (26) und das Antriebsmotormodul (28) freiliegen und zum Warten und Austauschen davon zugänglich sind.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 18, ferner mit einer abnehmbaren Abdeckung (98), die zum Einschließen des Gehäuseglieds (24), wenn dieses in der Gebrauchsposition positioniert ist, ausgeführt ist, wobei die Abdeckung (98) von dem Gehäuseglied (24) abgenommen wird, bevor das Gehäuseglied (24) aus der Gebrauchsposition in die Zugangsposition bewegt wird.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 18, wobei der Ventilkörper (22) eine Ventilkartusche (32) aufweist, die entfernbar in der mittleren Öffnung (154) angeordnet ist, wobei die Ventilkartusche (32) zum Entfernen als eine Einheit freiliegt, wenn das Gehäuseglied (24) in der Gebrauchsposition angeordnet ist.