WO2019144984A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer umkehrosmoseanlage - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer umkehrosmoseanlage Download PDF

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WO2019144984A1
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/005—Valves

Definitions

  • the invention relates to a reverse osmosis system for
  • ultrapure water is water purified from foreign substances or pollutants from the environment, especially minerals.
  • the molecular filter or the permeate pump must work against a steadily increasing air pressure when filling the reservoir. On the one hand, this is associated with a rapidly decreasing productivity of the molecular filter and, on the other hand, with a growing noise of the permeate pump. Furthermore, the air pressure requires additional control.
  • the object of the invention is, in the removal of the
  • Embodiments are the subject of the dependent claims.
  • Reverse osmosis system at least having
  • a reverse osmosis module for producing ultrapure water with a molecular filter having a space (KM) for
  • a reservoir having two spaces (PV and KV) separated by elastic water-impermeable means, where in the space (PV) ultrapure water is collected and the space (KV) picks up polluted water,
  • Reservoir is opened to the drain for contaminated water to drain the space (KV) of the reservoir and to fill the space (PV) of the reservoir with ultrapure water, the inflow to the sampling tap is closed, and that for the removal of ultrapure water, the inflow to the drain for contaminated water is closed and the inflow into the space (KV) of the supply container for
  • a resilient water-impermeable means for separating the spaces of the reservoir can serve a membrane or the ultrapure water is simply in an elastic
  • the control of the valve unit is made in a preferred embodiment by a pressure change in the supply line to the extraction valve due to the opening or closing of the sampling tap. In this embodiment, therefore, purely mechanical working, which means lower energy costs for the user.
  • a further advantageous embodiment provides that the working pressure in the space (KM) of the reverse osmosis module is adjusted by means of a flow restrictor arranged in a bypass of the outflow from the space (KM) to the valve unit, the bypass in the supply line to the space (KV) of the storage container empties.
  • the reverse osmosis system can be unlike
  • prefiltered tap water is used over the prior art
  • Reservoir can be achieved to nearly 100%, in contrast to known air-driven
  • An inventive device for controlling a reverse osmosis system has at least
  • a reverse osmosis module for producing ultrapure water with a molecular filter having a space (KM) for
  • a storage tank having two spaces (PV and KV) separated by elastic water-impermeable means, where ultrapure water can be directly fed into the room (PV) and the room (KV) receives contaminated water,
  • Passages through the valve unit alternately opens or closes.
  • the valve unit thus has three valves, the
  • each valve has a passage and in another position, the passage is closed.
  • the valve with the passage to the extraction tap takes over the control function for the other two valves and can therefore as
  • Control valve can be called.
  • valve unit instead of three valves in the valve unit, only two simultaneously adjustable valves can be used, wherein the adjustment by means of variable
  • the pressure chamber therefore has a flow for ultrapure water, which by means of
  • Outlet valve is opened or closed.
  • Contaminated water from the reverse osmosis module can so with the pressure of this water in the room (KV) of the
  • Valves of the valve unit in the position of filling the space (PV) of Vorra tsbehalters with ultrapure water causes.
  • a valve establishes a direct connection between the space (KV) of the reservoir and the drain, so that the contaminated water can flow away unhindered, while the space (PV) of the reservoir slowly fills with ultrapure water.
  • the ultrapure water from the room (PM) of the reverse osmosis module flows directly into the room (PV) of the
  • Control valve / pressure chamber preferably arranged a check valve, which prevents the pressure reduction.
  • a further advantageous embodiment provides that the outflow from the space (KM) of the reverse osmosis module has a bypass to the valve unit in the supply line into the space (KV) of the reservoir in which a
  • Reverse osmosis module penetrates. Further embodiments provide that in the supply line in the reverse osmosis module, a pre-filter for coarse filtration of the supplied contaminated water is arranged and the supply of contaminated water in the
  • Reverse osmosis module has a feed lock. The latter is activated when the space (PV) of the reservoir is affected, d. H. is busy.
  • the inlet lock can be connected to the already existing pressure chamber and like an additional valve also controlled by her. Since valves are already arranged on both sides of the pressure chamber, the inlet lock may be preferred for reasons of space
  • the integrated flow restrictor can in turn be designed to respond to the respective flow restrictor
  • Molecular filter type is flexibly adjustable.
  • Fig. 3 is an extended valve block.
  • FIG. 1 shows a reverse osmosis system into which the water to be purified reaches the room KM for contaminated water via an inlet 1 and a prefilter 2 into the reverse osmosis module 3.
  • the transported through the molecular filter 9 in the space PM ultrapure water then passes through
  • the space PV for ultrapure water is here from the room KV for contaminated water through a water-impermeable
  • Line system and an automatic valve unit 4 and can leave the system depending on the control by the valve unit 4 via a drain 8.
  • the space PV of the storage container 5 is in turn connectable via the valve unit 4 with a removal tap 7.
  • the valve unit 4 is in FIGS. 2a -fuell- and
  • Pressure chamber C which can also be referred to as a control valve.
  • the pressure chamber is the output side with the
  • Removal tap 7 connected via a corresponding line.
  • the pressure chamber C has a passage which, as such, in dependence on the position of the removal tap 7 is open or closed.
  • Pressure piston or membranes of the pressure chamber moves, the movement of which the valves A are controlled as an inlet into the space KV for contaminated water in the reservoir 5 and the valve B for the discharge of contaminated water in the drain 8.
  • valves A, B have only one flow position and are otherwise closed.
  • Fig. 2a shows the valve position for filling the space PV of the reservoir 5 with pure twasser. As shown, at the time of filling the room PV of
  • Discharge tap 7 is closed, which is indicated by the vertical line in the line.
  • the pressure chamber C is under the system pressure with which the space PV of the reservoir 5 increases. Under this system pressure, the pistons or membranes of the pressure chamber C move outward and cause the following valve settings against the pressure of the springs 11:
  • Valve B is open to the outlet 8 and valve D is closed.
  • the space KM of the reverse osmosis module 3 is thus directly connected to no flow through one of the valves A, B.
  • Valve A opens the passage for contaminated
  • Closing the valve A leads and thus the valve position for filling the space PV in the reservoir 5, as described in Fig. 2a.
  • the movement of the valves ⁇ and B can be supported by the relaxation of the springs 11.
  • Fig. 3 shows an embodiment of the reverse osmosis system, in which all components are integrated to their control in the valve block. Only the components that were not already shown in FIGS. 1 and 2 as part of the valve block, namely the one shown in FIG.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Umkehrosmoseanlage, mindestens aufweisend - einen Umkehrosmosemodul (3) zur Erzeugung von Reinstwasser mit einem Molekularfilter (9), der einen Raum (KM) für verunreinigtes Wasser und einen Raum (PM) für Reinstwasser trennt, wobei beide Räume (KM und PM) über einen Abfluss verfügen, - einen Vorratsbehälter (5), der zwei Räume ( PV und KV) aufweist, die durch elastische wasserundurchlässige Mittel getrennt sind, wobei im Raum (PV) Reinstwasser gesammelt wird und der Raum (KV) verunreinigtes Wasser aufnimmt, - einen Abfluss (8) zum Ableiten von verunreinigtem Wasser, - einen Entnahmehahn (7) für Reinstwasser sowie - Leitungen, die die einzelnen Anlagebestandteile miteinander verbinden, dadurch, dass die Leitungen zum Abfluss (8) und zum Entnahmehahn (7) über eine Ventileinheit (4) geführt werden, derart, dass zum Befüllen des Raumes (PV) des Vorratsbehälters (5) mit Reinstwasser der Zufluss zum Abfluss (8) für verunreinigtes Wasser geöffnet wird, um dem Raum (KV) des Vorratsbehälters (5) zu entleeren und den Raum (PV) des Vorratsbehälters mit Reinstwasser zu füllen, wobei der Zufluss zum Entnahmehahn (7) geschlossen ist, und dass zur Entnahme von Reinstwasser aus dem Raum (PV) des Vorratsbehälters (5) der Zufluss zum Abfluss (8) für verunreinigtes Wasser geschlossen wird und der Zufluss in den Raum (KV) des Versorgungsbehälters (5) für verunreinigtes Wasser geöffnet wird, um über den geöffneten Entnahmehahn (7) Reinstwasser aus dem Raum (PV) des Vorratsbehälters zu entnehmen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer
Umkehrosmoseanlage
Die Erfindung betrifft eine Umkehrosmoseanlage zur
Herstellung von Reinstwasser (Permeat) unter Nutzung von Molekularfiltern, wobei das Reinstwasser in einem
Vorratsbehälter gesammelt wird und dort unter Druck
entnehmbar ist.
Reinstwasser ist im Gegensatz zu herkömmlichen natürlichem Wasser oder normalem Trinkwasser „aus der Leitung" ein von Fremdstoffen oder Schadstoffen aus der Umwelt gereinigtes Wasser, insbesondere auch von Mineralien.
Verunreinigtes oder verschmutztes Wasser im hier
verwendeten Sinn ist das Abwasser (Konzentrat), welches bei der Umkehrosmose funktionsbedingt als Abfallprodukt
entsteht und meist über den Abfluss entsorgt wird.
Bei bekannten Umkehrosmoseanlagen wird das Reinstwasser in einem Vorratsbehälter gesammelt, der einen erhöhten
Luftdruck aufweist, wobei der Luftdruck durch die
Einspeisung von Reinstwasser noch erhöht wird. Das
bedeutet, dass die Molekularfilter bzw. die Permeatpumpe beim Befüllen des Vorratsbehälters gegen einen sich stetig erhöhenden Luftdruck arbeiten muss. Das ist einerseits mit einer rapide fallenden Produktivität des Molekularfilters und andererseits mit einer wachsenden Geräuschkulisse der Permeatpumpe verbunden. Ferner bedarf der Luftdruck einer zusätzlichen Kontrolle.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Entnahme des
Reinstwassers aus dem Vorratsbehälter auf einen treibenden Luftdruck zu verzichten. Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einer Vorrichtung nach Anspruch 7. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer
Umkehrosmoseanlage, mindestens aufweisend
- einen Umkehrosmosemodul zur Erzeugung von Reinstwasser mit einem Molekularfilter, der einen Raum (KM) für
verunreinigtes Wasser und einen Raum (PM) für Reinstwasser im Umkehrosmosemodul trennt, wobei beide Räume (KM und PM) über einen Abfluss verfügen,
- einen Vorratsbehälter, der zwei Räume ( PV und KV) aufweist, die durch elastische wasserundurchlässige Mittel getrennt sind, wobei im Raum (PV) Reinstwasser gesammelt wird und der Raum (KV) verunreinigtes Wasser aufnimmt,
- einen Abfluss zum Ableiten von verunreinigtem Wasser,
- einen Entnahmehahn für Reinstwasser sowie
- Leitungen, die die einzelnen Anlagebestandteile
miteinander verbinden, sieht vor, dass die Leitungen zum Abfluss und zum Entnahmehahn über eine Ventileinheit geführt werden, derart, dass zum Befüllen des Raumes (PV) für Reinstwasser im
Vorratsbehälter der Zufluss zum Abfluss für verunreinigtes Wasser geöffnet wird, um dem Raum (KV) des Vorratsbehälters zu entleeren und den Raum (PV) des Vorratsbehälters mit Reinstwasser zu füllen, wobei der Zufluss zum Entnahmehahn geschlossen ist, und dass zur Entnahme von Reinstwasser der Zufluss zum Abfluss für verunreinigtes Wasser geschlossen wird und der Zufluss in den Raum (KV) des Versorgungsbehalters für
verunreinigtes Wasser geöffnet wird, um über den geöffneten Entnahmehahn Reinstwasser aus dem Raum (PV) des
Vorratsbehälters zu entnehmen.
Als elastische wasserundurchlässige Mittel zum Trennen der Räume des Vorratsbehälters kann eine Membran dienen oder das Reinstwasser wird einfach in einem elastischen
wasserundurchlässigen Foliensack gespeichert, umgeben von verunreinigtem Wasser.
Zum Befüllen des Raumes (PV) für Reinstwasser im
Vorratsbehälter und zur Entnahme des Reinstwassers über den Entnahmehahn werden durch den Ventilblock Zu- und
Abflussleitungen für verunreinigtes Wasser geöffnet oder geschlossen und werden die Druckverhältnisse zwischen dem Reinstwasser und dem verschmutzen Wasser ausgenutzt.
Die Steuerung der Ventileinheit wird bei einer bevorzugten Ausführung durch eine Druckänderung in der Zuführleitung zum Entnahmehahn infolge des Öffnens oder Verschließens des Entnahmehahns vorgenommen. Bei dieser Ausführung wird somit rein mechanisch gearbeitet, was für den Anwender geringere Energiekosten bedeutet.
Durch die Ausnutzung der Druckdifferenzen zwischen dem Reinstwasser und dem verunreinigten Wasser sowie der
Druckanderung bei der Entnahme von Reinstwasser, wird sogar eine Entnahme von Reinstwasser unter Druck realisiert, ohne dass es eines Luftdruckes bedarf. Da bei der Entnahme verunreinigtes Wasser direkt aus dem Umkehrosmosemodul strömt, wird der Molekularf 11 ter des Umkehrosmosemoduls bei jeder Entnahme gleichzeitig gespült. Es bedarf somit keines gesonderten Spülvorganges mehr, der, da nicht selten vergessen, zur Erhöhung der Ausfallrate im Haushalt bei der Herstellung von Reinstwasser führt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass mittels eines in einem Bypass des Abflusses aus dem Raum (KM) zur Ventileinheit angeordneten Durchflussbegrenzers der Arbeitsdruck im Raum (KM) des Umkehrosmosemoduls eingestellt wird, wobei der Bypass in der Zuleitung zum Raum (KV) des Vorratsbehälters mündet.
Von Vorteil für die Funktionsweise der Umkehrosmoseanlage ist es, wenn eingangsseitig in den Umkehrosmosemodul eine Grobfilterung des zugeleiteten verunreinigten Wassers erfolgt .
Neben den bereits genannten Vorteilen, weist die
Umkehrosmoseanlage darüber hinaus noch weitere Vorteile auf :
- eine erhebliche Einsparung an Leitungswasser, da die Befullung des Vorratsbehälters mit Reinstwasser im Gegensatz zum druckluftbetriebenen Behälter, permanent nahezu ohne Gegendruck verläuft,
- die Umkehrosmoseanlage kann im Gegensatz zu
konventionellen Anlagen auch bei wesentlich
niedrigerem Wasserleitungsdruck betrieben werden, so dass eine elektrisch betriebene Wasserpumpe eingespart wird, - eine Verlängerung der Lebensdauer des kostenintensiven Molekularfilters durch eine regelmäßige Spülung,
- der Schutz der Ventile, Fittings und Schläuche etc. gegen Kalk, Rost und Ablagerungen, da bereits
vorgefiltertes Leitungswasser gegenüber dem Stand der Technik eingesetzt wird,
- eine Platzeinsparung, da eine Befüllung des
Vorratsbehälters bis nahezu 100% erreicht werden kann im Gegensatz zu bekannten druckluftbetriebenen
Systemen mit ax. 60-70 % Permeatbefüllung,
- ein nahezu geräuschloser Betrieb gegenüber dem Betrieb einer Permeatpumpe,
- einen wartungsarmen Vorratsbehälter, da die
regelmäßige Kontrolle des ausreichenden Luftdrucks gänzlich entfällt.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung einer Umkehrosmoseanlage weist mindestens auf
- einen Umkehrosmosemodul zur Erzeugung von Reinstwasser mit einem Molekularfilter, der einen Raum (KM) für
verunreinigtes Wasser und einen Raum (PM) für Reinstwasser trennt, wobei beide Räume (KM und PM) über einen Abfluss verfügen ,
- einen Vorratsbehälter, der zwei Räume ( PV und KV) aufweist, die durch elastische wasserundurchlässige Mittel getrennt sind, wobei in den Raum (PV) Reinstwasser direkt einspeisbar ist und der Raum (KV) verunreinigtes Wasser aufnimmt ,
- einen Abfluss zum Ableiten von verunreinigtem Wasser, - einen Entnahmehahn für Reinstwasser sowie
- Leitungen, die die einzelnen Anlagebestandteile
miteinander verbinden, wobei
- die Leitungen zum Abfluss und zum Entnahmehahn aus den Räumen (PV) bzw. (KV) des Vorratsbehalters kommend sowie die Zuleitung von verunreinigtem Wasser in den Raum (KV) jeweils über eine Ventileinheit geführt sind, die die
Durchlässe durch die Ventileinheit wechselnd öffnet bzw. schließt .
Die Ventileinheit weist somit drei Ventile auf, die
vorzugsweise gemeinsam verstellbar sind, wobei jedes Ventil über einen Durchlass verfügt und in einer anderen Stellung der Durchlass geschlossen ist. Das Ventil mit dem Durchlass zum Entnahmehahn übernimmt dabei die Steuerungsfunktion für die beiden anderen Ventile und kann deshalb als
Steuerventil bezeichnet werden.
Anstelle von drei Ventilen in der Ventileinheit können auch nur zwei gleichzeitig verstellbare Ventile eingesetzt sein, wobei die Verstellung mittels veränderbarer
Druckverhältnisse in einer Druckkammer in der Ventileinheit vorgenommen wird. Die Druckkammer verfügt deshalb über einen Durchfluss für Reinstwasser, der mittels des
Entnahmehahns geöffnet oder geschlossen wird.
Eine zentrale Funktion kommt somit dem Durchlass zum
Entnahmehahn zu. Wird dieser geöffnet, wird Reinstwasser aus dem Vorratsbehälter entnommen. Gleichzeitig wird der Durchlass zum Ablauf für verunreinigtes Wasser geschlossen und die Zuleitung über das entsprechende Ventil für verunreinigtes Wasser zum Vorra tsbehalter geöffnet.
Verschmutztes Wasser aus dem Umkehrosmosemodul kann so mit dem Druck dieses Wassers in den Raum (KV) des
Vorratsbehälters strömen und das Reinstwasser aus dem Raum (PV) herausdrücken.
Wird der Entnahmehahn geschlossen, findet in der Zuleitung zum Entnahmehahn eine zumindest kurzzeitige Druckerhöhung statt, die ein Umschalten der miteinander gekoppelten
Ventile der Ventileinheit in die Position des Befüllens des Raumes (PV) des Vorra tsbehalters mit Reinstwasser bewirkt.
Dabei stellt ein Ventil eine direkte Verbindung zwischen dem Raum (KV) des Vorratsbehälters und dem Abfluss her, so dass das verunreinigte Wasser ungehindert abfließen kann, während sich der Raum (PV) des Vorratsbehälters langsam mit Reinstwasser füllt. Das Reinstwasser aus dem Raum (PM) des Umkehrosmosemoduls fließt direkt in den Raum (PV) des
Vorratsbehälters .
Damit in der Zuleitung zum Entnahmehahn und dem Durchlass durch das Steuerventil bzw. der Druckkammer ein dauerhafter Überdruck bei geschlossenem Entnahmehahn erhalten bleibt, ist im Bereich des Zuflusses in dieses
Steuerventil/Druckkammer vorzugsweise ein Rückschlagventil angeordnet, das den Druckabbau verhindert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Abfluss aus dem Raum (KM) des Umkehrosmosemoduls einen Bypass zur Ventileinheit in die Zuleitung in den Raum (KV) des Vorratsbehälters aufweist, in dem ein
Durchflussbegrenzer angeordnet ist. Durch diese Anordnung lasst sich der Druck des verunreinigten Wassers im
Umkehrosmosemodul einstellen, d. h. die Menge
verunreinigten Wassers, die den Molekularfilter des
Umkehrosmosemoduls durchdringt. Weitere Ausgestaltungen sehen vor, dass in die Zuleitung in den Umkehrosmosemodul ein Vorfilter zur Grobfilterung des zugeleiteten verunreinigten Wassers angeordnet ist und die Zuleitung von verunreinigtem Wasser in den
Umkehrosmosemodul eine Zulaufsperre aufweist. Letztere wird aktiviert, wenn der Raum (PV) des Vorratsbehälters befällt, d. h. ausgelastet ist.
Ferner ist zwischen dem Vorratsbehälter und dem
Entnahmehahn bei einer weiteren Ausgestaltung ein
Nachfilter angeordnet, welcher den Geschmack des
Reinstwassers verbessern bzw. dessen Anreicherung mit
Mineralien vornehmen soll.
Bei der bisher beschriebenen Steuerung der
Umkehrosmoseanlage waren im Ventilblock lediglich die
Druckkammer und die Ventile zum Entnahmehahn und zum
Auslauf angeordnet. Zweckmäßig kann es auch sein, den
Durchflussbegrenzer und/oder die Zulaufsperre mit in den Ventilblock zu integrieren, so dass nur ein Bauteil für alle Steuerfunktionen vorhanden ist. Bei dieser
Ausführungsform kann die Zulaufsperre mit der bereits vorhandenen Druckkammer verbunden und wie ein zusätzliches Ventil ebenfalls von ihr gesteuert werden. Da an beiden Seiten der Druckkammer bereits Ventile angeordnet sind, kann die Zulaufsperre aus Platzgründen vorzugsweise
unterhalb oder oberhalb der Druckkammer positioniert werden. Der integrierte Durchflussbegrenzer kann wiederum so gebildet werden, dass er auf den jeweiligen
Molekularfiltertyp flexibel einstellbar ist.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 die Umkehrosmoseanlage ,
Fig. 2a das Befüllen des Vorratsbehälters mit
Reinstwasser,
Fig. 2b die Entnahme von Reinstwasser und
Fig. 3 einen erweiterten Ventilblock.
Fig. 1 zeigt eine Umkehrosmoseanlage, in die über einen Zulauf 1 und einen Vorfilter 2 das zu reinigende Wasser in den Umkehrosmosemodul 3 in den Raum KM für verunreinigtes Wasser gelangt. Das durch den Molekularfilter 9 in den Raum PM transportierte Reinstwasser gelangt dann über ein
Leitungssystem in den Raum PV des Vorratsbehälters 5. Der Raum PV für Reinstwasser wird hier von dem Raum KV für verunreinigtes Wasser durch eine wasserundurchlässige
Membran 10 getrennt, wobei der Raum KV durch verunreinigtes Wasser aus dem Raum KM des Umkehrosmosemoduls 3 gespeist wird. Dabei passiert das verunreinigte Wasser ein
Leitungssystem und eine selbsttätige Ventileinheit 4 und kann je nach Steuerung durch die Ventileinheit 4 auch über einen Abfluss 8 die Anlage verlassen.
Der Raum PV des Vorratsbehälters 5 ist wiederum über die Ventileinheit 4 mit einem Entnahmehahn 7 verbindbar.
Die Ventileinheit 4 ist in den Fig. 2a -Befüllen- und
Fig. 2b -Entnahme- vereinfacht dargestellt.
Zentrales Steuerteil der Ventileinheit 4 ist die
Druckkammer C, die auch als Steuerventil bezeichnet werden kann. Die Druckkammer ist ausgangsseitig mit dem
Entnahmehahn 7 über eine entsprechende Leitung verbunden.
Die Druckkammer C weist einen Durchlass auf, der als solcher in Abhängigkeit von der Stellung des Entnahmehahns 7 geöffnet oder geschlossen ist.
Mittels des Druckes in der Druckkammer werden zwei
Druckkolben oder Membranen der Druckkammer bewegt, deren Bewegung folgend die Ventile A als Zulauf in den Raum KV für verunreinigtes Wasser in den Vorratsbehälter 5 und das Ventil B für den Ablauf von verunreinigtem Wasser in den Abfluss 8 gesteuert werden.
Diese Ventile A, B weisen nur eine Durchflussstellung auf und sind ansonsten geschlossen.
Fig. 2a zeigt die Ventilstellung für das Befüllen des Raum PV des Vorratsbehälters 5 mit Reins twasser . Wie dargestellt ist zum Zeitpunkt des Befüllens des Raumes PV des
Vorratsbehalters 5 der Raum KV des Vorratsbehalters 5 mit verunreinigtem Wasser und Restluft gefüllt. Der
Entnahmehahn 7 ist geschlossen, was durch den senkrechten Strich in der Leitung angedeutet wird. Die Druckkammer C steht unter dem Systemdruck, mit dem sich der Raum PV des Vorratsbehälters 5 vergrößert. Unter diesem Systemdruck bewegen sich die Kolben oder Membranen der Druckkammer C nach außen und bewirken folgende Ventileinstellungen gegen den Druck der Federn 11:
Ventil B ist zum Auslauf 8 hin geöffnet und Ventil D ist geschlossen .
Der Raum KM des Umkehrosmosemoduls 3 ist so mit keinem Durchfluss durch eines der Ventile A, B direkt verbunden.
Es gibt nur einen Bypass mit einem Durchflussbegrenzer 6, über den der Druck im Raum KM des Umkehrosmosemoduls 3 einstellbar ist. Reinstwasser wird so durch den Molekularfilter 9 in den Raum PM des Umkehrosmosemoduls 3 gedrückt und gelangt von da in den Raum PV des Vorratsbehälters 5. Über die Membran 10 des Vorratsbehälters 5 wird Druck auf das verunreinigte Wasser im Raum KV des Vorratsbehälters 5 ausgeübt, so dass das verunreinigte Wasser aus dem Raum KV entweicht und über das geöffnete Ventil B und den Abfluss 8 abfließt.
Für den notwendigen Druck zum Filtern von verunreinigtem Wasser im Molekularfilter 3 sorgt der Druck des
zugeleiteten Wassers aus dem Vorfilter 2, der lediglich durch den Durchflussbegrenzer 6 eine Regulierung erfährt.
Dieser Vorgang kann andauern, bis der Raum PV nahezu den gesamten Innenraum des Vorratsbehälters 5 einnimmt. Tritt dieser Fall ein, wird eine nicht dargestellte Zulaufsperre im Bereich des Vorfilters 2 aktiviert.
Soll nun Reinstwasser durch den Entnahmehahn 7 entnommen werden, wird dieser Entnahmehahn 7 geöffnet. Es kommt zu einem Druckabfall ausgangsseitig von der Druckkammer C und in dieser, so dass die Ventile A, B umschalten:
Ventil A öffnet den Durchlass für verunreinigtes
Wasser, das dann in den Raum KV des Vorratsbehalters 5 gelangt, und Ventil B wird geschlossen.
Dies wird in Fig. 2b gezeigt.
Da der Druck des verunreinigten Wassers größer ist als der des drucklosen Reinstwassers , wird dieses Reinstwasser aus dem Raum PV des Vorratsbehalters 5 herausgedrückt und gelangt über den Durchlass der Druckkammer C zum Entnahmehahn 7, ohne dass sich die Steuerdrücke verändern.
Gleichzeitig bewirkt die Entnahme von verunreinigtem Wasser aus dem Raum KM des Umkehrosmosemoduls 3 eine Reduzierung des in dem Raum PM durch den Molekularfilter 9
übertretenden Reinstwassers . Soweit noch Reinstwasser entsteht, wird dieses direkt in den Zulauf zum Entnahmehahn 7 eingespeist .
Wird der Entnahmehahn 7 wieder geschlossen, entsteht ein Staudruck ausgangsseitig der Druckkammer C und in der
Druckkammer C, der zum Öffnen des Ventils B und zum
Schließen des Ventils A führt und damit zur Ventilstellung zum Befüllen des Raumes PV im Vorratsbehälter 5, wie unter Fig. 2a beschrieben. Dabei kann die Bewegung der Ventile Ä und B durch das Entspannen der Federn 11 unterstützt werden .
Natürlich ist es auch möglich, die Druckkammer/
Steuerventil C und/oder die Ventile A, B elektrisch
anzusteuern in Abhängigkeit von z. B. der Entnahme von Reinstwasser. Insoweit soll die Erfindung auch diese
Möglichkeit einschließen, nämlich den Druckabfall bei
Entnahme und den Druckaufbau beim Schließen des
Entnahmehahns 7 in elektrische Signale umzuwandeln zur Steuerung der Ventile A und B.
Fig. 3 zeigt eine Ausführung der Umkehrosmoseanlage, bei der alle Bauteile zu deren Steuerung im Ventilblock integriert sind. Eingezeichnet wurden nur die Bauteile, die nicht bereits in den Fig. 1 und 2 als Bestandteil des Ventilbockes dargestellt wurden, nämlich der
Durchflussbegrenzer 6 und die Zulaufsperre 12. Bezugszeichenliste
1 Zulauf von verunreinigtem Wasser
2 Vorfilter
3 Umkehrosmosemodul
4 Ventileinheit
5 Vorratsbehälter
6 Durchflussbegrenzer
7 Entnahmehahn
8 Auslauf
9 Molekularfilter
10 wasserundurchlässige Membran
11 Federn
12 Zulaufsperre
KM Raum des Umkehrosmosemoduls für verunreinigtes Wasser
PM Raum des Umkehrosmosemoduls für Reinstwasser (Permeat)
PV Raum für Reinstwasser im Vorratsbehälter
KV Raum für verunreinigtes Wasser im Vorratsbeha 1 ter
C Steuerventil/Druckkammer der Ventileinheit
A Durchlassventil für verunreinigtes Wasser
B Durchlassventil für verunreinigtes Wasser

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Umkehrosmoseanlage,
mindestens aufweisend
- einen Umkehrosmosemodul (3) zur Erzeugung von
Reinstwasser mit einem Molekularfilter (9), der einen Raum (KM) für verunreinigtes Wasser und einen Raum (PM) für Reinstwasser trennt, wobei beide Räume (KM und PM) über einen Abfluss verfügen,
- einen Vorratsbehälter (5), der zwei Raume (PV und KV) aufweist, die durch elastische
wasserundurchlässige Mittel getrennt sind, wobei im Raum (PV) Reinstwasser gesammelt wird und der Raum (KV) verunreinigtes Wasser aufnimmt,
- einen Abfluss (8) zum Ableiten von verunreinigtem Wasser,
- einen Entnahmehahn (7) für Reinstwasser sowie
- Leitungen, die die einzelnen Anlagebestandteile miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen zum Abfluss (8) und zum Entnahmehahn (7) über eine Ventileinheit (4) geführt werden, derart, dass zum Befüllen des Raumes (PV) des Vorratsbehalters (5) mit Reinstwasser der Zufluss zum Abfluss (8) für verunreinigtes Wasser geöffnet wird, um dem Raum (KV) des Vorratsbehälters (5) zu entleeren und den Raum (PV) des Vorratsbehälters mit Reinstwasser zu füllen, wobei der Zufluss zum Entnahmehahn (7) geschlossen ist, und dass zur Entnahme von Reinstwasser aus dem Raum (PV) des Vorratsbehälters (5) der Zufluss zum Abfluss (8) für verunreinigtes Wasser geschlossen wird und der Zufluss in den Raum (KV) des Versorgungsbehälters (5) für verunreinigtes Wasser geöffnet wird, um über den geöffneten Entnahmehahn (7) Reinstwasser aus dem Raum (PV) des Vorratsbehälters zu entnehmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung der Ventileinheit (4) durch eine
Druckänderung in der Zuführleitung zum Entnahmehahn (7) infolge des Öffnens oder Verschließens des
Entnahmehahns (7) vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass mittels eines in einem Bypass des Abflusses aus dem Raum (KM) zur Ventileinheit (4) angeordneten
Durchflussbegrenzers (6) der Arbeitsdruck im Raum (KM) des Umkehrosmosemoduls (3) eingestellt wird, wobei der Bypass in der Zuleitung zum Raum (KV) des
Vorratsbehälters (5) mündet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Entnahme von Reinstwasser über den Entnahmehahn (7) mit einer Spülung des Molekularfilters (9) einhergeht .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eingangsseitig in den Umkehrosmosemodul (3) eine Grobfilterung des zugeleiteten verunreinigten Wassers erfolgt .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei gefülltem Raum (PV) des Vorratsbehälters (5) die Zuleitung von verunreinigtem Wasser in den
Umkehrosmosemodul (3) gesperrt wird.
7. Vorrichtung zur Steuerung einer Umkehrosmoseanlage, mindestens aufweisend
- einen Umkehrosmosemodul (3) zur Erzeugung von
Reinstwasser mit einem Molekularfilter (9), der einen Raum (KM) für verunreinigtes Wasser und einen Raum (PM) für Reinstwasser trennt, wobei beide Räume (KM und PM) über einen Abfluss verfügen,
- einen Vorratsbehälter (5), der zwei Räume ( PV und KV) aufweist, die durch elastische
wasserundurchlässige Mittel getrennt sind, wobei in den Raum (PV) Reinstwasser direkt einspeisbar ist und der Raum (KV) verunreinigtes Wasser aufnimmt,
- einen Abfluss (8) zum Ableiten von verunreinigtem Wasser ,
- einen Entnahmehahn (7) für Reinstwasser sowie
- Leitungen, die die einzelnen Anlagebestandteile miteinander verbinden, wobei - die Leitungen zum Abfluss (8) und zum Entnahmehahn (7) aus den Räumen (PV) bzw. (KV) des Vorratsbehalters (5) kommend sowie die Zuleitung von verunreinigtem Wasser in den Raum (KV) jeweils über eine
Ventileinheit (4) geführt sind, die die Durchlässe durch die Ventileinheit (4) wechselnd öffnet bzw.
schließt .
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (4) über zwei gleichzeitig
verstellbare Ventile (D, B) verfügt, wobei die
Verstellung mittels veränderbarer Druckverhältnisse in einer Druckkammer (C) in der Ventileinheit vorgenommen wird und die Druckkammer (C) über einen Durchfluss für Reinstwasser , der mittels des Entnahmehahns geöffnet; oder geschlossen wird, verfügt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, dass als elastische wasserundurchlässige Mittel zum Trennen der Räume (PK, PV) des Vorratsbehälters (5) eine Membran (10) angeordnet ist oder das Reinstwasser wird in einem elastischen wasserundurchlässigem Foliensack gespeichert, umgeben von verunreinigtem Wasser.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfluss aus dem Raum (KM) des Umkehrosmosemoduls (3) einen Bypass zur Ventileinheit (4) in die
Zuleitung in den Raum (KV) des Vorratsbehälters (5) aufweist, vorzugsweise mit einem Durchflussbegrenzer (6) .
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Zuleitung in den Umkehrosmosemodul (3) ein Vorfilter (2) zur Grobfilterung des zugeleiteten verunreinigten Wassers angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung von verunreinigtem Wasser in den
Umkehrosmosemodul (3) eine Zulaufsperre aufweist, die bei gefülltem Raum (PV) des Vorratsbehal ters (5) aktivierbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufsperre (12) und/oder der Durchflussbegrenzer (6) mit im Ventilblock (4) angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zulaufsperre (12) mit der Druckkammer/Steuerventil (C) gekoppelt ist zur Steuerung der Zulaufsperre (12).
15. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, dass der Durchflussbegrenzer (6) in Abhängigkeit vom Typ des Molekularfilters (9) flexibel einstellbar ist.
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