Verfahren zum ununterbrochenen Enthärten von Wasser mittelst Zeolithen.
Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver fahren zum ununterbrochenen Enthärten von
Wasser mittelst Zeolithen. Die Bezeichnung
Zeolithe schlieBt hierbei Aluminiumsilikate und andere Substanzen ein, welche baseh austauschende Eigenschaften besitzen.
GemäB der vorliegenden Erfinclung wird die Enthärtung des Wassers, die Regenerie rung der erschöpften Zeolithe und das Wa schen der regenerierten Zeolithe in getrenn ten Xammern ausgeführt, welche hinterein ander angeordnet sind und durch welche die
Zeolithe in wiederholtem Kreislauf zirku- lieren.
Auf der Zeichnung ist zum Beispiel eines nach dem vorliegenden Verfahren arbeiten den Apparats veranschaulicht.
Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch den Apparat ;
Fig. 2 und 3 sind schaubildliche Darstellungen von hierbei in Anwendung kommenden Ventilkoitpern in grösserem Ma?stabe, und
Fig. 4 ist ein Ventil ebenfalls in gr¯?erem Massstabe.
Der eigentliche Enthärtungsprozess findet in der Enthärtungskammer A statt, die durch einen Hals c mit einem hohlen FuB A'ver bunden ist. Über der Halsöffnung befindet sich ein Schirm a9) welcher den Zweck hat, eine Verstopfung ¯des Halses a durch das darüberliegende Zeolithmaterial zu verhin dern. Der Schirm wirkt demnach druckent lastend und verteilend ; er ist mit einem Ent lüftungsrohr al versehen, dessen obere Íff nung durch eine kegelförmige Haube a" überdeckt ist, um ein Einfallen von Zeolithen in das genannte Rohr zu verhindern.
Das zu enthärtende Wasser gelangt unter höherem als atmosphÏrischem Druck in die Kammer A durch ein Rohr at. Ein Bett von lose lie genden Zeolithen B füllt gewöhnlieh den untern Teil der Kammer A und ihren hohlen Fuss A1 ; im wesentlichen gleiche Beschik- kungen von erschöpften Zeolithen werden intemnittierend dem hohlen Fu? durch ein Rohr a2 entnommen.
In der Kammer A sind zweckmÏ?ig eine oder mehrere durchlöcherte Platten bezw.
Siebböden a3 wagrecht angebracht, deren Zwee. k es ist, den Niedergang der Zeolitheetwas aufzuhalten, während dieselben inForm eines Regens in der Kammer niederCehen.
In der Kammer A ist ferner ein gloeken- artiger bezw. umgekehrt becherf¯rmiger Hohlk¯rper a4 angeordnet, dessen Oberteil zweek- mÏ?ig abgeschrÏgt ist, damit die Zeolithe darauf niedergleiten. Unter dieser Glocke a4 sammelt sich weiches Wasser, und dabei werden auch Zeolithe abgeschieden, so dass das weiehe Wasser durch ein Rohr a und Halm abgezogen werden kann.
Durch das Rohr er, das durch die Seiten @ der Kammer A hindurehgeführt und an eine Regenerierkammer C am obern Ende derselben angeschlossen ist, wird ein Teil der erschöpften Zeolithe aus dem Fu? A1 periodisch in die Kammer C gef¯rdert.
Der SaJztopf D ist teilweise mit gew¯hnliehem Kochsalz S gefüllt, das durch eine mittelst Stöpsel d oder dergleichen cersehlieB- bare Offnung eingefiillt wird. Das Salz ruht auf einem Siebboden d1, unter dem eine Kammer d2 gebildet ist. Am Deckel ist ein Ent lüftungshahn d3 vorgesehen. Wasser, zweckmässig ?ig enthÏrtetes Wasser aus der Glocke a4, wird durch ein mit einem Regulierhahn d6 versehenes Rohr d4 dem SaizgefÏ? zugef hrt.
Das Wasser flieBt durch das Salzbett und sammelt sich als gesättigte Losung unter dem Siebboden in der Kammer d2. Von dort flie?t es durch ein Rohr d5 in die Kammer e der Beschickungsvorrichtung Z ? und hebt dort den lose eingepassten Kolben e1 an, bis er gegen den Ventilsitz e2 st¯?t, wodurch eine Beschickung von Salzl¯sung aus der Kammer e3 dureh die obere Kammer e und das Rohr e6 in die Regenerierungskammer C bei angehobenem R ckschlagventil e5 bef¯rdert wird.
Wenn das Mineral in der Kammer C zur Ruhe kommt, schlie?t sich das R ckschlagventil e5 und verhindert ein R ckflie Ben der Salzlosung. Der Kolben e1 fÏllt, wÏhrend die unter ihm befindliche Salzl¯sung, um diesen herumfliessend, in die Kammer e3 über dem Kolben eindringt. Ein Stift e7 kann mittelst einer Stellschraube e3 so eingestellt werden, dass der Nieclergang des Kolbens an einer beliebigen Stelle begrenzt wird ; dadurch kann die Menge der jeweiligen Be- schickung von Salzlösung, die der Regenerierkammer C zugeführt werden soll, regu- liert werden.
Von der Kammer C gelangt das Mineral durch ein Rohr e in eine zweite Regenerier- kammer C1, in welche es in der NÏhe des obern Endes eintritt, um noehmals von der Salzlösung durchsp lt zu werden, die zusam- men mit den Zeolithen eingeführt worden ist. Die Kammern C und C'haben Entiiif- tungshÏhne c1 und c2. In diesen Kammern werden die Zeolithe mit Salzlösung gemischt, wobei das MishungsverhÏltnis ein derartiges ist, dass. die Mischung leicht durch den Apparat und die Röhren fliessen kann.
Es ist ersichtlich, da? jede Regenerierkammer mit der Eintrittsöffnung am obern Ende und der Aust. ritisöffnung in der Nähe des Bodens einen Siphon bildet, der einen Rüe-l- fluss der Zeolithe und der Fl ssigkeit in die vorhergehende Kammer verhindert. Mitgeris- sene Luft wird hierbei im Betrieb selbsttÏtig abgef hrt.
Das regenerierte Mineral gelangt aus der Kammer C1 durch das Rohr C3 in den Abscheideraum f, welcher den obern Teil der Wasehleammer F bildet. In dieser verz¯gern eine Reihe übereinander angeordneter Prell platten deii der Zeolithe, der obendrein noc. h durch den aufsteigenden Strom desWasehwassersverlangsamt wird.
In der Waschkammer werden die Zeolithe durch das Waschwasser von der noch an ihnen haftenden Regenerierfl ssigkeit befreit.
Während eine Beschickung des Minerals in die Regenerierkammer C gelangt, wird eine andere, vorhergehende Beschickung in die zweite Regenerierkammer C1 bef¯rdert und eine dritte Beschickung in die Waschkammer F, in welcher sie niedergeht, um sich auf den Ventilkörper G zu setzen, welcher einen Sitz g hat. der zweckmässig aus Gummi oder anderem elastischen Stoff besteht.
Der Ventilkarper G liat in der Mitte ein Rohr g1, das mit dem zu einem Schwimmer ausgebil- deten Ventilkörper ein Ganzes bildet : das untere Ende dieses Rohres g1 besitzt ebenfalls einen zweckmässig aus elastischem Ma teria. 1 bestehenden Ventilsitz 92 auf den ein kleiner Ventilkörper g3 pa¯t, dessen Schaft eine aehsiale Bohrung zur Aufnahme des Ventilstiftes g4 hat, der an dem Ventilkörper G befestigt ist. Der Eilfsventilkorper 93 ist auf dem Stift g4 beweglich. Der obere Teil des Rohres trägt Führungsflügel , um das Rohr gl im Innern des Führungsrohres 96 zu führen.
Dieses Führungsrohr 96 ist durch Stege g', g8 in der Kammer F gehalten und mit einer kegelförmigen Haube g9 versehen, die dazu dient, das Einfallen von Zeolithen in das Rohr zu verhindern.
Der Ventilkörper G ist ferner durch eine zylindrische H lse g10 gef hrt, die an der Kopfplatte a12 der Kammer A durch Steoe "oder dergleichen befestigt ist.
Der ¯bergang der Zeolithe von der Waschkammer F in die Enthärtungskammer A wird durch den schwimmerförmigen Ventilk¯rper G in der Weise geregelt, dass derselbe von seinem Sitze durch das Gewicht der auf ihm lastenden Zeolithe abgedr ckt wird, wenn, die Drücke in den erwähuten beiden Kammern ausgeglichen sind. Nach Abfluss der Zeolithlast steigt der sehwimmer- f¯rmige Ventillk¯rper G wieder in die das Ventil schliessende Lage. Der Hilfsventilkör- per 93 regelt den Durchflu¯ von weichem Wasser durch das Ventil G, indem er, nachdem das Ventil G geschlossen ist, durch die Str¯mung des aufwÏrts flie¯enden weichen Wassers gegen seinen Sitz 92 gedrückt wird und das Hilfsventil schlie¯t.
Erst nachdem die Drücke in den beiden Kammern F und A sich wieder ausgeglichen haben, sinkt der Hilfsventilk¯rper g3 durch seine eigene
Schwere nach unten und ¯ffnet das Hilfsventil.
Eierauf fliesst weiches Wasser von dem obern Teil des Gehäuses A in die Waschkammer F durch das Rohr g1 und unter der Haube g9 durch, von wo es aufwärts durch die in der Wasehkammer F und deren Zellen f l niedergehenden Zeolithe str¯mt, um zusammen mit der verbauchten Salzlösung aus der zweiten Regenerierkammer Cl in das Rohr f2 einzutreten. Die von der Salzlösung mitgeführten Zeolithe trennen sich im Raum f von der Salzlösung und sinken durch die Waschkammer F hinunter.
Damit schliesst sich der Kreislauf der Zeolithe von dem Fu¯ A1 der EnthÏrtungskammer, durch C, C1 und F zu dem obern Teil cler Enthärtungskam- mer A, von wo sie allmählich durch die Schwere in den hohlen Fu¯ A1 zur ckfallen, und zwar in dem Masse, wie Zeolithe aus diesem hohlen Fu¯ entnommen werden.
Das Waschwasser mit der verbrauchten Salzlösung gelangt in eine Absetzkammer h einer Reguliervocrichtung H und ±lient hier aufwärts durch die Offnung h1, wobei der Ventilkörper h2 und ein ringf¯rmiger K¯rper h3, welche beide zusammen einen in das Rohr h4 lose passenden Kolben bilden, angehoben werden, bis die Spitze h" des Ventilkörpers h3 gegen einen mit einer achsialen Bohrung versehenen Stift h6 schlÏgt, der derart gelagert ist, daB er sich in dam Kopf h14 innerhalb bestinumter Grenzen auf-und abbewegen kann.
Der aufsteigende Kolben h2, h3 dr ckt das Wasser, welches sich dar ber in cler Kammer h7 befindet, durch die zentrale Bohrung des Stiftes h6 in die Kammer hs, dadurch den belasteten Kolben nach oben drückend, wel- cher aus einer Ledermanschette h9 und dem Gewicht h10 besteht, das bei h11 in dem Rohr h12 gef hrt ist. Der Ausla-Bhahn h13, welcher stets offen ist, ist so bemessen und wird so eingestellt, dass es eine vorbestimmte längere Zeit braucht, um das Wasser aus der Kammer h8 auszulassen, als notwendig ist, das Wasser durch die Bohrung des Stiftes h6 durchzulassen.
Dadurch wird bewirkt, dass der belastete Kolben durch die Kraft des Wassers. angehaben wird, bis der Ventilkörper h2 den Stift h6 nach oben st¯¯t und sich selbst gegen den vorzugsweise ebenfalls elastischen Sitz h15 legt, der sich auf der untern Seite des Kopfes h14 befindet. Sobald der Ventilkörper h2 aufsitzt, hört der aufwärts gerichtete Strom des Wassers auf, und der Tingförmige K¯rper h3 fÏllt unter seiner Schwere.
Durch ÄnderungderausdemAusfluss- hahn 7 fliessenden Wassermenge kann demnach der zeitliche Abstand der einzelnen Zeo. lithbeschickungen und die Menge der mit jeder Beschickung beförderten Zeolithe re guliert werden.
Dieses Schliessen der Offnung zwischen den Kammern h'und h8 sperrt den Strom des Wassers ab, und damit hört auch die F¯r derung des Minerals aus der Kammer A1 in die Kammer C auf.
Wenn der Kolben h2, h3 auf dem Ventilsitz "aufsitzt, hört der gewichtsbelastete Kolben h9, h10 auf, zu steigen, und da das Wasser durch den Hahn h13 abflie¯t und der g Kolben allmählich nieder- geht, drückt schliesslich die Feder h17, die unten an dem genannten Kolben sitzt, den Stift h abwärts, so da¯ der Ventilk¯rper h2 von seinem Sitz abgestossen wird und Wasser um den Ventilk¯rper h2 herum in die Kammer h7 ber dem Ventilk¯rper eintreten kann ; der Ventilk¯rper h3 fÏllt nun, bis er in Berührung mit dem ringförmigen Körper 7r kommt, wodurch die Öffnung in dem ringförmigen Körper geschlossen wird. so dass beide zusammen wieder einen Kolben bilden und ansteigen werden, wie dies vorher besehrieben ist.
Der Hahn h16 ist vorgesehen, nm verbrauchte Zeolithe und sich absetzenden Sehlamm aus dem Apparat zu entfernen.
Da der Apparat ein wasser-und luftdich- tes System bildet, solange der Kolben h2, h' emporsteigt, so wird das Wasehwasser und die verbrauchte Salzlösung während des Emporsteigens des Kolbens h2, h3 aus dem Abscheidraum f der Kammer F in die Ka : m- mer h der Reguliervorrichtung J ? abge- zogen. Der Raum in der Kammer F, der von dem aus der Kammer. F ausgetrete- nen Wasser eingenommen war, wird von einem Gemisch von Zeolithen und verbraueh- ter Lösung ausgefüllt, das aus der zweiten Regenerierkammer C1 kommt.
Der Raum, der durch die Zeolithe und verbrauchte Salz- lösung in der Kammer C1 eingenommen war, wird durch Zeolithe und teilweise ver brauchte Salzlösung aus der Kammer C angef llt, und der Raum, der von der Salz losung und den Zeolithen in der Kammer C eingenommen war, wird durch Zeolithe und Wasser aus dem BehÏlter A ausgef llt und durch frische Salzlösung aus dem Salztopf 1) ersetzt. Die Zeolithe, die in die Kammer eingeführtwerden,fallen in die Kammer A, und eine Menge Wasser, die gleich ist dem wirklichen Rauminhalte dieser Zeolithe, str¯mt von A in die Kammer F, um den Raum auszufüllen, welcher vorher von den Zeolithen eingenommen war.
Diese Bewegun- gen des Inhaltes des Apparats sind die auf einanderfolgenden Stufen, welche fortschrei- tend wiederholt, beständig einen Kreislauf bilden, der notwendig ist, um den Apparat t ununterbrochen in Wirksamkeit zu halten.
Ventile aS, d6 und e9 sind vorgesehen f r den Fall, dass der Apparat ausser Betrieb ge- setzt werden soll.
Die Regenerierkammer Cl könnte auch weggelassen werden.