Einrichtung zum selbsttätigen Regenerieren von Ionenaustauschern
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen Regenerieren von Ionenaustauschern, insbesondere von solchen in Wasserenthärtern, bei denen zum Zweck der Regeneration des Filterbettes Salzsole in den Filterkörper geleitet wird.
Es ist bekannt, das mit Kalk aus dem Leitungswasser angereicherte Filterbett von Ionenaustauschern in Wasserenthärtern mit Hilfe einer Salzsole zu regenerieren und dadurch den Kalk wieder herauszulösen. Bei bekannten Wasserenthärtern wird - gesteuert durch ein Programm schaltgerät bzw. ein Zeitschaltgerätso viel Salzsole in den Filterkörper geleitet, wie zum Regenerieren des Filterbettes notwendig ist.
Zur exakten Steuerung des Regenerationsvorganges ist es erforderlich, entsprechende Mittel für die Zeitsteuerung im Programmschalter des Wasserenthärters bzw. im Programm steuergerät des betreffenden Haushaltsgerätes, z.B. einer Geschirrspülmaschine, vorzusehen. Die Zuführung der zur Regeneration des Filterbettes notwendigen Salzsole muss zeitlich sehr genau gesteuert werden, da bei Zuführung von zu wenig Salzsole die Regeneration nur unvollständig erfolgt, und bei Zuführung von zu viel Sole das Regeneriermittel in unnötiger Weise verschwendet wird. Sowohl bei Steuerung eines Wasserenthärters durch dessen Programmschaltwerk als auch bei Enthärtern, die vom Programmschaltwerk des Haushaltsgerätes mit gesteuert werden, ist wegen der erforderlichen exakten Zeitsteuerung der Steuerungsaufwand relativ hoch.
Um diese Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden, wurden in der DT-OS 1 517 483 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbständigen Regenerieren von Ionenaustauschern in Wasserenthärtungsgeräten vo7- geschlagen, bei der eine federbelastete Blase aus elastischem Material vor Beginn des Regenerationsvorganges mit Frischwasser gefüllt wird. Die in der Blase vorhandene Wassermenge entspricht der erforderlichen Solemenge, die später dem Filterkörper zugeleitet wird. Der Gegenstand nach dieser genannten Offenlegungsschrift weist aber immer noch verschiedene Nachteile auf. Ausser der Verwendung der normalerweise üblichen Ventile sind zusätzlich Rückschlagventile zur Verhinderung ungewollter Rückflüsse und Drosselorgane zur Druckminderung notwendig, die den Aufwand des vorgeschlagenen Wasserenthärters sehr gross werden lassen.
Der Aufwand wird auserdem noch dadurch erhöht, dass die elastische Blase unter dem Druck zusätzlicher Federn steht.
Insbesondere solche Wasserenthärter, die in Waschund Geschirrspülmaschinen eingebaut werden, müssen eine ganz bestimmte, in der Regel im wesentlichen langgestreckte äussere Gestalt aufweisen, um mühelos untergebracht werden zu können; diese Forderung ergibt sich dadurch, dass ja bekanntlich Bottiche in solchen Maschinen untergebracht sind, die nahezu den gesamten Innenraum der Maschine ausfüllen. Dabei soll aber die Einfüll öffnung des Salzbehälters gut erreichbar sein. Um die ge wünscte Gestalt des Wasserenthärters zu erreichen, ist oftmals bei bekannten Waserenthärtem eine Vielzahl von Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Elementen des Enthärters notwendig.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die geschilderten Nachteile bekannter Einrichtungen zu vermeiden. Zur einwandfreien Soledosierung soll ein Raum mit der erforderlichen Solemenge füllbar sein.
Erfindungsgemäss werden vorstehend genannte Aufgaben dadurch gelöst, dass eine beim Enthärten mit Sole füllbare, mittels eines Balges in zwei hermetisch voneinander getrennte Teilräume unterteilte Soledosierkammer sowie ein federbelastetes und von Strömungsdrücken auslenkbares Ventil vorhanden sind.
Der Erfindungsgegenstand weist gegenüber bekannten Einrichtungen die Vorteile auf, dass eine völlig exakt vorherbestimmbare Salzsolemenge beim Regenerieren in den Filterkörper geleitet wird, und dabei lediglich der Schaltzeitpunkt des Regenerierens von einem Programmschaltwerk gesteuert werden muss. Der Endzeitpunkt dagegen ergibt sich von selbst durch die Menge der vorbereiteten Salzsole. Eine Steuerung der Zeitdauer für die Solebereitung ist nicht notwendig. Ein weiterer Vorteil gegenüber bekannten Einrichtungen ergibt sich dadurch, dass durch Verwendung eines klappenartigen Ventils zum Betreiben des gesamten Wasserenthärters, d.h., für die Arbeitsgänge ENTHÄRTEN , REGENERIEREN und 1:)URCH- SPÜLEN lediglich zwei Magnetventile notwendig sind.
Ausserdem lässt sich die Vorrichtung vollkommen kom pakt und ohne jede zusätzliche Schlauch- bzw. Leitungsführung aufbauen. Dabei wirkt sich die äussere Gestalt des Wasserenthärters besonders günstig auf die Einbaumöglichkeiten des Gerätes, insbesondere in Wasch- und Geschirrspülmaschinen aus, da eine Anpassung an die in solchen Maschinen vorhandenen räumlichen Gegebenheiten (Bottich) möglich ist.
Ein Ausführungsbeispiel wird mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines gesamten Wasserenthärters mit dem Erfindungsgegenstand,
Fig. 2 ein Schliessungsschema für die Programmkontakte, welche die Wicklungen der Ventile an das elektrische Netz legen,
Fig. 3 in perpektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der äusseren Gestalt eines gesamten Wasserenthärters mit dem Erfindungsgegenstand,
Fig. 4, 5 weitere, äussere Gestaltungen sowie verschiedene Unterbringungsmöglichkeiten eines Wasserenthärters mit dem Erfindungsgegenstand in einer Spülmaschine.
Der Filterkörper des Wasserenthärters ist im wesentlichen in zwei Filterkammern 3, 3' (Fig. 1) aufgeteilt. Der Filterkörper könnte in einem anderen Ausführungsbeispiel aber auch aus lediglich einer Filterkammer bestehen.
Die erste Filterkammer 3 des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist an ihrem Zulauf mit einem Ventil 1 versehen und steht gleichzeitig in ständiger Verbindung mit der zweiten Kammer 3', an deren Ausgang sich ein klappenartiges Ventil 13 befindet. Das Ventil 13 wird von einer Feder 14 zunächst in der in Fig. 1 dagestellten Lage gehalten, was bedeutet, dass der Weichwasserausgang über den Ablauf 10 geöffnet ist.
Soll aus dem Enthärter Weichwasser entnommen werden, so wird das Ventil 1 geöffnet, was dadurch geschieht.
dass ein Kontakt 5 eines Programm schalters 4 die Wicklung 7 des Ventils 1 an ein elektrisches Netz 12 legt. Das über einen Zulauf 9 zufliessende Frischwasser passiert das Ventil 1, ein die Filtermasse gegen Herausfallen sichemdes Sieb 20 und durchläuft die Filterkammer 3 und dann die Filterkammer 3'. Nach Verlassen der Filterkammer 3' fliesst weiches Wasser an dem Ventil 13 vorbei und verlässt den Enthärter über den Weichwasserablauf 10.
Während des beschriebenen Vorgangs wird gleichzeitig Salzsole für die Regeneration des Filterbettes vorbereitet. Zu diesem Zweck gelangt infolge des am Eingang des Filterkörpers 3 vorhandenen Staudruckes ein Teil des durch das Ventil 1 zulaufenden Frischwassers durch eine Leitung 18 in einen Salzbehälter 15. Hierbei wird im Salzbehälter 15 Salzsole gebildet, die ihrerseits durch eine Düse 21 bzw. eine entsprechende Öffnung in eine Soledosierkammer 16 fliessen kann. Diese Soledosierkammer 16 ist vorzugsweise als langsstreckte Kammer ausgebildet Etwa in der Mitte ihrer Längsachse ist ein Balg aus flexiblem Material eingespannt. Bei Einfliessen der Salzsole in die Soledosierkammer 16 wird der Balg 17 in die in Fig. 1 gezeigte Lage gebracht.
Der dabei auf der anderen Seite des Balges 17 entstehende Druck kann über eine Düse 22 bzw. eine entsprechende öffnung ausgeglichen werden.
Nachdem dem Wasserenthärter ein- oder mehrmals Weichwasser entnommen wurde, muss das Filterbett wieder regeneriert, d.h., vom angelagerten Kalk befreit werden. Zu diesem Zweck bleibt das Ventil 1 geschlossen, und wird das Ventil 2 dadurch geöffnet, dass seine Wicklung 8 an das Netz 12 gelegt wird. Das durch das Ventil 2 zulaufende Wasser kann nun das Ventil 13 in die mit unterbrochenen Linien (Fig. 1) dargestellte Lage stellen und gleichzeitig durch die Düse 22 den Balg 17 in die ebenfalls mit unterbrochenen Linien in der Zeichnung dargestellte Lage bringen.
Beim Umlegen des Balges 17 wird die in der Soledosierkammer 16 gespeicherte Sole durch die Düse 21 in den Salzbehälter 15 zurückgedrückt. Die einen Druckausgleich suchende Salzsole fliesst nun über die Leitung 18 in die beiden Filterkammern 3 u. 3'; ungelöstes Salz wird dabei von einem Sieb 28 im Salzbehälter 15 zurückgehalten. Das in den Filterkammem 3, 3' vorhandene Wasser kann über einen Ablauf 11, der auch dem späteren Spülvorgang dient, ablaufen. Das Filterbett in den beiden Fil terkammem 3 und 3' ist nun vollkommen mit Salzsole umgeben.
Nach einer bestimmten Reaktionszeit müssen Salzsole und gelöster Kalk aus den beiden Filterkammern 3, 3' entfernt werden. Dies geschieht dadurch, dass bei noch geöffnetem Ventil 2 gleichzeitig das Ventil 1 geöffnet wird. Das durch das Ventil 1 zulaufende Frischwasser spült sowohl die Salzsole als auch den gelösten Kalk aus den Filterkammerii 3, 3' heraus. Salzsole und gelöster Kalk verlassen den Wasserenthärter über den Ablauf 11.
Beim folgenden Enthärtungsvorgang ist das Ventil 2 wieder geschlossen und das Ventil 1 geöffnet. über den Zulauf 9 wird den beiden Filterkammem 3 und 3' wieder Frischwasser zugeführt. Zu Beginn dieses Vorganges bringt die Feder 14 das Ventil 13 wieder in die in Fig I dargestellte Lage. Gleichzeitig gelangt wieder Frischwasser durch die Leitung 18 in den Salzbehälter 15, wobei Sole über die Düse 21 in die Soledosierkammer 16 transportiert wird. Hierbei wird der Balg 17 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Lage gebracht. Da das Ventil 2 bei diesem Vorgang geschlossen ist, muss an anderer Stelle ein Druckausgleich erfolgen; dies kann über einen Ausgleichskanal 23 mindestens solange geschehen, wie das Ventil 13 noch nicht wieder seine Ausgangsstellung erreicht hat.
Aber selbst nach Erreichen dieser Stellung kann der Druckausgleich über diesen Ausgleichskanal 23 erfolgen da die Druckkraft der Feder 14 so bemessen ist, dass der Druckausgleich durch leichtes Anheben des Ventils 13 noch möglich ist.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt dass das vom Zulauf 9 zum Ventil 2 gelangte Wasser am Ablauf 11 vorbeifliessen kann. Weiterhin sei erwähnt, dass die Düse 22 eine um den Ablauf 10 herumgeführte Verbindung zum Ventil 2 einerseits und zum Ventil 13 andererseits aufweist.
In Fig. 2 ist ein Schliessungsschema der beiden Kontakte 5 und 6 des Programmschaltwerkes 4 dargestellt, aus dem man schnell ersehen kann, welche Ventile bei einem bestimmten Arbeitsgang des Wasserenthärters ge öffnet sind und welche nicht.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer möglichen Gestalt eines Wasserenthärters mit der erfindungsgemässen Anordnung.
Anhand der Fig. 4 wird eine etwas andere, äussere Form des Wasserenthärters gezeigt, jedoch lassen sich Wasserenthärter nach den Ausführungsbeispielen der Fig. 5 und 4 sehr leicht im Bottich 24 einer Geschirr- bzw.
Waschmaschine unterbringen; der Einfüllstutzen 25 zum Einfüllen des Salzes kann dabei immer gut zugänglich untergebracht werden.
Sofern aber der Salzbehälter 15 unbedingt etwas weiter entfernt vom Wasserenthärter untergebracht werden muss, kann man sich auch zusätzlicher Leitungen 26 (Fig. 5) bedienen. Hiermit soll gleichzeitig gesagt werden, dass der Erfindungsgegenstand nicht unbedingt an die in den Fig. 3 und 4 gezeigten äusseren Gestaltungsformen eines Wasserenthärters gebunden ist.
Selbstverständlich kann anstatt des nur beispielhaft dargestellten Salzbehälters 15 ein solcher mit anderen und eventuell günstigeren, hydrodynamischen Eigenschaften Anwendung finden.