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Patent Searching and Data


Title:
REVERSE-OSMOSIS PUMPING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/046803
Kind Code:
A1
Abstract:
A reverse-osmosis pumping system with a piston-cylinder arrangement (12) having a reciprocating working piston (35) actuatable from outside by means of a piston rod (11). The compression chamber (13) remote from the piston rod (11) is connected via an intake valve (14) to a solution inlet (15) and via a pressure valve (16) to a reverse-osmosis module (18), in which the solution is conveyed under high pressure to an osmosis diaphragm (36) which allows pure liquid to flow through and delivers it to a pure liquid outlet (19). The correspondingly concentrated, still pressurised solution conveyed via a solution discharge line (28) to a valve arrangement (20) which connects the solution discharge aperture (28) to the piston rod chamber (31) of the piston-cylinder arrangement (12) on the pressure stroke, but closes it on the intake stroke and connects the piston rod chamber (31) to a discharge line (30) instead. In order to ensure the reversal of the valve arrangement (20), the latter comprises a support (21) reciprocating in a valve cylinder (22) which bears a valve piston (24) providing a seal in the valve cylinder (22), which separates a valve discharge chamber (29) connected to a discharge line (30) for concentrated solution from a valve pressure chamber (27) connected to the solution discharge line (28), the support (21) bearing a control piston (23) at one end.

Inventors:
OCCHIPINTI ROSARIO UMBERTO (IT)
Application Number:
PCT/EP1997/002468
Publication Date:
December 11, 1997
Filing Date:
May 14, 1997
Export Citation:
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Assignee:
TELME SPA (IT)
OCCHIPINTI ROSARIO UMBERTO (IT)
International Classes:
B01D61/06; F04B5/00; (IPC1-7): F04B5/00; B01D61/06
Foreign References:
DE3923722A11991-01-31
DE2850650A11980-06-04
US4534713A1985-08-13
EP0059275A11982-09-08
US5500113A1996-03-19
DE3146588A11983-06-30
US4664151A1987-05-12
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Claims:
Patentansprüche
1. UmkehrosmosePumpvorrichtung mit einer von außen mittels einer Kolbenstange (11) betätigbaren, einen hin und herverschiebbaren Arbeitskolben (35) aufweisenden Kol¬ benZylinderanordnung (12) , deren von der Kolbenstange (11) abgewandter Druckraum (13) über ein Saugventil (14) an einen Lösungseinlaß (15) und über ein Druckventil (16) an ein Umkehrosmosemodul (18) angeschlossen ist, in dem die Lösung unter hohem Druck an einer Osmosemembran (36) entlanggeführt wird, die reine Flüssigkeit durch¬ läßt und an einen Reinflüssigkeitsauslaß (19) abgibt, sowie entsprechend aufkonzentrierte, noch unter Druck stehende Lösung über eine Lösungsausgangsleitung (28) zu einer Ventilanordnung (20) führt, welche die Lösungsaus¬ gangsleitung (28) beim Druckhub des Arbeitskolbens (35) mit dem Kolbenstangenraum (31) der KolbenZylinderan¬ ordnung (12) verbindet, beim Saughub aber verschließt und stattdessen den Kolbenstangenraum (31) mit einer Abflußleitung (30) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (20) einen in einem Ventil¬ zylinder (22) hin und herverschiebbar angeordneten Tragkörper (21) umfaßt, der einen im Ventilzylinder (22) dichtend geführten Ventilkolben (24) trägt, welcher einen an eine Abflußleitung (30) für aufkonzentrierte Lösung angeschlossenen Ventilabflußraum (29) von einem mit der Lösungsausgangsleitung (28) verbundenen Ventil druckraum (27) trennt, daß der Tragkörper (21) an seinem einen Ende einen Steuerkolben (23) trägt, der im Ventil¬ zylinder (22) ebenfalls dichtend geführt ist und mit dem benachbarten Ende des Ventilzylinders (22) einen Drucksteuerraum (47) , der über eine Drucksteuerleitung (26) mit dem Druckraum (13) der KolbenZylinderanordnung (12) verbunden ist, und mit dem Ventilkolben (24) den Ventildruckraum (27) begrenzt, daß vom Kolbenstangenraum (31) eine Leitung (32) zum Ventilzylinder (22) führt und dort derart mündet, daß sie je nach Stellung des Ventil kolbens (24) entweder mit dem Druckraum (27) oder mit dem Abflußraum (29) in Verbindung steht, und daß Mittel (33, 34; 37) vorgesehen sind, welche beim Saughub des Arbeitskolbens (35) die Ausübung einer Kraft auf den Tragkörper (21) der Ventilanordnung (20) in Richtung auf die Abflußstellung des Ventilkolbens (24) bewirken.
2. Umkehrosmosevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (21) von einem Rückstellelement (37) beaufschlagt ist, welches auf den Tragkörper (21) eine ständig wirkende Kraft in Richtung auf die Abflußstel¬ lung des Ventilkolbens (24) ausübt.
3. Umkehrosmosevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückstellelement eine Druckfeder (37) vorgesehen ist .
4. Umkehrosmosevorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (21) auf der dem Steuerkolben (23) abgewandten Seite des Ventilkolbens (24) eine Fort¬ setzung (51) aufweist, auf welcher die Druckfeder (37) geführt ist, und an der ein Außenbund (25) ausgebildet ist, an welchem die Druckfeder (37) , die sich anderer¬ seits am benachbarten Ende des Ventilzylinders (22) abstützt, angreift.
5. Umkehrosmosevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (35) zweiteilig ausgebildet ist, mit zwei jeweils von der Kolbenstange (11) betätigbaren und einen Teil der druckraumseitigen Stirnfläche (53) des Arbeitskolbens (35) bildenden Teilkolben (54, 55) , die in Betätigungsrichtung zwischen zwei Endstellungen relativ zueinander verschiebbar geführt und gegeneinan¬ der abgedichtet sind.
6. Umkehrosmosevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilkolben (54) in einer zentralen Ausnehmung (56) des zweiten Teilkolbens (55) angeordnet ist, wobei der erste Teilkolben (54) und die zentrale Ausnehmung (56) des zweiten Teilkolbens (55) derart reziprok zueinander gestuft ausgebildet sind, daß sie miteinander die Anschläge (57, 58) für die relativen Endstellungen der beiden Teilkolben (54, 55) zueinander bilden.
7. Umkehrosmosevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilkolben (54) als Teil der Kolbenstange (11) ausgebildet ist.
8. Umkehrosmosevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenänderung des Druckraumes (13) bei rela¬ tiver Verschiebung des ersten Teilkolbens (54) zum zweiten Teilkolben (55) im wesentlichen dem Volumen des Drucksteuerraums (47) entspricht.
9. Umkehrosmosevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenbund (25) ebenfalls im Ventilzylinder (22) dichtend geführt ist und einen zweiten Steuerkolben (25') bildet, der einerseits zusammen mit dem Ventilkol¬ ben (24) den Ventilabflußraum (29) und andererseits mit dem benachbarten Ende des Ventilzylinders (22) einen zweiten Drucksteuerraum (33) begrenzt, welcher über eine Drucksteuerleitung (34) mit dem Kolbenstangenraum (31) in Verbindung steht .
10. Umkehrosmosevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ein und auslaßseitigen Ende des Druckraums (13) der KolbenZylinderanordnung (12) eine Ablauflei tung (44) angeschlossen ist, in welcher ein in Abhängig¬ keit von der Stellung des Arbeitskolbens (35) öffnendes und schließendes Absperrventil (38) vorgesehen ist, wobei das Absperrventil (38) am Ende des Druckhubes des Arbeitskolbens (35) öffnet.
11. Umkehrosmosevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in das kolbenstangenseitige Ende des Zylinderge¬ häuses (43) ein Stopfen (50) eingesetzt ist, in welchem ein gegenüber der Kolbenstange (11) und dem Kolbenstan¬ genraum (31) abgedichteter Abflußraum (52) ausgebildet ist, in den die Ablaufleitung (44) mündet, und daß die Kolbenstange (11) einen im wesentlichen axial verlaufen¬ den, mit einem Ablauf (39) verbindbaren Ablaufkanal (40) aufweist, der in der DruckhubEndstellung des Arbeits¬ kolbens (35) über einen Querkanal (41) an den Abflußraum (52) angeschlossen ist.
12. Umkehrosmosevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Entsalzung von Meerwasser verwendet wird.
13. Umkehrosmosevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Vorrichtung aufnehmende Hülle vorgesehen ist, welche als Schwimmkörper ausgebildet ist.
Description:
Umkehrosmose-Pumpvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umkehrosmose-Pump- Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Umkehrosmose-Pumpvorrichtung ist aus der US-PS 4 124 488 bekannt. Bei dieser bekannten Pumpvorrich¬ tung weist die Ventilanordnung zwei Ventilkolben auf, von denen der eine die Lösungsausgangsleitung des Umkehrosmose¬ moduls und der andere die mit dem Kolbenstangenraum verbundene Abflußleitung in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens öffnet oder schließt. Die Bewegung der beiden Ventilkolben ist über eine die beiden Kolben verbindende Kolbenstange so gekoppelt, daß die Abflußleitung geschlossen ist, wenn die Lösungsausgangsleitung geöffnet ist und umgekehrt. Die Umsteuerung der beiden Ventilkolben erfolgt über einen zwischen den beiden Ventilkolben angeordneten Steuerkolben, der über eine Zweigleitung vom Arbeitskolben beim Druckhub mit Druck beaufschlagt wird.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung, daß zwei Ventilkolben vorgesehen sein müssen, die zudem exakt aufeinander abgestimmt sein müssen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Umsteuerung der Ventilanordnung zwischen der Druckstellung und der Abflußstellung, insbeson¬ dere die Rückkehr in die Abflußstellung, nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit erfolgt .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Umkehrosmose-Pumpvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln ein sicheres

Umsteuern und insbesondere eine sichere Rückkehr der Ventilanordnung in die Abflußstellung gewährleistet ist . Darüber hinaus soll der bauliche Aufwand verringert und die Zuverlässigkeit der Vorrichtung erhöht werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Der Erfindungsgedanke besteht im wesentlichen also darin, einen einzigen Ventilkolben vorzusehen, über welchen zwi¬ schen der Druckstellung und der Abflußstellung der Ventil- anordnung umgesteuert werden kann, wobei die Umsteuerung durch den vom Arbeitskolben erzeugten Druck bewirkt wird, und Mittel vorzusehen, um beim Saughub des Arbeitskolbens eine Druckkraft auf den Tragkörper der Ventilanordnung in Richtung der Abflußstellung auszuüben und dadurch die Rück¬ kehr der Ventilanordnung in die Abflußstellung sicherzu¬ stellen. In Verbindung mit dem Drucksteuerraum, welcher mit dem Druckraum der Kolben-Zylinderanordnung in Verbindung steht und beim Druckhub des Arbeitskolbens die Ventilanord¬ nung in die Druckstellung umsteuert, ist so auf geschickte und einfache Weise ein automatisches Umsteuern der Ventil- anordnung zwischen der Druckstellung und der Abflußstellung gewährleistet.

Der Tragkörper der Ventilanordnung ist bevorzugt von einem insbesondere als Druckfeder ausgebildeten Rückstellelement beaufschlagt, welches auf den Tragkörper eine ständig wir¬ kende Kraft in Richtung auf die Abflußstellung des Ventil¬ kolbens ausübt. Die Druckfeder ist dabei nach einer Ausge¬ staltung der Erfindung auf einer Fortsetzung des Tragkörpers auf der dem Steuerkolben abgewandten Seite des Ventilkolbens geführt und zwischen einem an der Fortsetzung vorhandenen Außenbund und dem benachbarten Ende des Ventilzylinders eingespannt. Beim Saughub des Arbeitskolbens wird der Druck

im Drucksteuerraum der Ventilanordnung abgebaut, so daß die Druckfeder den Ventilträger in die Abflußstellung zurückbe¬ wegen kann. Die Kraft der Druckfeder ist so bemessen, daß sie beim Druckhub des Arbeitskolbens von der auf den Steuer¬ kolben der Ventilanordnung ausgeübten Kraft überwunden werden kann. Somit ergibt sich eine einfache und sichere automatische Umsteuerung zwischen der Druckstellung und der Abflußstellung der Ventilanordnung.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Arbeitskolben zweiteilig ausgebildet, mit zwei jeweils von der Kolbenstange betätigbaren und einen Teil der druckraum- seitigen Stirnfläche des Arbeitskolbens bildenden Teilkol¬ ben, die in Betätigungsrichtung zwischen zwei Endstellungen relativ zueinander verschiebbar geführt und gegeneinander abgedichtet sind. Bevorzugt ist dabei der erste Teilkolben als Teil der Kolbenstange ausgebildet, die mit ihrem einen Ende in einer zentralen Ausnehmung des zweiten Teilkolbens angeordnet ist, wobei der von der Kolbenstange gebildete erste Teilkolben und die zentrale Ausnehmung des zweiten Teilkolbens derart reziprok zueinander gestuft ausgebildet sind, daß sie miteinander die Anschläge für die relativen Endstellungen der beiden Teilkolben zueinander bilden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß bei Betätigung der Kolbenstange in Druckhubrichtung zunächst nur ein Kolben mit kleiner Querschnittsfläche und erst anschließend der gesamte Kolben bewegt werden muß. Die anfangs aufzubringende Kraft ist dadurch geringer. Diese Ausgestaltung eignet sich daher insbesondere für den Handbetrieb. Sie kann aber auch in Verbindung mit einem maschinellen Antrieb des Arbeitskolbens verwendet werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Bewegung des kleinen Kolbens, für die nur eine geringere Kraft aufzubringen ist, bereits zur Umsteuerung der Ventilan-

Ordnung führt. Hierfür ist der kleinere Kolben so bemessen, daß die Volumenänderung des Druckraums bei dessen relativer Verschiebung zum größeren Teilkolben im wesentlichen dem Volumen des Drucksteuerraums der Ventilanordnung entspricht. Nach dem Umsteuern der Ventilanordnung durch Aufbringung einer kleinen Kraft steht der Druckraum mit dem Kolben¬ stangenraum des Arbeitskolbens in Verbindung und unterstützt den weiteren Druckhub.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Außenbund des Ventilträgers ebenfalls im Ventilzylinder dichtend geführt sein und einen zweiten Steuerkolben bilden, der einerseits zusammen mit dem Ventilkolben den Ventilab¬ flußraum und andererseits mit dem benachbarten Ende des Ventilzylinders einen zweiten Drucksteuerraum begrenzt, welcher über eine Drucksteuerleitung mit dem Kolbenstangen- raum in Verbindung steht. Durch diesen zweiten, mit dem Kolbenstangenraum in Verbindung stehenden Drucksteuerraum wird die durch die Druckfeder bewirkte Rückstellung des Ventilträgers beim Saughub in die Abflußstellung unter¬ stützt, indem der Ventilträger mit dem im Kolbenstangenraum herrschenden Druck in Richtung seiner Abflußstellung beauf¬ schlagt wird.

Um ein schnelles Umsteuern zwischen Druckstellung und Abflußstellung der Ventilanordnung zu bewirken, kann zudem nach einer Ausgestaltung der Erfindung eine an dem ein- und auslaßseitigen Ende des Druckraums der Kolben-Zylinderan¬ ordnung angeschlossene Ablaufleitung vorgesehen sein, in welcher ein in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeits¬ kolbens öffnendes und schließendes Absperrventil vorgesehen ist. Das Absperrventil öffnet am Ende des Druckhubes und führt so zu einem plötzlichen Druckabfall im Druckraum, welcher die Rückkehr der Ventilanordnung in die Abflu߬ stellung erleichtert und beschleunigt.

Eine besonders geschickte Steuerung des Absperrventils ist in Anspruch 11 angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung

Fig. 1 ein erster Ausführungsbeispiel der Erfindung zu Beginn des Druckhubes,

Fig. 2 das Ausfuhrungsbeispiel von Fig. 1 zu Beginn des Saughubes,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel zu Beginn des Druckhubes,

Fig. 4 das Ausführungsbeispiel von Fig. 3 zu Beginn des Saughubes,

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel zu Beginn des Druckhubes,

Fig. 6 das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 zu Beginn des Saughubes,

Fig. 7 ein viertes Ausführungsbeispiel zu Beginn des Druckhubes,

Fig. 8 das Ausführungsbeispiel von Fig. 7 zu Beginn des Saughubes,

Fig. 9 ein fünftes Ausführungsbeispiel zu Beginn des Druckhubes, und

Fig. 10 das Ausführungsbeispiel von Fig. 9 zu Beginn des Saughubes.

Nach Fig. 1 ist im Zylindergehäuse 43 einer Kolben-Zylinder¬ anordnung 12 ein Arbeitskolben 35 axial verschiebbar ange¬ ordnet, der eine durch eine abgedichtete Bohrung 45 des Zylindergehäuses 43 nach außen ragende Kolbenstange 11 aufweist, die gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer nicht dargestellten Hebelübersetzung von Hand, eventuell aber auch durch eine motorische Anordnung sowohl in Druckhubrichtung D (Fig. 1) als auch in Abflußrichtung A (Fig. 2) beaufschlagbar ist.

An dem von der Kolbenstange 11 abgewandten Boden 46 des Zylindergehäuses 43 sind ein mit einem Lösungseinlaß 15 verbundenes Saugventil 14 und ein mit einer Zuflußleitung 17 verbundenes Druckventil 16 angeordnet . Bei Bewegung des Arbeitskolbens 35 in Abflußrichtung A (Fig. 2) öffnet das Saugventil 14 und saugt durch den Lösungseinlaß 15 eine Lösung, z.B. Salzwasser an, welche dann bei anschließender Betätigung des Arbeitskolbens 35 in Druckaufbaurichtung D (Fig. 1) durch das dann sich öffnende Druckventil 16 über die Zuflußleitung 17 zu einem Umkehrosmose-Modul 18 gelenkt wird, in welchem sich eine nur schematisch angedeutete Osmosemembran 36 befindet. Aufgrund des vom Arbeitskolben 35 im Druckraum 13 erzeugten hohen Druckes wird durch die Osmosemembran 36 Reinflüssigkeit hindurchgedrückt, die aus einem Reinflüssigkeitsauslaß 19 des Umkehrosmose-Moduls 18 austritt .

Die entsprechend aufkonzentrierte Lösung tritt aus dem Umkehrosmose-Modul 18 in eine Lösungsausgangsleitung 28 ein, die an einem Ventildruckraum 27 einer Ventilanordnung 20 mündet, welche aus einem Ventilzylinder 22 und einem darin

angeordneten Tragkörper 21 besteht, an dem an einem Ende ein Steuerkolben 23 und in der Mitte ein Ventilkolben 24 so angeordnet sind, daß sie innerhalb des Ventilzylinders 22 radial dichtend axial verschiebbar sind. An der dem Steuer¬ kolben 23 abgewandten Seite des Ventilkolbens 24 weist der Tragkörper 21 eine Fortsetzung 51 mit einem Außenbund 25 auf, welcher als Widerlager für eine Druckfeder 37 dient, die auf der Fortsetzung 51 des Tragkörpers 21 geführt ist und sich andererseits an dem benachbarten Ende des Ventil¬ zylinders 22 abstützt. Die Druckfeder 37 ist in Richtung auf das Federwiderlager 25 vorgespannt.

Der Druckraum 13 der Kolben-Zylinderanordnung 12 ist über eine Leitung 26 mit dem an den Steuerkolben 23 angrenzenden Drucksteuerraum 47 verbunden. Der Ventildruckraum 27 er¬ streckt sich zwischen dem Steuerkolben 23 und dem Ventil- kolben 24 und steht in jeder Axialposition des Tragkörpers 21 mit der Lösungsausgangsleitung 28 in StrömungsVerbindung.

Auf der dem Steuerkolben 23 abgewandten Seite des Ventil- kolbens 24 befindet sich im Ventilzylinder 22 ein Ventilab¬ flußraum 29, der bei jeder Axialposition des Tragkörpers 21 mit einer Abflußleitung 30 in Strömungsverbindung steht.

Zwischen dem Kolbenstangenraum 31 der Kolben-Zylinderanord¬ nung 12, der sich auf der vom Druckraum 13 abgewandten Seite des Arbeitskolbens 35 im Zylindergehäuse 43 befindet, und dem Ventilzylinder 22 erstreckt sich weiter eine Leitung 32, die im Bereich des Ventilkolbens 24 derart mündet, daß sie in der in Fig. 1 dargestellten Position des Tragkörpers 21 mit dem Ventildruckraum 27 und in der in Fig. 2 wiedergege¬ benen anderen Extremposition des Tragkörpers 21 mit dem Ventilabflußraum 29 verbunden ist.

Wie man in Fig. 1 erkennt, ist der Arbeitskolben 35 zwei¬ teilig ausgestaltet. Hierfür ist die Kolbenstange 11 durch eine zentrale Ausnehmung 56 des Arbeitskolbens 35 hindurch¬ geführt und bildet mit ihrem druckraumseitigen Ende einen ersten Teilkolben 54, der von einem zweiten Teilkolben 55 umgeben ist. An ihrem druckraumseitigen Ende weist die Kol¬ benstange 11 einen ersten Außenbund 59 und hiervon zum ande¬ ren Ende der Kolbenstange 11 hin abgesetzt einen zweiten Außenbund 60 auf, deren Außenumfang jeweils an eine entspre¬ chende Erweiterung der zentralen Ausnehmung 56 des zweiten Teilkolbens 55 angepaßt ist. Ebenso ist der zwischen den bei¬ den Außenbünden 59 und 60 gelegene Bereich der Kolbenstange 11 an den entsprechenden Bereich der Ausnehmung 56 angepaßt. In diesem Bereich ist zwischen der Kolbenstange 11 und dem zweiten Teilkolben 55 eine Ringdichtung 61 vorgesehen.

Der Abstand zwischen den beiden Außenbünden 59 und 60 und die Länge der beiden Erweiterungen der zentralen Ausnehmung 56 im zweiten Teilkolben 55 sind so bemessen, daß der erste Außenbund 59 der Kolbenstange 11 in der einen Endstellung mit der druckraumseitigen Stirnseite 53 des Arbeitskolbens 35 bündig abschließt, und daß die Volumenvergrößerung des Druckraums 13 durch Verschieben des ersten Teilkolbens 54 in seine andere Endstellung in etwa dem Volumen des Druck¬ steuerraums 47 der Ventilanordnung 20 entspricht. Die gestuf¬ te Ausnehmung 56 bildet mit den beiden Außenbünden 59 und 60 der Kolbenstange 11 somit die beiden Endanschläge 57 und 58 für die Relativbewegung der Kolbenstange 11 zum Arbeitskol¬ ben 35.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Umkehrosmose-Pumpvor¬ richtung ist wie folgt:

Wird die Kolbenstange 11 aus der Position am Ende eines Druckhubes in Abflußrichtung A betätigt, so verschiebt sich

zunächst der erste Teilkolben 54 relativ zum zweiten Teilkolben 55 und gibt im Druckraum 13 ein Volumen frei, welches dem Volumen des Drucksteuerraums 47 entspricht. Unterstützt durch die Druckfeder 37 wird dadurch der Ventil¬ träger 21 in seine in Fig. 2 dargestellte Abflußstellung bewegt, in welcher der Kolbenstangenraum 31 über die Leitung 32 und den Ventilabflußraum 29 mit der Abflußleitung 30 in Verbindung steht. Wird die Kolbenstange 11 weiter in Abflu߬ richtung A betätigt, so öffnet das Saugventil 14, und es wird die zu behandelnde Lösung, z.B. Meerwasser, durch den Flüssigkeitseinlaß 15 hindurch in den Druckraum 13 einge¬ saugt. Die im Kolbenstangenraum 31 befindliche aufkonzen¬ trierte Lösung wird gleichzeitig weitgehend kraftlos nach außen abgeführt.

Sobald der Arbeitskolben 35 die in Fig. 1 dargestellte End¬ position erreicht hat, wird auf die Kolbenstange 11 eine Druckkraft D ausgeübt und der Arbeitskolben 35 in Fig. 1 nach links bewegt, wobei wiederum zunächst eine Relativbe¬ wegung des ersten Teilkolbens 54 zum zweiten Teilkolben 55 erfolgt, durch welche das Saugventil 14 geschlossen und der Ventilträger 21 in die in Fig. 1 dargestellte rechte End¬ position entgegen der Kraft der Druckfeder 37 bewegt wird, in welcher der Ventildruckraum 27 über die Leitung 32 mit dem Kolbenstangenraum 31 verbunden ist. Nun wird bei weite¬ rer Bewegung des Arbeitskolbens 35 das Druckventil 16 geöff¬ net, und die jetzt im Druckraum 13 befindliche Lösung wird durch die Zuflußleitung 17 in den Umkehrosmose-Modul 18 gelenkt, wo ein Teil der Reinflüssigkeit durch die Osmose- membran 36 zum Reinflüssigkeitsauslaß 19 gelangt, während aufkonzentrierte Lösung in die Lösungsausgangsleitung 28 und über den Ventildruckraum 27 und die Leitung 32 in den Kol¬ benstangenraum 31 gedrückt wird. Dadurch entsteht im Kolben¬ stangenraum 31 ein die Bewegung des Arbeitskolbens 35 in Richtung D unterstützender Druck.

Der Aufbau des zum Eintritt der Umkehrosmose erforderlichen Drucks ergibt sich dabei daraus, daß das auf der Kolbenstan¬ genseite des Arbeitskolbens 35 freiwerdende Volumen kleiner ist als das im Druckraum 13 verdrängte Lösungsvolumen. In der Druckaufbauphase wirkt die Osmosemembran 36 durch ihre Elastizität als Ausgleichs- und Druckhalteelement. Sobald der Osmosedruck erreicht ist, tritt eine der Volumendiffe¬ renz zwischen Kolbenstangenraum 31 und Druckraum 13 entspre¬ chende Menge an Reinlösung durch die Osmosemembran 36 hindurch, so daß sich der Enddruck von selbst begrenzt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bis 10 bezeichnen gleiche Bezugszahlen entsprechende Bauelemente wie beim vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel.

Die Ausführungsform der Fig. 3 und 4 entspricht der ersten Ausführungsform mit dem Unterschied, daß bei dieser zweiten Ausführungsform jeweils im Bereich der Kolbenstangenbohrung 45 ein Absperrventil 38 vorgesehen ist, welches durch einen zwischen zwei Dichtungen 48 und 49 abgegrenzten Abflußraum 52 und einen Querkanal 41 in der Kolbenstange 11 gebildet wird, der mit einem im wesentlichen axialen Ablaufkanal 40 in der Kolbenstange 11 verbunden ist. Der Ablaufkanal 40 der Kolbenstange 11 steht über einen weiteren Querkanal 42 der Kolbenstange 11 mit einem Ablauf 39 in Verbindung.

Der Ablaufraum 52 zwischen den beiden Dichtungen 48 und 49 steht andererseits über eine Ablaufleitung 44 mit dem vorde¬ ren Ende des Druckraums 13 der Kolben-Zylinderanordnung 12 in Strömungsverbindung.

In der aus Fig. 4 ersichtlichen Druckhub-Endposition des Arbeitskolbens 35 ist das Ventil 38 geöffnet, indem der Querkanal 41 an den Ablaufräum 52 zwischen den Dichtungen

48, 49 angeschlossen und der Querkanal 42 mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Ablauf 39 verbunden ist. Auf diese Weise kann der im Druckraum 13 vorhandene hohe Druck rasch abgebaut werden.

Bei in der anderen Extremstellung befindlichem Arbeitskolben 35 (Fig. 3) schließt die Umfangsflache der Kolbenstange 11 das Ventil 38, so daß der beim Druckhub auch in der Ablauf- leitung 44 und dem Ablaufräum 52 zwischen den Dichtungen 48, 49 aufgebaute Druck aufrechterhalten bleibt. Der Verbin¬ dungskanal 40 und die Querkanäle 41, 42 befinden sich in dieser Position außerhalb des Zylindergehäuses 43.

In den Fig. 3 und 4 ist diese zweite Variante mit nur einteiligem Arbeitskolben dargestellt . Grundsätzlich kommt aber auch hier ein zweiteiliger Arbeitskolben in Betracht.

Die Funktion der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist wie folgt :

Am Ende eines Druckhubes öffnet gemäß Fig. 4 das Ventil 38, so daß der im Druckraum 13 anstehende Druck über den Ablauf 39 abgebaut wird. Hierdurch wird der Drucksteuerraum 47 drucklos, und die Druckfeder 37 kann nunmehr den Tragkörper 21 mit dem Steuerkolben 23 und dem Ventilkolben 24 über den Außenbund 25 aus der in Fig. 3 dargestellten Druckstellung in die in Fig. 4 gezeigte Abflußstellung umschalten. Nachdem dies geschehen ist, wird der Arbeitskolben 35 in Richtung des Pfeiles A in Fig. 4 bewegt, wobei über das Saugventil 14 Lösung, z.B. Meerwasser über den Flüssigkeitseinlaß 15 in den Druckraum 13 gesaugt wird. Hierbei schließt das Ventil 38, und die im Kolbenstangenraum 31 befindliche aufkonzen¬ trierte Lösung wird über die Leitung 32 und den Ventilabflu߬ raum 29 in die Abflußleitung 30 gedrückt. Schließlich er¬ reicht der Kolben 35 die in Fig. 3 wiedergegebene rechte

Endposition.

Wird anschließend die Beaufschlagungsrichtung der Kolben¬ stange 11 umgekehrt, d.h. wird die Kolbenstange 11 nunmehr in Richtung des Pfeiles D in Fig. 3 beaufschlagt, so wird im Druckraum 13 Druck erzeugt und über die Leitung 26 Druck im Drucksteuerraum 47 aufgebaut, wodurch der Tragkörper 21 unter Zusammendrückung der Druckfeder 37 wieder in die aus Fig. 3 ersichtliche Druckstellung umgesteuert wird. Nun kann über die Zuflußleitung 17 wieder Lösung aus dem Druckraum 13 in den Umkehrosmosemodul 18 gedrückt werden.

Der im Umkehrosmose-Modul 18 befindliche Druck wird über die Lösungsausgangsleitύng 28, den Ventildruckraum 27, die Leitung 32 und den Kolbenstangenraum 31 auf die Rückseite des Arbeitskolbens 35 gegeben, wodurch in erwünschter Weise die Unterstützung der Bewegung des Arbeitskolbens 35 zu¬ sätzlich zur Beaufschlagungskraft D erfolgt.

Die in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den ersten beiden Ausführungsbei- spielen dadurch, daß das Federwiderlager 25 als zweiter Steuerkolben 25' ausgebildet ist, der mit dem benachbarten Ende des Ventilzylinders 22 einen zweiten Drucksteuerraum 33 begrenzt, welcher über eine Drucksteuerleitung 34 mit dem Kolbenstangenraum 31 verbunden ist. Bei dem in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist gegenüber der Variante der Fig. 7 und 8 lediglich die Druckfeder 37 im zweiten Drucksteuerraum 33 weggelassen. Dies ist grund¬ sätzlich auch bei der Variante der Fig. 5 und 6 möglich.

Die Arbeitsweise dieser Varianten der Umkehrosmose-Pump- Vorrichtung ist wie folgt:

Wird der Arbeitskolben 35 aus der Position am Ende eines Druckhubes in Abflußrichtung A betätigt, so öffnet das Saugventil 14 wie in Fig. 6, 8 und 10 dargestellt, und es wird die zu behandelnde Lösung, z.B. Meerwasser durch den Flüssigkeitseinlaß 15 hindurch in den Druckraum 13 einge¬ saugt. Da hierbei im Kolbenstangenraum 31 Druck entsteht, wird über die Drucksteuerleitung 34 im Drucksteuerraum 33 ein Druck aufgebaut, der ggf. zusammen mit der Druckfeder 37 den Tragkörper 21 mit den daran angeordneten Steuerkolben 23 und 25 und dem Ventilkolben 24 in die in Fig. 6, 8 und 10 veranschaulichte Abflußstellung überführt, in welcher der Kolbenstangenraum 31 über die Leitung 32 und den Ventilab¬ flußraum 29 mit der Abflußleitung 30 in Verbindung steht. Die im Kolbenstangenraum 31 befindliche aufkonzentrierte Lösung wird daraufhin weitgehend kraftlos nach außen abgeführt .

Sobald der Arbeitskolben 35 die in Fig. 5, 7 und 9 darge¬ stellte Endposition erreicht hat, wird auf die Kolbenstange 11 eine Druckkraft D ausgeübt und der Arbeitskolben 35 in Fig. 5, 7 und 9 nach links bewegt, wodurch das Saugventil 14 schließt und über die Drucksteuerleitung 26 im ersten Druck¬ steuerraum 47 Druck aufgebaut wird, der aufgrund des gleich¬ zeitigen Druckabfalls im Kolbenstangenraum 31 den Tragkörper 21 mit den Steuerkolben 23 und 25 und dem Ventilkolben 24 ggf. entgegen der Kraft der Druckfeder 37 in die aus Fig. 5 ersichtliche Druckstellung überführt, in welcher der Ventil- druckraum 27 über die Leitung 32 mit dem Kolbenstangenraum 31 verbunden ist. Nun kann sich bei weiterer Bewegung des Arbeitskolbens 35 das Druckventil 16 öffnen und die jetzt im Druckraum 13 befindliche Lösung wird nunmehr durch die Zu¬ flußleitung 17 in den Umkehrosmose-Modul 18 gelenkt, wo ein Teil der Reinflüssigkeit durch die Osmosemembran 36 zum Reinflüssigkeitsauslaß 19 gelangt, während aufkonzentrierte Lösung in die Lösungsausgangsleitung 28 und über den Ventil-

druckraum 27 und die Leitung 32 in den Kolbenstangenraum 31 gedrückt wird. Dadurch entsteht im Kolbenstangenraum 31 ein die Bewegung des Arbeitskolbens 35 in Richtung D unter¬ stützender Druck.

Bei allen Ausführungsvarianten erfolgt die Umsteuerung der Ventilanordnung 20 automatisch und sicher bei entsprechender Betätigung der Kolbenstange 11.

Nicht dargestellt ist die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Hülle anzuordnen, die als Schwimmkörper ausgebildet ist. Eine derartige Ausgestaltung ist insbeson¬ dere für Vorrichtungen zur Meerwasserentsalzung vorteilhaft, die als Notfalleinrichtung für in Seenot geratene Personen dient.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß der Arbeits- kolben 35 auch durch eine Druckmembran ersetzt werden kann, die von einer Kolbenstange 11 ähnlich wie der Arbeitskolben 35 in beiden Richtungen beaufschlagt werden kann.