CN101641165B - 高压清洗设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有高压泵的高压清洗设备，所述高压泵具有至少一个泵室，所述泵室与吸入管路和压力管路连接。压力管路经由回流管路与吸入管路建立流动连接，并且在回流管路内布置有减压阀，所述减压阀具有通流通道，所述通流通道从阀入口延伸至第一阀出口。阀元件以可运动的方式保持在通流通道内，阀元件在关闭位置中紧贴在阀座上。至少一个出口通道从通流通道分出，该出口通道通入第二阀出口。为了构造不容易出故障的高压清洗设备而建议，阀元件在远离阀座的方向上以与至少一个出口通道保持间隔的方式被密封环环绕，所述密封环将通流通道的与阀入口相邻的入口区域和通流通道的与第一阀出口相邻的出口区域密封隔开。

Description

高压清洗设备
技术领域
本发明涉及一种具有高压泵的高压清洗设备，所述高压泵具有至少一个泵室，所述泵室与吸入管路和压力管路连接，其中，所述压力管路经由回流管路与吸入管路建立流动连接，并且在回流管路内布置有减压阀，其中，所述减压阀包括通流通道，所述通流通道从阀入口延伸至第一阀出口，并且所述通流通道构成有阀座，其中，至少一个出口通道在阀座下游从通流通道分出，所述出口通道通入第二阀出口，并且其中，阀元件以可运动的方式保持在通流通道内，所述阀元件能够借助于复位弹簧密封地紧贴到阀座上。 
背景技术
DE 297 12 659 U1公开了这种高压清洗设备。借助于这种高压清洗设备的帮助可以向待清洗表面施加例如水的承受压力的清洗液体。为此可以将高压软管连接在压力管路上，高压软管在其自由端部上例如具有喷枪以便喷淋待清洗表面。 
在正常工作中，经由吸入管路向泵室输送清洗液体，在泵室之内例如借助于沉入泵室并可往复地移动的活塞的帮助向清洗液体施加压力。承受压力的清洗液体能够经由压力管路流向使用者。在这种工作状态中，减压阀处于其关闭位置，因而压力管路与吸入管路之间的经由回流管路的直接连接被中断。当超出压力管路内的某个压力值时，如其例如在将连接在高压软管自由端部上的喷枪封闭时所出现的那样，减压阀过渡至其打开位置，这是通过阀元件抵抗由复位弹簧施加的复位力从阀座抬离而实现的，从而清洗液体能够直接从压力管路通过回流管路穿过减压阀回流至吸入管路，从而降低压力管路内的压力。压力的降低会导致阀元件在短暂抬离阀座之后迅速被复位弹簧再次压 回至阀座，以便之后重新从阀座抬离。因而减压阀从减压阀的封闭位置至打开位置的过渡可能与阀元件和复位弹簧的摆动运动相关联。这种摆动运动表现为一种强烈的机械负荷。这会导致高压清洗设备发生故障。 
发明内容
本发明的任务在于以使得高压清洗设备不易发生故障的方式改进开头所述类型的高压清洗设备。 
根据本发明，在这种类属的高压清洗设备中这样解决该任务，即，阀元件沿远离阀座的方向与至少一个出口通道保持间隔地被密封环环绕，所述密封环将通流通道的与阀入口相邻的入口区域和通流通道的与第一阀出口相邻的端部区域密封隔开。 
如已经阐述的，在压力管路内出现压力峰值情况下，减压阀过渡至打开位置，在打开位置中，阀元件从阀座抬离。由此使得阀入口与第二阀出口之间的流动连接变得畅通，从而清洗液体能够穿过通流通道入口区域经由至少一个出口通道流向第二阀出口。因此在通流通道入口区域内，也就是在阀入口与密封环之间的通流通道区域内，阀元件承受相当大的压力负荷。而在密封环远离上述区域的侧上，也就是在通流通道的出口区域之内，阀元件承受明显较小的压力负荷。因而作用到阀元件上的压力差造成阀元件的摆动倾向被极大地减小。应用将通流通道的入口区域与其出口区域密封隔开的密封环因此造成阀元件和复位弹簧的机械负荷能够被降低。由此能够明显降低由于阀元件意外摆动运动所造成的弹簧断裂的危险。因此，根据本发明的高压清洗设备的特征在于故障率很低。 
由前述压力差造成的、在减压阀的打开位置中作用于阀元件的“打开力”取决于由密封环限定的密封面的大小。因此可以通过选择面积大小来影响打开力。 
在出现压力峰值时，流入减压阀的液体能够经由至少一个出口通道和第二阀出口从高压清洗装置的压力管路回流至吸入管路。在泄露情况下可能流过环绕阀元件的密封环的清洗液体能够经由第一阀出口从减压阀流出。因此第一阀出口形成泄露口。此外，第一阀出口使得吸入管路内存在的压力与通流通道出口区域内的压力之间的压力平衡成为可能。在压力管路内的压力峰值消除之后，基于复位弹簧的作用于阀元件的复位力，减压阀自操作地再次过渡至其关闭位置。 
密封环例如能够布置在加工到通流通道壁内的凹槽内，并且阀元件能够相对于密封环往复运动，其中，密封环密封地紧贴在阀元件的周边上。 
或者可以设置为，密封环布置在阀元件的外环槽内。在这种构造方式中具有优点的是，密封环内径大于阀元件的外环槽的底部的直径。这也就使得，密封环虽然被外环槽接纳，但是却没有借助于密封环内边缘紧贴在外环槽底部上。然而在密封环外边缘与通流通道的壁之间存在密封紧贴。已经得到证实的是，由此阀元件能够更容易地以可运动的方式保持在通流通道内。 
有利之处在于，阀元件具有封闭体以及承压体，封闭体能够密封地紧贴在阀座上，承压体以与封闭体保持间隔的方式被密封环环绕。封闭体例如可以呈球形或者锥形地构造。封闭体和承压体能够材料配合地相互连接，尤其可以设置为，封闭体和承压体被构成为一体成形的阀元件。 
在本发明一个优选构造方式中，通流通道包括引导区段，承压体在中间设有密封环的情况下可移动地支撑在所述引导区段内壁上。引导区段形成阀元件的滑动引导部，并且在其内壁上提供了配备给密封环的密封面。 
为了确保在压力管路内出现压力峰值的情况下，期望的压力降低需要确定的时间，减压阀从其打开位置开始仅逐渐占据其关闭位置，在关闭位置，阀元件再次密封地紧贴在阀座上，有利之处在于，至少一个出口通道上游区域内的通流通道的流动横截面大于所述出口通道的流动横截面。因此出口通道形成节流元件，从而当减压阀占据打开位置时出口通道上游出现相当大的压力。进入减压阀的清洗液体的流动在流动横截面变小的区域内承受阻力，从而在通流通道入口区域内的压力逐渐降低。 
特别有利之处在于，减压阀具有唯一的出口通道，由此能够保证较低的减压阀制造成本，并且借助于唯一的出口通道能够产生相当大的节流效果。 
有利的是，阀元件不仅在减压阀的打开位置而且也在其关闭位置上保持所述至少一个出口通道至少部分畅通。这种构造方式保证了在阀元件从阀座抬离时立刻出现从阀入口开始经由通流通道的入口区域和出口通道通向第二阀出口的连续的流动连接，也就是说，在阀元件稍稍运动抬离阀座时，流入的液体就已经穿过减压阀流动，阀元件不需要为了保持阀入口与第二阀出口之间的流动连接的畅通而与阀座保持最小间距。 
在一个优选实施方式中，给阀元件配备止挡，在减压阀的打开位置中阀元件紧贴在止挡上。该止挡构成了阀元件的限定性的行程限制部，从而通过止挡的位置能够在结构方面预定阀元件的所期望行程。 
可以设置为，所述止挡由通流通道收缩部构成。通流通道例如能够形成台阶，在减压阀的打开位置中，阀元件能够紧贴在该台阶上。 
替代性地可以设置为，所述止挡由布置在通流通道内的支承元件 构成。这种构造方式的优点在于，通过选择支承元件能够预定限制阀元件行程的止挡的位置。在一个优选构造方式中，支承元件从通流通道的内壁沿径向向内突出。 
在一个优选构造方式中，减压阀具有第一壳体部和第二壳体部，第一壳体部和第二壳体部能够按照在中间设有密封环的方式彼此连接。为了连接两个壳体部件能够采用例如卡合或者螺纹连接这些可拆卸或者不可拆卸的连接。 
第一壳体部优选包括阀入口、阀座以及至少一个出口通道和第二阀出口，而第二壳体部优选具有第一阀出口。 
有利的是，第二壳体部包括插入部，该插入部能够在中间设有密封环的情况下插入第一壳体部内。具有优点的是，插入部在外侧具有环形槽，密封环布置在该环形槽内。插入部例如可以呈杯形地构成，并且接纳阀元件的远离阀座的端部区域。在该端部区域内，阀元件能够具有环形槽，环绕阀元件的密封环布置在该环形槽内。 
复位弹簧优选张紧在阀元件颈部与第二壳体部的端面之间。 
附图说明
结合附图并根据下面对本发明两个优选实施方式的说明来更进一步描述本发明。附图中： 
图1示出根据本发明的高压清洗设备的示意性侧视图； 
图2示出根据图1的高压清洗设备的泵头的放大纵剖图； 
图3示出根据图1的高压清洗设备减压阀的第一实施方式的纵剖图；以及 
图4示出根据图1的高压清洗设备减压阀的第二实施方式的纵剖图。 
具体实施方式
图1和图2示意性示出具有设备壳体12的高压清洗设备10，设备壳体12容纳电动泵单元14。电动泵单元14包括电动马达15、在其上连接的传动装置16以及通过斜盘17驱动的活塞泵18，活塞泵18具有可在高压清洗设备10的轴向上往复移动的多个活塞19。这些活塞19分别沉入高压清洗设备10的泵头22的泵室21中。这些泵室21均通过吸入阀24与吸入管路25连接并且通过压力阀27与压力管路28连接。在这里，吸入管路25和压力管路28是泵头22的所有泵室21所共用的。 
弹簧载荷式止回阀30被安装到压力管路28内，使得压力管路28的流动横截面被缩减的喷射器31沿流动方向连接在弹簧载荷式止回阀30上，喷射器31在其最窄位置上通过抽吸通道32与化学药品抽吸管路33相连接，化学药品抽吸管路33借助于止回阀34被封闭。 
在喷射器31与布置在压力管路28内的止回阀30之间的区域内，沿流动方向分级变宽的回流管路36从压力管路28直接通向吸入管路25。被构造为可独立手动操作的筒管的减压阀38安装到回流管路36内，减压阀38沿周向被密封环39环绕，密封环39密封地紧贴在回流管路36的壁上。 
图3放大示出减压阀38。减压阀38包括两部分式的壳体，该两部分式的壳体具有第一壳体部41，第一壳体部41在外环槽42内具有密封环39，并且第一壳体部41能够密封地安装到回流管路36内。此外减压阀38还具有杯形的第二壳体部44，第二壳体部44具有圆柱形外壳45和底壁46。第二壳体部44与第一壳体部41卡合。为此，第一壳体部41在其远离外环槽42的端部具有环形槽48，当第二壳体部44沿轴向上推到第一壳体部41上时，第二壳体部44的向内突出的环形凸肩49能够弹性地嵌入该环形槽48内。 
两个壳体部件41和44限定了通流通道50，通流通道50从端侧的阀 入口52起形成了第一通道区段53，第一通道区段53经由球形扩展部54过渡至第二通道区段56。扩展部54形成用于阀元件61的封闭体60的阀座58，阀元件61沿通流通道50纵向可运动地保持在通流通道50内。封闭体60呈截球面形构造，并且在图3所示的减压阀38的关闭位置中密封地紧贴在阀座58上。阀元件61的承压体63在轴向上连接在封闭体60上。承压体63呈活塞形地构成，并且在外侧具有外环槽64，在外环槽64内设有沿周向环绕阀元件61的密封环66。密封环66在通流通道50的第二通道区段56的区域内紧贴在通流通道50的壁上。 
第三通道区段69在轴向上经由锥形扩展部68连接在第二通道区段56上，第三通道区段69经由阶梯式扩展部71过渡至第四通道区段72。第四通道区段72由第二壳体部44的外壳45限定。第四通道区段72具有沿轴向分布且在径向从外壳45向内突出的纵向肋74，纵向肋74一直延伸到第一阀出口75，第一阀出口75穿过底壁46。 
第四通道区段72接纳被构造为螺旋弹簧的复位弹簧77，复位弹簧77一方面支承在第二壳体部44的底壁46上，另一方面支承在承压体63的面对底壁46的下表面78上。如图3所示，借助于复位弹簧77向承压体63和封闭体60施加朝向阀座58的方向的弹簧力，从而在减压阀38的关闭位置中封闭体60密封地紧贴在阀座58上。 
当在减压阀38的打开位置中承压体63从阀座58抬离时，纵向肋74的面对承压体63的上端侧80形成阀元件61的承压体63的止挡。下面还将对其进一步进行描述。 
第一壳体部41在通流通道50的第二通道区段56内与阀座58保持间隔地具有径向分布的出口通道88，出口通道88的位于径向外侧的端部区域形成减压阀38的第二阀出口89。 
沿周向环绕阀元件61的密封环66将通流通道50划分为入口区域91 和出口区域92。入口区域91由第一通道区段53、球形扩展部54以及第二通道区段56的环绕封闭体60的区域构成。出口区域92由第二通道区段56的连接在封闭体60上的区域、锥形扩展部68、第三通道区段69以及阶梯式扩展部71和第四通道区段72构成。 
在高压清洗设备10正常工作期间，也就是将承受压力的清洗液体经由压力管路28输送至可连接在压力管路28上的高压软管(附图中未示出)时，复位弹簧77将阀元件61压靠在阀座58上，从而使得减压阀38占据其关闭位置，在该关闭位置中，从阀入口52开始经由通流通道50的入口区域91和出口通道88通向第二阀出口89的流动连接被中断。 
在超过清洗液体的某个压力值的情况下(这例如在关断高压清洗设备10时可能会出现)，阀元件61抵抗复位弹簧77的弹簧力从阀座58抬离并且沿远离阀座58的方向向下移动，直至承压体63以其下侧78紧贴在纵向肋74的自由端侧80上为止。纵向肋74从而限定了阀元件61的行程运动。通过将阀元件61抬离阀座58使得阀入口52与第二阀出口89之间的流动连接变得畅通，此时在通流通道50的入口区域91内出现了相当大的压力；而在通流通道50的借助于密封环66与入口区域91分离的出口区域92内存在明显较小的压力，也就是吸入管路35内所存在的压力。因此在减压阀38的打开位置上，压力差作用于阀元件61，这导致的结果是，向阀元件61施加沿轴向抵抗复位弹簧77的作用进行作用的力，该力使得阀元件61一直可靠地与阀座58保持距离，直至在入口区域91内清洗液体的压力下降到如下程度为止，即，复位弹簧77的力足够将阀元件带回阀座58。在减压阀38的打开位置中作用于阀元件61的压力差降低了阀元件61发生摆动运动的可能性。 
图4示出了减压阀的第二实施方式，图4所示的减压阀可以作为所述减压阀38的替代被应用在高压清洗设备10中。图4所示的减压阀整体以附图标记98表示。减压阀98具有第一壳体部101和第二壳体部102。第一壳体部101在外侧具有外环槽104，外环槽104接纳密封环105，在 将被构造为可独立地手动操作的筒管的减压阀98安装到回流管路36内时，密封环105密封地紧贴在回流管路36的壁上。 
壳体部件101和102相互卡合。另选的是，例如也可以采用螺纹连接以便以可拆卸的方式连接两个壳体部件101和102。 
两个壳体部件101和102限定了通流通道107。通流通道107始于第一壳体部101的端侧的阀入口109，并且以第一圆柱形通道区段111延伸直至第一锥形扩展部112，第二圆柱形通道区段113连接在第一锥形扩展部112上，第二圆柱形通道区段113经由第二锥形扩展部114过渡至第三筒形通道区段115。第三圆柱形通道区段115被第一壳体部101的外壳117环绕。第二壳体部102以杯形插入部119沉入外壳117内，插入部119限定通流通道107的第四圆柱形通道区段120。 
插入件119与第二壳体部102的底壁122连成一体，底壁122封闭第一壳体部101的外壳117的自由端部。在远离插入件119的一侧上，圆柱形延长部123连接在底壁122上，该延长部123与底壁122一样均被轴向分布的贯通孔124贯穿。贯通孔124形成通流通道107的第五圆柱形通道区段125，其中，在第四通道区段120与第五通道区段125之间的过渡区域内布置有阶梯式收缩部126。 
杯形插入件119在其外侧具有环形槽129，在环形槽129内布置有密封环130，密封环130保证了在第一壳体部101与第二壳体部102之间的液体密封的连接。 
阀元件132以可运动的方式支撑在通流通道107内，阀元件132具有呈截球面形构造的封闭体133和沿轴向连接在封闭体133上的承压体134。在减压阀98的图4所示的关闭位置中，封闭体133密封地紧贴在由第一锥形扩展部112构成的阀座136上。承压体134从封闭体133延伸至第四通道区段120的区域内，在那里承压体134在外侧具有环形槽138， 在环形槽138内布置有沿周向环绕阀元件132的密封环139。密封环的内径被选择得大于环形槽138的底部的直径。这导致的结果是，如图4所示，密封环139与环形槽138的底部保持一定距离。密封环139在外侧密封地紧贴在第四通道区段120的壁上。 
在与封闭体133保持间隔情况下，承压体134在沿径向分布的出口通道142的纵轴141下方具有颈部(Bund)144。沿周向环绕第三通道区段115内的承压体134的被构成为螺旋弹簧的复位弹簧146一方面支承在杯形插入部119的面对阀座136的自由端侧148上，以及另一方面支承在颈部144的远离阀座136的下侧149上。借助于复位弹簧146朝向阀座136的方向向阀元件132施加弹簧力。 
穿过底壁122和轴向延长部123的第五通道区段125以其自由端部区域形成第一阀出口151，而始于通流通道107的出口通道142借助于其径向外置的端部区域形成第二阀出口152。沿周向环绕阀元件132的密封环139将通流通道107划分为入口区域154和出口区域155，入口区域154和出口区域155借助于密封环139以液体密封方式彼此分隔。入口区域154由第一通道区段111、第一锥形扩展部112、第二通道区段113、第二锥形扩展部114、第三通道区段115以及第四通道区段120的与自由端侧148相邻的部分构成。通流通道107的出口区域155由第五通道区段125和第四通道区段120的与阶梯式收缩部126相邻的部分构成。 
在高压清洗设备正常工作期间，减压阀98占据其关闭位置，在该关闭位置中，阀元件132借助于封闭体133密封地紧贴在阀座136上。当压力管路28内的清洗液体超过某个压力值时，阀元件132抵抗复位弹簧146的力从阀座136抬离，直至承压体134以其远离封闭体133的端部紧贴在阶梯式收缩部126上为止。因此阶梯式收缩部126构成用于限制阀元件132行程的止挡。通过从阀座136抬离阀元件132使得阀入口107至第二阀出口152的流动连接变得畅通，从而剩余液体能够从压力管路28经由回流管路36排向吸入管路25。此时在通流通道107的入口区域154 内出现相当大的压力；反之，在出口区域155内存在明显较小的压力，也就是吸入管路25内所存在的压力。这使得压力差作用于阀元件132，该压力差造成了远离阀座136的力施加。阀元件132基于该力施加一直被保持在其与阀座136相隔的位置上，直至压力管路28内的过压被消除为止。在此压力是逐渐降低的，这是因为出口通道142的流动横截面被选择为小于出口通道142上游的通流通道的流动横截面。出口通道142形成穿流减压阀98的清洗液体的节流元件，该节流元件保证了，在减压阀98占据其打开位置时，在通流通道107的入口区域154内形成相当大的压力。 

Claims (7)

1.具有高压泵的高压清洗设备，所述高压泵具有至少一个泵室，所述泵室与吸入管路和压力管路连接，其中，所述压力管路经由回流管路与所述吸入管路建立流动连接，并且在所述回流管路内布置有减压阀，其中，所述减压阀包括通流通道，所述通流通道从阀入口延伸至第一阀出口，并且所述通流通道构成有阀座，其中，至少一个出口通道在所述阀座下游从所述通流通道分出，所述出口通道通入第二阀出口，并且其中，阀元件以能运动的方式保持在所述通流通道内，所述阀元件能够借助于复位弹簧密封地紧贴到所述阀座上，其特征在于，所述阀元件(132)在远离所述阀座(136)的方向上以与所述至少一个出口通道(142)保持间隔的方式被第一密封环(139)环绕，所述第一密封环(139)将所述通流通道(107)的与所述阀入口(109)相邻的入口区域(154)和所述通流通道(107)的与所述第一阀出口(151)相邻的出口区域(155)密封隔开，其中，所述阀元件(132)具有封闭体(133)以及承压体(134)，所述封闭体(133)能够密封地紧贴到所述阀座(136)上，所述承压体(134)以与所述封闭体(133)保持间隔的方式被所述第一密封环(139)环绕，其中，所述减压阀(98)具有第一壳体部(101)和第二壳体部(102)，所述第一壳体部(101)和所述第二壳体部(102)能够在中间设有第二密封环(130)的情况下彼此连接，其中，所述第二壳体部(102)包括杯形插入部(119)，所述杯形插入部(119)限定所述通流通道(107)的通道区段(120)并进入所述第一壳体部(101)，其中，所述承压体(134)从所述封闭体(133)延伸至所述通道区段(120)的区域内，并且在所述通道区段(120)的区域内所述承压体(134)沿周向被所述第一密封环(139)环绕，以及其中，给所述阀元件(132)配备止挡(126)，所述阀元件(132)的所述承压体(134)以其远离所述封闭体(133)的端部在所述减压阀(98)的打开位置中紧贴在所述止挡(126)上，其中，所述止挡由所述通流通道(107)的收缩部(126)构成。
2.根据权利要求1所述的高压清洗设备，其特征在于，所述第一密封环(139)布置在所述阀元件(132)的外环槽(138)内。
3.根据权利要求2所述的高压清洗设备，其特征在于，所述第一密封环(139)的内径大于所述外环槽(138)的底部的直径。
4.根据权利要求1所述的高压清洗设备，其特征在于，所述通流通道(107)包括引导区段(120)，所述承压体(134)在中间设有所述第一密封环(139)的情况下能移动地支撑在所述引导区段(120)的内壁上。
5.根据权利要求1所述的高压清洗设备，其特征在于，在所述至少一个出口通道(142)上游的区域内的所述通流通道(107)的流动横截面大于所述出口通道(142)的流动横截面。
6.根据权利要求1所述的高压清洗设备，其特征在于，所述减压阀(98)具有唯一的出口通道(142)。
7.根据权利要求1所述的高压清洗设备，其特征在于，所述阀元件(132)不仅在所述减压阀(98)的打开位置中而且在所述减压阀(98)的关闭位置中保持所述至少一个出口通道(142)至少部分畅通。
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