DD150008B1

DD150008B1 - Selbstschliessendes absperrventil fuer hohe druecke

Info

Publication number: DD150008B1
Application number: DD22014680A
Authority: DD
Inventors: Werner Bergmann; Werner Blochwitz; Wolfgang Bernaschek; Otto Kreutzmann; Juergen Spillecke
Original assignee: Fortschritt Veb K
Priority date: 1980-04-02
Filing date: 1980-04-02
Publication date: 1986-02-05
Also published as: DE3109845A1; DD150008A1; DK135881A; HU183370B

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein selbstschließendes Absperrventil für hohe Drücke, insbesondere für Hochdruckspritzpistolen. Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei Druckwasserreinigungsgeräten wird mittels einer Spritzlanze die zu behandelnde Oberfläche gereinigt. Die Druckwasserabsperrung erfolgt über ein pistolenförmiges Absperrventil. Der vor dem Ventil anstehende hohe Druck erschwert das Öffnen des Ventiles. Es muß deshalb mit einer großen Hebelübersetzung gearbeitet werden; oder es wird ein hydraulischer Ausgleich geschaffen, um das Hauptventil leichter zu öffnen und offenzuhalten. Der Bedienhebel steuert lediglich ein Ventil mit kleinem Querschnitt, so daß die auf den Ventilsitz wirkende Kraft mittels Handhebel überwunden und das Vorsteuerventil geöffnet werden kann.

Der hydraulische Ausgleich wird bei der DE-PS 1264304 durch einen Bypaß erreicht. Die hier beschriebene Lösung ist in der Herstellung sehr aufwendig und bedarf einer Feder als Hilfskraft zur Schließung des Vorsteuerkolbens.

Die in der DE-OS 2424321 beschriebene Lösung ist konstruktiv einfacher, weist eine geringere Baulänge auf, und es entfällt die Feder als Hilfskraft. Trotzdem ist der technische Aufwand noch sehr hoch. Der Bypaß muß durch mehrere Bohrungen, die teilweise wieder verschlossen werden müssen, hergestellt werden. Die Bohrungen führen durch Schraubeinsätze, wobei diese eine Lagesicherung gegen Verdrehung aufweisen müssen.

Im DE-GM 7 245475 ist ein Absperrventil beschrieben, welches den Durchlaß stufenweise regelt, aber ebenfalls mit einer Feder arbeitet, die der Reinigungsflüssigkeit ausgesetzt ist.

Auch die im DE-GM 7228123 beschriebene Handspritzpistole besitzt eine der Reinigungsflüssigkeit ausgesetzte Druckfeder.

Weiterhin ist ein in der DE-OS 2813090 beschriebenes Absperrventil bekannt, das keinen Bypaß aufweist, aber einer Anzahl von Dichtelementen bedarf, da die Lagerstellen für den Steuerkolben und der Gegenhaltekolben sowohl gegen das Gehäuse als auch gegen den Steuerkolben abgedichtet sein müssen. Aggressive Medien stellen hohe Anforderungen an das Dichtungsmaterial.

Außerdem tritt durch die größere Anzahl von Dichtungen eine höhere Reibung am Steuerkolben auf.

Eine konstruktiv einfache Lösung zeigt die DD-PS 26823 auf, die jedoch für Spritzpistolen ungeeignet ist, weil diese nicht selbstschließend ist und zusätzlich einer Schließfeder für den Vorsteuerkolben bedürfte.

Schließlich ist in DE-AS 1259160 ein vollhydraulisch schließendes Absperrventil bekannt, bei welchem auch bei wechselnden Drücken auf der Abflußseite die Öffnungskraft keine hohen Werte annimmt und beispielsweise durch einen Hubmagneten bewältigt werden kann. Konstruktiv ist diese Lösung aufwendig, weil drei Dichtungen zur Abdichtung des Vorsteuerkolbens sowie eine Entlastungsbohrung und ein Bypaß mit weiteren Dichtungen erforderlich sind. Das Ventil ist für Spritzpistolen nicht einsetzbar, da die Steuerung des Vorsteuerkolbens von der Abflußseite erfolgt und diese bei Schließung drucklos wird.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, ein Absperrventil für eine Hochdruckspritzpistole zu entwickeln, das gegenüber den bekannten Lösungen einfacher, damit weniger störanfällig und fertigungstechnisch günstiger ist, wobei bei kleiner Bedienkraft ein großer Strömungsquerschnitt steuerbar sein soll.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe besteht darin, den Steuermechanismus so zu gestalten, daß kein Bypaß und keine Hilfsfeder und nur eine nicht ständig belastete Abdichtung des Steuerkolbens erforderlich ist.

Das Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in bekannter Wei: e ein Hauptsteuerkolben mit definiertem Spial in dem Gehäuse geführt ist, der an der dem Ablauf zugewandten Stirnseite mit einem Kegel an dem Dichtsitz des Gehäuses anliegt. Außerhalb des Dichtsitzes ist der Kegel von einem mit dem Druckstutzen in Verbindung stehenden Ringraum umgeben. Der Außenmantel des Hauptsteuerkolbens bildet mit der Gehäusebohrung eine Drosselstrecke zum Druckraum, der sich an der anderen Stirnseite des Steuerkolbens befindet. Erfindungsgemäß ist der Stößel des Vorsteuerkolbens durch die axiale Bohrung des Hauptsteuerkolbens, durch den Ablauf hindurch aus dem Gehäuse herausgeführt und im Gehäuse abgedichtet. Der erforderliche Abströmquerschnitt, welcher größer sein muß als der Zuströmquerschnitt zum Druckraum, wird durch ein reichliches Spiel zwischen dem Durchmeser des Stößels des Vorsteuerkolbens und der ablaufseitigen Bohrung im Hauptsteuerkolben erzielt. Dabei müssen die Wirkflächen in der Reihenfolge: Stößel, Ventilkörper des Vorsteuerkolbens, Dichtkegel des Hauptsteuerkolbens und Gleitsitz des Hauptsteuerkolbens eine steigende Tendenz aufweisen.

Der Hubbegrenzung des Steuerkolbens dient ein innerer Anschlag in der axialen Bohrung des Steuerkolbens und ein äußerer Anschlag druckraumseitig im Gehäuse.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Im geschlossenen Zustand herrscht im Hauptsteuerkolben der gleiche Druck wie in der anliegenden Druckleitung, da sich über das definierte Spiel des Hauptsteuerkolbens der Druck im Druckraum aufbaut. Der dort herrschende Druck wirkt auf den am Ende des Vorsteuerkolbens angeordneten Ventilkörper gegen den Dichtsitz im Innern des Hauptsteuerkolbens und auf die Gesamtfläche des Hauptsteuerkolbens, abzüglich der mit dem Druckmedium in Verbindung stehenden Kegelfläche in Schließrichtung, so daß der Kegel des Hauptsteuerkolbens mit großer Kraft gegen den Dichtsitz im Gehäuse gedrückt wird. Durch Betätigen des Bedienhebels hebt der Ventilkörper des Vorsteuerkolbens vom Dichtsitz im Innern des Hauptsteuerkolbens ab. Der im Druckraum herrschende Druck wird abgebaut, und die über den Ringraum mit dem Druckmedium in Verbindung stehende Kegelfläche des Hauptsteuerkolbens wirkt öffnend, d. h., der Hauptsteuerkolben wird entgegen der Strömungsrichtung bewegt, wodurch sich der Kegel vom Sitz abhebt und den Ablauf freigibt. Durch den inneren Anschlag kann der Hauptsteuerkolben über den Bedienhebel in jeder gewünschten Offenstellung gehalten werden. In maximaler Offenstellung drückt der Hauptsteuerkolben gegen den äußeren Anschlag im Gehäuse.

Der Vorteil besteht darin, daß nur wenige Einzelteile vorhanden sind, keine Feder und kein Bypaß erforderlich ist und nur der Stößelquerschitt mit einer Dichtung abgedichtet werden muß. Diese Dichtungsanordnung hat den Vorteil, daß die Dichtung im geschlossenen Zustand des Ventils druckentlastet ist, damit das Öffnen erleichtert, sowie die Dichtung und der Stößel weniger verschleißen. Ein wesentlicher Vorteil ist die geringe Bedienkraft, mit der ein großer Strömungsquerschnitt steuerbar ist. Die Montage des Absperrventil ist einfach und erfordert keine Spezialkenntnisse.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel und der dazugehörigen Zeichnung näher erläutert werden. Das im Schnitt dargestellte Absperrventil besteht aus dem Gehäuse 1 mit dem Stutzen 2 für die Zuführung des Mediums, dem Stutzen 3für den Ablauf des Mediums, dem Ringraum 4, dem Hauptsteuerkolben 5, welcher an der Stirnseite 6 mit dem Gehäuse 1 den Druckraum 7 bildet, in der axialen Bohrung einen Dichtsitz 8 sowie einen inneren Anschlag 9 und an der anderen Stirnseite außen einen Kegel 10 aufweist, der am Dichtsitz 11 des Gehäuses 1 anliegt. Der äußere Anschlag 12 kann sowohl am Hauptsteuerkolben 5 als auch am Gehäuse 1 angebracht sein. Durch die axiale Bohrung des Hauptsteuerkolbens 5 führt ein Vorsteuerkolben, welcher aus dem Stößel 13 und dem Ventilkörper 15 besteht, und eine kegelige Dichtfläche besitzt. Der Stößel 13 führt durch den Ablaufstutzen 3, ist nur im Gehäuse 1 geführt und mit einer Dichtung 15 nach außen abgedichtet. Mit dem Stößel 13 steht der Bedienhebel 16 in Verbindung, welcher im Gelenk 17 gelagert ist. Der Hauptsteuerkolben 5 ist mit definiertem Spiel im Gehäuse 1 geführt, so daß ein Ringspalt 18 entsteht. Am Stutzen 2 und im Ringraum 4 liegt ständig der Druck des Mediums an und breitet sich über den Ringspalt 18 zum Druckraum 7 aus. Dadurch wird der Ventilkörper 14fest gegen den Dichtsitz 8 und der Hauptsteuerkolben 5 mit dem Kegel 10 gegen den Ventilsitz 11 im Gehäuse 1 gepreßt. Durch Betätigendes Bedienhebels 16 drückt dieser gegen den Stößel 13, der Ventilkörper 14 öffnet, und es erfolgt eine Druckentlastung im Raum 7. Dadurch wird die Schließkraft, die durch den Druck auf die Fläche A₂ erzeugt wurde, aufgehoben, und der Druck des Mediums wirkt auf die Fläche A₁-A₂ in entgegengesetzter Richtung. Damit ist das Absperrventil geöffnet. Um schwingenden Bewegungen des Steuerkolbens 5 vorzubeugen, besitzt dieser den inneren Anschlag 9, wodurch er am selbsttätigen Schließen gehindert wird und durch entsprechenden Hub des Bedienhebels 16 in jeder gewünschten Stellung offengehalten werden kann. Der äußere Anschlag 12 dient dazu, den Steuerkolben 5 in maximaler Offenstellung zu halten. Da der Stößel 13 einen kleinen Durchmesser aufweist, ist die erforderliche Öffnungskraft gering und die Abdichtung einfach. Bedingung für die Relation der Flächen:

A₁ > A₂ > A₃ > A₄

Offenstellung: ρ · ^wirktinSchließrichtunggegendieHandkraftlp-DruckdesMediums)

Schließstellung: Auf den Ventilkörper 14 wirkt ρ · A₃—diese ist als Öffnungskraft zu überwinden — auf den Hauptsteuerkolben 5 wirkt ρ · A₂ in Schließrichtung.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Selbstschließendes Absperrventil für hohe Drücke, insbesondere für Hochdruckspritzpistolen, bestehend aus dem Gehäuse, einem im Gehäuse geführten Hauptsteuerkolben zur Durchflußsteuerung mit Axialbohrung und dem im Innern des Hauptsteuerkolbens angeordneten Dichtkörper des Vorsteuerkolbens, der über einen Stößel von außen betätigbar ist und dessen Hauptsteuerkolben auf der der Schließfläche gegenüberliegenden Seite einen Druckraum aufweist, der mit der Zuflußseite des Druckmittels über einen Spalt in Verbindung steht, dessen Querschnitt geringer ist als der Abströmquerschnitt zur Druckentlastung, gekennzeichnet dadurch, daß der Stößel (13) durch die Bohrung des Hauptsteuerkolbens (5) ablaufseitig durch das Gehäuse (1) nach außen geführt und abgedichtet ist, wobei das Spiel zwischen Stößel (13) des Vorsteuerkolbens (13; 14) und der Bohrung des Hauptsteuerkolbens (5) den Abströmquerschnitt bildet und die Wirkflächen der Steuerelemente in der Reihenfolge:

Stößel (13), Ventilkörper (14) des Vorsteuerkolbens, Dichtkegel (10) des Hauptsteuerkolbens (5) und Gleitsitz des Hauptsteuerkolbens eine steigende Tendenz aufweisen.
2. Selbstschließendes Absperrventil nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß ein innerer Anschlag (9) der Stabilisierung in jeder Öffnungslage und ein äußerer Anschlag (12) der Hubbegrenzung des Steuerkolbens (5) dient.

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