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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für
eine Hochdruckreinigungsvorrichtung gemäß dem
Oberbegriff einer der unabhängigen Ansprüche,
eine Hochdruckreinigungsvorrichtung mit einer derartigen Ventilanordnung
sowie eine Verwendung einer Gegenstange zur Schließkraftkompensation.
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Hochdruckreinigungsvorrichtungen,
auch kurz Hochdruckreiniger genannt, werden üblicherweise
für Reinigungszwecke eingesetzt. Eine Flüssigkeit,
insbesondere Wasser, wird von einer Hochdruckpumpe unter Druck gesetzt
und üblicherweise über eine angeschlossene Ventilpistole
und Düse ausgegeben. Die Hochdruckreinigungsvorrichtungen sind üblicherweise
mit einer Ventilanordnung (Unloader) versehen, so daß bei
Schließen der Ventilpistole bzw. Düse und weiterlaufender
Pumpe die Flüssigkeit im Kreislauf förderbar ist,
die Pumpe also nicht gegen die geschlossene Ventilpistole bzw. Düse
arbeitet.
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Eine
derartige Ventilanordnung ist beispielsweise aus der
DE 198 38 947 C1 bekannt,
die den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildet. Die Ventilanordnung
weist eine Versorgungsleitung auf, die einlaßseitig an
die Pumpe der Hochdruckreinigungsvorrichtung anschließbar
ist. Auslaßseitig ist eine Druckleitung zu einer Ventilpistole
o. dgl. anschließbar. Die Versorgungsleitung ist mit einem Rückschlagventil
versehen, das im Förderbetrieb von der durchströmenden
Flüssigkeit geöffnet wird und bei Schließen
der Ventilpistole – also Zusammenbrechen der Flüssigkeitsströmung – ebenfalls
schließt.
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Stromauf
des Rückschlagventils zweigt eine Bypaßleitung
von der Versorgungsleitung ab, die zur Ansaugseite der Pumpe oder
einem Reservoir für die Flüssigkeit führt,
so daß die Flüssigkeit bei geöffneter Bypaßleitung
von der Pumpe im Kreislauf mit geringem Druckabfall förderbar
ist.
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Die
Bypaßleitung ist durch ein Bypaßventil im normalen
Förderberieb sperrbar. Insbesondere weist das Bypaßventil
einen Ventil- bzw. Schließkörper auf, auf den
der Flüssigkeitsdruck in der Versorgungsleitung und die
Kraft einer Schließfeder in Schließrichtung wirken.
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Der
Schließkörper ist mittels einer Betätigungseinrichtung öffenbar.
Die Betätigungseinrichtung weist einen Schaltkolben auf,
der gegen eine einstellbare Federkraft vom Ausgangsdruck der Ventilanordnung
gegen den Schließkörper in Öffnungsrichtung
bewegbar ist.
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Wenn
die Ventilpistole geschlossen wird, bricht die Flüssigkeitsströmung
durch das Rückschlagventil zusammen, und das Rückschlagventil schließt.
Gleichzeitig entsteht stromab des Rückschlagventils ein
Druckimpuls, der auf den Schaltkolben wirkt, so daß dieser
den Schließkörper von seinem zugeordneten Ventilsitz
abhebt, also das Bypaßventil anfänglich öffnet.
Weiter wird das Bypaßventil von einer zweiten, dem Schließkörper
zugeordneten Betätigungseinrichtung vollständig
geöffnet. In diesem Bypaßbetrieb bleibt das Rückschlagventil
geschlossen und das Bypaßventil geöffnet und wird
die Flüssigkeit von der Pumpe im Kreislauf durch die Bypaßleitung
gepumpt, sofern sie nicht abgeschaltet wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung
für eine Hochdruckreinigungsvorrichtung und eine Hochdruckreinigungsvorrichtung
mit einer Ventilanordnung sowie eine Verwendung einer Gegenstange
anzugeben, wobei die Ventilanordnung universell einsetzbar, individuell
konfigurierbar und/oder anpaßbar ist.
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Die
obige Aufgabe wird durch eine Ventilanordnung gemäß Anspruch
1 oder durch eine Hochdruckreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch
5 oder durch eine Verwendung gemäß Anspruch 7
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, das Bypaßventil
bzw. dessen Schließkörper mit einer gegen den
Umgebungsdruck arbeitenden Gegenstange zur Schließkraftkompensation
zu koppeln. Insbesondere sind der wirksame Querschnitt der Gegenstange
und damit die Druckentlastung an die Druckbelastung bzw. den wirksamen
Durchmesser des Schließkörpers bzw. eines zugeordneten Ventilsitzes
anpaßbar, um die auf den Schließkörper im
geschlossenen Zustand wirkende Schließkraft auch bei unterschiedlichen
Durchmessern für unterschiedliche Volumenströme
konstant halten zu können Dies ist wiederum einer universellen
Einsetzbarkeit der Ventilanordnung zuträglich, insbesondere wobei
weitestgehend gleiche Teile auch für unterschiedliche Drücke
und/oder Volumenströme – insbesondere bei unterschiedlichen
Durchmessern des Dichtsitzes des Bypaßventils – einsetzbar
sind.
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Weitere
Vorteile, Aspekte, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
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1 eine
blockschaltbildartige Ansicht einer vorschlagsgemäßen
Ventilanordnung mit einer zugeordneten Hochdrucksreinigungsvorrichtung
und einer über eine Druckleitung daran angeschlossenen Ventilpistole;
und
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2 einen
schematischen Schnitt der Ventilanordnung im Förderbetrieb.
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1 zeigt
in einer Übersicht eine vorschlagsgemäße
Ventilanordnung 1, die insbesondere einer Hochdruckreinigungsvorrichtung 2 im
eingangs genannten Sinne zugeordnet ist. Insbesondere ist die Ventilanordnung 1 an
die Hochdruckreinigungsvorrichtung 2 angeschlossen, besonders
bevorzugt an diese angebaut oder in diese eingebaut oder in sonstiger
Weise integriert.
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Die
Ventilanordnung 1 ist an eine Pumpe 3, insbesondere
Hochdruckpumpe, der Hochdruckreinigungsvorrichtung 2 zur
Versorgung bzw. Zuführung einer Flüssigkeit 4,
insbesondere Wasser oder einer sonstigen Reinigungsflüssigkeit,
angeschlossen. Grundsätzlich kann die Ventilanordnung 1 auch
an eine sonstige Pumpe, Wasserversorgung o. dgl. angeschlossen und/oder
auch für sonstige Zwecke eingesetzt werden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Anwendungen, bei denen
der Druck der Flüssigkeit 4 bzw. der Pumpe 3 mindestens
5 MPa, vorzugsweise 10 bis 50 MPa, insbesondere etwa 30 bis 50 MPa,
oder sogar mehr beträgt.
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Die
Flüssigkeit 4 wird insbesondere einem Reservoir,
wie einem Tank 5, entnommen, jedoch kann die Flüssigkeit 4 auch
auf sonstige Weise der Pumpe 3 zuführbar sein,
beispielsweise direkt über einen Wasserschlauch, ein Wassernetz
o. dgl.
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Die
Ventilanordnung 1 weist eine Versorgungsleitung 6 auf,
der einlaßseitig die vorzugsweise unter hohem Druck stehende
Flüssigkeit 4 zuführbar ist. Insbesondere
ist die Ventilanordnung 1 bzw. Versorgungsleitung 6 mit
einem Anschluß bzw. Einlaß 7 an die Pumpe 3 angeschlossen.
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An
die Versorgungsleitung 6 ist auslaßseitig – insbesondere
an einen Auslaß bzw. Anschluß 8 der Versorgungsleitung 6 – vorzugsweise
eine Druckleitung 9, insbesondere ein Schlauch, angeschlossen, die
bzw. der die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit 4 einer
Ventileinrichtung, insbesondere einer Ventilpistole 10 o.
dgl., zur Ausgabe der Flüssigkeit 4 vorzugsweise über
eine Düse 11, insbesondere in Form eines Sprühstrahls, 12 zuleitet.
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Die
Ventilpistole 10 mit der Düse 11 kann auch
als Düsenkopf verstanden werden. Weiter kann die Düse 11 wahlweise
unmittelbar, wie in 1 dargestellt, oder in üblicher
Weise über eine Sprühlanze o. dgl. an die Ventilpistole 10 oder
eine sonstige geeignete Ventileinrichtung, die insbesondere ein
wahlweises und/oder manuelles Öffnen und Schließen der
Flüssigkeitsausgabe gestattet, angeschlossen sein.
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1 zeigt
die Flüssigkeitsausgabe und Ventilanordnung 1 im
normalen Förderbetrieb. Die Flüssigkeit 4 wird über
die geöffnete Ventileinrichtung bzw. Ventilpistole 10 und
angeschlossene Düse 11 kontinuierlich und insbesondere
als Strahl 12 ausgegeben.
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Beim
Förderbetrieb wird die Flüssigkeit 4 mit einem
relativ hohen Druck, der insbesondere im wesentlichen dem genannten
Pumpendruck entspricht, am Auslaß 8 ausgegeben.
Dieser Auslaßdruck wird im Förderbetrieb auch
als Arbeitsdruck bezeichnet.
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Im
Förderbetrieb kann die Ventilanordnung 1 einer
Einstellung und/oder Begrenzung des Auslaßdrucks bzw. Arbeitsdrucks
dienen. Hierauf wird später noch eingegangen.
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Wenn
die Ausgabe der Flüssigkeit 4 insbesondere durch
Schließen der Ventilpistole 10 o. dgl. gesperrt
wird, verhindert die Ventilanordnung 1, daß die
Pumpe 3 gegen die geschlossene Ventilpistole 10 arbeitet
und sich ggf. ein sogar über dem Arbeitsdruck liegender
Druck in der Druckleitung 9 aufbaut. Dies wäre
bei Drücken von beispielsweise 50 MPa oder mehr sehr gefährlich
und könnte zu Verletzungen insbesondere bei einem ungewollten Öffnen
der Ventilpistole 10 führen. Weiter würde
dies bei jedem Öffnen der Ventilpistole zu einem sehr starken
und unerwünschten Rückstoß führen.
Um dies zu vermeiden, leitet die Ventilanordnung 1 bei
geschlossener Ventileinrichtung bzw. Ventilpistole 10 die
von der Pumpe 3 zugeführte Flüssigkeit 4 über
einen Bypaß ab oder wieder zurück, insbesondere
in das Flüssigkeitsreservoir oder an den Einlaß bzw.
Eingang der Pumpe 3, insbesondere so daß die Flüssigkeit 4 mit vorzugsweise
nur geringem Strömungswiderstand im Kreislauf förderbar
ist. Dieser Betrieb wird bei der vorliegenden Erfindung als Bypaßbetrieb
bezeichnet. Dementsprechend wird die Ventilanordnung 1 oft auch
als Bypaßventilanordnung oder Unloader bezeichnet.
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Die
Ventilanordnung 1 weist in der Versorgungsleitung 6 ein
insbesondere als Rückschlagventil 13 ausgebildetes
Sperrventil auf, das insbesondere selbsttätig schließt
bzw. sperrt, wenn die Flüssigkeitsströmung durch
die Versorgungsleitung 6, insbesondere durch Schließen
der Ventilpistole 10, zusammenbricht, also im sich anschließenden
Bypaßbetrieb. Das Sperrventil sorgt dafür, daß der
Arbeitsdruck bzw. Auslaßdruck auslaßseitig erhalten
bleibt.
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Die
Ventilanordnung 1 weist zur Realisierung des Bypasses insbesondere
eine Bypaßleitung 14 und ein zugeordnetes Bypaßventil 15 auf.
Die Bypaßleitung 14 zweigt stromauf des Sperrventils
von der Versorgungsleitung 6 ab, so daß das bereits
genannte Rückleiten der von der Pumpe 3 zugeförderten Flüssigkeit 4 im
Bypaßbetrieb und insbesondere deren Förderung
im Kreislauf ermöglicht wird. Hierzu ist die Bypaßleitung 14 beim
Darstellungsbeispiel insbesondere über eine Rückleitung 16 an
das Flüssigkeitsreservoir oder die Eingangsseite der Hochdruckpumpe 3 angeschlossen.
Alternativ kann die Rückleitung 14 jedoch auch
nur einer Ableitung der von der Pumpe 3 geförderten
Flüssigkeit 4 im Bypaßbetrieb dienen,
ohne daß die abgeleitete Flüssigkeit 4 im
Bypaßbetrieb im Kreislauf gefördert wird.
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Das
Bypaßventil 15 ist insbesondere in Abhängigkeit
von dem stromab des Sperrventils anstehenden Auslaßdruck
steuerbar, wie durch die gestrichelte Linie in 1 angedeutet
und später noch näher erläutert.
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Insbesondere
ist die Ventilanordnung 1 derart ausgebildet, daß beim Übergang
vom Förderbetrieb in den Bypaßbetrieb – also
insbesondere bei Schließen der Ventilpistole 10 – zunächst
die Flüssigkeitsströmung durch die Versorgungsleitung 6 bzw. durch
das Sperrventil zusammenbricht und das Sperrventil – insbesondere
selbsttätig aufgrund entsprechender Federvorspannung o.
dgl. – schließt. Weiter entsteht beim üblicherweise
abrupten Schließen der Flüsssigkeitsausgabe, insbesondere
der Ventilpistole 10, ein Druckimpuls in der Druckleitung 9,
also ein sprunghafter oder impulsartiger Anstieg des stromab des
Sperrventils anstehenden Drucks bzw. Auslaßdrucks. Dieser
Druckanstieg wird vorzugsweise dazu genutzt, das Bypaßventil 15 insbesondere
zumindest anfänglich zu öffnen, um die Ventilanordnung 1 in
den Bypaßbetrieb umzuschalten bzw. die Bypaßleitung 14 freizugeben.
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Wenn
die Flüssigkeitsausgabe – insbesondere also die
Ventilpistole 10 – wieder geöffnet wird, sinkt
zunächst der auslaßseitige Druck (Haltedruck) deutlich
ab, ggf. bis auf 0. Dieser Druckabfall führt vorzugsweise
dazu, daß das Bypaßventil 15 – insbesondere
selbsttätig durch Federkraft und/oder durch die Flüssigkeitsströmung
bzw. durch den Flüssigkeitsdruck in der Versorgungsleitung 6 und/oder
Bypaßleitung 14 – wieder geschlossen
wird. Alternativ oder zusätzlich kann der genannte Druckabfall
auch ausgewertet oder erfaßt werden, um die Hochdruckreinigungsvorrichtung 1 bzw.
Förderpumpe 3 wieder einzuschalten, wobei auch
dann das Bypaßventil 15 in der Folge wieder geschlossen
wird.
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Bei
geschlossenem Bypaßventil 15 führt die Förderung
der Flüssigkeit 4 durch die Pumpe 3 zu
einem quasi sofortigen Druckanstieg in der Versorgungsleitung 6 und
entsprechendem Öffnen des Sperrventils, so daß die
Förderung der Flüssigkeit 4 und Ausgabe über
die Druckleitung 9, Ventilpistole 10 und Düse 11 wieder
beginnt, der Förderbetrieb also wieder aufgenommen und
auslaßseitig der Arbeitsdruck wieder erreicht wird.
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Es
ist anzumerken, daß die Versorgungsleitung 6 insbesondere
als eine Leitung im funktionalen Sinne, also als fluidische Verbindung,
zu verstehen ist und insbesondere aus mehreren Kanälen,
Durchlässen, Bohrungen o. dgl. aufgebaut bzw. gebildet sein
kann. Entsprechendes gilt auch für die Bypaßleitung 14 und/oder
Umgehungsleitung 18 oder sonstige fluidische Verbindungen,
Leitungen o. dgl. der Ventilanordnung 1 bzw. der Hochdruckreinigungsvorrichtung 2.
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Nachfolgend
wird zunächst ein bevorzugter Aufbau der vorschlagsgemäßen
Ventilanordnung 1 anhand der 2 erläutert,
die die Ventilanordnung 1 in einem schematischen Schnitt
im Förderbetrieb zeigt.
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Die
dargestellte Ventilanordnung 1 weist ein Gehäuse 20 auf,
in dem vorzugsweise alle Komponenten und Bauteile der Ventilanordnung 1 aufgenommen
oder an dem diese vorzugsweise angeordnet sind.
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Das
Sperrventil ist, wie bereis erwähnt, vorzugsweise als Rückschlagventil 13 ausgebildet. Beim
Darstellungsbeispiel weist es einen Ventilkörper 21 auf,
der von einer zugeordneten Feder 22 in Schließrichtung
gegen einen Ventilsitz entgegen der Ausgabe- bzw. Hauptströmungsrichtung
durch die Versorgungsleitung 6 vorgespannt ist. Insbesondere ist
das Sperrventil in eine den Auslaß 8 bildende
Bohrung des Gehäuses 20 eingesetzt bzw. eingebaut. Besonders
bevorzugt weist das Sperrventil bzw. Rückschlagventil 13 keine
Dichtung auf, sondern dichtet unmittelbar mit seiner Schräge
des Ventilkolbens direkt am Gehäuse.
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Am
Auslaß 8 ist vorzugsweise eine Anschlußeinrichtung,
wie eine Schnellkupplung, zum Anschluß der Druckleitung 9,
insbesondere eines Schlauchs, vorgesehen.
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Die
Ventilanordnung 1 weist ferner eine Betätigungseinrichtung 23 mit
einem Stellglied, insbesondere einem Schaltkolben 24, zur
Betätigung, insbesondere zum Öffnen eines Ventil-
oder Schließkörpers 25 des Bypaßventils 15 auf.
Das Stellglied bzw. der Schaltkolben 24 ist vorzugsweise
unabhängig bzw. getrennt vom Schließkörper 25 bewegbar,
also mit diesem vorzugsweise nicht fest verbunden.
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Der
Schaltkolben 24 ist in eine vom Schließkörper 25 abgerückte
Ruhestellung vorzugsweise durch Federkraft vorgespannt, insbesondere
durch eine zugeordnete Hauptfeder 26. Vorzugsweise ist die
Vorspannkraft einstellbar, beispielsweise mittels einer Spindelverstellung,
eine vorzugsweise drehbare Handhabe 27 o. dgl.
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Die
Einstellung der Vorspannkraft dient der Einstellung des maximalen
Beriebsdrucks der Ventilanordnung 1. Die Einstellung erfolgt
insbesondere durch Drehen der Handhabe 27. Besonders bevorzugt
ist eine Sicherung bzw. ein endgültiges Festlegen durch
eine Kontermutter, Klemmschraube o. dgl. möglich, wie zeichnerisch
angedeutet.
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Zwischen
der Hauptfeder 26 und dem Schaltkolben 24 kann
eine Ausgleichsscheibe insbesondere zum Ausgleich seitlicher Kräfte
bei der Druckverstellung vorgesehen sein.
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Vorzugsweise
erstreckt sich der Schaltkolben 24 durch einen Betätigungsraum 28 und
abgedichtet in einen benachbarten Bypaßraum 29,
der bei geöffnetem Bypaßventil 15 fluidisch
mit der Versorgungsleitung 6 in Verbindung steht und zu
der vorzugsweise quer zur Versorgungsleitung 6 verlaufenden
Bypaßleitung 16 gehört bzw. diese bildet.
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Der
Betätigungsraum 28 ist über einen Steuerkanal 30 mit
der Versorgungsleitung 6 stromab des Sperrventils verbunden,
so daß der Auslaßdruck auf einen im Betätigungsraum 28 vom
Schaltkolben 24 gebildeten Kolbenbereich 31 wirken
und dadurch den Schaltkolben 24 in Richtung des Bypaßventils 15 bzw.
Schließkörpers 25 gegen die Kraft der
Hauptfeder 26 vorspannen bzw. bewegen kann.
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Das
Bypaßventil 15 weist, wie bereits erwähnt,
den beweglichen Schließkörper 25 und
einen zugeordneten Ventilsitz 32 auf, der insbesondere
am Übergang von der Versorgungsleitung 6 zum Bypaßraum 29 oder
an einem sonstigen geeigneten Abschnitt der Bypaßleitung 14 gebildet
bzw. angeordnet ist.
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Das
Bypaßventil 15 ist insbesondere in eine Bohrung
oder Öffnung des Gehäuses 20 eingesetzt bzw.
eingebaut, die insbesondere quer zu der sich vorzugsweise geradlinig
durch das Gehäuse 20 erstreckenden Versorgungsleitung 6 verläuft
und/oder stromauf des Sperrventils angeordnet ist.
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Besonders
bevorzugt ist das Bypaßventil 15 derart ausgebildet,
daß der in der Versorgungsleitung 6 stromauf des
Sperrventils herrschende Flüssigkeitsdruck das Bypaßventil 15 bzw.
dessen Schließkörper 25 in seine Schließposition
bzw. -stellung gegen den Ventilsitz 32 drückt
oder vorspannt.
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Das
Bypaßventil 15 weist vorzugsweise eine dem Schließkörper 25 zugeordnete
Schließfeder 33 auf, die den Schließkörper 25 in
die Schließstellung gegen den zugeordneten Ventilsitz 32 vorspannt.
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Dem
Bypaßventil 15 bzw. Schließkörper 25 ist
vorzugsweise ein Führungs- oder Stellmittel, besonders
bevorzugt eine Gegenstange 34, zugeordnet, das bzw. die
vorzugsweise fest mit dem Schließkörper 25 verbunden
ist. Beim Darstellungsbeispiel umgibt die Schließfeder 33 die
Gegenstange 34 peripher und ist beispielsweise an einem
Gehäuseteil 35 widergelagert, das vorzugsweise
lösbar am Gehäuse 20 befestigt ist. Das
Führungsmittel, wie die Gegenstange 34, erstreckt
sich vorzugsweise aus dem unter Druck stehenden Bypaßventil 15 bzw.
der unter Druck stehenden Versorgungsleitung 6 hinaus in
den unter Umgebungsdruck stehenden Außenbereich, vorzugsweise
abgedichtet durch das Gehäuse 20 bzw. dessen Gehäuseteil 35 o.
dgl. hindurch. Die Gegenstange 34 arbeitet also vorzugsweise
gegen den Umgebungsdruck, so daß in Abhängigkeit
von ihrem Durchmesser (durch das Gehäuse 20 bzw.
Gehäuseteil 35 in den Außenraum) eine
teilweise Kompensation der auf den Schießkörper 25 durch
den Flüssigkeitsdruck wirkenden Kraft bzw. eine entsprechende Verringerung
der resultierenden, für die Schließkraft relevanten
Fläche (Fläche des wirksamen Dichtsitzes des Bypaßventils 15 minus
Querschnitt der Gegenstange 34) erfolgt. Die Gegenstange 34 dient
vorzugsweise ausschließlich der Schließkraftkompensation.
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2 zeigt
die Ventilanordnung 1 im Förderbetrieb. Die Flüssigkeit 4 strömt
durch die Versorgungsleitung 6 und wird mit dem Arbeitsdruck
(bspw. 30 bis 50 MPa) am Auslaß 8 an die Druckleitung 9 abgegeben
und über die Ventilpi stole 10 und Düse 11 als
Strahl 12 ausgegeben. Das Sperrventil ist durch den Flüssigkeitsstrom
gegen die Kraft der Feder 22 geöffnet.
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Der
Arbeitsdruck übt im Betätigungsraum 28 eine
Kraft auf den Kolbenabschnitt 31 aus, so daß die Kraft
der Hauptfeder 26 überwunden und die Betätigungseinrichtung 23 bzw.
deren Schaltkolben 24 in Öffnungsrichtung gegen
den Schließkörper 25 vorgeschoben wird
bzw. ist. Jedoch bleibt das Bypaßventil 15 im
Förderbetrieb (normalerweise) geschlossen, der Schließkörper 25 wird
(noch) nicht von seinem Ventilsitz 32 abgehoben. Insbesondere
sorgen der auf den Schließkörper 25 in
der Versorgungsleitung 6 wirkende Flüssigkeitsdruck
und die Schließfeder 33, die in Schließrichtung
wirken, dafür, daß das Bypaßventil 15 im
Förderbetrieb (normalerweise) geschlossen bleibt.
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Wenn
der Auslaßdruck jedoch zu hoch wird (übermäßig
ansteigt), übt die Betätigungseinrichtung 23 insbesondere
mit ihrem Schaltkolben 24 eine entsprechend höhere
Kraft auf den Schließkörper 25 auf, so
daß das Bypaßventil 15 geöffnet
wird und das Bypaßventil 15 in diesem Fall als Überlastventil
bzw. Sicherheitsventil zur Druckbegrenzung wirken kann.
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Wenn
die Flüssigkeitsausgabe insbesondere durch Schließen
der Ventilpistole 10 gesperrt wird, erfolgt ein Übergang
bzw. Umschalten vom Förderbetrieb in den Bypaßbetrieb.
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Zunächst
bricht die Flüssigkeitsströmung durch das Sperrventil
zusammen, so daß dieses schließt. Die Sperrung
der Flüssigkeitsabgabe bzw. das Schließen der
Ventilpistole 10 o. dgl. führt weiter zu einem
Druckimpuls (kurzzeitiger sprunghafter Anstieg des Auslaßdrucks),
so daß nun die Betätigungseinrichtung 23 mittels
des bereits vorher am Schließkörper 25 anliegenden
Schaltkolbens 24 das Bypaßventil 15 sehr
schnell und/oder zumindest anfänglich öffnet,
wodurch der bis dahin im Bypaßventil 15 auf der
Seite der Versorgungsleitung 6 herrschende Flüssigkeitsdruck
sehr schnell abfällt und dies zu einem leichteren weiteren Öffnen
des Bypaßventils 15 führt. Insbesondere
bewirkt die Betätigungseinrichtung 23 das vollständige Öffnen
des Bypaßventils 15 beim Übergang in
den Bypaßbetrieb.
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Erst
wenn die Ventilpistole 10 wieder geöffnet wird,
bricht der Auslaßdruck zusammen. Dies führt dazu,
daß der Druck im Betätigungsraum 28 abfällt
und dementsprechend der Schließkörper 25 aufgrund
der Kraft der Schließfeder 33 wieder in seine Schließstellung
zurückkehrt, das Bypaßventil 15 also schließt.
Die Ventilvorrichtung 1 kehrt dann in den in 2 gezeigten
Zustand des Förderbetriebs zurück.
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Die
Ventilanordnung 1 ist insbesondere für sehr hohe
Volumenströme von bspw. 30 bis 60 1/min ausgelegt. Dies
ermöglicht einen universellen Einsatz für verschiedene
Zwecke oder mit verschiedenen Pumpen 3 bzw. Hochdruckreinigungsvorrichtungen 2.
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Bei
höheren Volumenströmen ist ein größerer
Durchmesser des Schließkörpers 25 und
des zugeordneten Ventilsitzes 32 bzw. des Dichtsitzes erforderlich,
insbesondere um einen ausreichend geringen Strömungswiderstand
im Bypaßbetrieb, insbesondere bei gleichem Öffnungshub,
erreichen zu können. Entsprechend vergrößert
sich jedoch dann die in Schließrichtung wirkende Fläche
des Schließkörpers 25. Dies erfordert
normalerweise eine wesentliche Vergrößerung der
entgegengesetzt wirksamen Fläche des Kolbenabschnitts 31 bzw.
der Betätigungseinrichtung 23 und/oder insbesondere
eine wesentlich stärkere Dimensionierung der Hauptfeder 26 und
aller damit verbundenen Komponenten, um den deutlich höheren
Kräften standhalten zu können.
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Die
vorliegende Erfindung geht nun einen anderen Weg. Mittels der gegen
Umgebungsdruck arbeitenden Gegenstange 34 erfolgt eine
Kompensation.
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Durch
eine Vergrößerung des Durchmessers der Gegenstange 34 ist
es nämlich möglich, bei einem vergrößerten
Dichtsitz des Bypaßventils 15 die Flächenvergrößerung
zu kompensieren, so daß die resultierende, in Schließrichtung
wirksame Fläche vorzugsweise konstant oder im wesentlichen
gleich bleibt. Ein Querschnittszuwachs am Dichtsitz wird also durch
einen flächenmäßig entsprechenden Zuwachs
des Durchmessers der Gegenstange 34 erreicht. Entsprechend
ist dann eine Änderung der anderen Komponenten, insbesondere
der Betätigungseinrichtung 23, nicht mehr erforderlich.
Folglich kann mit sehr geringem Aufwand und unter Verwendung einer
Vielzahl von Gleichteilen eine Familie von Ventilanordnungen 1 für
unterschiedliche Volumenströme und/oder Arbeitsdrücke
geschaffen werden.
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Die
Ventilanordnung 1 ist besonders bevorzugt für
Arbeitsdrücke von etwa 35 bis 70 MPa ausgelegt. Im Bypaßbetrieb – also
bei geschlossener Spritz- bzw. Ventilpistole – erfolgt
eine Reduzierung des Drucks im Schlauch bzw. in der Druckleitung 9 und
in der Pistole 10 beispielsweise auf höchstens
5 MPa.
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- 1
- Ventilanordnung
- 2
- Hochdruckreinigungsvorrichtung
- 3
- Pumpe
- 4
- Flüssigkeit
- 5
- Tank
- 6
- Versorgungsleitung
- 7
- Einlaß
- 8
- Auslaß
- 9
- Druckleitung
- 10
- Ventilpistole
- 11
- Düse
- 12
- Strahl
- 13
- Rückschlagventil
- 14
- Bypaßleitung
- 15
- Bypaßventil
- 16
- Rückleitung
- 20
- Gehäuse
- 21
- Ventilkörper
- 22
- Feder
- 23
- Betätigungseinrichtung
- 24
- Schaltkolben
- 25
- Schließkörper
- 26
- Hauptfeder
- 27
- Handhabe
- 28
- Betätigungsraum
- 29
- Bypaßraum
- 30
- Steuerkanal
- 31
- Kolbenabschnitt
- 32
- Ventilsitz
- 33
- Schließfeder
- 34
- Gegenstange
- 35
- Gehäuseteil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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