DE102014100530A1

DE102014100530A1 - Switch valve device and high-pressure liquid system comprising a switching valve device

Info

Publication number: DE102014100530A1
Application number: DE102014100530.9A
Authority: DE
Inventors: Lukas Derksen; Hans-Jürgen Meyer
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2015-07-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltventilvorrichtung, insbesondere für Hochdruckflüssigkeitsanlagen, umfassend einen Druckraum, an den eine Druckleitung anschließbar oder angeschlossen ist, einen Abgaberaum, an den eine Abgabeleitung anschließbar oder angeschlossen ist, einen Ventilkörper, einen diesem zugeordneten Ventilsitz zwischen dem Druckraum und dem Abgaberaum sowie eine ein Betätigungselement aufweisende Betätigungseinrichtung, wobei der Ventilkörper vom Betätigungselement mit einer Betätigungskraft beaufschlagbar ist zum Überführen von einer Schließstellung, in der der Ventilkörper dichtend am Ventilsitz anliegt, in eine Offenstellung, in der der Ventilkörper vom Ventilsitz angehoben ist. Um eine derartige Schaltventilvorrichtung bereitzustellen, die eine höhere Sicherheit aufweisen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Schaltventilvorrichtung eine Kraftreduktionseinrichtung umfasst, die einen vom Ventilkörper mit einer Unterstützungskraftaufnahmefläche teilweise begrenzten Fluidraum aufweist, wobei der Ventilkörper vom Fluid im Fluidraum mit einer der Betätigungskraft gleichgerichteten Unterstützungskraft beaufschlagbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Hochdruckflüssigkeitsanlage.The invention relates to a switching valve device, in particular for high-pressure liquid systems, comprising a pressure chamber to which a pressure line is connected or connected, a discharge space to which a discharge line is connected or connected, a valve body, a valve seat associated therewith between the pressure chamber and the discharge space and a an actuating element having actuating device, wherein the valve body is acted upon by the actuating element with an actuating force for transferring from a closed position in which the valve body bears sealingly against the valve seat, in an open position in which the valve body is lifted from the valve seat. In order to provide such a switching valve device, which have a higher safety, the invention proposes that the switching valve device comprises a force reduction device which has a fluid space partially bounded by the valve body with a support force receiving surface, wherein the valve body can be acted upon by the fluid in the fluid space with an assisting force rectified by the actuating force , Moreover, the invention relates to a high-pressure liquid system.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltventilvorrichtung, insbesondere für Hochdruckflüssigkeitsanlagen, speziell Hochdruckflüssigkeits-Mehrverbraucher-Reinigungsanlagen, umfassend einen Druckraum, an den eine Druckleitung anschließbar oder angeschlossen ist, einen Abgaberaum, an den eine Abgabeleitung anschließbar oder angeschlossen ist, einen Ventilkörper, einen diesem zugeordneten Ventilsitz zwischen dem Druckraum und dem Abgaberaum sowie eine ein Betätigungselement aufweisende Betätigungseinrichtung, wobei der Ventilkörper vom Betätigungselement mit einer Betätigungskraft beaufschlagbar ist zum Überführen von einer Schließstellung, in der der Ventilkörper dichtend am Ventilsitz anliegt, in eine Offenstellung, in der der Ventilkörper vom Ventilsitz angehoben ist.The invention relates to a switching valve device, in particular for high-pressure liquid systems, especially high-pressure liquid multi-consumer cleaning systems comprising a pressure chamber to which a pressure line is connected or connected, a discharge space to which a discharge line is connected or connected, a valve body, a valve seat associated therewith the pressure chamber and the discharge chamber and an actuator having an actuating device, wherein the valve body is acted upon by the actuating element with an actuating force for transferring from a closed position in which the valve body sealingly bears against the valve seat, in an open position in which the valve body is lifted from the valve seat.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Hochdruckflüssigkeitsanlage, insbesondere eine Hochdruckflüssigkeit-Mehrverbraucher-Reinigungsanlage, umfassend mindestens ein motorisch antreibbares Pumpaggregat und eine daran angeschlossene Druckleitung, die an mindestens eine Schaltventilvorrichtung angeschlossen ist, und mindestens ein Hochdruckflüssigkeitswerkzeug, das über mindestens eine Abgabeleitung an die mindestens eine Schaltventilvorrichtung angeschlossen ist.In addition, the invention relates to a high-pressure liquid system, in particular a high-pressure liquid multi-consumer cleaning system, comprising at least one motor-driven pump unit and a connected pressure line which is connected to at least one switching valve device, and at least one high-pressure liquid, the at least one discharge line to the at least one switching valve device connected.

Die Erfindung wird nachfolgend insbesondere am Beispiel einer Schaltventilvorrichtung für eine Hochdruckflüssigkeits-Reinigungsanlage mit einem Hochdruckflüssigkeitswerkzeug in Gestalt eines Reinigungswerkzeugs beschrieben. Die Erfindung bezieht sich jedoch auch auf andere Hochdruckflüssigkeitsanlagen und deren Hochdruckflüssigkeitswerkzeuge, zum Beispiel auf Hochdruckflüssigkeits-Schneidanlagen mit Schneidwerkzeugen oder auf Hochdruckflüssigkeits-Abtraganlagen mit Abtragwerkzeugen.The invention is described below in particular using the example of a switching valve device for a high-pressure liquid cleaning system with a high-pressure liquid tool in the form of a cleaning tool. However, the invention also relates to other high-pressure liquid systems and their high-pressure liquid tools, for example, high-pressure liquid cutting machines with cutting tools or high-pressure liquid removal systems with Abtragwerkzeugen.

Das Hochdruckflüssigkeitswerkzeug kann handgeführt oder maschinell geführt sein.The high-pressure liquid tool can be hand-guided or guided by a machine.

Bei einer Hochdruckflüssigkeit-Reinigungsanlage kommt mindestens ein Reinigungswerkzeug zum Einsatz, üblicherweise in Gestalt einer Spritzeinrichtung, beispielsweise einer Waschlanze. Beim Zu- und Abschalten des Reinigungswerkzeuges können sich abrupte Druckänderungen im System ergeben, die dazu führen, dass das Reinigungswerkzeug schlagartigen Rückstoßkräften ausgesetzt ist. Bei herkömmlichen Hochdruckflüssigkeit-Reinigungsanlagen mit gattungsgemäßen Schaltventilvorrichtungen besteht diese Gefahr insbesondere auch dann, wenn mehr als nur ein Reinigungswerkzeug angeschlossen ist. Dementsprechend kann sich bei Betätigen eines Reinigungswerkzeuges schlagartig die Rückstoßkraft an einem anderen Reinigungswerkzeug ändern. Bedienpersonen sind häufig auf diese Änderungen der Rückstoßkraft nicht vorbereitet, und es besteht eine hohe Gefahr einer plötzlichen Orientierungsänderung des Reinigungswerkzeuges. Bei den in der Praxis zum Einsatz kommenden Drücken von beispielsweise ungefähr 250 bar bis 3.000 bar und darüber ist eine hohe Verletzungsgefahr für Bedienpersonen und sich im Gefahrenbereich aufhaltende Dritte vorhanden. Zwar gibt es Vorschriften, aufgrund derer die Reinigungsanlagen und deren Schaltventilvorrichtungen so konstruiert sein müssen, dass die Rückstoßkräfte einen Schwellenwert nicht überschreiten und für die Druckänderung eine Mindestzeitspanne vorgesehen sein muss. Die diesen Vorschriften genügenden Reinigungsanlagen und insbesondere Schaltventilvorrichtungen weisen jedoch zum einen komplizierte Konstruktionen auf und genügen den Anforderungen zum anderen nur ausreichend und/oder mit hohen energetischen Verlusten.In a high-pressure liquid cleaning system, at least one cleaning tool is used, usually in the form of an injection device, for example a washing lance. When the cleaning tool is switched on and off, abrupt pressure changes in the system can result, which result in the cleaning tool being exposed to abrupt repulsive forces. In conventional high-pressure liquid cleaning systems with generic switching valve devices, this danger exists in particular when more than one cleaning tool is connected. Accordingly, when a cleaning tool is actuated abruptly, the recoil force on another cleaning tool can change. Operators are often unprepared for these changes in recoil force, and there is a high risk of a sudden change in orientation of the cleaning tool. In the case of the pressures of, for example, about 250 bar to 3,000 bar and above, which are used in practice, there is a high risk of injury to operating personnel and third parties staying in the danger area. Although there are regulations that require that the cleaning equipment and its switching valve devices must be designed so that the recoil forces do not exceed a threshold and for the pressure change must be provided a minimum period of time. However, the cleaning systems and in particular switching valve devices satisfying these regulations, on the one hand, have complicated constructions and, on the other hand, satisfy the requirements only sufficiently and / or with high energy losses.

Zur Erhöhung der Sicherheit der Reinigungsanlagen ist auch bekannt, einen Entlastungsraum an der Schaltventilvorrichtung vorzusehen, über den die Abgabeleitung entlastet wird, wenn der Ventilkörper die Schließstellung einnimmt oder in diese überführt wird. Eine derartige Schaltventilvorrichtung ist beispielsweise in der DE 44 08 920 A1 beschrieben. Mit verhältnismäßig komplizierter Konstruktion wird bei einer ersten Ausführungsform für eine Einverbraucher-Reinigungsanlage unter Druck stehende Flüssigkeit mit hohen energetischen Verlusten drucklos im Kreis gefördert, wenn der Ventilkörper die Schließstellung einnimmt. Bei einer zweiten Ausführungsform für Mehrverbraucher-Reinigungsanlagen wird in der Schließstellung des Ventilkörpers der Druck in der Druckleitung aufrechterhalten. Diese Ausführungsform weist einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau auf, bei dem sich insbesondere eine Abdichtung als kompliziert erweist.To increase the safety of the cleaning systems is also known to provide a relief space on the switching valve device, via which the discharge line is relieved when the valve body assumes the closed position or is transferred into this. Such a switching valve device is for example in the DE 44 08 920 A1 described. With a relatively complicated construction, in a first embodiment, liquid under pressure for a single-use cleaning system is conveyed without pressure in a circle with high energy losses when the valve body assumes the closed position. In a second embodiment for multi-user cleaning systems, the pressure in the pressure line is maintained in the closed position of the valve body. This embodiment has a relatively complicated structure, in which in particular a seal proves to be complicated.

Eine Mehrverbraucher-Reinigungsanlage ist in der DE 100 14 045 A1 beschrieben.A multi-consumer cleaning system is in the DE 100 14 045 A1 described.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltventilvorrichtung und eine Hochdruckflüssigkeitsanlage der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine höhere Sicherheit aufweisen.Object of the present invention is to provide a switching valve device and a high-pressure liquid system of the type mentioned, which have a higher security.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Schaltventilvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schaltventilvorrichtung eine Kraftreduktionseinrichtung umfasst, die einen vom Ventilkörper mit einer Unterstützungskraftaufnahmefläche teilweise begrenzten Fluidraum aufweist, wobei der Ventilkörper vom Fluid im Fluidraum mit einer der Betätigungskraft gleichgerichteten Unterstützungskraft beaufschlagbar ist.This object is achieved in a generic switching valve device according to the invention in that the switching valve device comprises a force reduction device which has a partially limited by the valve body with a supporting force receiving surface fluid space, wherein the valve body can be acted upon by the fluid in the fluid space with an actuating force rectified supporting force.

Das Vorsehen der Kraftreduktionseinrichtung ermöglicht es, die zum Überführen des Ventilkörpers von der Schließstellung in die Offenstellung erforderliche Betätigungskraft zu reduzieren. Zu diesem Zweck ist ein Fluidraum vorgesehen, der mit einem unter Druck stehenden oder bringbaren, flüssigen oder gasförmigen Fluid gefüllt oder befüllbar ist. Der Fluiddruck im Fluidraum kann auf die Unterstützungskraftaufnahmefläche des Ventilkörpers wirken und auf diesen eine der Betätigungskraft gleichgerichtete Unterstützungskraft ausüben. Da zum Aufbau der Betätigungskraft eine gewisse Zeitspanne erforderlich ist, bietet die Reduktion der Betätigungskraft den Vorteil, dass deren geringerer Betrag zeitabhängig auf einfachere Weise aufgebaut und bereitgestellt werden kann, als dies bei gattungsgemäßen Reinigungsanlagen und Schaltventilvorrichtungen der Fall ist. Insbesondere lässt sich ein Zeitpunkt, zu dem der Ventilkörper vom Ventilsitz abhebt und der Druckraum in Fluidverbindung mit dem Abgaberaum gelangt, besser einstellen. Die Gefahr einer Totzeit nach dem Einschalten des Reinigungswerkzeuges und infolgedessen einer plötzlichen, von der Bedienperson unerwarteten Änderung des Druckes am Reinigungswerkzeug kann dadurch verringert werden. Ferner können Pulsationen des Druckes, die bei der Druckerzeugung auftreten können, geglättet werden. Dadurch lassen sich auch Vibrationen am Reinigungswerkzeug verringern und die Sicherheit erhöhen. The provision of the force reduction device makes it possible to reduce the required for transferring the valve body from the closed position to the open position operating force. For this purpose, a fluid space is provided, which is filled or filled with a pressurized or can be brought, liquid or gaseous fluid. The fluid pressure in the fluid space can act on the support force receiving surface of the valve body and exert on this an actuating force rectified assisting force. Since a certain period of time is required to build up the actuating force, the reduction of the actuating force offers the advantage that its lesser amount can be constructed and provided in a simpler manner over time than is the case with generic cleaning systems and switching valve devices. In particular, a point in time at which the valve body lifts off from the valve seat and the pressure chamber comes into fluid communication with the discharge chamber can be set better. The risk of dead time after switching on the cleaning tool and consequently a sudden, unexpected by the operator change in the pressure on the cleaning tool can be reduced. Furthermore, pulsations of the pressure that can occur during pressure generation can be smoothed. This can also reduce vibrations on the cleaning tool and increase safety.

Die Reduktion der Betätigungskraft erweist sich insbesondere auch dann als vorteilhaft, wenn die Betätigungseinrichtung, wie in der Praxis gängig, pneumatisch aktivierbar ist. Die Anforderungen an eine Druckgasbereitstellungseinrichtung, über die ein die Betätigungseinrichtung beaufschlagender Gasdruck zeitabhängig bereitgestellt werden kann, können dadurch verringert werden.The reduction of the actuating force proves to be particularly advantageous even if the actuator, as is common in practice, is pneumatically activated. The requirements for a pressurized gas supply device, via which a gas pressure acting on the actuator can be provided time-dependent, can be reduced thereby.

Die Verwendung des Fluidraumes und des darin aufgenommenen Fluids zum Beaufschlagen des Ventilkörpers erweist sich vorteilhaft gegenüber dem Einsatz eines Kraftbeaufschlagungselementes beispielsweise in Gestalt eines Federelementes. Durch Einsatz des Fluides kann die Unterstützungskraft auf den Ventilkörper unabhängig von dessen Bewegung und damit unabhängig von der jeweiligen Stellung des Ventilkörpers konstant oder im Wesentlichen konstant ausgeübt werden.The use of the fluid space and the fluid received therein for acting on the valve body proves advantageous over the use of a Kraftbeaufschlagungselementes example, in the form of a spring element. By using the fluid, the assisting force on the valve body can be exerted constant or substantially constant independently of its movement and thus independent of the respective position of the valve body.

Es ist daher günstig, wenn die Kraftreduktionseinrichtung so ausgebildet ist, dass der Ventilkörper unabhängig von dessen Schließstellung oder Offenstellung mit der Unterstützungskraft beaufschlagbar ist.It is therefore advantageous if the force reduction device is designed so that the valve body can be acted upon independently of its closed position or open position with the support force.

Von Vorteil ist es, wenn die Kraftreduktionseinrichtung so ausgebildet ist, dass der Ventilkörper unabhängig von einer Betätigung der Betätigungseinrichtung mit der Unterstützungskraft beaufschlagbar ist. Selbst bei Entfallen der Betätigungskraft kann die Unterstützungskraft bereitgestellt werden. Dadurch wird unter Erzielung der vorstehend genannten Vorteile die zum Öffnen der Schaltventilvorrichtung (Überführen des Ventilkörpers von der Schließstellung in die Offenstellung) erforderliche Zeit verringert, denn die zum Aufbau der Betätigungskraft erforderliche Zeit kann aufgrund der Reduktion der Betätigungskraft gering gehalten werden.It is advantageous if the force reduction device is designed such that the valve body can be acted upon by the assisting force independently of an actuation of the actuating device. Even if the operating force is omitted, the assisting force can be provided. Thereby, while achieving the above-mentioned advantages, the time required to open the switching valve device (transferring the valve body from the closed position to the open position) is reduced because the time required to build up the operating force can be kept low due to the reduction of the operating force.

Vorzugsweise ist die Kraftreduktionseinrichtung so ausgebildet ist, dass ein Fluiddruck im Fluidraum proportional oder im Wesentlichen proportional zu einem Flüssigkeitsdruck im Druckraum ist. Dadurch ist die Unterstützungskraft an den vom Pumpaggregat bereitgestellten Druck angepasst. Die Schaltventilvorrichtung kann dadurch die vorstehend erwähnten Vorteile selbst bei unterschiedlichen, schwankenden Flüssigkeitsdrücken des Pumpaggregates bereitstellen. Die Schaltventilvorrichtung erweist sich auf diese Weise als besonders vielseitig.Preferably, the force reduction device is designed so that a fluid pressure in the fluid space is proportional or substantially proportional to a fluid pressure in the pressure chamber. As a result, the support force is adapted to the pressure provided by the pump unit. The switching valve device can thereby provide the advantages mentioned above even with different, fluctuating fluid pressures of the pumping unit. The switching valve device proves to be particularly versatile in this way.

Günstigerweise ist die Kraftreduktionseinrichtung so ausgebildet ist, dass der Fluidraum durch Flüssigkeit im Druckraum beaufschlagbar ist. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Schaltventilvorrichtung erzielt werden.Conveniently, the force reduction device is designed so that the fluid space can be acted upon by liquid in the pressure chamber. This allows a structurally simple embodiment of the switching valve device can be achieved.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Fluidraum über mindestens einen Fluidkanal mit dem Druckraum in Fluidverbindung steht. Dadurch kann insbesondere sichergestellt werden, dass der Fluiddruck im Fluidraum, nämlich der Flüssigkeitsdruck der abzugebenden Flüssigkeit, gleich dem Fluiddruck im Druckraum ist. Dies erlaubt es insbesondere auch, Reduktion der erforderlichen Betätigungskraft über einen großen Druckbereich zu ermöglichen, beispielsweise die eingangs genannten 250 bar bis 3.000 bar und darüber.It is particularly advantageous if the fluid space is in fluid communication with the pressure space via at least one fluid channel. This can in particular ensure that the fluid pressure in the fluid chamber, namely the fluid pressure of the liquid to be dispensed, is equal to the fluid pressure in the pressure chamber. This also makes it possible in particular to allow reduction of the required actuating force over a wide pressure range, for example the above-mentioned 250 bar to 3,000 bar and above.

Bei einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung der Schaltventilvorrichtung umfasst der mindestens eine Fluidkanal eine oder mehrere in einem Gehäuse der Schaltventilvorrichtung gebildete Bohrung(en).In a structurally simple embodiment of the switching valve device, the at least one fluid channel comprises one or more bores formed in a housing of the switching valve device.

Als vorteilhaft erweist es sich, wenn der Fluidraum zumindest bei dem die Schließstellung einnehmenden Ventilkörper relativ zum Abgaberaum abgedichtet ist. Dadurch kann ein Auslaufen von Flüssigkeit aus dem Fluidraum über den Abgaberaum verhindert werden. Außerdem ist sichergestellt, dass der Fluiddruck und damit die Unterstützungskraft auf den Ventilkörper aufrechterhalten werden kann, auch wenn der Druck im Abgaberaum, zum Beispiel infolge von Zu- und/oder Abschalten des Waschwerkzeuges und/oder infolge von Entlasten des Abgaberaumes variiert.It proves to be advantageous if the fluid space is sealed relative to the discharge chamber, at least in the case of the closed position engaging valve body. Thereby, leakage of liquid from the fluid space via the discharge space can be prevented. In addition, it is ensured that the fluid pressure and thus the support force can be maintained on the valve body, even if the pressure in the discharge chamber, for example as a result of switching on and / or off of the washing tool and / or as a result of relieving the discharge chamber varies.

Günstig ist es, wenn der Ventilkörper einen Ventilkolben umfasst oder bildet, der in einem Gehäuse der Schaltventilvorrichtung verschieblich geführt ist, und wenn die Unterstützungskraftaufnahmefläche eine Ringfläche am Ventilkolben ist. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Schaltventilvorrichtung erzielt werden. Die Ringfläche ist beispielsweise an einer Schulter des Ventilkolbens oder an einer Stirnseite desselben angeordnet. Der Fluidraum kann ganz oder teilweise von einer Aufnahme gebildet sein, längs derer der Ventilkörper im Gehäuse verschieblich geführt ist. It is advantageous if the valve body comprises or forms a valve piston, which is displaceably guided in a housing of the switching valve device, and if the support force receiving surface is an annular surface on the valve piston. This allows a structurally simple embodiment of the switching valve device can be achieved. The annular surface is arranged, for example, on a shoulder of the valve piston or on an end face thereof. The fluid space may be wholly or partly formed by a receptacle, along which the valve body is guided displaceably in the housing.

Als vorteilhaft erweist es sich, wenn der Ventilkörper den Abgaberaum durchgreift oder in diesen eingreift und wenn die Unterstützungskraftaufnahmefläche an einer ersten, dem Abgaberaum abgewandten Seite des Ventilkörpers angeordnet ist und eine mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Dichtfläche des Ventilkörpers an einer zweiten, der ersten Seite in Bezug auf den Abgaberaum gegenüberliegenden Seite des Ventilkörpers angeordnet ist. Der Ventilkörper kann den Abgaberaum beispielsweise durchgreifen und mit einer ersten Seite den Fluidraum teilweise begrenzen. Mit der zweiten Seite, an der die Dichtfläche angeordnet ist, kann der Druckkörper teilweise im Druckraum angeordnet sein. Durch Überführen von der Schließstellung in die Offenstellung kann der Ventilkörper durch den Abgaberaum hindurch in größerem Ausmaß in den Druckraum bewegt und dadurch der Ventilsitz freigegeben werden. Dabei kann der Fluidraum vergrößert werden. Beim Überführen von der Offenstellung in die Schließstellung kann der Ventilkörper wieder relativ zum Abgaberaum bewegt und der Fluidraum verkleinert werden, bis der Ventilkörper mit der Dichtfläche dichtend am Ventilsitz anliegt.It proves to be advantageous when the valve body passes through the dispensing space or engages in this and when the support force receiving surface is disposed on a first, the discharge chamber facing away from the valve body and cooperating with the valve seat sealing surface of the valve body at a second, the first side in relation is arranged on the discharge chamber opposite side of the valve body. The valve body can, for example, pass through the discharge space and partially confine the fluid space with a first side. With the second side, on which the sealing surface is arranged, the pressure body can be partially arranged in the pressure chamber. By transferring from the closed position into the open position, the valve body can be moved through the dispensing space to a greater extent into the pressure chamber, thereby releasing the valve seat. In this case, the fluid space can be increased. When transferring from the open position into the closed position, the valve body can again be moved relative to the discharge space and the fluid space can be reduced until the valve body bears sealingly against the valve seat with the sealing surface.

Vorzugsweise umfasst der Ventilkörper eine Ventilkugel oder bildet eine solche, die in der Schließstellung des Ventilkörpers mit einer Dichtfläche dichtend am Ventilsitz anliegt. Die Ventilkugel ist beispielsweise im Druckraum angeordnet. Die Ventilkugel kann an einer Seite des Ventilkörpers angeordnet sein, die bezüglich des Abgaberaumes einer zweiten Seite des Ventilkörpers, an der die Unterstützungskraftaufnahmefläche angeordnet ist, gegenüberliegt.Preferably, the valve body comprises a valve ball or forms such, which bears in the closed position of the valve body with a sealing surface sealingly against the valve seat. The valve ball is arranged for example in the pressure chamber. The valve ball may be disposed on a side of the valve body opposite to the discharge space of a second side of the valve body on which the support force receiving surface is disposed.

Insbesondere bei der zuletzt erwähnten vorteilhaften Ausführungsform ist es günstig, wenn der Ventilkörper zwei nicht fest miteinander verbundene Teile aufweist, zum Beispiel den vorstehend erwähnten Ventilkolben und die vorstehend erwähnte Ventilkugel.In particular, in the last-mentioned advantageous embodiment, it is favorable if the valve body has two parts not fixedly connected to one another, for example the above-mentioned valve piston and the above-mentioned valve ball.

Günstigerweise sind der Ventilkolben und die Ventilkugel auf unterschiedlichen Seiten des Ventilsitzes angeordnet. Der Ventilkolben kann durch Beaufschlagung mit der Betätigungs- und der Unterstützungskraft die Ventilkugel vom Ventilsitz anheben. Conveniently, the valve piston and the valve ball are arranged on different sides of the valve seat. The valve piston can lift the valve ball from the valve seat by applying the actuating and assisting forces.

Der Einsatz einer Ventilkugel erweist sich als vorteilhaft für einen zuverlässig schließenden Ventilkörper. Die Ventilkugel kann mit gleichbleibend guter Qualität und geringen Maßtoleranzen herstellungstechnisch einfach und kostengünstig gefertigt werden, beispielsweise aus einem Keramikmaterial. Vorteilhafterweise kann die Ventilkugel ihre Orientierung relativ zum Ventilsitz ändern, so dass eine lokale, einseitige Abnutzung der Ventilkugel verringert und dadurch die Funktionstüchtigkeit der Schaltventilvorrichtung über eine größere Dauer aufrechterhalten werden kann.The use of a valve ball proves to be advantageous for a reliably closing valve body. The valve ball can be manufactured with consistently good quality and small dimensional tolerances manufacturing technology simple and inexpensive, for example, a ceramic material. Advantageously, the valve ball can change its orientation relative to the valve seat, so that a local, one-sided wear of the valve ball can be reduced and thereby the functionality of the switching valve device can be maintained over a longer period.

Günstig ist es, wenn die Schaltventilvorrichtung ein Schließfederelement aufweist, das den Ventilkörper mit einer der Betätigungskraft und der Unterstützungskraft entgegengesetzten Schließkraft beaufschlagt. Das Schließfederelement, beispielsweise eine Spiralfeder, kann insbesondere die vorstehend erwähnte Ventilkugel mit der Schließkraft beaufschlagen, unmittelbar oder mittelbar. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Schließfederelement einen Stütz- oder Haltekörper für den Ventilkörper beaufschlagt, der seinerseits den Ventilkörper kontaktiert und mit der Schließkraft beaufschlagt.It is advantageous if the switching valve device has a closing spring element, which acts on the valve body with an actuating force and the supporting force opposite closing force. The closing spring element, for example a spiral spring, can act in particular on the abovementioned valve ball with the closing force, directly or indirectly. It can be provided, for example, that the closing spring element acts on a support or holding body for the valve body, which in turn contacts the valve body and acts on the closing force.

Durch das Schließfederelement kann der Ventilkörper zur Erhöhung der Sicherheit und Bereitstellen einer Sicherheitsventilfunktion in definierter Position am Ventilsitz gehalten werden, wenn keine Betätigungskraft wirkt. Due to the closing spring element, the valve body can be held in a defined position on the valve seat to increase the safety and to provide a safety valve function when no actuating force is acting.

Es kann sogar vorgesehen sein, dass die Öffnungscharakteristik der Schaltventilvorrichtung in erheblichem Umfang vom Schließfederelement beeinflusst wird. Das Schließfederelement kann in seiner Federhärte so eingestellt oder einstellbar sein, dass der Ventilkörper nur verhältnismäßig langsam vom Ventilsitz angehoben wird und die Schaltventilvorrichtung nicht abrupt öffnet. Die Gefahr eines plötzlichen Druckstoßes im Abgaberaum und eines Druckabfalls im Druckraum wird verringert, welcher die Druckverhältnisse an anderen Reinigungswerkzeugen beeinflussen kann. Im Ergebnis kann dadurch die Sicherheit der Schaltventilvorrichtung gesteigert werden. It may even be provided that the opening characteristic of the switching valve device is influenced to a considerable extent by the closing spring element. The closing spring element can be set or adjustable in its spring stiffness so that the valve body is raised only relatively slowly from the valve seat and the switching valve device does not open abruptly. The risk of a sudden pressure surge in the discharge space and a pressure drop in the pressure chamber is reduced, which can affect the pressure conditions of other cleaning tools. As a result, the safety of the switching valve device can be increased.

Vorzugsweise ist der Druck der Flüssigkeit im Abgaberaum regelbar, günstigerweise beim Öffnen der Schaltventilvorrichtung (Überführen des Ventilkörpers von der Schließstellung in die Offenstellung) und/oder bei dem die Offenstellung einnehmenden Ventilkörper. Durch eine Regelung des Druckes im Abgaberaum kann das Öffnungsverhalten der Schaltventilvorrichtung, darauf wird nachfolgend eingegangen, vorgegeben werden. Die Gefahr abrupter, von einer Bedienperson unerwarteter Druckänderungen am Reinigungswerkzeug lässt sich dadurch weitgehend vermeiden.Preferably, the pressure of the liquid in the discharge chamber is controllable, conveniently when opening the switching valve device (transferring the valve body from the closed position to the open position) and / or in the valve body engaging the open position. By regulating the pressure in the discharge chamber, the opening behavior of the switching valve device, which will be discussed below, can be specified. The risk of abrupt, unexpected by an operator pressure changes the cleaning tool can be largely avoided.

Für eine Regelung des Druckes der Flüssigkeit im Abgaberaum kann beispielsweise vorgesehen sein, dass abhängig von einer Bewegung des Ventilkörpers relativ zum Ventilsitz die freie Querschnittsfläche am Ventilsitz veränderbar und der Volumenstrom von Flüssigkeit in den Abgaberaum zur Druckänderung darin variierbar ist. For a regulation of the pressure of the liquid in the dispensing space, it can be provided, for example, that the free cross-sectional area on the valve seat can be varied depending on a movement of the valve body relative to the valve seat and the volume flow of liquid into the dispensing space for pressure change therein can be varied.

Die Schaltventilvorrichtung bildet insbesondere eine Regelventilvorrichtung aus, wenn der Druck der Flüssigkeit im Abgaberaum regelbar ist.In particular, the switching valve device forms a control valve device when the pressure of the liquid in the discharge chamber can be regulated.

Von Vorteil ist es, wenn die Betätigungseinrichtung so ausgebildet ist, dass die Betätigungskraft zeitabhängig vorgebbar ist, insbesondere zeitabhängig steigerbar zum Überführen des Ventilkörpers von der Schließstellung in die Öffnungsstellung. Dies erlaubt es, das Öffnungsverhalten der Schließventilvorrichtung vorzugeben. Beispielsweise ist die Betätigungseinrichtung pneumatisch aktivierbar und mit Druckgas beaufschlagbar. Durch einen zeitabhängigen Anstieg des Gasdruckes kann die Betätigungskraft gesteigert werden.It is advantageous if the actuating device is designed such that the actuating force can be predetermined in a time-dependent manner, in particular can be increased in a time-dependent manner in order to transfer the valve body from the closed position into the open position. This makes it possible to specify the opening behavior of the closing valve device. For example, the actuator is pneumatically activated and pressurized gas acted upon. By a time-dependent increase in the gas pressure, the actuation force can be increased.

Vorzugsweise ist der Druck der Flüssigkeit im Abgaberaum abhängig von der dem Ventilkörper beaufschlagenden Betätigungskraft regelbar. Darunter kann vorliegend insbesondere verstanden werden, dass der Druck im Abgaberaum bei zeitlich variabler Betätigungskraft regelbar ist. Beispielsweise kann die Betätigungskraft zum Überführen des Ventilkörpers von der Schließstellung in die Öffnungsstellung gesteigert und dabei der Druck der Flüssigkeit im Abgaberaum geregelt werden. Dies erlaubt es, das Öffnungsverhalten der Schließventilvorrichtung auf verbesserte Weise vorzugeben. Dies erfolgt beispielsweise, indem der Ventilkörper wie vorstehend erläutert relativ zum Ventilsitz zur Veränderung der freien Querschnittsfläche am Ventilsitz bewegt werden kann, als Funktion der Betätigungskraft und der Unterstützungskraft einerseits und des Druckes der Flüssigkeit im Abgaberaum andererseits. Dies erlaubt es, abhängig von der anliegenden Betätigungskraft den Druck im Abgaberaum zu steigern und einen abrupten Druckstoß zu vermeiden. Im Ergebnis ist dadurch die Möglichkeit gegeben, dass die Schaltventilvorrichtung zwar zügig öffnet, der Ventilsitz jedoch zur Erhöhung der Sicherheit nicht abrupt freigegeben wird.Preferably, the pressure of the liquid in the discharge space can be regulated as a function of the actuating force acting on the valve body. In the present case, this can be understood to mean, in particular, that the pressure in the discharge space can be regulated with a temporally variable actuation force. For example, the actuation force for transferring the valve body from the closed position to the open position can be increased while the pressure of the liquid in the discharge chamber can be regulated. This makes it possible to specify the opening behavior of the closing valve device in an improved manner. This is done, for example, by moving the valve body relative to the valve seat to change the free cross-sectional area on the valve seat as explained above, as a function of the actuation force and the assist force on the one hand and the pressure of the fluid in the discharge space on the other hand. This makes it possible, depending on the applied actuating force to increase the pressure in the discharge chamber and to avoid an abrupt surge. As a result, there is the possibility that the switching valve device opens quickly, but the valve seat is not released abruptly to increase safety.

Günstig ist es, wenn der Ventilkörper eine im Abgaberaum angeordnete Schließkraftaufnahmefläche umfasst, über die der Ventilkörper mit einer der Betätigungskraft und der Unterstützungskraft entgegengerichteten Schließkraft beaufschlagbar ist. Durch die Beaufschlagung des Ventilkörpers, insbesondere des Ventilkolbens, mit der Schließkraft neigt dieser dazu, sich entgegen der Betätigungskraft und der Unterstützungskraft von der Offenstellung in die Schließstellung zu bewegen. Dadurch kann sich die freie Querschnittsfläche am Ventilsitz verringern. Der Volumenstrom an Flüssigkeit in den Abgaberaum kann dadurch verringert werden, was eine Verringerung der Schließkraft auf die Schließkraftaufnahmefläche zur Folge hat. Der Ventilkörper bewegt sich infolgedessen in entgegengesetzter Richtung, und die freie Querschnittsfläche am Ventilsitz kann wieder vergrößert werden. Auf diese Weise lässt sich der Druck im Abgaberaum und damit am Waschwerkzeug konstruktiv einfach regeln. Diese Regelung erfolgt insbesondere in Kombination mit einer vorgebbaren Steigung der Betätigungskraft, um das Öffnungsverhalten der Schließventilvorrichtung wie vorstehend erläutert vorzugeben.It is expedient if the valve body comprises a closing force receiving surface arranged in the dispensing space, via which the valve body can be acted upon by a closing force opposing the actuating force and the supporting force. By the action of the valve body, in particular of the valve piston, with the closing force, the latter tends to move from the open position into the closed position against the actuating force and the supporting force. This can reduce the free cross-sectional area at the valve seat. The volume flow of liquid into the discharge space can thereby be reduced, which results in a reduction of the closing force on the closing force receiving surface. As a result, the valve body moves in the opposite direction, and the free cross-sectional area at the valve seat can be increased again. In this way, the pressure in the discharge space and thus on the washing tool can be structurally easily controlled. This regulation takes place, in particular, in combination with a predeterminable slope of the actuating force in order to specify the opening behavior of the closing valve device as explained above.

Vorzugsweise ist die Unterstützungskraftaufnahmefläche kleiner ist als die Schließkraftaufnahmefläche. Nimmt der Ventilkörper die Offenstellung ein, übersteigt die Schließkraft dadurch die Unterstützungskraft, und die Betätigungskraft ist aus Sicherheitsgründen erforderlich, um den Ventilkörper in der Offenstellung zu halten.Preferably, the supporting force receiving surface is smaller than the closing force receiving surface. When the valve body assumes the open position, the closing force thereby exceeds the assisting force, and the operating force is required for safety reasons to hold the valve body in the open position.

Eine kompakte Bauform der Schaltventilvorrichtung wird beispielsweise dadurch erzielt, dass die Schließkraftaufnahmefläche durch eine konische Verjüngung des Ventilkörpers im Abgaberaum gebildet ist. Beispielsweise umfasst der vorstehend erwähnte Ventilkolben, der in den Abgaberaum eingreift oder diesen durchgreift, die Schließkraftaufnahmefläche in Gestalt einer konischen Verjüngung.A compact design of the switching valve device is achieved, for example, in that the closing force receiving surface is formed by a conical taper of the valve body in the discharge space. For example, the above-mentioned valve piston which engages in or passes through the discharge chamber comprises the closing force receiving surface in the form of a conical taper.

Günstig ist es, wenn die Schaltventilvorrichtung einen Entlastungsraum aufweist, an den eine Entlastungsleitung angeschlossen oder anschließbar ist, und wenn die Schaltventilvorrichtung einen Entlastungskanal umfasst, über den der Abgaberaum mit dem Fluidraum in Fluidverbindung steht. Über den Entlastungsraum kann der Druck im Abgaberaum abgebaut werden, wenn der Ventilkörper die Schließstellung einnimmt oder in diese überführt wird. Die Sicherheit der Schaltventilvorrichtung kann dadurch gesteigert werden. Insbesondere kann auch der Fluiddruck im Druckraum aufrechterhalten werden, ohne dass das Pumpaggregat bei geschlossener Schaltventilvorrichtung Flüssigkeit drucklos im Umlauf fördern muss.It is advantageous if the switching valve device has a relief space, to which a relief line is connected or connectable, and if the switching valve device comprises a discharge channel, via which the discharge chamber is in fluid communication with the fluid space. About the discharge space, the pressure in the discharge chamber can be reduced when the valve body assumes the closed position or is transferred into this. The safety of the switching valve device can be increased thereby. In particular, the fluid pressure in the pressure chamber can be maintained without the pump unit having to convey liquid without pressure in circulation when the switching valve device is closed.

Vorzugsweise umfasst der Entlastungskanal einen Axialkanal im Ventilkörper oder bildet einen solchen. Der Ventilkörper, beispielsweise dessen vorstehend genannter Ventilkolben, kann mit einem bezüglich der Verschieblichkeit relativ zum Gehäuse axial ausgerichteten Entlastungskanal versehen sein. Dadurch kann eine kompakte und konstruktiv einfache Bauform der Schaltventilvorrichtung erzielt werden.Preferably, the discharge channel comprises or forms an axial channel in the valve body. The valve body, for example its valve piston mentioned above, can be provided with a relative to the housing relative to the housing axially aligned discharge channel. As a result, a compact and structurally simple design of the switching valve device can be achieved.

Der Entlastungsraum ist bevorzugt relativ zum Druckraum abgedichtet, günstigerweise unabhängig von der Stellung des Ventilkörpers. Wie bereits erwähnt wird dadurch vermieden, dass Flüssigkeit energetisch ungünstig im Umlauf vom Druckraum zum Entlastungsraum gefördert wird.The relief space is preferably sealed relative to the pressure chamber, conveniently regardless of the position of the valve body. As already mentioned, this avoids that the fluid is conveyed in an unfavorable manner in circulation from the pressure space to the discharge space.

Es ist vorteilhaft, wenn eine Öffnung des Entlastungskanals verschlossen ist, wenn der Ventilkörper die Offenstellung einnimmt, damit eine Fluidverbindung des Druckraumes über den Abgaberaum mit dem Entlastungsraum bei dem die Offenstellung einnehmendem Ventilkörper vermieden werden kann.It is advantageous if an opening of the discharge channel is closed when the valve body assumes the open position, so that a fluid connection of the pressure chamber via the discharge space with the discharge chamber at the valve body einnehmendem the open position can be avoided.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Schaltventilvorrichtung ist es günstig, wenn das Betätigungselement eine Öffnung des Entlastungskanals in der Offenstellung des Ventilkörpers dichtend oder im Wesentlichen dichtend verschließt und wenn das Betätigungselement die Öffnung bei entfallender Betätigungskraft freigibt. Dies erlaubt eine konstruktiv einfache Ausgestaltung und kompakte Bauform der Schaltventilvorrichtung. Entfällt die Betätigungskraft, hebt das Betätigungselement von der Öffnung des Entlastungskanals ab, und der Entlastungskanal ist freigegeben, um den Druck vom Abgaberaum in den Entlastungsraum abzubauen.In an advantageous embodiment of the switching valve device, it is favorable if the actuating element closes an opening of the discharge channel in the open position of the valve body in a sealing or substantially sealing manner and when the actuating element releases the opening when the actuating force is omitted. This allows a structurally simple design and compact design of the switching valve device. Eliminates the actuation force, the actuator lifts off from the opening of the discharge channel, and the discharge channel is released to reduce the pressure from the discharge chamber in the discharge chamber.

Bei der zuletzt genannten Ausführungsform ist es besonders günstig, wenn der Entlastungskanal im Ventilkörper gebildet ist. Beispielsweise ist die Öffnung an einer Stirnseite des Ventilkörpers angeordnet, welche Stirnseite vom Betätigungselement mit der Betätigungskraft beaufschlagt wird. Entfällt die Betätigungskraft, kann das Betätigungselement die Öffnung unter der Wirkung des Druckes im Entlastungskanal freigeben.In the latter embodiment, it is particularly advantageous if the discharge channel is formed in the valve body. For example, the opening is arranged on an end face of the valve body, which end face is acted upon by the actuating element with the actuating force. If the actuating force is omitted, the actuating element can release the opening under the effect of the pressure in the discharge channel.

Das Betätigungselement ist vorzugsweise ein koaxial zum Ventilkörper ausgerichtet, in einem Gehäuse der Schaltventilvorrichtung verschieblicher Betätigungskolben oder umfasst einen solchen Betätigungskolben.The actuating element is preferably aligned coaxially with the valve body, in a housing of the switching valve device displaceable actuating piston or comprises such an actuating piston.

Die Betätigungseinrichtung ist günstigerweise pneumatisch betätigbar, wobei die Schaltventilvorrichtung bevorzugt einen Anschluss für eine Druckgasleitung umfasst, über die die Betätigungseinrichtung mit Druckgas beaufschlagbar ist. Beispielsweise kann Druckgas über einen Anschluss in das Gehäuse oder eine Druckkammer der Schaltventilvorrichtung gepumpt werden und darin eine Membran beaufschlagen, die mit dem Betätigungselement gekoppelt ist. Die Einstellung des Gasdruckes in der Druckgasleitung erlaubt es, die Betätigungskraft einzustellen. Dies gibt beispielsweise die Möglichkeit, das Öffnungsverhalten der Schaltventilvorrichtung und insbesondere den Öffnungszeitpunkt der Schaltventilvorrichtung einzustellen. Eine möglichst geringe Totzeit beim Öffnen – die Zeit von der Betätigung des Reinigungswerkzeuges bis zum Druckaufbau im Druckraum – kann auf diese Weise erzielt werden, und die Sicherheit der Schaltventilvorrichtung gesteigert werden. Über eine zeitabhängige Vorgabe des Gasdrucks kann ferner der Druck der Flüssigkeit im Abgaberaum eingestellt und insbesondere auf die vorstehend erläuterte Weise geregelt werden, so dass die Schaltventilvorrichtung als Regelventilvorrichtung eingesetzt werden kann. Vorzugsweise ist der Druck der Flüssigkeit im Abgaberaum dabei proportional zum Gasdruck.The actuator is conveniently pneumatically actuated, wherein the switching valve device preferably comprises a connection for a compressed gas line, via which the actuating device can be acted upon with compressed gas. For example, pressurized gas may be pumped via a port into the housing or a pressure chamber of the switching valve device and bias a diaphragm therein which is coupled to the actuator. The adjustment of the gas pressure in the compressed gas line allows to set the operating force. This gives for example the possibility of adjusting the opening behavior of the switching valve device and in particular the opening time of the switching valve device. The smallest possible dead time during opening - the time from the actuation of the cleaning tool to the pressure build-up in the pressure chamber - can be achieved in this way, and the safety of the switching valve device can be increased. In addition, the pressure of the liquid in the discharge space can be adjusted via a time-dependent specification of the gas pressure and, in particular, regulated in the manner explained above, so that the switching valve device can be used as a control valve device. Preferably, the pressure of the liquid in the discharge space is proportional to the gas pressure.

Die eingangs genannte Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Hochdruckflüssigkeitsanlage erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mindestens eine Schaltventilvorrichtung eine Schaltventilvorrichtung der vorstehend genannten Art ist.The above-mentioned object is achieved according to the invention in a generic Hochdruckflüssigkeitsanlage that the at least one switching valve device is a switching valve device of the aforementioned type.

Die bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung der erfindungsgemäßen Schaltventilvorrichtung erzielbaren Vorteile können bei der Hochdruckflüssigkeitsanlage ebenfalls erzielt werden. Es wird diesbezüglich auf voranstehende Erläuterungen verwiesen.The achievable in connection with the explanation of the switching valve device according to the invention advantages can also be achieved in the high-pressure liquid system. Reference is made in this regard to the above explanations.

Bei vorteilhaften Ausführungsformen der Hochdruckflüssigkeitsanlage können die im Zusammenhang mit der Erläuterung vorteilhafter Ausführungsformen der Schaltventilvorrichtung erzielbaren Vorteile ebenfalls erzielt werden.In advantageous embodiments of the high-pressure liquid system, the advantages which can be achieved in connection with the explanation of advantageous embodiments of the switching valve device can likewise be achieved.

Günstig ist es, wenn die Hochdruckflüssigkeitsanlage mindestens eine Druckgasbereitstellungseinrichtung aufweist, die über mindestens eine Druckgasleitung an die Betätigungseinrichtung der mindestens einen Schaltventilvorrichtung angeschlossen ist. Dies erlaubt es, die Betätigungseinrichtung mit Druckgas zu beaufschlagen und die Betätigungseinrichtung pneumatisch zu aktivieren.It is advantageous if the high-pressure liquid system has at least one pressurized gas supply device which is connected via at least one compressed gas line to the actuating device of the at least one switching valve device. This allows to pressurize the actuator with compressed gas and to activate the actuator pneumatically.

Die Hochdruckflüssigkeitsanlage weist vorzugsweise mindestens ein in die mindestens eine Druckgasleitung geschaltetes Einstellorgan zum Einstellen des Gasdrucks in der Druckgasleitung auf. Bevorzugt ist der Gasdruck zeitabhängig vorgebbar, insbesondere ist der Anstieg des Gasdruckes in der Druckgasleitung vorgebbar Dies gibt wie erwähnt die Möglichkeit, die Betätigungskraft und über diese den Druck der Flüssigkeit im Abgaberaum zeitabhängig einzustellen. Insbesondere kann wie vorstehend erläutert auch eine Regelung des Druckes der Flüssigkeit im Abgaberaum erzielt und das Öffnungsverhalten der Schaltventilvorrichtung vorgegeben werden. Das Einstellorgan, das insbesondere eine Drossel umfassen kann, kann herstellerseitig und/oder anwenderseitig auf den erforderlichen Gasdruckanstieg eingestellt werden.The high-pressure liquid system preferably has at least one adjusting element connected in the at least one compressed gas line for setting the gas pressure in the compressed gas line. Preferably, the gas pressure can be predetermined in a time-dependent manner, in particular the increase in the gas pressure in the compressed gas line can be predetermined. As mentioned above, this makes it possible to set the actuation force and, via it, the pressure of the liquid in the discharge space in a time-dependent manner. In particular, as explained above, a regulation of the pressure of the liquid in the discharge chamber can be achieved and the opening behavior of the switching valve device can be predetermined. The adjusting member, which may in particular comprise a throttle, can be adjusted by the manufacturer and / or user to the required increase in gas pressure.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments of the invention is used in conjunction with the drawings for a more detailed explanation of the invention. Show it:

1: einen Hydraulik-Schaltplan einer erfindungsgemäßen Hochdruckflüssigkeitsanlage; 1 a hydraulic circuit diagram of a high-pressure liquid system according to the invention;

2: eine erfindungsgemäße Schaltventilvorrichtung der Reinigungsanlage aus 1 in Schnittansicht, wobei ein Ventilkörper der Schaltventilvorrichtung eine Schließstellung einnimmt und 2 : a switching valve device according to the invention of the cleaning system 1 in sectional view, wherein a valve body of the switching valve device assumes a closed position and

3: die Schaltventilvorrichtung aus 2, wobei der Ventilkörper eine Offenstellung einnimmt. 3 : the switching valve device off 2 , wherein the valve body assumes an open position.

1 zeigt einen Hydraulik-Schaltplan einer mit dem Bezugszeichen 10 belegten vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckflüssigkeitsanlage. Die Hochdruckflüssigkeitsanlage ist vorliegend eine Hochdruckflüssigkeits-Reinigungsanlage (nachfolgend Reinigungsanlage 10). Die unter Druck zu setzende und abzugebende Hochdruckflüssigkeit ist vorliegend insbesondere Wasser oder eine wasserähnliche Flüssigkeit. Zur nichteinschränkenden Vereinfachung wird nachfolgend "Wasser" stellvertretend für alle Hochdruckflüssigkeiten verwendet. 1 shows a hydraulic circuit diagram one with the reference numeral 10 occupied advantageous embodiment of a high pressure liquid system according to the invention. In the present case, the high-pressure liquid system is a high-pressure liquid cleaning system (hereinafter referred to as cleaning system) 10 ). The high-pressure liquid to be pressurized and dispensed is present in particular water or a water-like liquid. For non-limiting simplification, "water" will be used hereinafter to represent all high pressure fluids.

Wasser wird einem Tank 12 über eine Zuführleitung 13 zugeleitet. Zwei in Reihe geschaltete Pumpaggregate 14 (Vordruckpumpe) und 16 (beispielsweise Plungerpumpe), die jeweils motorisch angetrieben sind, erhöhen den Druck des Wassers. Vorliegend kommen beispielsweise Drücke von ungefähr 250 bar bis 3.000 bar und darüber zum Einsatz. Zwischen die Pumpaggregate 14, 16 ist ein Filterelement 18 geschaltet.Water becomes a tank 12 via a supply line 13 fed. Two pump units connected in series 14 (Pre-pressure pump) and 16 (For example, plunger pump), which are each driven by a motor, increase the pressure of the water. In the present case, for example, pressures of approximately 250 to 3,000 bar and above are used. Between the pump units 14 . 16 is a filter element 18 connected.

Abgabeseitig ist an das Pumpaggregat 16 eine Druckleitung 20 angeschlossen, in die ein Sicherheitsventil 22 geschaltet ist. Das Sicherheitsventil 22 öffnet bei Überdruck, um die Druckleitung 20 in ein Reservoir 23 zu entlasten.Dispensing side is to the pump unit 16 a pressure line 20 connected to a safety valve 22 is switched. The safety valve 22 opens at overpressure to the pressure line 20 in a reservoir 23 to relieve.

Dem Sicherheitsventil 22 ist ein Überströmventil 24 vorgeschaltet, mit dem der Druck in der Druckleitung 20 eingestellt werden kann. Überflüssiges Wasser kann in ein Reservoir 26 abgeführt werden. Das Überströmventil 24 ist beispielsweise durch eine Pneumatikeinrichtung 28 betätigbar.The safety valve 22 is an overflow valve 24 upstream, with which the pressure in the pressure line 20 can be adjusted. Excess water can enter a reservoir 26 be dissipated. The overflow valve 24 is for example by a pneumatic device 28 actuated.

Die Reinigungsanlage 10 umfasst vorliegend zwei Hochdruckflüssigkeitswerkzeuge, ausgestaltet als Reinigungswerkzeuge 30. Bei den Reinigungswerkzeugen 30 handelt es sich insbesondere um handgeführte oder mechanisch geführte Waschlanzen 32 und dementsprechend um Spritzeinrichtungen, mit denen unter Druck gesetztes Wasser versprüht werden kann. Jede Waschlanze 32 ist über eine Abgabeleitung 34 an eine erfindungsgemäße Schaltventilvorrichtung 36 (nachfolgend Schaltventil 36) angeschlossen. Das Schaltventil 36 ist seinerseits an die Druckleitung 20 angeschlossen.The cleaning system 10 in the present case comprises two high-pressure liquid tools, designed as cleaning tools 30 , With the cleaning tools 30 these are, in particular, hand-held or mechanically guided wash lances 32 and, accordingly, to spray devices which can be used to spray pressurized water. Every wash lance 32 is via a delivery line 34 to a switching valve device according to the invention 36 (hereinafter switching valve 36 ) connected. The switching valve 36 is in turn to the pressure line 20 connected.

Die Reinigungsanlage 10 umfasst eine Druckgasbereitstellungseinrichtung 38, die den Waschlanzen 32 zugeordnete Druckgasleitungen 40 umfasst. In die Druckgasleitung 40 ist ein Schaltventil 42 geschaltet, beispielsweise ein Pneumatikventil, und ein Einstellorgan 44, beispielsweise in Gestalt eines Drosselrückschlagventils. Das Schaltventil 36 kann wie nachfolgend erläutert von der Druckgasbereitstellungseinrichtung 38 zum Betätigen mit Druckgas, vorliegend Druckluft, beaufschlagt werden.The cleaning system 10 includes a pressurized gas supply device 38 that the wash lances 32 assigned compressed gas lines 40 includes. In the compressed gas line 40 is a switching valve 42 switched, for example, a pneumatic valve, and an adjusting 44 , for example in the form of a throttle check valve. The switching valve 36 can, as explained below from the compressed gas supply device 38 for pressing with compressed gas, in this case compressed air, are acted upon.

An das Schaltventil 36 ist ferner eine Entlastungsleitung 46 angeschlossen, mit der Wasser aus der Abgabeleitung 34 einem Reservoir 48 zugeführt werden kann. Bei den Reservoiren 23, 26 und 48 kann es sich insbesondere um den Tank 12 handeln.To the switching valve 36 is also a relief line 46 connected, with the water from the discharge line 34 a reservoir 48 can be supplied. At the reservoirs 23 . 26 and 48 in particular, it may be the tank 12 act.

Zum Aufbau und zur Funktionsweise der Schaltventile 36 wird nachfolgend auf die 2 und 3 verwiesen.For the construction and functioning of the switching valves 36 will follow on the 2 and 3 directed.

Das Schaltventil 36 umfasst ein Gehäuse 50, an dem ein Druckanschluss 52 für die Druckleitung 20, ein Abgabeanschluss 54 für die Abgabeleitung 34 und ein Entlastungsanschluss 56 für die Entlastungsleitung 46 gebildet ist. Vorliegend sind der Druckanschluss 52 und der Entlastungsanschluss 56 auf einer Seite des Gehäuses 50 und der Abgabeanschluss 54 auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 50 angeordnet. Die Anordnung der Anschlüsse 52, 54, 56 am Gehäuse 50 könnte jedoch auch andersartig sein.The switching valve 36 includes a housing 50 at which a pressure connection 52 for the pressure line 20 , a delivery outlet 54 for the delivery line 34 and a discharge port 56 for the relief line 46 is formed. In the present case are the pressure connection 52 and the discharge port 56 on one side of the case 50 and the delivery port 54 on the opposite side of the case 50 arranged. The arrangement of the connections 52 . 54 . 56 on the housing 50 but it could also be different.

Am Druckanschluss 52 ist im Gehäuse 50 ein Druckraum 58 angeordnet, am Abgabeanschluss 54 ein Abgaberaum 60 und am Entlastungsanschluss 56 ein Entlastungsraum 62. Im Gehäuse 50 ist ferner ein Fluidraum 64 gebildet, der über einen Fluidkanal 66 mit dem Druckraum 58 in Fluidverbindung steht. Der Fluidraum 64 und der Fluidkanal 66 sind beispielsweise in Form von Bohrungen am Gehäuse 50 gebildet.At the pressure connection 52 is in the case 50 a pressure room 58 arranged, at the delivery connection 54 a delivery room 60 and at the discharge connection 56 a relief room 62 , In the case 50 is also a fluid space 64 formed by a fluid channel 66 with the pressure room 58 is in fluid communication. The fluid space 64 and the fluid channel 66 are for example in the form of holes on the housing 50 educated.

Am Gehäuse 50 ist ein Hohlraum gebildet, der vorliegend ein Durchgang 68 von einer ersten Seite 70 zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite 72 des Gehäuses 50 ist. In den Durchgang sind mehrere Körper des Schaltventils 36 unbeweglich eingesetzt. Ausgehend von der ersten Seite 70, nahe dem der Druckraum 58 angeordnet ist, sind in den Durchgang 68 ein Haltekörper 74, ein Ventilsitzkörper 76, ein Stützkörper 78, ein Dichtkörper 80, ein weiterer Stützkörper 82 und ein weiterer Haltekörper 84 an der zweiten Seite 72 eingesetzt. Diese Körper 74 bis 84 sind vorliegend koaxial zueinander ausgerichtet bezüglich einer Achse 86 des Gehäuses 50. Benachbarte Körper 74 bis 84 kontaktieren einander. Die Haltekörper 74 und 84 halten die Körper 78, 80 und 82 in Position.At the housing 50 a cavity is formed, in the present case a passage 68 from a first page 70 to an opposite second side 72 of the housing 50 is. In the passage are several bodies of the switching valve 36 used immovably. Starting from the first page 70 near the pressure room 58 is arranged in the passage 68 a holding body 74 , a valve seat body 76 , a supporting body 78 , a sealing body 80 , another supporting body 82 and another holding body 84 on the second page 72 used. These bodies 74 to 84 are present coaxially aligned with each other with respect to an axis 86 of the housing 50 , Neighboring body 74 to 84 contact each other. The holding body 74 and 84 keep the body 78 . 80 and 82 in position.

Über den Haltekörper 84 ist eine Betätigungseinrichtung 88 des Schaltventils 36 am Gehäuse 50 gehalten. Die Betätigungseinrichtung 88 umfasst eine Druckkammer 90, die mittels Druckluft beaufschlagbar ist. Die Druckkammer 90 weist einen Gasanschluss 92 auf, an den die Druckgasleitung 40 angeschlossen ist. Im Inneren der Druckkammer 90 kann Druckluft eine Membran 94 beaufschlagen. Die Membran 94 ist mit einem Betätigungselement 96 gekoppelt. Das Betätigungselement 96 ist koaxial zur Achse 86 ausgerichtet und umfasst einen Betätigungskolben 98. Das Betätigungselement 96 und damit der Betätigungskolben 98, sind axial verschieblich im Gehäuse 50 gehalten. About the holding body 84 is an actuator 88 the switching valve 36 on the housing 50 held. The actuating device 88 includes a pressure chamber 90 , which can be acted upon by compressed air. The pressure chamber 90 has a gas connection 92 on, to the compressed gas line 40 connected. Inside the pressure chamber 90 compressed air can be a membrane 94 apply. The membrane 94 is with an actuator 96 coupled. The actuator 96 is coaxial with the axis 86 aligned and includes an actuating piston 98 , The actuator 96 and thus the actuating piston 98 , are axially displaceable in the housing 50 held.

Der Betätigungskolben 98 weist an einem der Membran 94 abgewandten Ende ein Dichtelement auf in Gestalt einer Kugel 100, und er kann teilweise in einen vom Stützkörper 82 gebildeten Hohlraum eingreifen. Dieser Hohlraum ist Bestandteil des Entlastungsraums 62, der teilweise im Gehäuse 50 gebildet ist.The actuating piston 98 points to one of the membrane 94 opposite end of a sealing element in the form of a ball 100 , and he can partially in one of the support body 82 engage formed cavity. This cavity is part of the discharge space 62 partially in the housing 50 is formed.

Durch Beaufschlagung der Druckkammer 90 mit Druckluft kann der Betätigungskolben 98 axial verschoben werden. Der Aufbau des Luftdruckes kann mittels des Einstellorgans 44 eingestellt werden, insbesondere die Größe des Luftdrucks und dessen zeitlicher Anstieg. Der Betätigungskolben 98 kann in entsprechender Weise auch entgegen dem Luftdruck in der Druckkammer 90 axial verschoben werden.By applying the pressure chamber 90 with compressed air, the actuating piston 98 be moved axially. The structure of the air pressure can by means of the adjusting 44 be set, in particular the size of the air pressure and its increase in time. The actuating piston 98 can in a corresponding manner against the air pressure in the pressure chamber 90 be moved axially.

Das Schaltventil 36 umfasst einen Ventilkörper 102, der dem Betätigungskolben 98 in axialer Richtung nachgeordnet ist. Der Ventilkörper 102 weist einen Ventilkolben 104 auf und eine Ventilkugel 106. Der Ventilkolben 104 ist vom Dichtkörper 80 axial geführt und an diesem verschieblich gelagert. Der Ventilkolben 104 erstreckt sich vom Stützkörper 82 bis zum Ventilsitzkörper 76. Eine erste Seite kann in den vom Stützkörper 82 gebildeten Hohlraum eingreifen. Der Ventilkolben 104 erstreckt sich durch den Dichtkörper 80 und den Stützkörper 78 hindurch.The switching valve 36 includes a valve body 102 , the actuating piston 98 is arranged downstream in the axial direction. The valve body 102 has a valve piston 104 on and a valve ball 106 , The valve piston 104 is from the sealing body 80 guided axially and slidably mounted on this. The valve piston 104 extends from the support body 82 to the valve seat body 76 , A first side may be in the from the support body 82 engage formed cavity. The valve piston 104 extends through the sealing body 80 and the support body 78 therethrough.

Der Ventilkolben 104 weist im Wesentlichen drei Abschnitte auf, nämlich einen ersten, zylindrischen Abschnitt 108. Dieser erstreckt sich vom Stützkörper 82 bis in den Dichtkörper 80 hinein und verbreitert sich an einer Schulter 110 zu einem zweiten, zylindrischen Abschnitt 112 des Ventilkolbens 104. Der zweite Abschnitt erstreckt sich vom Dichtkörper 80 bis in den Stützkörper 78 und verschmälert sich an einem Verjüngungsbereich 114 im Stützkörper 78 bis zu einem dritten Abschnitt 116 des Ventilkolbens 104. Der Verjüngungsbereich 114 ist konisch. Der dritte Abschnitt 116 ist im Wesentlichen innerhalb eines Durchganges 118 im Ventilsitzkörper 76 angeordnet. Der Durchmesser des dritten Abschnitts 116 ist geringer als der Durchmesser des Durchganges 118. Der Durchgang 118 und ein vom Stützkörper 78 gebildeter Hohlraum sind Bestandteil des Abgaberaumes 60, der im Übrigen vom Gehäuse 50 gebildet ist. The valve piston 104 basically has three sections, namely a first, cylindrical section 108 , This extends from the support body 82 into the sealing body 80 inside and widening on one shoulder 110 to a second, cylindrical section 112 of the valve piston 104 , The second section extends from the sealing body 80 into the supporting body 78 and narrows at a rejuvenation area 114 in the supporting body 78 up to a third section 116 of the valve piston 104 , The rejuvenation area 114 is conical. The third section 116 is essentially within a passage 118 in the valve seat body 76 arranged. The diameter of the third section 116 is less than the diameter of the passage 118 , The passage 118 and one from the support body 78 formed cavity are part of the delivery room 60 by the way, from the case 50 is formed.

Der konische Verjüngungsbereich 114 bildet eine Schließkraftaufnahmefläche 120 des Ventilkolbens 104. Die Schließkraftaufnahmefläche könnte auch eine andersartige Form aufweisen, beispielsweise könnte sie eine Ringfläche am Ventilkolben 104 sein.The conical rejuvenation area 114 forms a closing force receiving surface 120 of the valve piston 104 , The closing force receiving surface could also have a different shape, for example, it could have an annular surface on the valve piston 104 be.

Über einen Entlastungskanal 122 kann der Abgaberaum 60 mit dem Entlastungsraum 62 in Fluidverbindung stehen. Der Entlastungskanal 122 ist im Wesentlichen gebildet als Axialkanal im Ventilkolben 104. An einer dem Betätigungskolben 98 zugewandten Stirnseite des Ventilkolbens 104 ist eine Öffnung 124 des Entlastungskanals 122 angeordnet. Die Öffnung 124 kann mit der Kugel 82 dichtend oder im Wesentlichen dichtend verschlossen werden, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Der Entlastungskanal 122 umfasst über den Axialkanal hinaus mindestens einen Eintrittskanal. Vorliegend sind zwei Eintrittskanäle senkrecht zur Schließkraftaufnahmefläche 122 am Verjüngungsbereich 114 gebildet (Bezugszeichen 126).Via a discharge channel 122 can the delivery room 60 with the relief room 62 in fluid communication. The discharge channel 122 is essentially formed as an axial passage in the valve piston 104 , At one of the actuating piston 98 facing end face of the valve piston 104 is an opening 124 the discharge channel 122 arranged. The opening 124 can with the ball 82 sealing or substantially sealed, which will be discussed below. The discharge channel 122 includes at least one inlet channel beyond the axial channel. In the present case, two inlet channels are perpendicular to the closing force receiving surface 122 at the rejuvenation area 114 formed (reference numeral 126 ).

Der Fluidraum 64 umfasst über den vom Gehäuse 50 gebildeten Abschnitt hinaus einen Hohlraum, der zwischen dem zweiten Abschnitt 112 des Ventilkolbens 104 und dem Dichtkörper 80 gebildet ist. Dieser Hohlraum ist zwischen der Schulter 110 und einer korrespondierenden Schulter 128 des Dichtkörpers 80 angeordnet und größenveränderlich, abhängig von der Position des Ventilkörpers 102 relativ zum Gehäuse 50.The fluid space 64 includes over the housing 50 formed portion beyond a cavity between the second section 112 of the valve piston 104 and the sealing body 80 is formed. This cavity is between the shoulder 110 and a corresponding shoulder 128 of the sealing body 80 arranged and variable in size, depending on the position of the valve body 102 relative to the housing 50 ,

An der Schulter 104 ist eine vorliegend ringförmige Unterstützungskraftaufnahmefläche 130 gebildet. Über die Unterstützungskraftaufnahmefläche 130 kann der Ventilkörper 102 am Ventilkolben 104 mit einer Unterstützungskraft beaufschlagt werden, um den Ventilkörper 102 axial zu verschieben. At the shoulder 104 is a present annular support force receiving surface 130 educated. About the support force intake surface 130 can the valve body 102 on the valve piston 104 with an assisting force applied to the valve body 102 to move axially.

Die Ventilkugel 106 ist im Durchgang 68 angeordnet und wird darin vom Haltekörper 74 gehalten. Zu diesem Zweck umfasst der Haltekörper 74 ein Aufnahmeelement 132, das den Durchgang 68 verschließt. Im Aufnahmeelement 132 ist eine vorliegend zentrale Ausnehmung gebildet, in der ein Federelement 134 angeordnet ist. Ein erstes Ende des Federelementes 134, vorliegend eine Spiralfeder, stützt sich an einem Boden der Ausnehmung ab. Ein zweites Ende des Federelementes 134 stützt sich an einem Stützelement 136 ab, das an der Ventilkugel 106 anliegt. Die Ventilkugel 106 stützt sich quer zur Achse 86 an einem Stützrand 138 des Aufnahmeelementes 132 ab. The valve ball 106 is in the passage 68 arranged and is in the holding body 74 held. For this purpose, the holding body comprises 74 a receiving element 132 that the passage 68 closes. In the receiving element 132 is formed a present central recess, in which a spring element 134 is arranged. A first end of the spring element 134 , in the present case a spiral spring, is supported on a bottom of the recess. A second end of the spring element 134 rests on a support element 136 off, on the valve ball 106 is applied. The valve ball 106 supports itself across the axis 86 on a support edge 138 of the receiving element 132 from.

Im Stützrand 138 ist mindestens eine Durchgangsöffnung 140 gebildet, durch die Wasser hindurchströmen kann. Der Druckraum 58 umfasst damit über den vom Gehäuse 50 gebildeten Abschnitt hinaus den zwischen dem Haltekörper 74 und den Ventilsitzkörper 76 gebildeten Abschnitt des Durchgangs 68. In the support edge 138 is at least one passage opening 140 formed, through which water can flow. The pressure room 58 thus encompasses that of the housing 50 formed portion that between the holding body 74 and the valve seat body 76 formed section of the passage 68 ,

Die Ventilkugel 106 umfasst auf ihrer dem Ventilsitzkörper 76 zugewandten Seite eine Dichtfläche 142. Die Dichtfläche 142 kann mit dem vom Ventilsitzkörper 76 an dessen dem Druckraum 58 zugewandten Seite angeordneten Ventilsitz 144 zusammenwirken. Die Ventilkugel 106 und der Ventilkolben 104 sind auf einander gegenüberliegenden Seiten des Ventilsitzes 144 angeordnet, bezogen auf die Achse 86.The valve ball 106 includes on its the valve seat body 76 facing side a sealing surface 142 , The sealing surface 142 can with the valve seat body 76 at the pressure chamber 58 facing side arranged valve seat 144 interact. The valve ball 106 and the valve piston 104 are on opposite sides of the valve seat 144 arranged, relative to the axis 86 ,

Der Ventilkörper 102 kann eine in 2 dargestellte Schließstellung einnehmen. In der Schließstellung liegt der Ventilkörper 102, insbesondere die Ventilkugel 106, dichtend am Ventilsitz 144 an und trennt den Druckraum 58 vom Abgaberaum 60. Das Anliegen der Ventilkugel 106 erfolgt unter der Wirkung des ein Schließfederelement bildenden Federelementes 134 und des Druckes von Wasser im Druckraum 58. Der mit dem Druckraum 58 fluidverbundene Fluidraum 64 ist zwar ebenfalls mit Wasser gefüllt und beaufschlagt die Unterstützungskraftaufnahmefläche 130 mit einer entgegengerichteten Kraft. Diese Kraft ist jedoch geringer als die Schließkraft des Federelementes 134 und der vom Wasserdruck auf die Ventilkugel 106 ausgeübten Kraft, wodurch der Ventilkörper 102 in der Schließstellung gehalten ist.The valve body 102 can an in 2 take shown closed position. In the closed position lies the valve body 102 , in particular the valve ball 106 , sealing at the valve seat 144 on and separates the pressure room 58 from the delivery room 60 , The concern of the valve ball 106 takes place under the action of a spring element forming a closing spring element 134 and the pressure of water in the pressure chamber 58 , The one with the pressure room 58 fluid-connected fluid space 64 Although also filled with water and acts on the support force receiving surface 130 with an opposing force. However, this force is less than the closing force of the spring element 134 and that of the water pressure on the valve ball 106 applied force, causing the valve body 102 is held in the closed position.

In der Schließstellung des Ventilkörpers 102 ist dir Druckkammer 90 nicht mit Druckluft beaufschlagt, und der Betätigungskolben 98 beaufschlagt den Ventilkörper 102 nicht.In the closed position of the valve body 102 is you pressure chamber 90 not pressurized with compressed air, and the actuating piston 98 acts on the valve body 102 Not.

Betätigt eine Bedienperson die Waschlanze 32, wird dem Schaltventil 42 hierüber ein Signal, beispielsweise elektrisch, bereitgestellt. Das Schaltventil 42 wird betätigt, um die Druckkammer 90 mit Druckluft zu beaufschlagen. Der Anstieg des Luftdruckes ist über das Einstellorgan 44 vorgegeben. Der Betätigungskolben 98 wird axial verschoben, bis er den Ventilkolben 104 über die Kugel 100 kontaktiert. Dabei wird die Öffnung 124 verschlossen. Unter weiterer Zufuhr von Druckluft wird der Ventilkolben 104 mit einer axialen Betätigungskraft beaufschlagt. Die den Ventilkolben 104 kontaktierende Ventilkugel 106 wird unter der Wirkung der Betätigungskraft ebenfalls axial verschoben, gegen die vom Wasser im Druckraum 58 auf die Ventilkugel 106 ausgeübte Kraft und die Schließkraft des Federelementes 134. Die Ventilkugel 106 wird vom Ventilsitz 144 angehoben. Der Ventilkörper 102 nimmt eine Offenstellung ein, die in 3 dargestellt ist. In der Offenstellung besteht eine Strömungsverbindung vom Druckraum 58 zum Abgaberaum 60. Wasser kann dadurch von der Waschlanze 32 abgegeben werden.An operator presses the wash lance 32 , becomes the switching valve 42 About this a signal, for example, electrically, provided. The switching valve 42 is pressed to the pressure chamber 90 pressurize with compressed air. The increase in air pressure is via the adjustment 44 specified. The actuating piston 98 is moved axially until it reaches the valve piston 104 over the ball 100 contacted. This is the opening 124 locked. With further supply of compressed air, the valve piston 104 acted upon by an axial actuation force. The valve piston 104 contacting valve ball 106 is also displaced axially under the action of the actuating force, against the water in the pressure chamber 58 on the valve ball 106 applied force and the closing force of the spring element 134 , The valve ball 106 gets off the valve seat 144 raised. The valve body 102 takes an open position in 3 is shown. In the open position there is a flow connection from the pressure chamber 58 to the delivery room 60 , Water can thereby be removed from the wash lance 32 be delivered.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, dass das Schaltventil eine Kraftreduktionseinrichtung 146 zur Reduzierung der Betätigungskraft umfasst. Die Kraftreduktionseinrichtung 146 weist den Fluidraum 64, den Fluidkanal 66 und die Unterstützungskraftaufnahmefläche 130 auf.It proves to be particularly advantageous that the switching valve is a force reduction device 146 for reducing the operating force. The power reduction device 146 has the fluid space 64 , the fluid channel 66 and the backup force receiving surface 130 on.

Dabei ist es günstig, dass der Ventilkolben 104 an der Unterstützungskraftaufnahmefläche 130 mit einer der Betätigungskraft gleichgerichteten Unterstützungskraft axial beaufschlagt wird. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass diese Unterstützungskraft über ein Fluid, insbesondere über die Druckleitung 20 zugeführtes Wasser, ausgeübt wird. Zu diesem Zweck ist es von Vorteil, dass der Fluidraum 64 über den Fluidkanal 66 mit dem Druckraum 58 verbunden ist.It is favorable that the valve piston 104 at the backup force receiving surface 130 is acted upon axially with an actuating force rectified supporting force. It is particularly advantageous that this support force via a fluid, in particular via the pressure line 20 supplied water is exercised. For this purpose, it is advantageous that the fluid space 64 over the fluid channel 66 with the pressure room 58 connected is.

Die Unterstützungskraft reduziert die zum Öffnen des Schaltventils 36 erforderliche Betätigungskraft, die von der Betätigungseinrichtung 88 aufgebracht werden muss. Da die Betätigungskraft über den Aufbau des Luftdruckes in der Druckkammer 90 über einen gewissen Zeitraum aufgebaut wird, werden aufgrund der verminderten Betätigungskraft die zum zeitabhängigen Aufbau des Luftdruckes erforderlichen Anforderungen an die Druckgasbereitstellungseinrichtung 38 vermindert. Darüber hinaus wird, weil die Ventilkugel 106 vergrößert werden kann, ein relativ großer Querschnitt am Ventilsitz 144 ermöglicht. Dies erlaubt einen hohen Volumenstrom vom Druckraum 58 zum Abgaberaum 60.The assist force reduces the opening of the switching valve 36 required actuation force generated by the actuator 88 must be applied. Since the actuating force on the structure of the air pressure in the pressure chamber 90 is built up over a certain period of time, due to the reduced operating force required for the time-dependent structure of the air pressure requirements for the compressed gas supply device 38 reduced. In addition, because the valve ball 106 can be increased, a relatively large cross section of the valve seat 144 allows. This allows a high volume flow from the pressure chamber 58 to the delivery room 60 ,

Es zeigt sich in der Praxis, dass der Öffnungszeitpunkt des Schaltventils 36 in besserer Weise eingestellt werden kann. Totzeiten nach dem Betätigen der Waschlanze 32 bis zum Anstehen des Druckes im Abgaberaum 60 können verringert werden. Diese bietet den Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit einer unvorbereiteten Änderung der Rückstoßkraft an der Waschlanze für die Bedienperson verringert ist. Im Ergebnis erhöht sich dadurch die mit dem Schaltventil 36 und der Reinigungsanlage 10 erzielbare Sicherheit.It turns out in practice that the opening time of the switching valve 36 can be adjusted in a better way. Dead times after activating the washing lance 32 until the pressure is in the delivery room 60 can be reduced. This offers the advantage that the probability of an unprepared change in the recoil force at the washing lance for the operator is reduced. As a result, this increases with the switching valve 36 and the cleaning system 10 achievable safety.

Besonders vorteilhaft ist auch, dass die Unterstützungskraft proportional oder im Wesentlichen proportional zum Druck des Wassers im Druckraum 58 ist. Dies erweist sich für einen vielseitigen Einsatz des Schaltventils auch bei unterschiedlichen Drücken in der Druckleitung 20 als vorteilhaft, zum Beispiel den vorstehend genannten 250 bar bis 3.000 bar oder mehr.It is also particularly advantageous that the support force is proportional or substantially proportional to the pressure of the water in the pressure chamber 58 is. This proves to be a versatile use of the switching valve even at different pressures in the pressure line 20 as advantageous, for example, the aforementioned 250 bar to 3,000 bar or more.

Weiter ist es von Vorteil, dass der Ventilkörper 102 unabhängig von der Einnahme der Schließstellung oder Offenstellung und unabhängig vom Vorliegen der Betätigungskraft über die Unterstützungskraftaufnahmefläche 130 mit der Unterstützungskraft beaufschlagt ist. Die Unterstützungskraft liegt dadurch bei Druckbeaufschlagung des Druckraumes 58 stets am Ventilkörper 102 an, ohne dass sie zu diesem Zweck gesondert aufgebaut werden muss. Dies sichert ein zeitnahes Öffnen des Schaltventils 36 zur Verringerung einer eventuellen Totzeit zum Druckaufbau im Abgaberaum 60. Further, it is advantageous that the valve body 102 regardless of the taking of the Closed position or open position and independent of the presence of the actuating force on the support force receiving surface 130 with the support force is charged. The support force is thereby when pressurizing the pressure chamber 58 always on the valve body 102 without having to be set up separately for this purpose. This ensures a timely opening of the switching valve 36 to reduce any dead time to build up pressure in the delivery room 60 ,

Das Schaltventil 36 bildet ein Regelventil. Es kann, insbesondere während des Öffnungsvorganges, der Druck im Abgaberaum 60 geregelt werden. Dabei wird ein Kräftegleichgewicht ausgenutzt zwischen der Betätigungskraft und der Unterstützungskraft einerseits und andererseits einer Schließkraft des Federelementes 136 sowie der Schließkraft, die vom Druck des Wassers im Druckraum 58 und im Abgaberaum 60 auf den Ventilkörper 102 in der Gegenrichtung ausgeübt wird. Zu letzterer Schließkraft zählt die Schließkraft, die auf die Schließkraftaufnahmefläche 120 des Ventilkolbens 104 ausgeübt wird.The switching valve 36 forms a control valve. It can, in particular during the opening process, the pressure in the delivery room 60 be managed. In this case, an equilibrium of forces is utilized between the actuating force and the assisting force on the one hand and on the other hand a closing force of the spring element 136 and the closing force caused by the pressure of the water in the pressure chamber 58 and in the delivery room 60 on the valve body 102 in the opposite direction. To the latter closing force counts the closing force on the closing force receiving surface 120 of the valve piston 104 is exercised.

Steigt die Betätigungskraft aufgrund des Anstiegs des Luftdruckes, hebt die Ventilkugel 106 vom Ventilsitz 144 ab und Wasser gelangt durch die freigegebene Querschnittsfläche in den Abgaberaum 60. Durch den sich aufbauenden Druck steigt die Schließkraft an der Schließkraftaufnahmefläche 120 an. Infolgedessen wird der Ventilkolben 104 axial nach oben verschoben. Die freie Querschnittsfläche am Ventilsitz 144 ändert sich dadurch, weil die Ventilkugel 106 der Bewegung des Ventilkolbens 104 folgt. Durch den verringerten Querschnitt und den damit verringerten Durchfluss von Wasser am Ventilsitz 104 wird die die Schließkraftaufnahmefläche 120 beaufschlagende Schließkraft verringert. Unter der weiterhin anliegenden Betätigungskraft wird der Ventilkörper 102 zur Vergrößerung des Querschnitts am Ventilsitz 144 dadurch wieder in die Gegenrichtung verschoben und der Durchfluss gesteigert. Abhängig von der anliegenden Betätigungskraft wird der Druck im Abgaberaum 60 geregelt, bis der Betriebsdruck bei geöffnetem Ventilsitz 144 erreicht ist, wenn die Betätigungskraft aufgrund des vorgegebenen Luftdruckes einen Maximalwert erreicht hat. Insbesondere kann der Druck in der Abgabeleitung 34 proportional zum anliegenden Luftdruck in der Druckkammer 90 geregelt werden. If the actuation force increases due to the increase in air pressure, the valve ball raises 106 from the valve seat 144 and water passes through the released cross-sectional area in the discharge space 60 , Due to the building up pressure, the closing force on the closing force receiving surface increases 120 at. As a result, the valve piston 104 moved axially upwards. The free cross-sectional area at the valve seat 144 changes because of the valve ball 106 the movement of the valve piston 104 follows. Due to the reduced cross-section and the reduced flow of water at the valve seat 104 becomes the closing force receiving surface 120 applied closing force reduced. Under the continued applied operating force of the valve body 102 to increase the cross section of the valve seat 144 thereby shifted back in the opposite direction and the flow increased. Depending on the applied operating force, the pressure in the discharge chamber 60 regulated until the operating pressure with the valve seat open 144 is reached when the operating force has reached a maximum value due to the predetermined air pressure. In particular, the pressure in the delivery line 34 proportional to the applied air pressure in the pressure chamber 90 be managed.

Durch die Möglichkeit der Druckregelung und den vorgebbaren Anstieg der Betätigungskraft kann das Öffnungsverhalten des Schaltventils 36 vorgegeben werden. Dabei erfolgt der Volumenstromanstieg und der Druckaufbau nicht abrupt, wodurch Druckstöße vermieden werden können. Dennoch ist die Möglichkeit gegeben, das Schaltventil 36 zügig zu öffnen und Totzeiten zu vermeiden.Due to the possibility of pressure control and the predeterminable increase in the actuating force, the opening behavior of the switching valve 36 be specified. In this case, the volume flow increase and the pressure build-up is not abrupt, whereby pressure surges can be avoided. Nevertheless, the possibility exists, the switching valve 36 open quickly and avoid dead times.

Auch bei geöffnetem Schaltventil 36 und konstanter Betätigungskraft kann der Druck im Abgaberaum 60 geregelt werden. Änderungen des Druckes in der Druckleitung 60, beispielsweise infolge von Pulsationen bei der Druckerzeugung, lassen sich dadurch glätten. Vibrationen an der Waschlanze 32 können verringert werden.Also with open switching valve 36 and constant operating force can be the pressure in the delivery room 60 be managed. Changes in the pressure in the pressure line 60 , For example, as a result of pulsations in the pressure generation, can be smoothed thereby. Vibrations at the wash lance 32 can be reduced.

Die Sicherheit des Schaltventils 36 und der Reinigungsanlage 10 werden ferner dadurch erhöht, dass der Abgaberaum 60 in den Entlastungsraum 62 entlastet werden kann. Entfällt die Betätigung der Waschlanze 32, schaltet die Druckgasbereitstellungseinrichtung 38 ab. Dadurch entfällt die Betätigungskraft auf den Betätigungskolben 98. Unter der Wirkung des Federelementes 134 und des Druckes des Wassers im Druckraum 58 und dem Abgaberaum 60 wird der Ventilkörper 102 in die Schließstellung überführt, bis der Ventilsitz 144 dichtend verschlossen ist.The safety of the switching valve 36 and the cleaning system 10 are further increased by the fact that the delivery room 60 in the relief room 62 can be relieved. Does not apply the operation of the wash lance 32 , switches the pressurized gas supply device 38 from. This eliminates the actuating force on the actuating piston 98 , Under the action of the spring element 134 and the pressure of the water in the pressure chamber 58 and the delivery room 60 becomes the valve body 102 transferred to the closed position until the valve seat 144 is sealed.

Über den Druck im Entlastungskanal 122, der dem Druck im Abgaberaum 60 entspricht, kann die Öffnung 124 freigegeben werden. Wasser kann durch den Entlastungskanal 122 in den Entlastungsraum 62 und dadurch in die Entlastungsleitung 46 strömen.About the pressure in the discharge channel 122 that the pressure in the delivery room 60 Corresponds to the opening 124 be released. Water can pass through the discharge channel 122 in the relief room 62 and thereby into the relief line 46 stream.

Überschüssiger Druck im Abgaberaum 60 wird über den Entlastungsraum 62 abgebaut um sicherzustellen, dass kein unter Druck stehendes Fluid nach Abschaltung der Reinigungsanlage 10 in dieser verbleibt.Excess pressure in the delivery room 60 is about the relief room 62 Dismantled to ensure that no pressurized fluid after shutdown of the cleaning system 10 remains in this.

Zugleich bleibt bei dem die Schließstellung einnehmenden Ventilkörper 102 der Druck im Druckraum 58 erhalten. Insbesondere wird energetisch vorteilhaft kein Wasser drucklos vom Druckraum 58 zum Entlastungsraum 62 gefördert, welcher relativ zum Druckraum 58 abgedichtet bleibt.At the same time remains in the closed position engaging valve body 102 the pressure in the pressure room 58 receive. In particular, energetically advantageous no water is depressurized from the pressure chamber 58 to the relief room 62 promoted, which is relative to the pressure chamber 58 remains sealed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4408920 A1 [0006]
DE 10014045 A1 [0007]

Claims

Switch valve device, in particular for high-pressure liquid systems, especially high-pressure liquid multi-user cleaning systems, comprising a pressure chamber ( 58 ) to which a pressure line ( 20 ) is connected or connected, a delivery room ( 60 ) to which a delivery line ( 34 ) is connected or connected, a valve body ( 102 ), a valve seat associated therewith ( 144 ) between the pressure chamber ( 58 ) and the delivery room ( 60 ) and an actuator ( 96 ) having actuating means ( 88 ), wherein the valve body ( 102 ) of the actuating element ( 96 ) is acted upon by an actuating force for transferring a closed position in which the valve body ( 102 ) sealing at the valve seat ( 144 ) is in an open position in which the valve body ( 102 ) from the valve seat ( 144 ), characterized in that the switching valve device ( 36 ) a force reduction device ( 146 ), one of the valve body ( 102 ) with a support force receiving surface ( 130 ) partially limited fluid space ( 64 ), wherein the valve body ( 102 ) from the fluid in the fluid space ( 64 ) can be acted upon by an actuating force rectified assisting force.

Switching valve device according to claim 1, characterized in that the force reduction device ( 146 ) is formed so that the valve body ( 102 ) can be acted upon by the supporting force regardless of its closed position or open position.

Switching valve device according to claim 1 or 2, characterized in that the force reduction device ( 146 ) is formed so that the valve body ( 102 ) independently of an actuation of the actuating device ( 88 ) can be acted upon with the support force.

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the force reduction device ( 146 ) is designed so that a fluid pressure in the fluid space ( 64 ) proportional or substantially proportional to a fluid pressure in the pressure chamber ( 58 ).

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the force reduction device ( 146 ) is formed so that the fluid space ( 64 ) by liquid in the pressure chamber ( 58 ) can be acted upon.

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid space ( 64 ) via at least one fluid channel ( 66 ) with the pressure chamber ( 58 ) is in fluid communication.

Switching valve device according to claim 6, characterized in that the at least one fluid channel ( 66 ) one or more in a housing ( 50 ) of the switching valve device ( 36 ) formed bore (s).

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid space ( 64 ) at least at the closed position engaging valve body ( 102 ) relative to the delivery room ( 60 ) is sealed.

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body ( 102 ) a valve piston ( 104 ) contained in a housing ( 50 ) of the switching valve device ( 36 ) and that the support force receiving surface ( 130 ) an annular surface on the valve piston ( 102 ).

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body ( 102 ) the delivery room ( 60 ) or engages in this and that the support force receiving surface ( 130 ) at a first, the delivery room ( 62 ) facing away from the valve body ( 102 ) and one with the valve seat ( 144 ) cooperating sealing surface ( 142 ) of the valve body ( 102 ) at a second, the first side with respect to the discharge space ( 60 ) opposite side of the valve body ( 102 ) is arranged.

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body ( 102 ) a valve ball ( 106 ), which in the closed position of the valve body ( 102 ) with a sealing surface ( 142 ) sealing at the valve seat ( 144 ) is present.

Switching valve device according to claim 9 or 11, characterized in that the valve piston ( 104 ) and the valve ball ( 106 ) on different sides of the valve seat ( 104 ) are arranged.

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching valve device ( 36 ) a closing spring element ( 134 ), which the valve body ( 102 ) is acted upon by one of the actuating force and the supporting force opposite closing force.

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure of the liquid in the delivery space ( 60 ) is controllable.

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized that the actuating device ( 88 ) is formed so that the actuation force can be predetermined in a time-dependent manner, in particular can be increased in a time-dependent manner for transferring the valve body ( 102 ) from the closed position to the open position.

Switching valve device according to claim 15, characterized in that the pressure of the liquid in the discharge space ( 60 ) depending on the valve body ( 102 ) acting actuating force is adjustable.

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body ( 102 ) one in the delivery room ( 62 ) arranged closing force receiving surface ( 120 ), via which the valve body ( 102 ) can be acted upon by one of the actuating force and the supporting force opposing closing force.

Switching valve device according to claim 17, characterized in that the supporting force receiving surface ( 130 ) is smaller than the closing force receiving surface ( 120 ).

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching valve device ( 36 ) a relief space ( 62 ), to which a discharge line ( 46 ) is connected or connectable and that the switching valve device ( 36 ) a discharge channel ( 122 ), over which the delivery room ( 62 ) with the fluid space ( 64 ) is in fluid communication.

Switching valve device according to claim 19, characterized in that the discharge channel ( 122 ) an axial passage in the valve body ( 102 ) comprises or forms.

Switching valve device according to claim 19 or 20, characterized in that the relief space ( 62 ) relative to the pressure space ( 58 ) is sealed.

Switching valve device according to one of claims 19 to 21, characterized in that the actuating element ( 96 ) an opening ( 124 ) of the discharge channel ( 122 ) in the open position of the valve body ( 102 ) sealingly or substantially sealingly closes and that the actuating element ( 96 ) releases the opening at a loss of actuation force.

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating element ( 96 ) a coaxial with the valve body ( 102 ), in a housing ( 50 ) of the switching valve device ( 36 ) displaceable actuating piston ( 98 ) or such an actuating piston ( 98 ).

Switching valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating device ( 77 ) is pneumatically actuated and that the switching valve device ( 36 ) a connection ( 92 ) for a compressed gas line ( 40 ), via which the actuating device ( 88 ) can be acted upon with compressed gas.

High-pressure liquid system, preferably high-pressure liquid multi-user cleaning system ( 10 ), comprising at least one motor-driven pump unit ( 14 . 16 ), an attached pressure line ( 20 ) connected to at least one switching valve device ( 36 ) is connected according to one of the preceding claims, and at least one high-pressure liquid tool ( 30 ), preferably a high pressure liquid cleaning tool ( 30 ) via at least one delivery line ( 34 ) to the at least one switching valve device ( 36 ) connected.

High-pressure liquid system according to claim 25, characterized in that the high-pressure liquid system ( 10 ) at least one pressurized gas supply device ( 38 ), which via at least one compressed gas line ( 40 ) to the actuator ( 88 ) of the at least one switching valve device ( 36 ) connected.

High-pressure liquid system according to claim 26, characterized in that the cleaning system ( 10 ) at least one in the compressed gas line ( 40 ) switched adjusting ( 44 ) for adjusting the gas pressure in the compressed gas line ( 40 ) having.

High-pressure liquid system according to claim 27, characterized in that the increase of the gas pressure in the compressed gas line ( 40 ) can be specified.