DE102021125450A1

DE102021125450A1 - Valve system of a high-pressure plunger pump and high-pressure plunger pump

Info

Publication number: DE102021125450A1
Application number: DE102021125450.7A
Authority: DE
Inventors: Felix Hartmann
Original assignee: Hammelmann GmbH
Current assignee: Hammelmann GmbH
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2023-03-30
Also published as: WO2023052051A1

Abstract

Ein Ventilsystem einer Hochdruckplungerpumpe weist einen Ventilkörper (2) mit einem Druckkanal (3) und einem Saugkanal (4) auf, mehrere Schließkörper (5, 6) und diesen zugeordnete Kraftspeicher (8, 10), die zusammen mit dem Ventilkörper (2) an einer Druckventilseite (21) des Ventilkörpers (2) ein Druckventil und an seiner gegenüberliegenden Saugventilseite (22) ein Saugventil bilden, wobei die Schließkörper (5, 6) mithilfe der Kraftspeicher (8, 10) an jeweilige Ausgänge (32, 42) des Druckkanals (3) und des Saugkanals (4) andrückbar sind, wobei der Ventilkörper (2) wenigstens einen weiteren Saugkanal (4) aufweist, wobei erste Schließkörper (5), mit denen die Ausgänge (42) der Saugkanäle (4) verschließbar sind, als Kugeln ausgebildet sind. Des Weiteren wird eine Hochdruckplungerpumpe beschrieben.

A valve system of a high-pressure plunger pump has a valve body (2) with a pressure channel (3) and a suction channel (4), several closing bodies (5, 6) and energy accumulators (8, 10) assigned to them, which together with the valve body (2) a pressure valve on one pressure valve side (21) of the valve body (2) and a suction valve on its opposite suction valve side (22), with the closing bodies (5, 6) being connected to respective outlets (32, 42) of the pressure channel with the aid of the energy accumulators (8, 10). (3) and the suction channel (4) can be pressed, the valve body (2) having at least one further suction channel (4), the first closing bodies (5), with which the outlets (42) of the suction channels (4) can be closed, being balls are formed. Furthermore, a high-pressure plunger pump is described.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventilsystem einer Hochdruckplungerpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Hochdruckplungerpumpe.The present invention relates to a valve system of a high-pressure plunger pump according to the preamble of claim 1 and a high-pressure plunger pump.

Gattungsgemäße Ventilsysteme von Hochdruckplungerpumpen werden in Hochdruckplungerpumpen eingesetzt, in denen ein Fließmedium auf Drücke im sogenannten UHP-Bereich (UHP = Ultra High Pressure - Drücke von höher als 3.000 bar) gebracht werden.Generic valve systems of high-pressure plunger pumps are used in high-pressure plunger pumps in which a flow medium is brought to pressures in the so-called UHP range (UHP=ultra high pressure—pressures of more than 3,000 bar).

Ein solches Ventilsystem ist beispielsweise aus der EP 2 085 613 B1 bekannt. Bei dem aus dieser Druckschrift bekannten Ventilsystem ist das Saugventil mit Hilfe eines als konischer Zapfen ausgebildeten federbelasteten Schließkörpers verschließbar, was allerdings mit einem hohen Fertigungsaufwand einhergeht.Such a valve system is, for example, from EP 2 085 613 B1 known. In the valve system known from this publication, the suction valve can be closed with the aid of a spring-loaded closing body designed as a conical pin, which, however, is associated with high production costs.

Auch bekannt ist die Nutzung eines Ventilkörpers, dessen Saugseite mit Hilfe eines ringplattenförmigen Schließkörpers verschlossen wird, der ebenfalls federbelastet an den Ventilkörper andrückbar ist.Also known is the use of a valve body, the suction side of which is closed with the aid of a ring-plate-shaped closing body, which can also be pressed against the valve body in a spring-loaded manner.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventilsystem einer Hochdruckplungerpumpe bereit zu stellen, das mit geringem fertigungstechnischem Aufwand herstellbar ist und dessen Standzeit weiter erhöht ist.The object of the present invention is to provide a valve system for a high-pressure plunger pump that can be produced with little outlay in terms of production technology and whose service life is further increased.

Diese Aufgabe wird durch ein Ventilsystem einer Hochdruckplungerpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Hochdruckplungerpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.This object is achieved by a valve system of a high-pressure plunger pump having the features of claim 1 and by a high-pressure plunger pump having the features of claim 15.

Das erfindungsgemäße Ventilsystem weist einen Ventilkörper mit einem Druckkanal und einem Saugkanal auf.The valve system according to the invention has a valve body with a pressure channel and a suction channel.

Das Ventilsystem weist des Weiteren mehrere Schließkörper und diesen zugeordnete Kraftspeicher auf, die zusammen mit dem Ventilkörper an einer Druckventilseite des Ventilkörpers ein Druckventil und an seiner gegenüberliegenden Saugventilseite ein Saugventil bilden.The valve system also has a number of closing bodies and energy accumulators associated with them, which together with the valve body form a pressure valve on one pressure valve side of the valve body and a suction valve on its opposite suction valve side.

Die Schließkörper sind mit Hilfe der Kraftspeicher an jeweilige Ausgänge des Druckkanals und des Saugkanals anlegbar.The closing bodies can be applied to the respective outlets of the pressure channel and the suction channel with the help of the force accumulator.

Der Ventilkörper weist wenigstens einen weiteren Saugkanal auf, wobei erste Schließkörper, mit denen die Ausgänge der Saugkanäle verschließbar sind, als Kugeln ausgebildet sind.The valve body has at least one further suction channel, with the first closing bodies, with which the outlets of the suction channels can be closed, being designed as balls.

Durch die Vorsehung mehrerer Saugkanäle, die jeweils durch eine Kugel verschließbar sind, ergeben sich zahlreiche Vorteile.The provision of several suction channels, each of which can be closed by a ball, results in numerous advantages.

So sind als Kugeln ausgebildete Schließkörper schmutzresistenter gegenüber den aus dem Stand der Technik plattenartigen Schließkörpern.Closing bodies designed as balls are more dirt-resistant than the plate-like closing bodies from the prior art.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei einem solchen Ventilsystem je nach Drehzahl und generiertem Volumenstrom sich nur eines der Saugventile oder mehrere Saugventile öffnen.A further advantage is that with such a valve system, depending on the speed and volume flow generated, only one of the suction valves or several suction valves open.

Ein weiterer Vorteil solcher als Kugeln ausgebildeten Schließkörper besteht in der Verbesserung der Strömungsverhältnisse gegenüber einem plattenartigen Schließkörper oder auch gegenüber dem aus der oben genannten Druckschrift bekannten konischen Schließkörper.A further advantage of such closing bodies designed as spheres consists in the improvement of the flow conditions compared to a plate-like closing body or also compared to the conical closing body known from the above-mentioned publication.

Schließlich haben Kugeln als Schließkörper für jeweils einen von mehreren Saugkanalausgängen aufgrund ihres geringen Körpervolumens eine deutlich geringere Masse als herkömmliche Schließkörper, was insbesondere zu einer Verringerung des Verschleißes aufgrund ihres verbesserten Schließverhaltens sowohl in Bezug zum Ventilkörper als auch hinsichtlich der Kugeln beiträgt.Finally, balls as closing bodies for one of several suction channel outlets have a significantly lower mass than conventional closing bodies due to their small body volume, which contributes in particular to reducing wear due to their improved closing behavior both in relation to the valve body and in relation to the balls.

Vorteilhafte Ausbildungsvarianten sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous training variants are the subject of the dependent claims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildungsvariante der Erfindung ist der Ventilkörper mit genau zwei weiteren Saugkanälen ausgebildet.According to an advantageous embodiment of the invention, the valve body is designed with exactly two additional suction channels.

Die Ausbildung eines Ventilkörpers mit genau drei Saugkanälen ermöglicht eine äußerst symmetrische Spannungsverteilung im Ventilkörper.The formation of a valve body with exactly three suction channels enables an extremely symmetrical stress distribution in the valve body.

Gemäß einer Ausführungsvariante ist jedem der als Kugel ausgebildeten ersten Schließkörper ein separater Kraftspeicher zugeordnet.According to one embodiment variant, each of the first closing bodies designed as a sphere is assigned a separate force accumulator.

Dies ermöglicht eine bessere Krafteinleitung auf jede einzelne der Kugeln.This enables a better introduction of force to each of the balls.

Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante ist den als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörper ein gemeinsamer Kraftspeicher zugeordnet.According to an alternative embodiment variant, the first closing body, which is designed as a ball, is assigned a common energy accumulator.

Dazu ist bevorzugt zwischen den als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörpern und dem Kraftspeicher ein Andruckkörper mit einem Durchlass angeordnet. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Andruckkraft auf die einzelnen ersten Schließkörper.For this purpose, a pressure body with a passage is preferably arranged between the first closing bodies, which are designed as balls, and the energy accumulator. This enables a uniform pressing force on the individual first closing bodies.

Der Andruckkörper weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante eine ringförmige Andruckscheibe auf.According to a preferred embodiment variant, the pressure body has an annular pressure disk.

Um ein seitliches Ausweichen der Kugeln zu unterbinden, sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante zwischen benachbarten Ausgängen der Saugkanäle aus der Ebene der Saugventilseite des Ventilkörpers vorstehende Trennkörper vorgesehen.In order to prevent the balls from escaping laterally, according to a preferred embodiment, separating bodies protruding out of the plane of the suction valve side of the valve body are provided between adjacent outlets of the suction channels.

Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante sind die als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörper in jeweiligen Kammern oder Käfigzellen aufgenommen, die auf einer den Ausgängen der Saugkanäle zugewandten Seite der ringförmigen Andruckscheibe angeformt sind.According to an alternative embodiment variant, the first closing bodies designed as balls are accommodated in respective chambers or cage cells, which are formed on a side of the annular pressure disk facing the outlets of the suction channels.

Bei dieser Ausführungsvariante ist die Saugventilseite des Ventilkörpers in dem ringförmigen Bereich, in dem die Ausgänge der Saugkanäle vorgesehen sind, bevorzugt glattflächig.In this embodiment variant, the suction valve side of the valve body preferably has a smooth surface in the annular area in which the outlets of the suction channels are provided.

Die Ausgänge der Saugkanäle sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante in einer Ebene der Saugventilseite benachbart zum Eingang des Druckkanals im Ventilkörper symmetrisch verteilt angeordnet.According to a further preferred embodiment variant, the outlets of the suction channels are arranged symmetrically distributed in a plane on the suction valve side adjacent to the inlet of the pressure channel in the valve body.

Dadurch ist ebenfalls eine symmetrische Spannungsverteilung im Ventilkörper begünstigt.This also promotes a symmetrical stress distribution in the valve body.

Besonders bevorzugt ist ein Abstand der Ausgänge der Saugkanäle zueinander gleich.Particularly preferably, the distance between the outlets of the suction channels is the same.

Zusätzlich oder alternativ ist auch ein Abstand der Ausgänge der Saugkanäle zum Eingang des Druckkanals gleich.Additionally or alternatively, the distance between the outlets of the suction channels and the inlet of the pressure channel is the same.

Die Mittellängsachse des Druckkanals ist bevorzugt gleich einer Längsachse des Ventilkörpers.The central longitudinal axis of the pressure channel is preferably equal to a longitudinal axis of the valve body.

Ein solcher geradliniger Druckkanal ist in äußerst einfacher Weise als Bohrung in den Ventilkörper einbringbar.Such a rectilinear pressure channel can be introduced into the valve body in an extremely simple manner as a bore.

Darüber hinaus versursacht ein einziger Druckkanals gegenüber einer Mehrzahl kleinerer Druckkanäle mit in der Summe gleicher Querschnittsfläche weniger Spannungen im Ventilkörper.In addition, a single pressure channel causes fewer stresses in the valve body than a plurality of smaller pressure channels with the same total cross-sectional area.

Die Eingänge der Saugkanäle sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante in einer Mantelaußenfläche des Ventilkörpers vorgesehen.According to a preferred embodiment variant, the inlets of the suction channels are provided in an outer casing surface of the valve body.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist ein zweiter Schließkörper, mit dem der Ausgang des Druckkanals verschließbar ist, als in einem Stößelgehäuse verschiebbar gelagerter Stößel ausgebildet.According to a further preferred embodiment variant, a second closing body, with which the outlet of the pressure channel can be closed, is designed as a ram that is displaceably mounted in a ram housing.

Die Kraftspeicher sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante als Druckfedern, insbesondere als Zylinderdruckfedern, ausgebildet.According to a preferred embodiment variant, the force accumulators are designed as compression springs, in particular as cylinder compression springs.

Die erfindungsgemäße Hochdruckplungerpumpe weist einen Pumpenkopf auf sowie ein an dem Kopf befestigtes Gehäuse, wenigstens eine in dem Gehäuse angeordnete Plungeranordnung mit einem Arbeitsraum und einem in dem Arbeitsraum axial hin- und herbewegbaren Plunger sowie ein mit dem Arbeitsraum verbundenes Ventilsystem, das wie oben beschrieben ausgebildet ist.The high-pressure plunger pump according to the invention has a pump head and a housing attached to the head, at least one plunger arrangement arranged in the housing with a working chamber and a plunger that can be moved back and forth axially in the working chamber, and a valve system connected to the working chamber, which is designed as described above .

Nachfolgend werden erfindungsgemäße Ausführungsbespiele anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Schnittansicht durch eine Ausführungsvariante eines Pumpenkopfs einer Hochdruckplungerpumpe und einem mit diesem über ein Ventilsystem gekoppelten Plunger,
2 eine Ausschnittsvergrößerung eines Anschlussbereiches eines Plungers an den Pumpenkopf der Hochdruckplungerpumpe in einer geschnittenen Seitenansicht mit einer ersten Ausführungsvariante eines Ventilkörpers und eines Andruckkörpers,
3 eine isometrische Darstellung einer Ausführungsvariante eines Ventilkörpers mit daran angeformten Trennkörpern zur Beabstandung von als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörpern,
4 eine geschnittene isometrische Darstellung des Ventilkörpers gemäß 3 mit daran angeordnetem ersten und zweiten Schließkörper, Andruckkörper und Kraftspeichern,
5 eine der 2 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsvariante eines Ventilkörpers und eines Andruckkörpers,
6 und 7 den 3 und 4 entsprechende Darstellungen der zweiten Ausführungsvariante des Ventilkörpers, und
8 und 9 jeweilige isometrische Darstellungen der bei der Anordnung gemäß 5-7 eingesetzten Andruckkörper zur Lagerung der als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörper.

Exemplary embodiments according to the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a sectional view through an embodiment variant of a pump head of a high-pressure plunger pump and a plunger coupled to it via a valve system,
2 an enlarged section of a connection area of a plunger to the pump head of the high-pressure plunger pump in a sectional side view with a first embodiment variant of a valve body and a pressure body,
3 an isometric view of an embodiment variant of a valve body with separating bodies formed thereon for spacing first closing bodies designed as balls,
4 a sectional isometric view of the valve body according to FIG 3 with the first and second closing body, pressure body and force accumulator arranged thereon,
5 one of the 2 Corresponding representation of a second variant of a valve body and a pressure body,
6 and 7 the 3 and 4 corresponding representations of the second embodiment variant of the valve body, and
8th and 9 respective isometric representations in accordance with the arrangement 5-7 pressure body used for storing the first closing body designed as balls.

In der folgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte bespielhafte Darstellung und Position der Hochdruckplungerpumpe, des Ventilsystems, des Ventilkörpers, der Schließkörper und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränken zu verstehen, d.h., durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.In the following description of the figures, terms such as top, bottom, left, right, front, rear, etc. refer exclusively to the exemplary representation and position of the high-pressure plunger pump, the valve system, the valve body, the closing body and the like selected in the respective figures. These terms are not to be construed as limiting, ie, to different jobs ments or the mirror-symmetrical design or the like, these references can change.

In 1 ist insgesamt ein oberer Teil einer Hochdruckplungerpumpe in einer Schnittansicht dargestellt. Die Hochdruckplungerpumpe ist so ausgelegt, dass mit ihr ein Arbeitsfluid auf Drücke oberhalb von 3.000 bar gebracht werden kann.In 1 an upper part of a high-pressure plunger pump is shown overall in a sectional view. The high-pressure plunger pump is designed in such a way that it can be used to bring a working fluid to pressures in excess of 3,000 bar.

Der in 1 dargestellte obere Teil der Hochdruckplungerpumpe umfasst einen Plungerkopf 11, der über in 2 und 5 beispielhaft gezeigte Gewindestangen 20 mit einem Gehäuse 14 verbunden ist.the inside 1 The upper part of the high-pressure plunger pump shown comprises a plunger head 11, which has an 2 and 5 threaded rods 20 shown as an example is connected to a housing 14 .

In dem Gehäuse 14 sind mehrere in einem Innenkörper 16 angeordnete Plungeranordnungen mit einem Arbeitsraum 13 und einem in dem Arbeitsraum 13 axial hin- und her bewegbar angeordneten Plungern 15 angeordnet. Die Plunger 15 sind dabei in einem Innenkörper 16 gelagert, der über Schrauben 19 (gezeigt in den 2 und 5) mit dem Pumpenkopf 11 verschraubt ist bzw. sind.A plurality of plunger arrangements arranged in an inner body 16 with a working chamber 13 and a plunger 15 arranged to be axially movable back and forth in the working chamber 13 are arranged in the housing 14 . The plungers 15 are mounted in an inner body 16, which is connected via screws 19 (shown in FIGS 2 and 5 ) is screwed to the pump head 11 or are.

Zwischen dem Pumpenkopf 11 und dem Innenkörper 16 ist am Ende jedes der Plunger 15 ein Ventilkörper 2 angeordnet, der saugseitig im Innenkörper 16 und druckseitig im Pumpenkopf 11 gelagert ist.A valve body 2 is arranged at the end of each of the plungers 15 between the pump head 11 and the inner body 16 and is mounted in the inner body 16 on the suction side and in the pump head 11 on the pressure side.

Eine erste Ausführungsvariante des Ventilkörpers 2 eines Ventilsystems der Hochdruckplungerpumpe ist in 2 dargestellt.A first variant of the valve body 2 of a valve system of the high-pressure plunger pump is in 2 shown.

In den Ventilkörper 2 ist ein Druckkanal 3 und mehrere Saugkanäle 4 eingebracht, wie es beispielhaft in 7 dargestellt ist. Wenngleich 7 eine weiter unten noch näher beschriebene zweite Ausführungsvariante des Ventilkörpers zeigt, so ist die Anordnung des Druckkanals 3 und der Saugkanäle 4 in beiden beschriebene Ausführungsvarianten identisch.A pressure channel 3 and a plurality of suction channels 4 are introduced into the valve body 2, as shown in an example in 7 is shown. Although 7 shows a second embodiment variant of the valve body, which is described in more detail below, the arrangement of the pressure channel 3 and the suction channels 4 is identical in the two embodiment variants described.

Jeder der Ausgänge des jeweiligen Saugkanals 4 ist, wie in 2 dargestellt, mit Hilfe eines als Kugel ausgebildeten ersten Schließkörpers 5 verschließbar.Each of the outlets of the respective suction channel 4 is, as in 2 shown, can be closed with the aid of a first closing body 5 designed as a ball.

Der Ausgang 32 des Druckkanals 3 ist mit Hilfe eines zweiten Schließkörpers 6 verschließbar, der in den gezeigten Ausführungsvarianten als in einem Stößelgehäuse 9 verschiebbar gelagerter Stößel ausgebildet ist. Denkbar sind auch andere Ausführungen des zweiten Schließkörpers, beispielsweise in Gestalt einer weiteren Kugel.The outlet 32 of the pressure channel 3 can be closed with the aid of a second closing body 6 which, in the embodiment variants shown, is in the form of a ram which is movably mounted in a ram housing 9 . Other designs of the second closing body are also conceivable, for example in the form of a further ball.

Sowohl der als Stößel ausgebildete zweite Schließkörper 6 als auch die als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörper 5 sind mit Hilfe von Kraftspeichern 8, 10 an die jeweiligen Ausgänge 32, 42 des Druckkanals 3 und der Saugkanäle 4 andrückbar.Both the second closing body 6 embodied as a plunger and the first closing body 5 embodied as balls can be pressed against the respective outlets 32 , 42 of the pressure channel 3 and the suction channels 4 with the aid of force accumulators 8 , 10 .

Die Kraftspeicher 8, 10 sind vorzugsweise als Druckfedern, insbesondere als Zylinderdruckfedern, ausgebildet.The force accumulators 8, 10 are preferably designed as compression springs, in particular as cylinder compression springs.

Die Andruckkraft der den ersten Schließkörper 5 zugeordneten Zylinderdruckfedern ist so ausgelegt, dass die als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörper 5 beim Ansaugen des Arbeitsfluids durch die Saugkanäle 4 wenigstens einen der Ausgänge 42 der Saugkanäle 4 freigeben. Die Zylinderdruckfedern können dabei identische oder auch jeweils unterschiedliche Federkonstanten aufweisen.The pressure force of the cylinder compression springs associated with the first closing body 5 is designed such that the first closing bodies 5 embodied as balls release at least one of the outlets 42 of the suction channels 4 when the working fluid is sucked in through the suction channels 4 . The cylinder compression springs can have identical or different spring constants.

Denkbar sind auch andere Kraftspeicher, beispielsweise andere elastisch verformbare Körper, die den Durchlass des in den Arbeitsraum 13 eingesaugten Fluids in den Eingang 31 des Druckkanals 3 ermöglichen.Other energy accumulators are also conceivable, for example other elastically deformable bodies, which enable the passage of the fluid sucked into the working chamber 13 into the inlet 31 of the pressure channel 3 .

Der Arbeitsraum 13 ist, wie in den 1 und 2 dargestellt, bevorzugt durch eine Hülse 12 begrenzt, die in Richtung des Ventilkörpers 2 eine den jeweiligen Plunger 15 führende Führungshülse anschließt. An einem dem Ventilkörper 2 zugewandten Ende der Hülse 12 ist der Kraftspeicher 8 eingesetzt.The working space 13 is, as in the 1 and 2 shown, preferably delimited by a sleeve 12 which, in the direction of the valve body 2, adjoins a guide sleeve which guides the respective plunger 15. The energy accumulator 8 is inserted at an end of the sleeve 12 facing the valve body 2 .

Der hier als Zylinderdruckfeder ausgebildete Kraftspeicher 8 ist einerseits in einer Stufe im Innenmantel der Hülse 12 abgestützt und andererseits an einem Andruckkörper 7, der zwischen den als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörpern 5 und dem Kraftspeicher 8 angeordnet ist. Der Andruckkörper 7 weist in der gezeigten bevorzugten Ausführungsvariante eine Andruckscheibe 71 und einen zum Eingang 31 des Druckkanals 3 konzentrischen Durchlass 72 auf. The energy accumulator 8, designed here as a cylinder compression spring, is supported on the one hand in a step in the inner surface of the sleeve 12 and on the other hand on a pressure body 7, which is arranged between the first closing bodies 5, designed as balls, and the energy accumulator 8. In the preferred embodiment variant shown, the pressure body 7 has a pressure disk 71 and a passage 72 concentric with the inlet 31 of the pressure channel 3 .

Denkbar ist auch, den Durchlass oder mehrere solcher Durchlässe 72 nicht konzentrisch, sondern in der Ebene der Andruckscheibe 71 zwischen Auflageflächen für die Kugeln vorzusehen.It is also conceivable to provide the passage or several such passages 72 not concentrically but in the plane of the pressure disk 71 between bearing surfaces for the balls.

Je nach Ausgestaltung des Kraftspeicher 8 ist es auch denkbar, dass der Kraftspeicher direkt an den als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörpern 5 anliegt.Depending on the design of the energy store 8, it is also conceivable for the energy store to bear directly against the first closing bodies 5, which are designed as balls.

Der Ventilkörper ist in einer bevorzugten Ausführungsvariante mit insgesamt genau drei Saugkanälen 4 ausgebildet. In den 3 und 6 ist dies durch die drei als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörper 5 verdeutlich.In a preferred embodiment variant, the valve body is designed with a total of exactly three suction channels 4 . In the 3 and 6 this is illustrated by the three first closing bodies 5 designed as balls.

Denkbar ist prinzipiell auch die Einbringung von nur zwei Saugkanälen 4 oder mehr als drei Saugkanälen 4, deren Anzahl entsprechend weniger oder mehr erste Schließkörper 5 vorzusehen sind, um die Ausgänge 42 der Saugkanäle 4 zu verschließen.In principle, the introduction of only two suction channels 4 or more than three is also conceivable Suction channels 4, the number of which is correspondingly less or more first closing body 5 to be provided in order to close the outlets 42 of the suction channels 4.

Die Eingänge der Saugkanäle 4 sind, wie in den 3, 4, 6 und 7 dargestellt ist, bevorzugt in einer Mantelaußenfläche 23 des Ventilkörpers 2 vorgesehen.The inputs of the suction channels 4 are, as in the 3 , 4 , 6 and 7 is shown, preferably in an outer surface 23 of the valve body 2 is provided.

Um ein Ausweichen der als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörper 5 zu verhindern, sind bei der in den 2 bis 4 gezeigten Ausführungsvariante des Ventilkörpers 2 zwischen den benachbarten Ausgängen 42 der Saugkanäle aus der Ebene der Saugventilseite 22 des Ventilkörpers 2 vorstehende Trennkörper 25 vorgesehen.In order to prevent evasion of the first closing body 5 designed as balls, in the case of the 2 until 4 shown embodiment of the valve body 2 between the adjacent outputs 42 of the suction channels from the plane of the suction valve side 22 of the valve body 2 above separating body 25 is provided.

Der Andruckkörper 7 ist bei dieser Ausführungsvariante bevorzugt als ringförmige Andruckscheibe 71 ausgebildet.In this embodiment variant, the pressure body 7 is preferably designed as an annular pressure disk 71 .

Die Länge der Trennkörper 25 in Richtung z der Längsachse des Ventilkörpers 2 ist dabei so bemessen, dass die ringförmige Andruckscheibe 71 an den als Kugel ausgebildeten ersten Schließkörpern 5 anliegt, wenn diese die Ausgänge 42 der Saugkanäle 4 verschließen.The length of the separating bodies 25 in direction z of the longitudinal axis of the valve body 2 is dimensioned such that the annular pressure disk 71 bears against the first closing bodies 5 designed as a ball when these close the outlets 42 of the suction channels 4 .

Bei der in den 5 bis 9 gezeigten alternativen Ausführungsvariante sind keine solchen Trennkörper 25 an der Saugventilseite 22 des Ventilkörpers 2 vorgesehen. Die Saugventilseite 22 des Ventilkörpers 2 ist bei dieser Ausführungsvariante glattflächig, zumindest in dem Bereich in den die Saugkanäle 4 mit ihren Ausgängen 42 münden.At the in the 5 until 9 In the alternative embodiment variant shown, no such separating bodies 25 are provided on the suction valve side 22 of the valve body 2 . In this embodiment variant, the suction valve side 22 of the valve body 2 has a smooth surface, at least in the area into which the suction channels 4 with their outlets 42 open.

Zur Führung der als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörper 5 sind in dieser Ausführungsvariante, wie in den 7 bis 9 gezeigt, auf einer den Ausgängen 42 der Saugkanäle 4 zugewandten Seite der ringförmigen Andruckscheibe 71 Kammern 73 oder Käfigzellen angeformt, in denen die als Kugeln ausgebildeten ersten Schließköper 5 aufgenommen sind.To guide the formed as balls first closing body 5 are in this embodiment, as in the 7 until 9 shown, on a side of the annular pressure disk 71 facing the outlets 42 of the suction channels 4, chambers 73 or cage cells are formed, in which the first closing bodies 5 designed as balls are accommodated.

Die Kammern 73 werden dabei durch aus der Andruckscheibe 71 vorstehende, bevorzugt senkrecht vorstehende Wandungen 74 gebildet.The chambers 73 are formed by walls 74 that protrude from the pressure disk 71 , preferably perpendicularly.

Wie weiter in den 2, 4, 5 und 7 gezeigt ist, ist den als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörpern 5 ein gemeinsamer Kraftspeicher 8 zugeordnet.How further in the 2 , 4 , 5 and 7 is shown, the first closing bodies 5 designed as spheres are assigned a common force accumulator 8 .

Denkbar ist auch, jedem der als Kugeln ausgebildeten ersten Schließkörper 5 einen separaten Kraftspeicher 8 zuzuordnen.It is also conceivable to assign a separate force accumulator 8 to each of the first closing bodies 5 designed as balls.

Beiden Ausführungsvarianten gemeinsam ist, dass je nach Drehzahl und generiertem Volumenstrom des Arbeitsfluides sich eine entsprechende Anzahl von ersten Schließkörpern 5 von dem jeweiligen Ausgang 42 eines Saugkanals 4 wegbewegt und damit das jeweilige Saugventil geöffnet wird.What both variants have in common is that, depending on the speed and generated volume flow of the working fluid, a corresponding number of first closing bodies 5 are moved away from the respective outlet 42 of a suction channel 4 and the respective suction valve is thus opened.

Denkbar ist auch, die Öffnung der jeweiligen jeweilige Saugventile durch den Einsatz von Kraftspeichern 8 mit unterschiedlichen Federkonstanten zu beeinflussen.It is also conceivable to influence the opening of the respective suction valves through the use of force accumulators 8 with different spring constants.

Wie weiter den 3, 4, 6 und 7 zu entnehmen ist, sind die Ausgänge 42 der Saugkanäle 4 in einer Ebene der Saugventilseite 22 benachbart zum Eingang 31 des Druckkanals 3 im Ventilkörper 2 vorgesehen.How next 3 , 4 , 6 and 7 can be seen, the outlets 42 of the suction channels 4 are provided in a plane of the suction valve side 22 adjacent to the inlet 31 of the pressure channel 3 in the valve body 2 .

Zur Erzielung einer Symmetrie bzw. einer symmetrischen Spannungsverteilung im Ventilkörper 2 ist ein Abstand der Ausgänge 42 der Saugkanäle zueinander gleich. Zusätzlich ist hier auch der Abstand der Ausgänge 42 der Saugkanäle 4 zum Eingang 31 des Druckkanals gleich.In order to achieve symmetry or a symmetrical stress distribution in the valve body 2, the distance between the outlets 42 of the suction channels is the same. In addition, the distance between the outlets 42 of the suction channels 4 and the inlet 31 of the pressure channel is also the same here.

Der Ausgang des Druckkanals 3 wird bei den gezeigten Ausführungsvarianten durch den in dem Stößelgehäuse 9 verschiebbar gelagerten als Stößel ausgebildeten zweiten Schließkörper 6 verschlossen.In the embodiment variants shown, the outlet of the pressure channel 3 is closed by the second closing body 6 embodied as a ram and mounted displaceably in the ram housing 9 .

Auch der zweite Schließkörper 6 ist bevorzugt durch eine Zylinderdruckfeder 10, die an einer Stufe einer Innenmantelfläche des Stößelgehäuses 9 abgestützt ist, gegen die Druckventilseite 21 des Ventilkörpers 2 gedrückt.The second closing body 6 is also preferably pressed against the pressure valve side 21 of the valve body 2 by a cylinder compression spring 10 which is supported on a step on an inner lateral surface of the tappet housing 9 .

Wird im Kompressionsschritt das Arbeitsfluid durch den Druckkanal 3 hindurch gegen die Kraft des Kraftspeichers 10 in einen Druckraum 17 im Pumpenkopf 11 eingedrückt, wird der zweite Schließkörper 6 von der Druckventilseite 21 des Ventilkörpers 2 abgehoben, so dass das Arbeitsfluid das Stößelgehäuse 9 umströmt und von dort aus in den Druckraum 17 geleitet, wie es den 2 und 5 zu entnehmen ist.If in the compression step the working fluid is pressed through the pressure channel 3 against the force of the force accumulator 10 into a pressure chamber 17 in the pump head 11, the second closing body 6 is lifted from the pressure valve side 21 of the valve body 2 so that the working fluid flows around the tappet housing 9 and from there passed out in the pressure chamber 17, as the 2 and 5 can be seen.

Zur Abdichtung des Ventilkörpers 2 gegenüber dem Pumpenkopf 11 ist an einer Stufe an der Außenfläche des Ventilkörpers 2 ein Dichtring 24 vorgesehen. Zur Abdichtung des Ventilkörpers 2 zum Innengehäuse 16 ist ein weiterer Dichtring 24 nahe der Saugventilseite 22 des Ventilkörpers 2 angeordnet.A sealing ring 24 is provided on a step on the outer surface of the valve body 2 to seal the valve body 2 relative to the pump head 11 . A further sealing ring 24 is arranged close to the suction valve side 22 of the valve body 2 in order to seal the valve body 2 from the inner housing 16 .

BezugszeichenlisteReference List

22: Ventilkörpervalve body
2121: Druckventilseitepressure valve side
2222: Saugventilseitesuction valve side
2323: Mantelflächelateral surface
2424: Dichtringsealing ring
2525: Trennkörperseparator
2626: Stufe Step
33: Druckkanalpressure channel
3131: EingangEntry
3232: Ausgang Exit
44: Saugkanalsuction channel
4141: EingangEntry
4242: AusgangExit
4343: erstes Teilstückfirst part
4444: zweites Teilstück second part
55: erster Schließkörperfirst closing body
66: zweiter Schließkörper second closing body
77: Andruckkörperpressure body
7171: Andruckscheibepressure washer
7272: Durchlasspassage
7373: Kammerchamber
7474: Wandung wall
88th: Kraftspeicherenergy accumulator
99: Stößelgehäusetappet housing
1010: Kraftspeicherenergy accumulator
1111: Pumpenkopfpump head
1212: Hülsesleeve
1313: Arbeitsraumworking space
1414: GehäuseHousing
1515: Plungerplunger
1616: Innenkörperinner body
1717: Druckraumpressure room
1818: Saugraumsuction chamber
1919: Schraubescrew
2020: Gewindestange threaded rod
ze.g: Richtung der Längsachse des VentilkörpersDirection of the longitudinal axis of the valve body

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 2085613 B1 [0003]

Claims

Valve system of a high-pressure plunger pump, having - a valve body (2) with a pressure channel (3) and a suction channel (4), - several closing bodies (5, 6) and energy stores (8, 10) assigned to them, which together with the valve body (2) a pressure valve on one pressure valve side (21) of the valve body (2) and a suction valve on its opposite suction valve side (22), - the closing bodies (5, 6) being connected to respective outlets (32, 42) with the aid of the force accumulator (8, 10) of the pressure channel (3) and the suction channel (4) can be pressed, characterized in that - the valve body (2) has at least one further suction channel (4), - the first closing body (5) with which the outlets (42) of the suction channels (4) are closable, are designed as balls.

valve system claim 1 , characterized in that the valve body (2) is formed with three suction channels (4).

valve system claim 1 or 2 , characterized in that each of the ball-shaped first closing body (5) is associated with a separate force accumulator (8).

valve system claim 1 or 2 , characterized in that the first closing bodies (5), designed as a ball, are assigned a common energy accumulator (8).

valve system claim 4 , characterized in that a pressure body (7) with a passage (72) is arranged between the ball-shaped first closing bodies (5) and the force accumulator (8).

valve system claim 5 , characterized in that the pressure body has an annular pressure disc (71).

valve system claim 6 , characterized in that between adjacent outlets (42) of the suction channels (4) from the plane of the suction valve side (22) of the valve body (2) protruding separating bodies (25) are provided.

valve system claim 6 , characterized in that the first closing bodies (5) designed as a sphere are accommodated in respective chambers (73) or cage cells which are formed on a side of the annular pressure disk (71) facing the outlets (42) of the suction channels (4).

Valve system according to one of the preceding claims, characterized in that the outlets (42) of the suction channels (4) are arranged symmetrically distributed in a plane on the suction valve side (22) adjacent to the inlet (31) of the pressure channel (3) in the valve body (2).

Valve system according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between the outlets (42) of the suction channels (4) is the same.

Valve system according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between the outlets (42) of the suction channels (4) and the inlet (31) of the pressure channel (3) is the same.

Valve system according to one of the preceding claims, characterized in that a central longitudinal axis of the pressure channel (3) is equal to a central longitudinal axis of the valve body (2).

Valve system according to one of the preceding claims, characterized in that inlets (41) of the suction channels (4) are provided in an outer surface (23) of the valve body (2).

Valve system according to one of the preceding claims, characterized in that the force accumulators (8, 10) are designed as compression springs, in particular as cylinder compression springs.

High-pressure plunger pump, having - a pump head (11), - a housing (12) fastened to the pump head (11), - at least one plunger arrangement arranged in the housing (14) with a working chamber (13) and one in the working chamber (13) axially plunger (15) arranged to be movable back and forth, - a valve system connected to the working chamber (13), characterized in that the valve system is designed according to one of the preceding claims.