DE10228673B4

DE10228673B4 - Rückdruckregulator

Info

Publication number: DE10228673B4
Application number: DE2002128673
Authority: DE
Inventors: Peter Steffen
Original assignee: Holter Regelarmaturen GmbH and Co KG
Current assignee: Holter Regelarmaturen GmbH and Co KG
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: DE10228673A1

Abstract

Rückdruckregulator für eine Mindestfördermenge eines Arbeitsmediums einer Pumpe, mit einer in einem Gehäuse (10) angeordneten Führungsbuchse (13, 13') mit ersten Düsenöffnungen (17, 17'), in welcher ein axial beweglicher kolbenartiger Verschlusskörper (16, 39) verschiebegeführt angeordnet ist, welcher mit einer Dichtfläche mittels eines Kraftspeicherelementes (22) auf einer Dichtfläche der Führungsbuchse (13, 13') abdichtend aufliegt, und dessen Stellung durch den Differenzdruck des Arbeitsmediums gegen die Kraft des Kraftspeicherelementes (22) bestimmt ist und mit zweiten Düsenöffnungen (18, 18') dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Düsenöffnungen (17) in einem in der Führungsbuchse (13) verschiebegeführten Düsenrohr (35) und die zweiten Düsenöffnungen (18) in einem mit dem Düsenrohr (35) verbundenen Hubzylinder (14) angeordnet sind, oder dass die ersten Düsenöffnungen (17') im auslaufseitigen Bereich der Führungsbuchse (13') und die zweiten Düsenöffnungen (18') in einem in der Führungsbuchse (13') verschiebegeführten Düsenrohr (40) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rückdruckregulator für eine Mindestfördermenge eines Arbeitsmediums einer Pumpe, mit einer in einem Gehäuse angeordneten Führungsbuchse mit ersten Düsenöffnungen, in welcher ein axial beweglicher kolbenartiger Verschlusskörper verschiebegeführt angeordnet ist, welcher mit einer Dichtfläche mittels eines Kraftspeicherelementes auf einer Dichtfläche der Führungsbuchse abdichtend aufliegt, und dessen Stellung durch den Differenzdruck des Arbeitsmediums gegen die Kraft des Kraftspeicherelementes bestimmt ist, und mit zweiten Düsenöffnungen.
Ein derartiger bekannter Rückdruckregulator wird in einer Bypassleitung eines Pumpensystems eingesetzt, um eine Mindestfördermenge des Arbeitsmediums für die Pumpe aufrecht zu erhalten.
Dieser weist eine Führungsbuchse auf, innerhalb der ein kolbenartiger Verschlusskörper mittels einer Feder auf einer einlaufseitigen Dichtfläche in der Führungsbuchse abdichtend aufliegt. Der Verschlusskörper verschließt mit seinem Außenmantel Düsenöffnungen, die im Außenmantel der Führungsbuchse unmittelbar hinter dem Einlauf angeordnet sind. Einlaufseitiger Druckanstieg erzeugt eine Kraft, die den Verschlusskörper gegen die Federkraft in Strömungsrichtung verstellt, wobei der Verschlusskörper die Düsenöffnungen in Abhängigkeit vom jeweiligen Differenzdruck zwischen Einlauf und Auslauf freigibt. Der Auslaufdruck kann über Ausgleichsöffnungen im auslaufseitigen Bereich der Führungsbuchse auf die Rückseite des Verschlusskörpers einwirken. Der Verschlusskörper ist zum Auslauf hin verlängert und wird auslaufseitig in einer Einschraubbuchse innerhalb der Führungsbuchse verschiebegeführt. Diese Einschraubbuchse bildet auch das Widerlager der Feder.
Als nachteilig hat sich herausgestellt, dass eine einstufige Entspannung insbesondere im Einlaufbereich eines Rückdruckregulators nicht ausreichend ist, um für jeden Betriebspunkt eines Pumpensystems das Bypasssystem vor Kavitation und Ausdampfung sicher zu schützen.

Aus der DE 197 17 922 A1 ist ein Zweistufenregelventil bekannt, bei welchem ein axial beweglicher Kolben verschiebegeführt angeordnet ist, welcher über ein Kraftspeicherelement mit einer Dichtfläche eine Dichtung bildet. In Abhängigkeit des Druckes, mit dem der Kolben beaufschlagt wird, gibt der Kolben zunächst erste Abströmöffnungen frei und nach Erhöhung des Druckes zweite Abströmöffnungen frei. Hierbei wird die Regelung des Abflusses des Mediums bei auftretendem unzulässigem Unterdruck zweistufig ausgeführt. Dieses Zweistufenregelventil wird vorzugsweise für Schmierölpumpen für Verbrennungsmotoren eingesetzt und sorgt für einen Druckabbau eines zu hohen Öldrucks. Eine Verwendung dieses Zweistufenregelventils als Rückdruckregulator für eine Mindestfördermenge eines Arbeitsmediums einer Pumpe erweist sich als nachteilig, wenn das Arbeitsmedium beispielsweise Wasser ist, bei welchem die Gefahr von Kavitation und Ausdampfung besteht.

Die DE 44 22 749 A1 offenbart einen Pumpenschutzventil mit einem dreistufigen Kegelventil für eine Bypassleitung. Dieses dreistufige Kegelventil ist koaxial mit einem Rückschlagventil gekoppelt und somit Bestandteil des gesamten Pumpenschutzventiles, wobei es nicht losgelöst von dem Rückschlagventil verwendet werden kann. Weiterhin ist durch die starre Kopplung der einzelnen Stufen des Kegelventils keine optimale Druckverteilung möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Rückdruckregulator zu schaffen, der die obengenannten Nachteile nicht mehr aufweist und in einem großen Einsatzbereich verwendet werden kann, wobei gleichzeitig weitere Vorteile erzielt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die ersten Düsenöffnungen in einem in der Führungsbuchse verschiebegeführten Düsenrohr und die zweiten Düsenöffnungen in einem mit dem Düsenrohr verbundenen Hubzylinder angeordnet sind, oder dass die ersten Düsenöffnungen im auslaufseitigen Bereich der Führungsbuchse und die zweiten Düsenöffnungen in einem in der Führungsbuchse verschiebegeführten Düsenrohr angeordnet sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Der erfindungsgemäße Rückdruckregulator weist eine Führungsbuchse innerhalb eines Gehäuses auf, in derem auslaufseitigen Bereich ein Düsenrohr mit Verschlusskörper verschiebegeführt angeordnet ist. Düsenrohr und Verschlusskörper sind mit einem Hubzylinder fest verbunden, der die Führungsbuchse von außen umschließt und auf ihrem Außenmantel koaxial zu ihr, dem Düsenrohr und dem Verschlusskörper ebenfalls verschiebegeführt angeordnet ist.

Das Düsenrohr besitzt erste Düsenöffnungen, vorzugsweise Bohrungen, deren Mittelachsen senkrecht oder in einem Winkel zur Längsachse der Führungsbuchse liegen.

In einem festen Abstand und weiter auslaufseitig sind in dem Hubzylinder zweite Düsenöffnungen angeordnet, deren Mittelachsen senkrecht oder in einem Winkel zur Längsachse der Führungsbuchse liegen. Der Verschlusskörper befindet sich auslaufseitig fest innerhalb des Hubzylinders und dichtet mit einer einlaufseitigen Dichtkante auf einer korrespondieren Dichtkante der Führungsbuchse aufliegend den Einlauf gegenüber dem Auslauf ab. Die Anpresskraft für diese beiden Dichtflächen liefert ein Kraftspeicherelement, vorzugsweise eine schraubenförmig Druckfeder, welche auf dem Außenmantel des Hubzylinders zwischen einer Schulter des Hubzylinders und einer Halteplatte, die im Gehäuse festgelegt ist, angeordnet ist.

Hierbei ist es von besonderem Vorteil, dass diese Halteplatte den Hubzylinder zusätzlich führt und dieser mit einer auf seinem Außenmantel angeordneten Schulter und der Halteplatte einen Anschlag für seine maximale Verstellweite bildet.

Die Halteplatte besitzt Ausgleichsöffnungen, deren Aufgabe es ist, einen Druckausgleich zwischen dem Gehäuseinnenraum und dem Auslauf des Rückdruckregulators zu ermöglichen.

Der Druck des Arbeitsmediums wird zunächst in Abhängigkeit des Kraftspeicherelementes auf einen Wert angestaut, der in einem sicheren Abstand zum Verdampfungsdruck des Arbeitsmediums liegt. Der einlaufseitige Druck wirkt auf die Fläche des Verschlusskörpers ein und erzeugt eine Kraft, mit der der Verschlusskörper, das vor ihm angeordnete Düsenrohr und der mit diesen beiden fest verbundene Hubzylinder gegen die Kraft des Kraftspeicherelementes in Auslaufrichtung verstellt werden. Hierbei wird die Dichtwirkung des Verschlusskörpers aufgehoben, und das Arbeitsmedium strömt durch die Führungsbuchse durch die ersten Düsenöffnungen in einen Entspannungsraum, wobei eine erste Entspannung des Arbeitsmediums stattfindet. Aus diesem Entspannungsraum strömt das Arbeitsmedium durch die zweiten Düsenöffnungen in den Auslauf und erfährt eine zweite Entspannung.

Hiermit wird eine vorteilhafte zweistufige Entspannung des Arbeitsmediums erreicht, wodurch die Gefahr von Kavitation und Ausdampfung nicht mehr auftreten kann.

Die Anordnung der ersten Düsenöffnungen im Auslaufbereich ist besonders vorteilhaft, da das Arbeitsmedium zunächst durch die Länge der Führungsbuchse hindurchfließen muss.

Der auslaufseitige Druck wirkt auf die senkrecht zur Längsachse der Führungsbuchse stehende äußere Bodenfläche des Hubzylinders. Der auslaufseitige Bereich der Führungsbuchse bildet mit seinen Kanten und Flächen Steuerkanten und -flächen für die ersten und zweiten Düsenöffnungen und ist zwischen diesen angeordnet. Diese Steuerkanten und -flächen beeinflussen somit durch die Stellung des Verschlusskörpers in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen Einlauf und Auslauf die Öffnungsweite der Düsenöffnungen.

Hierbei ist in einem jedem Betriebspunkt des Pumpensystems eine sichere und kontinuierliche Abführung der Mindestfördermenge durch das Bypasssystem gewährleistet.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Führungsbuchse in ihrem auslaufseitigen Bereich die ersten Düsenöffnungen auf, die sich in Richtung zum Auslauf hin hinter der Abdichtung durch Dichtkanten innerhalb der Führungsbuchse und dem Verschlusskörper befinden.

Auch hierbei ist ein Düsenrohr mit Verschlusskörper im auslaufseitigen Bereich der Führungsbuchse verschiebegeführt angeordnet, wobei jedoch der Verschlusskörper das Düsenrohr einlaufseitig verschließt, indem er mit ihm fest verbunden ist. Das Düsenrohr ist auslaufseitig im Hubzylinder befestigt, in einer weiteren Ausführung auch in Längsrichtung in einem bestimmten Bereich verstellbar festgelegt.

Das Düsenrohr ist im Anschlussbereich zum Verschlusskörper mit zweiten Düsenöffnungen versehen.

Die strömungsmäßige Verbindung zwischen den ersten und zweiten Düsenöffnungen erfolgt durch einen Entspannungsraum, der auf der Innenseite des die Führungsbuchse umschließenden Hubzylinders angeordnet ist.

Hubzylinder, Düsenrohr und Verschlusskörper sind wie im ersten Ausführungsbeispiel miteinander verbunden und vollziehen gleiche Bewegungsvorgänge, ebenso ist die Anordnung von Halteplatte und Kraftspeicherelement wie dort beschrieben.

Die Verstellung von Verschlusskörper, Düsenrohr und Hubzylinder in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen Einlauf und Auslauf ist ebenfalls oben weiter beschrieben, wobei hier eine auslaufseitige Fläche des Verschlusskörpers die Angriffsfläche für den auslaufseitigen Druck bildet, da das Düsenrohr zum Auslauf hin offen ist.

In dieser Ausführung öffnet der Verschlusskörper die ersten Düsenöffnungen, das Arbeitsmedium durchströmt diese in den Entspannungsraum innerhalb des Hubzylinders und erfährt somit die erste Entspannung.

Von dort strömt es weiter durch die zweiten Düsenöffnungen in das Düsenrohr in einer zweiten Entspannungsstufe. Der Austritt des Düsenrohres in den Auslauf bildet eine dritte Entspannungsstufe und ist in weiterer Ausgestaltung beispielsweise mit einem Düseneinsatz versehen.

Der Verschlusskörper bildet für die ersten Düsenöffnungen Steuerkanten und -flächen, der auslaufseitige Bereich der Führungsbuchse Steuerkanten und -flächen für die zweiten Düsenöffnungen.

Der Abstand der Düsenöffnungen untereinander ist nicht konstant, sondern abhängig vom Differenzdruck zwischen Einlauf und Auslauf. Die Mittelachsen der Düsenöffnungen sind bevorzugt geneigt zur Längsachse der Führungsbuchse und einander zugewandt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Pumpensystems mit Bypass und Rückdruckregulator;
2 einen Axialschnitt durch einen beispielhaften Rückdruckregulator im geschlossenen Zustand;
3 einen Axialschnitt gemäß 2 im geöffneten Zustand;
4 einen Axialschnitt durch einen weiteren beispielhaften Rückdruckregulator im geschlossenen Zustand;
5 einen Axialschnitt gemäß 4 im geöffneten Zustand.
1 zeigt den Einsatzort eines Rückdruckregulators 1 in einem schematisch dargestellten beispielhaften Pumpensystem. Eine Pumpe 2 fördert ein Arbeitsmedium, beispielsweise Wasser, über eine Saugleitung 5 aus einem Speichergefäß 4, welches von einer Füllleitung 9 gespeist wird, in eine Druckleitung 6 über ein Rückschlagventil 3 in eine Speiseleitung 7 eines nicht dargestellten Verbrauchers, zum Beispiel eines Heizkessel.
Eine Bypassleitung 8 zweigt vom Rückschlagventil 3 ab und bildet eine Rückleitung für eine sogenannte Mindestfördermenge der Pumpe 2 in das Speichergefäß 4.
Der Rückdruckregulator 1 befindet sich in der Bypassleitung 8 unmittelbar an derem Anschluss am Speichergefäß 4, staut den Druck in der Bypassleitung 8 auf einen bestimmten Wert an, so dass dieser in einem sicheren Abstand zum Verdampfungsdruck des Arbeitsmediums liegt, und öffnet gegen einen Kraftspeicher entsprechend dem vorhandenen Förderstrom.
In 2 ist der Rückdruckregulator 1 in einer beispielhaften Ausführung in einem Axialschnitt im geschlossenen Zustand dargestellt, d.h. eine Verbindung von einem Einlauf 11 zu einem Auslauf 12 ist geschlossen. Die Durchflussrichtung ist durch zwei Richtungspfeile gekennzeichnet.
Der Rückdruckregulator 1 besteht aus einem vorzugsweise zylindrischen Gehäuse 10, welches beispielsweise zwischen zwei Flanschen angeordnet ist, die hier gestrichelt dargestellt sind und den Einlauf 11 und den Auslauf 12 zum Anschluss an zugehörige Rohrleitungen und/oder Behälter bilden.
Das Gehäuse 10 besitzt einen Innenraum 30, der zum Auslauf 12 hin in einen im Durchmesser etwas größeren Auslaufraum 32 übergeht. Auf der gegenüber liegenden Seite ist der Innenraum 30 zum Einlauf 11 durch eine Wand 33 abgetrennt, welche eine Öffnung 31 aufweist, deren Durchmesser etwa halb so groß ist wie der Durchmesser des Innenraums 30.
In die einlaufseitige Öffnung 31 des Gehäuses 10 ist eine Führungsbuchse 13 eingesetzt, die durch den Innenraum 30 bis in den Auslaufraum 32 hineinragt. Sie ist in der einlaufseitigen Öffnung 31 in bekannter Art befestigt und mit einem Sicherungsring 23 axial gesichert, sowie gegenüber dem Gehäuse 10 mit einer Dichtung 27, beispielsweise einem Rundschnurdichtring, abgedichtet.
Die Führungsbuchse 13 besitzt eine erste Bohrung 34, mit einem einlaufseitigen Konus 20. Zum Auslauf hin schließt sich koaxial an die erste Bohrung 34 eine zweite Bohrung 28 an, deren Länge ungefähr einem Viertel der Gesamtlänge der Führungsbuchse 13 entspricht, und deren Durchmesser etwas größer ist als der der ersten Bohrung 34. Diese zweite Bohrung 28 besitzt an ihrer Auslaufseite ebenfalls einen Konus 21.
In der zweiten Bohrung 28 ist ein Düsenrohr 35 mit ersten Düsenöffnungen 17 verschiebegeführt angeordnet. Das Düsenrohr 35 besitzt einen Innendurchmesser, der dem Durchmesser der ersten Bohrung 34 entspricht. Es ist über einen kolbenartigen Verschlusskörper 16 fest mit einem Hubzylinder 14 an dessen innerer Bodenseite verbunden. In dem in 2 dargestellten geschlossenen Zustand des Rückdruckregulators 1 sind die ersten Düsenöffnungen 17 des Rohres 35 vollständig von der zweiten Bohrung 28 umhüllt, wobei gleichzeitig der Verschlusskörper 16 mit einem Konus 36 seiner einlaufseitigen Kante umlaufend auf dem Konus 21 der Führungsbuchse 13 dichtend aufliegt. Der Anpressdruck hierfür wird durch ein Kraftspeicherelement 22, beispielsweise eine schraubenförmige Druckfeder, erzeugt.
Der Hubzylinder 14 weist in seinem auslaufseitigen Bereich dicht vor seinem Boden zweite Düsenöffnungen 18 auf, umhüllt die Führungsbuchse 13 koaxial formschlüssig und ist auf ihr und in einer Halteplatte 15 in Axialrichtung verschiebegeführt, wobei zwischen einer umlaufenden Schulter 29 am einlaufseitigen offenen Ende des Hubzylinders 14 und der Halteplatte 15 das Kraftspeicherelement 22 angeordnet ist.
Die zweiten Düsenöffnungen 18 überdecken im in 2 dargestellten geschlossenen Zustand zu etwa drei Viertel das auslaufseitige Ende der Führungsbuchse 13.
Die Halteplatte 15 ist im Auslaufraum 32 an dessen Übergang zum Innenraum 30 angeordnet und mit bekannten Mitteln wie z.B. Sicherungsringen 24, 25 und einer Distanzbuchse 26 axial festgelegt, wobei die Halteplatte 15 den Innenraum 30 vom Auslaufraum 32 trennt. Innenraum 30 und Außenraum 32 sind durch in der Halteplatte 15 angeordnete Ausgleichsöffnungen 19 miteinander verbunden, wodurch ein Druckausgleich zwischen Innenraum 30 und Außenraum 32 in einfacher Weise erzielt wird.
Bei einem in ein Leitungssystem eingebauten Rückdruckregulator 1 wird über den Einlauf 11 die erste Bohrung 34 der Führungsbuchse 13 mit einem Arbeitsmedium, beispielsweise Wasser, beaufschlagt. Hierbei baut sich ein Druck auf, da die Verbindung durch die ersten Düsenöffnungen 17 des Rohres 35, einen Entspannungsraum 38 und die zweiten Düsenöffnungen 18 zum Auslauf 12 hin mittels des abdichtenden Konus 36 des Verschlusskörpers 16 durch die Anpresskraft des Kraftspeicherelementes 22 verschlossen ist. Der sich aufbauende Druck erzeugt im Hubzylinder 14 über den kolbenartigen Verschlusskörper 16 eine dem Kraftspeicherelement 22 entgegenwirkende Kraft, die, sobald sie größer als die Kraft des Kraftspeicherelementes 22 wird, eine axiale Bewegung des Hubzylinders 14 zum Auslauf 12 hin bewirkt.
Die dichtende Wirkung des Konus 36 auf dem Konus 21 wird aufgehoben, das Medium fließt durch die ersten Düsenöffnungen 17 in den sich vergrößernden Entspannungsraum 38 und weiter durch die sich vergrößernden zweiten Düsenöffnungen 18 in den Auslaufraum 32 zum Auslauf 12.
Der Druck des Mediums wird aufgrund der ersten und zweiten Düsenöffnungen 17 und 18 vorteilhaft zweistufig reduziert, ohne dass der Verdampfungsdruck des Mediums erreicht bzw. unterschritten wird. Besonders vorteilhaft wirkt der auslaufseitige Endbereich der Führungsbuchse 13, indem sowohl die Innenwand dieses Endbereiches als auch seine Außenwand zusammen mit dem Konus 21 jeweils Steuerkanten und -flächen für beide Düsenstufen bilden, und zwar die zweite Bohrung 28 für die ersten Düsenöffnungen 17 und die Außenwand des Endbereiches der Führungsbuchse 13 für die zweiten Düsenöffnungen 18.
Den geöffneten Zustand des Rückdruckregulators 1 zeigt 3. Hierbei sind die ersten und zweiten Düsenöffnungen 17 und 18 vollständig frei; die innere Kante des Konus 21 liegt auf gleicher Höhe der unteren Kanten der zweiten Düsenöffnungen 17 oder darunter.
Der Hubzylinder 14 bewegt sich innerhalb des Innenraums 30 und im Auslaufraum 32, sein Hubweg wird in Durchflussrichtung im geöffneten Zustand durch Anschlag einer am Außenmantel des Hubzylinders 14 angeordneten Schulter 37 an der Halteplatte 15 begrenzt. Entgegengesetzt der Durchflussrichtung erfolgt im geschlossenen Zustand eine Begrenzung des Hubweges des Hubzylinders 14 durch Aufliegen des Verschlusskörpers 16 mit dem Konus 36 auf dem Konus 21.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rückdruckregulators im geschlossenen Zustand zeigt 4, 5 stellt den geöffneten Zustand dar.
Es werden nur die Besonderheiten dieser Ausführungsform erläutert. Der größte Teil der Beschreibung der 2 und 3 kann hierbei herangezogen werden.
Eine Führungsbuchse 13' befindet sich im Innenraum 30, ist in ihrem auslaufseitigen Bereich verlängert, in welchem sie erste Düsenöffnungen 17' aufweist.
Die zweite Bohrung 28, deren Länge ungefähr einem Drittel der Gesamtlänge der Führungsbuchse 13' entspricht, besitzt in ihrem Übergangsbereich zur ersten Bohrung 34 einen Konus 44, der eine Anlagefläche für einen Konus 45 eines Verschlusskörpers 39 zur Abdichtung bildet.
Der Verschlusskörper 39 bildet das einlaufseitige Ende eines Düsenrohrs 40 mit dem der Verschlusskörper 39 eine Einheit bildet und in der Bohrung 28 der Führungsbuchse 13' verschiebegeführt angeordnet ist.
Das Düsenrohr 40 besitzt einen Innendurchmesser, der ungefähr dem Durchmesser der ersten Bohrung 34 entspricht. Im Anschlussbereich des Düsenrohrs 40 zum Verschlusskörper 39 sind zweite Düsenöffnungen 18' angeordnet. Der Verschlusskörper 39 ist in diesem Bereich mit einer Ausnehmung 41 versehen.
Das Düsenrohr 40 ist in einen Hubzylinder 14' von der Auslaufseite her eingesetzt und mit einem Befestigungsmittel 43, beispielsweise mit einem Ring mit Außengewinde, fest mit dem Hubzylinder 14' verbunden. In weiterer Ausgestaltung ist es vorteilhaft, mittels des Befestigungsmittels 43 eine Verstellung des Düsenrohrs 40 und des Verschlusskörpers 39 in Längsrichtung vorzunehmen, um Systemanpassungen in einem bestimmten Bereich zu ermöglichen.
Im in 4 dargestellten geschlossenen Zustand des Rückdruckregulators 1 sind die zweiten Düsenöffnungen 18' des Düsenrohrs 40 durch die Innenwand der Bohrung 28 am auslaufseitigen Ende der Führungsbuchse 13' und die ersten Düsenöffnungen 17' der Führungsbuchse vollständig vom Außenmantel des Verschlusskörpers 39 verschlossen, wobei gleichzeitig der Konus 45 des Verschlusskörpers 39 umlaufend auf dem Konus 44 der Führungsbuchse 13' dichtend aufliegt. Diese Auflage bildet auch gleichzeitig den Anschlag für die Längsbewegung des Hubzylinders 14' beim Schließen in Richtung Einlauf.
Bei Druckanstieg gibt der Verschlusskörper 39 die ersten Düsenöffnungen 17' frei, und gleichzeitig öffnen sich auch durch seine Längsbewegung in Richtung Auslauf die zweiten Düsenöffnungen 18', indem sich das Düsenrohr 40 mit dem Verschlusskörper 39 aus der Bohrung 28 der Führungsbuchse 13' axial in Richtung Auslauf verschiebt. Hierbei vergrößert sich der Abstand der ersten und zweiten Düsenöffnungen 17' und 18' untereinander, was sich als besonders vorteilhaft für die Druckentspannung auswirkt.
Als Steuerkanten und -flächen wirken für die ersten Düsenöffnungen 17' der Konus 45 und der Außenmantel des Verschlusskörpers 39, sowie das auslaufseitige Stück des Führungrohres 13' mit einer Steuerkante 46 für die zweiten Düsenöffnungen 18'.
Das Medium fließt durch die ersten Düsenöffnungen 17' in den Entspannungsraum 38, der durch eine Ausdrehung des Hubzylinders 14' gebildet wird, und weiter durch die sich vergrößernden zweiten Düsenöffnungen 18' in das Düsenrohr 40, welches einen weiteren Entspannungsraum 42 bildet, und weiter in den Auslaufraum 32 zum Auslauf 12.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, die Mündung des Düsenrohres 40 in den Auslauf 12 beispielsweise durch einen abgerundeten Einsatz, der gestrichelt dargestellt ist oder eine abgerundete Form des Befestigungsmittels 43 so zu gestalten, dass sich eine dritte Entspannungsstufe ausbildet, die durch beispielsweise verschiedene Einsätze unterschiedliche Entspannungsgrade erhält.
Die Düsenöffnungen 17, 17', 18, 18' sind als einfache Bohrungen mit scharfen Kanten und unterschiedlichen Winkeln zur Längsachse der Führungsbuchse 13, 13' ausgebildet.
In weiterer Ausgestaltungsform ist es auch denkbar, die Kantenform abgerundet zu gestalten. Es ist weiterhin auch denkbar, die Düsenöffnungen 17, 17', 18, 18' beispielsweise in Schlitzform auszuführen.
Das Kraftspeicherelement 22 bewirkt je nach Größe des Einlaufdrucks des Mediums eine mehr oder weniger große Öffnung der ersten und zweiten Düsenöffnungen 17' und 18' durch die jeweiligen Steuerkanten der Führungsbuchse 13, 13' und des Verschlusskörpers 39. Dazu wird das Kraftspeicherelement 22 so ausgelegt, dass die Höhe des Öffnungsdruckes des Rückdruckregulators 1 in einem sicheren Abstand zum Verdampfungsdruck des Mediums liegt, wodurch sich ein vorteilhafter verschleißarmer und somit wirtschaftlicher Betrieb des Systems ergibt.
Als Werkstoffe werden vorzugsweise bekannte korrosionsfreie Metalle in Abhängigkeit vom Arbeitsmedium verwendet. Die Dichtungswerkstoffe sind ebenfalls bekannt und abhängig vom Medium.

1: Rückdruckregulator
2: Pumpe
3: Rückschlagventil
4: Speichergefäß
5: Saugleitung
6: Druckleitung
7: Speiseleitung
8: Bypassleitung
9: Füllleitung
10: Gehäuse
11: Einlauf
12: Auslauf
13, 13': Führungsbuchse
14, 14': Hubzylinder
15: Halteplatte
16: Verschlusskörper
17, 17': Düsenöffnung
18, 18': Düsenöffnung
19: Ausgleichsöffnung
20: Einlaufkonus
21: Auslaufkonus
22: Kraftspeicherelement
23: Sicherungsring
24: Sicherungsring
25: Sicherungsring
26: Distanzbuchse
27: Dichtung
28: Bohrung
29: Schulter
30: Innenraum
31: Öffnung
32: Auslaufraum
33: Wand
34: Bohrung
35: Düsenrohr
36: Konus
37: Schulter
38: Entspannungsraum
39: Verschlusskörper
40: Düsenrohr
41: Ausnehmung
42: Entspannungsraum
43: Befestigungselement
44: Konus
45: Konus
46: Steuerkante

Claims

Rückdruckregulator für eine Mindestfördermenge eines Arbeitsmediums einer Pumpe, mit einer in einem Gehäuse (10) angeordneten Führungsbuchse (13, 13') mit ersten Düsenöffnungen (17, 17'), in welcher ein axial beweglicher kolbenartiger Verschlusskörper (16, 39) verschiebegeführt angeordnet ist, welcher mit einer Dichtfläche mittels eines Kraftspeicherelementes (22) auf einer Dichtfläche der Führungsbuchse (13, 13') abdichtend aufliegt, und dessen Stellung durch den Differenzdruck des Arbeitsmediums gegen die Kraft des Kraftspeicherelementes (22) bestimmt ist und mit zweiten Düsenöffnungen (18, 18') dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Düsenöffnungen (17) in einem in der Führungsbuchse (13) verschiebegeführten Düsenrohr (35) und die zweiten Düsenöffnungen (18) in einem mit dem Düsenrohr (35) verbundenen Hubzylinder (14) angeordnet sind, oder dass die ersten Düsenöffnungen (17') im auslaufseitigen Bereich der Führungsbuchse (13') und die zweiten Düsenöffnungen (18') in einem in der Führungsbuchse (13') verschiebegeführten Düsenrohr (40) angeordnet sind.
Rückdruckregulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Düsenöffnungen (17, 17', 18, 18') zueinander in einem festen oder in einem durch die Bewegung des Verschlusskörpers (16, 39) variablen Abstand angeordnet sind.
Rückdruckregulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Düsenöffnungen (17, 17', 18, 18') durch die Bewegung des Verschlusskörpers (16, 39) eine variable Öffnungsweite aufweisen.
Rückdruckregulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenrohr (35) mit dem Hubzylinder (14) über den Verschlusskörper (16) verbunden ist.
Rückdruckregulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (13) Steuerkanten und -flächen für die ersten und zweiten Düsenöffnungen (17, 18) bildet.
Rückdruckregulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenrohr (40) mit einem Hubzylinder (14') verbunden ist und einlaufseitig den Verschlusskörper (39) aufweist.
Rückdruckregulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (13') eine Steuerkante (46) und -fläche für die zweiten Düsenöffnungen (18') und der Verschlusskörper (39) eine Steuerkante und -fläche für die ersten Düsenöffnungen (17') bildet.
Rückdruckregulator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubzylinder (14') einen Entspannungsraum (38) aufweist, der den Durchfluss des Arbeitsmediums aus den ersten Düsenöffnungen (17') in die zweiten Düsenöffnungen (18') bei geöffnetem Rückdruckregulator (1) herstellt.
Rückdruckregulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 oder 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenrohr (40) einen Entspannungsraum (42) aufweist, der in den Auslauf (12) mündet.
Rückdruckregulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 oder 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenrohr (40) im Bereich seiner Mündung in den Auslauf (12) düsenförmig gestaltet ist oder einen düsenförmigen Einsatz aufweist.
Rückdruckregulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 oder 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenrohr (40) in dem Hubzylinder (14') mittels eines Befestigungsmittels (43) in Längsrichtung verstellbar befestigt ist.
Rückdruckregulator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittels (43) als düsenförmiger Einsatz für das Düsenrohr (40) ausgestaltet ist.
Rückdruckregulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubzylinder (14, 14') koaxial zum Düsenrohr (35, 40) und zu der Führungsbuchse (13, 13') angeordnet ist und auf dem Außenmantel der Führungsbuchse (13, 13') verschiebegeführt angeordnet ist.
Rückdruckregulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (13, 13') in ihrem auslaufseitigen Bereich eine zweite Bohrung (28) aufweist, in der das Düsenrohr (35) oder der Verschlusskörper (39) und das Düsenrohr (40) verschiebegeführt angeordnet sind.
Rückdruckregulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftspeicherelement (22) auf dem Außenmantel des Hubzylinders (14, 14') zwischen einer Schulter (29) des Hubzylinders (14, 14') und einer im Gehäuse (10) auslaufseitig befestigten Halteplatte (15) angeordnet ist.
Rückdruckregulator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftspeicherelement (22) eine schraubenförmige Druckfeder ist.
Rückdruckregulator nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (15) Ausgleichsöffnungen (19) aufweist.
Rückdruckregulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubzylinder (14, 14') eine weitere Schulter (37) auf seinem Außenmantel aufweist, die einen Anschlag für seine Längsbewegung zum Auslauf hin an der Halteplatte (15) bildet.