DE202007006541U1 - Ventilanordnung - Google Patents
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Abstract
Ventilanordnung
(1), die mit einer Flüssigkeit
(4) unter hohem Druck, insbesondere von einer Hochdruckreinigungsvorrichtung
(2) bzw. Pumpe (3), versorgbar und wahlweise in einem Förder- oder
Bypaßbetrieb betreibbar
ist,
mit einer Versorgungsleitung (6), der einlaßseitig die Flüssigkeit (4) zuführbar ist, wobei die Flüssigkeit (4) im Förderbetrieb auslaßseitig mit einem Arbeitsdruck, insbesondere über eine anschließbare Druckleitung (9) bzw. Ventileinrichtung, wie eine Ventilpistole (10), ausgebbar ist,
mit einem insbesondere als Rückschlagventil (13) ausgebildeten Sperrventil in der Versorgungsleitung (6), das im Förderbetrieb von der Flüssigkeit (4) durchströmt wird und im Bypaßbetrieb schließt,
mit einer Bypaßleitung (14), die stromauf des Sperrventils an die Versorgungsleitung (6) angeschlossen ist, um die Flüssigkeit (4) im Bypaßbetrieb, insbesondere an die Hochdruckreinigungseinrichtung (2), die Pumpe (3) oder ein Flüssigkeitsreservoir, zurückzuleiten,
mit einem Bypaßventil (15) insbesondere mit einem Schließkörper (25) zur Sperrung der Bypaßleitung (14) im Förderbetrieb, wobei das Bypaßventil (15) bzw. dessen Schließkörper (25) vom...
mit einer Versorgungsleitung (6), der einlaßseitig die Flüssigkeit (4) zuführbar ist, wobei die Flüssigkeit (4) im Förderbetrieb auslaßseitig mit einem Arbeitsdruck, insbesondere über eine anschließbare Druckleitung (9) bzw. Ventileinrichtung, wie eine Ventilpistole (10), ausgebbar ist,
mit einem insbesondere als Rückschlagventil (13) ausgebildeten Sperrventil in der Versorgungsleitung (6), das im Förderbetrieb von der Flüssigkeit (4) durchströmt wird und im Bypaßbetrieb schließt,
mit einer Bypaßleitung (14), die stromauf des Sperrventils an die Versorgungsleitung (6) angeschlossen ist, um die Flüssigkeit (4) im Bypaßbetrieb, insbesondere an die Hochdruckreinigungseinrichtung (2), die Pumpe (3) oder ein Flüssigkeitsreservoir, zurückzuleiten,
mit einem Bypaßventil (15) insbesondere mit einem Schließkörper (25) zur Sperrung der Bypaßleitung (14) im Förderbetrieb, wobei das Bypaßventil (15) bzw. dessen Schließkörper (25) vom...
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für eine Hochdruckreinigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Hochdruckreinigungsvorrichtung mit einer derartigen Ventilanordnung.
- Hochdruckreinigungsvorrichtungen, auch kurz Hochdruckreiniger genannt, werden üblicherweise für Reinigungszwecke eingesetzt. Eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, wird von einer Hochdruckpumpe unter Druck gesetzt und üblicherweise über eine angeschlossene Ventilpistole und Düse ausgegeben. Die Hochdruckreinigungsvorrichtungen sind üblicherweise mit einer Ventilanordnung (Unloader) versehen, so daß bei Schließen der Ventilpistole bzw. Düse und weiterlaufender Pumpe die Flüssigkeit im Kreislauf förderbar ist, die Pumpe also nicht gegen die geschlossene Ventilpistole bzw. Düse arbeitet.
- Eine derartige Ventilanordnung ist beispielsweise aus der
DE 198 38 947 C1 bekannt, die den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildet. Die Ventilanordnung weist eine Versorgungsleitung auf, die einlaßseitig an die Pumpe der Hochdruckreinigungsvorrichtung anschließbar ist. Auslaßseitig ist eine Druckleitung zu einer Ventilpistole o. dgl. anschließbar. Die Versorgungsleitung ist mit einem Rückschlagventil versehen, das im Förderbetrieb von der durchströmenden Flüssigkeit geöffnet wird und bei Schließen der Ventilpistole – also Zusammenbrechen der Flüssigkeitsströmung – ebenfalls schließt. - Stromauf des Rückschlagventils zweigt eine Bypaßleitung von der Versorgungsleitung ab, die zur Ansaugseite der Pumpe oder einem Reservoir für die Flüssigkeit führt, so daß die Flüssigkeit bei geöffneter Bypaßleitung von der Pumpe im Kreislauf mit geringem Druckabfall förderbar ist.
- Die Bypaßleitung ist durch ein Bypaßventil im normalen Förderberieb sperrbar. Insbesondere weist das Bypaßventil einen Ventil- bzw. Schließkörper auf, auf den der Flüssigkeitsdruck in der Versorgungsleitung und die Kraft einer Schließfeder in Schließrichtung wirken.
- Der Schließkörper ist mittels einer Betätigungseinrichtung öffenbar. Die Betätigungseinrichtung weist einen Schaltkolben auf, der gegen eine einstellbare Federkraft vom Ausgangsdruck der Ventilanordnung gegen den Schließkörper in Öffnungsrichtung bewegbar ist.
- Wenn die Ventilpistole geschlossen wird, bricht die Flüssigkeitsströmung durch das Rückschlagventil zusammen, und das Rückschlagventil schließt. Gleichzeitig entsteht stromab des Rückschlagventils ein Druckimpuls, der auf den Schaltkolben wirkt, so daß dieser den Schließkörper von seinem zugeordneten Ventilsitz abhebt, also das Bypaßventil anfänglich öffnet. Weiter wird das Bypaßventil von einer zweiten, dem Schließkörper zugeordneten Betätigungseinrichtung vollständig geöffnet. In diesem Bypaßbetrieb bleibt das Rückschlagventil geschlossen und das Bypaßventil geöffnet und wird die Flüssigkeit von der Pumpe im Kreislauf durch die Bypaßleitung gepumpt, sofern sie nicht abgeschaltet wird.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung für eine Hochdruckreinigungsvorrichtung und eine Hochdruckreinigungsvorrichtung mit einer Ventilanordnung, wobei die Ventilanordnung universell einsetzbar, individuell konfigurierbar und/oder anpaßbar ist.
- Die obige Aufgabe wird durch eine Ventilanordnung gemäß Anspruch 1 oder 5 oder durch eine Hochdruckreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, das Bypaßventil bzw. dessen Schließkörper mit einer gegen den Umgebungsdruck arbeitenden Gegenstange zur Schließkraftkompensation zu koppeln. Insbesondere sind der wirksame Querschnitt der Gegenstange und damit die Druckentlastung an die Druckbelastung bzw. den wirksamen Durchmesser des Schließkörpers bzw. eines zugeordneten Ventilsitzes anpaßbar, um die auf den Schließkörper im geschlossenen Zustand wirkende Schließkraft auch bei unterschiedlichen Durchmessern für unterschiedliche Volumenströme konstant halten zu können Dies ist wiederum einer universellen Einsetzbarkeit der Ventilanordnung zuträglich, insbesondere wobei weitestgehend gleiche Teile auch für unterschiedliche Drücke und/oder Volumenströme – insbesondere bei unterschiedlichen Durchmessern des Dichtsitzes des Bypaßventils – einsetzbar sind.
- Weitere Vorteile, Aspekte, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Es zeigt:
-
1 eine blockschaltbildartige Ansicht einer vorschlagsgemäßen Ventilanordnung mit einer zugeordneten Hochdrucksreinigungsvorrichtung und einer über eine Druckleitung daran angeschlossenen Ventilpistole; und -
2 einen schematischen Schnitt der Ventilanordnung im Förderbetrieb. -
1 zeigt in einer Übersicht eine vorschlagsgemäße Ventilanordnung1 , die insbesondere einer Hochdruckreinigungsvorrichtung2 im eingangs genannten Sinne zugeordnet ist. Insbesondere ist die Ventilanordnung1 an die Hochdruckreinigungsvorrichtung2 angeschlossen, besonders bevorzugt an diese angebaut oder in diese eingebaut oder in sonstiger Weise integriert. - Die Ventilanordnung
1 ist an eine Pumpe3 , insbesondere Hochdruckpumpe, der Hochdruckreinigungsvorrichtung2 zur Versorgung bzw. Zuführung einer Flüssigkeit4 , insbesondere Wasser oder einer sonstigen Reinigungsflüssigkeit, angeschlossen. Grundsätzlich kann die Ventilanordnung1 auch an eine sonstige Pumpe, Wasserversorgung o. dgl. angeschlossen und/oder auch für sonstige Zwecke eingesetzt werden. - Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Anwendungen, bei denen der Druck der Flüssigkeit
4 bzw. der Pumpe3 mindestens 5 MPa, vorzugsweise 10 bis 50 MPa, insbesondere etwa 30 bis 50 MPa, oder sogar mehr beträgt. - Die Flüssigkeit
4 wird insbesondere einem Reservoir, wie einem Tank5 , entnommen, jedoch kann die Flüssigkeit4 auch auf sonstige Weise der Pumpe3 zuführbar sein, beispielsweise direkt über einen Wasserschlauch, ein Wassernetz o. dgl. - Die Ventilanordnung
1 weist eine Versorgungsleitung6 auf, der einlaßseitig die vorzugsweise unter hohem Druck stehende Flüssigkeit4 zuführbar ist. - Insbesondere ist die Ventilanordnung
1 bzw. Versorgungsleitung6 mit einem Anschluß bzw. Einlaß7 an die Pumpe3 angeschlossen. - An die Versorgungsleitung
6 ist auslaßseitig – insbesondere an einen Auslaß bzw. Anschluß8 der Versorgungsleitung6 – vorzugsweise eine Druckleitung9 , insbesondere ein Schlauch, angeschlossen, die bzw. der die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit4 einer Ventileinrichtung, insbesondere einer Ventilpistole10 o. dgl., zur Ausgabe der Flüssigkeit4 vorzugsweise über eine Düse11 , insbesondere in Form eines Sprühstrahls,12 zuleitet. - Die Ventilpistole
10 mit der Düse11 kann auch als Düsenkopf verstanden werden. Weiter kann die Düse11 wahlweise unmittelbar, wie in1 dargestellt, oder in üblicher Weise über eine Sprühlanze o. dgl. an die Ventilpistole10 oder eine sonstige geeignete Ventileinrichtung, die insbesondere ein wahlweises und/oder manuelles Öffnen und Schließen der Flüssigkeitsausgabe gestattet, angeschlossen sein. -
1 zeigt die Flüssigkeitsausgabe und Ventilanordnung1 im normalen Förderbetrieb. Die Flüssigkeit4 wird über die geöffnete Ventileinrichtung bzw. Ventilpistole10 und angeschlossene Düse11 kontinuierlich und insbesondere als Strahl12 ausgegeben. - Beim Förderbetrieb wird die Flüssigkeit
4 mit einem relativ hohen Druck, der insbesondere im wesentlichen dem genannten Pumpendruck entspricht, am Auslaß8 ausgegeben. Dieser Auslaßdruck wird im Förderbetrieb auch als Arbeitsdruck bezeichnet. - Im Förderbetrieb kann die Ventilanordnung
1 einer Einstellung und/oder Begrenzung des Auslaßdrucks bzw. Arbeitsdrucks dienen. Hierauf wird später noch eingegangen. - Wenn die Ausgabe der Flüssigkeit
4 insbesondere durch Schließen der Ventilpistole10 o. dgl. gesperrt wird, verhindert die Ventilanordnung1 , daß die Pumpe3 gegen die geschlossene Ventilpistole10 arbeitet und sich ggf. ein sogar über dem Arbeitsdruck liegender Druck in der Druckleitung9 aufbaut. Dies wäre bei Drücken von beispielsweise 50 MPa oder mehr sehr gefährlich und könnte zu Verletzungen insbesondere bei einem ungewollten Öffnen der Ventilpistole10 führen. Weiter würde dies bei jedem Öffnen der Ventilpistole zu einem sehr starken und unerwünschten Rückstoß führen. Um dies zu vermeiden, leitet die Ventilanordnung1 bei geschlossener Ventileinrichtung bzw. Ventilpistole10 die von der Pumpe3 zugeführte Flüssigkeit4 über einen Bypaß ab oder wieder zurück, insbesondere in das Flüssigkeitsreservoir oder an den Einlaß bzw. Eingang der Pumpe3 , insbesondere so daß die Flüssigkeit4 mit vorzugsweise nur geringem Strömungswiderstand im Kreislauf förderbar ist. Dieser Betrieb wird bei der vorliegenden Erfindung als Bypaßbetrieb bezeichnet. Dementsprechend wird die Ventilanordnung1 oft auch als Bypaßventilanordnung oder Unloader bezeichnet. - Die Ventilanordnung
1 weist in der Versorgungsleitung6 ein insbesondere als Rückschlagventil13 ausgebildetes Sperrventil auf, das insbesondere selbsttätig schließt bzw. sperrt, wenn die Flüssigkeitsströmung durch die Versorgungsleitung6 , insbesondere durch Schließen der Ventilpistole10 , zusammenbricht, also im sich anschließenden Bypaßbetrieb. Das Sperrventil sorgt dafür, daß der Arbeitsdruck bzw. Auslaßdruck auslaßseitig erhalten bleibt. - Die Ventilanordnung
1 weist zur Realisierung des Bypasses insbesondere eine Bypaßleitung14 und ein zugeordnetes Bypaßventil15 auf. Die Bypaßleitung14 zweigt stromauf des Sperrventils von der Versorgungsleitung6 ab, so daß das bereits genannte Rückleiten der von der Pumpe3 zugeförderten Flüssigkeit4 im Bypaßbetrieb und insbesondere deren Förderung im Kreislauf ermöglicht wird. Hierzu ist die Bypaßleitung14 beim Darstellungsbeispiel insbesondere über eine Rückleitung16 an das Flüssigkeitsreservoir oder die Eingangsseite der Hochdruckpumpe3 angeschlossen. Alternativ kann die Rückleitung14 jedoch auch nur einer Ableitung der von der Pumpe3 geförderten Flüssigkeit4 im Bypaßbetrieb dienen, ohne daß die abgeleitete Flüssigkeit4 im Bypaßbetrieb im Kreislauf gefördert wird. - Das Bypaßventil
15 ist insbesondere in Abhängigkeit von dem stromab des Sperrventils anstehenden Auslaßdruck steuerbar, wie durch die gestrichelte Linie in1 angedeutet und später noch näher erläutert. - Insbesondere ist die Ventilanordnung
1 derart ausgebildet, daß beim Übergang vom Förderbetrieb in den Bypaßbetrieb – also insbesondere bei Schließen der Ventilpistole10 – zunächst die Flüssigkeitsströmung durch die Versorgungsleitung6 bzw. durch das Sperrventil zusammenbricht und das Sperrventil – insbesondere selbsttätig aufgrund entsprechender Federvorspannung o. dgl. – schließt. Weiter entsteht beim üblicherweise abrupten Schließen der Flüsssigkeitsausgabe, insbesondere der Ventilpistole10 , ein Druckimpuls in der Druckleitung9 , also ein sprunghafter oder impulsartiger Anstieg des stromab des Sperrventils anstehenden Drucks bzw. Auslaßdrucks. Dieser Druckanstieg wird vorzugsweise dazu genutzt, das Bypaßventil15 insbesondere zumindest anfänglich zu öffnen, um die Ventilanordnung1 in den Bypaßbetrieb umzuschalten bzw. die Bypaßleitung14 freizugeben. - Wenn die Flüssigkeitsausgabe – insbesondere also die Ventilpistole
10 – wieder geöffnet wird, sinkt zunächst der auslaßseitige Druck (Haltedruck) deutlich ab, ggf. bis auf 0. Dieser Druckabfall führt vorzugsweise dazu, daß das Bypaßventil15 – insbesondere selbsttätig durch Federkraft und/oder durch die Flüssigkeitsströmung bzw. durch den Flüssigkeitsdruck in der Versorgungsleitung6 und/oder Bypaßleitung14 – wieder geschlossen wird. Alternativ oder zusätzlich kann der genannte Druckabfall auch ausgewertet oder erfaßt werden, um die Hochdruckreinigungsvorrichtung1 bzw. Förderpumpe3 wieder einzuschalten, wobei auch dann das Bypaßventil15 in der Folge wieder geschlossen wird. - Bei geschlossenem Bypaßventil
15 führt die Förderung der Flüssigkeit4 durch die Pumpe3 zu einem quasi sofortigen Druckanstieg in der Versorgungsleitung6 und entsprechendem Öffnen des Sperrventils, so daß die Förderung der Flüssigkeit4 und Ausgabe über die Druckleitung9 , Ventilpistole10 und Düse11 wieder beginnt, der Förderbetrieb also wieder aufgenommen und auslaßseitig der Arbeitsdruck wieder erreicht wird. - Es ist anzumerken, daß die Versorgungsleitung
6 insbesondere als eine Leitung im funktionalen Sinne, also als fluidische Verbindung, zu verstehen ist und insbesondere aus mehreren Kanälen, Durchlässen, Bohrungen o. dgl. aufgebaut bzw. gebildet sein kann. Entsprechendes gilt auch für die Bypaßleitung14 und/oder Umgehungsleitung18 oder sonstige fluidische Verbindungen, Leitungen o. dgl. der Ventilanordnung1 bzw. der Hochdruckreinigungsvorrichtung2 . - Nachfolgend wird zunächst ein bevorzugter Aufbau der vorschlagsgemäßen Ventilanordnung
1 anhand der2 erläutert, die die Ventilanordnung1 in einem schematischen Schnitt im Förderbetrieb zeigt. - Die dargestellte Ventilanordnung
1 weist ein Gehäuse20 auf, in dem vorzugsweise alle Komponenten und Bauteile der Ventilanordnung1 aufgenommen oder an dem diese vorzugsweise angeordnet sind. - Das Sperrventil ist, wie bereis erwähnt, vorzugsweise als Rückschlagventil
13 ausgebildet. Beim Darstellungsbeispiel weist es einen Ventilkörper21 auf, der von einer zugeordneten Feder22 in Schließrichtung gegen einen Ventilsitz entgegen der Ausgabe- bzw. Hauptströmungsrichtung durch die Versorgungsleitung6 vorgespannt ist. Insbesondere ist das Sperrventil in eine den Auslaß8 bildende Bohrung des Gehäuses20 eingesetzt bzw. eingebaut. Besonders bevorzugt weist das Sperrventil bzw. Rückschlagventil13 keine Dichtung auf, sondern dichtet unmittelbar mit seiner Schräge des Ventilkolbens direkt am Gehäuse. - Am Auslaß
8 ist vorzugsweise eine Anschlußeinrichtung, wie eine Schnellkupplung, zum Anschluß der Druckleitung9 , insbesondere eines Schlauchs, vorgesehen. - Die Ventilanordnung
1 weist ferner eine Betätigungseinrichtung23 mit einem Stellglied, insbesondere einem Schaltkolben24 , zur Betätigung, insbesondere zum Öffnen eines Ventil- oder Schließkörpers25 des Bypaßventils15 auf. Das Stellglied bzw. der Schaltkolben24 ist vorzugsweise unabhängig bzw. getrennt vom Schließkörper25 bewegbar, also mit diesem vorzugsweise nicht fest verbunden. - Der Schaltkolben
24 ist in eine vom Schließkörper25 abgerückte Ruhestellung vorzugsweise durch Federkraft vorgespannt, insbesondere durch eine zugeordnete Hauptfeder26 . Vorzugsweise ist die Vorspannkraft einstellbar, bei spielsweise mittels einer Spindelverstellung, eine vorzugsweise drehbare Handhabe27 o. dgl. - Die Einstellung der Vorspannkraft dient der Einstellung des maximalen Beriebsdrucks der Ventilanordnung
1 . Die Einstellung erfolgt insbesondere durch Drehen der Handhabe27 . Besonders bevorzugt ist eine Sicherung bzw. ein endgültiges Festlegen durch eine Kontermutter, Klemmschraube o. dgl. möglich, wie zeichnerisch angedeutet. - Zwischen der Hauptfeder
26 und dem Schaltkolben24 kann eine Ausgleichsscheibe insbesondere zum Ausgleich seitlicher Kräfte bei der Druckverstellung vorgesehen sein. - Vorzugsweise erstreckt sich der Schaltkolben
24 durch einen Betätigungsraum28 und abgedichtet in einen benachbarten Bypaßraum29 , der bei geöffnetem Bypaßventil15 fluidisch mit der Versorgungsleitung6 in Verbindung steht und zu der vorzugsweise quer zur Versorgungsleitung6 verlaufenden Bypaßleitung16 gehört bzw. diese bildet. - Der Betätigungsraum
28 ist über einen Steuerkanal30 mit der Versorgungsleitung6 stromab des Sperrventils verbunden, so daß der Auslaßdruck auf einen im Betätigungsraum28 vom Schaltkolben24 gebildeten Kolbenbereich31 wirken und dadurch den Schaltkolben24 in Richtung des Bypaßventils15 bzw. Schließkörpers25 gegen die Kraft der Hauptfeder26 vorspannen bzw. bewegen kann. - Das Bypaßventil
15 weist, wie bereits erwähnt, den beweglichen Schließkörper25 und einen zugeordneten Ventilsitz32 auf, der insbesondere am Übergang von der Versorgungsleitung6 zum Bypaßraum29 oder an einem sonstigen geeigneten Abschnitt der Bypaßleitung14 gebildet bzw. angeordnet ist. - Das Bypaßventil
15 ist insbesondere in eine Bohrung oder Öffnung des Gehäuses20 eingesetzt bzw. eingebaut, die insbesondere quer zu der sich vorzugsweise geradlinig durch das Gehäuse20 erstreckenden Versorgungsleitung6 verläuft und/oder stromauf des Sperrventils angeordnet ist. - Besonders bevorzugt ist das Bypaßventil
15 derart ausgebildet, daß der in der Versorgungsleitung6 stromauf des Sperrventils herrschende Flüssigkeitsdruck das Bypaßventil15 bzw. dessen Schließkörper25 in seine Schließposition bzw. -stellung gegen den Ventilsitz32 drückt oder vorspannt. - Das Bypaßventil
15 weist vorzugsweise eine dem Schließkörper25 zugeordnete Schließfeder33 auf, die den Schließkörper25 in die Schließstellung gegen den zugeordneten Ventilsitz32 vorspannt. - Dem Bypaßventil
15 bzw. Schließkörper25 ist vorzugsweise ein Führungs- oder Stellmittel, besonders bevorzugt eine Gegenstange34 , zugeordnet, das bzw. die vorzugsweise fest mit dem Schließkörper25 verbunden ist. Beim Darstellungsbeispiel umgibt die Schließfeder33 die Gegenstange34 peripher und ist beispielsweise an einem Gehäuseteil35 widergelagert, das vorzugsweise lösbar am Gehäuse20 befestigt ist. Das Führungsmittel, wie die Gegenstange34 , erstreckt sich vorzugsweise aus dem unter Druck stehenden Bypaßventil15 bzw. der unter Druck stehenden Versorgungsleitung6 hinaus in den unter Umgebungsdruck stehenden Außenbereich, vorzugsweise abgedichtet durch das Gehäuse20 bzw. dessen Gehäuseteil35 o. dgl. hindurch. Die Gegenstange34 arbeitet also vorzugsweise gegen den Umgebungsdruck, so daß in Abhängigkeit von ihrem Durchmesser (durch das Gehäuse20 bzw. Gehäuseteil35 in den Außenraum) eine teilweise Kompensation der auf den Schießkörper25 durch den Flüssigkeitsdruck wirkenden Kraft bzw. eine entsprechende Verringerung der resultierenden, für die Schließkraft relevanten Fläche (Fläche des wirksamen Dichtsitzes des Bypaßventils15 minus Querschnitt der Gegenstange34 ) erfolgt. Die Gegenstange34 dient vorzugsweise ausschließlich der Schließkraftkompensation. -
2 zeigt die Ventilanordnung1 im Förderbetrieb. Die Flüssigkeit4 strömt durch die Versorgungsleitung6 und wird mit dem Arbeitsdruck (bspw. 30 bis 50 MPa) am Auslaß8 an die Druckleitung9 abgegeben und über die Ventilpistole10 und Düse11 als Strahl12 ausgegeben. Das Sperrventil ist durch den Flüssigkeitsstrom gegen die Kraft der Feder22 geöffnet. - Der Arbeitsdruck übt im Betätigungsraum
28 eine Kraft auf den Kolbenabschnitt31 aus, so daß die Kraft der Hauptfeder26 überwunden und die Betäti gungseinrichtung23 bzw. deren Schaltkolben24 in Öffnungsrichtung gegen den Schließkörper25 vorgeschoben wird bzw. ist. Jedoch bleibt das Bypaßventil15 im Förderbetrieb (normalerweise) geschlossen, der Schließkörper25 wird (noch) nicht von seinem Ventilsitz32 abgehoben. Insbesondere sorgen der auf den Schließkörper25 in der Versorgungsleitung6 wirkende Flüssigkeitsdruck und die Schließfeder33 , die in Schließrichtung wirken, dafür, daß das Bypaßventil15 im Förderbetrieb (normalerweise) geschlossen bleibt. - Wenn der Auslaßdruck jedoch zu hoch wird (übermäßig ansteigt), übt die Betätigungseinrichtung
23 insbesondere mit ihrem Schaltkolben24 eine entsprechend höhere Kraft auf den Schließkörper25 auf, so daß das Bypaßventil15 geöffnet wird und das Bypaßventil15 in diesem Fall als Überlastventil bzw. Sicherheitsventil zur Druckbegrenzung wirken kann. - Wenn die Flüssigkeitsausgabe insbesondere durch Schließen der Ventilpistole
10 gesperrt wird, erfolgt ein Übergang bzw. Umschalten vom Förderbetrieb in den Bypaßbetrieb. - Zunächst bricht die Flüssigkeitsströmung durch das Sperrventil zusammen, so daß dieses schließt. Die Sperrung der Flüssigkeitsabgabe bzw. das Schließen der Ventilpistole
10 o. dgl. führt weiter zu einem Druckimpuls (kurzzeitiger sprunghafter Anstieg des Auslaßdrucks), so daß nun die Betätigungseinrichtung23 mittels des bereits vorher am Schließkörper25 anliegenden Schaltkolbens24 das Bypaßventil15 sehr schnell und/oder zumindest anfänglich öffnet, wodurch der bis dahin im Bypaßventil15 auf der Seite der Versorgungsleitung6 herrschende Flüssigkeitsdruck sehr schnell abfällt und dies zu einem leichteren weiteren Öffnen des Bypaßventils15 führt. Insbesondere bewirkt die Betätigungseinrichtung23 das vollständige Öffnen des Bypaßventils15 beim Übergang in den Bypaßbetrieb. - Erst wenn die Ventilpistole
10 wieder geöffnet wird, bricht der Auslaßdruck zusammen. Dies führt dazu, daß der Druck im Betätigungsraum28 abfällt und dementsprechend der Schließkörper25 aufgrund der Kraft der Schließfeder33 wieder in seine Schließstellung zurückkehrt, das Bypaßventil15 also schließt. Die Ventilvorrichtung1 kehrt dann in den in2 gezeigten Zustand des Förderbetriebs zurück. - Die Ventilanordnung
1 ist insbesondere für sehr hohe Volumenströme von bspw. 30 bis 60 l/min ausgelegt. Dies ermöglicht einen universellen Einsatz für verschiedene Zwecke oder mit verschiedenen Pumpen3 bzw. Hochdruckreinigungsvorrichtungen2 . - Bei höheren Volumenströmen ist ein größerer Durchmesser des Schließkörpers
25 und des zugeordneten Ventilsitzes32 bzw. des Dichtsitzes erforderlich, insbesondere um einen ausreichend geringen Strömungswiderstand im Bypaßbetrieb, insbesondere bei gleichem Öffnungshub, erreichen zu können. Entsprechend vergrößert sich jedoch dann die in Schließrichtung wirkende Fläche des Schließkörpers25 . Dies erfordert normalerweise eine wesentliche Vergrößerung der entgegengesetzt wirksamen Fläche des Kolbenabschnitts31 bzw. der Betätigungseinrichtung23 und/oder insbesondere eine wesentlich stärkere Dimensionierung der Hauptfeder26 und aller damit verbundenen Komponenten, um den deutlich höheren Kräften standhalten zu können. - Die vorliegende Erfindung geht nun einen anderen Weg. Mittels der gegen Umgebungsdruck arbeitenden Gegenstange
34 erfolgt eine Kompensation. - Durch eine Vergrößerung des Durchmessers der Gegenstange
34 ist es nämlich möglich, bei einem vergrößerten Dichtsitz des Bypaßventils15 die Flächenvergrößerung zu kompensieren, so daß die resultierende, in Schließrichtung wirksame Fläche vorzugsweise konstant oder im wesentlichen gleich bleibt. Ein Querschnittszuwachs am Dichtsitz wird also durch einen flächenmäßig entsprechenden Zuwachs des Durchmessers der Gegenstange34 erreicht. Entsprechend ist dann eine Änderung der anderen Komponenten, insbesondere der Betätigungseinrichtung23 , nicht mehr erforderlich. Folglich kann mit sehr geringem Aufwand und unter Verwendung einer Vielzahl von Gleichteilen eine Familie von Ventilanordnungen1 für unterschiedliche Volumenströme und/oder Arbeitsdrücke geschaffen werden. - Die Ventilanordnung
1 ist besonders bevorzugt für Arbeitsdrücke von etwa 35 bis 70 MPa ausgelegt. Im Bypaßbetrieb – also bei geschlossener Spritz- bzw. Ventilpistole – erfolgt eine Reduzierung des Drucks im Schlauch bzw. in der Druckleitung9 und in der Pistole10 beispielsweise auf höchstens 5 MPa. -
- 1
- Ventilanordnung
- 2
- Hochdruckreinigungsvorrichtung
- 3
- Pumpe
- 4
- Flüssigkeit
- 5
- Tank
- 6
- Versorgungsleitung
- 7
- Einlaß
- 8
- Auslaß
- 9
- Druckleitung
- 10
- Ventilpistole
- 11
- Düse
- 12
- Strahl
- 13
- Rückschlagventil
- 14
- Bypaßleitung
- 15
- Bypaßventil
- 16
- Rückleitung
- 20
- Gehäuse
- 21
- Ventilkörper
- 22
- Feder
- 23
- Betätigungseinrichtung
- 24
- Schaltkolben
- 25
- Schließkörper
- 26
- Hauptfeder
- 27
- Handhabe
- 28
- Betätigungsraum
- 29
- Bypaßraum
- 30
- Steuerkanal
- 31
- Kolbenabschnitt
- 32
- Ventilsitz
- 33
- Schließfeder
- 34
- Gegenstange
- 35
- Gehäuseteil
Claims (7)
- Ventilanordnung (
1 ), die mit einer Flüssigkeit (4 ) unter hohem Druck, insbesondere von einer Hochdruckreinigungsvorrichtung (2 ) bzw. Pumpe (3 ), versorgbar und wahlweise in einem Förder- oder Bypaßbetrieb betreibbar ist, mit einer Versorgungsleitung (6 ), der einlaßseitig die Flüssigkeit (4 ) zuführbar ist, wobei die Flüssigkeit (4 ) im Förderbetrieb auslaßseitig mit einem Arbeitsdruck, insbesondere über eine anschließbare Druckleitung (9 ) bzw. Ventileinrichtung, wie eine Ventilpistole (10 ), ausgebbar ist, mit einem insbesondere als Rückschlagventil (13 ) ausgebildeten Sperrventil in der Versorgungsleitung (6 ), das im Förderbetrieb von der Flüssigkeit (4 ) durchströmt wird und im Bypaßbetrieb schließt, mit einer Bypaßleitung (14 ), die stromauf des Sperrventils an die Versorgungsleitung (6 ) angeschlossen ist, um die Flüssigkeit (4 ) im Bypaßbetrieb, insbesondere an die Hochdruckreinigungseinrichtung (2 ), die Pumpe (3 ) oder ein Flüssigkeitsreservoir, zurückzuleiten, mit einem Bypaßventil (15 ) insbesondere mit einem Schließkörper (25 ) zur Sperrung der Bypaßleitung (14 ) im Förderbetrieb, wobei das Bypaßventil (15 ) bzw. dessen Schließkörper (25 ) vom Flüssigkeitsdruck in die Schließstellung vorgespannt bzw. gedrückt wird, mit einer Betätigungseinrichtung (23 ) zum vorzugsweise vollständigen Öffnen des Bypaßventils (15 ) im Bypaßbetrieb und/oder bei Überschreiten eines maximalen Auslaßdrucks der Versorgungsleitung (6 ) im Förderbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (1 ) eine mit dem Schließkörper (25 ) gekoppelte Gegenstange (34 ) zur ausschließlichen, zumindest teilweisen Kompensation der durch den Flüssigkeitsdruck auf den Schließkörper (25 ) wirkenden Schließkraft aufweist, die sich abgedichtet aus dem unter Flüssigkeitsdruck stehenden Bypaßventil (15 ) hinaus in einen unter Umgebungsdruck stehenden Außenbereich erstreckt. - Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypaßventil (
15 ) bzw. dessen Schließkörper (25 ) von einer Schließfeder (33 ) und/oder vom Flüssigkeitsdruck in der Versorgungsleitung (6 ) stromauf des Sperrventils in die Schließstellung vorgespannt bzw. gedrückt wird. - Ventilanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (
23 ) gegen Federkraft in Öffnungsrichtung betätigbar ist und/oder einen Schaltkolben (24 ) aufweist, der mit der Versorgungsleitung (6 ) derart in fluidischer Verbindung steht, daß er vom Arbeitsdruck aus einer vom Schließkörper (25 ) des Bypaßventils (15 ) abgerückten Ruhestellung gegen den Schließkörper (25 ) in Öffnungsrichtung bewegt oder vorgespannt wird. - Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkolben (
24 ) mittels einer Hauptfeder (26 ) in die Ruhestellung vorgespannt ist, so dass der Schaltkolben (24 ) bei Absenkung des Auslaßdrucks auf den Haltedruck in seine Ruhestellung zurückbewegt wird. - Ventilanordnung (
1 ), insbesondere nach einem der voranstehenden Ansprüche, mit einer sich abgedichtet aus einem unter Flüssigkeitsdruck stehenden Ventil (15 ) zur zumindest teilweisen Kompensation der durch den Flüssigkeitsdruck auf einen Schließkörper (25 ) des Ventils (15 ) wirkenden Schließkraft hinaus in einen unter Umgebungsdruck stehenden Außenbereich erstreckenden Gegenstange (34 ), so daß bei einem bestimmten Flüssigkeitsdruck eine bestimmte Schließkraft auf den Schließkörper (25 ) wirkt, insbesondere bei einer Ventilanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in Abhängigkeit von einem gewünschten Volumenstrom durch das Ventil (15 ) der Durchmesser eines Ventilsitzes (32 ) des Ventils (15 ) und/oder der Durchmessers des Schließkörpers (25 ) angepaßt ist wird und wobei der Durchmesser der Gegenstange (34 ) zur Anpassung der Kompensation angepaßt ist, so daß die Schließkraft bei dem bestimmten Flüssigkeitsdruck oder die resultierende, in Schließrichtung wirksame Fläche zumindest im wesentlichen gleich bleibt. - Hochdruckreinigungsvorrichtung (
2 ) mit einer Ventilanordnung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche. - Hochdruckreinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckleitung (
9 ), insbesondere ein Schlauch, mit einer Ventilpistole (10 ) an die Ventilanordnung (1 ), insbesondere deren Auslaß (8 ) angeschlossen ist.
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