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Dosierventil zum dosierten Steuern wenigstens
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zweier von einer gemeinsamen Pumpe angesaugter Flüssigkeitsströme.
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Die Erfindung betrifft ein Dosierventil zum dosierten Steuern wenigstens
zweier von einer gemeinsamen Pumpe angesaugter Flüssigkeitsströme, insbesondere
von Wasser im Verhältnis zu flüssigen Chemikalien, mit einem Ventilgehäuse, das
mindestens zwei voneinander getrennte Durchflusskanäle für die Flüssigkeitsströme
aufweist, deren Durchlassquerschnitt veränderbar ist.
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Für das dosierte Steuern von Flüssigkeitsströmen, die von einer gemeinsamen
Pumpe angesaugt werden, kommt es darauf an, dass während der Pumpphase zumindest
ein Flüssigkeitsstrom ansteht, um ein Trockenlaufen der Pumpe und der dadurch hervorgerufenen
bekannten Schäden zu vermeiden. Beispielsweise kommt der dosierten Zuführung von
Flüssigkeitsströmen bei Hochdruckreinigungsgeräten besondere Bedeutung zu, die zum
Reinigen von Autos, Behältern, Schwimmbädern und dergl. eingesetzt werden. Bei solchen
Geräten werden einem Wasserstrom durch Ansaugen flüssige Chemikalien dosiert beigemischt,
wobei direkt vom Netz kommendes, also unter Druck stehendes Wasser oder druckloses
Wasser verwendet werden kann.
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Um hierbei ein Trockenlaufen der Pumpe zu vermeiden, waren bisher
für den Betrieb mit Netzwasser und drucklosem Wasser verschiedene umfangreiche Vorkehrungen
zu treffen. Für den Betrieb mit Netzwasser waren ein Vorlaufbehälter, eine Wassermangelsicherung
und ein Schwimmerventil zur Regelung des Wasserstandes im Vorlaufbehälter notwendig.
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Für die Verwendung von drucklosem, aus einem offenen Behälter abzuziehenden
Wasser musste Sorgfalt darauf verwendet werden, dass dieser Behälter nicht leer
laufen konnte. Ungeachtet dessen, aus welchem der beiden Behälter das Wasser abgezogen
worden ist, bestand bisher bei solchen Geräten die Schwierigkeit, dass im Zufuhrbereich
der Chemikalie der zum Ansaugen erforderliche Unterdruck so eingestellt werden musste,
dass er die Zuführung einer gewünschten Höchstmenge der Chemikalien gewährleistete,
so dass bei einer gewünschten geringeren Dosierung an der Pumpe zu hohe Unterdrücke
anstanden.
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Zudem ergab sich durch Verwirbelungen im Zuführbereich eine weitere
Erhöhung des schädlichen Unterdruckes. Aufgrund dieser nachteiligen Auswirkungen
hat die Pumpe solcher Geräte wegen des daraus resultierenden Verschleisses üblicherweise
eine kurze Lebensdauer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dosierventil zu schaffen,
bei dessen Verwendung die bisher zur Sicherung gegen Trockenlaufen der Pumpe erforderlichen
Vorkehrungen entbehrlich sind und mit dessen Hilfe die Mischung von Medien mit minimalsten
Unterdrücken bewerkstelligt wird.
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Diese Aufgabe wird mit einem Dosierventil der eingangs beschriebenen
Art gelöst, das sich erfindungsgemäss dadurch auszeichnet, dass der Querschnitt
der beiden Durchflusskanäle umgekehrt proportional veränderbar ist.
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Durch eine derartige Beeinflussung der Querschnitte der Durchflusskanäle
ist sichergestellt, dass im Verlaufe einer Pumpphase mindestens der eine der beiden
Durchflusskanäle der Pumpe Flüssigkeit zuführt. Der Einsatz eines solchen Dosierventiles
bei Reinigungsgeräten der vorstehend beschriebenen Art bietet deshalb folgenden
Vorteil: Bisher war man zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Zudosierung von
Chemikalien in einen Wasserstrom gezwungen, die Durchflussmenge des Wassers, sobald
Druckverluste auftraten, ständig zu reduzieren, um das Mischungsverhältnis aufrecht
zu erhalten.
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Bei Abfallen des Vordruckes bei Netzwasser musste dabei zwangsläufig
auch der Zufluss der Chemikalien gedrosselt werden. Bei extremem Druckabfall musste
mit der Zeit das Wasser derart gedrosselt werden, dass schliesslich die Pumpe lediglich
noch mit einem Bruchteil der benötigten Flüssigkeitsmenge versorgt wurde. Das erfindungsgemässe
Dosierventil bietet nun den Vorteil, dass dann, wenn der Querschnitt des einen Durchflusskanales
verändert wird, der Querschnitt des anderen Durchflusskanales im umgekehrten Sinne
zwangsläufig ebenfalls eine Veränderung erfährt. Dadurch ist permament eine ausreichende
Flüssigkeitszufuhr zur Pumpe mit minimalsten Unterdrücken gewährleistet.
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Die erfindungsgemäss vorgesehene Veränderbarkeit der Querschnitte
der Durchflusskanäle kann auf verschiedene Weise bewerkstelligt werden. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Durchlassquerschnitt der beiden
Durchflusskanäle durch ein gemeinsames Stellglied veränderbar.
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Dabei liegen die beiden Durchflusskanäle im Ventilgehäuse zweckmässig
im Parallelabstand zueinander und das Stellglied weist zwei zusammenhängende, in
getrennten Räumen wirkende Regelkörper auf.
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Sofern hierbei mindestens am einen Durchflusskanal des Dosierventiles
eine Druckquelle angeschlossen ist, ist es günstig, für den Regelkörper dieses Durchflusskanales
ein druckgesteuertes Druckregelventil vorzuschalten. Diese Massnahme erübrigt ein
ständiges Nachstellen von manuell zu betätigenden Steuerventilen bei Druckschwankungen
und verhindert in diesem Falle ausserdem das Auftreten von Unterdrücken an der Pumpe.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist dieses Druckregelventil
einen relativ zum Durchflusskanal verstellbaren, diesen quer durchdringenden, einen
Durchlass aufweisenden Schieber auf, auf dessen eine Stirnfläche das hinter der
Regelstelle abgezweigte Druckmedium und auf dessen andere Stirnfläche eine Regelfeder
einwirkt, die in einem Gehäuseraum angeordnet ist, der mit der Atmosphäre in Verbindung
steht.
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In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist schliesslich
vorgesehen, die Konstruktion derart zu treffen, dass die Regelfeder des Druckregelventiles
vorspannbar ist, so dass ein gewünschter Betriebsdruck hinter dem Schieber voreinstellbar
ist.
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Die Zeichnung zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen
Dosierventils im Längsscnnitt.
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In dem mit lo bezeichneten Gehäuse des Dosierventils sind zwei Durchflusskanäle
12, 14 enthalten, von denen der Durchflusskanal 12 beispielsweise an das Wassernetz
anschliessbar ist, während der Durchflusskanal 14 über einen Verbindungskanal 16
beispielsweise mit einem flüssige Chemikalien enthaltenden Vorratsbehälter in Verbindung
steht. Beide Kanäle 12, 14 stehen über strichpunktiert angedeutete Leitungen 18
bzw. 20 mit einer Pumpe 22 in Verbindung, die gleichzeitig aus beiden Kanälen Flüssigkeit
ansaugt.
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Die Chemikalien sollen dabei dosiert dem Wasserstrom beigemischt werden.
Ausserdem soll, um ein Trockenlaufen der Pumpe 22 zu vermeiden, sichergestellt sein,
dass in jeder Pumpphase zumindest über einen der beiden Kanäle 12, 14 Flüssigkeit
ansteht. Schliesslich soll die Mischung der beiden Medien mit minimalsten Unterdrücken
durchgefdhrt werden. Zu diesem Zweck weist das Dosierventil eine als Ganzes mit
24 bezeichnete Einstellvorrichtung auf, mit deren Hilfe der Querschnitt der beiden
Kanäle 12, 14 umgekehrt proportional veränderbar ist. Dadurch erfolgt zumindest
über einen der beiden Kanäle stets eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr zur Pumpe.
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Die Einstellvorrichtung 24 weist hierzu zwei zusammenhängende, in
getrennten Räumen 26, 28 geführte Regelkörper 30, 32 auf.
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Die beiden Regelkörper sind vorzugsweise durch einen einstückigen
Schieber gebildet. Die beiden diesen führenden Räume 26, 28 bilden einen sich in
senkrechter Richtung vom Durchflusskanal 12 zum Durchflusskanal 14 erstreckenden
Schieberführungskanal, in dessen Umfang eine Ringdichtung 30 angeordnet ist, die
druck- und flüssigkeitsdicht am Umfange des Schiebers 30, 32 anliegt. Durch sie
werden die Teilräume 26, 28 gebildet. Das den Regelkörper 30 bildende Endstück des
Schiebers bildet zugleich ein eine kegelförmige Dichtfläche 34 aufweisendes Ventilglied,
dem ein entsprechender Ventilsitz 36 im Obergangsbereich zwischen dem Durchflusskanal
14 und dem
Verbindungskanal 16 zugeordnet ist. Das den Regelkörper
32 bildende Teilstück des Schiebers ragt in der Schliessstellung des Ventilgliedes
30, 34 geringfügig in den Durchlasskanal hinein. Der Schieber ist mittels einer
Stellspindel 38 axial verstellbar. Wenn also der Schieber axial in eine der möglichen
Richtungen verstellt wird, so wird dadurch eine Veränderung der Querschnitte der
beiden Durchlasskanäle 12 und 14 umgekehrt proportional herbeigeführt. Sofern beispielsweise
aufgrund eines Druckabfalles der Durchlassquerschnitt des Durchflusskanales 12 verringert
werden muss, wird der Durchlassquerschnitt des Durchflusskanales 14 zwangsläufig
entsprechend vergrössert. Damit ist die Versorgung der Pumpe mit Flüssigkeit in
jedem Falle sichergestellt. Mit 40 ist als Ganzes ein in den Durchflusskanal 14
nach dem Regelkörper 30 eingebautes Rückschlagventil bezeichnet, das sicherstellt,
dass bei einem Druckabfall keine Flüssigkeit aus dem Durchflusskanal 12 in den Durchflusskanal
14 und damit in den Vorratsbehälter der Chemikalien gelangen kann.
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Vor den durch den erwähnten Schieber gebildeten Regelkörper 32 ist
in den Durchflusskanal 12 ein als Ganzes mit 42 bezeichnetes, selbsttätig druckgesteuertes
Druckregelventil vorgeschaltet, das bei Druckschwankungen selbsttätig einen voreinstellbaren
Druck einregelt und das ausserdem bei solchen Druckschwankungen die Entstehung entsprechender
Unterdrücke vermeidet. Dieses Druckregelventil weist einen sich senkrecht zur Achse
des Durchflusskanales 12 erstreckenden Führungskanal 44 auf, in dem ein aus zwei
Teilstücken 46, 48 gebildeter Ventilschieber druck- und flüssigkeitsdicht geführt
ist. Die beiden zylindrischen Teilstücke sind in einem Abstand voneinander angeordnet,
der dem Durchmesser des Durchflusskanales 12 entspricht und sind gegenseitig durch
eine Verbindungsstange 50 miteinander verbunden. Es ist auch eine andere Konstruktion
des Schiebers denkbar.
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Mit 52 ist ein hinter der Regelstelle - bzw. in Eintrittsrichtung
der Flüssigkeit in den Durchflusskanal 12 gesehen -,
an einer hinter
dem Schieber liegenden Stelle, vom Durchflusskanal abgezweigter Vordruckkanal bezeichnet,
der mit dem Führungskanal 44 des Ventilschiebers in Verbindung steht.
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Demgemäss kann das Druckmedium auf die eine kegelförmige Ausnehmung
54 aufweisende Stirnfläche des Schieberteilstückes 46 wirken, um eine Vergrösserung
der Stirnfläche und damit eine Erhöhung der Druckkraft bzw. eine Differenz zwischen
dem auf die Stirnflächen 56, 58 der Schieberteilstücke 46, 48 wirkenden Druck und
dem auf die Stirnfläche des Schiebers wirkenden Druck zur Erzeugung eines Überdruckes
zu erzielen. Durch diesen Überdruck ist der Schieber gegen die Wirkung einer Druckfeder
60, die sich einerseits am Schieberteilstück 48 und andererseits an einem in das
Ventilgehäuse eingeschraubten Stellglied 62 abstützt, verschiebbar. Der die Druckfeder
aufnehmende, durch den Schieberführungskanal 44 gebildete Gehäuseraum ist über eine
im Stellglied angeordnete Bohrung 64 mit der Atmosphäre verbunden. Mit Hilfe des
Stellgliedes lässt sich die Druckfeder 60 vorspannen, sodass die Möglichkeit besteht,
einen Flüssigkeitsdruck voreinstellen zu können, der hinter dem Ventilschieber 46,
48 durch die Regelfunktion des Druckregelventiles 42, ungeachtet auftretender Druckschwankungen
im Netz, im wesentlichen ständig gleich bleibt.
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L e e r s e i t e