DE2824184C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/109—Valves; Arrangement of valves inlet and outlet valve forming one unit
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Ventilvorrichtung ist an einer Hochdruck
pumpe, insbesondere einer Kolbenpumpe angeordnet und
umfaßt zwei Rückschlagventile, wobei eines der Rück
schlagventile, das Einlaßventil, beim Einlaßhub der
Pumpe öffnet, so daß ein Fluidstrom von einer Nieder
druckquelle in die Pumpe eintreten kann, während beim
Förderhub der Pumpe das andere Ventil, das Auslaßventil,
öffnet und einen Austritt des Hochdruckfluids gestattet.
Herkömmliche Ventilvorrichtungen der obengenannten Art
werden in den US-Patentschriften 31 14 326 und 31 06 169
beschrieben. Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist das
Einlaßventil als Plattenventil ausgebildet, dessen ring
förmiges Ventilglied in der Schließstellung unmittelbar
an der flachen Stirnfläche des Ventilkörpers anliegt.
Diese Ventilvorrichtungen sind für Drücke in der Größen
ordnung von 250 MPa ausgelegt. Bei höheren Drücken sind
diese Ventile jedoch beträchtlichen Verschleiß- und
Ermüdungserscheinungen, insbesondere an der Grenzfläche
zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilglied des Einlaß
ventils ausgesetzt. Bereits geringfügige Friktionen zwi
schen den einzelnen Teilen bei der Montage oder im Betrieb
können zu Oberflächenschäden führen, die einen Eintritt
kleiner Flüssigkeitsmengen zur Folge haben. Da das Förder
medium bei den sehr hohen Drücken kompressibel ist, führen
auch kleine Wassereinschlüsse angesichts des ständigen
Druckwechsels zu ständigen Ausdehnungen und Zusammenzie
hungen und zu baldiger Zerstörung der Dichtposition.
Aus der DE-OS 27 05 864 ist eine ähnliche Ventilvorrichtung
bekannt, bei der das Ventilglied des Einlaßventils aus
zwei mit Preßpassung ineinandergesetzten, an einem Ende
entgegengesetzt konisch abgeschrägten Hülsen gebildet
ist, die in einen ringförmigen Ventilsitz mit ebenfalls
entgegengesetzt konischen Flächen eingreift. Die Hülsen
sollen sich zur automatischen und exakten Anpassung
der einander zugeordneten Dichtflächen axial gegenein
ander verschieben können. Durch diese Axialverschiebung
sind einerseits Oberflächenbeschädigungen an den einander
zugewandten Flächen zu erwarten, und im übrigen erfordert
die zwar feste, aber eine Verschiebung unter bestimmten
Drücken gestattende Verbindung der Hülsen außerordentlich
genaue Herstellungstoleranzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilvor
richtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, deren
einwandfreie Funktion auch bei höheren Drücken in der
Größenanordnung von 400 bis 650 MPa nicht durch Verschleiß
erscheinungen an dem Einlaßventil beeinträchtigt wird.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich
aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß legt sich das als kreisförmiger Ventilring
ausgebildete Ventilglied des Einlaßventils gegen im
Dreieck verteilte Stützlinsen an, die auch beim Auftreten
von Verschleiß die Position des Ventilrings exakt defi
nieren und eine vollständige Abdichtung der Einlaß-Öffnungen
innerhalb der Stützlinsen gewährleisten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine er
findungsgemäße Ventilvorrichtung;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Li
nie II-II in Fig. 1.
In Fig. 1 ist mit 10 eine Ventilvorrichtung bezeichnet, die
mit einem Druckzylinder 12 einer Hochdruck-Kolbenpumpe ver
bunden ist. Die Ventilvorrichtung 10 umfaßt einen im wesent
lichen zylindrischen, langgestreckten Ventilkörper 14, der
koaxial zu dem Druckzylinder 12 angeordnet ist. Der Ventil
körper 14 ist mit Hilfe einer Druckschraube 16 in den Druck
zylinder 12 eingeschraubt. Links in Fig. 1 ist eine Hoch
druckleitung 18 dargestellt, die koaxial zu dem Ventilkör
per 14 liegt und mit diesem verbunden ist. Ein Einlaßring
20 umgibt den Ventilkörper 14 und stellt eine Verbindung
mit einer nicht gezeigten Quelle eines Niederdruckfluids dar.
Im Bereich des rechten Endes des Ventilkörpers 14 befindet
sich ein Einlaßventil 22, das beim Saughub eines nicht ge
zeigten Kolbens innerhalb des Druckzylinders 12 öffnet und
über Bohrungen 24 Niederdruckfluid in den Druckzylinder 12
eintreten läßt. Im linken Bereich des Ventilkörpers 14 ist
ein Auslaßventil 26 vorgesehen, daß ebenso wie das Einlaß
ventil 22 als Rückschlagventil ausgebildet ist und beim
Förderhub des Kolbens Hochdruckfluid an die Hochdrucklei
tung 18 abgibt.
Die Ventile 22, 26 öffnen und schließen somit alternativ
und führen bei jedem Zyklus des Kolbens zu einer Aufnahme
von Niederdruckfluid durch den Einlaßring 20 und einer Ab
gabe von Hochdruckfluid durch die Hochdruckleitung 18.
Nunmehr soll die Erfindung im einzelnen erläutert werden.
Der Ventilkörper 14 ist nicht unmittelbar in den Druckzylinder 12 einge
schraubt. Vielmehr umgibt die Druckschraube 16 den einlaß
seitigen Endbereich des Ventilkörpers 14 ringförmig und
stützt sich an diesem nach rechts in Fig. 1 über einen In
nenflansch 28 der Druckschraube und einen Außenflansch 30 des
Ventilkörpers 14 ab. Die gegeneinander anliegenden Flanken
32 der Flansche 28, 30 sind leicht kegelstumpfförmig abge
schrägt. Aus Fig. 1 geht hervor, daß die Druckschraube 16
mit Außengewinde in ein entsprechendes Innengewinde des
Druckzylinders 12 eingreift. Die Länge der Druckschraube
16 ist so gewählt, daß sie mit ihrem in Fig. 1 rechts lie
denden Ende eines deutlichen Abstand zu dem Grund 34 der
sie aufnehmenden Gewindebohrung aufweist, so daß insoweit
keine Toleranzen zu berücksichtigen sind.
Die rechts in Fig. 1 liegende Stirnseite 36 des Ventilkör
pers 14 ist als Dichtfläche 38 ausgebildet, die sich gegen
eine entsprechende Dichtfläche 40 des Druckzylinders 12
anlegt und den
nicht gezeigten Kolben führt. Die Dichtfläche 38 des Ventil
körpers 14 ist unter einem geringen Winkel von beispiels
weise 5° kegelstumpfförmig abgeschrägt.
Bei dieser Ausführung werden die Dichtflächen 38, 40 zwi
schen dem Ventilkörper 14 und den Druckzylinder 12 bei der
Montage vollständig axial zusammengeführt, während ledig
lich die Druckschraube 16 in dem Innengewinde des Druckzy
linders 12 gedreht wird. Auf diese Weise treten keinerlei
Friktionen zwischen den Dichtflächen 38, 40 auf, die zu den
erwähnten Dichtungsproblemen führen könnten.
Der zwischen dem Grund 34 der Gewindebohrung des Druckzy
linders 12 und dem diesem gegenüberliegenden Ende der Druck
schraube 16 gebildete Ringraum 44 steht über eine achsparal
lele Entlastungsbohrung 46, die die Druckschraube 16 durch
dringt, mit der Umgebung in Verbindung.
Innerhalb des Einlaßringes 20, der den Ventilkörper 14 ring
förmig umgibt, befindet sich eine Einlaßnut 48. Beidseitig
der Einlaßnut sind in dem Ventilkörper 14 umlaufende O-
Ringe 50, 52 vorgesehen, die eine Abdichtung zwischen dem
Ventilkörper 14 und dem Einlaßring 20 bei Drücken von we
nigen bar bewirken. Ein Sprengring 54, der in eine umlau
fende Nut 56 des Ventilkörpers 14 eingesetzt ist, legt den
Einlaßring 20 nach links in Fig. 1 fest.
Der Einlaßring 20 weist eine radiale Einlaßbohrung 58 auf,
die mit der Einlaßnut 48 in Verbindung steht und die Monta
ge einer nicht gezeigten Niederdruck-Einlaßleitung gestattet.
Von der Einlaßnut 48 verlaufen in Richtung des Auslaßventils
22 die bereits erwähnten Bohrungen 24.
Es sind drei Bohrungen 24 vorgesehen, die in gleichmä
ßigen Winkelabständen von 120° verteilt sind und kegelför
mig schräg nach rechts in Fig. 1 zusammenlaufen.
Die Bohrungen 24 enden im Bereich der Stirnseite 36 des
Ventilkörpers 14 in linsenförmigen Ansätzen oder Stützlin
sen 60, die die mit 62 bezeichneten Öffnungen der Bohrungen
24 ringförmig umgeben. Diese Stützlinsen 60 sind in einem
Kreis mit einem Winkelabstand von 120° bzw. in einem gleich
seitigen Dreieck angeordnet, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Die
drei Stützlinsen 60 befinden sich auf einer Kreisfläche
64, die leicht von der Dichtfläche 40 vorspringt.
Gegen die Stützlinsen 60 wird ein Ventilring 66 vorge
spannt, der das Ventilglied des Einlaßventils 22 bildet.
Dieser Ventilring 66 weist im Inneren einen zu dem Ventil
körper 14 koaxialen Durchlaß 68 auf. Da die drei mit ge
wisser Annäherung als punktförmig zu betrachtenden Stütz
linsen 60 eine Ebene definieren, liegt der Ventilring 66
stets sehr genau und unabhängig von einem etwaigen Ver
schleiß der Stützlinsen oder des Ventilringes gegen die
Stützlinsen an und dichtet das Innere des Druckzylinders
12 gegenüber dem Einlaßsystem ab.
Der Ventilring 66 wird gegen die Stützlinsen 60 durch eine
nur angedeutete Schrauben-Druckfeder 70 vorgespannt, die
innerhalb eines topfförmigen Federkäfigs 72 liegt, der
in eine Einsenkung des Druckzylinders 12 eingesetzt ist und
dessen Boden einen Durchlaß 74 koaxial zu dem Ventilkörper
14 und dem Druckzylinder 12 aufweist.
Der Ventilkörper 14 wird von einer Axialbohrung 76 durch
zogen, die sich im Bereich des Auslaßventils 26 links in
Fig. 1 zu einem Ventilsitz 78 erweitert, gegen den eine
Ventilkugel 80 anliegt.
Durch die Verwendung der Druckschraube 16 werden
Friktionen an den kritischen Dichtflächen bei der
Montage verhindert. Das Einlaßventil 22 arbeitet ohne jeg
liche Reibung, da sich der Ventilring 66 lediglich gegen
die Stützlinsen 60 anlegt und von diesen abhebt. Es be
steht daher nicht die Gefahr, daß Flächen, die für die
Abdichtung kritisch sind, durch Friktionsverschleiß be
schädigt werden.
Insgesamt sind bei der Herstellung der Ventilvorrichtung
in keinem Falle Einbautoleranzen oder Paarungspassungen
zu berücksichtigen. Die Ventilvorrichtung ist für hohe
und höchste Drücke sowie verschiedene hoch- und nieder
viskose Förderströme geeignet.
Friktionen, auf deren außerordentlich schädliche Folgen
in bezug auf eine dauerhafte und zuverlässige Abdichtung
bereits hingewiesen wurde, treten weder bei der Montage
der Ventilvorrichtung noch beim Öffnungs- und Schließhub
der Ventile auf. Die Schließwirkung des Einlaßventils ist
aufgrund des "Dreibeineffekts" von etwaigen Verschleißer
scheinungen nahezu vollständig unabhängig.
Claims (4)
1. Ventilvorrichtung für Hochdruckpumpen mit einem Ventil
körper, an dessen gegenüberliegenden Stirnseiten koaxial
ein Auslaßventil und ein Einlaßventil vorgesehen sind,
mit einer die Stirnseiten des Ventilkörpers verbindenden,
durch das Auslaßventil verschließbaren Axialbohrung und einer
durch den Ventilkörper verlaufenden Niederdruck-Einlaßlei
tung, die in der einlaßseitigen Stirnseite des Ventilkörpers
mehrere Öffnungen aufweist, die durch einen das Ventilglied
des Einlaßventils bildenden, koaxial zu dem Ventilkörper
liegenden Ventilring verschließbar sind, dadurch ge
zeichnet, daß es sich bei den Öffnungen
(62) der Einlaßleitung (58, 24) um drei kreisförmig in
Winkelabständen von 120° angeordnete Öffnungen handelt,
die jeweils von einer von der Stirnfläche des Ventilkörpers
vorspringenden Stützlinse (60) zur Abstützung des Ventil
ringes (66) umgeben sind.
2. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch eine Schrauben-Druckfeder (70),
die sich zwischen dem Ventilring (66) und dem - im Mittel
bereich offenen - Boden eines topfförmigen Federkäfigs
(72) abstützt, der in einen an den Ventilkörper angrenzen
den und fest mit diesem verbundenen Druckzylinder (12)
eingebettet ist.
3. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Niederdruck-Einlaß
leitung drei kegelförmig in Winkelabständen von 120° an
geordnete Bohrungen (24) umfaßt, die sich zwischen den
Öffnungen (62) und einer in den Ventilkörper (14) einge
arbeiteten ringförmigen Einlaßnut (48) erstrecken.
4. Ventilvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einlaßnut (48) durch
einen Einlaßring (20) umgeben ist, der eine radiale An
schlußbohrung für eine Niederdruck-Leitung aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19782824184 DE2824184A1 (de) | 1978-06-02 | 1978-06-02 | Ventilvorrichtung fuer hochdruckpumpen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782824184 DE2824184A1 (de) | 1978-06-02 | 1978-06-02 | Ventilvorrichtung fuer hochdruckpumpen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2824184A1 DE2824184A1 (de) | 1979-12-06 |
DE2824184C2 true DE2824184C2 (de) | 1987-08-27 |
Family
ID=6040837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782824184 Granted DE2824184A1 (de) | 1978-06-02 | 1978-06-02 | Ventilvorrichtung fuer hochdruckpumpen |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2824184A1 (de) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
US4412792A (en) * | 1981-01-21 | 1983-11-01 | The Oilgear Company | Intensifier pump with integrated check valve |
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DE69314635T2 (de) * | 1993-03-12 | 1998-02-12 | I C Investments Ltd | Vorrichtung zur flüssigkeitsdruckverstärkung |
Family Cites Families (4)
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-
1978
- 1978-06-02 DE DE19782824184 patent/DE2824184A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2824184A1 (de) | 1979-12-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DUERKOPP SYSTEM TECHNIK GMBH, 4800 BIELEFELD, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |