DE3813286A1 - Device for regulating the pressure of a pump - Google Patents

Device for regulating the pressure of a pump

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Abstract

A device for regulating the pressure of a pump has a piston which is forced down and can be adjusted with respect to the compressive force in such a way that the forward-running head of the piston closes an opening which is arranged on a valve seat assigned to the overflow opening.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Druckregulierung einer Pumpe für eine kraftbetriebene Sprüheinrichtung oder dergleichen, die benutzt werden kann, um landwirtschaftliche Chemikalien zu versprühen.The invention relates to a device for Pressure regulation of a pump for a powered one Sprayer or the like that are used can to spray agricultural chemicals.

Bei einer kraftbetriebenen Sprühvorrichtung, die für landwirtschaftliche Chemikalien auf kultivierten Feldern und dergleichen benutzt wird, ist es notwendig, einen konstanten Druck von etwa 50 kg/cm2 im Betrieb aufrecht­ zuerhalten, damit die Spritzflüssigkeit in zweckmäßiger Weise aus der Düse austreten kann.In a power sprayer used for agricultural chemicals in cultivated fields and the like, it is necessary to maintain a constant pressure of about 50 kg / cm 2 in operation so that the spray liquid can conveniently leak out of the nozzle.

Fig. 2 zeigt einen bekannten Druckregler, wie dieser üb­ licherweise benutzt wird. Dieser Druckregler weist einen Ventilkörper (4) innerhalb einer Ventilkammer (3) auf der Druckauslaßseite auf. Die Ventilkammer (3) ist mit einer Druckeinlaßöffnung (1) versehen, die mit der Förderseite des Pumpenhauptkörpers und mit einer Überströmöffnung (2) in Verbindung steht. Der Ventilkörper (4) wird durch eine Feder (6) gegen einen Ventilsitz (5) gepreßt, der auf der Seite der Druckeinlaßöffnung (1) angeordnet ist. Ein Ein­ stellknopf (7) dient zur Einstellung der Kompressivkraft auf den Ventilkörper (4), je nach dem gewünschten Strö­ mungsmitteldruck. Wenn der auftretende Strömungsmittel­ druck den vorbestimmten Wert überschreitet, dann wird der Ventilkörper (4) abgehoben, um Druckmittel über die Über­ strömöffnung (2) abzuleiten, wodurch der Überdruck einge­ stellt wird. Fig. 2 shows a known pressure regulator, how this is used Licher ü. This pressure regulator has a valve body ( 4 ) inside a valve chamber ( 3 ) on the pressure outlet side. The valve chamber ( 3 ) is provided with a pressure inlet opening ( 1 ) which is connected to the delivery side of the pump main body and to an overflow opening ( 2 ). The valve body ( 4 ) is pressed by a spring ( 6 ) against a valve seat ( 5 ) which is arranged on the side of the pressure inlet opening ( 1 ). An adjusting knob ( 7 ) is used to adjust the compressive force on the valve body ( 4 ), depending on the desired fluid pressure. If the occurring fluid pressure exceeds the predetermined value, then the valve body ( 4 ) is lifted off in order to discharge pressure medium through the overflow opening ( 2 ), as a result of which the excess pressure is set.

Bei diesem herkömmlichen Druckregler empfängt der Ventil­ körper (4) jedoch den Strömungsmitteldruck auf der gesam­ ten offenen Fläche (1/4 π d 1 2) entsprechend einer Öffnung (8) des Ventilsitzes (5) mit einem Durchmesser d 1, so daß der Ventilkörper (4) bemerkenswert hohen Druckkräften ausgesetzt wird. Wenn ein Hochdruck eingestellt werden muß, dann ist eine sehr stark bemessene Feder (6) erfor­ derlich, um diesen hohen Druck zu überwinden. Damit wird die Einstellung einer solchen Feder schwierig. Außerdem ist im Falle der üblichen Arbeitsbedingungen mit ungefähr 10% Drainage die Reaktionskraft, die in der Feder (6) gespeichert ist, schwach, da eine Hubdistanz des Ventil­ körpers (4) extrem kurz ist. Der Ventilkörper (4) wird daher nicht aktiviert oder spricht nicht sofort an. Unter diesen Bedingungen fällt oft der Förderdruck bei Einlei­ tung des Drucksprühverfahrens in einem Ausmaß von etwa 20% vom vorbestimmten Druck bei 100-%-Drainage-Bedingung ab. Wenn daher ein Förderdruck von 50 kg/cm2 erforderlich ist, dann muß ein Anfangsdruck von mehr als 60 kg/cm2 eingestellt werden, wodurch die jeweiligen Komponenten höher beansprucht werden als dies erforderlich wäre, um diesem Maximaldruck entgegenzuwirken.In this conventional pressure regulator, however, the valve receiving body (4) the fluid pressure on the GESAM th open area (1/4 π d 2: 1) corresponding to an opening (8) of the valve seat (5) having a diameter d 1, so that the valve body ( 4 ) is subjected to remarkably high compressive forces. If a high pressure has to be set, then a very large spring ( 6 ) is required to overcome this high pressure. This makes the setting of such a spring difficult. In addition, in the case of the usual working conditions with approximately 10% drainage, the reaction force which is stored in the spring ( 6 ) is weak, since a stroke distance of the valve body ( 4 ) is extremely short. The valve body ( 4 ) is therefore not activated or does not respond immediately. Under these conditions, the discharge pressure when the pressure spraying process is initiated often drops by approximately 20% from the predetermined pressure in the 100% drainage condition. Therefore, if a delivery pressure of 50 kg / cm 2 is required, then an initial pressure of more than 60 kg / cm 2 must be set, whereby the respective components are stressed more than would be necessary to counteract this maximum pressure.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Probleme bekannter Anordnungen zu lösen und eine prakti­ sche Vorrichtung zur Druckregelung einer Pumpe zu schaf­ fen, wobei eine Überströmöffnung durch einen Kolben ge­ öffnet oder geschlossen wird, die eine kleine wirksame Druckempfangsfläche besitzt und innerhalb einer Ventil­ kammer angeordnet ist, die im Druckbereich liegt und eine Druckeinlaßöffnung, eine druckregulierte Ausströmöffnung und eine Überströmöffnung derart aufweist, daß der Kolben durch eine kleine Kraft betätigt werden kann, wobei die Reaktionskraft einer Feder dadurch vergrößert wird, daß der Strömungsmitteldruck erhöht wird, und wobei diese Funktionen weiter dadurch verstärkt werden können, daß in der Überströmleitung eine Vorrichtung angeordnet ist, die einen Rückdruck bewirkt.Accordingly, the invention is based on the object To solve problems of known arrangements and a practi cal device for regulating the pressure of a pump fen, an overflow opening through a piston ge opens or closes, which is a small effective Has pressure receiving area and inside a valve chamber is arranged, which is in the pressure range and a Pressure inlet opening, a pressure regulated outlet opening and has an overflow opening such that the piston  can be operated by a small force, the Reactive force of a spring is increased in that the fluid pressure is increased, and this Functions can be further strengthened in that the overflow line is arranged a device that causes a back pressure.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit Fig. 1 der Zeichnung beschrieben. DieAn embodiment of the invention is described below in connection with FIG. 1 of the drawing. The

Fig. 1 stellt einen Vertikalschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckreglers dar, während - wie erwähnt - die Fig. 1 shows a vertical section of an embodiment of a pressure regulator according to the invention, while - as mentioned - the

Fig. 2 den Stand der Technik repräsen­ tiert. Fig. 2 represents the prior art.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Pumpendruckregler gemäß der Erfindung eine Ventilkammer (30) auf. Diese Ventilkammer (30) besitzt eine Druckeinströmöffnung (10), die mit der Druckseite einer Hauptpumpe P in Verbindung steht, welche bei einem Sprühgerät Verwendung finden kann. Außerdem weist die Kammer (30) eine hinsichtlich des Förderdruckes geregelte Druckauslaßöffnung (31) auf, die das Druckmittel mit einem gewünschten Druck über einen Absperrhahn C einer Sprühdüse N zuführt. Ferner weist die Kammer (30) eine Überströmöffnung (20) auf, um Druckmittel über einen Überströmkanal (21) nach einem Vorratsbehälter, beispielsweise einem Flüssigkeitstank T, abzuziehen, der landwirtschaftliche Chemikalien ent­ hält, so daß der Überdruck aufgehoben wird. Innerhalb der Ventilkammer (30) ist ein zylindrischer Kolben (40) nach oben und unten längs seiner Achse gleitbar. Die Stelle der druckregulierten Ausströmöffnung (31) der Ventilkam­ mer (30) kann überall an der Förderseite des Pumpenhauptkörpers P angeordnet sein, und nicht nur in der Weise, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.As can be seen from FIG. 1, the pump pressure regulator according to the invention has a valve chamber ( 30 ). This valve chamber ( 30 ) has a pressure inflow opening ( 10 ) which is connected to the pressure side of a main pump P , which can be used in a sprayer. In addition, the chamber ( 30 ) has a pressure outlet opening ( 31 ) which is regulated with respect to the delivery pressure and which supplies the pressure medium at a desired pressure via a shut-off valve C to a spray nozzle N. Furthermore, the chamber ( 30 ) has an overflow opening ( 20 ) in order to withdraw pressure medium via an overflow channel ( 21 ) after a storage container, for example a liquid tank T , which contains agricultural chemicals, so that the excess pressure is released. A cylindrical piston ( 40 ) can be slid up and down along its axis within the valve chamber ( 30 ). The location of the pressure regulated outflow opening ( 31 ) of the Ventilkam mer ( 30 ) can be arranged anywhere on the delivery side of the pump main body P , and not only in the manner as shown in Fig. 1.

Ein Vorlaufkopf (41) halbkugelförmiger Gestalt oder sich verjüngender Gestalt wirkt mit einem Ventilsitz (50) zu­ sammen, der eine Öffnung (80) aufweist, die nach der Überströmöffnung (20) führt. Dieser Vorlaufkopf (41) wird durch eine Feder (60) gegen den Ventilsitz (50) gepreßt, wobei die Kompressivkraft der Feder durch einen Einstell­ knopf (70) über dem oberen Teil (43) des Kolbens (40) einstellbar ist.A flow head ( 41 ) hemispherical shape or tapered shape cooperates with a valve seat ( 50 ) which has an opening ( 80 ) which leads to the overflow opening ( 20 ). This feed head ( 41 ) is pressed by a spring ( 60 ) against the valve seat ( 50 ), the compressive force of the spring being adjustable by an adjusting knob ( 70 ) above the upper part ( 43 ) of the piston ( 40 ).

Aus der Zeichnung ist weiter ersichtlich, daß der Durch­ messer d 2 der Öffnung (80), der an einer Stelle liegt, wo der Vorlaufkopf (41) des Kolbens (40) einpaßt, beträcht­ lich kleiner ist als der Durchmesser D jenes Teils des Kolbens (40), der innerhalb der Ventilkammer (30) befind­ lich ist, so daß eine wirksame Druckfläche (1/4 π D 2 - 1/4 π d 2 2) über dem Kolben (40) im Zustand ge­ mäß Fig. 1 kleiner eingestellt ist als eine Öffnungsflä­ che (1/4 π d 2 2) des Ventilsitzes (50).From the drawing it can also be seen that the diameter d 2 of the opening ( 80 ), which lies at a point where the lead head ( 41 ) of the piston ( 40 ) fits, is considerably smaller than the diameter D of that part of the piston which is befind Lich within the valve chamber (30) (40) so that an effective pressure area (1/4 π D 2 - 1/4 π d 2 2) above the piston ge in the state Mäss Figure 1 (40) is smaller. is set as a Öffnungsflä che (1/4 π 2 d 2) of the valve seat (50).

Außerdem ist gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Drosselhahn PC in die Überströmleitung eingefügt, der als Drosselstelle wirkt und einen kleinen Rückdruck er­ zeugt, um hilfsweise auf den Kolben (40) von der Seite der Überströmöffnung (20) aus zu wirken, aber die Über­ strömleitung (21) kann auch selbst entsprechend ausgebil­ det sein, wodurch der Drosselhahn wegfallen kann.In addition, according to the illustrated embodiment, a throttle valve PC is inserted into the overflow line, which acts as a throttle point and generates a small back pressure, in order to alternatively act on the piston ( 40 ) from the side of the overflow opening ( 20 ), but the overflow line ( 21 ) can also be appropriately trained, whereby the throttle valve can be omitted.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Feder (60) auf dem oberen Endabschnitt (43) des Kolbens (40) abgestützt. Wenn ein Hohlraum (42) innerhalb des Kolbens (40) angeordnet ist, um dessen Gewicht zu verringern, dann kann zweckmäßigerweise der obere Endabschnitt (43) des Kolbens (40) wegfallen und die Feder (60) könnte in dem Hohlraum (42) untergebracht werden, wodurch der Druckregler insgesamt noch kompakter ausgebildet würde, d. h. in diesem Fall wäre der Hohlraum (42) nach oben offen, damit sich die Feder wiederum am Einstellknopf ab­ stützen kann.In the illustrated embodiment, the spring ( 60 ) is supported on the upper end section ( 43 ) of the piston ( 40 ). If a cavity ( 42 ) is disposed within the piston ( 40 ) to reduce its weight, the top end portion ( 43 ) of the piston ( 40 ) may conveniently be omitted and the spring ( 60 ) could be housed in the cavity ( 42 ) are, whereby the pressure regulator would be made even more compact overall, ie in this case the cavity ( 42 ) would be open at the top so that the spring can in turn be supported on the adjusting knob.

Ein erfindungsgemäßer Druckregler mit einem Kolbendurch­ messer D von 28 mm und einer Ventilsitzöffnung mit einem Durchmesser d 2 von 23 mm wurde in Verbindung mit einer herkömmlichen Pumpe geprüft, deren Förderrate und Förder­ druck 120 l/min bei 50 kg/cm2 betrugen (ein anfänglich eingestellter Druck bei 100% Drainage). Als Ergebnis des Versuchs hat sich gezeigt, daß der Förderdruck im wesent­ lichen konstant auf dem anfänglich eingestellten Druck verblieb.A pressure regulator according to the invention with a piston diameter D of 28 mm and a valve seat opening with a diameter d 2 of 23 mm was tested in connection with a conventional pump, the delivery rate and delivery pressure of which was 120 l / min at 50 kg / cm 2 (an initially set pressure at 100% drainage). As a result of the experiment, it was found that the delivery pressure remained essentially constant at the initially set pressure.

Wenn der Druckregler gemäß der Erfindung in der vorbe­ schriebenen Weise ausgebildet wird und der Kolben (40) vom Ventilsitz (50) abhebt, dann ist die Kraft des Druck­ mittels in der Ventilkammer (30) jene Kraft, die nur durch die extrem viel kleinere Fläche (1/4 π D 2 - 1/4 π d 2 2) empfangen wird, anstatt der offenen Fläche (1/4 π d 1 2) bei herkömmlichen Druckreglern, was gleich ist der Quer­ schnittfläche von (1/4 π D 2) des Kolbens (40) minus der Fläche(1/4 π d 2 2) der Öffnung (80). Selbst wenn das Druckmittel unter einem hohen Regeldruck steht, ist des­ halb eine starke Feder nicht unbedingt erforderlich. Der Druckregler kann kompakt ausgebildet und demgemäß auch hinsichtlich des Gewichtes verringert werden. Außerdem ist die Druckeinstellung für die Feder leicht zu bedienen und der Kolben ist gemäß Druckänderungen leicht beweg­ lich, um den eingestellten Druck aufrechtzuerhalten, wo­ durch die Betriebssicherheit der Vorrichtung gewährlei­ stet wird, ohne daß die einzelnen Komponenten verstärkt werden müßten.If the pressure regulator according to the invention is designed in the manner described above and the piston ( 40 ) lifts off the valve seat ( 50 ), then the force of the pressure in the valve chamber ( 30 ) is that force which is only due to the extremely much smaller area (1/4 π D 2 - 1/4 π d 2 2) is received, instead of the open area (1/4 π d 2: 1) in the conventional pressure regulators, which is equal to the cross-sectional area of (1/4 π D 2 ) of the piston (40) minus the area (1/4 π d 2 2) of the opening (80). Even if the pressure medium is under a high control pressure, a strong spring is therefore not absolutely necessary. The pressure regulator can be made compact and accordingly reduced in weight. In addition, the pressure setting for the spring is easy to use and the piston is easily movable according to pressure changes to maintain the set pressure, where the operational safety of the device is guaranteed, without the individual components having to be reinforced.

Bei 100% Drainage, d. h. bei völlig angehobenem Kolben, wird die wirksame Druckfläche etwa 1/4 π D 2. Demgemäß kann die Federkraft so vorbestimmt werden, daß sie kräftig ge­ nug ist, um dieser Zunahme der nach oben gerichteten Kol­ benkraft entsprechend der Zunahme der Druckfläche wider­ stehen zu können. Der Kolben spricht selbst dann, wenn die Hubdistanz des Kolbens klein ist, sensibel an, wo­ durch ein Druckabfall sicher verhindert wird. Da die Funk­ tionen des Kolbens dadurch unterstützt werden, daß ein Rückdruck auf die Ventilkammer von der Überströmseite ausgeübt wird, kann die Vorrichtung immer den Strömungs­ mitteldruck konstant halten, während eine notwendige Überströmmenge abgelassen wird, wodurch die Druckabnahme kompensiert wird.At 100% drainage, ie with fully raised piston, the effective pressure area about 1/4 π D 2. Accordingly, the spring force can be predetermined so that it is strong enough to withstand this increase in the upward piston force corresponding to the increase in the pressure area. Even if the stroke distance of the piston is small, the piston responds sensitively, which is reliably prevented by a drop in pressure. Since the functions of the piston are supported by the fact that a back pressure is exerted on the valve chamber from the overflow side, the device can always keep the flow medium pressure constant, while a necessary overflow quantity is released, thereby compensating for the decrease in pressure.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Druckregelung einer Pumpe, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Kolben innerhalb einer Ventilkammer angeordnet ist, die eine Druckeinlaßöffnung, eine druckregulierte Druckauslaßöffnung und eine Überströmöffnung auf­ weist, und daß der Kolben hinsichtlich seiner Kom­ pressivkraft einstellbar derart niedergedrückt wird, daß durch ein Vorlaufkopf des Kolbens eine Öffnung geschlossen wird, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Kolbens, und daß die Öffnung an einem Ventilsitz vorgesehen ist, der an der Überströmöffnung angeordnet ist.1. A device for pressure control of a pump, characterized in that a piston is arranged within a valve chamber which has a pressure inlet opening, a pressure-regulated pressure outlet opening and an overflow opening, and that the piston is depressed adjustable with respect to its com pressive force in such a way that by a Flow head of the piston an opening is closed, the diameter of which is smaller than the diameter of the piston, and that the opening is provided on a valve seat which is arranged at the overflow opening. 2. Vorrichtung zur Druckregelung einer Pumpe, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Kolben innerhalb einer Ventilkammer vorgesehen ist, die eine Druckeinlaßöffnung, eine druckregulierte Druckauslaßöffnung und eine Überströmöffnung auf­ weist und daß der Kolben, der hinsichtlich seiner Kompressivkraft einstellbar ist, derart niederge­ drückt wird, daß durch einen Vorlaufkopf des Kolbens eine Öffnung geschlossen wird, die an einem Ventil­ sitz an der Überströmöffnung vorgesehen ist, und daß einen Rückdruck ausübende Mittel an einem Überström­ kanal vorgesehen sind, der mit der Überströmöffnung in Verbindung steht.2. Device for regulating the pressure of a pump, there characterized by that a Piston is provided within a valve chamber the one pressure inlet port, one pressure regulated  Pressure outlet opening and an overflow opening points and that the piston which with respect to its Compressive force is adjustable, such low is pressed by a leading head of the piston an opening is closed on a valve Seat is provided at the overflow opening, and that means exerting back pressure on an overflow are provided channel with the overflow opening communicates.
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