DE3922956A1 - Hochdruckreinigungsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Hochdruckpumpe, einer von dieser zu einem ver­ schließbaren Auslaß führenden Druckleitung, einer von dieser zur Saugseite der Pumpe führenden Bypass-Leitung und einem die Bypass-Leitung verschließenden Schließ­ ventil.

Ein solches Hochdruckreinigungsgerät ist aus der DE-PS 32 48 622 bekannt. Der Strömungswächter gibt bei diesem bekannten Hochdruckreinigungsgerät die Bypass-Leitung frei, wenn der Auslaß verschlossen ist, so daß die von der Hochdruckpumpe geförderte Flüssig­ keit in diesem Falle durch die Bypass-Leitung im Kreislauf gefördert werden kann. Mit einer solchen Anordnung läuft die Hochdruckpumpe ununterbrochen un­ abhängig davon, ob die Druckleitung geöffnet oder ver­ schlossen ist.

Es gibt andererseits Hochdruckreinigungsgeräte, bei denen die Hochdruckpumpe abgeschaltet wird, wenn der Auslaß verschlossen wird. Dies erfolgt in der Regel dadurch, daß der Druckanstieg, der sich in der Druck­ leitung beim Verschließen des Auslasses einstellt, durch einen Druckwächter festgestellt und in Abhängigkeit von diesem Druckanstieg die Hochdruckpumpe abgeschaltet wird.

Ein automatisches Abschalten der Hochdruckpumpe ist bei einer Anordnung, wie sie in der DE-PS 32 48 622 beschrie­ ben ist, nicht möglich, da durch das automatische Öffnen der Bypass-Leitung beim Verschließen des Auslasses der Druck in der Druckleitung nicht ansteigt, sondern abfällt. Die Bypass-Leitung ist bei dieser Anordnung gerade dafür vorgesehen, daß bei verschlossenem Auslaß die Flüssigkeit durch sie hindurch im Kreislauf geführt werden kann.

Bypass-Leitungen dieser Art werden aber auch dann vorge­ sehen, wenn im normalen Betrieb, bei dem der Auslaß ge­ öffnet ist, zur Dosierung der abgegebenen Flüssigkeits­ menge ein Teil der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit durch eine Bypass-Leitung geleitet wird, während der Rest über den Auslaß normal abgegeben wird.

Es ist Auf­ gabe der Erfindung, bei einer solchen Anordnung eine automatische Abschaltung der Hochdruckpumpe dann zu ermöglichen, wenn der Auslaß verschlossen ist.

Um dies zu erreichen, wird bei einem Hochdruckreinigungs­ gerät der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß stromaufwärts des Auslasses und stromabwärts der Ab­ zweigung der Bypass-Leitung ein Strömungswächter vor­ gesehen, der das Schließventil der Bypass-Leitung ver­ schließt, wenn der Auslaß verschlossen ist.

Im Gegensatz zu einer Anordnung gemäß DE-PS 32 48 622 wird bei dieser Anordnung die Bypass-Leitung nicht ge­ öffnet, sondern verschlossen, wenn der Auslaß verschlos­ sen ist, wenn also keine Flüssigkeit durch den Auslaß hindurchströmt. In diesem Fall, in dem Auslaß und Bypass­ leitung verschlossen sind, ergibt sich daraus zwangs­ läufig ein Druckanstieg, der über einen Druckwächter in an sich bekannter Weise zur automatischen Abschaltung der Hochdruckpumpe führt. Wird der Auslaß wieder geöffnet, sinkt der Druck ab, so daß die Hochdruckpumpe erneut ein­ schaltet. Dies führt über den Strömungswächter zugleich dazu, daß die Bypass-Leitung wieder geöffnet wird, so daß ein Teil der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit durch die Bypass-Leitung im Kreislauf geführt wird. Durch Ver­ änderung des Querschnitts der Bypass-Leitung beispiels­ weise kann auf diese Weise die abgegebene Menge dosiert werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Strömungswächter einen das Schließ­ ventil betätigenden Steuerkolben umfaßt, wobei der Steuerkolben auf einer Seite von der Flüssigkeit in einem Bereich der Druckleitung mit verengtem Querschnitt und auf der anderen Seite von der Flüssigkeit in der Druckleitung in einem Bereich stromaufwärts der Ver­ engung beaufschlagt wird, so daß der Steuerkolben das Schließventil der Bypass-Leitung verschließt, wenn die Druckdifferenz auf den beiden Seiten des Steuerkolbens einen bestimmten Wert unterschreitet.

Eine ganz besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich dann, wenn das Schließventil ein Dosierventil ist und wenn ein verstellbarer Anschlag vorgesehen ist, mit dem die Öffnungsbewegung des Schließventils begrenzbar ist. Bei dieser Anordnung übernimmt das Schließventil gleichzeitig die Funktion der Dosierung der durch die Bypass-Leitung zurückströmenden Flüssigkeitsmenge, da bei einer nur teilweisen Öffnungsbewegung des Schließventils die durch die Bypass-Leitung zurückströmende Flüssigkeitsmenge reduziert wird.

Der Anschlag kann vorzugsweise durch eine Schraubspindel gebildet sein.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß sich an die Druckleitung an einer Seite ein zylindrischer Steuerraum anschließt, der von dem Steuerkolben in zwei Kammern unterteilt wird, von denen eine unmittelbar mit der Druckleitung verbunden ist, während die andere mit dem verengten Bereich der Druckleitung in Verbindung steht, daß die Bypass-Leitung auf der dem Steuerraum gegenüber­ liegenden Seite von der Druckleitung abzweigt und daß ein die Bypass-Leitung verschließender, am Steuerkolben ge­ haltener Ventilkörper die Druckleitung durchsetzt. Es er­ gibt sich damit eine besonders kompakte und mit wenig bewegten Teilen weitgehend wartungsfreie und wenig stör­ anfällige Konstruktion.

Das Schließventil kann als Nadelventil ausgebildet sein.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Aus­ führungsform dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.

Die Zeichnung zeigt eine Längsschnittansicht durch den Zylinderkopf einer Hochdruckkolbenpumpe mit Bypass-Leitung und automatisch arbeitender Verschlußeinrichtung für die Bypass-Leitung.

In der Zeichnung ist nur ein Teil einer Hochdruckpumpe dargestellt, wie sie üblicherweise in Hochdruckreinigungs­ geräten benutzt wird, dabei kann es sich beispielsweise um eine Taumelscheibenpumpe mit mehreren in axialer Richtung periodisch bewegbaren Kolben 1 handeln, die in jeweils einen Pumpraum 2 eines Zylinderkopfes 3 eintauchen. In den Pumpraum 2 mündet eine Saugleitung 5, die mittels eines federbelasteten Saugventils 4 ver­ schlossen ist und in Einlaßrichtung geöffnet werden kann. Andererseits führt aus dem Pumpraum 2 eine Leitung 6 zu einer Druckleitung 7, wobei im Übergangsbereich von der Leitung 6 in die Leitung 7 ein ebenfalls federbe­ lastetes Druckventil 8 angeordnet ist, das in Auslaß­ richtung gegen die Wirkung der Federbelastung geöffnet werden kann.

Die Druckleitung 7 führt zu einem druckseitigen Auslaß 9, an dem beispielsweise über einen in der Zeichnung nicht dargestellten flexiblen Hochdruckschlauch eine Sprühlanze angeschlossen ist, die mittels eines Schließventils ver­ schlossen werden kann.

Von der Druckleitung 7 zweigt stromabwärts des Druckventils 8 eine Bypass-Leitung 10 ab, die mit der Saugleitung 5 in Verbindung steht. An der Abzweigung aus der Druckleitung 7 ist in die Bypass-Leitung 10 ein Ventilsitz 11 eingeschraubt, der eine zylindrische Durchgangsöffnung 12 mit geringem Querschnitt aufweist. Mit dieser Durchgangsöffnung 12 wirkt ein nadelförmiger Ventilkörper 13 zusammen, der die Druck­ leitung 7 senkrecht durchsetzt und in Längsrichtung der Durchgangsöffnung 12 verschiebbar im Zylinderkopf 3 ge­ lagert ist. Zu diesem Zweck ist auf der der Bypass-Leitung 10 gegenüberliegenden Seite der Druckleitung 7 ein zy­ linderförmiger Steuerraum 14 angeordnet, der mit der Druck­ leitung 7 verbunden ist und der von einem längsverschieb­ lich in ihm gelagerten Steuerkolben 15 in eine der Druck­ leitung 7 zugewandte erste Kammer 16 und in eine von dieser abgewandte zweite Kammer 17 unterteilt wird. Der Steuer­ kolben 15 ist gegenüber der Innenwand des Steuerraumes 14 abgedichtet. Er trägt den Ventilkörper 13, der durch die Bewegung des Steuerkolbens 15 von der die Durchgangsöffnung 12 verschließenden Schließstellung in eine von der Durchgangs­ öffnung 12 abgehobene Öffnungsstellung verschoben werden kann. Stromabwärts der Abzweigung der Bypass-Leitung 10 ist in der Druckleitung 7 eine Querschnittsverengung 19 vorgesehen, und zwar in Form eines injektorartigen Ein­ satzes 20. Im Bereich des engsten Querschnittes zweigt von der in dieser Weise verengten Druckleitung radial eine Steuerleitung 21 ab, die über eine Verbindungsleitung 22 im Zylinderkopf mit der zweiten Kammer 17 des Steuer­ raums 14 in Verbindung steht.

Der Steuerraum 14 ist auf der der Kammer 17 zugewandten Seite durch einen Dichtstopfen 23 verschlossen, der ab­ gedichtet in eine entsprechende Innengewindebohrung des Steuerraums 14 eingeschraubt ist. In diesem Dichtstopfen 23 ist abgedichtet eine Spindel 24 gelagert, die koaxial zur Längsachse des Steuerraumes 14 angeordnet ist und den Dichtstopfen 23 durchsetzt. An ihrem aus dem Dicht­ stopfen 23 außen hervorragenden Ende 25 trägt die Spindel einen Handgriff 26, mit dessen Hilfe sie mehr oder weniger tief in den Dichtstopfen 23 eingeschraubt werden kann, so daß ihr gegenüberliegendes Ende 27 mehr oder weniger tief in die Kammer 17 des Steuerraumes 14 eintaucht und damit einen variablen Anschlag für den Steuerkolben 15 bildet, dessen Verschiebung in Richtung auf die Öffnung der Durch­ gangsöffnung 12 dadurch mehr oder weniger begrenzt wird.

Im normalen Betrieb, bei dem der Auslaß 9 geöffnet ist, fördert die Pumpe über die Leitung 6 und die Druckleitung 7 Flüssigkeit zum Auslaß 9. In der der Druckleitung 9 zuge­ wandten Kammer 16 herrscht dabei der statische Druck der geförderten Flüssigkeit, in der gegenüberliegenden Kammer 17 dagegen der durch die Verengung und aufgrund der Strömung der Flüssigkeit herabgesetzte Druck, der sich im Ver­ engungsbereich einstellt. Durch diese Druckdifferenz am Steuerkolben 15 wird dieser in Richtung auf die Kammer 17 verschoben, so daß der Ventilkörper 13 von der Durchgangs­ öffnung 12 abgehoben wird und die Bypass-Leitung 10 frei­ gibt. Wie weit sich dabei der Ventilkörper 13 vom Ventilsitz 11 entfernt, hängt davon ab, wie tief die Spindel 24 in den Dichtstopfen 23 eingeschraubt ist, d.h. die Öffnungsbewegung des Ventilkörpers wird durch die Spindel 24 in unter­ schiedlicher Höhe über der Durchgangsöffnung 12 begrenzt. Durch die unterschiedliche Position des Ventilkörpers relativ zu dem Ventilsitz 11 gelangt ein entsprechend unterschiedlicher Teil der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit über die Bypass-Leitung 10 wieder zur Saug­ seite der Pumpe zurück, d.h. durch Verstellen der Spindel 24 läßt sich die Menge der über den Auslaß 9 ab­ gegebenen Flüssigkeit stufenlos dosieren.

Wenn der Auslaß 9 verschlossen wird, steigt der Druck in der Kammer 17 aufgrund der dann fehlenden Strömung ebenfalls auf den statischen Druck in der Druckleitung 7 an, d.h. auf beiden Seiten des Steuerkolbens 15 herrscht dann ein im wesentlichen gleicher Druck, so daß der Steuerkolben 15 unter dem Eigengewicht oder gegebenen­ falls unter der Wirkung einer sich einerseits an dem Dichtstopfen 23 und andererseits am Steuerkolben 15 abstützenden Schraubenfeder 28 in Richtung auf die Bypass-Leitung verschoben wird, bis der Ventilkörper 13 auf dem Ventilsitz 11 aufliegt und die Durchgangs­ öffnung 12 verschließt. In diesem Zustand kann die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit nunmehr auch nicht mehr über die Bypass-Leitung zur Saugseite der Pumpe zurückfließen, so daß der Druck in der Druckleitung an­ steigt und einen Maximalwert annimmt, der oberhalb des Druckes liegt, der im normalen Betrieb auftritt. Durch einen in der Zeichnung nicht gesondert dargestellten Drucksensor, der diesen Druckanstieg aufnimmt, wird der Antrieb der Hochdruckpumpe abgeschaltet.

Nach dem Abschalten der Pumpe bleibt der hohe Druck in der Druckleitung aufrechterhalten, bis der Auslaß 9 wieder geöffnet wird. Diese Öffnung des Auslasses führt zu einem Druckabfall in der Druckleitung 7 und damit zu einem erneuten Einschalten der Pumpe. Diese fördert erneut und baut dadurch in der vorher beschriebenen Weise eine Druckdifferenz am Steuerkolben 15 auf, der sich darauf entgegen der Wirkung der Schraubenfeder 28 so weit öffnet, bis er am Ende 27 der Spindel 24 anliegt und der vorher beschriebene Normalbetriebszustand wieder erreicht ist. Durch die beschriebene Ausgestaltung er­ langen der Steuerkolben und der Ventilkörper 13 eine Doppelfunktion, da dieses Steuerorgan nicht nur mit Hilfe der Spindel 24 zur Dosierung des durch die Bypass- Leitung rückströmenden Flüssigkeitsanteils dient, sondern gleichzeitig auch zum automatischen Verschließen der Bypass-Leitung im Falle eines Verschlusses des Auslasses 9. Es ist daher trotz Verwendung einer Mengendosierung über eine Bypass-Leitung möglich, eine an sich bekannte Druck­ abschaltung für die Hochdruckpumpe zu verwenden, die zu­ dem mechanisch äußersteinfach und robust aufgebaut ist.

Claims (6)

1. Hochdruckreinigungsgerät mit einer Hochdruckpumpe, einer von dieser zu einem verschließbaren Auslaß führenden Druckleitung, einer von dieser zur Saug­ seite der Pumpe führenden Bypass-Leitung und einem die Bypass-Leitung verschließenden Schließventil, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des Auslasses (9) und stromab­ wärts der Abzweigung der Bypass-Leitung (10) ein Strömungswächter (15, 16, 17) vorgesehen ist, der das Schließventil (13) der Bypass-Leitung (10) verschließt, wenn der Auslaß (9) verschlossen ist.

2. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswächter einen das Schließventil (13) betätigenden Steuerkolben (15) umfaßt, wobei der Steuerkolben (15) auf einer Seite von der Flüssigkeit in einem Bereich der Druckleitung (7) mit verengtem Querschnitt (19) und auf der anderen Seite von der Flüssigkeit in der Druckleitung (7) in einem Bereich stromaufwärts der Verengung (19) beaufschlagt wird, so daß der Steuerkolben (15) das Schließventil (13) der Bypass-Leitung (10) verschließt, wenn die Druckdifferenz auf den beiden Seiten des Steuerkolbens (15) einen bestimmten Wert unterschreitet.

3. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließventil (13) ein Dosierventil ist und daß ein verstellbarer Anschlag (24, 27) vor­ gesehen ist, mit dem die Öffnungsbewegung des Schließventils (13, 15) begrenzbar ist.

4. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch eine Schraubspindel (24) gebildet ist.

5. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Druckleitung (7) an einer Seite ein zylindrischer Steuerraum (14) anschließt, der von dem Steuerkolben (15) in zwei Kammern (16, 17) unter­ teilt wird, von denen eine unmittelbar mit der Druck­ leitung (7) verbunden ist, während die andere mit dem verengten Bereich (19) der Druckleitung (7) in Ver­ bindung steht, daß die Bypass-Leitung (10) auf der dem Steuerraum (14) gegenüberliegenden Seite von der Druck­ leitung (7) abzweigt und daß ein die Bypass-Leitung (10) verschließenden, am Steuerkolben (15) gehaltener Ventilkörper (13) die Druckleitung (7) durchsetzt.

6. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließventil (13) als Nadelventil ausge­ bildet ist.