DE4000184C1 - High pressure valve for pump - has choked-entry nozzle with seat mounted on braking ring having clamping surface - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Düsenventil für Pumpen, das einen verengten Ventileintritt, einen Diffusor, einen konstanten Spaltquerschnitt und einen breiten, balligen Ventilsitz aufweist und das bei niedrigen Druckverlusten für hohe Kolbengeschwindig­ keiten und hohe Förderdrücke geeignet ist.

Ein Düsenventil dieser Art ist aus der DE 34 38 219 A1 bekannt. Bei verspätetem Ventilschließen erfolgt für Ventilgeschwindigkeiten von 6 m/s in dem breiten Ventilsitz eine Dämpfung des Ventilschlages. In der Entgegenhaltung DE-PS 8 43 484 ist ein Düsenrückschlagventil beschrieben. Der dort vorgesehene getrennte Sitzring aus Kunststoff ist bei hoher Ventilgeschwindigkeit nicht für eine Dämpfung bei hohen Förder­ drücken geeignet.

Aus der DE 25 34 316 A1 ist kein Düsenventil nach dem Oberbegriff des Anspruches bekannt, sondern es wird ein Ab­ sperrventil ausgebildet. Auch ist dort kein mit Flüssigkeit beaufschlagter Bremsraum vorgesehen.

Die in der DE 34 38 219 A1 vorgeschlagene Dämpfung des Ventil­ schlages in dem breiten Ventilsitz weist sehr hohe Spaltdrücke auf.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem aus der DE 34 38 219 A1 bekannten Ventil eine verbesserte Dämpfung des Ventilschlages bei dem verspäteten Ventilschließen vorzuschlagen.

Für die Dämpfung des Ventilschlages mit kleinerer Bremskraft durch einen größeren Bremshub wird erfindungsgemäß der breite ballige Ventilsitz auf einem Bremsring angeordnet, der mit großer Dämpfungsfläche und kleinem Bremshub beim Ventilöffnen durch eine starke Feder und den auf den freien Rand wirkenden Druck im Ventil­ eintritt angehoben wird, und beim Ventilschließen durch den hohen Spaltdruck im Ventilsitz, die im Bremsraum eingeschlossene Flüssigkeit verdrängt.

Der vorgeschlagene Bremsring bietet den Vorteil, daß für die gleiche Bremsarbeit durch einen größeren Bremshub die Bremskräfte um 70% vermindert werden.

Bei dem schnellen, verspäteten Ventilschließen liegt die Rück­ strömung für zwei Ventile unter 7%.

In der Zeichnung ist ein Schnitt durch ein Hochdruck-Düsenventil mit Bremsring in einer Pumpe dargestellt. Nach der Zeichnung besteht das für die Druck- und Vordruckventile einer Pumpe mit hoher Kolbengeschwindigkeit und hohem Förderdruck vorgeschlagene Hochdruck-Düsenventil mit Bremsring aus dem Ventil­ körper 4, der eingesetzten Ventilführung 5, der Ventilfeder 6, dem Ventil 3, dem Bremsring 1 und der Feder 2.

Das Hochdruck-Düsenventil mit Bremsring hat bei einem freien Durch­ fluß und glatter Oberfläche durch den verengten Ventileintritt E eine Strömungsbeschleunigung.

In dem hinter dem Ventilspalt S geradlinig angeordneten Diffusor D wird die kinetische Energie wirkungsvoll in Druckenergie umgesetzt. Das Hochdruck-Düsenventil hat wegen einer zulässigen Flächen­ pressung, einer wirkungsvollen Dämpfung des Ventilschlages und eines konstanten Geschwindigkeit einen breiten, balligen Ventil­ sitz und einen gleichbleibenden Spaltquerschnitt, der im äußeren Spaltdurchmesser eine kleinere Spaltstärke hat als im inneren Spaltdurchmesser. Die Spaltstärke im Ventilspalt (S) nimmt somit vom Ventileintritt (E) aus gesehen in Richtung auf den Diffusor (D) ab.

Da die in der DE 34 38 219 A1 vorgeschlagene Dämpfung des Ventilschlages sehr hohe Spaltdrücke hat, wird für eine Dämpfung des Ventilschlages mit kleinerer Bremskraft durch einen größeren Bremshub erfindungsgemäß der breite, ballige Ventilsitz auf dem Bremsring 1 angeordnet, der mit großer Dämpfungsfläche und kleinem Bremshub durch die starke Feder 2 und den auf den freien Rand wirkenden Druck im Ventileintritt E angehoben wird, und beim Ventilschließen durch den hohen Spaltdruck im Ventilsitz, die im Bremsraum eingeschlossene Flüssigkeit verdrängt. Beim Anheben des Bremsringes 1 erfolgt das Einströmen der Flüssig­ keit in den Bremsraum B durch mehrere im Ventilsitz angeordnete Bohrungen C und den Ringkanal R.

Beim Ventilschließen wird bei der Ventilbeschleunigung auch der Bremsring beschleunigt, damit ein harter Aufschlag vermieden wird. Da bei der Dämpfung des Ventilschlages der restliche Bremsringhub viel größer ist als der axiale Bremsspalt des Ventils, muß bei dem Bremsring für die maximale Ventilgeschwindigkeit und für den maximalen Spaltdruck der radiale Bremsspalt bestimmt und bis zum Anschlag des Bremsringes stark vermindert werden.

Für hohe Kolbengeschwindigkeiten ist bei kurzem Ventilhub der Ventildurchmesser größer als der Kolbendurchmesser. Wegen des Ventilschlages ist ein leichtes Ventil und ein leichter Bremsring erforderlich. Außerdem ist für ein schnelles Einströmen in den Pumpenzylinder bei hoher Spaltgeschwindigkeit in dem Vordruckventil (Saugventil) ein Vordruck erforderlich.

Claims (1)

1. Hochdruck-Düsenventil für Pumpen, das einen verengten Ventileintritt (E), einen Diffusor (D), einen konstanten Spaltquerschnitt und einen breiten, balligen Ventilsitz aufweist und das bei niedrigen Druckverlusten für hohe Kolbengeschwindigkeiten und hohe Förderdrücke geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dämpfung des Ventilschlages bei verspätetem Ventilschließen der breite, ballige Ventilsitz auf einem Bremsring (1) angeordnet ist, der eine große Dämpfungsfläche und einen kleinen Bremshub aufweist und der beim Ventilöffnen durch eine Feder (2) und den auf einen freien Rand wirkenden Druck im Ventileintritt (E) angehoben wird, und beim Ventilschließen durch den hohen Spaltdruck im Ventilsitz die in einem Bremsraum (B) eingeschlossene Flüssigkeit in den Ventileintritt (E) verdrängt, und daß beim Anheben des Bremsringes (1) das Einströmen der Flüssigkeit in den Bremsraum (B) durch mehrere im Ventilsitz angeordnete Bohrungen (C) und einen Ringkanal (R) erfolgt.