DE4122527C1

DE4122527C1 - High pressure cleaning appts. with high pressure pump - has flow vol. sensor in pressure line downstream of by=pass branch, acting on stop valve

Info

Publication number: DE4122527C1
Application number: DE4122527A
Authority: DE
Inventors: Johann G. Dipl.-Ing. Wesch (Fh), 7069 Berglen, De
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1992-07-09
Anticipated expiration: 2011-07-09

Abstract

The cleaning apparatus has a high pressure pump and pressure line (2) leading from the discharge side to an outlet opening of adjustable cross-section. A flow vol. sensor (7), mounted in the pressure line downstream of the by-pass branch (4) adjusts the opening properties of the by-pass stop valve (6) in dependence on the flow vol. When the flow vol. in the pressure line decreases, and the flow vol. in the by-pass pipe (4) increases, the stop valve reduces its opening force. ADVANTAGE - Stop valve opening independent of cross-sectional changer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Hochdruckpumpe, einer von deren Druckseite zu einer im Querschnitt verstellbaren Auslaßöffnung führenden Druckleitung, einer von dieser abzweigenden zur Saugseite der Pumpe führenden Bypass-Leitung und einem Schließventil in der Bypass-Leitung, welches bei steigendem Druck in der Druckleitung öffnet.The invention relates to a high-pressure cleaning device a high pressure pump, one from the pressure side to one leading cross-section adjustable outlet opening Pressure line, one branching from this to the suction side the pump bypass line and a closing valve in the bypass line, which in the Pressure line opens.

Ein zu diesem Zweck geeignetes Entlastungsventil ist bei spielsweise bekannt aus der DE-PS 27 04 754. Bei Verwen dung eines solchen Entlastungsventils öffnet die Bypass- Leitung proportional zu dem vor der Auslaßöffnung anste henden Druck. Eine maximale Öffnung der Bypass-Leitung er folgt nur bei plötzlichem Schließen der Pistole und dem damit verbundenen plötzlichen Druckanstieg in der Druck leitung. Bei langsamem Schließen und allmählichem An steigen des Druckes in der Druckleitung öffnet die Bypass- Leitung nur teilweise, so daß ein hoher Druck auch im By pass-Betrieb erhalten bleibt, denn beim langsamen Schließen bleibt die Druckdifferenz zwischen dem Bereich der Bypass-Leitung einerseits und dem Bereich der Druck leitung andererseits so gering, daß eine maximale Öffnung des Schließventils in der Bypass-Leitung nicht möglich ist. Dies führt dazu, daß erhöhte Wärmeverluste auftreten, da die Pumpe auch im Bypass-Betrieb gegen den hohen Druck in der Bypass-Leitung fördern muß.A relief valve suitable for this purpose is at known for example from DE-PS 27 04 754. At Verwen of such a relief valve opens the bypass Pipe proportional to the one in front of the outlet opening pressure. A maximum opening of the bypass line follows only when the gun suddenly closes and the associated sudden surge in pressure management. With slow closing and gradual on increase in pressure in the pressure line opens the bypass Line only partially, so that a high pressure in the By pass operation is maintained because the slow The pressure difference between the areas remains closed the bypass line on the one hand and the area of pressure Line, on the other hand, so low that a maximum opening of the closing valve in the bypass line is not possible is. This leads to increased heat losses, since the pump also works in bypass against the high pressure must promote in the bypass line.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Hochdruckreinigungsgerät der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß beim Ändern des Auslaßquerschnittes der Druckleitung unabhängig von der Schnelligkeit der Querschnittsänderung das Schließ ventil in der Bypass-Leitung so geöffnet wird, daß die Flüssigkeit mit geringem Druck durch die Bypass-Leitung gefördert wird.The object of the invention is a high-pressure cleaning device to improve the generic type so that when changing the outlet cross section of the pressure line regardless of the speed of the cross-section change the closing valve in the bypass line is opened so that the Low pressure fluid through the bypass line is promoted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Hochdruck reinigungsgerät der eingangs beschriebenen Art gelöst, welches gekennzeichnet ist durch einen Volumenstromsensor in der Druckleitung stromabwärts der Abzweigung der By pass-Leitung oder in der Bypass-Leitung, welcher die Öff nungseigenschaften des Bypass-Schließventils in Abhän gigkeit vom Volumenstrom derart verstellt, daß das Schließventil bei abnehmendem Volumenstrom in der Druck leitung beziehungsweise bei zunehmendem Volumenstrom in der Bypass-Leitung die Öffnungskraft des Schließventils herabsetzt.This object is achieved by a high pressure Cleaning device of the type described above solved which is characterized by a volume flow sensor in the pressure line downstream of the By branch pass line or in the bypass line, which the opening characteristics of the bypass shut-off valve depending on The volume flow rate is adjusted so that the Closing valve with decreasing volume flow in the pressure line or with increasing volume flow in the bypass line the opening force of the closing valve belittles.

Nimmt der Volumenstrom in der Druckleitung aufgrund einer Querschnittsverengung der Auslaßdüse ab, führt die dadurch vom Volumenstromsensor erzeugte Herabsetzung der Öffnungs kraft der Bypass-Leitung zwangsläufig dazu, daß das Schließventil stärker geöffnet wird, so daß die durch die Bypass-Leitung der Saugseite der Pumpe zurückgeführte Flüssigkeit unter geringem Druck zurückströmen kann. Wenn die Bypass-Leitung also einmal aufgrund einer Quer schnittsverengung in der Druckleitung geöffnet ist, führt der Abfluß eines Teils der Flüssigkeitsmenge durch die By pass-Leitung seinerseits dazu, daß die Schließkraft des Schließventils in der Bypass-Leitung weiter verringert wird, daß heißt eine einmal erfolgte Öffnung dieses Schließventils verstärkt sich, bis sich ein Gleichgewicht zwischen der durch die Druckleitung strömenden Flüssig keitsmenge und der mit geringem Druck durch die Bypass- Leitung strömenden Flüssigkeitsmenge einstellt.The volume flow in the pressure line increases due to a Cross-sectional constriction of the outlet nozzle leads from that reduction of the opening generated by the volume flow sensor due to the bypass line inevitably that the The closing valve is opened more so that the through the Bypass line of the suction side of the pump returned Liquid can flow back under low pressure. If the bypass line once due to a cross constriction in the pressure line is open, leads the outflow of part of the amount of liquid through the by pass line in turn to ensure that the closing force of the The closing valve in the bypass line is further reduced is, that is, once this has been opened The closing valve increases until there is a balance between the liquid flowing through the pressure line quantity and with low pressure due to the bypass Line flowing amount of liquid adjusts.

Alternativ zur Anordnung in der Druckleitung kann ein solcher Volumenstromsensor auch in der Bypass-Leitung an geordnet werden, wobei er dann selbstverständlich die Öff nungskraft des Schließventils herabsetzt, wenn der Volu menstrom durch die Bypass-Leitung zunimmt.As an alternative to the arrangement in the pressure line, a such volume flow sensor also in the bypass line be ordered, whereby he then of course the public of the closing valve when the volu flow through the bypass line increases.

Es werden also die Volumenströme entweder durch die Druck leitung oder durch die Bypass-Leitung überwacht und in Ab hängigkeit von der Größe dieses Volumenstroms wird die Schließkraft des Schließventils der Bypass-Leitung verän dert.So there are volume flows either through the pressure line or monitored by the bypass line and in Ab depending on the size of this volume flow Change the closing force of the bypass line closing valve different.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht dabei vor, daß als Volumenstromsensor ein Prandtlsches Staurohr ver wendet wird, welches den Steuerkolben eines Schließventils beaufschlagt und dadurch die Öffnungskraft des Schließ ventils in der Bypass-Leitung verändert. Im Falle der An ordnung in der Druckleitung erhöht das Prandtlsche Stau rohr die Öffnungskraft des Schließventils, im Fall der An ordnung in der Bypass-Leitung wird diese Öffnungskraft da gegen erniedrigt.A particularly preferred embodiment provides that as a volume flow sensor a Prandtl pitot tube ver is applied, which is the control piston of a closing valve acted upon and thereby the opening force of the closing valve in the bypass line changed. In the case of the An Order in the pressure line increases the Prandtl congestion pipe the opening force of the closing valve, in the case of the on order in the bypass line, this opening force is there against humiliated.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungs formen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiment forms of the invention is used in connection with the Drawing of the detailed explanation. Show it:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Hochdruck reinigungsgerätes mit Bypass-Leitung und einem die Schließkraft eines Bypass-Schließ ventils verändernden Volumenstromsensor, der wahlweise in der Druckleitung oder in der By pass-Leitung angeordnet ist, und Fig. 1 is a schematic view of a high-pressure cleaning device with bypass line and a closing force of a bypass closing valve changing volume flow sensor, which is arranged either in the pressure line or in the by-pass line, and

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 mit einem als Prandtlsches Staurohr ausgebildeten Volumen stromsensor in der Druckleitung. Fig. 2 is a view similar to FIG. 1 with a volume flow sensor formed as a Prandtl pressure tube in the pressure line.

Das in der Zeichnung dargestellte Hochdruckreinigungsgerät weist eine Hochdruckpumpe 1 auf, die druckseitig über eine Druckleitung 2 zu einer Auslaßdüse 3 mit verstellbarem Querschnitt führt.The high-pressure cleaning device shown in the drawing has a high-pressure pump 1 , which leads on the pressure side via a pressure line 2 to an outlet nozzle 3 with an adjustable cross section.

Zwischen Hochdruckpumpe 1 und Auslaßdüse 3 zweigt von der Druckleitung 2 eine Bypass-Leitung 4 ab, die stromaufwärts des saugseitigen Einlasses der Hochdruckpumpe 1 in eine Saugleitung 5 einmündet. Diese Bypass-Leitung 4 ist an ihrer Abzweigung aus der Druckleitung 2 mittels eines Schließventils 6 verschlossen, welches entgegen einer be stimmten Schließkraft geöffnet werden kann, so daß beim Überschreiten eines bestimmten Druckwertes in der Druck leitung 2 das Schließventil 6 öffnet. A bypass line 4 branches off from the pressure line 2 between the high pressure pump 1 and the outlet nozzle 3 and opens into a suction line 5 upstream of the suction-side inlet of the high pressure pump 1 . This bypass line 4 is closed at its junction from the pressure line 2 by means of a closing valve 6 , which can be opened against a certain closing force, so that when a certain pressure value in the pressure line 2 is exceeded, the closing valve 6 opens.

Stromabwärts der Abzweigung der Bypass-Leitung 4 ist in der Druckleitung 2 ein Volumenstromsensor 7 angeordnet, der in an sich bekannter Weise die pro Zeiteinheit durch den Querschnitt der Druckleitung 2 hindurchtretende Flüs sigkeitsmenge bestimmt. Es kann sich dabei um ein herkömm liches Durchflußmeßgerät handeln. Dieser Volumenstromsen sor 7 ändert über eine Steuerleitung 8 die Schließkraft des Schließventils 6 in der Weise, daß bei steigendem Vo lumenstrom in der Druckleitung 2 die Schließkraft des Schließventils 6 erhöht wird. Dies kann beispielsweise bei einem elektrischen Durchflußmeßgerät dadurch erfolgen, daß eine magnetische Schließkraft des Schließventils erhöht wird.Downstream of the branch of the bypass line 4 is disposed a flow rate sensor 7 in the pressure line 2, determines the sigkeitsmenge in known manner per unit time passing through the cross section of the pressure line 2 flues. It can be a conventional flowmeter. This volumetric flow sensor 7 changes the closing force of the closing valve 6 via a control line 8 in such a way that the closing force of the closing valve 6 is increased with increasing volume flow in the pressure line 2 . In the case of an electrical flow meter, for example, this can be done by increasing the magnetic closing force of the closing valve.

Im Betrieb der beschriebenen Hochdruckreini gungsvorrichtung wird normalerweise bei geschlossenem Schließventil 6 Flüssigkeit von der Hochdruckpumpe 1 zur Auslaßdüse 3 gefördert und dort in Form eines Reinigungs strahles abgegeben. Wird die Auslaßdüse 3 in ihrem Quer schnitt verringert, führt dies zu einem Druckanstieg in der Druckleitung 2, der bei sehr plötzlichem Druckanstieg ausreichen kann, das Schließventil 6 zu öffnen, bei all mählichem Druckanstieg in der Regel jedoch nicht oder nur in geringem Maße. 6 fluid supply device during operation of the high-pressure cleaning described promoted by the high pressure pump 1 to the outlet nozzle 3 and discharged in the form of a beam there cleaning normally closed shut-off valve. If the outlet nozzle 3 is reduced in its cross section, this leads to a pressure increase in the pressure line 2 , which can be sufficient in the event of a very sudden pressure increase to open the closing valve 6 , but not at all or only to a small extent in the event of a gradual pressure increase.

Gleichzeitig mit der Abnahme des Volumenstromes durch die Druckleitung wird jedoch über den Volumenstromsensor 7 die Schließkraft des Schließventils 6 herabgesetzt, so daß auch bei allmählichem Verschließen der Auslaßdüse 3 der dann auftretende Druckanstieg ausreicht, um das Schließ ventil 6 zu öffnen und dadurch einen erheblichen Teil der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit über die Bypass- Leitung der Saugseite der Pumpe zurückzuführen. Dadurch wird unabhängig von der Geschwindigkeit der Querschnitts veränderung der Auslaßdüse allein aufgrund des in der Druckleitung verbleibenden Volumenstromes die Bypass- Leitung so weit geöffnet, daß die über die Bypass-Leitung abströmende Flüssigkeit mit geringem Druck abströmen kann, so daß die von der Pumpe aufzubringende Leistung insgesamt herabgesetzt wird.Simultaneously with the decrease of the volume flow through the pressure line is, however, decreased the closing force of the closing valve 6 via the flow rate sensor 7, so that even if a gradual closing of the outlet nozzle is sufficient 3 of the then occurring pressure rise to the closure to open the valve 6 and thus a significant part of liquid pumped back through the bypass line on the suction side of the pump. As a result, regardless of the speed of the cross-sectional change of the outlet nozzle solely due to the volume flow remaining in the pressure line, the bypass line is opened so far that the liquid flowing off via the bypass line can flow off at low pressure, so that the power to be applied by the pump is reduced overall.

Eine alternative Ausgestaltung ist in dem Ausführungsbei spiel der Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet, bei dieser alternativen Ausgestaltung ist nämlich ein Volumenstrom sensor 7a nicht in der Druckleitung 2 eingesetzt, sondern in der Bypass-Leitung 4. Auch dieser Volumenstromsensor 7a kann über eine Steuerleitung 8a die Schließkraft des Schließventils 6 verändern, diesmal jedoch in umgekehrter Richtung, das heißt bei steigendem Volumenstrom wird die Schließkraft des Schließventils 6 herabgesetzt. Im Prinzip arbeitet diese Vorrichtung genauso, wie die vorher be schriebene: Sobald das Schließventil 6 in der Bypass- Leitung 4 geöffnet wird, tritt ein Volumenstrom durch die Bypass-Leitung 4 hindurch, der von dem Volumenstromsensor 7a gemessen wird. Abhängig von diesem Volumenstrom wird die Schließkraft des Schließventils 6 so verändert, daß eine einmal erfolgte Öffnung des Schließventils verstärkt wird, das heißt die Wirkung ist genau dieselbe wie in dem oben beschriebenen Beispiel mit der Anordnung eines Volu menstromsensors in der Druckleitung.An alternative embodiment is shown in dashed lines in the exemplary embodiment of FIG. 1, because in this alternative embodiment a volume flow sensor 7 a is not used in the pressure line 2 but in the bypass line 4 . This volume flow sensor 7 a can also change the closing force of the closing valve 6 via a control line 8 a, but this time in the opposite direction, that is to say as the volume flow increases, the closing force of the closing valve 6 is reduced. In principle, this device works exactly like the one previously described: As soon as the closing valve 6 in the bypass line 4 is opened, a volume flow passes through the bypass line 4 , which is measured by the volume flow sensor 7 a. Depending on this volume flow, the closing force of the closing valve 6 is changed so that once the opening of the closing valve has been strengthened, that is to say the effect is exactly the same as in the example described above with the arrangement of a volume flow sensor in the pressure line.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird als Volumenstrom sensor 7 in der Druckleitung 2 ein Prandtlsches Staurohr 9 verwendet. Dieses umfaßt ein in der Druckleitung angeord netes, entgegen der Strömungsrichtung offenes Rohrstück 10, welches über eine Verbindungsleitung 11, die in diesem Fall die Steuerleitung 8 bildet, mit einer Kammer 12 eines Steuerzylinders 13 verbunden ist. In diesem Steuerzylinder 13 ist abgedichtet und in Längsrichtung verschieblich ein Steuerkolben 14 gelagert, der den Innenraum des Steuerzy linders 13 in die beschriebene Kammer 12 und in eine zweite Kammer 15 unterteilt, die ihrerseits über eine Leitung 16 mit dem Innenraum der Druckleitung 2 in Ver bindung steht.In the exemplary embodiment in FIG. 2, a Prandtl pitot tube 9 is used as the volume flow sensor 7 in the pressure line 2 . This comprises an in the pressure line net angeord, against the flow direction open pipe section 10 , which is connected via a connecting line 11 , which in this case forms the control line 8 with a chamber 12 of a control cylinder 13 . In this control cylinder 13 is sealed and displaceable in the longitudinal direction, a control piston 14 which divides the interior of the Steuerzy cylinder 13 into the chamber 12 described and into a second chamber 15 , which in turn via a line 16 to the interior of the pressure line 2 in connection stands.

Der Steuerkolben 14 ist über eine Betätigungsstange 17 mit einem Ventilkörper 18 des Schließventils 6 in der Bypass- Leitung 4 verbunden. Dieser Ventilkörper 18 wird normaler weise durch eine sich einerseits am Steuerkolben 14 und andererseits am Steuerzylinder 13 abstützende, in der Kammer 12 angeordnete Feder 19 in Schließstellung ver schoben.The control piston 14 is connected via an actuating rod 17 to a valve body 18 of the closing valve 6 in the bypass line 4 . This valve body 18 is normally pushed by a spring 19 in the closed position, which is supported on the one hand on the control piston 14 and on the other hand on the control cylinder 13 , arranged in the chamber 12 .

Das Prandtlsche Staurohr 9 bildet in dem dargestellten Ausführungsbeispiel den Volumenstromsensor 7, der Steuer zylinder mit dem Steuerkolben 14 und dem Schließventil körper 18 bildet zusammen das Schließventil in der Bypass- Leitung.The Prandtl pitot tube 9 forms the volume flow sensor 7 in the illustrated embodiment, the control cylinder with the control piston 14 and the closing valve body 18 together forms the closing valve in the bypass line.

Im Betrieb wird normalerweise der Ventilkörper 18 durch die Feder 19 in Schließstellung verschoben, wobei bei ge öffneter Auslaßdüse 3 durch den Volumenstrom in der Druck leitung 2 an dem Prandtlschen Staurohr 9 ein Staudruck entsteht, der in der Kammer 12 den Steuerkolben 14 zusätz lich in Richtung der Feder 19 beaufschlagt, also in Schließrichtung. In operation, the valve body 18 is normally moved by the spring 19 into the closed position, with a back pressure created by the volume flow in the pressure line 2 on the Prandtl pitot tube 9 when the outlet nozzle 3 is open, the back pressure in the chamber 12 of the control piston 14 in the additional direction the spring 19 acted upon, that is in the closing direction.

Der Kraft der Feder 19 und der zusätzlichen Schließkraft des Prandtlschen Staurohrs 9 wirkt über die Verbindungs leitung 11 die Druckkraft der Flüssigkeit in der Druck leitung 2 entgegen, wobei die Dimensionierung so gewählt ist, daß bei geöffneter Auslaßdüse 3 der Ventilkörper 18 in Schließstellung verbleibt.The force of the spring 19 and the additional closing force of the Prandtl pitot tube 9 counteracts the pressure force of the liquid in the pressure line 2 via the connecting line 11 , the dimensioning being chosen such that the valve body 18 remains in the closed position when the outlet nozzle 3 is open.

Beim zumindest teilweise erfolgenden Schließen der Auslaß düse 3 nimmt der Staudruck an dem Prandtlschen Staurohr 9 aufgrund des verminderten Volumenstroms in der Druck leitung 2 ab, gleichzeitig nimmt der statische Druck in der Druckleitung 2 zu. Dies führt insgesamt zu einer Ver schiebung des Steuerkolbens 14 und damit zum Abheben des Ventilkörpers 18 von seinem Ventilsitz, das heißt insge samt zu einer Öffnung der Bypass-Leitung 4. Die Öffnung des Ventilkörpers wird dadurch durch zwei gleichgerichtete Effekte hervorgerufen, einerseits durch den Anstieg des statischen Druckes in der Druckleitung 2 und andererseits durch die Abnahme des Staudruckes in dem Prandtlschen Staurohr 9 aufgrund des verminderten Volumenstromes. Dieser Volumenstrom wird auch durch die Öffnung der By pass-Leitung zusätzlich vermindert, so daß sich dieser Ef fekt bei einmal erfolgter Öffnung verstärkt, das heißt auch bei allmählichem Verschließen der Auslaßdüse 3 er folgt eine Öffnung der Bypass-Leitung, die ein Abströmen der Flüssigkeitsmenge durch die Bypass-Leitung bei nied rigem Druck ermöglicht.When at least partially closing the outlet nozzle 3 , the dynamic pressure on the Prandtl pitot tube 9 decreases due to the reduced volume flow in the pressure line 2 , at the same time the static pressure in the pressure line 2 increases. Overall, this leads to a displacement of the control piston 14 and thus to the lifting of the valve body 18 from its valve seat, that is to say to an opening of the bypass line 4 in total. The opening of the valve body is thereby caused by two rectified effects, on the one hand by the increase in the static pressure in the pressure line 2 and on the other hand by the decrease in the dynamic pressure in the Prandtl pitot tube 9 due to the reduced volume flow. This volume flow is also reduced by the opening of the by-pass line, so that this effect is increased once the opening has taken place, that is, even with gradual closing of the outlet nozzle 3, it follows an opening of the bypass line, which allows an outflow of the amount of liquid made possible by the bypass line at low pressure.

Claims

1. High-pressure cleaning device with a high-pressure pump, a pressure line leading from its pressure side to a cross-sectionally adjustable outlet opening, a branching from this, leading to the suction side of the pump bypass line and a shut-off valve in the bypass line, which with increasing pressure in the Pressure line opens, characterized by a volume flow sensor ( 7 ; 7 a) in the pressure line ( 2 ) downstream of the branch of the bypass line ( 4 ) or in the bypass line ( 4 ), which has the opening properties of the bypass closing valve ( 6 ) in dependence on the volume flow adjusted such that the closing valve ( 6 ) with decreasing volume flow in the pressure line ( 2 ) or with increasing volume flow in the bypass line ( 4 ) reduces the opening force of the closing valve ( 6 ).

2. High-pressure cleaning device according to claim 1, characterized in that the volume flow sensor ( 7 ) in the pressure line ( 2 ) arranged Prandtl's pitot tube ( 9 ) which acts on a control piston ( 14 ) of the closing valve ( 6 ) in the direction of increasing the opening force.

3. High-pressure cleaning device according to claim 1, characterized in that the volume flow sensor ( 7 a) in the bypass line ( 4 ) arranged Prandtlsches Pitot tube ( 9 ) which is a control piston ( 14 ) of the closing valve ( 6 ) in the direction of a reduction in Opening force is applied.