DE9301935U1 - Pressure regulator for a mobile agricultural discharge device - Google Patents
Pressure regulator for a mobile agricultural discharge deviceInfo
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WILHELK & DAUSTSR
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D-7000 Stuttgart 1 Hospitalstraße 8 Tel.(0711) 291133/292857D-7000 Stuttgart 1 Hospitalstrasse 8 Tel.(0711) 291133/292857
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Stuttgart,
PW/Ii
G 10 078Stuttgart,
PW/II
G10078
den 10.02.199310.02.1993
landwirtschaftliche Austragvorrichtungagricultural discharge device
Die Erfindung betrifft einen Druckregler für eine verfahrbare landwirtschaftliche Austragvorrichtung einer Flüssigkeit, insbesondere einem Düngemittel oder einem Schädlingsbekämpfungsmittel, mit einer an eine mit einem Speichertank für die Flüssigkeit verbundenen Druckleitung angeschlossenen Strömungskammer, die mit einer Filteranordnung versehen ist, sowie mit einem von der Strömungskammer abgezweigten Spritzkanal für einen zu der Austragvorrichtung führbaren Spritzstrom und mit einem von der Strömungskammer abgezweigten Rücklaufkanal für einen zum Speichertank führbaren Rücklaufstrom.The invention relates to a pressure regulator for a movable agricultural discharge device for a liquid, in particular a fertilizer or a pesticide, with a flow chamber connected to a pressure line connected to a storage tank for the liquid, which is provided with a filter arrangement, and with a spray channel branched off from the flow chamber for a spray flow that can be guided to the discharge device and with a return channel branched off from the flow chamber for a return flow that can be guided to the storage tank.
Solche Druckregler sind bekannt. Dabei werden die Filter von unten an einen entsprechenden Anschlußstutzen des Druckreglers angeschraubt. Beim Abschrauben des Filters läuft daher Flüssigkeit aus dem Druckregler nach unten aus. Am Boden des den Filter enthaltenden Schraubgehäuses setzt sich außerdem ein Flüssigkeitssumpf ab, da die Flüssigkeit von oben in den Filter einströmt und auch nach oben wieder ausströmt.Such pressure regulators are well known. The filters are screwed from below onto a corresponding connection piece of the pressure regulator. When the filter is unscrewed, liquid flows out of the pressure regulator downwards. A liquid sump also forms at the bottom of the screw housing containing the filter, as the liquid flows into the filter from above and also flows out again upwards.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen bezüglich seinem Aufbau und seiner Funktion verbesserten Druckregler zu schaffen.The object of the invention is to create a pressure regulator with improved structure and function.
Diese Aufgabe wird bei einem Druckregler der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Filteranordnung in einem separaten Gehäuseeinsatz angeordnet ist, der - in der Betriebsposition des Druckreglers - mit etwa lotrechter Achse von oben in die Strömungskammer einsetzbar ist und mittels lösbaren Haltemitteln in der Strömungskammer fixierbar ist. Dadurch ist ein sauberes und umweltfreundliches Auswechseln des Filters möglich, da beim Austausch des Filters keine Flüssigkeit auslaufen kann.This task is solved in a pressure regulator of the type mentioned above in that the filter arrangement is arranged in a separate housing insert which - in the operating position of the pressure regulator - can be inserted into the flow chamber from above with an approximately vertical axis and can be fixed in the flow chamber by means of detachable holding means. This enables the filter to be replaced cleanly and in an environmentally friendly manner, since no liquid can leak out when the filter is replaced.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Gehäuseeinsatz mit zylindrisch angeordneten, radialen Austrittsöffnungen für den Spritzstrom versehen, die durch die Filteranordnung abgedeckt sind, und der Gehäuseeinsatz ist wenigstens im Bereich der Filteranordnung axial offen und schließt eingangsseitig an die Druckleitung sowie ausgangsseitig an den Rücklaufkanal an. Da der Austritt des Spritzstromes radial erfolgt und der Rücklaufstrom der Flüssigkeit die Filteranordnung axial durchströmt, kann kein Flüssigkeitssumpf entstehen. Aufgrund der axialen Durchströmung des Gehäuseeinsatzes und damit der Filteranordnung erfolgt eine ständige Selbstreinigung des Filters.In an embodiment of the invention, the housing insert is provided with cylindrically arranged, radial outlet openings for the spray stream, which are covered by the filter arrangement, and the housing insert is axially open at least in the area of the filter arrangement and connects to the pressure line on the inlet side and to the return channel on the outlet side. Since the spray stream exits radially and the return flow of the liquid flows axially through the filter arrangement, no liquid sump can form. Due to the axial flow through the housing insert and thus the filter arrangement, the filter is constantly self-cleaning.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Druckregler für eine verfahrbare landwirtschaftliche Austragvorrichtung einer Flüssigkeit, insbesondere einem Düngemittel oder einem Schädlingsbekämpfungsmittel, mit einem von einer Strömungskammer abgezweigten Rücklaufkanal und einer den Rücklaufstrom regelnden Dosiereinrichtung dadurch gelöst, daß die Dosiereinrichtung einen mit einer Durchtrittsöffnung des Rücklaufkanals zusammenwirkenden, axial verschiebbaren Regelkolben aufweist, dessen Strömungsfläche so auf die Durchtrittsöffnung abgestimmt ist, daß sich eine annähernd lineare Kennlinie zwischen dem DruckThe object of the invention is achieved in a pressure regulator for a movable agricultural discharge device for a liquid, in particular a fertilizer or a pesticide, with a return channel branched off from a flow chamber and a metering device regulating the return flow in that the metering device has an axially displaceable control piston which interacts with a passage opening of the return channel, the flow area of which is matched to the passage opening in such a way that an approximately linear characteristic curve is formed between the pressure
im Druckregler und dem Hub des Regelkolbens ergibt. Dadurch wird eine gleichmäßige und wirksame Regelung erreicht.in the pressure regulator and the stroke of the control piston. This results in uniform and effective control.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Regelkolben lotrecht zur Achse der Durchtrittsöffnung verschiebbar und weist eine schräge, zur Durchtrittsöffnung hin ansteigende Strömungsfläche auf. In weiterer Ausgestaltung ist die schräge Strömungsfläche mit einer in Strömungsrichtung verlaufenden, zur Durchtrittsöffnung linear erweiterten schrägen Einkerbung versehen. Durch diese Maßnahmen wird eine weitgehend lineare Kennlinie bei der Regelung des Rücklaufstromes erreicht.In an embodiment of the invention, the control piston can be moved perpendicular to the axis of the passage opening and has an inclined flow surface that rises towards the passage opening. In a further embodiment, the inclined flow surface is provided with an inclined notch that runs in the direction of flow and expands linearly towards the passage opening. These measures achieve a largely linear characteristic curve when regulating the return flow.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Druckregler für eine verfahrbare landwirtschaftliche Austragvorrichtung einer Flüssigkeit, insbesondere einem Dünge- oder Schädlingsbekämpfungsmittel, mit einem von einer Strömungskammer abgezweigten Rücklaufkanal, der mit einer Umschalteinrichtung zur Führung des Rücklaufstromes zu einem im Speichertank angeordneten Rührwerk oder zu einer Rückführleitung vor eine Pumpe für die im Speichertank befindliche Flüssigkeit versehen ist, dadurch gelöst, daß die Umschalteinrichtung ein 3-Wege-Schiebeventil aufweist, das mit einem Ventilteller zum Absperren einer zu der Pumpe führenden Ventilöffnung versehen ist, der einen in die Ventilöffnung ragenden, derart strömungstechnisch an die Ventilöffnung angepaßten Fortsatz aufweist, daß beim öffnen oder Schließen des Ventils nahezu kein Druckabfall im Druckregler entsteht. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das Schiebeventil durch einen Elektromotor betätigt wird und dadurch eine relativ lange Schaltzeit für einen Schaltvorgang vergeht.The object of the invention is achieved in a pressure regulator for a movable agricultural discharge device for a liquid, in particular a fertilizer or pesticide, with a return channel branched off from a flow chamber, which is provided with a switching device for guiding the return flow to an agitator arranged in the storage tank or to a return line in front of a pump for the liquid in the storage tank, in that the switching device has a 3-way slide valve, which is provided with a valve plate for shutting off a valve opening leading to the pump, which has an extension protruding into the valve opening and adapted to the valve opening in terms of flow in such a way that there is almost no pressure drop in the pressure regulator when the valve is opened or closed. This is particularly advantageous if the slide valve is operated by an electric motor and a relatively long switching time therefore elapses for a switching process.
In Ausgestaltung weist der Fortsatz einen sternförmigen Querschnitt auf. In weiterer Ausgestaltung ist der Fortsatz mit vier axialen, gleichmäßig über den Umfang verteilten Einkerbungen versehen, die sich von einer mit einer konisch zulaufenden Stirnfläche versehenen Grundscheibe aus zum freien Ende desIn its design, the extension has a star-shaped cross-section. In a further design, the extension is provided with four axial notches evenly distributed over the circumference, which extend from a base plate provided with a conically tapered front surface to the free end of the
Fortsatzes erstrecken. Dadurch entsteht nahezu kein Druckabfall im Druckregler.This means that there is almost no pressure drop in the pressure regulator.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist bei einem Druckregler für eine verfahrbare landwirtschaftliche Austragvorrichtung einer Flüssigkeit, insbesondere einem Düngemittel oder Schädlingsbekämpfungsmittel, mit einem von einer Strömungskammer abgezweigten Rücklaufkanal und einem dem Rücklaufkanal zugeordneten, einen Überlastschutz bildenden Sicherheitsventil, das eine zu einer Pumpe führende Öffnung verschließt, vorgesehen, daß das Sicherheitsventil mittels einer mehrstufigen Verstelleinrichtung in verschiedenen Öffnungspositionen fixierbar ist. Dadurch wirkt das Sicherheitsventil zusätzlich als Bypassleitung, wenn ein zu großer Rückstau im Rücklaufkanal entsteht. Durch das Offenhalten des Sicherheitsventils in verschiedenen Positionen kann somit eine erhöhte Durchflußmenge des RücklaufStroms erreicht werden.In a further embodiment of the invention, in a pressure regulator for a movable agricultural discharge device for a liquid, in particular a fertilizer or pesticide, with a return channel branched off from a flow chamber and a safety valve associated with the return channel, forming an overload protection device that closes an opening leading to a pump, it is provided that the safety valve can be fixed in various opening positions by means of a multi-stage adjustment device. As a result, the safety valve also acts as a bypass line if there is too much back pressure in the return channel. By keeping the safety valve open in various positions, an increased flow rate of the return flow can be achieved.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiel der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.Further advantages and features of the invention emerge from the subclaims and from the following description of an embodiment of the invention, which is illustrated with reference to the drawings.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Druckreglers, bei dem ein Filtereinsatz von oben in das Gehäuse des Druckreglers eingesetzt ist,Fig. 1 shows a plan view of an embodiment of a pressure regulator according to the invention, in which a filter insert is inserted into the housing of the pressure regulator from above,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Druckregler nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1, der eine Regeleinrichtung für einen Rücklaufstrom der Flüssigkeit sowie eine Umschalteinrichtung für die Führung des Rücklaufstromes zu einem Rührwerk im Flüssigkeitstank oder alternativ eine Einspeisung des Rücklaufstroms vor einer Pumpe zur Förderung der Flüssigkeit aufweist,Fig. 2 a section through the pressure regulator according to Fig. 1 along the section line II-II in Fig. 1, which has a control device for a return flow of the liquid and a switching device for guiding the return flow to an agitator in the liquid tank or alternatively a feed of the return flow in front of a pump for conveying the liquid,
-S--S-
Fig. 3 in einer Einzelteilansicht den Regelkolben der den
Rücklaufstrom regelnden Drosseleinrichtung,Fig. 3 in a single part view the control piston of the
Return flow regulating throttle device,
Fig. 4 eine Ansicht des Regelkolbens nach Fig. 3 in Richtung des Pfeiles IV nach Fig. 3,Fig. 4 is a view of the control piston according to Fig. 3 in the direction of arrow IV in Fig. 3,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Regelkolben nach Fig. 3,Fig. 5 is a longitudinal section through the control piston according to Fig. 3,
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Regelkolben nach Fig. 3 in
Richtung des Pfeiles VI nach Fig. 3,Fig. 6 is a plan view of the control piston according to Fig. 3 in
Direction of arrow VI in Fig. 3,
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Fortsatzes eines Schiebeventils der Umschalteinrichtung nach Fig. 2,Fig. 7 is a side view of an extension of a slide valve of the switching device according to Fig. 2,
Fig. 8 eine Vorderansicht des Fortsatzes nach Fig. 7, undFig. 8 is a front view of the extension according to Fig. 7, and
Fig. 9 einen Längsschnitt durch den Fortsatz nach den Fig. 7 und 8.Fig. 9 is a longitudinal section through the extension according to Figs. 7 and 8.
Ein Druckregler (1) nach Fig. 1 ist zwischen einem nicht dargestellten Tank zum Speichern eines flüssigen Düngemittels oder eines flüssigen Schädlingsbekämpfungsmittels und einer mehrere Teilbreiten eines Spritzbalkens steuernden Schaltarmatur angeordnet. Der Spritzbalken ist eine landwirtschaftliche Austragvorrichtung, die durch einen Ackerschlepper transportierbar ist. Der Flüssigkeitstank ist vorzugsweise auf dem Ackerschlepper angeordnet. Die zu verspritzende Flüssigkeit wird mittels einer dem Flüssigkeitstank zugeordneten geschwindigkeitsabhängigen Pumpe dem Druckregler (1) zugeführt. Die Ausgangsseite des Druckreglers (1) steht über wenigstens einen der Anschlüsse (2) (Fig. 1 und 2) mit der zuvor beschriebenen Schaltarmatur in Verbindung. Der Druckregler (1) weist im wesentlichen drei Gehäuseteile (4, 5 und 6) auf. Der Gehäuseteil (4) weist eine Eintrittsöffnung (11) für eine über die Pumpe vom Flüssigkeitstank kommende Zuführleitung auf. An diese schließt sich eineA pressure regulator (1) according to Fig. 1 is arranged between a tank (not shown) for storing a liquid fertilizer or a liquid pesticide and a control valve that controls several sections of a spray boom. The spray boom is an agricultural discharge device that can be transported by a tractor. The liquid tank is preferably arranged on the tractor. The liquid to be sprayed is fed to the pressure regulator (1) by means of a speed-dependent pump assigned to the liquid tank. The output side of the pressure regulator (1) is connected to the previously described control valve via at least one of the connections (2) (Fig. 1 and 2). The pressure regulator (1) essentially has three housing parts (4, 5 and 6). The housing part (4) has an inlet opening (11) for a supply line coming from the liquid tank via the pump. This is followed by a
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Strömungskammer (15) für den von der Pumpe zugeführten Flüssigkeitsstrom an. Von der Strömungskammer (15) zweigt eine im Gehäuseteil (5) angeordnete Austrittskammer (21) ab, an die die Anschlüsse (2) angeschlossen sind. Zur gegenüberliegenden Seite zweigt von der Strömungskammer (15) eine Rücklaufkammer (20) ab, die im Gehäuseteil (6) vorgesehen ist.Flow chamber (15) for the liquid flow supplied by the pump. An outlet chamber (21) arranged in the housing part (5) branches off from the flow chamber (15), to which the connections (2) are connected. A return chamber (20) branches off from the flow chamber (15) on the opposite side, which is provided in the housing part (6).
Der Gehäuseteil (4) ist in seiner in Fig. 2 dargestellten Betriebsposition nach oben hin offen und weist an dieser oberen öffnung einen mit einem Außengewinde versehenen Rand auf. Koaxial zu einer Mittellängsachse (36) der Strömungskammer (15) ist in die Strömungskammer (15) von oben ein Gehäuseeinsatz (10) eingesetzt, der aus Kunststoff besteht und mittels eines Schraubdeckels (3) auf den oberen Rand des Gehäuseteiles (4) aufgeschraubt ist. Der Gehäuseeinsatz (10) weist axial übereinanderliegend drei nachfolgend näher beschriebene Teilbereiche auf. Ausgehend von der Eintrittsöffnung (11) wird der erste Teilbereich durch ein hohlzylindrisches Rippengitter (12) gebildet, das mit mehreren zur Mittellängsachse (36) radialen öffnungen versehen ist. Der Durchmesser des Rippengitters (12) ist geringer als der Innendurchmesser der Strömungskammer (15), so daß zwischen dem Außenumfang des Rippengitters (12) und der Innenwandung der Strömungskammer (15) ein Strömungsraum bestehen bleibt. Die Innenseite des Rippengitters (12) ist durch einen umlaufenden Filtermantel (13) abgedeckt. Der zweite Teilbereich schließt an das Rippengitter (12) an und weist eine hohlzylindrische Wandung (16) auf, deren Innenraum in axialer Richtung sowohl nach unten als auch nach oben offen ist.In its operating position shown in Fig. 2, the housing part (4) is open at the top and has an edge with an external thread at this upper opening. Coaxially to a central longitudinal axis (36) of the flow chamber (15), a housing insert (10) is inserted into the flow chamber (15) from above. The housing insert (10) is made of plastic and is screwed onto the upper edge of the housing part (4) by means of a screw cap (3). The housing insert (10) has three sub-areas lying axially one above the other, which are described in more detail below. Starting from the inlet opening (11), the first sub-area is formed by a hollow cylindrical ribbed grid (12) which is provided with several openings radial to the central longitudinal axis (36). The diameter of the ribbed grid (12) is smaller than the inner diameter of the flow chamber (15), so that a flow space remains between the outer circumference of the ribbed grid (12) and the inner wall of the flow chamber (15). The inside of the ribbed grid (12) is covered by a circumferential filter casing (13). The second part area adjoins the ribbed grid (12) and has a hollow cylindrical wall (16), the interior of which is open both downwards and upwards in the axial direction.
Der zweite Teilbereich des Gehäuseeinsatzes (10) befindet sich auf Höhe der Austrittskammer (51) . Die Außenseite der Wandung (16) ist im Bereich der Ober- und der Unterkante der Austrittskammer (51) mit jeweils einem scheibenringförmigen Flansch versehen, wobei der untere Flansch einen geringeren Durchmesser als die Strömungskammer (15) aufweist und exzentrisch zur Mit-The second part of the housing insert (10) is located at the level of the outlet chamber (51). The outside of the wall (16) is provided with a disc-shaped flange in the area of the upper and lower edges of the outlet chamber (51), whereby the lower flange has a smaller diameter than the flow chamber (15) and is eccentric to the center.
tellängsachse (36) nach links verschoben angeordnet ist. Der obere scheibenringförmige Flansch ist an den Innendurchmesser der Strömungskammer (15) angepaßt. Der zwischen der Wandung (16) und der Innenwandung der Strömungskammer (15) gebildete Ringraum wird somit durch den oberen Flansch nach oben abgedichtet. Zur Verbesserung der Dichtwirkung ist im Bereich des oberen Flansches zudem ein gummielastischer O-Ring (18) vorgesehen, dessen Profil^ so bemessen ist, daß er eine Klemmwirkung zwischen Gehäuseeinsatz (10) und Strömungskammer (15) bewirkt.longitudinal axis (36) is arranged shifted to the left. The upper disk-shaped flange is adapted to the inner diameter of the flow chamber (15). The annular space formed between the wall (16) and the inner wall of the flow chamber (15) is thus sealed at the top by the upper flange. To improve the sealing effect, a rubber-elastic O-ring (18) is also provided in the area of the upper flange, the profile of which is dimensioned such that it creates a clamping effect between the housing insert (10) and the flow chamber (15).
Der dritte Teilbereich des Gehäuseeinsatzes (10) befindet sich auf Höhe der öffnung zur Rücklaufkammer (20) im Gehäuseteil (6). Dieser Teilbereich weist ähnlich wie die Wandung (16) eine hohlzylindrische Wandung auf, deren Innenseite zum zweiten Teilbereich nach unten offen ist und deren Außenseite nach oben und nach unten durch einen scheibenringförmigen Dichtflansch begrenzt ist. Auch der obere Dichtflansch ist mit einem O-Ring (19) versehen. Die Innenwandung der Strömungskammer (15) weist knapp oberhalb des O-Ringes (18) und knapp oberhalb des O-Ringes (19) einen Stufensprung mit jeweils geringfügig erweitertem Durchmesser auf. Dadurch wird der Gehäuseeinsatz (10) beim Einsetzen in den Gehäuseteil (4) erst kurz vor Erreichen seiner Endposition geklemmt. Die Wandung des dritten Teilbereichs ist mit mehrere radialen öffnungen (17) versehen, durch die die strömende Flüssigkeit von innen nach außen in den zwischen der Wandung des Teilbereiches und der Strömungskammer (15) gebildeten Ringraum radial nach außen gedrückt wird.The third section of the housing insert (10) is located at the level of the opening to the return chamber (20) in the housing part (6). Similar to the wall (16), this section has a hollow cylindrical wall, the inside of which is open downwards to the second section and the outside of which is limited at the top and bottom by a disc-shaped sealing flange. The upper sealing flange is also provided with an O-ring (19). The inner wall of the flow chamber (15) has a step just above the O-ring (18) and just above the O-ring (19), each with a slightly larger diameter. This means that the housing insert (10) is only clamped into the housing part (4) shortly before it reaches its end position. The wall of the third sub-area is provided with several radial openings (17) through which the flowing liquid is pressed radially outwards from the inside to the outside into the annular space formed between the wall of the sub-area and the flow chamber (15).
Die durch die Eintrittsöffnung (11) einströmende Flüssigkeit wird somit je nach dem Druck in der Strömungskammer (15) teilweise in Richtung der Pfeile (37) durch den Filtermantel (13) radial nach außen gedrückt und - wie durch die Pfeile (39) verdeutlicht ist - aus der Strömungskammer (15) in die Austrittskammer (51) umgeleitet. Der nicht nach außen gedrückte Teilstrom strömt axial in Richtung der Pfeile (38) nach oben und wird aus den radialen öffnungen (17) entsprechend des PfeilesThe liquid flowing in through the inlet opening (11) is thus, depending on the pressure in the flow chamber (15), partially pressed radially outwards through the filter casing (13) in the direction of the arrows (37) and - as shown by the arrows (39) - diverted from the flow chamber (15) into the outlet chamber (51). The partial flow not pressed outwards flows axially upwards in the direction of the arrows (38) and is discharged from the radial openings (17) in accordance with the arrow
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(40) in den Ringraum und durch die öffnung zum Gehäuseteil (6) entsprechend dem Pfeil (41) in die Rücklaufkammer (20) gedrückt. Da der Filtermantel (13) ständig durchströmt wird, erfolgt eine automatische Selbstreinigung. Nach Abschrauben des Deckels (3) ist somit der Gehäuseeinsatz (10) einschließlich des eine Filterpatrone darstellenden Filtermantels (13) nach oben aus der Strömungskammer (15) herausnehmbar. In gleicher Weise kann der Gehäuseeinsatz (10) wieder von oben eingesetzt werden.(40) into the annular space and through the opening to the housing part (6) in accordance with the arrow (41) into the return chamber (20). Since the filter casing (13) is constantly flowing through, automatic self-cleaning takes place. After unscrewing the cover (3), the housing insert (10) including the filter casing (13) representing a filter cartridge can be removed upwards from the flow chamber (15). The housing insert (10) can be reinserted from above in the same way.
Die Rücklaufkammer (20) erweitert sich nach unten und weist eine nachfolgend noch näher beschriebene, horizontal angeordnete Rücklauföffnung (21) sowie eine vertikal angeordnete Sicherheitsöffnung (22) auf. Durch die Rücklauföffnung (21) strömt daher die Flüssigkeit im wesentlichen horizontal, durch die Sicherheitsöffnung (22) vertikal nach unten. Der Druck im Druckregler (1) wird durch eine Drosseleinrichtung (8, 23) geregelt, die mit der Rücklauföffnung (21) zusammenwirkt. Diese Drosseleinrichtung ist durch einen elektromotorischen Stellantrieb (34) betätigbar. Die Drosseleinrichtung (8, 23) arbeitet nach dem Schieberprinzip und weist einen Regelkolben (23) auf, der in einem zur Mittellängsachse (36) der Strömungskammer (15) achsparallelen Hohlzylinder axial verschiebbar ist. Der Hohlzylinder ist Teil des Gehäuseteiles (6). Dieser Hohlzylinder ist zu einer Kammer (33) nach unten offen, in der ein ebenfalls mit einem elektromotorischen Stellantrieb (35) versehenes 3-Wege-Schieberventil horizontal verschiebbar gelagert ist. Die Kammer (33) steht mittels einer Ventilöffnung (30) mit einer Kammer (31) in Verbindung, die in einen nicht dargestellten Anschlußstutzen für eine Leitung der Flüssigkeit zu einem Rührwerk für den Flüssigkeitstank mündet. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Kammer (33) mit einer zur Ventilöffnung (30) koaxialen Ventilöffnung (32) versehen, die die Kammer (33) mit einer Auslaßkammer (26) verbindet. Diese Auslaßkammer (26)The return chamber (20) widens downwards and has a horizontally arranged return opening (21) and a vertically arranged safety opening (22), which will be described in more detail below. The liquid therefore flows essentially horizontally through the return opening (21) and vertically downwards through the safety opening (22). The pressure in the pressure regulator (1) is regulated by a throttle device (8, 23) which interacts with the return opening (21). This throttle device can be actuated by an electric motor actuator (34). The throttle device (8, 23) works according to the slide principle and has a control piston (23) which can be moved axially in a hollow cylinder which is parallel to the central longitudinal axis (36) of the flow chamber (15). The hollow cylinder is part of the housing part (6). This hollow cylinder is open at the bottom to a chamber (33) in which a 3-way slide valve, also provided with an electric motor actuator (35), is mounted so that it can be moved horizontally. The chamber (33) is connected by means of a valve opening (30) to a chamber (31) which opens into a connection piece (not shown) for a line of liquid to an agitator for the liquid tank. On the opposite side, the chamber (33) is provided with a valve opening (32) coaxial with the valve opening (30) which connects the chamber (33) to an outlet chamber (26). This outlet chamber (26)
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weist eine nicht dargestellte Auslaßöffnung für den Anschluß einer an die vom Flüssigkeitstank zur Saugseite der Pumpe führende Leitung auf.has an outlet opening (not shown) for connecting a line leading from the liquid tank to the suction side of the pump.
Der Rücklaufstrom der Flüssigkeit wird im wesentlichen immer über die Auslaßkammer (31) zum Rührwerk und zurück in den Flüssigkeitstank geführt. Wenn der Flüssigkeitstank jedoch weitgehend leer ist, kann die weitere Betätigung des Rührwerkes, das mittels einer weitgehend tangentialen Einströmung des Rücklaufstromes in den Flüssigkeitstank arbeitet, zu einem Schäumen der Restflüssigkeit im Flüssigkeitstank führen. Dies würde zu einer stark verschlechterten Funktion der Austragvorrichtung führen. Um dieses Schäumen zu vermeiden, wird der Rücklaufstrom durch eine entsprechende Schaltung des 3-Wege-Schiebeventils (9) in die Kammer (26) und vor die Pumpe umgeleitet.The return flow of the liquid is essentially always led to the agitator and back into the liquid tank via the outlet chamber (31). However, if the liquid tank is largely empty, further operation of the agitator, which works by means of a largely tangential inflow of the return flow into the liquid tank, can lead to foaming of the residual liquid in the liquid tank. This would lead to a significantly impaired function of the discharge device. To avoid this foaming, the return flow is diverted into the chamber (26) and in front of the pump by switching the 3-way slide valve (9) accordingly.
Um eine sinnvolle Druckregelung durch die Drosseleinrichtung (8) zu erhalten, sind die Rücklauföffnung (21) und der Regelkolben (23) so aufeinander abgestimmt, daß der freie Strömungsquerschnitt zwischen Regelkolben (23) und der Rücklauföffnung (21) eine lineare Kennlinie des Druckes im Druckregler (1) in Abhängigkeit des Hubes des Regelkolbens (23) ergibt. Dazu weist der Regelkolben (23) eine nachfolgend näher beschriebene spezielle Gestaltung auf. Der Regelkolben (23) weist einen mit zwei Ringnuten für die Aufnahme von O-Ringen versehenen zylindrischen Grundkörper auf, der zu seinem freien Ende hin mittels einer umlaufenden Abstufung (43) in einen Strömungskörper geringeren Durchmessers übergeht. Zur Befestigung einer Gewindebuchse zwecks Aufnahme einer Spindel des Stellantriebes ist der Grundkörper zudem mit einer Stufenbohrung (46) versehen. Der Regelkolben (23) weist an seinem freien Ende eine schräge Strömungsfläche (42) auf, deren Winkel zur Vertikalen entsprechend der Anordnung in Fig. 2 beim Ausführungsbeispxel 68° beträgt. In Fig. 2 ist die vollständig geschlossene Position der Drosseleinrichtung (8, 23) dargestellt. Dabei liegt der Regelkolben (23) mit seiner Abstufung (43) auf einem nicht näher bezeichneten Sitz des Hohlzylinders auf. Die schräge StrömungsflächeIn order to achieve effective pressure control through the throttle device (8), the return opening (21) and the control piston (23) are coordinated so that the free flow cross-section between the control piston (23) and the return opening (21) results in a linear characteristic curve of the pressure in the pressure regulator (1) depending on the stroke of the control piston (23). For this purpose, the control piston (23) has a special design described in more detail below. The control piston (23) has a cylindrical base body provided with two annular grooves for receiving O-rings, which transitions towards its free end into a flow body of smaller diameter by means of a circumferential step (43). The base body is also provided with a stepped bore (46) for fastening a threaded bush for receiving a spindle of the actuator. The control piston (23) has an inclined flow surface (42) at its free end, the angle of which to the vertical is 68° in accordance with the arrangement in Fig. 2 in the example embodiment. Fig. 2 shows the fully closed position of the throttle device (8, 23). The control piston (23) rests with its step (43) on a seat of the hollow cylinder (not specified in more detail). The inclined flow surface
(42) ist so angeordnet, daß sie zur Rücklauföffnung (21) hin ansteigt. Wie insbesondere aus den Fig. 3 bis 6 ersichtlich ist, weist die Strömungsfläche (42) des Regelkolbens (23) zudem eine Einkerbung (44) auf, die sich in der in Fig. 2 dargestellten Position zur Rücklauföffnung (21) hin erweitert, d.h. ihre Flanken verlaufen nicht parallel. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel erweitert sich jede Flanke nach außen - auf eine Mittellängsachse der Einkerbung (44) bezogen - um einen Winkel von 10°. Beim Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel des Grundes der Einkerbung (44) zur Vertikalen 50°. Die so gestaltete Strömungsfläche (42, 44) wurde empirisch ermittelt und bewirkt im Zusammenspiel mit der Rücklauföffnung (21) eine weitgehend lineare Druckkennlinie in Abhängigkeit vom Hub des Regelkolbens(42) is arranged so that it rises towards the return opening (21). As can be seen in particular from Fig. 3 to 6, the flow surface (42) of the control piston (23) also has a notch (44) which, in the position shown in Fig. 2, widens towards the return opening (21), i.e. its flanks do not run parallel. In the embodiment shown, each flank widens outwards - relative to a central longitudinal axis of the notch (44) - by an angle of 10°. In the embodiment, the angle of the base of the notch (44) to the vertical is 50°. The flow surface (42, 44) designed in this way was determined empirically and, in conjunction with the return opening (21), produces a largely linear pressure characteristic curve depending on the stroke of the control piston.
Der Ventilöffnung (30) ist ein Ventilteller (29) zugeordnet, der Ventilöffnung (27) entsprechend ein Ventilteller (28) . Beide sind auf einer Spindel des 3-Wege-Schieberventils (9) fixiert. Das 3-Wege-Ventil (9) ist mittels eines elektromotorischen Stellantriebes (35) verstellbar. Um während der relativ langen Schaltzeit von etwa 8 Sekunden keinen Druckabfall im System des Druckreglers (1) zu erhalten, ist ein von dem Ventilteller (28) zu dem freien Ende des 3-Wege-Ventils abragender Fortsatz (32) vorgesehen, der eine besondere strömungstechnische Gestaltung aufweist. Diese nachfolgend beschriebene strömungstechnische Gestaltung bewirkt in Zusammenwirkung mit der Ventilöffnung (27) , daß beim Schalten des 3-Wege-Ventils (9) kein Druckeinbruch entsteht. Wie insbesondere aus den Fig. 7 bis 9 ersichtlich ist, weist der Fortsatz (32) an den Ventilteller (28) anschließend eine tellerförmige Scheibe (46) auf, deren Stirnflächen (49) leicht konisch nach vorne gerichtet ist. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 bis 9 beträgt der Winkel der Stirnfläche (49) relativ zur Scheibe (46) 11°. Der Fortsatz (32) ist innen mit einer Sackbohrung (50) versehen, die an einen Zapfen der Spindel des 3-Wege-Ventils angepaßt ist. Der Fortsatz (32) ist daher auf diesen Zapfen auf-A valve plate (29) is assigned to the valve opening (30), and a valve plate (28) is assigned to the valve opening (27). Both are fixed to a spindle of the 3-way slide valve (9). The 3-way valve (9) is adjustable by means of an electric motor actuator (35). In order to avoid a drop in pressure in the system of the pressure regulator (1) during the relatively long switching time of around 8 seconds, an extension (32) is provided which projects from the valve plate (28) to the free end of the 3-way valve and has a special fluidic design. This fluidic design described below, in conjunction with the valve opening (27), ensures that no drop in pressure occurs when the 3-way valve (9) is switched. As can be seen in particular from Fig. 7 to 9, the extension (32) has a plate-shaped disk (46) adjoining the valve plate (28), the front surface (49) of which is directed slightly conically towards the front. In the embodiment according to Fig. 7 to 9, the angle of the front surface (49) relative to the disk (46) is 11°. The extension (32) is provided with a blind hole (50) on the inside, which is adapted to a pin on the spindle of the 3-way valve. The extension (32) is therefore mounted on this pin.
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setzbar und beispielsweise mittels Verstiften mit diesem verbindbar. Die Scheibe (46) ist zudem über ihren Umfang verteilt mit vier nach außen abragenden Nocken versehen, die in entsprechenden Gleitführungen für eine axiale Verschiebbarkeit des Schaltventils und zur Aufnahme des durch die Spindel erzeugten Drehmoments geführt sind. Die Spitze des Fortsatzes (32) weist einen sternförmigen Querschnitt auf, der durch vier Stege (47) und vier dazu korrespondierende Vertiefungen (48) gebildet wird. Aus fertigungstechnischen Gründen sind die Vertiefungen (48) mit einem etwa halbkreisförmigen Querschnitt versehen.and can be connected to it, for example, by means of pins. The disk (46) is also provided with four outwardly projecting cams distributed over its circumference, which are guided in corresponding sliding guides for axial displacement of the switching valve and for absorbing the torque generated by the spindle. The tip of the extension (32) has a star-shaped cross-section, which is formed by four webs (47) and four corresponding recesses (48). For manufacturing reasons, the recesses (48) are provided with an approximately semicircular cross-section.
Um eine überlastung des Druckreglers (1) zu vermeiden, ist der Rücklaufkammer (20) über eine Sicherheitsöffnung (22) ein Sicherheitsventil (24) zugeordnet. Das Sicherheitsventil (24) gibt die Sicherheitsöffnung (22) ab einem bestimmten überdruck frei, der größer als die Federkraft einer nicht näher bezeichneten Druckfeder ist, so daß das Sicherheitsventil (24) nach unten axial zurückgedrückt wird. Zusätzlich greift an dem Sicherheitsventil (24) eine Verstelleinrichtung (25) an, mittels der das Sicherheitsventil (24) in mehreren Öffnungspositionen fixierbar ist. Dazu weist die Verstelleinrichtung eine durch ein Handrad (7) betätigbare Stufenscheibe auf, die mit der Spindel des Sicherheitsventils (24) in Verbindung steht. Je nach Stellung der Stufenscheibe wird daher das Sicherheitsventil (24) entweder in der dargestellten geschlossenen Position an der Sicherheitsöffnung (22) oder in einer entsprechend der eingestellten Stufe axial entfernten Position fixiert. In diesen Öffnungsstellungen ergibt sich daher über die Sicherheitsöffnung (22) eine Bypassleitung, die insbesondere bei hohem Rückstau von Vorteil ist. Die federbetätigte überlastsicherung des Sicherheitsventils (24) bleibt jedoch trotz der Verstelleinrichtung (25) erhalten.In order to avoid overloading the pressure regulator (1), a safety valve (24) is assigned to the return chamber (20) via a safety opening (22). The safety valve (24) releases the safety opening (22) at a certain excess pressure that is greater than the spring force of an unspecified compression spring, so that the safety valve (24) is pushed back axially downwards. In addition, an adjusting device (25) engages the safety valve (24), by means of which the safety valve (24) can be fixed in several opening positions. For this purpose, the adjusting device has a stepped disk that can be operated by a handwheel (7) and is connected to the spindle of the safety valve (24). Depending on the position of the stepped disk, the safety valve (24) is therefore either fixed in the closed position shown on the safety opening (22) or in a position that is axially distant according to the set step. In these opening positions, a bypass line is created via the safety opening (22), which is particularly advantageous in the event of high backflow. However, the spring-operated overload protection of the safety valve (24) remains intact despite the adjustment device (25).
Claims (13)
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