DK168616B1 - Gennemstrømnings- og overtryksaflastningsventil samt højtryksrenser med en sådan ventil - Google Patents

Description

i DK 168616 B1

Opfindelsen angår en gennemstrømnings- og overtryksaflastningsventil af den i krav l's indledning angivne art.

Det kan i ventiler af denne art være vanskeligt at 5 opretholde et så stort gennemstrømsningstværsnitsareal i den forbindelse til overtryksaflastningsudløbet, som etableres i en overtrykssituation, at der opnås en virkelig effektiv aflastning. Følgen af en utilstrækkelig aflastning kan f.eks. være, at en pumpe, der leverer væske 10 under tryk gennem ventilen, kan blive overbelastet.

Det er på denne baggrund opfindelsens formål at anvise udformningen af en ventil af den indledningsvis nævnte art, hvor gennemstrømningstværsnitsarealet i ventilens overtryksstilling er rigeligt stort til at tilvejebringe den 15 fornødne aflastning, og dette formål opnås ved en ventil, som ifølge opfindelsen tillige udviser de i krav l's kendetegnende del angivne træk. Herved opnås, at ventillegemet af det af fluidumtryk påvirkelige mekaniske organ, der påvirkes af trykket i overtryksaflastnings-20 udløbet, holdes i en stilling, hvor der er tilstrækkelig væskepassage til at sikre den nødvendige aflastning.

Opfindelsen angår også en højtryksrenser af den i krav 8's indledning angivne art, og denne højtryksrenser er ifølge opfindelsen ejendommelig ved det i krav 8's kende-25 tegnende del angivne træk.

Yderligere udførelsesformer for ventilen og højtryksrenseren, hvis virkninger - i den udstrækning de ikke er selv-indlysende - er forklaret i den efterfølgende specielle del af nærværende beskrivelse, er angivet i krav 30 2-7 henholdsvis 9.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor 2 DK 168616 B1 fig. 1 er et længdesnit gennem et udførelseseksempel på en gennemstrømnings- og overtryksaflastningsventil ifølge opfindelsen, vist med ventillegemet i hvilestillingen, 5 fig. 2 - 6 på lignende måde som fig. 1, men i mindre målestok, viser ventilen med ventillegemet i forskellige stillinger, fig. 7 og 8 er stærkt forstørrede snitbilleder af et tætningsorgan og de hermed samvirkende dele, og 10 fig. 9 er et principdiagram over en højtryksrenser, hvori der er anvendt en gennemstrømnings- og over tryks lastningsventil ifølge opfindelsen, hvilken ventil er vist i en driftsstilling svarende til den i fig. 4 viste.

Som vist i fig. 1 omfatter den på tegningen viste gennem-15 strømnings- og overtryksaflastningsventil et ventillegeme 1, der er glidende lejret i et ventilhus 2 under stadig påvirkning af en fjeder 3. I den til venstre på tegningen beliggende del samvirker ventillegemet 1 med en i ventilhuset 2 fastgjort udløbsdel 4, der er udformet med 20 et driftsudløb 4a og et fremspring i form af et dykstempel 4b. I dykstemplet 4b er der udformet en tværgående boring 4c, som når ventillegemet 1 befinder sig i andre stillinger end den i fig. 1 viste lukkestilling, f.eks. de i fig. 3-5 viste driftsstillinger, forbinder et i 25 ventilhuset udformet ventilkammer 2a og dermed et indløb 2b med driftsudløbet 4a.

I denne ende af ventillegemet 1 opnås ventilfunktionen ved samvirket mellem dykstemplet 4b og en cylinder ld, der er udformet som en del af ventil legemet og er tætnet imod 30 dykstemplet 4b ved hjælp af en O-ring 5. Kanaler la forbinder den del af rummet i cylinderen ld, der ligger uden for - dvs. til højre for - dykstemplet 4b, med cylinderkammeret 2a, således at der ikke dannes noget DK 168616 B1 3 lukket rum, der kunne forhindre den frie bevægelse af ventillegemet 1. Som det kan ses af tegningen, sker bevægelsen af ventillegemet 1 på tværs af gennemstrøm-5 ningsretningen i den tværgående boring 4c og/eller retningen af det tryk, som væsken i denne boring udøver på væggen i cylinderen ld. Herved opnås på i princippet kendt måde, at ventillegemet l's bevægelse eller stilling ikke påvirkes af trykforskellen mellem ventilkammeret 2a og 10 driftsudløbet 4a.

Under normal drift, jf. fig. 3-5, afhænger stillingen af ventillegemet 1 alene af trykforskellen mellem ventilkammeret 2a, der som det vil ses står i konstant åben forbindelse med indløbet 2b, og et overbelastningskammer 2c, 15 idet denne trykforskel påvirker ventillegemet 1 gennem et dykstempel lb, der udgør en del af ventillegemet og i de i fig. 1-5 viste stillinger samvirker tætnende med en fastsiddende O-ring 6.

På den ende af ventillegemet 1, som på tegningen vender 20 mod højre, er der fastgjort et stempel 7, der er glidende lejret i en cylinder 7a, som er udformet i ventilhuset 2, idet stemplet 7 er tætnet imod cylinderen 7a ved hjælp af en O-ring 8.

Overbelastningskammeret 2c står i forbindelse, dels med 25 den del af cylinderen 7a, som til enhver tid er beliggende på den mod venstre vendende side af stemplet 7, dels - i det mindste i de i fig. 3-6 viste stillinger af ventillegemet 1 - med et overtryksaflastningsudløb 2d, hvori trykket er forholdsvis lavt, f.eks. fordi det er forbundet 30 med sugesiden i en pumpe, hvis trykside er forbundet med indløbet 2b. Den mod højre vendende side af stemplet 7 fortsætter i en stempelstang 7b, som gennem en rummelig åbning 7c rager ud fra ventilhuset 2 og samvirker med en skala 9, som i det viste eksempel er kalibreret i bar. På 35 grund af den rummelige åbning 7c vil cylinderen 7a i denne 4 DK 168616 B1 ende stå i forbindelse med ventilens omgivelser og dermed i de fleste tilfælde have atmosfærisk tryk.

Den viste ventils funktion skal nu forklares nærmere under 5 henvisning til fig. 1-6 og 9, hvoraf sidstnævnte viser ventilen indbygget i en højtryksrenser, hvoraf kun de allervigtigste dele er vist. På en pumpe 10 er sugesiden forbundet med en væskebeholder 11 og tryksiden forbundet med indløbet 2b på ventilhuset 2. Overtryksaflast-10 ningsudløbet 2d er igennem en ledning 12 forbundet med væskebeholderen 11, således at eventuel væske, som ved optrædende overtryk udlades gennem udløbet 2d, føres tilbage til væskebeholderen 11. I ledningen 12 kan der i givet fald være indskudt et drøvlested 13, hvis funktion 15 skal forklares nærmere i det følgende. Driftsudløbet 4a står gennem en slange 14 i forbindelse med en sprøjte pistol 15 af den art, der er i stand til at afgive en tynd væskestråle med høj hastighed.

Pumpen 10 er indrettet til at drives af en motor 16, i det 20 viste eksempel en elektrisk motor, hvis strømforsyning passerer gennem en udløseafbryder 17, der er indrettet til at påvirkes af stempelstangen 7b, når denne befinder sig i den i fig. 6 viste stilling.

Når motoren 16 i den i fig. 9 viste højtryksrenser igang- 25 sættes, sættes pumpen 10 ligeledes i gang med at pumpe væske fra beholderen 11 til indløbet 2b på ventilhuset 2. Indledningsvis vil situationen være som vist i fig. 2, men så snart trykket fra pumpen stiger, vil ventillegemet 1 bevæge sig mod højre og frilægge den tværgående boring 4c, 30 således at trykket forplanter sig til driftsudløbet 4a og derfra gennem slangen 14 til sprøjtepistolen 15.

Afhængigt af strømningsmodstanden i sprøjtepistolen 15 og pumpen 10’s karakteristik vil trykket i ventilkammeret 2a variere inden for f.eks. intervallet 20-80 bar, jf. fig.

DK 168616 B1 5 3-5, hvor trykket afhængigt af ventillegemet l's stilling kan aflæses på skalaen 9.

Dersom trykket i driftsudløbet 4a skulle stige ud over det 5 nævnte interval, f.eks. på grund af en blokering i slangen 14 eller sprøjtepistolen 15, vil det forøgede tryk i ventilkammeret 2a bevæge ventillegemet 1 endnu længere imod højre til den i fig. 6 viste stilling, hvori dykstemplet lb har passeret forbi O-ringen 6, og en ind-10 snævring lc i ventillegemet skaber væske forbinde Ise mellem på den ene side ventilkammeret 2a og på den anden side overbelastningskammeret 2c, cylinderen 7a og overtryksaflastningsudløbet 2d. På grund af det forholdsvis lave tryk, som hersker i aflastningsudløbet 2d, vil den således 15 skabte forbindelse bevirke en tryksænkning i ventilkammeret 2a, og dette ville, dersom der ikke var truffet foranstaltninger til at modvirke det, bevirke en tilbagegående bevægelse af ventillegemet 1, indtil den nys skabte forbindelse afbrydes af dykstemplet lb - eller også ville 20 ventillegemet blive stående i en ligevægtsstilling, hvor der var en snæver passage mellem O-ringen 5 og den ende af dykstemplet lb, der ligger nærmest indsnævringen lc. Det vil være indlysende, at under sådanne omstændigheder vil der højst kunne ske en begrænset sænkning af overtrykket i 25 ventilkammeret 2a og de hermed forbundne dele.

Imidlertid vil stemplet 7a, hvis effektive påvirkningsflade er betydeligt større end dykstemplet lb's, blive påvirket af den væske, som i den i fig. 6 viste stilling strømmer ud mellem indsnævringen lc og O-ringen 6. Ved 30 passende dimensionering vil den hydrostatiske kraft, som herved udøves på stemplet 7, være tilstrækkelig til at holde ventillegemet 1 i den i fig. 6 viste stilling og dermed sikre et frit udløb til overtryksaflastningsudløbet 2d. For at sikre, at det tryk, som i denne 35 situation påvirker stemplet 7, er tilstrækkeligt, kan det nævnte drøvlested 13 være indskudt i ledningen 12.

6 DK 168616 B1

Det vil kunne indses, at i den i fig. 6 viste stilling er ventilen ophørt med at fungere som trykmåler, idet ventillegemet nu påvirkes mod kraften fra fjederen 3 på en anden 5 måde end i de øvrige stillinger. Af denne årsag er skalaen 9 på det pågældende sted forsynet med angivelsen "ol" (forkortelse for eng. "overload") så at brugeren kan se, at der nu foreligger en overbelastningstilstand. I det i fig. 9 viste eksempel kan denne visning ledsages af funk-10 tionen af udløseafbryderen 17, som af stemplet 7b, når dette befinder sig i overbelastningsstillingen som vist i fig. 6, påvirkes til at afbryde strømmen til motoren 16 og derved standse pumpen 10. Det skal her bemærkes, at uden en udløseafbryder som den viste med henvisningsbetegnelsen 15 17 vil det i alle tilfælde være nødvendigt at standse pumpen i en sådan overbelastningssituation, eftersom den i fig. 6 viste stilling af ventillegemet 1 på grund af stemplet 7's virkning er stabil helt ned til ret lave tryk.

20 Som det navnlig fremgår af fig. 7 og 8, er O-ringen 6 indlagt i en underskåren not, der er dannet ved sammenstilling af to styreringe 6a og 6b, som ligger fast i ventilhuset 2. Herved opnås dels, at O-ringen 6 i den i fig. 6 og 8 viste stilling af ventillegemet 1 modstår den 25 forbipasserende væskestrøms tilbøjelighed til at rive O-ringen med sig i strømretningen, dels at risikoen for overklipning eller anden beskadigelse af O-ringen undgås, når dykstemplet lb fra den i fig. 8 viste stilling bevæges mod venstre og igen komme i indgreb med O-ringen.

DK 168616 B1 7

GENS TAND S FORTEGNEL S E

1 ventillegeme la kanaler lb (første) dykstempel lc indsnævring ld cylinder 2 ventilhus 2a ventilkammer 2b indløb 2c overbelastningskammer 2d overtryksaflastningsudløb 3 fjeder 4 udløbsdel 4a driftsudløb 4b (andet) dykstempel 4c tværgående boring 5 O-ring 6 O-ring 6a styrering 6b styrering 7 stempel 7a cylinder 7b stempelstang 7c åbning 8 O-ring 9 skala 10 pumpe 11 væskebeholder 12 ledning 13 drøvlested 14 slange 15 sprøjtepistol 16 motor 17 udløseafbryder

Claims (9)

1. Gennemstrømnings- og overtryksaflastningsventil af den art, der omfatter 5 a) et ventilhus (2) med et indløb (2b), et driftsudløb (4a) og et overtryksaflastningsudløb (2d) samt et herimellem beliggende ventilkammer (2a), der til stadighed står i forbindelse med indløbet (2b), og b) et fjederbelastet ventillegeme (1), der er bevægeligt 10 lejret i ventilkammeret (2a) og indrettet til under påvirkning af trykket i ventilkammeret (2a) bl) i en første stilling (fig. 2) ved lavt eller intet tryk i ventilkammeret (2a) at holde en første forbindelse mellem ventilkammeret (2a) og driftsudløbet (4a) 15 lukket og en anden forbindelse mellem ventilkammeret (2a) og overtryksaflastningsudløbet (2d) ligeledes lukket, b2) i andre stillinger (fig. 3-5) ved normalt driftstryk i ventilkammeret (2a) at holde den første forbindelse 20 åben og den anden forbindelse lukket, og b3) i en tredje stilling (fig. 6) ved overtryk i ventilkammeret (2a) at holde den anden forbindelse åben, kendetegnet ved, c) et af fluidumtryk påvirkeligt mekanisk organ, såsom et 25. en cylinder (7a) glidende lejret stempel (7), der står i forbindelse med overtryksaflastningsudløbet (2d) og er indrettet til af det heri herskende tryk at holde ventillegemet (1) i den nævnte tredje stilling (fig. 6) med en kraft, der er større end den kraft, 30 hvormed ventillegemet (1) mod fjederkraften gennem de andre stillinger (fig. 3-5) bevæges hen imod denne tredje stilling (fig. 6).

2. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, a) at ventillegemet (1) er indrettet til af en fjeder (3) 35 at til stadighed påvirkes hen imod den første stilling (fig. 2) og omfatter et første dykstempel (lb), som 9 DK 168616 B1 kun i den første (fig. 2) og de andre (flg. 3-5) stillinger samvirker tætnende med et tætningsorgan (6), der er fastgjort i ventilhuset (2) mellem venti 1-5 kammeret (2a) og overtryksaflastningsudløbet (2d), idet ventillegemet (1) på det sted, som i den tredje stilling (fig. 6) er beliggende ved tætningsorganet (6), har en indsnævring (lc) til i denne stilling at danne passage mellem ventilkammeret (2a) og overtryks-10 aflastningsudløbet (2d), og b) at det af fluidumtryk påvirkelige mekaniske organ (7,7a) udgøres af et stempel-cylinder-aggregat, hvis cylinder (7a) på sit stempels (7) ene side står i forbindelse med overtryksaflastningsudløbet (2d) og 15 på stemplets anden side med ventilens omgivelser, og hvis stempel (7) har en større effektiv diameter end og er mekanisk forbundet med dykstemplet (lb).

3. Ventil ifølge krav 2, kendetegnet ved, at stem-pel-cylinder-aggregatets (7,7a) stempelstang (7b) er for- 20 bundet med eller udgør viseren i en trykmåler (7b,9).

4. Ventil ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den første forbindelse omfatter en del-ventil bestående af a) et til ventilhuset (2) fastgjort andet dykstempel (4b) med en tværgående boring (4c), der står i 25 forbindelse med driftsudløbet (4a), og b) en med det andet dykstempel (4b) samvirkende cylinder (ld), der udgør en del af ventillegemet (1), og hvis indre uden for det andet dykstempel (4b) gennem dertil indrettede kanaler (la) står i forbindelse med ventil- 30 kammeret (2a), hvilken cylinder (ld) i den første stilling (fig. 2) dækker den nævnte boring (4c) i det andet dykstempel (4b) og i de andre stillinger (fig. 3-5) frilægger den.

5. Ventil ifølge et eller flere af kravene 2-4, 35 kendetegnet ved, at det med det første dykstempel (lb) i DK 168616 B1 10 den første (fig. 2) og de andre (fig. 3-5) stillinger samvirkende tætningsorgan (6) omfatter eller udgøres af en O-ring, der er indlagt i en underskåren not i den del 5 (6a,6b) af ventilhuset.

6. Ventil ifølge krav 5, kendetegnet ved, at den del (6a,6b), hvori den underskårne not er udformet, består af to underdele, hvoraf den ene (6a) omfatter notens ene side og bund, og den anden (6b) notens anden side.

7. Ventil ifølge et eller flere af kravene 1-6, kendetegnet ved, at ventillegemet (1) tilsammen med det af fluidumtryk påvirkelige mekaniske organs (7,7a) bevægelige del (7,7b) har en så ringe masse, at det kan følge pulsationer på pumpens trykside og dermed begrænse disse 15 pulsationers overførsel til driftsudløbet (4a).

8. Højtryksrenser af den art, der omfatter a) en pumpe (10), og b) med pumpen (10) samvirkende gennemstrømnings- og overtryksaflastningsventilorganer (1,2), der er indrettet 20 til bl) når trykket på pumpens trykside ligger under en forud bestemt værdi, at holde forbindelsen mellem pumpens trykside og et driftsudløb (4a) lukket, b2) når trykket på pumpens trykside ligger i et interval 25 mellem den førstnævnte værdi og en højere værdi, at holde den nævnte forbindelse åben, og b3) når trykket på pumpens trykside ligger over sidstnævnte, højere værdi, at etablere en forbindelse mellem pumpens trykside og dens sugeside, 30 kendetegnet ved, c) at de (i pkt. b ovenfor) nævnte gennemstrømnings- og overtryksaflastningsventilorganer udgøres af en ventil ifølge et eller flere af kravene 1-7.

9. Højtryksrenser ifølge krav 8 med en ventil ifølge 11 DK 168616 Bl krav 2, kendetegnet ved, at stempel-cylinderaggregatets (7,7a) stempelstang (7b) er indrettet til at samvirke med en afbryder (17) indskudt i strømforsyningen til pumpens 5 (10) drivmotor (16) på en sådan måde, at afbryderen aktiveres til at afbryde strømforsyningen, når trykket på pumpens (10) trykside overskrider den nævnte, højere værdi.