WO2004111452A1 - High-pressure pump - Google Patents

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WO2004111452A1
WO2004111452A1 PCT/CH2004/000324 CH2004000324W WO2004111452A1 WO 2004111452 A1 WO2004111452 A1 WO 2004111452A1 CH 2004000324 W CH2004000324 W CH 2004000324W WO 2004111452 A1 WO2004111452 A1 WO 2004111452A1
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WO
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hydraulic
pressure
control head
pressure pump
relief valve
Prior art date
Application number
PCT/CH2004/000324
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French (fr)
Inventor
Dietmar Kaiser
Original Assignee
Dietmar Kaiser Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Dietmar Kaiser Ag filed Critical Dietmar Kaiser Ag
Publication of WO2004111452A1 publication Critical patent/WO2004111452A1/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/002—Hydraulic systems to change the pump delivery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F04B9/109—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers
    • F04B9/111—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers with two mechanically connected pumping members
    • F04B9/113—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers with two mechanically connected pumping members reciprocating movement of the pumping members being obtained by a double-acting liquid motor

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure pump, for example for use with a sewer cleaning vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
  • High-pressure pumps of the generic type have a wide range of applications. For the cleaning of tanks, shafts, sewers, water or a similar fluid medium is usually applied under high pressure so that impurities can be removed. High-pressure pumps operated with hydraulic fluid are often used to generate the required high working pressure of the applied medium, which can be up to 200 bar and more.
  • a first piston is periodically moved back and forth via a hydraulic fluid circuit in a closed housing.
  • a control head has all the necessary channels, bores and changeover valves for controlling the flow of hydraulic fluid, usually hydraulic oil, for moving the hydraulic piston.
  • the hydraulic piston is connected to a compressor piston which can be moved back and forth periodically in a connected housing part in accordance with the movement of the hydraulic piston.
  • the compressor piston divides the interior of the housing part into two chambers.
  • High-pressure pumps are therefore also known in which an overpressure safety device, for example a pressure relief valve, is arranged within the control head for the hydraulic part of the high-pressure pump.
  • the arrangement of the pressure relief valve within the control head means that the entire control head, with all of its channels and bores for the hydraulic fluid, is to be regarded as a safety-relevant device.
  • each individual control head with an integrated pressure relief valve must therefore be checked and approved by a licensing authority. Even if it is possible to obtain overall approval for one type of control head, this is restricted to this type.
  • approvals of safety-relevant facilities are always limited to the respective state or territory for which or for which they were granted. For each modification of the control head, for a different control head type or for a delivery to a state or territory that is not covered by the approval, new separate approvals must be carried out in accordance with the applicable regulations.
  • the object of the present invention is therefore to avoid the disadvantages of the high-pressure pumps of the prior art.
  • a high-pressure pump is to be created which can be operated reliably and safely and can be easily adapted to the respective safety requirements.
  • the high-pressure pump should be equipped with an overpressure safety device, which environmental damage largely prevented.
  • the high-pressure pump should be inexpensive for the manufacturer and for the user.
  • the invention proposes a high-pressure pump, for example for use with a canal cleaning vehicle, which has the features stated in the characterizing section of patent claim 1. Further developments and / or advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the invention provides a high-pressure pump with a hydraulic part which has a hydraulic piston which can be moved periodically in a closed housing, with a compressor part for a fluid medium, for example water, which has a compressor piston which is arranged displaceably in a housing adjoining the hydraulic part and with the hydraulic piston is connected, and with a control head for the hydraulic part, which with channels, bores and
  • Switching valves for the hydraulic part is connected and has a pressure relief valve.
  • the pressure relief valve is arranged outside the control head, preferably in the supply line for the hydraulic fluid.
  • the control head Since the pressure relief valve is arranged outside the control head for the hydraulic part, the control head is not a safety-relevant component that is subject to approval.
  • the pressure relief valve located outside the control head can be selected according to the requirements of the respective state or region. Only the pressure relief valve needs to be checked. Modifications to the control head, the channel and bore guide no longer affect the approval. A tested pressure relief valve can also be used for other control heads. As a result, high-pressure pumps are also more economical to manufacture.
  • the pressure-limiting valve arranged on the hydraulic side, preferably in the feed line for the hydraulic fluid, makes it possible to dispense with pressure-limiting on the fluid side. A conventional pressure limiter without a rupture disc can therefore be used. Soiling from the Fluid pressure escaping under high pressure is thereby avoided.
  • the pressure relief valve can be arranged completely detached from the control head in the supply line for the hydraulic fluid, usually hydraulic oil.
  • the pressure relief valve can advantageously be connected to a hole provided in the control head.
  • the pressure relief valve can preferably be screwed detachably into the bore on the control head. The fact that the pressure relief valve is mounted directly on the control head ensures that the high-pressure pump has already been approved and approved by the manufacturer or supplier
  • Pressure relief valve is equipped. This can also be indicated by additional markings, lead seals or the like. The user only has to connect the high-pressure pump to the existing hydraulic lines and does not have to worry about overpressure protection. If required, the pressure relief valve can be replaced very easily by specialist personnel.
  • a collecting device is preferably provided for the hydraulic fluid emerging from the pressure relief valve in the event of excess pressure. This ensures that no hydraulic fluid can escape into the environment.
  • the device can preferably also be connected to a reservoir for the hydraulic fluid. In this case, it is a completely closed system from which no hydraulic fluid can escape.
  • An already type-tested safety component is advantageously used as a pressure relief valve.
  • Such components are available on the market in the respective countries or regions. They have already been checked and approved. This usually eliminates the need for a further type test or approval for the high pressure pump.
  • the channels and bores of the control head in deflection, junction and cross areas rounded, preferably continuous, contours and transitions. This optimization of the channel contours and geometries avoids undesirable turbulence and turbulence, which could lead to an uncontrolled build-up of pressure within the control head.
  • the more favorable flow conditions in the control head reduce the energy required to operate the hydraulic part, which is an additional advantage that should not be underestimated for the user.
  • the control head is arranged between the hydraulic part and the compressor part.
  • the arrangement according to the invention of the pressure relief valve outside the control head is suitable for all generic high pressure pumps.
  • the embodiment is not limited to the arrangement of hydraulic part and compression part outlined in the following description.
  • the hydraulic part can also be arranged centrally between two compressor parts for a fluid medium, for example water.
  • the hydraulic piston is connected to the compressor pistons arranged on both sides in an axial extension.
  • the only schematic illustration shows an axial section of a generic high-pressure pump, which is provided overall with the reference number 1.
  • the high-pressure pump 1 shown comprises a hydraulic part 2 and a compressor part 3.
  • a hydraulic piston 22 is periodically moved back and forth via a hydraulic fluid circuit 26, 2728 in a closed housing 21, the hydraulic cylinder.
  • the hydraulic piston 22 divides the hydraulic cylinder into two chambers 24, 25, which are alternately filled or emptied with pressurized hydraulic fluid.
  • a control head 5 has all the necessary channels and bores, as well as a changeover valve 51 for controlling the flow of the hydraulic fluid, usually hydraulic oil, for moving the hydraulic piston.
  • the two switching states of the changeover valve 51 are indicated schematically in FIG.
  • the hydraulic piston 22 is connected to a compressor piston 32 via a piston rod 23.
  • the compressor piston 32 can be moved back and forth periodically in a connected housing part 31 according to the movement of the hydraulic piston 22. In many cases the two housing parts 21, 31 are combined to form a single common housing.
  • the passages of the piston rod 23 are sealed on the hydraulic side and on the compressor side from the respective media, mostly hydraulic oil H and water W.
  • the compressor piston 32 divides the interior of the housing part 31 into two chambers 34, 35.
  • the chambers 34, 35 are connected to a supply line 36 for the fluid medium W.
  • Inlet valves 38 control access to one 34 or the other chamber 35.
  • the two chambers are connected to an outflow line 37 for the fluid medium W expelled under high pressure.
  • Outflow valves 39 regulate the alternating outflow of the fluid medium from the two chambers 34, 35.
  • the fluid medium for example water W
  • the fluid medium W is pressed out of the second chamber 34 under high pressure.
  • the inlet and outlet valves 38, 39 can be actuated automatically by the flow of the fluid medium W and regulate the suction of the fluid medium W into the first or the second chamber or the discharge from the second or the first chamber.
  • a gas-filled bladder 41 is arranged within the pressure container 4 and is more or less compressible.
  • the compressor piston 32 stands still for a short time and does not convey any water. So that no abrupt pressure drop occurs in this phase, the compressed medium 41 presses the fluid medium out of the pressure vessel 4 into the outflow line 37. As a result, the pressure of the pressed medium can be kept largely constant. The pressure drop that may still occur is very small.
  • a pressure relief valve 6 is provided as a pressure relief device.
  • the pressure relief valve 6 is arranged outside the control head 5, in the feed line 26 for the hydraulic fluid H.
  • the pressure relief valve 6 is shown in the schematic drawing. Distance from the control head 5 shown.
  • the control head 5 is advantageously equipped with a bore that branches off from the supply line for the hydraulic fluid and is designed for the direct connection of the pressure relief valve 6.
  • the bore is preferably provided with an internal thread, into which the pressure limiting valve 6 can be screwed releasably.
  • the pressure relief valve 6 is triggered at a predeterminable excess pressure and thereby prevents an undesirable, safety-relevant pressure build-up in the high pressure pump 1.
  • a pressure-tested valve 6 is advantageously a type-tested component.
  • a pressure relief valve from Denison Hydraulic, type R4V can be used.
  • the hydraulic fluid H emerging at the pressure relief valve 6 in the event of activation is advantageously collected and returned to a reservoir for the hydraulic fluid H. It can also be provided that the pressure limiting valve 6 directs the hydraulic fluid H fed via the feed line 26 directly back into the discharge line 27.
  • the arrangement of the pressure relief valve according to the invention is suitable for all generic high pressure pumps.
  • the control head is arranged between the hydraulic part and the compressor part.
  • the arrangement according to the invention of the pressure limiting valve outside the control head is suitable for all generic high pressure pumps.
  • the embodiment is not limited to the arrangement of hydraulic part and compression part outlined in the following description.
  • the hydraulic part can also be arranged centrally between two compressor parts for a fluid medium, for example water. to be in order.
  • the hydraulic piston is connected to the compressor pistons arranged on both sides in an axial extension.

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Abstract

The invention relates to a high-pressure pump containing a hydraulic part (2) with a hydraulic piston (22) that can be periodically displaced in a closed housing (21). Said pump comprises a compressor part (3) for a fluidic medium (W), for example water, said part having a compressor piston (32), which is displaceably mounted in a housing (31) that adjoins the hydraulic part (2) and which is connected to the hydraulic piston (22). The pump also comprises a control head (5) for the hydraulic part (2), said head being provided with channels, bores and a reversing valve (51) for the hydraulic flow (H) and having a pressure control valve (6). According to the invention, the pressure control valve (6) is located outside the control head (5), preferably in the supply line (26) for the hydraulic fluid (H).

Description

Hochdruckpumpe high pressure pump
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, beispielsweise zum Einsatz mit einem Kanalreinigungsfahrzeug, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a high-pressure pump, for example for use with a sewer cleaning vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
Hochdruckpurnpen der gattungsgemässen Art weisen ein vielfältiges Anwendungsgebiet auf. Für die Reinigung von Tanks, Schächten, Abwasserkanälen wird meist Wasser oder ein ähnliches fluides Medium unter hohem Druck ausgebracht, damit Verunrei- nigungen abgetragen werden können. Zur Erzeugung des erforderlichen hohen Arbeitsdrucks des ausgebrachten Mediums, der bis zu 200 bar und mehr betragen kann, werden vielfach mit Hydraulikflüssigkeit betriebene Hochdruckpumpen eingesetzt.High-pressure pumps of the generic type have a wide range of applications. For the cleaning of tanks, shafts, sewers, water or a similar fluid medium is usually applied under high pressure so that impurities can be removed. High-pressure pumps operated with hydraulic fluid are often used to generate the required high working pressure of the applied medium, which can be up to 200 bar and more.
Bei derartigen Hochdruckpumpen wird ein erster Kolben über einen Hydraulikflüs- sigkeitskreislauf in einem abgeschlossenen Gehäuse periodisch hin- und herbewegt. Ein Steuerkopf weist alle erforderlichen Kanäle, Bohrungen und Umschaltventile für die Steuerung des Flusses der Hydraulikflüssigkeit, meist Hydrauliköl, zur Bewegung des Hydraulikkolbens. Der Hydraulikkolben ist mit einem Verdichterkolben verbunden, der in einem angeschlossenen Gehäuseteil gemäss der Bewegung des Hydraulik- kolbens periodisch hin- und herbewegbar ist. Der Verdichterkolben teilt das Innere des Gehäuseteils in zwei Kammern. Somit wird während der Ansaugung des fluiden Mediums, beispielsweise von Wasser, in die eine Kammer das fluide Medium unter hohem Druck aus der zweiten Kammer ausgepresst. Bei der Umkehrung der Bewegungsrichtung des Hydraulikkolbens wird durch die umkehrte Bewegung des Verdichter- kolbens das fluide Medium in die zweite Kammer eingesaugt, während das fluide Medium unter hohem Druck aus der ersten Kammer ausgepresst wird. Automatisch betätigbare Ventile regeln die Ansaugung des fluiden Mediums in die erste bzw. die zweite Kammer bzw. den Ausstoss aus der zweiten bzw. der ersten Kammer. Ein in der Ausstossleitung für das fluide Medium angeordneter Druckbehälter regelt den Druck des ausgestossenen Mediums. Derartige Hochdrucksysteme müssen aus Sicherheitsgründen mit einer Überdrucksicherung ausgestattet sein. Vielfach besteht diese Überdrucksicherung aus einer am Druckbehälter vorgesehenen Berstscheibe. Wenn der Überdruck ein vorgegebenenes Mass überschreitet, bricht die Berstscheibe am Druckbehälter und das fluide Medium kann aus dem Druckbehälter austreten. Dadurch können gefährliche Drucküberhöhungen in der Hochdruckpumpe vermieden werden. Allerdings führt das unter hohem Druck austretende Medium zu ziemlich grossen Verunreinigungen in der Umgebung der Hochdruckpumpe. Ausserdem muss nach Behebung des Problems, das den Überdruck verursacht hat, die Berstscheibe wieder ersetzt werden.In high pressure pumps of this type, a first piston is periodically moved back and forth via a hydraulic fluid circuit in a closed housing. A control head has all the necessary channels, bores and changeover valves for controlling the flow of hydraulic fluid, usually hydraulic oil, for moving the hydraulic piston. The hydraulic piston is connected to a compressor piston which can be moved back and forth periodically in a connected housing part in accordance with the movement of the hydraulic piston. The compressor piston divides the interior of the housing part into two chambers. Thus, during the suction of the fluid medium, for example water, into which one chamber the fluid medium is pressed out of the second chamber under high pressure. When the direction of movement of the hydraulic piston is reversed, the fluid medium is sucked into the second chamber by the reversed movement of the compressor piston, while the fluid medium is pressed out of the first chamber under high pressure. Automatically operated valves regulate the suction of the fluid medium into the first or the second chamber or the discharge from the second or the first chamber. A pressure vessel arranged in the discharge line for the fluid medium regulates the pressure of the discharged medium. For safety reasons, such high-pressure systems must be equipped with an overpressure safety device. In many cases, this overpressure protection consists of a rupture disc provided on the pressure vessel. If the overpressure exceeds a predetermined level, the rupture disc on the pressure vessel breaks and the fluid medium can escape from the pressure vessel. This can avoid dangerous pressure increases in the high pressure pump. However, the medium escaping under high pressure leads to quite large impurities in the vicinity of the high-pressure pump. In addition, once the problem that caused the overpressure has been rectified, the rupture disc must be replaced.
Es sind daher auch Hochdruckpumpen bekannt, bei denen innerhalb des Steuerkopfes für den Hydraulikteil der Hochdruckpumpe eine Überdrucksicherung, beispielsweise ein Druckbegrenzungsventil, angeordnet ist. Die Anordnung des Druckbegrenzungsventils innerhalb des Steuerkopfes führt dazu, dass der gesamte Steuerkopf, mit all seinen Kanälen und Bohrungen für die Hydraulikflüssigkeit als sicherheitsrelevante Einrichtung zu betrachten ist. Zur Erfüllung von Sicherheitsnormen und -Vorschriften muss daher jeder einzelne Steuerkopf mit integriertem Druckbegrenzungsventil von einer Zulassungsbehörde geprüft und genehmigt werden. Selbst wenn es gelingt eine gesamthafte Zulassung für einen Typ von Steuerkopf zu erhalten, ist diese auf diesen Typ beschränkt. Ausserdem sind Zulassungen sicherheitsrelevanter Einrichtungen immer auf den jeweiligen Staat bzw. das jeweilige Territorium beschränkt, für welchen bzw. welches sie gewährt wurden. Für jede Modifikation des Steuerkopfes, für einen anderen Steuerkopftyp oder bei einer Lieferung in einen Staat oder in ein Territorium, welches von der Zulassung nicht umfasst ist, müssen wieder neue separate Zulassun- gen gemäss den jeweils geltenden Bestimmungen durchgeführt werden.High-pressure pumps are therefore also known in which an overpressure safety device, for example a pressure relief valve, is arranged within the control head for the hydraulic part of the high-pressure pump. The arrangement of the pressure relief valve within the control head means that the entire control head, with all of its channels and bores for the hydraulic fluid, is to be regarded as a safety-relevant device. To comply with safety standards and regulations, each individual control head with an integrated pressure relief valve must therefore be checked and approved by a licensing authority. Even if it is possible to obtain overall approval for one type of control head, this is restricted to this type. In addition, approvals of safety-relevant facilities are always limited to the respective state or territory for which or for which they were granted. For each modification of the control head, for a different control head type or for a delivery to a state or territory that is not covered by the approval, new separate approvals must be carried out in accordance with the applicable regulations.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die geschilderten Nachteile der Hochdruckpumpen des Stands der Technik zu vermeiden. Es soll eine Hochdruckpumpe geschaffen werden, welche zuverlässig und sicher betreibbar und einfach an die jeweiligen Sicherheitsanforderungen anpassbar ist. Dabei soll die Hochdruckpumpe mit einer Überdrucksicherung ausgestattet sein, welche bei der Betätigung Ver- schinutzungen der Umgebung weitgehend verhindert. Dabei soll die Hochdruckpumpe für den Hersteller und für den Anwender kostengünstig sein.The object of the present invention is therefore to avoid the disadvantages of the high-pressure pumps of the prior art. A high-pressure pump is to be created which can be operated reliably and safely and can be easily adapted to the respective safety requirements. The high-pressure pump should be equipped with an overpressure safety device, which environmental damage largely prevented. The high-pressure pump should be inexpensive for the manufacturer and for the user.
Zur Lösung dieser Aufgaben schlägt die Erfindung eine Hochdruckpumpe, beispiels- weise für den Einsatz mit einem Kanakeinigungsfahrzeug, vor,, welche die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist. Weiterbildungen und/ oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.To achieve these objects, the invention proposes a high-pressure pump, for example for use with a canal cleaning vehicle, which has the features stated in the characterizing section of patent claim 1. Further developments and / or advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Durch die Erfindung wird eine Hochdruckpumpe mit einem Hydraulikteil, der einen in einem abgeschlossenen Gehäuse periodisch verschiebbaren Hydraulikkolben aufweist, mit einem Verdichterteil für ein fluides Medium, beispielsweise Wasser, das einen Verdichterkolben aufweist, der in einem an das Hydraulikteil anschliessenden Gehäuse verschiebbar angeordnet ist und mit dem Hydraulikkolben verbunden ist, und mit einem Steuerkopf für das Hydraulikteil, der mit Kanälen, Bohrungen undThe invention provides a high-pressure pump with a hydraulic part which has a hydraulic piston which can be moved periodically in a closed housing, with a compressor part for a fluid medium, for example water, which has a compressor piston which is arranged displaceably in a housing adjoining the hydraulic part and with the hydraulic piston is connected, and with a control head for the hydraulic part, which with channels, bores and
Umschaltventilen für das Hydraulikteil verbunden ist und ein Druckbegrenzungsventil aufweist, geschaffen. Zum Unterschied von den Lösungen des Stands der Technik ist das Druckbegrenzungsventil ausserhalb des Steuerkopfes, vorzugsweise in der Zuleitung für die Hydraulikflüssigkeit, angeordnet.Switching valves for the hydraulic part is connected and has a pressure relief valve. In contrast to the solutions of the prior art, the pressure relief valve is arranged outside the control head, preferably in the supply line for the hydraulic fluid.
Indem das Druckbegrenzungsventil ausserhalb des Steuerkopfes für das Hydraulikteil angeordnet ist, stellt der Steuerkopf kein sicherheitrelevantes Bauteil dar, welches zu- lassungspflichtig ist. Das ausserhalb des Steuerkopfes angeordnete Druckbegrenzungsventil kann gemäss den Erfordernissen des jeweiligen Staates bzw. der jeweiligen Region ausgewählt werden. Es muss nur noch das Druckbegrenzungsventil geprüft werden. Modifikationen am Steuerkopf, an der Kanal- und Bohrungsführung wirken sich nicht mehr auf die Zulassung aus. Ein geprüftes Druckbegrenzungsventil kann auch für andere Steuerköpfe eingesetzt werden. Dadurch sind Hochdruckpumpen auch wirtschaftlicher in der Herstellung. Das hydraulikseitig, vorzugsweise in der Zu- leitung für die Hydraulikflüssigkeit, angeordnete Druckbegrenzungsventil erlaubt es, fluidseitig auf eine Druckbegrenzung zu verzichten. Daher kann ein konventioneller Druckbegrenzer ohne Berstscheibe eingesetzt werden. Verschmutzungen durch das bei Überdruck tinter hohem Druck austretende fluide Medium werden dadurch vermieden.Since the pressure relief valve is arranged outside the control head for the hydraulic part, the control head is not a safety-relevant component that is subject to approval. The pressure relief valve located outside the control head can be selected according to the requirements of the respective state or region. Only the pressure relief valve needs to be checked. Modifications to the control head, the channel and bore guide no longer affect the approval. A tested pressure relief valve can also be used for other control heads. As a result, high-pressure pumps are also more economical to manufacture. The pressure-limiting valve arranged on the hydraulic side, preferably in the feed line for the hydraulic fluid, makes it possible to dispense with pressure-limiting on the fluid side. A conventional pressure limiter without a rupture disc can therefore be used. Soiling from the Fluid pressure escaping under high pressure is thereby avoided.
Das Druckbegrenzungsventil kann völlig losgelöst vom Steuerkopf in der Zuleitung für die Hydraulikflüssigkeit, üblicherweise Hydrauliköl, angeordnet sein. Mit Vorteil ist das Druckbegrenzungsventil an einer im Steuerkopf vorgesehenen Bohrung an- schliessbar. Für ein einfaches Auswechseln ist das Druckbegrenzungsventil vorzugsweise lösbar in die Bohrung am Steuerkopf einschraubbar. Indem das Druckberen- zungsventil direkt am Steuerkopf montiert ist, ist gewährleistet, dass die Hochdruck- pumpe bereits hersteller- bzw. lieferantenseitig mit einem korrekte, zugelassenenThe pressure relief valve can be arranged completely detached from the control head in the supply line for the hydraulic fluid, usually hydraulic oil. The pressure relief valve can advantageously be connected to a hole provided in the control head. For easy replacement, the pressure relief valve can preferably be screwed detachably into the bore on the control head. The fact that the pressure relief valve is mounted directly on the control head ensures that the high-pressure pump has already been approved and approved by the manufacturer or supplier
Druckbegrenzungsventil ausgestattet ist. Dies kann auch noch durch zusätzlich angebrachte Markierungen, Verplombungen oder dergleichen angezeigt sein. Der Anwender muss die Hochdruckpumpe nur noch an die vorhandenen Hydraulikleitungen anschliessen und muss sich keine Sorgen bezüglich einer Überdrucksicherung machen. Bei Bedarf kann das Druckbegrenzungsventil sehr einfach vom Fachpersonal ausgetauscht werden.Pressure relief valve is equipped. This can also be indicated by additional markings, lead seals or the like. The user only has to connect the high-pressure pump to the existing hydraulic lines and does not have to worry about overpressure protection. If required, the pressure relief valve can be replaced very easily by specialist personnel.
Vorzungsweise ist eine Auffangeinrichtung für die bei Überdruck aus dem Druckbegrenzungsventil austretende Hydraulikflüssigkeit vorgesehen. Dadurch ist sicherge- stellt, dass keine Hydraulikflüssigkeit in die Umgebung austreten kann. Vorzugsweise ist die Einrichtung auch mit einem Reservoir für die Hydraulikflüssigkeit verbindbar. In diesem Fall handelt es sich um ein völlig geschlossenes System, aus dem keine Hy- draulikflüssigkeit mehr austreten kann.A collecting device is preferably provided for the hydraulic fluid emerging from the pressure relief valve in the event of excess pressure. This ensures that no hydraulic fluid can escape into the environment. The device can preferably also be connected to a reservoir for the hydraulic fluid. In this case, it is a completely closed system from which no hydraulic fluid can escape.
Mit Vorteil wird als Druckbegrenzungsventil ein bereits baumustergeprüftes Sicherheitsbauteil eingesetzt. Derartige Bauteile sind in den jeweiligen Ländern bzw. Regionen auf dem Markt erhältlich. Sie sind bereits geprüft und zugelassen. Dadurch entfällt üblicherweise eine weitere Baumusterprüfung oder Zulassung für die Hochdruckpumpe.An already type-tested safety component is advantageously used as a pressure relief valve. Such components are available on the market in the respective countries or regions. They have already been checked and approved. This usually eliminates the need for a further type test or approval for the high pressure pump.
Für die Sicherheit der Hochdruckpumpe erweist es sich ausserdem von Vorteil, wenn die Kanäle und Bohrungen des Steuerkopfs in Umlenk-, Einmündungs- und Kreu- zungsbereichen verrundete, vorzugsweise kontinuierliche, Konturen und Übergänge aufweisen. Durch diese Optimierung der Kanalkonturen und -geometrien werden unerwünschte Turbulenzen und Verwirbelungen vermieden, die zu einem unkontrollierten Druckaufbau innerhalb des Steuerkopfes führen könnten. Ausserdem reduzie- ren die günstigeren Strömungsverhältnisse im Steuerkopf den für den Betrieb des Hydraulikteils erforderlichen Energieaufwand, was für den Anwender ein nicht zu unterschätzender Zusatzvorteil ist.For the safety of the high-pressure pump, it also proves to be advantageous if the channels and bores of the control head in deflection, junction and cross areas rounded, preferably continuous, contours and transitions. This optimization of the channel contours and geometries avoids undesirable turbulence and turbulence, which could lead to an uncontrolled build-up of pressure within the control head. In addition, the more favorable flow conditions in the control head reduce the energy required to operate the hydraulic part, which is an additional advantage that should not be underestimated for the user.
Aus Gründen der Platzersparnis und der Baulänge der Hochdruckpumpe kann es von Vorteil sein, wenn der Steuerkopf zwischen dem Hydraulikteil und dem Verdichterteil angeordnet ist. Die erfindungsgemässe Anordnung des Druckbegrenzungsventils au- sserhalb des Steuerkopfes ist für alle gattungsgemässen Hochdruckpumpen geeignet. Dabei ist die Ausführungsform nicht auf die in der nachfolgenden Beschreibung skizzierte Anordnung von Hydraulikteil und Verdichtungsteil beschränkt. Beispielsweise kann das Hydraulikteil auch mittig zwischen zwei Verdichterteilen für ein fluides Medium, beispielsweise Wasser, angeordnet sein. In diesem Fall ist der Hydraulikkolben mit den zu beiden Seiten in axialer Verlängerung angeordneten Verdichterkolben verbunden.For reasons of space saving and the overall length of the high-pressure pump, it can be advantageous if the control head is arranged between the hydraulic part and the compressor part. The arrangement according to the invention of the pressure relief valve outside the control head is suitable for all generic high pressure pumps. The embodiment is not limited to the arrangement of hydraulic part and compression part outlined in the following description. For example, the hydraulic part can also be arranged centrally between two compressor parts for a fluid medium, for example water. In this case, the hydraulic piston is connected to the compressor pistons arranged on both sides in an axial extension.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer beispielsweise Variante der Erfindung. Die einzige schematische Darstellung zeigt einen Axialschnitt einer gattungsgemässen Hochdruckpumpe, die gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist. Die dargestellte Hochdruckpumpe 1 umfasst ein Hydraulikteil 2 und ein Verdichterteil 3. Im Hydraulikteil 2 wird ein Hy- draulikkolben 22 über einen HydrauHkflüssigkeitskreislauf 26, 2728 in einem abgeschlossenen Gehäuse 21, dem Hydraulikzylinder, periodisch hin- und herbewegt. Der Hydraulikkolben 22 teilt den Hydraulikzylinder in zwei Kammern 24, 25, die abwechselnd mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit gefüllt bzw. entleert werden. Ein Steuerkopf 5 weist dazu alle erforderlichen Kanäle und Bohrungen sowie ein Um- schaltventil 51 für die Steuerung des Flusses der Hydraulikflüssigkeit, meist Hydrauli- köl, zur Bewegung des Hydraulikkolbens auf. In der Fig. sind die zwei Schaltzustände des Umschaltventils 51, beispielsweise eines Vierwegventils, schematisch angegeben. Der Hydraulikkolben 22 ist über eine Kolbenstange 23 mit einem Verdichterkolben 32 verbunden. Der Verdichterkolben 32 ist in einem angeschlossenen Gehäuseteil 31 ge- mäss der Bewegung des Hydraulikkolbens 22 periodisch hin- und herbewegbar. Viel- fach sind die beiden Gehäuseteile 21, 31 zu einem einzigen gemeinsamen Gehäuse zu- sammengef asst. Die Durchgänge der Kolbenstange 23 sind hydraulikseitig und ver- dichterseitig gegenüber den jeweiligen Medien, meist Hydrauliköl H und Wasser W, abgedichtet. Der Verdichterkolben 32 teilt das Innere des Gehäuseteils 31 in zwei Kammern 34, 35. Die Kammern 34, 35 sind mit einer Zufuhrleitung 36 für das fluide Medium W verbunden. Einlassventile 38 steuern den Zugang in die eine 34 oder in die andere Kammer 35. Ausgangseitig sind die beiden Kammern mit einer Ausströmleitung 37 für das unter hohem Druck ausgestossene fluide Medium W verbunden. Ausströmventile 39 regeln das abwechselnde Ausströmen des fluiden Mediums aus den beiden Kammern 34, 35. Somit wird während der Ansaugung des fluiden Mediums, beispielsweise von Wasser W, in die eine Kammer 35 das fluide Medium Wunter hohem Druck aus der zweiten Kammer 34 ausgepresst. Bei der Umkehrung der Bewegungsrichtung des Hydraulikkolbens 22 wird durch die umkehrte Bewegung des Verdichterkolbens 32 das fluide Medium in die zweite Kammer 34 eingesaugt,, während das fluide Medium W unter hohem Druck aus der ersten Kammer 35 ausgepresst wird. Die Einlass- und Ausströmventile 38, 39 sind automatisch durch den Fluss des fluiden Medium W betätigbar und regeln die Ansaugung des fluiden Mediums W in die erste bzw. die zweite Kammer bzw. den Ausstoss aus der zweiten bzw. der ersten Kammer.Further advantages and features of the invention result from the following description of a variant of the invention, for example. The only schematic illustration shows an axial section of a generic high-pressure pump, which is provided overall with the reference number 1. The high-pressure pump 1 shown comprises a hydraulic part 2 and a compressor part 3. In the hydraulic part 2, a hydraulic piston 22 is periodically moved back and forth via a hydraulic fluid circuit 26, 2728 in a closed housing 21, the hydraulic cylinder. The hydraulic piston 22 divides the hydraulic cylinder into two chambers 24, 25, which are alternately filled or emptied with pressurized hydraulic fluid. For this purpose, a control head 5 has all the necessary channels and bores, as well as a changeover valve 51 for controlling the flow of the hydraulic fluid, usually hydraulic oil, for moving the hydraulic piston. The two switching states of the changeover valve 51, for example a four-way valve, are indicated schematically in FIG. The hydraulic piston 22 is connected to a compressor piston 32 via a piston rod 23. The compressor piston 32 can be moved back and forth periodically in a connected housing part 31 according to the movement of the hydraulic piston 22. In many cases the two housing parts 21, 31 are combined to form a single common housing. The passages of the piston rod 23 are sealed on the hydraulic side and on the compressor side from the respective media, mostly hydraulic oil H and water W. The compressor piston 32 divides the interior of the housing part 31 into two chambers 34, 35. The chambers 34, 35 are connected to a supply line 36 for the fluid medium W. Inlet valves 38 control access to one 34 or the other chamber 35. On the outlet side, the two chambers are connected to an outflow line 37 for the fluid medium W expelled under high pressure. Outflow valves 39 regulate the alternating outflow of the fluid medium from the two chambers 34, 35. Thus, during the suction of the fluid medium, for example water W, into which one chamber 35 the fluid medium W is pressed out of the second chamber 34 under high pressure. When the direction of movement of the hydraulic piston 22 is reversed, the fluid medium is sucked into the second chamber 34 by the reversed movement of the compressor piston 32, while the fluid medium W is pressed out of the first chamber 35 under high pressure. The inlet and outlet valves 38, 39 can be actuated automatically by the flow of the fluid medium W and regulate the suction of the fluid medium W into the first or the second chamber or the discharge from the second or the first chamber.
Ein in der Ausströmleitung 37 für das fluide Medium W angeordneter Druckbehälter 4 regelt den Druck des ausgestossenen Mediums. Dazu ist innerhalb des Druckbehälters 4 eine gasgefüllte Blase 41 angeordnet, die mehr oder weniger stark komprimierbar ist. Beim Umschalten des Hydraulikkolbens 22 steht der Verdichterkolben 32 kurzzeitig still und fördert kein Wasser. Damit in dieser Phase kein abrupter Druckabfall entsteht, wird von der komprimierten Blase 41 das fluide Medium aus dem Druckbehälter 4 in die Ausströmleitung 37 gepresst. Dadurch kann der Druck des ausgepressten Mediums weitgehend konstant gehalten werden. Der gegebenenfalls immer noch auftretende Druckabfall ist sehr gering. Hydraulikseitig ist ein Druckbegrenzungsventil 6 als Überdrucksicherung vorgesehen. Gemäss der Fig. ist das Druckbegrenzungsventil 6 ausserhalb des Steuerkopfes 5, in der Zuleitung 26 für die Hydraulikflüssigkeit H angeordnet. Aus Gründen der Über- sieht ist in der schematischen Zeichung das Druckbegrenzungsventil 6 im. Abstand vom Steuerkopf 5 dargestellt. Vorteilhaft ist jedoch der Steuerkopf 5 mit einer von der Zuleitung für die Hydraulikflüssigkeit abzweigenden Bohrung ausgestattet, welche zum direkten Anschluss des Druckbegrenzungsventils 6 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Bohrung mit einem Innengewinde ausgestattet, in welches das Druckbegren- zungsventil 6 lösbar einschraubbar ist. Das Druckbegrenzungsventil 6 wird bei einem vorgebbaren Überdruck ausgelöst und verhindert dadurch einen unerwünschten, sicherheitsrelevanten Druckaufbau in der Hochdfuckpumpe 1. Als Druckbegreήzungs- ventil 6 kommt mit Vorteil ein baumustergeprüftes Bauteil zur Anwendung. Beispielsweise kann ein Druckbegrenzungsventil der Firma Denison Hydraulic, Typ R4V eingesetzt werden. Die im Aktivierungsfall am Druckbegrenzungsventil 6 austretende Hydraulikflüssigkeit H wird mit Vorteil aufgesammelt und in ein Reservoir für die Hydraulikflüssigkeit H rückgeführt. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Druckbegrenzungsventil 6 die über die Zuleitung 26 zugeführte Hydraulikflüssigkeit H direkt zurück in die Ableitung 27 leitet.A pressure vessel 4 arranged in the outflow line 37 for the fluid medium W regulates the pressure of the ejected medium. For this purpose, a gas-filled bladder 41 is arranged within the pressure container 4 and is more or less compressible. When the hydraulic piston 22 is switched over, the compressor piston 32 stands still for a short time and does not convey any water. So that no abrupt pressure drop occurs in this phase, the compressed medium 41 presses the fluid medium out of the pressure vessel 4 into the outflow line 37. As a result, the pressure of the pressed medium can be kept largely constant. The pressure drop that may still occur is very small. On the hydraulic side, a pressure relief valve 6 is provided as a pressure relief device. According to the FIG., The pressure relief valve 6 is arranged outside the control head 5, in the feed line 26 for the hydraulic fluid H. For reasons of oversight, the pressure relief valve 6 is shown in the schematic drawing. Distance from the control head 5 shown. However, the control head 5 is advantageously equipped with a bore that branches off from the supply line for the hydraulic fluid and is designed for the direct connection of the pressure relief valve 6. The bore is preferably provided with an internal thread, into which the pressure limiting valve 6 can be screwed releasably. The pressure relief valve 6 is triggered at a predeterminable excess pressure and thereby prevents an undesirable, safety-relevant pressure build-up in the high pressure pump 1. A pressure-tested valve 6 is advantageously a type-tested component. For example, a pressure relief valve from Denison Hydraulic, type R4V can be used. The hydraulic fluid H emerging at the pressure relief valve 6 in the event of activation is advantageously collected and returned to a reservoir for the hydraulic fluid H. It can also be provided that the pressure limiting valve 6 directs the hydraulic fluid H fed via the feed line 26 directly back into the discharge line 27.
Die Erfindung ist am Beispiel einer Hochdruckpumpe 1 erläutert worden, bei der der Steuerkopf 5 am Längsende des Hydraulikteils 2 angeordnet ist. Die erfindungsgemä- sse Anordnung des Druckbegrenzungsventils ist aber für alle gattungsgemässen Hochdruckpumpen geeignet. Aus Gründen der Platzersparnis und der Baulänge der Hochdruckpumpe kann es beispielsweise von Vorteil sein, wenn der Steuerkopf zwischen dem Hydraulikteil und dem Verdichterteil angeordnet ist. Die erfindungsgemä- sse Anordnung des Druckbegrenzungsventils ausserhalb des Steuerkopfes ist für alle gattungsgemässen Hochdruckpumpen geeignet. Dabei ist die Ausführungsform nicht auf die in der nachfolgenden Beschreibung skizzierte Anordnung von Hydraulikteil und Verdichtungsteil beschränkt. Beispielsweise kann das Hydraulikteil auch mittig zwischen zwei Verdichterteilen für ein fluides Medium, beispielsweise Wasser, ange- ordnet sein. In diesem Fall ist der Hydraulikkolben mit den zu beiden Seiten in axialer Verlängerung angeordneten Verdichterkolben verbunden. The invention has been explained using the example of a high-pressure pump 1 in which the control head 5 is arranged at the longitudinal end of the hydraulic part 2. However, the arrangement of the pressure relief valve according to the invention is suitable for all generic high pressure pumps. For reasons of space saving and the overall length of the high-pressure pump, it can be advantageous, for example, if the control head is arranged between the hydraulic part and the compressor part. The arrangement according to the invention of the pressure limiting valve outside the control head is suitable for all generic high pressure pumps. The embodiment is not limited to the arrangement of hydraulic part and compression part outlined in the following description. For example, the hydraulic part can also be arranged centrally between two compressor parts for a fluid medium, for example water. to be in order. In this case, the hydraulic piston is connected to the compressor pistons arranged on both sides in an axial extension.

Claims

Patentansprüche claims
1. Hochdruckpumpe mit einem Hydraulikteil (2), der einen in einem abgeschlossenen Gehäuse (21) periodisch verschiebbaren Hydraulikkolben (22) aufweist, und einem Verdichterteil (3) für ein fluides Medium (W), beispielsweise Was- ser, das einen Verdichterkolben (32) aufweist, der in einem an das Hydraulikteil1. High-pressure pump with a hydraulic part (2) which has a hydraulic piston (22) which can be displaced periodically in a closed housing (21), and a compressor part (3) for a fluid medium (W), for example water, which has a compressor piston ( 32), which in one to the hydraulic part
(2) anschliessenden Gehäuse (31) verschiebbar angeordnet ist und mit dem Hydraulikkolben (22) verbunden ist, und mit einem Steuerkopf (5) für das Hydraulikteil, der mit Kanälen, Bohrungen und einem Umschaltventil (51) für den Hydraulikfluss (H) ausgestattet ist und ein Druckbegrenzungsventil (6) auf- weist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (6) ausser- halb des Steuerkopfes (5), vorzugsweise in der Zuleitung (26) für die Hydrau- likflüssigkeit (H), angeordnet ist.(2) adjoining housing (31) is arranged displaceably and is connected to the hydraulic piston (22), and with a control head (5) for the hydraulic part, which is equipped with channels, bores and a changeover valve (51) for the hydraulic flow (H) and has a pressure relief valve (6), characterized in that the pressure relief valve (6) is arranged outside the control head (5), preferably in the feed line (26) for the hydraulic fluid (H).
2. Hochdruckpumpe gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (6) an einer im Steuerkopf (5) vorgesehenen Bohrung anschliessbar, vorzugsweise lösbar einschraubbar ist.2. High-pressure pump according to claim 1, characterized in that the pressure relief valve (6) can be connected to a bore provided in the control head (5), preferably detachably screwed in.
3. Hochdruckpumpe gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auffangeinrichtung für die bei Überdruck aus dem Druckbegrenzungs- ventil (6) austretende Hydraulikflüssigkeit (H) vorgesehen ist, die vorzugsweise mit einem Reservoir für die Hydraulikflüssigkeit (H) verbunden ist.3. High-pressure pump according to claim 1 or 2, characterized in that a collecting device is provided for the hydraulic fluid (H) emerging from the pressure-limiting valve (6) at excess pressure, which is preferably connected to a reservoir for the hydraulic fluid (H).
4. Hochdruckpumpe gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (6) ein baumustergeprüftes Si- cherheitsbauteil ist. 4. High pressure pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure relief valve (6) is a type-tested safety component.
5. Hochdruckpumpe gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle und Bohrungen des Steuerkopfes (5) in Umlenk-, Einmündungs- und Kreuzungsbereichen verrundete, vorzugsweise kontinuierliche, Konturen und Übergänge aufweisen.5. High-pressure pump according to one of the preceding claims, characterized in that the channels and bores of the control head (5) have rounded, preferably continuous, contours and transitions in deflection, confluence and crossing areas.
6. Hochdruckpumpe gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkopf (5) zwischen dem Hydraulikteil und dem Veϊdichterteil angeordnet ist. 6. High-pressure pump according to one of the preceding claims, characterized in that the control head (5) is arranged between the hydraulic part and the compressor part.
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