DE3248622A1

DE3248622A1 - Hochdruckreinigungsgeraet

Info

Publication number: DE3248622A1
Application number: DE19823248622
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 7057 Winnenden Schulze
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 1982-12-30
Filing date: 1982-12-30
Publication date: 1984-07-12
Also published as: DE3248622C2

Description

Beschreibung
Hochdruckreinigungsgerät Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Bei Hochdruckreinigungsgeräten arbeitet die Hochdruckpumpe normalerweise auch weiter, wenn das von Hand betätigbare Auslaßventil am Ende der Spritzleitung verschlossen wird. Dabei wird üblicherweise- dafür Sorge getragen, daß die von der Hochdruckpumpe geförderte Flüssigkeit mit möglichst geringem Strömungswiderstand wieder der Saugseite der Hochdruckpumpe zugeführt wird, also im Kreislauf geführt wird. Zu diesem Zweck werden bei bekannten Konstruktionen Uberströmventile vorgesehen, die im normalen Betrieb eine von der Druckseite zur Saugseite der Hochdruckpumpe führende Bypassleitung verschließen.
Es sind Uberströmventile bekannt, die bei Erhöhung des Betriebsdruckes öffnen und den Weg zu der Bypassleitung freigeben. Bei diesen Ventilen wirken bei hohem Betriebsdruck geringe Schließkräfte, d.h. gerade dann, wenn eigentlich hohe Dichtkräfte erforderlich wären. Weiterhin muß zum sicheren Betrieb zwischen Betriebsdruck und Öffnungsdruck des Überströmventils eine Differenz von etwa 10 bar bestehen, damit ausreichende Schließkräfte vorhanden sind. Das bedeutet z.B. bei einem Betriebsdruck von 50-bar eine Uberdimendionierung um 20% und ist deshalb nachteilig.
Es ist auch bereits bekannt, das die Bypassleitung verschließende Ventil durch die Druckdifferenz zu steuern, die sich in der Druckleitung zwischen dem stromabwärts gelegenen Teil einer Drosselstelle und dem stromaufwärts der Drosselstelle gelegenen Teil ergibt (WO 82/01224). Dabei ist es jedoch notwendig, in der Druckleitung eine besondere Drossel vorzusehen, so daß einmal ein erhöhter apparativer Aufwand entsteht und zum anderen ein unerwünschter Druckverlust eintritt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ausgehend von dieser bekannten Ausgestaltung,die Verwendung einer speziellen Drossel für die Steuerung des Ventils in der Bypassleitung zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird bei einem Hochdruckreinigungsgerät der ein gangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drosselstelle durch einen Injektor zur Ansaugung einer Reinigungschemikalie gebildet wird.
Injektoren in der Druckleitung, mit denen Chemikalie in das Reinigungsmittel angesaugt wird, sind an sich bekannte Einrichtungen, die in Hochdruckreinigungsgeräten häufig einge -setzt werden. Es ist nun äußerst vorteilhaft, den in den Injektoren selbst oder stromabwärts derselben erzeugten Unterdruck auszunutzen, um das Ventil der Bypassleitung zu steuern.
Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist kein zusätzlicher Druckverlust durch eine weitere Drosselstelle nötig, sondern es wird der Druckverlust ausgenutzt, der durch die häufig übliche Verwendung eines Injektors ohnehin auftritt.
Bei verschlossener Spritzdüse, also am Ende der Flüssigkeitsströmung, besteht im Bereich des Injektors oder stromabwärts davon kein Unterdruck mehr, so daß das Stellglied des Ventilkörpers beidseitig mit dem gleichen statischen Druck der Flüssigkeit beaufschlagt wird und die Bypassleitung öffnet.
Günstig ist es, wenn das Stellglied ein in der Betätigungskammer verschlieblich gelagerter, gegenüber der Betätigungskammer abgedichteter Kolben ist, das Stellglied kann bei einem anderen Ausführungsbeispiel jedoch auch als Membran ausgeführt sein.
Es kann vorgesehen sein, daß das Stellglied von einem elastischen Kraftspeicher beaufschlagt ist., der es in Richtung der Schließbewegung des Ventilkörpers beaufschlagt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zweigt die Bypassleitung von der Hochdruckkammer ab und das die Bypassleitung wahlweise verschließende Ventil ist an der Abzweigung angeordnet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwischen dem Injektor und der stromaufwärts davon angeordneten Abzweigung der die Druckleitung mit der Hochdruckkammer verbindenden Leitung ein Rückschlagventil angeordnet ist, das in Pumpenförderrichtung gegen die Kraft eines elastischen Kraftspeichers geöffnet werden kann. Dieses Rückschlagventil verhindert bei geschlossenem Auslaßventil und bei geöffnetem Bypassventil den Druckausgleich zwischen der Niederdruckkammer und der Hochdruckkammer, so daß das Bypassventil auch stabil offen bleibt, wenn der Druck, der durch die Bypassleitung strömenden Flüssigkeit schwankt.
Günstig ist es auch, wenn die die Druckleitung mit der einen Kammer verbindende Leitung im Bereich der Verengung des Injektors selbst in die Druckleitung einnündet.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht eines Hochdruckreinigungsgerätes und Figur 2 eine vergrößerte Schnittansicht des Pumpenkopfes des Hochdruckreinigungsgerätes der Figur 1.
Das in der Zeichnung dargestellte Hochdruckreinigungsgerät umfaßt im wesentlichen einen in einem Gehäuse 1 angeordneten Elektromotor, einen mit dem Gehäuse 1 verbundenen Pumpenkopf 2 sowie eine vom Pumpenkopf zu einer Handspritzpistole 3 führenden Hochdruckschlauch 4. Der Pumpenkopf ist mit einer Flüssigkeitszufuhrleitung 5 verbunden, ferner mündet eine Chemikalienansaugleitung 6 in den mit dem Hochdruckschlauch 4 verbundenen Auslaß 7 des Pumpenkopfes 2.
Der genaue Aufbau des Pumpenkopfes 2 ergibt sich aus der Figur 2. Eine in nicht dargestellter Weise mit der Flüssigkeitszufuhr 5 verbundene Bohrung 8, die eine von einem federbeaufschlagten Einlaßventil 9 und eine von einem ebenfalls federbelasteten Auslaßventil 10 begrenzte Pumpkammer 11 bildet, in die ein von dem im Gehäuse 1 angeordneten Elektromotor reziprozierend bewegter Kolben 12 hineinragt. Diese Bohrung 8 mündet druckseitig in eine Querbohrung 13, die über ein federbeaufschlagtes Rückschlagventil 14 einerseits mit einem Injektor 15 und andererseits mit der Hochdruckkammer 16 einer Betätigungskammer 17 verbunden ist, welch letztere durch einen in ihr verschieblich gelagerten, gegenüber ihren Wänden abgedichteten Kolben 18 in zwei Teilräume unterteilt wird, nämlich die Hochdruckkammer 16 und eine Niederdruckkammer 19.
Der Injektor weist in an sich bekannter Weise eine Verengung 20 seines Durchströmquerschnittes auf und mündet in einen Auslaßstutzen 21, der in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise mit dem Hochdruckschlauch 4 verbunden ist. Im Bereich der Verengung 20 mündet eine durch ein federbelastetes Rückschlagventil 22 verschlossene Bohrung 23 in den Injektor ein, die in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise mit der Chemikalienansaugleitung 6 verbunden ist. Außerdem zweigt ebenfalls im Bereich der Verengung 20 des Injektors 15 eine Steuerleitung 24 ab, die in die Niederdruckkammer 19 einmündet. Diese Steuerleitung 24 tritt bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich der engsten Stelle des Injektors aus, es ist jedoch bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel auch möglich, daß diese Steuerleitung 24 stromabwärts der Verengung 20 aus der Hochdruckleitung abzweigt, wie dies in Fig. 2 durch die strichpunktierte Steuerleitung 24a angedeutet ist.
Die Hochdruckkammer 16 steht über eine Bypassleitung 25 mit der Bohrung 8 in Verbindung und mündet in diese stromaufwärts des Einlaßventiles 9 ein, also saugseitig. In der Bypassleitung 25 ist im Bereich von deren Auslaß aus der Hochdruckkammer eine Erweiterung 26 vorgesehen, deren der Betätigungskammer 17 zugewandter Rand als Ventilsitz 27 wirkt, an dem ein in der Erweiterung 26 angeordneter Ventilkörper 28 so zur Anlage kommen kann, daß die Bypassleitung 25 verschlossen ist.
Der Ventilkörper 28 ist über eine Stange 29 mit dem als Stellglied wirkenden Kolben 18 verbunden, eine die Stange 29 umgebende Schraubenfeder 30 verschiebt den Kolben 12 in der Betätigungskammer 17 in einer Richtung, in der der Ventilkörper 28 am Ventilsitz 27 zur Anlage kommt.
Die der Niederdruckkammer und der Hochdruckkammer zugewandten Flächen des Kolbens 12 sind etwa gleich groß, demgegenüber ist die der Hochdruckkammer zugewandte Fläche des Ventilkörpers 28 wesentlich kleiner.
Im Betrieb der Hochdruckpumpe wird bei einer oszillierenden Bewegung des Kolbens 12 durch das Zusammenspiel des Einlaßventils 9 und des Auslaßventils 10 Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, aus der Flüssigkeitszufuhrleitung 5 angesaugt und über das Rückschlagventil 14 und den Injektor über den Hochdruckschlauch 4 der Handspritzpistole 3 zugeführt. Wenn diese geöffnet ist, wird die Reinigungsflüssigkeit unter hohem Druck abgegeben. Dabei wird in Abhängigkeit von dem Unterdruck, der in dem Injektor 15 durch die strömende Flüssigkeit erzeugt wird, Chemikalie über die Bohrung 23 angesaugt und der versprühten Reinigungsflüssigkeit zugemischt.
Bei dieser Betriebsweise herrscht in der Niederdruckkammer 19 der Betätigungskammer 17 ein geringerer Druck als in der Hochdruckkammer 16, da die Hochdruckkammer unmittelbar mit dem druckseitigen Auslaß der Hochdruckpumpe in Verbindung steht, die Niederdruckkammer dagegen mit der Verengung des Injektors, also mit einem Bereich der Hochdruckleitung,in welchem aufgrund der wesentlich höheren Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeit ein niedrigerer Druck herrscht. Diese Druckdifferenz in der Betätigungskammer führt zusammen mit der Kraft der Feder 30 dazu, daß der Ventilkörper 28 am Ventilsitz 27 dichtend anliegt, das Uberströmventil in der Bypassleitung 25 also verschlossen ist. Wenn die die infolge der Druckdifferenz in den beiden Kammern auf den Kolben 18 wirkenden Kräfte dabei größer sind als die durch die Beaufschlagung des Ventilkörpers 28 erzeugten Kräfte, kann auf die Feder 30 verzichtet werden, andernfalls unterstützt die Feder 30 die Schließbewegung des Ventilkörpers, d.h. es hängt von der im Normalbetrieb auftretenden Druckdifferenz in den beiden Kammern der Betätigungskammer ab, ob eine Druckfeder 30 vorgesehen wird und welche Federkonstante diese hat Verschließt man die Handspritzpistole 3, so wird eine Strömung durch den Injektor unterbunden und der Druck in der Hochdruckkammer und in der Niederdruckkammer der Betätigungskammer wird im wesentlichen gleich. Damit heben sich die auf den Kolben 18 wirkenden Kräfte weitgehend, so daß die durch die Druckbeaufschlagung des Ventilkörpers 28 erzeugten Kraft te überwiegen und den Ventilkörper entgegen der Wirkung der Druckfeder 30 in die öffnungsstellung verschieben. Die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit kann in dieser Betriebsstellung über die Bypassleitung 25 zur Saugseite der Pumpe zurückströmen. Da üblicherweise der Strömungswiderstand in der Bypassleitung 25 niedrig gewählt wird, um Verluste im Leerlauf zu vermeiden, fällt damit auch der Druck in der Hochdruckkammer stark ab. Da jedoch das Rückschlagventil 14 einen Druckausgleich zwischen der Niederdruckkammer, in der dann ein höherer Druck herrscht, und der Hochdruckkammer verhindert, bleibt der Ventilkörper 28 auch dann noch stabil in Offenstellung, wenn der Druck in der Hochdruckkammer stark absinkt.
Wird nach dem Leerlauf die Handspritzpistole wieder geöffnet, fällt der Druck in der Niederdruckkammer so stark ab, daß nunmehr der Kolben 18-wieder in die Schließstellunc verschoben wird, d.h. die Bypassleitung 25 wird wieder verschlossen Es kann der oben beschriebene Normalbetrieb wieder aufgenommen werden.
Grundsätzlich kann die Anordnung auch ohne das Rückschlagventil 14 arbeiten, dieses erleichtert jedoch eine stabile öffnung des Ventils in der Bypassleitung 25 insbesondere bei sehr niedrigem Strömungswiderstand in der Bypassleitung. Allerdings muß der Strömungswiderstand in der Bypassleitung in jedem Falle noch so groß sein, daß beim Ubergang vom Leerlaufbetrieb in den Normalbetrieb in der Hochdruckkammer ein Druck herrscht, der groß genug ist, um den Kolben in die Schließstellung zu verschieben.

Claims

Patentansprüche: 1. Hochdruckreinigungsgerät mit einer Hochdruckpumpe, einem gegebenenfalls verschließbaren Düsenkopf am Ende der Druckleitung, mit einer Bypassleitung, die von der Druckleitung zur Saugleitung der Hochdruckpumpe führt und mittels eines Ventils in Abhängigkeit vom Druck der Flüssigkeit verschließbar ist, dessen Ventilkörper in der Bypassleitung mit einem Stellglied verbunden ist, das eine Betätigungskammer in zwei gegeneinander abgedichtete Kammern unterteilt und in der-Betätigungskammer verschiebbar ist, wobei die eine der beiden Kammern über eine Leitung stromabwärts einer Drosselstelle mit der Druckleitung in Verbindung steht, während die andere Kammer über eine Leitung mit der Druckleitung in Verbindung steht, die stromaufwärts der Drosselstelle von der Druckleitung abzweigt, sodaß das Stellglied den Ventilkörper in die Schließstellung verschiebt, wenn der Differenzdruck in den beiden Kammern einen bestimmten Wert überschreitet, während das Ventil bei geringerem Differenzdruck offen ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Drosselstelle durch einen Injektor (15) zur Ansaugung einer Reinigungschemikalie gebildet wird.
2. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied ein in -der Betätigungskammer (17) verschieblich gelagerter, gegenüber der Betätigungskammer (17) abgedichteter Kolben (18) ist.
3. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied eine Membran ist.
4. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (18) von einem elastischen Kraftspeicher (30) beaufschlagt ist, der es in Richtung der Schließbewegung des Ventilkörpers (28) beaufschlagt.
5. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (25) von der Hochdruckkammer (16) zur Saugleitung (8) der Hochdruckpumpe abzweigt und daß das die Bypassleitung (25) wahlweise verschließende Ventil (27, 28) an der Abzweigung angeordnet ist.
6. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Injektor (15) und der stromaufwärts davor angeordneten Abzweigung der die Druckleitung (13) mit der Hochdruckkammer (16) verbindenden Leitung ein Rückschlagventil (14) angeordnet ist, das in Pumpenförderrichtung gegen die Kraft eines elastischen Kraftspeichers geöffnet werden kann.
7. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Druckleitung mit der einen. Kammer (Niederdruckkammer 19) verbindende Leitung (24) im Bereich der Verengung (20) des Injektors (15) in die Druckleitung einmündet.