DE3901933A1 - Injektoranordnung, insbesondere fuer wasser-hochdruckreinigungseinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Injektoranordnung, die insbesondere für Wasser- Hochdruckreinigungseinrichtungen, kurz als Hochdruckreiniger allgemein be­ kannt, geeignet ist und die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 auf­ weist.

Die bekannte Injektoranordnung, von der die Erfindung aus­ geht (DE-OS 27 46 037), läßt sich durch unterschiedlich langes Schließen der Ventilpistole einer Hochdruckreinigungseinrichtung aus dem Nieder­ druckbereich mit Chemikalienansaugung, also dem Waschvorgang, in den Hochdruckbereich ohne Chemikalienansaugung, also der Strahlreinigung, umschalten. Zur Umschaltung ist einerseits das Ventil im Nebenstromkanal vorgesehen, das für den Hochdruckbereich den Nebenstromkanal freigibt, so daß wegen des größeren Strömungswiderstands Flüssigkeit durch die Injek­ tordüse praktisch nicht strömt, im Niederdruckbereich zum eigentlichen Waschvorgang aber den Nebenstromkanal ganz oder weitgehend schließt, so daß der hauptsächliche Teil der Flüssigkeitsströmung durch die Injektor­ düse strömt. Andererseits erfolgt eine entsprechende druckabhänige Steu­ erung der Förderpumpe, die der Injektoranordnung vorgeschaltet ist, so daß sich die Injektoranordnung aus dem Niederdruckbereich auch wieder in den Hochdruckbereich zurückschalten läßt. Eine ähnliche Steuerungstech­ nik ist auch aus anderem Stand der Technik bekannt (DE-OS 23 44 444).

Bei der bekannten Injektoranordnung, von der die Erfindung ausgeht, ist der Kolben des Ventils bzgl. des Nebenstromkanals in Öffnungsrichtung federbelastet. Der Ventilkörper befindet sich also normalerweise in einer Stellung, in der er den Nebenstromkanal freigibt. Auf der gegenüberliegen­ den Seite des Kolbens befindet sich ein weiterer Ventilkörper, der als Sitzventil den auf der Zulaufseite der Injektordüse vom Hauptstromkanal abzweigenden Steuerkanal schließt. Der Steuerkanal dient gleichzeitig der Verbindung mit einem Rücklaufkanal bei Betrieb der Injektoranordnung im Niederdruckbereich. Im Hochdruckbereich strömt also die gesamte Flüssig­ keit durch den Nebenstromkanal ohne wesentlichen Druckverlust, während im Niederdruckbereich die Flüssigkeit durch die Injektordüse getrieben wird und der in der nachgeschalteten Vakuumkammer auftretende Unterdruck zur Ansaugung der Chemikalienflüssigkeit vom Ansauganschluß her genutzt werden kann.

Die Steuerung der bekannten Injektoranordnung einerseits durch das Ven­ til, andererseits durch die darauf abgestimmte druckabhängige Steuerung der Förderpumpe ist aufwendig.

Die Erfindung befaßt sich daher mit dem Problem, wie die druckabhängige Steuerung einer solchen Injektoranordnung vereinfacht werden kann.

Das zuvor aufgezeigte Problem löst die Erfindung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß die Feder den Kolben in Schließrichtung des Ventilkörpers beaufschla­ gen sollte, so daß der Nebenstromkanal normalerweise unter Federkraft ge­ schlossen ist. Normalerweise strömt dann die Flüssigkeit durch die Injek­ tordüse, der in der Vakuumkammer auftretende Unterdruck kann nun dazu be­ nutzt werden, über den erfindungsgemäß von der Vakuumkammer ausgehenden Steuerkanal die Steuerdruckkammer leerzusaugen. Steigt nun der Druck am Ablaufanschluß an, so steigt auch der Druck in der Vakuumkammer an und schließlich wird einerseits die Chemikalienansaugung unterbrochen, anderer­ seits wird die Steuerdruckkammer über den Steuerkanal von der Vakuumkammer her mit Flüssigkeitsdruck beaufschlagt. Entgegen der Federkraft der Feder wird nun der Kolben zurückgefahren und der Ventilkörper öffnet den Neben­ stromkanal. Nunmehr kann die Flüssigkeitsströmung wie gewünscht völlig un­ behindert, also ohne wesentlichen Druckabfall durch den Nebenstromkanal strömen. Wird an der Ventilpistole wiederum in den Niederdruckbereich um­ geschaltet, um erneut in den Waschvorgang einzutreten, so fällt der Druck in der Vakuumkammer wieder ab, es entsteht dort ein Unterdruck, durch den Steuerkanal wird die Flüssigkeit aus der Steuerdruckkammer abgesaugt und der Kolben in Schließrichtung bewegt bis der Nebenstromkanal wieder ge­ schlossen ist.

Im Ergebnis ist erfindungsgemäß mit einfachsten Mitteln eine vollautoma­ tische hydraulische Steuerung bei einer Injektoranordnung der in Rede stehenden Art verwirklicht worden.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der Erfindung auszu­ gestalten und weiterzubilden, wozu einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der einzigen Figur der Zeichnung verwiesen werden darf.

In der Zeichnung ist eine Injektoranordnung in einem Winkelschnitt dar­ gestellt.

Die in der einzigen Figur dargestellte Injektoranordnung ist insbesondere für Wasser-Hochdruckreinigungseinrichtungen geeignet und bestimmt, kann aber vom grundsätzlichen Funktionsprinzip auch für andere Einsatzformen von Injektoranordnungen Verwendung finden. Sie weist zunächst ein Injek­ torgehäuse 1 mit einem Zulaufanschluß 2, einem Ablaufanschluß 3, einem Chemikalien-Ansauganschluß 4, einer im Hauptstromkanal 5 zwischen dem Zu­ laufanschluß 2 und dem Ablaufanschluß 3 angeordneten Injektordüse 6 mit unmittelbar stromabwärts anschließender Vakuumkammer 7, einem vom An­ sauganschluß 4 in die Vakuumkammer 7 führenden, ggf. mit einem Rückschlag­ ventil ausgestatteten Ansaugkanal 8, einem parallel zum Hauptstromkanal 5 vom Zulaufanschluß 2 zum Ablaufanschluß 3 verlaufenden Nebenstromkanal 9 und einem Ventil zum Öffnen und Schließen des Nebenstromkanals 9 auf. Da­ bei ist im Niederdruckbereich der Nebenstromkanal 9 geschlossen, die Strömung verläuft durch die Injektordüse 6 und wegen des Unterdrucks in der Vakuumkammer 7 erfolgt eine Chemikalienansaugung. Im Hochdruckbe­ trieb dagegen ist der Nebenstromkanal 9 geöffnet, damit sich ein möglichst geringer Druckabfall an der Injektoranordnung ergibt. Die Strömung ver­ läuft folglich durch den Nebenstromkanal 9, wegen fehlenden Unterdrucks in der Vakuumkammer 7 erfolgt eine Chemikalienansaugung nicht mehr. Das Ventil in der dargestellten Injektoranordnung weist einen in den Neben­ stromkanal 9 eingreifenden Ventilkörper 10, einen den Ventilkörper 10 bewegenden, in einem Zylinder 11 verschiebbaren Kolben 12, eine den Kolben 12 in einer Verschieberichtung beaufschlagenden Feder 13 und eine entgegen der Feder 13 wirkende Steuerdruckkammer 14 auf. Die Steuerdruckkammer 14 ist über einen Steuerkanal 15 mit dem Hauptstrom­ kanal 5 verbunden. Wesentlich ist nun, daß die Feder 13 den Kolben 12 in Schließrichtung des Ventilkörpers 10 beaufschlagt und daß der Steuer­ kanal 15 von der Vakuumkammer 7 des Hauptstromkanals 5 ausgeht. Insbe­ sondere mit der zuletzt erläuterten Maßnahme gelingt es, eine hydrau­ lische Selbststeuerung der Injektoranordnung zu erzielen, da die Vakuum­ kammer 7 genau in der richtigen Weise die Flüssigkeit aus der Steuer­ druckkammer 14 dann absaugt, wenn sich die Anordnung im Niederdruckbe­ reich befindet, während im Hochdruckbereich durch den Steuerkanal 15 von der Ablaufseite der Injektoranordnung her sehr schnell ein hoher Druck in die Steuerdruckkammer 14 einkoppeln läßt.

Wie sich aus der einzigen Figur der Zeichnung ergibt gilt hier, daß der in Öffnungsrichtung wirksame Querschnitt des Ventilkörpers 10 erheblich kleiner ist als der in Öffnungsrichtung wirksame Querschnitt des Kol­ bens 12 in der Steuerdruckkammer 14. In der Praxis hat der Ventilkör­ per 10 im Nebenstromkanal 9 z. B. einen in Öffnungsrichtung wirksamen Querschnitt von ca. 12,5 mm², entsprechend etwa einem Durchmesser von 4 mm. Das erlaubt es, daß die Federkraft der Feder 13 relativ gering sein kann, in diesem Beispiel etwa 5 bis 7 kg betragen kann. Die demge­ genüber große Querschnittsfläche des Kolbens 12 in der Steuerdruckkammer 14 führt dazu, daß der Kolben 12 sehr empfindlich auf eine Druckerhöhung in der Steuerdruckkammer 14 reagiert, also ein hohes Übersetzungsverhältnis aus dem eingekoppelten Steuerdruck vorliegt.

Im hier dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Injektoranordnung nach Art eines T-Stückes ausgeführt. Der Ventil­ körper 10 ist dabei als etwa quer zum Nebenstromkanal 9 liegender, den Querschnitt des Nebenstromkanals 9 ausfüllender Schieber ausgeführt. Der Ventilkörper 10 taucht auf der gegenüberliegenden Seite des Nebenstrom­ kanals 9 ein wenig in die Wandung des Nebenstromkanals 9 ein, so daß ein Flüssigkeitsdichterabschluß des Nebenstromkanals 9 gewährleistet ist. Der Ventilkörper 10 ist im übrigen als Kolbenstange abgedichtet in den Zylin­ der 11 geführt. Das ist fertigungstechnisch recht zweckmäßig, da nur eine seitliche Bohrung mit gleichmäßigem Durchmesser in das Injektorgehäuse 1 eingebracht werden muß. Andere Konstruktionsformen sind hier aber eben­ falls denkbar.

Die Erläuterung zum Stand der Technik und zur Lehre der vorliegenden Er­ findung hat deutlich gemacht, daß die Strömung durch den Nebenstromka­ nal 9 wesentlich dafür ist, ob noch Flüssigkeit durch die Injektordüse 6 strömt oder nicht. Aufgrund dieser Erkenntnis kann man durch gesteuerte Strömung im Nebenstromkanal 9 erreichen, daß die Ansaugleistung durch Ver­ änderung des verbleibenden Strömungsquerschnittes des Nebenstromkanals 9 gesteuert wird. Dazu dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kon­ struktion, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die maximale Verschiebe­ strecke des Kolbens 12 in Schließrichtung des Ventilkörpers 10 durch einen einstellbaren Anschlag 16 begrenzt und so die Schließstellung des Ventilkörpers im Nebenstromkanal 9 einstellbar ist. Die Einstellung des Anschlags 16 kann auf verschiedene Arten erfolgen. Beispielsweise könnte man mit einem seitlichen Schieber arbeiten, der keilartig die vordere Schließ­ stellung des Ventilkörpers 10 definiert. Im hier dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist aber eine andere Lösung gewählt worden, die da­ durch gekennzeichnet ist, daß der Anschlag 16 durch eine mit dem Kolben 12 verbundene, auf der Federseite aus dem Injektorgehäuse 1 herausgeführten Gewindestange 17 mit aufgeschraubter, an einer Abstützung 18 zur Anlage kommender Stellkappe 19 gebildet ist. Die Stellkappe 19 ist hier ge­ strichelt dargestellt. Sie hat im Inneren einen auf dem als Abstützung 18 dienenden Stirnflansch des Injektorgehäuses 1 laufenden Ringflansch, so daß die Stellkappe 19 sich leicht drehen läßt. Auf sehr einfache Weise ist so eine Chemikalien-Mengenregulierung realisiert.

Claims (6)

1. Injektoranordnung, insbesondere für Wasser-Hochdruckreinigungseinrichtungen, mit einem Injektorgehäuse (1) mit einem Zulaufanschluß (2), einem Ablaufan­ schluß (3), einem Chemikalien-Ansauganschluß (4), einer im Hauptstromkanal (5) zwischen dem Zulaufanschluß (2) und dem Ablaufanschluß (3) angeordneten In­ jektordüse (6) mit unmittelbar stromabwärts anschließender Vakuumkammer (7) , einem vom Ansauganschluß (4) in die Vakuumkammer (7) führenden, ggf. mit einem Rückschlagventil ausgestatteten Ansaugkanal (8), einem parallel zum Hauptstromkanal (5) vom Zulaufanschluß (2) zum Ablaufanschluß (3) verlaufen­ den Nebenstromkanal (9) und einem Ventil zum Öffnen und Schließen des Neben­ stromkanals (9), wobei im Niederdruckbetrieb der Nebenstromkanal (9) ge­ schlossen ist, die Strömung durch die Injektordüse (6) verläuft und eine Chemikalienansaugung erfolgt und im Hochdruckbetrieb der Nebenstromkanal (9) geöffnet ist, die Strömung durch den Nebenstromkanal (9) verläuft und eine Chemikalienansaugung nicht erfolgt und wobei das Ventil einen in den Neben­ stromkanal (9) eingreifenden Ventilkörper (10), einen den Ventilkörper (10) bewegenden, in einem Zylinder (11) verschiebbaren Kolben (12), eine den Kolben (12) in einer Verschieberichtung beaufschlagende Feder (13) und eine entgegen der Feder (13) wirkende Steuerdruckkammer (14) aufweist und die Steuerdruckkammer (14) über einen Steuerkanal (15) mit dem Hauptstromkanal (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (13) den Kolben (12) in Schließrichtung des Ventilkörpers (10) beaufschlagt und daß der Steuerkanal (15) von der Vakuumkammer (7) des Hauptstromkanals (5) ausgeht.

2. Injektoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Öffnungsrichtung wirksame Querschnitt des Ventilkörpers (10) erheblich kleiner ist als der in Öffnungsrichtung wirksame Querschnitt des Kolbens (12) in der Steuerdruckkammer (14).

3. Injektoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (10) als etwa quer zum Nebenstromkanal (9) liegender, den Querschnitt des Nebenstromkanals (9) ausfüllender Schieber ausgeführt ist.

4. Injektoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilkörper (10) als Kolbenstange abgedichtet in den Zylinder (11) geführt ist.

5. Injektoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die maximale Verschiebestrecke des Kolbens (12) in Schließ­ richtung des Ventilkörpers (10) durch einen einstellbaren Anschlag (16) begrenzt und so die Schließstellung des Ventilkörpers im Nebenstromka­ nal (9) einstellbar ist.

6. Injektoranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (16) durch eine mit dem Kolben (12) verbundene, auf der Feder­ seite aus dem Injektorgehäuse (1) herausgeführte Gewindestange (17) mit aufgeschraubter, an einer Abstützung (18) zur Anlage kommender Stell­ kappe (19) gebildet ist.