DE4407974A1

DE4407974A1 - Automatisches Bypass-Ventil

Info

Publication number: DE4407974A1
Application number: DE4407974A
Authority: DE
Inventors: Arnaldo Benetti
Original assignee: P A Srl
Current assignee: P A Srl
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2014-03-11
Also published as: ITMO930081A1; JP2749512B2; US5372157A; IT1262631B; ITMO930081A0; DE4407974C2; JPH0771633A

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein automatisches Bypass-Ventil.

Dieses findet besonders, jedoch nicht ausschließlich, eine nützliche Anwendung in Anlagen, die die Abgabe von Flüssigkeiten unter hohem Druck steuern, wie z. B. die, die in Waschanlagen benützt werden.

Insbesonders reiht sich die vorliegende Erfindung in den Bereich der "unloader" Ventile ein, die im Fall der Schließung oder Einteilung der Abgabe an den Benutzer, nebst dem automatischen Umleiten der gepumpten Flüssigkeit, auch für die Beibehaltung eines relativ niedrigen Druckes der Zuleitung zum Benutzer sorgen. Dies erlaubt dem Pumpsystem, bei der Wiederöffnung der Zuleitung, keinen, durch die Anwesenheit einer erhöhten Druckdifferenz gebotenen Widerstand, lokalisiert im Ventil und unterhalb diesem im flexiblen Druckleitungsrohr anzutreffen, und an dessen äußersten Ende z. B. eine Ausfluß-Lanze oder -Pistole, ausgestattet mit einem Abfanghahn, angebracht ist.

In den Konstruktionsformen der bekannten Technik bestehen die Ventile dieser Art im wesentlichen aus einem Dreiweg- Ventilkörper (Eingang von der Pumpe her, Zuleitung zum Benutzer, Entleerung zum Tank der Pumpe), der im Innern mit einem Verschluß des Abflusses ausgestattet ist, der normalerweise bei offener Zuleitung geschlossen und bei geschlossener Zuleitung offen ist. Das schließen des Verschlusses wird automatisch durch die Differenz des Druckes zwischen den beiden Oberflächen eines Kolbens, der mit dem Stock des Verschlusses verbunden ist, realisiert. Diese Differenz des Druckes ist nur im Fall des Abfließens der Flüssigkeit über die Zuleitung des Ventiles vorhanden. Dies wird durch die besondere Form der Zuleitungskammer des Ventiles ermöglicht, da in ihrem Innern, aufgrund des Venturi-Effektes, eine Depressionszone geschaffen wird, die durch ein schräges Rohr mit einer der Kammern, in denen sich der Kolben befindet, verbunden ist. Das Öffnen des Verschlusses erfolgt automatisch beim Einstellen des Abfließens zur Zuleitung, da die obenerwähnte Differenz des Druckes ausbleibt.

Solche Ventile weisen einige Nachteile auf.

Erstens wird ein Teil der vorrätigen Energie durch die Flüssigkeit verschwendet, und dies mit dem einzigen Zweck, eine Depressionszone zu erzeugen, mit der die Verschiebung des Verschlusses automatisch gesteuert wird.

Zweitens sind die Kräfte, die für die automatische Verschiebung des Verschlusses im Spiel stehen, von geringem Umfang und veränderlich in Funktion der Flüssigkeitsführung. Demzufolge ist es notwendig, die Ventile durch äußerst präzise und sorgfältige Bearbeitungen herzustellen. Hinzu kommt noch die Tatsache, daß die Düse, die den genannten Venturi-Effekt erzeugt, immer dem Ausmaß der Anlage angepaßt werden muß. Dies führt zu der Notwendigkeit, daß die gleiche Anzahl von Düsen entsprechend der Anzahl der benützbaren Zuflüssen zur Verfügung stehen muß. Überdies resultiert das Verhalten des Ablauf-Verschlusses auch als außerordentlich sensibel in Bezug auf kleinste Veränderungen der Haltungsbedingungen des Kolbens. Eine geringe Steigerung der Reibung zwischen Kolben und Zylinder, die z. B. auf die Kalkablagerung oder Sand-Infiltration zurückzuführen ist, kann das Festfressen des Mechanismus verursachen. Die Abnützung der Kupplung oder das Abfließen von warmen Wasser kann übermäßige seitliche Sickerverluste erzeugen und somit den wirksamen Schub auf den Kolben abschwächen.

Ein weiterer Nachteil besteht in der hohen Ansprechzeit, die der Verschluß benötigt, um sich bei der Wiederöffnung der Zuleitung zu schließen. Dieser Nachteil kann umgangen werden, indem ein Gegendruck in der Ablaufkammer erzeugt wird, z. B. durch eine regulierbare Membrane oder andere Art von Verengung, die jedoch immer eine konstruktive Komplikation darstellt. In gewissen Fällen, um die Schließbewegung des Verschlusses zu erleichtern, und dies durch weiteres verringern der Verspätungen im Schließvorgang des Bypasses, ist die Anwendung einer Feder unerläßlich.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der vorgehend beschriebenen Nachteile, indem ein automatisches Bypass-Ventil angeboten wird, das sich unter jeglichen Funktionsbedingungen als leistungsfähig und zuverlässig erweist.

Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein promptes Ansprechen des Bypass-Verschlusses zu garantieren, und dies sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen der Zuleitung.

Ein Vorteil, der die vorliegende Erfindung bietet, besteht darin, die lokalisierten Verluste der Flüssigkeitsenergie während dem Abfluß im Ventil auf ein Minimum zu verringern.

Zur Verdeutlichung weiterer Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend zwei bevorzugte Konstruktionsformen ausführlich beschrieben, die in den Zeichnungen nur als Beispiel und nicht einschränkend dargestellt sind:

- die Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt in vertikaler Erhebung eines, entsprechend der bekannten Technik realisierten Bypass-Ventiles;
- die Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt in vertikaler Erhebung einer ersten Konstruktionsform der vorliegenden Erfindung;
- die Fig. 3 zeigt einen abgebrochenen, schematischen Querschnitt einer zweiten Konstruktionsform der vorliegenden Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 werden mit A, B und T respektiv die Eingangsöffnung, Ablauföffnung und Bypassöffnung eines herkömmlichen "unloader" Ventiles bezeichnet, in welchem das Zuleitungsrohr zum Benutzer, beim Schließen der Zuleitung selbst, unter relativ niedrigem Druck gehalten wird. Dieses Ventil enthält einen Verschluß O, der auf eine, zwischen der Eingangsöffnung A und der Bypassöffnung T vorgesehenen Öffnung S einwirkt. Der Verschluß O ist durch einen Stock G mit einem Kolben P verbunden, der von einer Feder M beeinflußt wird. Der obere Teil des Kolbens P grenzt an eine Kammer C an, die durch ein Rohr V mit einer Kammer U, die in die Ablauföffnung B mündet, verbunden ist. Die besondere Form der Kammer U löst, wenn die Flüssigkeit durch den Ablauf B fließt, in der Zone der Kammer U, die mit der Kammer C verbunden ist, eine Depression aufgrund des Venturi- Effektes aus. Somit wird ein Aufwärtsschub des Kolbens P durch die Wirkung der Druckdifferenz zwischen den beiden Oberflächen des Kolbens erzeugt. Dieser Schub hält den Verschluß O gegen seinen eigenen Sitz S fest. Die Unterbrechung der Strömung durch den Ablauf B führt zur Beendigung der Haltetätigkeit des Verschlusses O, der die Öffnung S freigibt und somit die Eingangsöffnung A mit der Bypassöffnung T in Verbindung bringt. Die Flüssigkeit wird durch die Pumpe über den Bypass T in Rezirkulation gebracht, ohne daß übrigens die Verbindung mit dem Ablauf B geschlossen wird.

In der Fig. 2 ist ein automatisches Bypass-Ventil entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt, das einen Ventilkörper 1 aufweist, der mit einem Eingangsweg 2, einem Ausgangsweg 3 und einem Rückflußweg 4 ausgestattet ist.

Ein Verschluß 5, der den Rückflußweg verschließt, ist über einen Stock 6 mit einem Kolben 7 verbunden, der seitlich mit ringförmigen Haltedichtungen 28, die sich im Innern eines Zylinders 31 befinden, ausgestattet ist. Die obere Seite des Kolbens 7 steht über ein schräges Rohr 9 mit dem Ausgangsweg 3 in Verbindung.

Eine antagonistische Feder 8 ist zwischen den Ventilköper 1 und eine Scheibe 29, die mit dem Stock 6 solidarisch ist, gedrückt.

Ein Verschluß 10, gedrückt durch eine Feder 11, wirkt auf den Ausgangsweg 3. Der Verschluß 10 besteht aus einer Hülse, die an den Seitenwänden peripherische Öffnungen 22 aufweist und längs eines zylindrischen Bettes gleitbar ist. Eine wulstartige Dichtung 20, die an der blinden Spitze der Hülse des Verschlusses 10 vorgesehen ist, macht Halt auf einen konischen Stammsitz.

Ein Rezirkulationsrohr 12 bringt den Ausgangsweg 3 mit einer Rezirkulationskammer 13 in Verbindung, die über einen Rezirkulationszwischenraum 14 mit dem Rückflußweg 4 verbunden ist. Ein kugelförmiger Verschluß 15 wird auf den Rezirkulationszwischenraum 14 gedrückt gehalten, und dies durch eine Feder 16, die mit einem Ende eine Scheibe 24, die den kugelförmigen Verschluß 15 aufnimmt, beeinflußt. Der Vordruckgrad der Kontrastfeder 16 des Verschlusses 15 des Rezirkulationszwischenraumes 14 kann von außen axial registriert werden, und zwar durch einen Deckel 30, der auf den Ventilköper 1, der von der Feder 16 angestoßen wird, geschraubt ist.

Der Verschluß 15 des Rezirkulationszwischenraumes 14 wirkt koaxial zum Stock 6 des Verschlusses 5 des Rückflußweges 4. Der Stock 6 weist koaxial zu einem seiner Enden eine Stange 18 auf, die dafür vorgesehen ist, koaxial auf den Verschluß 15 des Rezirkulationszwischenraumes 14 zu wirken und sein Öffnen zu veranlassen.

Die Fig. 3 zeigt eine zweite Konstruktionsform der vorliegenden Erfindung, in der ein Drosselungsventil 17 auf dem Rezirkulationsrohr 12 vorgesehen ist. Dieses eichbare Drosselungsventil 17 besteht aus einem Nadelverschluß 25, der auf einen Sitz 26 wirkt, und dies durch eine Feder 19 mit Vordruckgrad, der von außen durch einen Schraubdeckel 27 axial registrierbar ist.

Bei offener Zuleitung fließt die Flüssigkeit unter Druck durch den Eingangsweg 2 in den Ventilkörper 1; drückt auf die Stirnseite der Hülse 21 und entfernt diese vom Sitz 23; fließt durch die peripherischen Öffnungen 22 und tritt durch den Ausgangsweg 3 gegen die Zuleitung zum Benutzer aus. Die Feder 8 hält den Verschluß 5 gegen den eigenen Sitz gedrückt und verschließt somit den Rückflußweg 4. Der Rezirkulationszwischenraum 14 ist durch den Verschluß 15, dank der Wirkung der Feder 16, verschlossen.

Wenn die Zuleitung geschlossen wird, ergibt sich eine plötzliche Zunahme des Druckes im Zuleitungsrohr, der das Schließen des Verschlusses 10, der als Rückhalteventil fungiert, bewirkt.

Die Erhöhung des Druckes betrifft auch das schräge Rohr 9 und die obere Kammer des Zylinders, in dem der Kolben gleiten kann, und verursacht somit das Abgleiten desselben und die Öffnung des Rückflußweges 4.

Die Stange 18 tritt gemeinsam mit dem Kolben 7 mit dem kugelförmigen Verschluß 15 in Kontakt, indem sie diesen aus seinen Sitz entfernt und somit den Rezirkulationszwischenraum 14 freigibt, durch den der Ausgangsweg 3 mit dem Rückflußweg 4 in Verbindung kommt. Im Zuleitungsrohr, welches mit dem Ausgangsweg 3 verbunden ist, ergibt sich demzufolge ein Druckabfall bis zur Erreichung einer Gleichgewichtslage.

In der zweiten Konstruktionsform, abgebildet in Fig. 3, erfolgt die Regulierung des Druckes der Zuleitung durch die Eichung des Drosselungsventiles 17, d. h. durch fest- oder losschrauben des Schraubdeckels 27.

Das Ventil 17 fungiert auch als Sicherheitsventil für die Ausgangsbahn 3, so daß es beim schließen des Verschlusses 10 nicht notwendig ist, auf dem, unten am Ausgangsweg 3 angebrachten Rohr ein weiteres, unterschiedliches Sicherheitsventil für den Überdruck vorzusehen und das Vorhandensein eines solchen ist jedoch in Anlagen, die mit Warmwassergenerator ausgestattet sind, unentbehrlich.

An der vorliegenden Erfindung können zahlreiche Änderungen der praktischen Anwendungsart von Konstruktionsdetails vorgenommen werden, ohne jedoch dadurch den Schutzbereich der Erfindung gemäß den nachfolgenden Patentansprüchen zu verlassen.

Claims

1. Automatisches Bypass-Ventil, bestehend aus:

- einem Dreiweg-Ventilkörper (1) [Eingang (2), Ausgang (3) und Rückfluß (4)], in dem ein Verschluß (5), der den Rückflußweg (4) verschließt, durch einen Stock (6) mit einem Kolben (7) verbunden ist, der in einem Zylinders (31) untergebracht ist, d. h. eine Kammer, die über ein Rohr (9) mit dem genannten Ausgangsweg (3) in Verbindung steht;
- einem Verschluß (10), geeignet zum Verschließen des genannten Ausgangsweges (3), dem eine Feder (11) entgegenwirkt, und gleichzeitig zur Beibehaltung einer offenen Verbindung zwischen dem genannten Ausgangsweg (3) und dem genannten Rohr (9);

dadurch gekennzeichnet, daß folgende Elemente vorhanden sind:

- ein Rezirkulationsrohr (12), das den genannten Ausgangsweg (3) mit einer Rezirkulationskammer (13) verbindet, die mit dem genannten Rückflußweg (4) über einen Rezirkulationszwischenraum (14) in Verbindung steht, auf den ein Verschluß (15) einwirkt, der durch eine Feder (16) in Verschlußposition gehalten wird;
- eine Stange (18), die am genannten Verschluß (5) angebracht und dazu bestimmt ist, den Verschluß (15) des Rezirkulationszwischenraumes (14) zu beeinflussen, und dies mit entgegengesetzter Tätigkeit zu der, die die genannte Feder (16) ausübt.

2. Ventil gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Rezirkulationszwischenraum (14) mit der Achse der genannten Stange (18), die längs der eigenen Achse gemeinsam mit dem Verschluß (5) des Rückflußweges (4) beweglich ist, ausgerichtet ist.

3. Ventil gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Drosselungsventil (17) einschließt, das auf dem genannten Rezirkulationsrohr (12) vorgesehen und von außen zu eichen ist.