DE1675454B1 - Concentric suction and pressure valve - Google Patents

Concentric suction and pressure valve

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DE1675454B1 DE19681675454 DE1675454A DE1675454B1 DE 1675454 B1 DE1675454 B1 DE 1675454B1 DE 19681675454 DE19681675454 DE 19681675454 DE 1675454 A DE1675454 A DE 1675454A DE 1675454 B1 DE1675454 B1 DE 1675454B1
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Description

In der Patentanmeldung P 14 50 606.0 - 12 ist ein konzentrisches Saug- und Druckventil für Hochdruckkolbenverdichter und -pumpen in Vorschlag gebracht worden, das aus mehreren in einer Bohrung des als Ventilgehäuse dienenden Zylinderkopfes koaxial aneinandergereihten, zu einer gemeinsamen einsetzbaren bzw. herausnehmbaren Einheit verbundenen zylindrischen Bauteilen besteht, von denen das in der Mitte der Einheit befindliche an seinen beiden Enden die Ventilsitze sowohl für das am kolbenseitigen Ende der Einheit befindliche Saugventil, als auch für das am entgegengesetzten Ende der Einheit befindliche Druckventil sowie schräg verlaufende Einströmkanäle trägt, wobei alle Teile bis zum Verschlußstück des Druckventils von einem Ausströmkanal mittig durchdrungen sind.In the patent application P 14 50 606.0-12 there is a concentric suction and pressure valve for high pressure piston compressors and pumps have been proposed, which consists of several in a bore of the cylinder head serving as a valve housing coaxially strung together to form a common insertable or removable unit cylindrical components, of which the one in the center of the unit is attached to his the valve seats at both ends for the suction valve located at the piston-side end of the unit, as well as for the pressure valve located at the opposite end of the unit as well as the inclined one Carries inflow channels, with all parts up to the closure piece of the pressure valve of one The outflow channel is penetrated in the middle.

Bei einem in dieser Weise ausgebildeten, konzentrischen Saug- und Druckventil sind an dem den wechselnden Drücken ausgesetzten Teil des Ventilkörpers jegliche Spannungserhöhenden Querschnittswechsel weitgehend vermieden. Außerdem kann das Ventil nach Lösen eines am Zylinderkopf angebrachten Deckels oder einer Verschlußschraube ohne weitere Demontagearbeiten in kürzester Zeit in den Zylinder des Kompressors oder der Pumpe ein- bzw. aus ihm ausgebaut werden.In a trained in this way, concentric suction and pressure valve are on the alternating pressures exposed part of the valve body any stress-increasing cross-section changes largely avoided. In addition, the valve can be attached to the cylinder head after loosening one Lid or a screw plug without further dismantling work in the shortest possible time Cylinder of the compressor or the pump can be installed or removed from it.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung liegt es nun, das konzentrische Saug- und Druckventil für Hochdruckverdichter und -pumpen nach der Hauptpatentanmeldung dahingehend so zu verbessern, daß sich durch eine vereinfachte Bauweise ein leichterer Zusammenbau ergibt und jede Betriebsgefährdung, z. B. bei Bruch des Zentralrohres, ausgeschaltet wird.In the context of the present invention, it is now the concentric suction and pressure valve for high pressure compressors and pumps according to the main patent application to the effect that a simplified construction results in easier assembly and any operational hazard, e.g. B. if the central tube breaks, it is switched off.

Hierzu schlägt die vorliegende Erfindung vor, daß der Saugventilsitz und der Druckventilsitz von zwei getrennten Bauteilen gebildet werden, daß zwischen dem Saugventilsitz und dem Druckventilsitz ein Zwischenring zur Aufnahme des mit einer strömungsgünstig gestalteten Mittenbohrung versehenen Saugventilhubfängers eingebaut ist und daß alle diese Teile zusammen mit dem Druckventilhubfänger zu einer auswechselbaren Einheit verbunden sind, die an ihrer Außenfläche mindestens in der bis zum Austrittsbereich der Einströmkanäle im Saugventilsitz reichenden Zone vom Enddruck beaufschlagt ist.For this purpose, the present invention proposes that the suction valve seat and the pressure valve seat of two separate components are formed that between the suction valve seat and the pressure valve seat an intermediate ring to accommodate the suction valve lift stop provided with a flow-optimized central bore is built in and that all these parts are connected together with the Druckventilhubfänger to form an exchangeable unit, the on their outer surface at least up to the outlet area of the inflow channels in the suction valve seat reaching zone is acted upon by the final pressure.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des konzentrischen Saug- und Druckventils nach der Erfindung in schematischen Längsschnitten dargestellt. In the drawing are some exemplary embodiments of the concentric suction and pressure valve according to the invention shown in schematic longitudinal sections.

Bei der Ausführungsform nach der F i g. 1 ist das konzentrische Saug- und Druckventil in die Bohrung 2 des als Ventilgehäuse 1 dienenden Zylinderkopfes eingesetzt. Der linke mit 3 bezeichnete, den Saugventilsitz bildende Saugventilkörper ist mit von seinem Umfang ausgehenden Einströmkanälen 4 versehen, die zu einem ringförmigen Verschlußstücks mit ebener, konischer oder gewölbter Abdichtfläche 19 des Saugventils hin schräg verlaufen und um eine mittlere Bohrung 6 herum angeordnet sind, die zum Durchströmen des Mediums beim Saug- und Druckhub dient. Im Bereich der Eintrittsstellen der schräg verlaufenden Einströmkanäle 4 ist zwischen diesen und dem Ventilgehäuse 1 ein ringförmiger Raum 7 ■ für den Zufluß des Mediums angeordnet. Die mittlere Bohrung 6 des Saugventilkörpers 3 führt über eine mittlere Bohrung 10 eines Saugventil-Hubfängers 9 und eine mittlere Bohrung 11 eines den Druckventilsitz bildenden Ventilkörpers 12 zu dem Verschlußstück 13 des Druckventils, dessen Ventilraum über Bohrungen 14 mit dem Druckraum 15 verbunden ist, aus dem das unter Druck gebrachte Medium abfließen kann. Zur Erzielung günstiger Strömungsverhältnisse werden die Eintrittsöffnungen der Zentralbohrungen gut ausgerundet.In the embodiment according to FIG. 1 is the concentric suction and discharge valve in the bore 2 of the cylinder head serving as valve housing 1 is used. The left labeled 3, the The suction valve body forming the suction valve seat is provided with inflow channels 4 extending from its circumference, resulting in an annular closure piece with a flat, conical or curved sealing surface 19 of the suction valve run obliquely and are arranged around a central bore 6, which for The medium flows through during the suction and pressure stroke. In the area of the entry points of the oblique running inflow channels 4 is an annular space 7 between these and the valve housing 1 ■ arranged for the inflow of the medium. The middle Bore 6 of the suction valve body 3 leads over a central bore 10 of a suction valve lift stop 9 and a central bore 11 of a valve body 12, which forms the pressure valve seat, to the closure piece 13 of the pressure valve, the valve chamber of which is connected to the pressure chamber 15 via bores 14, from which the pressurized medium can flow out. The inlet openings of the central bores are used to achieve favorable flow conditions well rounded.

Bei der dargestellten Anordnung strömt das zu verdichtende Medium mit einem bestimmten Ansaugedruck in Pfeilrichtung durch den Ringraum 7 in die schräg verlaufenden Kanäle 4 und hebt dann das Verschlußstück 5 des Saugventils entgegen der Kraft der Feder 5 α vom Saugventilsitz ab. Das Verschlußstück 13 des Druckventils wird beim Ansaugevorgang durch den auf ihm lastenden Enddruck verschlossen gehalten. Beim Druckhub wird das angesaugte Medium durch einen in einer Bohrung 27 angeordneten Kolben verdichtet, schließt dabei das Saugventil-Verschlußstück 5 über eine Bohrung 5 b und hebt dann das Druckventil-Verschlußstück 13 vom Druckventilsitz ab.In the arrangement shown, the medium to be compressed flows with a certain suction pressure in the direction of the arrow through the annular space 7 into the inclined channels 4 and then lifts the closure piece 5 of the suction valve against the force of the spring 5 α from the suction valve seat. The closure piece 13 of the pressure valve is kept closed during the suction process by the final pressure on it. During the pressure stroke, the medium sucked in is compressed by a piston arranged in a bore 27, closes the suction valve closure piece 5 via a bore 5b and then lifts the pressure valve closure piece 13 from the pressure valve seat.

Zwischen dem Druckraum 15, der unter Verdichtungsdruck steht, und dem ringförmigen Raum 7, der M unter Saugdruck steht, ist am Saugventilkörper 3 ™ gegenüber der Innenseite der Bohrung 18 des Ventilgehäuses 1 eine ringförmige Dichtung 16 bekannter Bauart eingesetzt.Between the pressure space 15, which is under compression pressure, and the annular space 7, which M is under suction pressure, an annular seal 16 of known design is inserted on the suction valve body 3 ™ opposite the inside of the bore 18 of the valve housing 1.

Zwischen dem den Saugventilsitz bildenden Ventilkörper 3 und dem den Druckventilsitz bildenden Ventilkörper 12 befindet sich ein Zwischenring 8, der mit einer glatten Innenbohrung 17 versehen ist. In der Bohrung 17 ist der Hubfänger 9 für die Hubbegrenzung des ringförmigen Verschlußstückes 5 des Saugventils eingesetzt.Between the valve body 3 forming the suction valve seat and the valve body 3 forming the pressure valve seat Valve body 12 has an intermediate ring 8 which is provided with a smooth inner bore 17. In the Bore 17 is the lift stop 9 for the stroke limitation of the annular closure piece 5 of the suction valve used.

Damit die durch den innerhalb der Bohrung 17 wechselweise wirkenden Saug- und Verdichtungsdruck verursachte Formänderung des Ringes 8 verringert wird, die in den Auflageflächen, die zugleich als Dichtflächen dienen, Anlaß zu schädlicher Reibungskorrosion geben kann, wird der Ring 8 aus einem Werkstoff hergestellt, der gegenüber dem Werkstoff des anschließenden Saugkörpers 3 und des Druckventilkörpers 12 einen wesentlich höheren Elastizitätsmodul und höhere Druckfestigkeit auf- ^ weist. Die unter der Druckeinwirkung entstehenden % Formänderungen am Ring 8 werden durch den höheren Elastizitätsmodul verringert, und bei entsprechender Abstimmung· des Ringinnen- zum Außendurchmesser läßt sich die Formänderung zu derjenigen der benachbarten Auflageflächen des Saugventilkörpers 3 und des Druckventilkörpers 12 so festlegen, daß die Relativbewegung unter der innen- und außenseitigen Druckeinwirkung in den Auflageflächen auf ein Minimum herabgesetzt und somit die Gefahr einer schädlichen Reibungskorrosion weitgehend ausgeschaltet wird.So that the change in shape of the ring 8 caused by the alternately acting suction and compression pressure within the bore 17 is reduced, which can give rise to harmful frictional corrosion in the bearing surfaces, which also serve as sealing surfaces, the ring 8 is made of a material which compared to the material of the adjoining absorbent body 3 and the pressure valve body 12 has a significantly higher modulus of elasticity and higher compressive strength. The% changes in shape on the ring 8 that arise under the action of pressure are reduced by the higher modulus of elasticity, and with the appropriate coordination of the inner and outer diameter of the ring, the change in shape to that of the adjacent contact surfaces of the suction valve body 3 and the pressure valve body 12 can be determined in such a way that the relative movement is less than the inside and outside pressure in the bearing surfaces is reduced to a minimum and thus the risk of harmful frictional corrosion is largely eliminated.

Damit die schädliche Wirkung der wechselnden Spannungen im Bereich der um die Zentralbohrung 6 des Saugventilkörpers 3 angeordneten schrägen Einströmkanäle 4, die sich erhöhen, je näher die Einströmkanäle 4 zur Abdichtungsfläche 19 des ringförmigen Saugventilverschlußstückes 5 verlaufen, weitgehend verringert wird, ist der Außenmantel des Saugventilkörpers 3 auf ein kurzes Stück d im Bereich der Zone, in der die schrägen Einströmkanäle 4 in unmittelbarer Nähe des Austritts der Zentralbohrung 6 liegen, unter den konstanten Enddruck gesetzt. So that the harmful effect of the alternating stresses in the area around the central bore 6 of the suction valve body 3 arranged inclined inflow channels 4, which increase the closer the inflow channels 4 to the sealing surface 19 of the annular suction valve closure piece 5, largely is reduced, the outer jacket of the suction valve body 3 is for a short distance d in the area the zone in which the inclined inflow channels 4 in the immediate vicinity of the exit of the central bore 6 are placed under the constant final pressure.

Dadurch werden die durch den wechselnden DruckThis is due to the changing pressure

hervorgerufenen Spannungen am Saugventilkörper 3 in der Zone des Austrittes der Zentralbohrung 6 und der Austritte der schrägen Einströmkanäle 4 in den Bereich der Druckspannungen verlagert.induced stresses on the suction valve body 3 in the zone of the exit of the central bore 6 and the outlet of the inclined inflow channels 4 is shifted into the area of compressive stresses.

Dies wird, wie in F i g. 1 gezeigt, dadurch erreicht, daß die Gehäusebohrung abgestuft ausgeführt wird. Die Bohrung 18 mit größerem Durchmesser gegenüber der Bohrung 2 wird so tief ausgeführt, daß die Stirnfläche des Saugventilkörpers 3 mit der Dichtfläche 19 so weit über die von den beiden Gehäusebohrungen 2 und 18 gebildeten Absatz 20 hervorsteht, daß nach dem Einsetzen des Dichtringes 16 in den ringförmigen Absatz 20 der Außenmantel des saugseitigen Endes am Saugventilkörper 3 auf eine bestimmte Länge unter die Wirkung des konstanten Enddruckes gebracht wird. Hierdurch werden an der Stirnfläche in der Zone des Austrittes der Zentralbohrung 6 und der in unmittelbarer Nähe liegenden Austritte der schrägen Einströmkanäle 4 die infolge des in der Zentralbohrung 6 wirkenden Wechseldruckes auftretenden Spannungen in den Bereich der Druckspannungen verlagert.As shown in FIG. 1, achieved in that the housing bore is carried out in a stepped manner. The bore 18 with a larger diameter compared to the bore 2 is made so deep that the End face of the suction valve body 3 with the sealing surface 19 so far beyond that of the two housing bores 2 and 18 formed paragraph 20 protrudes that after inserting the sealing ring 16 in the annular shoulder 20 of the outer jacket of the suction-side end on the suction valve body 3 on a a certain length is brought under the effect of the constant final pressure. This means that the End face in the zone of the exit of the central bore 6 and the one in the immediate vicinity Exits of the inclined inflow channels 4 as a result of the alternating pressure acting in the central bore 6 occurring stresses are shifted into the area of compressive stresses.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung weist die zylindrische Bohrung des Ventilgehäuses 1 einen Absatz zur Aufnahme der Dichtung 16 auf. In F i g. 2 ist dargestellt, wie dieser Absatz vermieden werden kann. Bei diesem Ausfülirungsbeispiel ist der zur Aufnahme der Dichtung 16 bestimmte Absatz am Saugventilkörper 3 angebracht, und die Bohrung des Ventilgehäuses 1 ist ohne Abstufung ausgeführt. Die Einwirkung des Enddruckes auf das dem Saugventil zugewandte Ende des Saugventilkörpers 3 wird hierdurch gleichermaßen erzielt wie bei der Anordnung nach Fig. 1.In the arrangement shown in FIG the cylindrical bore of the valve housing 1 has a shoulder for receiving the seal 16. In F i g. 2 shows how this paragraph can be avoided. In this Ausfülirungsbeispiel is the for receiving the seal 16 certain paragraph attached to the suction valve body 3, and the bore of the Valve housing 1 is designed without gradation. The effect of the final pressure on the suction valve The facing end of the suction valve body 3 is achieved in the same way as in the case of the arrangement according to Fig. 1.

Es ist aber auch möglich, sowohl die Bohrung des Ventilgehäuses 1 als auch die zylindrische Umfangsfläche des Saugventilkörpers 3 ohne Absatz auszuführen. Eine derartige Ausführungsform ist in F i g. 3 veranschaulicht. In diesem Falle ist zwischen dem Ventilgehäuse 1 und dem Saugventilkörper 3 ein zylindrischer Zwischenring 26 eingelegt, der eine Durchströmöffnung 26 a für angesaugtes Medium aufweist. Der Dichtring 16 liegt auf der freien Stirnfläche des Zwischenringes 26 auf.But it is also possible both the bore of the valve housing 1 and the cylindrical circumferential surface of the suction valve body 3 run without paragraph. Such an embodiment is shown in FIG. 3 illustrated. In this case there is a valve housing 1 and the suction valve body 3 cylindrical intermediate ring 26 inserted, which has a flow opening 26 a for sucked in medium having. The sealing ring 16 rests on the free end face of the intermediate ring 26.

Der Saugventilkörper 3, der Zwischenring 8 mit eingesetztem Saugventil-Hubfänger 9, der Druckventilkörpers 12 und der Druckventil-Hubfänger 21 werden durch eine Übersteckhülse 22 zentriert und zu einer gemeinsam ein- und ausbaufähigen Einheit zusammengefaßt.The suction valve body 3, the intermediate ring 8 with inserted suction valve lift stop 9, the pressure valve body 12 and the pressure valve lift stop 21 are centered by a sleeve 22 and combined into one unit that can be built in and expanded together.

Wie in der F i g. 1 beispielsweise dargestellt ist, erhält die Hülse 22 für den Zusammenbau am rechten Ende einen Bund 23 und am linken Ende ein Innengewinde 24, das in das entsprechende Außengewinde am rechten Ende des Saugventilkörpers 3 eingeschraubt wird. Selbstverständlich lassen sich auch andere Befestigungsmöglichkeiten am Saugventilkörper 3 ausführen.As in FIG. 1, for example, receives the sleeve 22 for assembly on the right End of a collar 23 and at the left end an internal thread 24 that goes into the corresponding external thread is screwed into the right end of the suction valve body 3. Of course you can Also implement other mounting options on the suction valve body 3.

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Konzentrisches Saug- und Druckventil für Hochdruckkolbenverdichter und -pumpen, bestehend aus mehreren in einer Bohrung des als Ventilgehäuse dienenden Zylinderkopfes koaxial aneinandergereihten, zu einer gemeinsam einsetzbaren bzw. herausnehmbaren Einheit verbundenen zylindrischen Bauteilen, von denen das in der Mitte der Einheit befindliche an seinen beiden Enden die Ventilsitze sowohl für das am kolbenseitigen Ende der Einheit befindliche Saugventil, als auch für das am entgegengesetzten Ende der Einheit befindliche Druckventil sowie schräg verlaufende Einströmkanäle trägt, wobei alle Teile bis zum Verschlußstück des Druckventils von einem Ausströmkanal mittig durchdrungen sind, nach Patentanmeldung P 14 50 606.0-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugventilsitz und der Druckventilsitz von zwei getrennten Bauteilen (3 bzw. 12) gebildet werden, daß zwischen dem Saugventilsitz und dem Druckventilsitz ein Zwischenring (8) zur Aufnahme des mit einer strömungsgünstig gestalteten Mittenbohrung (10) versehenen Saugventilhubf ängers (9) eingebaut ist und daß alle diese Teile zusammen mit dem Druckventilhubfänger (21) zu einer auswechselbaren Einheit verbunden sind, die an ihrer Außenfläche mindestens in der bis zum Austrittsbereich der Einströmkanäle (4) im Saugventilsitz reichenden Zone vom Enddruck beaufschlagt ist.1. Concentric suction and pressure valve for high pressure piston compressors and pumps, consisting of of several coaxially in a bore of the cylinder head serving as a valve housing Lined up, connected to form a jointly usable or removable unit cylindrical components, of which the one in the center of the unit is attached to both of them Ends the valve seats both for the suction valve located at the piston-side end of the unit, as well as for the pressure valve located at the opposite end of the unit as well as the inclined one Carries inflow channels, with all parts up to the closure piece of the pressure valve of an outflow channel penetrated in the middle, according to patent application P 14 50 606.0-12, characterized in that the suction valve seat and the pressure valve seat is formed from two separate components (3 and 12), that between the suction valve seat and the pressure valve seat an intermediate ring (8) for receiving the suction valve lift retainer provided with a central bore (10) designed to facilitate flow (9) is installed and that all these parts together with the pressure valve lift stop (21) an interchangeable unit are connected, which on its outer surface at least in the up to the outlet area of the inflow channels (4) in the suction valve seat reaching zone of the final pressure is applied. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugventilsitz (3) mit dem Zwischenring (8), dem Druckventilsitz (12) und dem Druckventilhubfänger (21) durch eine der Bohrung des Ventilgehäuses (1) angepaßte Hülse2. Valve according to claim 1, characterized in that the suction valve seat (3) with the Intermediate ring (8), the pressure valve seat (12) and the pressure valve lift stop (21) through one of the Bore of the valve housing (1) adapted sleeve (22) zusammengehalten sind, welche einerseits den Druckventilhubfänger (21) mit einem Bund(22) are held together, which on the one hand the Druckventilhubfänger (21) with a collar (23) umfaßt und andererseits auf die Außenfläche des Saugventilsitzes aufgeschraubt ist.(23) and on the other hand is screwed onto the outer surface of the suction valve seat. 3. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (8) aus einem Werkstoff von höherem Elastizitätsmodul und höherer Druckfestigkeit gegenüber den Werkstoffen der anliegenden Ventilsitze (3,12) hergestellt ist.3. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the Intermediate ring (8) made of a material with a higher modulus of elasticity and higher compressive strength is made compared to the materials of the adjacent valve seats (3, 12). 4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Enddruck ausgesetzte Zone (d) des Saugventilsitzes (3) durch die Lage eines Dichtringes (16) bestimmt ist, der am Umfang des Saugventilsitzes angeordnet ist.4. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the zone (d) of the suction valve seat (3) exposed to the final pressure is determined by the position of a sealing ring (16) which is arranged on the circumference of the suction valve seat. 5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (16) auf einem in der Innenbohrung des Ventilgehäuses (1) vorgesehenen Absatz aufliegt.5. Valve according to claim 4, characterized in that the sealing ring (16) on one in the Inner bore of the valve housing (1) provided paragraph rests. 6. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (16) auf einem Absatz aufliegt, der in die Umfangspartie des Saugventilsitzes (3) eingearbeitet ist.6. Valve according to claim 4, characterized in that the sealing ring (16) on a shoulder rests, which is incorporated into the peripheral part of the suction valve seat (3). 7. Ventil nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilgehäuse (1) und dem Saugventilsitz (3) ein Zwischenring (26) eingesetzt ist, welcher dem Dichtring (16) als Abstützung dient.7. Valve according to dependent claim 4, characterized in that between the valve housing (1) and the suction valve seat (3) an intermediate ring (26) is inserted, which the sealing ring (16) serves as a support. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DE19681675454 1964-08-03 1968-02-13 Concentric suction and pressure valve Pending DE1675454B1 (en)

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