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1. Vladimir Alexandrovich Mikhailov, Ingenieur, UdSSR, Moskau, ulitsa
Matrosskaya Tishina, 23, kv. 22 2. Alexandr Alexandrovich Shtelmakh Ingenieur, UdSSR,
Moskau, Astakhovsky pereulok, 1/2, kv. 123 3. Maria Vladislavovna Izhkevich, Ingenieur,
UdSSR, Moskau, Novocheremushkinskaya ulitsa, 3-a, korpus 2, kv. 71 DRUCK- UND SAUGVENTIL
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Pumpen und Verdichter, insbesondere auf
selbsttätige Saug- und Druckventile für diese Maschinen.
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Es sind Ventile bekannt, deren Sitz von einem Prisma das den mit
Durchgangsöffnungen für Strömungsmittel an Seitenflächen gebildet wird. Als Verschlußstücke
für diese Durchgangsöffnungen dienen je eine am Sitzkörper an der einen Kante angebrachte
Platte (siehe beispielsweise die amerikanischen Patentschriften Nr.2698818 und 2934083
Klasse 137).
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Diese Ventile sind aber kompliziert im Aufbau und unzuverlässig im
Betrieb und haben einen relativ großen Platzbedarf.
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Da ferner höhere Plattenelastizitäten in der Regel nur bei größeren
Plattenlängen zu erreichen sind, müssen die Ventilplat-ten bei größeren Durchlaßfähigkeiten
des Ventils sehr lang bemessen werden und das ganze Ventil fällt sperrig aus. Dies
ist der Grund dafür, daß sich diese Ventilart nur bei Verdichtern durchgesetzt,
bei Pumpen jedoch keine Anwendung gefunden hat.
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Bekannt sind weiterhin auch Ventile für Pumpen und Verdichter, bei
denen der Ventilsitz ein Zylinder mit Durchden gangsöffnungen in Seitenwänden ist
und das Versclußstück von einem O-Ring aus Gummi gebildet wird (siehe beispielsweise
die französische Patentschrift Nr.165 271, Klasse E16k) Wegen der geringen Festigkeit
des Grummiringes eignet sich aber diese Ventilart nur für einen beschränkten Druckbereich.
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Die Erfindung hat zum Ziel, die Nachteile der bekannten Ventile zu
beseitigen.
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Der Ekiindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein grundsätzlich neues
Verschlußstück für die Ventile der eingangs beschriebenen Art anzugeben.
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die gestellte Aufgabe wird bei einem selbsttätigen das Druck- bzw.
Saugventil mit Druckgangsöffnungen für / Strömungsmittel in den Sitzseitenwänden
und mit einem platten förmigen, vorwiegend metallenen Verschlußstück, nach der Erfindung
daduroh gelöst, daß die Verschlußplatte entsprechend der Sitzform gebogen ist, derart,
daß sie sich an
den Sitzseitenwänden anlegt und über allle durchgangsöffnungen
(27) erstreckt, jedoch keinen geschlossenen Ring bildet.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Durchlaßfähigkeit
des Ventils höher, wenn man gegenüber den Durchgangsöffnungen im Sitz versetzte
Öffnungen in der Verschlußplatte vorsieht und Aussparungen auf der Sitzfläche gegenüber
diesen Öffnungen getrennt gegenüber den Sitzöffnungen ausarbeitet. Aui diese Weise
läßt sich eine höhere Durchlaßfahigkeit des Ventils ohne Steigerung der Ventilplattenbeaunsapruchung
erreichen.
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Die Elastizität des angegebenen Veschlußstücks läßt sich erfindungsgemäß
auch durch durchgehende Schlitze in den Stegen zwischen den äußersten Öffnungen
des Verschlußstücks und seinem Rand erhöhen.
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Der Erfindungegedankte wird nachstehend an einen Ausführungsbeipsiel
mit Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar Fig.1 ein
erfindungsgemäß ausgebildetes Ventil für Pumpen und Kompressoren im Längsschnitt,
bei dem sich die das Durchgangsöffungen für Strömungsmittel in der Richtung der
Ventillängsachse erstrecken, Fig.2 den Schnitt II-II nach Fig.1, Fig. 3 eine weitere
Ausführungsvariante für das erfindungsgemäße Ventil, wobei sich die Durchgangsöffnungen
das für Strömungsmittel quer zur Ventillängsachse erstrecken
Fig.4
den Schnitt IV-IV nach Fig, 3, Fig.5 noch eine Ausführungsvariante für das erfindungsgemäße
Ventil im Längsschnitt, bei der die Verschlaßplatte an der inneren Sitzfläche anliegt,
Fig.6 den Schnitt VI-VI nach Fig .6, Fig.? den Längschnitt eines erfindungsgernäß
ausgebildeten Ventils, bei dem die Verschlußplatte mit Stiften und Bunden an den
Sitzstirnseiten gegen Drehung und axiale Verschiebung gesichert wird, Fig.8 den
Schnitt VIII-VIII nach Fig.7, Fig.9, 10, 11 drei Ausführungsmöglichkeiten für die
Verschlußplatte (gestreckt gezeichnet), wobei mit gestrichelten Linien die Durchgangsöffnungen
im Sitz gezeichnet sind.
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Fig.12, 13 einige beispiele für die Anordnung der Ventile in Pumpen
und Verdichtern.
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Die in den Zeichnungen wiedergegebenen Ventile sind für Pumpen und
Verdichter gedacht. Sie setzen sich im Grunde aus einem zylinderförmigen Sitz 1
mit Durchgangaöffnungen 2a, 2b, 2c und 2d (Fig.1 bis 8) in den Seitenwänden und
einem Verschlußstück 3 zusammen. Das Verschlußstück stellt eine zu einem nicht geschlossenen
Ring gebogene Platte dar, die an der Zylinderfläche des Ventilsitzes anliegt und
alle Durchgangsöffnungen 2 abdeckt. Der Ventilsitz 1 kann neben der zylindrischen
auch eine ovale bzw. kegelige Sitzfläche haben oder prisienförmig 8ei.
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Die Verschlußplatte wird in ihrer Form immer dem Sitz angepaßt.
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Im vorliegenden Falle ist die Ventilplatte aus Metall hergestellt.
Geeignet sind aber dafür auch andere Werkstoffe, zum Beispiel Kunststoffe, metallarmiertes
Gummi u.ä.
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Die Verschlußplatte 3 wird gegen achsiale Verschiebung und Drehung
gegenüber dem Ventilsitz mit den in den Ventilsitz 1 eingeschraubten Gewindestiften
4 gesichert, die in die Plattenöfnungen 5 (Fig.9, 10, 11, 12) eingreifen.
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Fig.7 zeigt eine andere Sicherungsmöglichkeit für die Verschlußplatte,
und zwar wird hier die Drehung durch in den Ventilsitz eingedrehte und in einen
Schlitz in der Verschlußplattte eingreifende Gewindesstifte 6 und die Verschiebung
durch Bunde 7 an der Sitzstirnseite (Fig.7., 8; verhindert. In den Bunden 7 werden
dabei Aussparungen 8 zum Durchlaß des Strömungsmittels vorgesehen.
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In Fig.1, 2 ist eine Ausführungsvariante für das erfindungsgemäße
Ventil angegeben, bei der sich die Durchgangsöffnungen 2a im Ventilsitz 1 in der
Längsrichtung erstrecken. Bei den Ventilen nach Fig.3 bis 6 sind die Durchang,söffnungen
2b (Fig.3) und 2c (Fig.5) quer zur Ventillängsachse ausgedehnt. Eine dritte Möglichkeit
ist in Fig.7, 8 zu sehen. Hicr sind die Durchgangsöffnungen 2d (Fig.8) rund.
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Die Verschlußplatte 3 (Fig.1 bis 12) kann sowohl zusammenhängend
als auch zur Erhöhung der Durchlaßfähigkeit mit
Löchern 9 versehen
sein, wobei diese sebstverständlich gegenüber den Öffnungen im Ventilsitz versetzt
sind.
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Auf der Dichtfläche des Ventilsitzes 1 werden weiterhin Aussparungen
10 unter den Öffnungen in der Verschlußplatte 3 vorgesehen. Diese Aussparungen dürfen
aber nicht mit den Durchgangsöffnungen 2a, 2b, 2c, ad, und 2e im Ventilsitz 1 verbunden
werden.
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Zur Erhöhung der Elastizität der Verschlußplatte und damit Verringerung
der Druckverluste im Ventil werden besondere durchgehende Schlitze 11 (Fig.1O, 11)
bzw. 12 (Fig.11) in den Stegen zwischen den Öffnungen 2d, 2e (Fig.8, 12) oder zwischen
den Offnungen 2d, 2e und Plattenrand vorgesehen.
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Das Ventil hat die Aufgabe, das Strömungsmittel (Flüssigkeit oder
Gas) in Richtung vom Ventilsitz zur Verschlaßplatte mit möglichst geringen Druckverlusten
durchzu lassen und den Strömungsquerschnitt bei Umkehrung der Strömungsrichtung
auch bei höheren Drücken mit Sicherheit abzusperren.
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Bei normaler Strömungsrichtung beaufschlagt der Flussigkeitsdruck
über Durchgangsöffnungen 2a, 2b, 2c (Fig.1 bis 8) im Ventilsitz 1 die Verschlußplatte
3, wobei diese elastisch verformt und von der Dichtfläche des Ventilsitzes 1 abgehoben
wird. Zwischen dem Ventilsitz 1 und der Verschlußplatte 3 ergibt sich ein Spalt,
der zusammen mit den öffnung 2a, 2b, 2c und Aussparungen 10 im Ventilsitz und offaungen
9
in der Verschlußplatte den Innenraum des Ventilsitzes 1 mit dem Außenraum verbindet.
Die Flüssigkeit strömt durch die gebildeten Öffnungen mit relativ geringem Druckverlust
durch.
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Werden die Drucke vor und nach dem Ventil gleich groß, so legt sich
die Verschlußplatte unter der Wirkung der inneren Spannungen wieder an die Dichtfläche
des Ventilsitzes 1 an und sperrt die öffnungen 2a, 2b, 2c im Ventilsitz 1 ab.
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Ändert sich die Strömungsrichtung, so wird die Verschlußplatte vom
Flüssigkeitsdruck an die Dichtfläche des Ventils angedrückt und sperrt den durchgangsquerschnitt
ab.
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Nachstehend werden noch einige Beispiele für die Anordnung der beschriebenen
Ventile in Pumpen und Verdichtern näher beschrieben.
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Fig.13 zeigt eine Möglichkeit für die Anordnung einer in VentileinheitV
einem Pumpen- oder Verdichtergehäuse 14.
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Die Ventileinheit setzt sich aus einem Druckventil 15 (Fig.13) und
einem Saugventil 16 zusammen. Die beiden Ventile befinden sich in der gleichen Gehäusebohrung
und werden mit einem Deckel 17 eingespannt. Während des Saughubes strömt das Fördermittel
aus der Saugleitung 19 durch das Ventil 16 in den Arbeitsraum 18 der Pumpe bzw.
des Verdicheters. Leim Druckhub wird es aus dem Raum 18 durch das Ventil 15 in die
Druckleitung 20 verdrängt.
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Eine weitere Anordnungsmöglichkeit für die Ventileinheit
im
lumpen- oder Verdichtergehäuse ist in Fig.14 zu sehen.
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Auf dem in der Gehäusebohrung mit Deckel 22 eingespannten gemeinsamen
Ventilsitz 21 (Fig.14) befinden sich innen die Verschlußplatte 23 des Saugventils
und außen die Verschlußplatte 24 des Druckventils. An den Stellen gegenüber den
Verschlußplatten 23, 24 sind Ringnute 25, 26 vorhanden, der dei entsprechend mit
Suag- und Druckleitung in Verbindung stehen. Der Tauchkolben 27 greift in den Innenraum
28 der Ventileinheit 21 ein.
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Bei einer solchen Anordnung ergeben sich geringere Abmessungen für
das ganze Gehäuse 14. Weiterhin wird Beanspruchung des Macshinengehäuses 14 durch
Wechselkräfte, die durch Druckschwankungen im Arbeitsraum 28 entstehen, vermieden.
Dies ist besonders bei einigen aggressiven medien von Bedeutung, da die Beständigkeit
des Gehäusewerkstoffs gegenüber dem interkristallinen Zerfall damit gesteigert wird.