DE2218095C3 - Druck- und Saugventil für Kolbenverdichter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druck- und Saugvcni'l für Kolbenverdichter mit zu einem zylindnschen Paket zusammenpespannlen Ventilsitzringen, die in der einen Stirnfläche radial verlaufende, zu der einen der beiden Zylindrrfläcben öffnende nutenför- »· mige Eintrittskanälc aufweisen unJ mit wenigstens einer zwischen die Stirnflächen zweier benachbarter Ventilsitzringe an einer ihrer Kreiskanten eingespannten, ringförmigen, biegsamen Ventilplatte. Ein solches Ventil ist aus dem UdSSR-Erfinderschein 81 475 bekannt. ·'·

Bei dieser bekannten Ausbildung besteht jedes der Ringventilelemente aus einem ringförmigen in Durchströmungsnchtung stromlinienförmig gestalteten S't/-körper. der von beiden Seiten durch zugehörige Ringe gehalten ist. Zwischen den aneinanderstoßenden Ringen ·'' zweier benachbarter Ringvenlilelcmcnlc sind /wci Vcntilplaiien 3 eingespannt, zwischen den sich noch ein Anlageelement befindet.

Im sperrenden Zustand liegt der freie Rand der nicht eingespannten Kreiskante der Vcniilplaltcn an dem '·" Sitzkörper an und bewegt sich beim Auftreten eines in Richtung der Durchströmung wirkenden Druckgcff lies in der Weise, daß er sich unter Freigabe des Slrömungswcges an das Anlageelcmcnt anlegt.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Ausbildung, daß ^Y' die Länge des freigebbaren Ringspaltes nur der Umfangserstreckung des jeweiligen Ringventils entspricht. Auch die Breite des freigebbaren Spaltes, oder, in anderen Worten, die Hubhöhe des freien Randes der Ventilplatte. ist ebenfalls recht begrenzt, und zwar aus ^h" Fesiigkcilsgründen. Damit ist der Durchtrittsquerschnitt für das Arbeitsmedium nur gering, was einen höhen Durchströmungswiderstand mit sich bringt.

Hinzu kommt, daß der Aufbau des einzelnen Ringvenlils aus dem stromlinienförmigen Silzkörpcr "'< mit den beidseils zugehörigen Ringen zu einer beträchtlichen Bauhöhe führt, so daß der Totraum des ganzen Ventils Unerwünscht groß ist.

Schließlieh ist der Aufbau des Ventils insgesamt recht kompliziert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventil der genannten Gattung zu schaffen, das sich durch geringen Durchströmungswidersiand auszeichnet und eine Verkleinerung des Totraums gestattet.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in jedem Ventilsitzring zwischen den Eintriuskanälen gleichfalls radial verladende, zur entgegengesetzten Zylinderfläche öffnende nutenförmige Austrittskanäle vorgesehen sind und daß die Ventilplatte radial verlaufende Zähne aufweist, welche die Eintrittskanäle abdecken, während die Lücken zwischen den Zähnen mit den Austrittskanälen zusammenfallen.

Durch diese Ausbildung wird der Überslrömspalt aufgrund seiner zickzackförmigen Gestalt erheblich langer und die Ventilzungen sind in Richtung des Freigebens des Spaltes elastischer, so daß sie weiter öffnen können. Insgesamt werden hierdurch die zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitte größer und damit der Widerstand geringer. Auch die Bauhöhe des Ventils insgesamt kann verringert werden.

Es ist zweckmäßig, wenn jeder Ventilplattenzahn einen Eintriitskanal abdeckt; es kann jedoch auch zweckmäßig sein, wenn jeder Ventilplattenzahl mehrere Eintrittskanäle abieckt.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielcn anhand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. I den achsparallelen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil, das auf einer Umfangshälfte (im Bild links) /um Ansaugen von außen nach innen durchströmte Ventilelemente aufweist und auf der anderen Umfangshalfte (im Bild rechts) zum Ausstoßen in die Druckleitung von innen nach außen durchströmte Ventilelemente aufweist.

F ι g. 2 die Draufsicht auf einen von innen nach außen durchströmten Ventilabsehnitl v-il aufliegender, zum Teil weggcbrochcncr Ventilplaltc. wobei jeder Ventilplalten/ahn einen Lintnttskana¹ überdeckt.

I ig. 3 emc Draufsicht entsprechend Fi g. 2. wobei jeder Vcntilplatlcnz.ihn zwei t.intritlskanälc überdeckt.

I i g 4 cmc Draufsicht entsprechend f ι g. 2. wobei die Veniilplaticn/ahne cmc rechteckige Form haben.

1 ig 5 ilen durch einen Auslriltskanal gehenden Schnitt gemäß Linie V V von IΊ g 2 und 3.

I ι g. b den durch einen Lmlnltsk.inul gehenden Schnitt gemäß Lime VIVI von F ι g. 2 und 3.

I ig 7 die Ansicht einer Vcnlilplaiie mit mehreren Zahnen und Ösen fur Schrauben, die das Paket zusammen ha 11 en

Das in F ι g. I dargestellte Druck und Saug· entil fur Kolbenverdichter enthalt ein Paket I .ms aufeinander folgend angeordneien Veniilelementcn 2. |edcs Element 2 schließt einen Ventilsilzring 5 und mindestens eine biegsame Veniilpluttc 4 ein. die in Ringform ausgeführt sind und aneinander anliegen.

Die zum Paket 1 zusammengefaßten Elemente 2 des Ventils sind durch Schrauben 5 verbunden. Zur Verringerung des Totraumcs ist im inneren Hohlraum 6 des Ventils ein Vcrdrängerkegcl 7 vorgesehen.

Die Veniilplatlen 4 sind zwischen benachbarten Ventilsilzringen Jl auf solche Weise angeordnet, daß der Rand der auf der Zuströmseitc des Arbeitsmediums liegt (die Zuslrömung ist in F i g. 2 und 3 durch die Pfeile Λ angedeutet), zwischen den Ventilsitzringcn 3 cinge-

spannt und somit unbeweglich ist. Auf dem Umfangsabschnitt der Ansaugventilelemente (in Fig. I die linke Hälfte) ist die Ventilplatte somit an ihrem Außenrand eingespannt; im Bereich der Ausstoßventilelernente (in F i g. 1 die rechte Hälfte und F i g. 2 bis 4) ist sie an ihrem Innenrand 8 eingespannt.

Der jeweils auf der Zuströmungsseite liegende eingespannte Rand der Ventilplatte ist durchgehend kreisförmig begrenzt, während der gegenüberliegende Rand unter Ausbildung von radial verlaufenden Zähnen 19 Einschnitte aufweist. Diese Zähne bleiben frei und werden unter der Druckeinwirkung des durch das Ventil strömenden Arbeitsmittels zur Freigabe des Austritts abgebogen, wie dies in F i g. 6 gestrichelt angedeutet ist. In F i g. 2 und 3 ist der Austritt des Arbeitsmedium·! mit den Pfeilen Bangedeutet.

Jeder Ventilsitzring 3 des Ventils besitzt Kunäle zum Eintritt des Arbeitsmittels, die in Gestalt von radial verlaufenden Nuten 10 ausgeführt sind, die mindestens in einer Stirnfläche 11 des Ventilsit/rings vorhanden sind und in die die Zuströmseite darstellende Zylinderfläche münden.

In der gleichen Stirnfläche des Ventil;:Urings sind zwischen den t'inlritiskanälen 10 Austrittskanäle 17 vorgesehen, die gleichfalls in Gestalt von radial verlaufenden Nuten ausgeführt sind, die jedoch zur gegenüberliegenden Zylinderflüehe münden. Dabei verbleiben zwischen den Lmtriitskanälen 10 und den Austrittskanälen 17 Stege 20. die diese Kanäle voneinander trennen und in der Draufsicht eine Art Zickzackform aufweisen.

Die Ventilplaiie 4 ist mit ihren Zähnen 19 derart auf die Stirnfläche des Ventilsii/rings 3 aufgelegt, daß ihie Zälne gerade die tiiniritiskanäle 10 abdecken, wobei siel· die Zahnränder auf die genannten Stege 20 abs. üizen.

Γ ie gegenüberliegende Stirnfläche des Sitzrings 3 ist mit einer umlaufenden Abschrägung 14 ausgeführt, weiche das Abbiegen der Ventilplattenzähne des angrunzenden Ventilclcmenls ermöglicht.

Fs ist Zu sehen, daß beim Öffnen der Ventilplatten/ähnc die Überströmung des Arbeitsmediums aus den Liniritiskanälen 10 über die Stege 20 in d'c Austrittskanäle 17 erfolgt, wobei die Länge der Stege 20 wesentlich größer ist als die Länge des eingenommenen Umfangsabschnitls. Dadurch wird der zur llberströmung zur Verfugung stehende Dtirchlrillsquerschnilt entsprechend größer. Hierdurch werden die Strömungsverluste bedeutend verringert. Dadurch, daß die Vent'lplaiienziihne sehr nachgiebig sind, geniigen bereits geringe Druekunterschiedc, um diese zu öffnen, wubei t/hne Überschreitung der zulässigen Matcrialbeanspruchungen große Hubhöhen verwirklicht werden können. Auch dies trägt erheblich zum besseren Wirkungsgrad des Ventils bei.

Es kann zweckmäßig sein, die Eintrittskanäle 10 in der

Weise zu doppeln, daß, wie in F i g. 3 gezeigt, zwischen ihnen ein weiterer Steg 13 verbleibt. Dieser Steg dient

in dann zur zusätzlichen Stützung des Ventilplattenzahns, insbesondere, wenn dieser von größerer Breite ist.

In der bevorzugten Ausführungsform nimmt die Breite des Eintrittskanals 10 in Strömungsrichtung ab und die Breite des Austrittskanals 17 in Strömungsrich-IS tung zu, wie dies in F i g. 2 und 3 ersichtlich ist. Die Stege 20 verlaufen dabei nicht genau radial, sondern zur radialen Richtung etwas geneigt, so daß die Eintrittsund Austrittskanäle in der Draufsicht etwa ineinandergesteckten Dreiecken entsprechen. Bei dieser Ausfüllen rungsform stellen sich auf der gesamten Kanallänge ungefähr gleiche Strömungsgeschwindigkeiten ein, da der zur Verfügung stehende k^nalquerschnitt nach Maßgabe der bereits übergeströmten Menge des Arbeitsmediums zu- bzw. abnimmt.

j> Die Ausbildung der Kanäle mit im wesentlichen rechteckiger Form gemäß Fig.4 ist dagegen hersteilungstechnisch einfacher.

Durch die Verlängerung des Überströmspaltes wird es möglich, die Hubhöhe der Ventilplattenzähne zu ic verringern, was von großer Bedeutung für deren Lebensdauer ist. besonders bei schnellaufenden Kompressoren.

Zum Durchtritt der Schrauben 5, die das Ventilelementepaket zusammenziehen, sind in den Ventilplatten i- öffnungen 23 (Fig. 7) vorgesehen, die in besonderen Ohren 24 ausgeführt sind.

Zur Herstellungstechnologie sei noch angemerkt, daß die gezahnten Ventilplatten ohne großen Materialabfall aus einem geraden Band hergestellt werden können, in i" das die Zähne eingeschnitten werden, wobei die Ringform durch nachfolgendes Biegen des Bandes in 'einer Ebene erzielt wird. Auch können die Platten aus Zahnsegmenien zusammengesetzt werden. In beiden Fällen werden die Sloßstellcn durch Ausbildung in ι ■ Schwalbenschwanzform gasdicht ausgeführt. An diesen Stoßstellen können dann auch die Ankerschrauben zum Zusammenziehen des Venlilclcmenlepakets durchtreten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Druck- und Saugventil für Kolbenverdichter mit

zu einem zylindrischen Paket zusammengespannten ^r> Ventilsilzringen, die in der einen Stirnfläche radial verlaufende, zu der einen der beiden Zylinderflächen öffnende nutenförmige Eintrittskanäle aufweisen und mit wenigstens einer zwischen die Stirnflächen zweier benachbarter Ventilsitzringe an einer ihrer in Kreiskanten eingespannten, ringförmigen, biegsamen Ventilplatte, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Ventilsitzring (3) zwischen den Eintrittskanälen (10) gleichfalls radial verlaufende, zur entgegengesetzten Zylinderfläche (18) öffnende nutenförmige Austrittskanäle (17) vorgesehen sind und daß die Ventilplatte (4) radial verlaufende Zähne (19) aufweist, weiche die Eintrittskanäle abdecken, während die Lücken zwischen den Zähnen mit den Austrittskanälen zusammenfallen. ·?»

2. Venn", nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ventüplauenzahn (!9) einen Eintriüskanal (10) abdeckt.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ventilplatten/ahn (19) mehrere 2^r> Hinirittskanäle (10) abdeckt.