DE2349651B2 - Druckventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckventil an der Auslaßseite eines, insbesondere als Rotationskolbenmaschine ausgebildeten, Kältemittelverdichters mit einem federbelasteten Schließglied, welches gegen einen kegelig ausgebildeten Ventilsitz andrückbar ist.

Die an Ventile für Verdichter und Kompressoren zu stellenden Anforderungen sind Dichtheit im geschlossenen Zustand, ein geringer Druckverlust im geöffneten Zustand, eine geringe öffnungs- und eine geringe Schließzeit. Dabei muß das Verdichter-Druckventil möglichst dicht am Arbeitsraum des Verdichters angeordnet werden, damit der schädliche Raum gering gehalten wird. Die als befederte Ringplattenventile oder als selbstfedernde Flatterventile ausgebildeten bekannten Druckventile erfüllen diese Anforderungen nur unzulänglich.

Bei einem bekannten mit einem exzenterförmig bewegten Kolben arbeitenden Rotationskolbenverdichter (siehe die DE-PS 5 71 915) hat das Auslaßventil ein federbelastetes Schließglied, welches gegen einen kegelig geformten Ventilsitz gehalten wird. Das massiv ausgeführte, aus einem konischen Ventilteller bestehende Ventilschließglied bildet aber zusammen mit dem Ventilschaft eine verhältnismäßig große Masse, wodurch das Ventil für einen mit hohen Drehzahlen betriebenen Kältemittelverdichter nicht mehr einsetzbar ist. Es ist auch schon ein als ungefähr kalottenförmiges Blechteil ausgestaltetes Ventilschließglied bekanntgeworden, das durch eine in einer zentralen Vertiefung desselben anliegende Schraubendruckfeder auf dem Ventilsitz gehalten wird (siehe die US-PS 32 44 195). Dieses Ventilschließglied hat den Nachteil, daß es in zur Federachse senkrechter Richtung nur ungenau geführt

ist. Besonders bei hohen Bewegungsfrequenzen kann dies zur nicht genauen Auflage, also zu Undichtheit bzw. zum nicht vollen öffnen des Ventils beim Kippen des Ventilschließgliedes führen. Bei einem anderen bekannten Ventil (siehe die US-PS 28 95 503) mit einem ebenfalls als Blechteil ausgebildeten Ventilschließglied von ebener oder konvex ausgebauchter Form ist an dieses Schließglied eine dreiarmige Bügelfeder mit einem Arm angeformt. Die zwei anderen Arme liegen auf dem Rand des Schließglieds auf. Auch dieses Schließglied gibt wegen der nicht gleichmäßig angreifenden Schließfederkräfte nicht die Garantie einer genauen und sicheren Führung, die im Extremfall auch zum Unbrauchbarwerden des Ventils zumindest für einen Verdichter führen kann.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Druck- bzw. Schließventil an einem Kältemittelverdichter anzugeben, dessen Schließglied durch möglichst geringe Masse für hohe Bewegungsfrequenzen geeignet ist, wobei das Ventil konstruktiv sehr sorgfältig ausgebildet sein soll, um ein Schrägstellen des Schließgliedes und ungenaues Schließen zu vermeiden.

Dies wird gemäß der Erfindung bei einem Druckventil der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Schließglied ein kugelhaubenförmiges Blechteil ist, und das an seiner konkaven Rückseite zentrisch eine dreiarmige Bandbügelfeder befestigt ist, deren freie Schenkel sich an einer koaxial zum Ventilsitz angeordneten verstellbaren Schraube abstützen, welche einen zylindrischen Fortsatz aufweist, der als Hubfänger dient. Das hat den Vorteil, daß das Schließglied nur mit einer sehr geringen Masse behaftet ist. Die Masse des Schließglieds ist im wesentlichen durch seine Materialstärke bestimmt. Sie ist geringer als bei ebenen Plattenventilen, weil sich die Kugelhaubenform durch eine größere Gestaltfestigkeit auszeichnet Außerdem zeichnet sich das erfindungsgemäße Druckventil durch eine _fgeringe Klebewirkung aus, weil das kugelhaubenförmfee· Schließglied seinen Sitz nur längs einer sehr schmalen Fläche, die im Idealfall nur eine Kreislinie ist, berührt. Zudem ist der beim Umströmen eines Schließglieds mit kugelförmiger Oberfläche entstehende Druckverlust wesentlich kleiner als bei den ebenen Schließgliedern bekannter Ventile.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Bandbügelfeder als dreiarmiger Stern ausgebildet ist, dessen Arme zu Bügeln mit freien Schenkeln gebogen sind, und der in der Mitte mit dem Schließglied verschweißt ist

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen. Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Flügelzellenverdichter mit zwei Druckventilen,

Fig.2 ein Druckventil in einem vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt gemäß IIT-III in F i g. 2.

Der dargestellte Flügelzellenverdichter hat ein in einem Außenmantel 1 angeordnetes Gehäuse 2, Im Gehäuse 2 ist eine zylindrische Gehäuseausnehmung 3 angeordnet, deren zylindrische Innenwand eine Ellipse zur Leitkurve hat, welche gleichzeitig die Hubkurve des Verdichters bildet In der Gehäuseausnehmung 3 ist ein umlaufender Rotor 4 angeordnet, dessen Durchmesser bis auf ein geringes Laufspiel der Länge der kleineren Achse der erwähnten Ellipse entspricht. Auf diese Weise werden zwischen der Mantelfläche des Rotors 4 und der

zylindrischen Innenwand der Gehäuseausnehmung 3 zwei etwa sichelförmige Arbeitsräume gebildet. Im Rotor 4 sind vier etwa radial verlaufende Schlitze 5 angeordnet, in denen Flügel 6 dicht und gleitend geführt sind. Mit ihren Außenkanten liegen die Flügel 6 an der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung 3 an und teilen den Arbeitsraum in einzelne Zellen auf. Jeder der beiden sichelförmigen Arbeitsräume hat eine Saugbzw. Einlaßseite und eine Druck- bzw. Auslaßseite. Die Saugseite ist jeweils über einen Einlaß 7 mit einem Zulauf des Verdichters verbunden. An der Druck- bzw. Auslaßseite eines jeden Arbeitsraumes sind Auslässe 8 angeordnet, die über Druckventile 9 mit einem Druckkanal 10 verbunden sind. Der Druckkanal 10 ist in einer an der Außenseite des Gehäuse 2 angeschraubten Haube U angeordnet

Jedes Druckventil 9 hat ein kugelhaubenförmig ausgebildetes Schließglied 12, welches durch spanlose Verformung aus einer Blechscheibe aus Ventil-Federstahl hergestellt ist Jeder als zylindrische Bohrung ausgebildeter Auslaß 8 — der erforderliche Strömungsquerschnitt wird von mehreren auf einer Mantellinie der Innenwandung der Gehäuseausnehmung 3 angeordneten Auslässen 8 gebildet — geht an seinem dem Druckventil 9 zugewandten Ende in eine kegelige Erweiterung über, weiche den Sitz 13 für das Schließglied 12 bildet An der konkaven Rückseite des Schließglieds 12 ist eine Bandbügelfeder 14 angeschweißt Die Bandbügelfeder 14 ist als dreiarmiger in der Mitte am Schließglied befestigter Stern ausgestaltet, dessen Arme 15 im Winkel von jeweils 120° gegeneinander versetzt sind. Die freien Enden der Arme stützen sich an einer in Öffnungsrichtung des Schließglieds 12 verstellbaren Schraube 16 ab. An ihrer dem Schließglied 12 zugewandten Stirnseite trägt die Schraube 16 einen koaxial angeordneten, als zylindrischen Fortsatz ausgebildeten Hubfänger 17, der die Öffnungsbewegung des Schließglieds 12 begrenzt.

Die zum Hubfänger 17 gehörende Schraube 16 ragt in eine Ausnehmung 18 eines die Auslässe 8 abdeckenden Ventilgehäuses 19.

Die Ausnehmung 18 setzt sich in eine zylindrische Senkung 20 der Wandung des Gehäuses 2 am Verdichterauslaß 8 fort. Am Boden der Senkung 20 ist der Sit?. 13 des Ventils 9 angeordnet. Auf diese Weise wird das Restgasvolumen sehr klein gehalten.

Das Ventilgehäuse 19 wird einerseits von einer der Befestigungsschrauben 21 der Haube 11 und andererseits von einer auf einem Haltesteg des Ventilgehäuses

ίο 19 aufsitzenden, sich in der Haube 11 abstützenden Spannschraube 22 in seiner Position gehalten.

Über eine öffnung 23 ist der von der Ausnehmung 18 und der zylindrischen Senkung gebildete geschlossene Raum mit dem Druckkanal 10 verbunden. Zwischen dem Druckkanal 10 besteht über nicht dargestellte Ölabscheider eine Verbindung zum Innenraum des Außenmantels 1, an welchem ein Ablauf des Verdichters angeordnet ist.

Bei Drehung des Rotors 4 bewegen sich die Flügel 5 entlang der zylindrischen Innenwandung der Gehäuseausnehmung 3 des Verdichlers. Dabei erweitern sich die zwischen jeweils zwei Flügeln abgegrenzten Zellen und saugen das zu verdichtende Mittel über den Einlaß 7 nach. Beim weiteren Umlauf verkleinern sich die Zellen wieder, so daß das verdichtete Medium über die Druckventile 9 ausgeschoben wird.

Bei den dargestellten Druckventilen ist die Masse der Schließglieder sehr klein gehalten. Die Masse wird im wesentlichen durch die Stärke des das Schließglied 12

-i» bildenden Blechteils bestimmt. Die Stärke ist wegen der großen Gestaltfestigkeit der Kugelhaubenform sehr gering; sie muß so groß sein, daß sie der beim Auftreffen des Schließgliedes 12 auf den Sitz 13 ausgeübten Schlagbeanspruchung widerstehen kann. Durch die

y> geringe Masse werden eine kurze öffnungs- und eine kurze Schließzeit des Ventils erreicht. Die Kugelform des Schließglieds 12 bewirkt, daß beim Umströmen in dem verdichteten Medium nur ein relativ kleiner Druckverlust induziert wird. Dieser Druckverlust ist geringer als bei einer ebenen Platte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckventil an der Auslaßseite eines, insbesondere als Rotationskolbenmaschine ausgebildeten, Kältemittelverdichters mit einem federbelasteten Schließglied, welches gegen einen kegelig ausgebildeten Ventilsitz andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (12) ein kugelhaubenförmiges Blechteil ist, und daß an seiner konkaven Rückseite zentrisch eine dreiarmige Bandbügelfeder (14/15) befestigt ist, deren freie Schenkel (\5a) sich an einer koaxial zum Ventilsitz (13) angeordneten verstellbaren Schraube (16) abstützen, welche einen zylindrischen Fortsatz (17) aufweist, der als Hubfänger dient.

2. Druckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbügelfeder (14/15) als dreiarmiger Stern ausgebildet ist, dessen Arme (15) zu Bügeln mit freien Schenkeln (15a) gebogen sind, und der in der Mitte mit dem Schließglied (12) verschweißt ist.

3. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (13) für das Schließglied (12) in einer zylindrischen Vertiefung (20) an der Außenwand des Verdichtergehäuses (2) angeordnet ist.

4. Kältemittelverdichter mit Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichterauslaß durch mehrere Auslaßöffnungen gebildet ist, an denen jeweils ein solches Druckventil (9,12 bis 17) angeordnet ist.