DE2357714A1

DE2357714A1 - Ventilanordnung

Info

Publication number: DE2357714A1
Application number: DE2357714A
Authority: DE
Inventors: Marcel Paul Griffoul; Charles Dunlap Orth; Charles Frederick Treder
Original assignee: Controls Company of America
Current assignee: Controls Company of America
Priority date: 1972-11-20
Filing date: 1973-11-19
Publication date: 1974-05-22
Also published as: FR2207253B3; GB1393190A; SE381725B; JPS50419A; DE2366462A1; AU6181173A; DE2357714C2; FR2207253A1; ES420662A1; US3810488A; IT1001820B

Description

19. November 1973

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controls 'COmoti of America

9655 West Soreng Avenue, Schiller Park, Illinois 60176» TISA

Vent i1anordnung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelventil und insbesondere auf eine servoventilgesteuerte Ventilanordnung, die bei Kühlanlagen zur Regelung des Verdampferdruckes verwendbar ist.

Aus der US-PS 3 614 766 ist eine servoventilgesteuerte Ventilanordnung bekannt mit einem zylinder, einem Kolben im Zylinder, der den Zylinder in eine Einlasskammer und eine Steuerkammer unterteilt, einem Servoventil, das relativ zu einer Auslassöffnung der Steuerkammer in einer Stirnwand des Zylinders bewegbar ist, einem geschlossenen Balg, der an der gegenüberliegenden Stirnwand abgestützt ist und zum Servoventil ragt, einem Stellstift, der sich zwischen dem Balg und dem Servoventil erstreckt und durch den Kopf des Kolbens hindurchgeht, einer Druckfeder im Inneren des Balgs, die das Servoventil in seine geschlossene

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ORiQiNAL INSPECTED

Stellung zu drücken versucht, einem druckangleichenden Sickerweg zwischen den beiden Kammern, der einen Durchsatz ermöglicht, der geringer als der Durchsatz durch das Servoventil ist, wenn das Servoventil nennenswert geöffnet ist, und ausreichend ist, die Drücke in den zwei Kammern anzugleichen, wenn das Servoventil geschlossen ist, einem Einlass in der gegenüberliegenden Stirnwand des Zylinders, einem Auslass in der Seitenwand des Zylinders und einer zweiten Feder, die den Kolben in eine Stellung zu schieben versucht, in der er den Auslass schliesst, wobei der Kolben im Sinne einer Öffnung des" Auslasses bewegbar ist,wenn ein Anstieg des äusseren Drucks auf den Balg eine Öffnung des Servoventils bewirkt hat und der resultierende Druckunterschied über den Kolben die Kraft der zweiten Feder überwunden hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckregel— ventil mit verbesserter Funktion zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Sickerweg durch eine Sickeröffnung durch den Kolbenkopf gebildet ist, und dass ein Filtersieb zwischen der Einlasskammer und der Sickeröffnung angeordnet ist.

Dadurch, dass erfindungsgemäss eine starre Sickeröffnung von ausreichendem Durchmesser in die Steuerkammer vorgesehen ist, muss das Servoventil zwangsweise nennenswert geöffnet werden, damit ein Öffnen des Hauptventils erfolgt. Dies verhindert ein falsches bzw. irrtümliches Öffnen des Hauptventils, das bisweilen bei der bekannten Ventilanordnung aufgetreten ist. Diese Sicherheit kann vorzugsweise dadurch erhöht werden, dass eine Leckage von der Steuerkammer zurück zur Hauptöffung dadurch verhindert wird, dass einfach Einlassdruck von Öffnungen um den

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Kolben herum neben der Steuerkammer aufgegeben wird. Diese Merkmale stabilisieren ferner das Schliessen des Ventils.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen: <v

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Ventilanordnung; und

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach 2-2 in Fig.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das servoventilgesteuerte Ventil, das in einem eigenen Gehäuse eingeschlossen ist und als getrennte Einheit in der Kompressorsaugleitung einer Kühlanlage zur Steuerung des Verdampferdruckes verwendbar ist. Wenn das Ventil innerhalb eines Kompressors verwendet werden solI^ ist das dargestellte äussere Gehäuse nicht erforderlich, da dieses dann durch einen Hohlraum im Gehäuse des Kompressors ersetzt ist.

Das Druckregelventil für den Verdampferdruck ist in einem Gehäuse eingeschlossen, das ein zylindrisches Mittelteil 10 mit einem Einlassteil 12 und einem Auslassteil 14 um-^v fasst, wobei Einlassteil und Auslassteil am linken bzw. rechten Ende des Mittelteils angeordnet sind. Das Druckregelventil für den Verdampferdurck umfasst eine Buchse bzw. einen Zylinder 16, der aus einem Verbindungsstück 16A und einem eigentlichen Zylinder 16B aufgebaut ist und auf der mit ihm zusammenwirkenden, inneren Schulter im Einlasste.il 12 sitzen kann. Der Zylinder 16 wird von einem umgebogenen Rand oder umgebogenen Nasen 18 gegen diese Schulter gedrückt. Die gleiche Art der Befestigung kann

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verwendet werden, wenn das Druckregelventil für den Verdampferdruck in einer geeigneten Ausnehmung in einem Kompressorgehäuse angeordnet wird.

Das Verbindungsstück 16A ist bei 20 mit dem eigentlichen Zylinder 16B. verschweisst. Diese Konstruktion erleichtert . die Montage von Teilen im Inneren und den endgültigen Zusammenbau der Teile, die schliesslich einen einzigen Zylinder 16 bilden, in dem ein Kolben 22 und verschiedene andere Teile angeordnet sind. Das Verbindungsstück 16A ist mit mehreren Einlassöffnungen 24 versehen und weist in der Kitte einen zylinderförmigen Vorsprung 26 mit Innengewinde auf, durch den ein Gewindezapfen 28 eines Balgträgers 30 hindurchragt. Am Balgträger ist ein Balg 32 befestigt, dessen anderes Ende über einem Stützteil 34 angeordnet ist, das als Sitz für eine Druckfeder 36 im Inneren des Balgs dient. Das Stützteil ist mit einem Führungszapfen 38 versehen, der in ein Sackloch 40 im Balgträger hineinragt. Der Raum im Inneren des Balgs steht unter·atmosphärischem Druck, wenn dieser geschlossen ist. Somit wirken dem Druck auf der Aussenseite des Balgs der atmosphärische Druck innerhalb des Balgs und die Druckfeder 36 sov/ie die Federwirkung des Balgs selber entgegen. Das Ausmass der Zusammendrückung der Druckfeder 36 wird durch Drehung des Gewindezapfens 28 relativ zum Vorsprung 26 bestimmt. Am E_nde dieser Einstellung, durch die der Ansprechdruck bestimmt wird, wird der mit Innengewinde versehene Vorsprung 26 in die Gewindegänge einge— sickt, un'^! -.ine Sicherungsmutter 42 wird fest angezogen. Die Baigar ■ "dnung wirkt gegen den Kopf eines Stellstiftes 44, der dutch den Kopf 46 des Kolbens 22 hindurchragt. Ein Filzwischer 48 hält den Stellstift 44 frei von Schmutz und wird durch ein Teil 50 in Stellung gehalten, das ein Filtersieb 52 (20 μ) abstützt, das das Eindringen von

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Schmutz zu einer Siekeroffnung 54 oder zu radialen Öffnungen 56 verhindert, die zu einer Nut 58 auf der - Aussenseite des Kolbens fairen· Das Teil 5p sitzt auf dem Kolbenkopf bei 60 auf upd ist in eine Innennut 62 · eingeschnappt. Per Kolben wird nach links (f*ig* 1) ; durch eine Feder 64 gedrückt, 0er Stellstift 44 trägt '■' einen Stössel 66 eiiies Seirv^yentil 6Ö* Eine^ Feder 70 , drückt das Ventil in den Stellstift 44, Das Servoventil 68 steuert die Strömung^ diarch eine Ausla^of^tung 71, Die Reibung des Kolbens im ^linder'-.^ird dutch ein knopf «v förmiges Reibteil 72 aus Kunststoff bestimmt «■ das von einer weichen Feder 74 elastisch gegen die Innenwand deg Zylinders 16 gedrückt wird, wobei die Weichheit der Feder bei der Herstellung zu gleichmässiger Reibungvon Ventil zu Ventil führt.

In der in Fig. 1. dargestellten Stellung ist ".das-..Saugventil geschlossen, da der Mantel des Kolbens 22 Umfangsschlitze 76 in der Wand des Zylinders 16 bedeckt. Diese Umfangsschlitze 76 bilden den Hauptauslass des Ventils. Eine begrenzte Strömung kann durch ein Loch 78 erfolgen, das im Mantel des Kolbens ausgebildet ist und" mit den Umfangsschlitze 76 in dargestellter Weise fluchtet. Dies sorgt für eine angemessene Strömung zum Kompressor,' damit der Kompressor geschmiert wird und eine Überhitzung. des Kompressors vermieden wird. Im dargestellten Zustand hat-der Drück in einer Steuerkammer 80 zwischen dem Kolben-, kopf und dem Ende des Zylinders die gleiche Höhe wie · ■ der Druck im Einlass, da durch die Sickeröffnung 54 eine Strömung erfolgen kann. Darüber hinaus kann ferner eine Strömung durch die^; radialen Öffnungen SG in die Nut 58 ■ erfolgen. Dies führt zu Einlassdruck in der Nähe des Kolbenkopfe- und verhindert, dass Kühlmittel in der Steuerkairirner 80

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längs dem Kolben zu dem durch die Urnf angsschlitze 76 ge bildeten Auslass zurückströmen kann. Wenn der Einlas abdruck ansteigt, führt dies zu einem Einfallen des Balgs 32, was wiederum dazu führt, dass das Stützteil nach links ( in Fig. 1) bewegt wird, wodurch dem Stellstift 44 ermöglicht wird, sich unter der Wirkung der Feder 70 ebenfalls nach links zu bewegen· Dies ermöglicht dann eine Strömung von der Steuerkammer durch die Auslassöffnung 71- Wenn die Öffnung ausreichend gross ist, d.h. grosser als die der SickeröShung 44, dann fällt der , Druck in der Steuerkammer, wodurch eine Druckdifferenz über den Kolbenkopf bewirkt wird. Dies führt zu einer Bewegung des Kolbenkopfes nach rechts (in Fig. 1) gegen die Kraft der Feder 64. Die Bewegung des Kolbens nach rechts wird durch sein Anliegen an einem Kolbenanschlag 82 begrenzt. Die Bewegung des Kolbens beeinflusst nicht die Stellung des Servoventils oder des Balgs. Der Kolben gleitet mehr oder weniger längs dem Zylinder relativ zum Zylinder und zum Stellstift 44. Wenn der Kolben sich nach rechts bewegt, gibt der'Kolbenmantel die Umfangsschlitze 76 frei und ermöglicht eine Strömung durch das Hauptventil. Wenn der Verdampf erdruck auf einen zu niedrigen Wert absinkt, dehnt sich der Balg 32 erneut aus und schliesst das Servoventil, so dass sich der Druck in der Steuerkammer 80 wieder aufbaut und dadurch der Feder 64 ermöglicht wird, den Kolben nach links (in Fig. 1) zu schieben und die Strömung zu sperren. In der Steuer—kammer wird der richtige Druck durch einen ent-' sprechenden Abfluss durch die Sickeröffnung 54 in Verbindung mit der Tatsache gehalten, dass sich in der Nut 58, die den Kolbenkopf umgibt. Einlassdruck aufgebaut hat, wodurch jegliche Tendenz behoben ist, dass der Druck in der Steuerkammer längs dem Kolben absickern

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konnte. Auf diese Weise wird daher der richtige Druck in der Steuerkammer aufrechterhalten,, und ferner ist auf diese Weise erreicht,dass von Ventil zu Ventil gleiche Ergebnisse und Wirkungen auftreten. Die vorgesehene Sickeröffnug 54 vermeidet ein falsches Öffnen und Schliessen des Ventils. Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, dass eine in die Umfangsschlitze 76 führende Nut 84 vorgesehen ist. Diese erleichtert ein Auswaschen von Schmutz durch die Umfangsschlitze und verhindert ein Ansammeln von Schmutz unter Stegen 86, die die umfangsschlitze voneinander trennen. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, dass dieses Merkmal im Betrieb von erheblicher Bedeutung ist.

Die Bewegung des Kolbens nach links wird durch den Kontakt eines vorspringenden Ringes 88, der ein Teil des Teils 50 ist, mit dem rechten Ende des Balgs begrenzt* D_a in dieser Stellung die Drücke über den Kolbenkopf ausgeglichen sind, ist lediglich die Feder 64 für das Anliegen des Kolbens am Kopf "He"s^Ba"ig"s^yerantwortlich, wobei die Feder des Balgs selber stärker als die Feder ist. .

Der Betrieb des Kompressors kann' Druckschwingungen im Kühlmittel verursachen. Bei der in der US-PS 3 614 966 beschriebenen älteren Anordnung hat dies bisweilen dazu geführt,^ dass sich das bewegliche Teil in Resonanz, mit den Druckschwingungen bewegt. Dies hat selbstver-^ ständlich eine, unerwünschte Wirkung auf die Funktion. Daher ist bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung das Gewicht des Kolbens erhöht, damit die Eigenfrequenz der Schwingungen niedriger ist als die Frequenz der Druckschwingungen, die gelegentlich vom

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Kompressor erzeugt werden. Dies verhindert eine Resonanz des Kolbens.

Patentansprüche:

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Claims

Pat en tans ρ r ü c h e

Servoventilgesteüerte Ventilanordnung mit einem Zylinder (16), einem Kolben (22) im Zylinder, der den Zylinder in eine Einlasskammer und eine Steuerkammer unterteilt, einem Servoventil (68), das relativ zu einer Ausiassöffung (71) der Steuerkammer in einer Stirnwand des Zylinders bewegbar ist, einem geschlossene Balg (32), der an der gegenüberliegenden Stirnwand abgestützt ist und zum Servoventil ragt, einem Stellstift, der sich zwischen dem Balg und dem Servoventil erstreckt und durch den Kopf des Kolbens hindurchgeht, einer Druckfeder (36) im Inneren des Balgs, die das Servoventil in seine geschlossene Stellung zu drücken versucht, einem druckangleichenden Sickerweg zwischen den beiden Kammern, der einen Durchsatz ermöglicht, der geringer als der Durchsatz durch das Servoventil ist, wenn das Servoventil nennenswert geöffnet ist, und ausreichend ist, die Drücke in den zwei Kammern anzugleichen, wenn das Servoventil geschlossen ist, einem Einlass in der gegenüberliegenden Stirnwand des Zylinders, einem Auslass in der Seitenwand des Zylinders und einer zweiten Feder (64), die den Kolben (22) in eine Stellung zu schieben ver-^ sucht, in der er den Auslass (76) schliesst, wobei der Kolben im Sinne einer Öffnung des Auslasses bewegbar ist, wenn ein Anstieg des ausseren Drucks auf den Balg eine Öffnung des Servoventils bewirkt hat und der resultierende Druck-unterschied Über den Ko-ü.ben die Kraft der zweiten Feder (64) tiberwunden hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Sickerweg durch eine Sickeröffnung (54) durch den Kolbenkopf gebildet ist und dass ein Filtersieb (52)

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zwischen der Einlasskammer und der Sickeröffnung angeordnet ist. - . ■
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Nut (58) um den Kolben (22) herum nahe dem Kolbenkopf und durch Öffnungen (56), die von der Einlasskairaner zu dieser Nut führen.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtersieb zwischen der Einlasskairaner und den Öffnungen angeordnet ist.
4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Reibteil (72), das in einer Ausnehmung in der Seite des Kolbens angeordnet ist, und eine weiche Feder (74), die das Reibteil in reibende Berührung pit dem Zylinder drückt.
5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass mehrere Umfangsschlitze (76) mit verbindenden Stegen (86) zwischen den Umfangsschlitzen umfasst und dass die Stege unterschnitten sind, wodurch ein Auswaschen eingedrungenen Schmutzes vom Mantel des Kolbens ermöglicht ist.

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ORIGINAL INSPECTED