DE8627859U1

DE8627859U1 - Kolbenverdichter

Info

Publication number: DE8627859U1
Application number: DE19868627859
Authority: DE
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1986-10-18
Filing date: 1986-10-18
Publication date: 1986-11-20

Description

Kolbenverdichter

Die Neuerung bezieht sich auf einen Kolbenverdichter, bei dem der Zylinder durch eine Ventilplatte abgedeckt ist, deren Saugöffnung innen durch einen verbreiterten Saugventilabschnitt einer Blattfeder verschließbar ist, und bei dem der Kolben an seiner Stirnseite eine Vertiefung zur Aufnahme der Saugventil-Blattfeder im oberen Totpunkt besitzt.

Ein solcher Kolbenverdichter ist als Danfoss-Kompressor Typ FR bekannt. Bei ihm ist die Stirnfläche des Kolbens mit einer flachen Nut versehen, deren Breite geringfügig größer als die breiteste Stelle des Saugventilabschnittes ist · Auf diese Weise kann der schädliche Raum des Verdichters vermindert und dessen Wirkungsgrad verbessert werden. Ein Weiteres Problem, das sich bei Verdichtern mit kleinem schädlichen Raum stellt, ist es, daß - wenn der Kolben sich im oberen Totpunkt befindet - ein großer Teil des noch im Zylinder befindlichen, hochkomprimierten Gases einen verhältnismäßig weiten Weg zur Drucköffnung hat. Hierdurch wird ein Teil des Gasdrucks in Wärmeenergie umgesetzt und hierdurch der Wirkungsgrad des Verdichters vermindert sowie das Risiko für Koksbildung erhöht.

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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolbenverdichter der eingangs beschriebenen Art anzugeben, der einen höheren Wirkungsgrad hat Und/oder die Bruchsicherheit der Saugventil-Blattfeder zu verbessern gestattet. 5

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vertiefung zumindest der Form des Saugventilabschnitts angepaßt ist.

Durch diese Anpassung der Vertiefung wird der schädliche Raum nochmals verkleinert und auf diese Weise der Wirkungsgrad erhöht. Die Saugventil-Blattfeder kann optimal hinsichtlich ihrer Ventiikennlinie, ihrer Bruchsicherheit und der guten Strömungsverhältnisse für das Gas ausgelegt werden. Die Verminderung des schädlichen Raums erfolgt durch die Formgebung der Vertiefung. Man kann auch zur Erhöhung der Bruchsicherheit oder Steifheit der Saugventil-Blattfeder ein dickeres Federmaterial wählen, ohne daß dadurch der schädliche Raum wesentlich vergrößert wird. Bei keramischen Kolben kann man Vertiefungen mit kompliziertem Umriß von vornherein mit anformen. Bei Metallkolben lassen sich die Vertiefungen beispielsweise mittels Stirnfräser o.dgl. nachträglich anbringen.

Besonders günstig ist es, daß der Saugventilabschnitt und der zugehörige Vertiefungsabschnitt im wesentlichen die Form eines Kreises haben, in dessen Mitte sich die Saugöffnung befindet. Die Kreisform erlaubt es, das Ansaugen mit den geringstmöglichen Strömungsverlusten zu erzielen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß der Saugventilabschnitt sich im Bereich der einen Hälfte der Kolbenstirnfläche befindet und daß die Vertiefung zwei spiegelsymmetrisch angeordnete, über eine Engstelle miteinander verbundene Abschnitte aufweist,

die je der Form des Saugventils angepaßt sind. Bei dieser Ausgestaltung ist die Montage sehr einfach» weil es gleichgültig ist> in weicher seiner beiden Einbaustellungen der Kolben montiert wird. 5

Dem gleichen Zweck dient es weiter, wenn die beiden Vertiefüngsabschnitte mit dem Stirnflächenrand über Nuten gleicher Breite verbunden sind und wenn die einseitig befestige Saugventii-Biattfeäer am freien Ende eine Hubfängernase mit der gleichen Breite wie der an den Befestigungsäbschnitt anschließende Arm besitzt. Darüber hinaus hat die so ausgebildete SaugVentil-Blättfeder besonders gute Ventileigenschaften.

Wenn die Ventilplatte des Kolbenverdichters auch noch eine Drucköffnung aufweist, die außen durch ein Druckventil-Verschlußstück verschließbar ist, ist es günstig, daß der innere MUndungsquerschnitt der Drucköffnung wenigstens teilweise einen freigelassenen Teil der Vertiefung außerhalb des dem Saugventilabschnitt angepaßten Vertiefungsabschnitts überdeckt. Im freigelassenen Teil der Vertiefung sammelt sich> wenn der Kolben den oberen Totpunkt einnimmt, das hochverdichtete Restgas. Es hat einen kurzen Weg zur Drucköffnung. Außerdem hat dieser Weg einen großen Querschnitt. Insgesamt wird die Gasgeschwindigkeit verringert und das Gas weniger erhitzt. Es tritt keine Koksbildung auf. Der Wirkungsgrad verbessert sich.

Hierbei ist es empfehlenswert, daß der Saugventilabschnitt über einen Arm mit einem außerhalb der Stirnfläche angeordneten Befestigungsabschnitt verbunden ist, daß der Saugventilabschnitt den zugehörigen Vertiefungsabschnitt im wesentlichen vollständig, der Arm den zugehörigen Vertiefungsabschnitt aber nur teilweise füllt, und daß die Drucköffnung sich im Bereich des Arms befindet. Dadurch, daß der eine Vertiefungsabschnitt

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vollständig ausgefüllt ist, ist der schädliche Raum auf den freien Teil des nur teilweise gefüllten Vertiefungsabschnitts beschränkti Da dieser in unmittelbarer Verbindung mit der Drucköffnung steht, sind die Verluste äußerst gering* Diese Ausgestaltung läßt sich auch besonders einfach mit der spiegölsymmetrischen Anordnung zweier Vertiefungsabschnitte kombinieren.

Bei üeF- Verwirklichung kann eier Arm äürcn einen geraden •Steg gebildet und die Drucköffnung ein- oder beidseitig neben dem Steg angeordnet sein.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Arm einen Ring aufweist und die Drucköffnung im Bereich des Ringlochs angeordnet ist.

Die Neuerung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Stirnseite eines Kolbens mit Saugventil-Blattfeder,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 die Teilansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Fig. 1 und

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist ein Kolben 1 in einem Zylinder 2 verschiebbar. Der Zylinder ist durch eine Ventilplatte 3 abgedeckt. Diese weist eine in Fig. lediglich angedeutete Saugöffnung 4 und eine Drucköffnung 5 auf. Die Saugöffnung ist durch einen etwa konzentrisch zu ihr liegenden kreisförmigen Saugventilabschnitt 6 einer Blattfeder 7 abgedeckt. Diese besitzt einen

am Zylinder 2 anzubringenden Befestigungsabschnitt 8, der über einen geraden Steg 9 mit dem Saugventilabschnitt 6 verbunden ist. Am freien Ende befindet sich eine Hubfängernase 10. An der Außenseite ist die Drucköffnung 5 durch das ebenfalls als Blattfeder ausgebildete Verschlußstück 11 eines Druckventils verschlossen. Die Hubbewegung ist durch einen Anschlag 12 begrenzt.

In der Stirnseite 13 des Kolbens 1 befindet sich eine Vertiefung 14. Diese besitzt auf der einen Hälfte der Stirnfläche 13 einen etwa kreisförmigen Abschnitt 15, der den Saugventilabschnitt 6 mit geringem Abstand umgibt. Symmetrisch hierzu ist ein zweiter Abschnitt 16 vorgesehen, durch den sich der Arm 9 erstreckt. Die beiden Abschnitte sind durch eine Engstelle 17 miteinander verbunden. Eine kurze Nut 18 führt vom Abschnitt 15 zum Rand 19 der Stirnfläche 13. Eine entsprechende kurze Nut 20 führt von der Vertiefung 16 zu diesem Rand. Die Engstelle 17 und die beiden Nuten 18 und 20 haben die gleiche Breite. Auch der Arm 9 und die Hubfängernase 10 haben die gleiche Breite. Infolgedessen ist es bei der Montage gleichgültig, welche seiner beiden Einbaulagen der Kolben 1 einnimmt. Die innere Mündung der Drucköffnung 5 überdeckt teilweise einen freigelassenen Teil der Vertiefung 16. Da die Vertiefung im übrigen weitgehend durch die Saugventil-Blattfeder 7 ausgefüllt ist, sammelt sich im oberen Totpunkt des Kolbens 1 der verbleibende Rest des hochkomprimierten Gases in diesem freigelassenen Teil des Vertiefungsabschnitts 16. Von dort kann das Gas leicht über die Drucköffnung 5 abströmen.

Bei der Ausführungsform der ,"ig. 3 sind zwei Drucköffnungen 5 und 5a zu beiden Seiten des Arms 9 vorgesehen.

Bei der Ausfühfungsförm nach Fig. 4 ist der Kolben 1 Unverändert geblieben, Die Säugventil-Blattfeder 22 besitzt dagegen einen Afm 23, der ringförmig ausgebildet

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ist. Daher ist der freibleibende Teil 24 des Vertiefungsabschnitts 16 durch das Ringloch gebildet. An dieser Stelle befindet sich bei dieser Ausführungsform die Drucköffnung 25.

Die Vertiefung und die Saugventil-Blattfeder können auch eine andere äußere Form haben. Beispielsweise brauchen die Vertiefungen nicht spiegelsymmetrisch angeordnet zu sein. Die Saugventil-Blattfeder kann auch einen von der Kreisform abweichenden Saugventilabschnitt und anders gestaltete Arme besitzen.

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DATBkITAMUfAlT &bgr;&Ogr;&Ogr;&Ogr; FRANKFURT/MAIN 1, DEN ^&KHgr; ' ■ UKt. 13ÖO

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DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. 23&Ogr;&Ogr;3&Ogr;8 TELEFAX.· (&Ogr;69, 563&Ogr;&Ogr;2

TELESRAMM: KNOPAT

DA 753 TELEX: ₄₁₁ 877 KNOPA D

Schutzansprüche

1. Kolbenverdichter, bei dem der Zylinder durch eine Ventilplatte abgedeckt ist, deren Saugöffnung innen durch einen verbreiterten Saugventilabschnitt einer Blattfeder verschließbar ist, und bei dem der Kolben an seiner Stirnseite eine Vertiefung zur Aufnahme

der Saugventil-Blattfeder im oberen Totpunkt besitzt, "dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (14) zumindest der Form des Saugventilabschnitts (6) angepaßt ist.
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2. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugventilabschnitt (6) und der zugehörige Vertiefungsabschnitt (15) im wesentlichen die Form eines Kreises haben, in dessen Mitte sich die Saugöffnung befindet.
3. Kolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugventilabschnitt (6) sich im Bereich der einen Hälfte der Kolbenstirnfläche

(13) befindet und daß die Vertiefung (14) zwei spiegelsymmetrisch angeordnete, über eine Ertgätelle (17) miteinander verbundene Abschnitte (15* 16) aufweist, die je der Form des Saugventils (6) angepaßt sind.
4. Kolbenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vertiefungsabschnitte (15, 16) mit dem Stirnflächenrand (19) über Nuten (18, 20) gleicher Breite verbunden sind und daß die einseitig befestigte Saugventil-Blattfeder (7) am freien Ende eine Hubfängernase (10) mit der gleichen Breite wie der an den Befestigungsabschnitt (8) anschließende Arm (9) besitzt.
5. Kolbenverdichter, bei dem die Ventilplatte eine außen durch ein Druckventil-Verschlußstück verschließbare Drucköffnung hat, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Mündungsquerschnitt der Drucköffnung (5) wenigstens teilweise einen freigelassenen Teil (21) der Vertiefung (14) außerhalb des dem Saugventilabschnitt (6) angepaßten Vertiefungsabschnitts (15) überdeckt.
6. Kolbenverdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugventilabschnitt (6) über einen Arm (9, 23) mit einem außerhalb der Stirnfläche (13) angeordneten Befestigungsabschnitt (8) verbunden ist, daß der Saugventilabschnit den zugehörigen Vertiefungsabschnitt (15) im wesentlichen vollständig, der Arm aen zugehörigen Vertiefungsabschnitt (16) aber nur teilweise füllt, und daß die Drucköffnung 5j 25) sich im Bereich des Arms befindet.

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7. Kolbenverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichj 30 net, daß der Arm (9) durch einen geraden Steg gebil-

det ist und die Drucköffnung (5, 5a) ein- oder beidseitig neben dem Steg angenordnet ist.
8. Kolbenverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (23) einen Ring aufweist und die Drucköffnung (25) im Bereich des Rijiglcchs (24) angeordnet ist.

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