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Druckventil für Kolbenverdichter
Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckventil für Kolbenverdichter, insbesondere für Kältemaschi- nen, das vorzugsweise konzentrisch zum Kolben im Verdichter angeordnet ist, wobei der Ventilsitz in zwei ringförmige Teile geteilt ist, zwischen denen ein durchgehend freier Ringraum gebildet ist, in den ein ringwulstartiger Ansatz des Kolbens in der oberen Totpunktlage desselben hineinragt.
Es ist bereits ein Druckventil dieser Art mit einem einzigen ringförmigen Durchströmkanal im Ven- tilsitz bekannt. Zur Verringerung des schädlichen Raumes des Verdichters ragt hiebei in der oberen Totpunktlage des Kolbens ein ringwulstartiger Ansatz desselben in den durchgehend freien Ringraum zwischen den beiden ringförmigen Teilen des Ventilsitzes hinein. Diese Massnahme kann jedoch bei den bekannten Ventilen mit mehreren, im Ventilsitz konzentrisch angeordneten Ringkanälen, die durch radiale Verbindungsstege überbrückt sind, nicht ohne weiteres angewendet werden, weil die Verbindungsstege dem Eindringen von ringwulstartigen Ansätzen des Kolbens in die Ringkanäle im Wege stehen.
Bei den bisher bekannten Bauarten von Druckventilen mit mehreren konzentrischen Ringkanälen wurde daher der Kolbenboden mit Erhebungen versehen, die eine zu den Ringkanälen im Ventilsitz passende Gegenprofilierung aufweisen. Die Herstellung dieser profilierten Erhebungen des Kolbenbodens ist jedoch kompliziert, weil zwischen den Erhebungen entsprechende Ausnehmungen für die Verbindungsstege vorgesehen sein müssen. Ausserdem müssen der Ventilsitz und der Kolben in der genauen relativen Lage zueinanderin den Verdichter eingebaut und auch während des Betriebes in dieser Lage gehalten werden, damit die Erhebungen des Kolbens nicht auf die Verbindungsstege auftreffen.
Die Erfindung bezweckt nun die Verringerung des schädlichen Raumes eines Verdichters mit Mehrringventilen ohne genaue, zu den Ringkanälen im Ventilsitz passende Gegenprofilierung des Kolbenbodens und besteht darin, dassbei-einem Ventilsitz mit wenigstens zwei konzentrischen Ringkanälen die Teilung des Ventilsitzes in die beiden, durch den durchgehend freien Ringraum getrennten ringförmigen Teile im Bereich des äussersten Ringkanals erfolgt. Der Kolben ragt dabei in seiner oberen Totpunktlage mit einem ununterbrochenen, ringwulstartigen Ansatz in den im Bereich des äussersten Ringkanals gebildeten durchgehend freien Ringraum hinein, während für die zwischen den Verbindungsstegen der übrigen Ringkanäle liegenden Volumsbereiche keine Verdrängungskörper vorgesehen sind.
Es hat sich nämlich gezeigt, dass auf diese Weise der schädliche Raum für die meisten Anwendungsfälle, insbesondere auch für Kältemaschinen, ausreichend vermindert werden kann, da im Bereich des äussersten und daher grössten Ringkanals eine weitgehende Verdrängung erfolgt und das Volumen der inneren, kleineren Ringkanäle weniger ins Gewicht fällt. Die Profilierung des Kolbenbodens kann daher einfach und billig ohne die zur Herstellung der Ausnehmungen für Verbindungsstege sonst erforderliche Nachbearbeitung, z. B. durch Drehen hergestellt werden. Ausserdem kann das Ventil in beliebiger Lage in den Verdichter eingebaut werden, ohne dass die Gefahr von Beschädigungen oder Zerstörungen durch ein Auftreffen der Ansätze des Kolbens auf die Verbindungsstege des Ventilsitzes besteht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können in wenigstens einem der inneren Ringkanäle die radialen Verbindungsstege von der Dichtfläche des Ventilsitzes ausgehend nur über einen Teil der Höhe desselben reichen und es kann über den andern Teil der Höhe des Ventilsitzes ein durchgehend freier Ringraum gebildet sein, in welchen ein weiterer ringwulstartiger Ansatz des Kolbens hineinragt.
Diese Massnahme dient beispielsweise bei einem Ventil mit einer grösseren Zahl von konzen frischen Ringkanä-
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len zur allenfalls erforderlichen weiteren Verkleinerung des schädlichen Raumes und ist ohne unzulässige Schwächung des Sitzes durchführbar. Falls es notwendig oder zweckmässig sein sollte, kann der Ventilsitz im Bereich der Ringkanäle mit geschwächten Verbindungsstegen auch mit dem Fänger verbunden, z. B. verschraubt sein.
Um bei einem Bruch der beweglichen Organe des erfindungsgemässen Ventils, z. B. bei einem Bruch der Ventilplatte, der Federplatten, der Dämpferplatten usw., das Eindringen von Bruchstücken bzw. von Fremdkörpern in den Verdichter zu verhindern, können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wenigstens an einem der beiden ringförmigen Teile des Ventilsitzes radiale Vorsprünge vorgesehen sein, die in den Ringraum zwischen den beiden ringförmigen Teilen hineinragen und von der Dichtfläche des Ventilsitzes ausgehend nur über einen Bruchteil der Höhe des Ringraumes reichen.
Die Vorsprünge können beispielsweise zahnkranzartig ausgebildet sein und mit einem Sitzteil oder abwechselnd mit beiden Sitzteilen aus einem Stück bestehen ; es können aber auch Stifte, mäanderförmig gebogene Blech- oder Drahtkörper oder andere Siebkörper vorgesehen sein, die an einem der beiden Teile des Ventilsitzes befestigt sind. Bei dieser Ausführungsform wird der in den Ringraum hineinragende ringwulstartige Ansatz des
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gehalten werden, dass der schädliche Raum nur unwesentlich vergrössert wird. Die radialen Vorsprünge können zugleich zur Zentrierung des inneren Teiles im äusseren Teil des Ventilsitzes und gegebenenfalls auch zur axialen Führung des Fängers dienen, wenn dieser zum Schutz des Verdichters gegen Beschädigungen durch Flüssigkeitsschläge zusammen mit einem der ringförmigen.
Teile des Ventilsitzes in Achsrichtung des Ventils gegen die Kraft einer Feder verschiebbar gelagert ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Mittelschnitt durch ein in einen Verdichter eingebautes Ventil und Fig. 2 eine Ansicht nach der Linie li-in in Fig. 1.
Der beispielsweise dargestellte Verdichter besteht aus einem Zylinder 1 mit einem Kolben 2 und einem Zylinderkopf 3, in den ein Druckventil 4 koaxial zum Kolben 2 eingesetzt ist. Ein Saugventil 5 liegt in einer ringförmigen, taschenartigen Aussparung zwischen der oberen Stirnfläche des Zylinders 1 und dem Druckventil 4, wobei es den Kolben 2 konzentrisch umgibt. Das Saugventil 5 steht über gebohrte Durchströmkanäle 6 mit einem den Zylinder 1 mantelförmig umgebenden Saugraum 7 in Verbindung.
Das Druckventil 4 besitzt einen massiv ausgebildeten Fänger 8 mit drei konzentrischen Ringkanälen 9. Der Ventilsitz, der zwei konzentrische Ringkanäle 10 auiweist, ist aagegen im Be- reich des äussersten Ringkanals geteilt und besteht aus dem äusseren, ringförmigen Teil 11 und dem inneren Teil 12. Zwischen den. beiden Teilen 11 und 12 des Ventilsitzes ist ein durchgehend freier Ringraum 13 gebildet, in welchen in der in Fig. 1 dargestellten oberen Totpunktlage des Kolbens 2 ein ringwulstartiger Ansatz 14 desselben hineinragt. Im Bereich des inneren Ringkanals 10, der durch aus Fig. 2 ersichtliche radiale Verbindungsstege 15 überbrückt ist, weist der Kolben 2 dagegen einen ebenen Boden auf.
Da im Ringraum 13 keine Verbindungsstege vorgesehen sind, kann der Ansatz 14 des Kolbens 2 ohne Unterbrechung durchgehend ausgeführt sein, wodurch die Herstellung einfacher ist und keine Gefahr besteht, dass bei ungenauem Einbau des Ventils, bei einer Verdrehung desselben oder bei Dreh- oder Kippbewegungen des Kolbens 2 während des Betriebes der Ansatz 14 des Kolbens auf den Ventilsitz aufschlägt.
Der ringförmige Teil 11 des Ventilsitzes ist zwischen dem Zylinder l und dem Zylinderkopf 3 eingespannt, wobei Dichtringe 16 und 17 zur Abdichtung vorgesehen sind. Der innere Teil 12 des Sitzes ist dagegen durch die Zentralschraube 18 mit dem Fänger 8 verbunden. An Stelle der oder zusätzlich zur Zentralschraube 18 können aber auch mehrere konzentrisch zur Ventilachse angeordne-
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lagert und durch eine Schraubenfeder 19 belastet, die ihn auf den ringförmigen Teil 11 des Sitzes aufdrückt. Durch die verschiebbare Anordnung des Fängers 8 samt dem inneren Teil 12 des Ventilsitzes wird zugleich ein Flüssigkeitsschlagschutz erzielt, der neben einem kleinen schädlichen Raum für Kälteverdichter ebenfalls wichtig ist.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Abänderungen und weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Druckventils möglich. Beispielsweise können bei mehreren Ringkanälen im Ventilsitz auch in einen oder mehrere der inneren Ringkanäle ringwulstartige Ansätze des Kolbens hineinragen, wobei dann die Verbindungsstege der Höhe der durchgehenden Ansätze entsprechend niedriger ausgebildet sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft möglich, im freien Ringraum 13 zwischen den beiden Teilen 11 und 12
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stücken der beweglichen Plattenteile des Ventils in den Verdichter zu verhindern. Auch diese Vorsprünge od. dgl. werden zweckmässig nur geringe Höhe aufweisen und möglichst nahe der Dichtfläche des Ventilsitzes vorgesehen sein, damit die Höhe des Ansatzes 14 so wenig als möglich verringert werden muss. Die Vorsprünge od. dgl. im Ringraum 13 können zugleich zur Zentrierung des inneren Teiles 12 des Ventilsitzes im äusseren Teil 11 dienen sowie auch zur axialen Führung des verschiebbaren Fängers 8 verwendet werden.
In allen Fällen können die ringwulstartigen Ansätze des Kolbens durchgehend, d. h. ohne Ausnehmungen od. dgl., ausgebildet sein, wodurch die genannten Vorteile bei der Herstellung, beim Einbau und im Betrieb des Verdichters erzielt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckventil für Kolbenverdichter, insbesondere für Kältemaschinen, das vorzugsweise konzentrisch zum Kolben im Verdichter angeordnet ist, wobei der Ventilsitz in zwei ringförmige Teile geteilt ist, zwischen denen ein durchgehend freier Ringraum gebildet ist, in den ein ringwulstartiger Ansatz des Kol-
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