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Zylinderkopf für Kolbenverdichter
Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf luftgekühlter Kolbenverdichter für zentrische
Anordnung des kombinierten Saug-und Druckventils, wobei das Saugventil innen liegt, mit zentrischem Saugstutzen, der von zwei ringförmigen Räumen umgeben ist, von denen der innere die im radialen Kühllufteintrittskanal in geringem Abstand über dem Druckventil einströmende Kühlluft und der äussere das verdichtete Medium vom Druckventil zum Druckstutzen führt.
Bei Kolbenverdichtern wirkt sich bekanntlich eine zu hohe Eintrittstemperatur des angesaugten Mediums in einer verminderten Zylinderfüllung und damit einem schlechteren Wirkungsgrad aus. Ausserdem ergeben hohe Ansaugtemperaturen höhere Verdichtungsendtemperaturen, die ihrerseits wieder zu Ölkohlebildung und den von ihnen allgemein bekannten unerwünschten, oft katastrophalen Nachfolgeerscheinungen führen.
Es sind zahlreiche Vorschläge bekannt, mit denen den angedeuteten Nachteilen entgegengewirkt werden soll. Bekannt ist, bei Verdichtern mit konzentrisch angeordneten kombinierten Saug- und Druckventilen, wobei das Saugventil konzentrisch vom Druckventil umschlossen wird, einen vom Zylinderkopf unabhängigen Trennkörper vorzusehen, der mit einer zentrisch dazu verlaufenden Saugkanalwandung einen Ringraum mit seitlichen Kühlluftein-und-austrittsöffnungen aufweist. Dabei sind Saugkanalwandung und Trennkörper ein Stück.
Die Nachteile dieser Ausführung bestehen darin, dass einerseits die zum grossen Teil an das Druckventil und seine angrenzenden Teile übergangene Verdichtungswärme nicht wirksam genug und auf kürzestem Wege abgeführt werden kann und anderseits eine schwierige und kostspielige Fertigung notwendig ist.
Ein anderer bekannter Zylinderkopf ist so ausgeführt, dass der von der Kühlluft durchströmte Ringraum und der ihn umgebende Druckraum im wesentlichen gleich hoch sind, so dass die die beiden Strömungsräume voneinander trennende Zwischenwand der Höhe beider Strömungsräume entspricht.
Nachteilig ist bei dieser bekannten Ausführung die teilweise Stauung des Kühlluftstromes, der infolge der mittleren Einströmung und der oberen getrennten Ausströmung entsteht und dass der Wärmeübergang im unteren Teil des Zylinderkopfes vom Druckkanal zum Ansaugkanal nicht vermieden wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zylinderkopf für einen luftgekühlten Verdichter mit konzentrisch angeordneten kombinierten Saug- und Druckventilen zu schaffen, der den bei diesen Ventilen üblichen Wärmefluss in seiner Wirkung weitestgehend verhindert, eine intensive Kühlwirkung durch fast allseitiges Umströmen der das Druckmedium aufnehmenden Räume erreicht, einen einfachen Aufbau und geringe Fertigungskosten aufweist, sowie eine universelle Verwendung ermöglicht.
Erfindungsgemäss ist der Zylinderkopf derart gestaltet, dass der Druckstutzen axial unmittelbar über dem Kühllufteintrittskanal liegt und mit diesem radial in gleicher Richtung im Zylinderkopf in teilweise zueinander ergänzender Gestaltung über fast dessen ganze Höhe sich erstreckend angeordnet ist
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und der die Kühlluft führende ringförmige Raum axial in Richtung des Saugstutzens konisch erweiternd ausgebildet, eine ringförmige Austrittsöffnung aufweist, die radial innen durch den Saugstutzen und aussen durch die Innenwand des ringförmigen Raumes für das verdichtete Medium begrenzt ist.
Eine vorteilhafte Ausführung ist erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Saugstutzen einen getrennten Bauteil bildet und im Zylinderkopf gegen einen Zentrierring verspannt ist.
Durch die Anströmung des Saugstutzens und konischen Ringraumes im Gegenstrom ist eine wirksame Kühlwirkung vorhanden, wodurch die nachteiligen Erscheinungen wie Ölkohleverkrustungen und dadurch beeinträchtigte Ventilfunktionstüchtigkeit sowie eine zu hohe Wärmebeanspruchung der Ventile selbst, vermieden werden. Zylinderkopf und Ansaugstutzen sind wegen der unterschiedlichen Druckbeanspruchung und aus technologischen Gründen zweckmässig als getrennte Teile ausgebildet.
Die Lage des Druckstutzens ist dabei so gewählt, dass eine strömungsgünstige Zuleitung an den Gassäulenschwingungsdämpfer bei kostenniedriger und leicht zugänglicher Leitungsausführung erreicht wird.
Die technischen und ökonomischen Vorteile werden einerseits durch die hochwirksame Kühlwirkung des gesamten Zylinderkopfes und der thermischen Abschirmung des Ansaugmediums gegen Aufheizung sowie anderseits in den niedrigen Herstellungs-und Fertigungskosten erzielt.
Die Erfindung soll nachstehend an einem ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt Fig. l einen Querschnitt durch die Zylinderpartie.
Der Zylinderkopf--l--ist zusammen mit dem kombinierten Saug-und Druckventil
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Auf nähere Bezeichnung der Ventileinzelteile wird wegen der allgemeinen Kenntnis dieser Baugruppe verzichtet. Der Saugstutzen --7-- bildet einen getrennten Bauteil, ist im Zylinderkopf--l-geführt und von zwei nicht gezeichneten Schrauben gegen den Zentrierring --8-- gedrückt. Beim Rückgang des Kolbens--9--wird das Medium über den Saugstutzen--7--und das Saugventil
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und--7-- geleitet und strömt von da über den von der Innenwandung des Zylinderkopfes--l--und dem Saugstutzen --7-- gebildeten konischen Ringspalt--15--entgegen dem Ansaugmedium ab.
Der Kühlufteintrittskanal--12--liegt axial unter dem Druckstutzen--11--und unmittelbar über dem Ventil--2, 2'--, so dass eine gute thermische Abschirmung erreicht ist. Infolge der allseitigen Kühlluftumströmung an den verrippten Flächen des Zylinderkopfes --1--, des Ventils --2, 2'--und des Zylinders -3-- ist eine hochwirksame Wärmeabfuhr erreicht. Der Druckstutzen --11-- ist lagemässig so gelegt, dass eine strömungstechnisch gute und kurze Rohrleitung--14-zum gassäulenschwingungsdämpfenden Sammelbehälter--13--geführt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zylinderkopf luftgekühlter Kolbenverdichter für zentrische Anordnung des kombinierten Saug-und Druckventils, wobei das Saugventil innen liegt, mit zentrischem Saugstutzen, der von zwei ringförmigen Räumen umgeben ist, von denen der innere die im radialen Kühllufteintrittskanal in geringem Abstand über dem Druckventil einströmende Kühlluft und der äussere das verdichtete Medium
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(11) axial unmittelbar über dem Kühllufteintrittskanal (12) liegt und mit diesem radial in gleicher Richtung im Zylinderkopf (1) in teilweise zueinander ergänzender Gestaltung über fast dessen ganze Höhe sich erstreckend angeordnet ist und der die Kühlluft führende ringförmige Raum (15) axial in Richtung des Saugstutzens (7) konisch erweiternd ausgebildet, eine ringförmige Austrittsöffnung aufweist,
die radial innen durch den Saugstutzen (7) und aussen durch die Innenwand des ringförmigen Raumes (10) für das verdichtete Medium begrenzt ist.