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Rund gestaltetes Gleichstromventil
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Begrenzung abhebt und zwischen letzterem und dem Sitz zu schwingen beginnt. Dadurch wird der
Widerstand des Ventils vergrössert und die Lebensdauer seiner Lamellen verkürzt.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Nachteile.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, ein rund gestaltetes Gleichstromventil zu entwickeln, bei dem im Vergleich zu den bekannten rund gestalteten Ventilen eine bessere Abdichtung erreicht wird, die Dynamik der Lamellenbewegung einen vorteilhafteren Verlauf hat und ein kleinerer
Widerstand für den Arbeitsmittelstrom erhalten wird, d. h. bei dem Wirtschaftlichkeit und
Zuverlässigkeit erhöht werden.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss die Vertiefung mit mindestens einer Rippe versehen und an der Lamelle eine durch Einschnitte in die Lamelle gebildete Zunge gegenüber der Zunge vorgesehen ist, wobei bei mittels an sich bekannter Spannringe zusammengebautem Ventil von den Rippen und Zungen Versteifungsrippen gebildet sind.
Es ist zweckmässig, dass der an der Einlasskanalseite des Ventils angeordnete Spannring einen festeren Sitz aufweist als der an der Abflussseite des Ventils angeordnete Ring.
Damit bei geringstem Druckverlust des Arbeitsmittels im Ventil das letztere sich besser öffnet, ist es zweckmässig, die Vertiefung entsprechend der Biegelinie der freien Durchbiegung der Lamelle zu profilieren.
Im folgenden wird die Erfindung durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der
Zeichnungen näher erläutert, in denen Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemässe Ventil,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 in Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf das Ventil, Fig. 4 eine
Unteransicht des Ventils, Fig. 5 einen Lamellenabschnitt mit Zunge, Fig. 6 einen Ventilsitzabschnitt mit der Rippe zwischen den Vertiefungen, Fig. 7 einen Ventilsitzabschnitt mit den Durchflusskanälen, Fig. 8 die am Sitz und an der Lamelle vorgesehenen Zungen, die nach Zusammenbau die Versteifungsrippen bilden, Fig. 9 die Lage der Lamelle bei offenem Ventil bei kreisbogenförmigem Profil der Vertiefung und Fig. 10 die Lage der Lamelle bei offenem Ventil, aber bei einem Profil der Vertiefung, das der freien Lamellendurchbiegung entspricht, zeigen.
Das rund gestaltete Gleichstromventil stellt ein Paket von abwechselnd aneinander gereihten Lamellen--l-- (Fig. l, 2,3) und Flachsitzen--2--dar, wobei die Seitenplatten--3--an die Randlamellen--l--anschliessen und zwischen den Lamellen--l--in der Symmetrieebene des Ventils ein Zwischenteil--4--angeordnet ist.
Jedes aus einer Lamelle und einem Sitz bestehende Paar wird im folgenden als ein Ventilglied bezeichnet.
An der Einlassseite des Flachsitzes-2-sind Kanäle-5-zum Durchfluss des Arbeitsmittels, die als Einlasskanäle dienen, an der gegenüberliegenden Rückseite Vertiefungen-6zum Ausbiegen der biegsamen Lamellen und zur Bildung der Auslasskanäle vorgesehen.
Das Paket wird durch Spannringe--7 und 8-- (Fig. 2) zusammengehalten, die an der Einlasskanalseite bzw. der Abflussseite des Ventils angeordnet sind.
Die VentiIIameIIen --1--, die, wie in Fig. 2 dargestellt, an drei Seiten des Umfanges-9zwischen benachbarten Sitzen eingespannt sind, sind als dünne selbstfedernde Teile ausgeführt und haben einen frei beweglichen Abschnitt-10--, der zwischen zwei Spalten --11-- liegt.
Die Seitenplatten--3--weisen Einlasskanäle, der Zwischenteil--4--jedoch Vertiefungen zum Ausbiegen der Lamellen auf. Es können aber auch Einlasskanäle im Zwischenteil--4--und Vertiefungen in den Seitenplatten --3-- vorgesehen werden. Die Spannringe-7 und 8-werden auf dem Ventilgliedpaket durch Sicherungsleisten--12--, die nach dem Aufsetzen der Ringe abgebogen werden, gesichert.
Die Einlasskanäle der Flachsitze--2--und der Seitenplatten --3-- sind als Einzelzellen gemäss Fig. 3 ausgeführt, die durch längs des Arbeitsmittelstromes ausgerichtete Stege-13voneinander getrennt sind. Die Anordnung der Abflusskanäle in den Flachsitzen --2-- und im Zwischenteil--4--an der Ventilstirnfläche ist in Fig. 4 dargestellt.
Die Lamellen--l--sind mit zwei bewegbaren Abschnitten--10--versehen (Fig. 5), zwischen denen eine Zunge --14-- liegt. Diesem Abschnitt gegenüber ist an der Rückseite des Flachsitzes --2-- eine Rippe --15-- angeordnet (Fig.6). die zwischen den Vertiefungen --6-- zum Ausbiegen der Lamellen-l-sitzt.
Dabei ist die Zunge--14-- (Fig. 5) der Lamelle--l--zwischen der Rippe--15-des
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Fläche-16----17-- (Fig. 4), durch welche die vorhin erwähnte Verformung der Seitenplatten --3-- sowie der Flachsitze-2-verhindert wird, die durch die Vorspannung des Spannringes-8-verursacht würde. Die gegenseitige Anordnung der Rippe-15-am Flachsitz-2-und der Zunge-14an der Lamelle welche gemeinsam die Versteifungsrippen --17-- bilden, ist in Fig. 8 dargestellt, wobei die Berührungsflächen, an denen die Lamellen-l-und die anschliessenden Flachsitze-2-ständig aneinander gepresst werden, strichliert dargestellt sind.
Die Spannringe-7 und 8-werden desto straffer auf das Ventilkpaket aufgesetzt, je grösser der vom Ventil aufgenommene Druckunterschied ist. Die erfindungsgemäss vorgesehenen Versteifungsrippen --17-- nehmen an der Abflussseite die Kräfte des Spannringes-8-auf und verhindern die Verformung der Ventilglieder, wobei einer Störung der Ventildichtung und einem Arbeitsmittelverlust vorgebeugt wird.
Bei Ventilbetrieb sind die von beiden Spannringen aufgenommenen, durch den Arbeitsmitteldruck verursachten Kräfte einander nicht gleich : auf den an der Einlasskanalseite angeordneten Spannring wirken erheblich grössere Kräfte als auf den andern. Dies wird dadurch verursacht, dass der Ventilabschnitt an der Abflussseite, der durch die unter dem Ventilbund liegenden Fläche des Ventilkörpers begrenzt ist, vollständig von der Spreizkraft entlastet ist, da auf diesen Ventilabschnitt sowohl im Bereich des Umfanges als auch an den Zwischenräumen zwischen Lamelle und Sitzrückseite gleiche Druckkräfte einwirken. Der restliche Abschnitt des Ventilkörpers nimmt die Differenz der Saug-und Druckkräfte auf, welche auf diejenige Fläche zwischen den Ventilgliedern einwirkt, die in Fig. 2 mit unterbrochener Schraffierung angedeutet ist.
Diese Druckkraftdifferenz wird dadurch bewirkt, dass während der Zeitspanne, in der in der Vertiefung eine Druckkraft wirkt, am äusseren Ventilumfang eine Saugkraft herrscht.
Zwecks Verminderung der Verformung der Ventilglieder wird erfindungsgemäss für die Passung
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vorgesehen als für den Spannring-8-.
Bei Verdichterbetrieb öffnet das Ventil sehr schnell und seine Lamellen kehren, nachdem sie die z. B. nach einem Kreisbogen geformte Oberfläche--18-- (Fig. 9) der Vertiefung erreicht haben, sofort zurück und beginnen eine Schwingungsbewegung in bezug auf diejenige neutrale Stellung, bei der der Strömungsdruck durch die Gegenwirkung der elastischen Kräfte der Lamelle ausgeglichen ist. Derartige Schwingungen verursachen erhöhte Energieverluste im Ventil und einen vorzeitigen Ausfall wegen grösseren Verschleisses der Ventillamellen.
Das Profil der Oberfläche--19-- (Fig. 10) der Vertiefung wird erfindungsgemäss nach der Biegelinie der freien Durchbiegung, die unter dem Druck des Arbeitsmittelstromes entsteht, gestaltet.
Dabei wird die grösstmögliche Öffnung des Ventils bei minimalem Druckverlust im letzteren gewährleistet, wobei der die Lamelle anpressende geringe Drucküberschuss Schwingungen der Lamelle beseitigt.
Der wirtschaftliche Nutzen, der durch die Anwendung von derartigen rund gestalteten Gleichstromventilen erzielt wird, besteht in der wesentlichen Verringerung des Energieverbrauchs für den Betrieb von Verdichtern-bzw. vom Pumpen, wobei eine erhebliche Leistungserhöhung der letzteren gewährleistet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Verformungen der Ventilsitze sowie die durch die Verformung verursachten erheblichen Arbeitsmittelverluste zwischen den Flachsitzen, Lamellen, Seitenplatten und dem Zwischenteil sowie durch die Zwischenräume entlang des Umfanges der gegenseitigen Abdichtung im zusammengebauten Ventil beseitigt werden.
Die weitere Erhöhung der Wirtschaftlichkeit von erfindungsgemässen Gleichstromventilen wird durch die Ausführung der Hubbegrenzung nach der Biegelinie der Lamelle erreicht, wodurch eine vollständigere Öffnung des Ventils und folglich auch eine Verringerung der im Ventil entstehenden Druckverluste sowie eine Verlängerung der Lamellenlebensdauer gesichert wird.
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