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Die Erfindung betrifft ein scheibenförmiges Gleichstromventil für Verdichter, mit abwechselnd längs paralleler Sehnen der Scheibe angeordneten Flachsitzen und Ventillamellen, die von Schrumpfringen umfasst sind, welche auf Kegelflächen des Ventils aufgesetzt sind, wobei an dessen Seitenwand ein Stützbund zum Einsetzen des Ventils in den Zylinder des Verdichters vorgesehen ist.
Ein derartiges Ventil ist beispielsweise aus der österr. Patentschrift Nr. 295017 bekannt.
Diese Flachsitze haben die stabartige Form mit rechteckigem Querschnitt und weisen an einer Seite Kanäle zum Durchtritt des Mediums und an der andern Seite Ausnehmungen zur Aufnahme der benachbarten Ventillamelle auf. Die Flachsitze und Ventillamellen sind mittels Schrumpfringen zu einem scheibenförmigen Paket zusammengefasst, wobei an diesem ein Stützbund zum Einsetzen des Ventils in den Zylinder bei gleichzeitiger Abdichtung vorgesehen ist.
Die Schrumpfringe weisen Kegelflächen auf, mit denen sie auf Kegelflächen des Ventils aufgesetzt und mit Hilfe von Sicherungsleisten fixiert werden, welche einen T-förmigen Kopf besitzen. Die am Rand befindlichen Flachsitze sind mit Nuten zum Einlegen dieser Köpfe versehen, wobei die Leisten nach Aufsetzen der Schrumpfringe abgebogen werden.
Bei dieser Konstruktion ist nachteilig, dass wegen der beiderseits des Bundes angeordneten Schrumpfringe die Bauhöhe des Ventils relativ hoch ist, so dass auch die entsprechenden Abmessungen des Zylinders und der Materialaufwand für das Ventil ein vorbestimmtes Ausmass nicht unterschreiten können.
Infolge der grossen Bauhöhe ist ferner der von den Ventilkanälen eingenommene Totraum verhältnismässig gross. In diesem unerwünschten Totraum sammelt sich bei Verdichtern Gas an, welches somit im Zylinder verbleibt und die Leistungsfähigkeit des Verdichters herabsetzt bzw. dessen Energiebedarf vergrössert.
Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der angeführten Nachteile und die Schaffung eines Ventils, das insbesondere für den Einbau in Kolbenverdichtern mit verhältnismässig geringem Kolbenhub, wie sie bei Kältemaschinen verwendet werden, oder in schnellaufenden Verdichtern geeignet ist.
Dieses Ziel wird bei einem Gleichstromventil der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass erfindungsgemäss einer der Schrumpfringe unmittelbar auf den Stützbund aufgesetzt ist und mit dessen Kegelfläche zumindest teilweise in Berührung steht. Durch die Anordnung des Schrumpfringes unmittelbar auf dem Stützbund wird die Bauhöhe des Ventils beträchtlich, nämlich um etwa 40 bis 45% verringert, so dass der Totraum wesentlich verkleinert und die Leistungsfähigkeit des mit dem erfindungsgemässen Ventil ausgerüsteten Verdichters beträchtlich vergrössert wird. Die Verminderung der Ventilhöhe führt überdies zu einer Verringerung des Ventilwiderstandes und somit zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades des Ventils sowie des Verdichters.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die kegelige Innenfläche des Schrumpfringes einen kleineren Basiswinkel aufweisen, als die Kegelfläche des Stützbundes, so dass der Schrumpfring an seiner den kleineren lichten Durchmesser aufweisenden Stirnseite mit dem Mantel des Stützbundes in Berührung steht. Infolgedessen entfällt die Notwendigkeit, den Schrumpfring mittels Sicherungsleisten zu fixieren, wodurch die Ventilkonstruktion vereinfacht wird.
Von Vorteil ist ferner, wenn die mit dem Mantel des Stützbundes in Berührung stehende Innenkante des Schrumpfringes geschärft ist. Hiedurch wird die Befestigung des Schrumpfringes zuverlässiger.
Günstig ist auch, wenn an der Innenfläche des Schrumpfringes mindestens zwei zugespitzte Vorsprünge angeordnet sind, wobei zwischen benachbarten Vorsprüngen in Umfangsrichtung jeweils der gleiche Abstand freibleibt. Eine derartige Ausführungsform der Erfindung ist dann vorzuziehen, wenn der Druck des Schrumpfringes auf einzelne Stellen entlang des Ventilumfanges konzentriert werden soll.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist und in der Fig. 1 das Ventil teils in Seitenansicht, teils im Querschnitt, Fig. 2 das Ventil in Draufsicht, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. l, Fig. 4 eine Variante des Schrumpfringes, Fig. 5 eine Teildraufsicht auf einen abgewandelten Schrumpfring, Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5 und Fig. 7 einen Schrumpfring mit Vorsprüngen zeigen.
Gemäss Fig. l weist das Gleichstromventil Scheibenform auf und besteht im wesentlichen aus miteinander abwechselnd längs paralleler Sehnen der Schreibe angeordneten Flachsitzen --1-- und Ventillamellen --2--. Die Flachsitze-l-weisen an einer Seite Kanäle-3-zum Durchtritt des Arbeitsmediums und an der gegenüberliegenden Seite Ausnehmungen --4-- auf, in welche die geöffneten Ventillamellen--2--eintreten
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dem beiderseits je eine Ventillamelle--2--angrenzt, weshalb der Steg--6--zwei Ausnehmungen--4-besitzt.
Die Ventillamellen --2-- sind zwischen den Sitzen--1 und 5--eingespannt. Der eingespannte Abschnitt der Ventillamellen--2--ist in Fig. 3 schraffiert dargestellt. Um die Beweglichkeit der Ventillamellen --2-- zu ermöglichen, weist jede in der Nähe der Einspannung Schlitze-7-auf.
Im gemäss der Zeichnungen oberen Ventilteil ist ein ringförmiger Stützbund --8-- vorgesehen, dessen Mantelfläche--9--nach der Erfindung kegelförmig ausgeführt ist. Der Stützbund --8-- dient zur Befestigung des Ventils im Zylinder--10-- (Fig. 1) eines Verdichters und zur Abdichtung mit Hilfe einer Dichtung
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Die Verbindung der Flachsitze-l-und der Ventillamellen --2-- erfolgt mittels Schrumpfringen - 12 und 13--, von denen der eine-12-erfindungsgemäss auf die Mantelfläche des Stützbundes-S-- aufgesetzt ist.
Der andere Schrumpfring --13-- weist eine kegelige Innenfläche auf und ist auf das Ventil unterhalb (gemäss den Zeichnungen) des Stützbundes --8-- aufgesetzt, so dass er in den Zylinder-10hineinragt.
Dieser Schrumpfring --13-- wird bezüglich der Höhe des Ventils mittels bekannter Sicherungsleisten (nicht dargestellt) fixiert, die einen T-förmigen Kopf besitzen. Die seitlichen Ventilsitze--5--weisen auf der Aussenfläche Nuten zum Einlegen der Leistenköpfe auf. Nach dem Anbringen des Schrumpfringes--13-- werden die Enden der Leisten auf dessen Stirnfläche abgebogen.
Obwohl das Ventil je nach Anordnung im Zylinder --10-- als Druck- oder Saugventil arbeiten kann, sind wegen des ansonsten entstehenden unerwünschten Totraumes Druck- und Saugventil unterschiedlich ausgebildet. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist ein Saugventil, wobei die Ventillamellen--2--im Bereich
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erhöht wird. Ausserdem verfügen die Saug- und die Druckventile in der Regel über Ventillamellen-2-unterschiedlicher Dicke und sind allein aus diesem Grunde nicht austauschbar.
Je nach Konstruktion und Zweckbestimmung des Ventils wird die Spannkraft der Schrumpfringe-12
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Bei einem Druckventil soll die Dichtheit der Stossstelle grösser als bei einem Saugventil sein, da während des Einsaugens des Gases in den Zylinder --10-- der Unterschied zwischen dem Förder- und dem Saugdruck bei
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--6-- angeordnet ist. Hiebei entsteht eine Kraft, die ein Dehnen und als Folge einen Bruch der Schrumpfringe --12 und 13--hervorruft.
Es sind mehrere Varianten zur Fixierung des auf den Stützbund --8-- aufgesetzten Schrumpfringes --12-- vorgesehen. Gemäss Fig. 3 steht zur Fixierung des Schrumpfringes --12-- auf der kegeligen Mantelfläche--9--des Stützbundes--8--die Innenfläche des Schrumpfringes--12--mit der Mantelfläche--9--auf der ganzen Kegelfläche in Berührung. Durch Verschieben des Schrumpfringes--12-- längs der Mantellinie des Kegels kann das Ausmass der Spannung des Schrumpfringes --12-- und folglich auch
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den Schrumpfring --12-- mit einem etwas grösseren Basiswinkel als dem der Kegelfläche des Stützbundes - 8-auszubilden (Fig. 4).
Hiebei ist die Kante des Schrumpfringes --12-- zum Einschneiden in die Kegelfläche des Stützbundes-8-geschärft, der aus einem weicheren Material als der Schrumpfring-12-besteht.
Bei der folgenden Variante besitzt der Schrumpfring--12-- (Fig. 5 und 6) je nach dem Durchmesser des
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Das erfindungsgemässe Ventil weist gegenüber Ventilen bekannter Bauart eine geringere Höhe auf, wodurch das Volumen des eingeschlossenen Totraumes bedeutend verringert ist. Dies gestattet es, das erfindungsgemässe Ventil in Kälteverdichtern einzusetzen, bei denen bekannte Konstruktionen wegen eines grossen Totraums nicht zur Verwendung kamen.
Die Verminderung der Höhe des Ventils gestattet es ferner, dessen Aussenabmessungen zu verringern.
Das Gleichstromventil arbeitet folgenderweise. Das Öffnen des Ventils findet unter der Bedingung statt, dass der Druck vor dem Ventil in Strömungsrichtung des Mediums den Druck hinter dem Ventil übersteigt. Der
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und demzufolge bei Anwachsen des Druckunterschiedes findet keine weitere Änderung des Durchlassquerschnittes des Ventils statt.
Das Schliessen des Ventils beginnt erst bei Senkung des Druckunterschiedes auf einen Wert, der geringer ist, als dies zum vollständigen öffnen des Ventils notwendig ist. Bei Annäherung dieses Unterschiedes an den Wert
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Null vermindert sich die Ausbiegung der Ventillamellen--2--und das Ventil wird vollständig geschlossen.
Das gemäss der Erfindung ausgestaltete Ventil besitzt im Vergleich mit bekannten Gleichstromventilen nicht nur einen geringeren Totraum, sondern auch einen auf die kleinere Länge der Kanäle zurückzuführenden geringeren Widerstand.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Scheibenförmiges Gleichstromventil für Verdichter, mit abwechselnd längs paralleler Sehnen der Scheibe angeordneten Flachsitzen und Ventillamellen, die von Schrumpfringen umfasst sind, welche auf Kegelflächen des Ventils aufgesetzt sind, wobei an dessen Seitenwand ein Stützbund zum Einsetzen des Ventils in den Zylinder
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unmittelbar auf den Stützbund (8) aufgesetzt ist und mit dessen Kegelfläche zumindest teilweise in Berührung steht.
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