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Die Erfindung bezieht sich auf ein Freiflussplattenventil, das ein aus aneinanderliegenden und miteinander abwechselnden federnden Lamellen und aus mit Kanälen für den Einlass des in diesen längs der Lamellenoberfläche strömenden Arbeitsmediums versehenen Sitzplatten zusammengestelltes Paket enthält, in dem die Sitzplatten eine Fläche, an der die Lamelle im geschlossenen Ventil anliegt, und eine die Lamellenbewegung bei geöffnetem Ventil begrenzende Fläche aufweisen.
Beim Öffnen eines Freiflussplattenventils entsteht zwischen der freibleibenden Lamellenkante und der Sitzplattenoberfläche ein Spalt zum Austritt des Arbeitsmediums. Bei vollkommen geöffnetem Ventil liegen die Lamellen an der ihre Bewegung begrenzenden Sitzplattenfläche dicht an.
Die Stelle des hydraulischen Hauptwiderstandes aller Ventile, damit auch der Freiflussplattenventile ist deren Austrittsspalt, dessen Durchgangsquerschnitt kleiner als alle andern Durchgangsquerschnittsflächen im Strömungsweg des Arbeitsmediums ist. Daher ist zur Steigerung der Schluckfähigkeit und folglich zur Verkleinerung der im Ventil entstehenden Energieverluste vor allem eine Vergrösserung des Durchgangsquerschnittes des Austrittsspaltes erforderlich.
Bei bekannten Freiflussplattenventilen mit federnden Lamellen, deren freie Kante eine geradlinige Form aufweist, wird zur Vergrösserung des Durchgangsquerschnittes des Austrittsspaltes eine grössere Hubhöhe der Lamelle vorgesehen. Dies aber vermindert die Lebensdauer der Lamellen und setzt die Betriebssicherheit dieser Ventile stark herab.
Kleinere Spaltdurchgangsquerschnitte machen eine Vergrösserung der Lamellen- und Sitzplattenstückzahl sowie deren Länge und folglich den Durchmesser des Ventils notwendig, was wieder zu einer Vergrösserung des Totraumes im Zylinder führt, den Arbeitsaufwand bei der Ventilherstellung erhöht und einen grösseren Verbrauch der für die Erzeugung des Ventils notwendigen Materialien verursacht.
Bekannt sind auch Freiflussplattenventile runder Form mit einem Paket abwechselnder Sitze und Lamellen, die entlang der Gasstromrichtung angeordnet sind. Aber auch sie konnten aus den bereits angeführten Gründen nicht befriedigen.
Ziel der Erfindung ist nun ein Freiflussplattenventil der eingangs angeführten Art, das die aufgezeigten Nachteile und Mängel der bekannten Ausführungen vermeidet, bei dem der Durchgangsquerschnitt wesentlich erhöht ist, das einen geringeren hydraulischen Widerstand aufweist, daher wirtschaftlicher ist und durch Verminderung der Hubhöhe der Lamellen auch eine Abschwächung ihrer Stösse gegen die Sitzplatten und damit eine längere Verwendungsdauer hat.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass zumindest ein Teil der federnden Lamellen mit Zähnen versehen ist, welche die Einlasskanäle für das Arbeitsmedium vom Zahngrund bis zur Zahnkopfoberkante überdecken und dass die Sitzplatten Austrittskanäle für das Arbeitsmedium aufweisen, die den Bereichen zwischen den Zähnen gegenüberliegen.
Nach einem Merkmal der Erfindung sind alle Lamellen mit Zähnen versehen. Nach einem andern Merkmal der Erfindung ist jeder Zahn einer Lamelle nur einem ihn entsprechenden Einlasskanal zugeordnet.
Erfindungsgemäss kann jeder Einlasskanal, der durch einen Zahn überdeckt ist, durch mindestens eine Scheidewand in gesonderte Einlasskanäle unterteilt sein, die gemeinsam durch den Zahn überdeckt werden. Jeder Einlasskanal kann auch durch mindestens eine Scheidewand in Einzelkanäle unterteilt sein und jeder dieser Teilkanäle kann durch einen eigenen Zahn überdeckt werden.
Gemäss weiteren Merkmalen der Erfindung sind die in den Sitzplatten vorgesehenen Austrittskanäle im Bereich ihrer Seitenfläche ausgebildet, an der die Lamellen bei geschlossenem Ventil anliegen. Die in den Sitzplatten vorgesehenen Austrittskanäle können auch im Bereich ihrer die Bewegung der Lamelle begrenzenden Fläche angeordnet sein.
Im Rahmen der Erfindung ist auch noch vorgesehen, dass die Austrittskanäle für das Arbeitsmedium in der Sitzplatte sowohl im Bereich ihrer Seitenfläche, an der die Lamellen bei geschlossenem Ventil, als auch im Bereich der die Hubbewegung der Lamelle begrenzenden Fläche ausgebildet sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand einiger Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind, näher erläutert. In diesen zeigen Fig. 1 einen Teil des Sitzplattenpakets mit Einlasskanälen für den Eintritt des Arbeitsmediums und die an den Sitzplatten anliegenden Lamellen im Längsschnitt, Fig. 2 einen Teil des Sitzplattenpakets mit Austrittskanälen für das Arbeitsmedium und die an den Sitzplatten anliegenden Lamellen im Längsschnitt, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Sitzplatte mit einer Lamelle, deren Zähne je einen Einlasskanal des Arbeitsmediums überdecken, Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Sitzplatte, in der der Einlasskanal für das Arbeitsmedium an der Seite der die Hubbewegung der Lamelle begrenzenden Fläche hergestellt ist, Fig.
5 ein Ausführungsbeispiel der Sitzplatte mit einer Lamelle, bei der jeder Lamellenzahn zwei Einlasskanäle für das Arbeitsmedium überdeckt im Längsschnitt, Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel der Sitzplatte und der Lamelle, bei der die Lamellenzähne und die Ein- bzw. Auslasskanäle für das Arbeitsmedium eine gleichbleibende Breite aufweisen und Fig. 7 ein Sitzplattenpaket mit Lamelle in perspektivischer Darstellung.
Das erfindungsgemässe Freiflussplattenventil gemäss Fig. l und 2 besteht aus einem Paket aneinander anliegenden und miteinander abwechselnden federnden Lamellen --1-- und Sitzplatten --2--, mit Kanälen --3 und 4--für den Einlass und den Austritt des Arbeitsmediums.
Die Lamellen--l--sind zwischen den
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ab (gestrichelt gezeigt), wobei sie einen Austrittsspalt--7--zum Durchgang des Arbeitsmediums, zwischen der Lamelle-l-und der Sitzplatte --2-- freigibt.
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Zähnen--8-- (Fig. 3)--7-- zum Durchgang des Arbeitsmediums, ohne die Länge der Lamellen selbst zu vergrössern, bedeutend erweitern und somit auch den Widerstand des Ventils vermindern, da diese Spalte--7--im allgemeinen die Stelle der grössten Durchgangsverengung im Ventil ist und hydraulischen Hauptwiderstand bildet.
Die Austrittskanäle--4--für das Arbeitsmedium (in Richtung B), die in den Sitzplatten--2-- vorgesehen sind, befinden sich gegenüber den Lucken --11-- zwischen den Zähnen--8--der Lamelle sowie vor dem ersten und hinter dem letzten Lamellenzahn--8--.
Die Sitzplatte --2-- des Ventils weist eine Fläche --10-- auf, an der die Lamelle--l--bei geschlossenem Ventil anliegt und in welche die Einlasskanäle-3-für das Arbeitsmedium einmünden, sowie eine Fläche --11--, welche die Hubbewegung der Lamelle--l--bei geöffnetem Ventil begrenzt.
Die Austrittskanäle für das Arbeitsmedium können verschieden angeordnet werden, u. zw. entweder als Kanäle --4-- seitens der Fläche--10--, an der die Lamelle--l--bei geschlossenem Ventil anliegt (Fig. 2), oder als Kanäle --12-- in der Sitzplatte --13-- an der Seite der die Hubbewegung der Lamelle --15-- bei geöffnetem Ventil begrenzenden Fläche--14-- (Fig. 4), oder als Kanäle zu beiden Seiten der Lamelle. Die Anzahl, Abmessungen und Form der Zähne, welche in Abhängigkeit von der Länge und Breite der Sitzplatten, vom zulässigen Lamellenhub und von den Ventilbetriebsverhältnissen gewählt werden, können ebenfalls verschieden sein.
Je schmäler die Zähne ausgeführt werden, je grösser deren Höhe wird, umso mehr übersteigt der Umfang des Spaltes zum Durchgang des Arbeitsmediums die Breite des freibleibenden Teiles der federnden Lamelle.
In allen genannten Ausführungsbeispielen wird die Anwendung der Sitzplatte in vergrösserter Stärke vorgesehen, was mit einer Erweiterung der Durchgangsspalte für das Arbeitsmedium und mit der Notwendigkeit, dadurch die Tiefe der Einlasskanäle zu vergrössern, verbunden ist.
Die Vergrösserung der Sitzplatten erhöht wesentlich ihre Starrheit. Dies wirkt sich besonders günstig bei Freiflussventilen runder Form aus, in welchen eine Verkrümmung der Sitzplatten während des Aufsetzens der Schrumpfringe die Dichtheit des Ventils herabsetzt.
Mit der Vergrösserung der Tiefe der Einlasskanäle für das Arbeitsmedium und der Stärke der Sitzplatten nimmt die Anzahl der Sitzplatten und Lamellen im betreffenden Ventil ab. Dadurch wird die Herstellung des Ventils im Vergleich an den Freiflussventilen bekannter Ausführung erleichtert und der Verbrauch an dem bei der Herstellung der Lamellen zur Anwendung kommenden Band aus Spezialstahl im wesentlichen herabgesetzt.
Eine Herabsetzung der Druckverluste im Ventil, bedingt durch die Reibungsverminderung des in den eine grössere Durchgangsfläche besitzenden Kanälen der Sitzplatten strömenden Gases, ist eine weitere Ursache, die zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemässen Ventils beiträgt.
Je nach dem an der Lamelle angreifenden Druckunterschied, der Lamellenstärke und Zahnbreite wird der unter jedem Lamellenzahn --8-- überdeckte Einlasskanal (Fig. 3) bzw. um eine wesentliche Durchbiegung der Lamelle in den Kanal hin zu vermeiden, als Zwillings-, Drillings-, Vierlingskanal usw., d. h. durch Scheidewände --18-- geteilt ausgeführt, die die Zähne --19-- der Lamelle --16-- unterstützen, wobei diese Wände als ein Ganzes hergestellt werden oder Unterbrechungen über ihre Länge haben und nicht an das Ende des Einlasssignals--17--reichen können.
Die Tiefe und Breite der Einlasskanäle nehmen, wie dies aus den Fig. l, 3 und 5 hervorgeht, unter Berücksichtigung der Gasdurchdringung durch Undichtheiten an Zahnflanken der Lamelle in Gasstromrichtung ab. Im Gegensatz dazu vergrössern sich die Tiefe und Breite der Austrittskanäle in Strömungsrichtung, wie dies Fig. 2, 3,5 angeben, da in diese Kanäle das Arbeitsmedium durch die erwähnten Undichtheiten tritt.
Durch eine verzahnte Ausführung der Lamellen wird der gerade Mediumstrom durch das Ventil gewissermassen verletzt und die auf der Durchgangsfläche des Durchtrittsspaltes bezogene Ausflusszahl des Freiflussplattenventils vermindert. Doch die Vergrösserung des Durchgangsquerschnittes des Durchtrittsspaltes erweist sich als beträchtlich grösser im Vergleich mit der Verkleinerung der Ausflusszahl. Die sich aus dem Produkt der Ausflusszahl und Durchgangsfläche ergebende, wirksame Ventildurchgangsfläche aber vergrössert sich dabei beträchtlich, was eben der Effekt des erfindungsgemässen Freiflussplattenventils bestimmt.
Die Ausführung der Lamellen mit Zähnen gibt die Möglichkeit, nicht nur den Ventilwiderstand herabzusetzen, sondern auch die Hubhöhe der Lamellen zu verkleinern, wodurch die Lebensdauer des Ventils vergrössert wird. Das Arbeitsverhalten und die Lebensdauer des Ventils stehen ausserdem unter dem Einfluss der Herstellungsfehler des Ventilbandes für die Lamellen, u. zw. dessen Rollen-bzw. Propellerartigkeit.
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Fig. 6 gibt eine einfachste und für die Herstellung günstigste Ausführung der Lamellen--20--mit Zähnen - rechteckiger Form sowie der Sitzplatten --22-- wieder, welche die mit gleichbleibender Breite ausgelegten Kanäle-23, 24-für den Einlass und Austritt des Arbeitsmediums enthalten.
Bei einer solchen Ausführung überdeckt jeder Zahn--21--der Lamelle--20--nur einen Einlasskanal --23--. Die Ausführung des Ventils aber, bei der die einzelnen oder sogar alle Zähne der Rechteckform zwei oder mehrere Einlasskanäle für das Arbeitsmedium überdecken, wie dies Fig. 5 angibt, ist durchaus möglich.
Die in Fig. 6 wiedergegebene Ausführung der Lamellen mit rechteckigen Zähnen und Sitzplatten mit gleichbreiten Kanälen bietet einen wesentlichen Vorteil im Vergleich zur Lamellen- und Sitzplattenausführung mit den in Richtung zum Kopf verjüngten Zähnen und Einlasskanälen für das Arbeitsmedium (Fig. 3, 5) auch dadurch, dass an den Zahnenden infolge dessen grösserer Breite eine vergrösserte Druckkraft der Arbeitsmediumströmung eingreift, und durch diesen Umstand nehmen die Energieverluste im Ventil unter Sicherstellung eines vollkommenen öffnens des Ventils durch eine geringere Druckdifferenz ab.
Die Lamellen mit in Richtung zum Zahnkopf verjüngten Zähnen, wie dies aus Fig. 3 und 5 ersichtlich ist, weisen eine kleinere Masse an Freikante auf und sind demzufolge weniger träge. Eine damit verbundene Abkürzung der öffnung-un Schlusszeit des Ventils stellt noch einen weiteren Vorteil der Ventile mit diesen Lamellen bei deren Anwendung an hochtourigen Verdichtern dar.
Die grössten Spannungen in den Lamellen treten in der Regel während des Ventilschliessens auf, wenn ein Stoss der Lamelle an der Sitzplatte stattfindet. In den Freiflussplattenventilen befindet sich die Höchstspannungsstelle der Lamelle an ihrer Freikante, die während des Stosses die grösste Geschwindigkeit erhält, wobei die hier entstehenden Biegespannungen umso höher werden, je grösser die Breite der Einlasskanäle an der Freikante der Lamelle ist, da sich beim Schlagen die Lamelle in die Einlasskanäle des Arbeitsmediums einbiegt.
Im Freiflussplattenventil mit verzahnten Lamellen ist die Kanalbreite veränderlich und an der Zahnkopfoberkante die kleinste (Fig. 3, 5). Infolgedessen ist die Spannung in den Lamellen kleiner und die Betriebssicherheit des Ventils höher. Bei geringen Druckgefällen am Ventil lässt dieser Umstand auch die Einlasskanäle an der Festklemmstelle der Lamelle (an unbeweglicher Lamellenkante) erweitern und dadurch den Widerstand vermindern.
Die Betriebsart des in den Fig. 1, 2, 3 wiedergegebenen und erfindungsgemäss ausgeführten Freiflussplattenventils ist folgende.
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begrenzenden Flächen--11--von Sitzplatten--2--ab. Hiernach tritt das Gas durch den entstandenen, mit der Freikantenform der verzahnten Lamelle übereinstimmenden, zickzackförmigen Durchgangsspalt zwischen der Lamelle und Fläche--10--, an welcher die Lamelle beim geschlossenen Ventil anliegt, zu seinem Hauptanteil in die Austrittskanäle --4-- (Fig. 2), aus welchen es ausserhalb des Ventils strömt. Der restliche, an Spaltabschnitte zwischen den Kanälen-4--, d. h. an Kopfoberkanten der Zähne-8-anfallende Gasteil des ausströmenden Gases tritt unmittelbar zum Ausgang ausserhalb des Ventils heraus.
Die Betriebsweise anderer Ventilausführungen, die gemäss Fig. 4, 5,6 gefertigt sind, verläuft auf ähnliche Weise.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Freiflussplattenventil, das ein aus aneinanderliegenden und miteinander abwechselnden federnden Lamellen und aus mit Kanälen für den Einlass des in diesen längs der Lamellenoberfläche strömenden Arbeitsmediums versehenen Sitzplatten zusammengestelltes Paket enthält, in dem die Sitzplatten eine Fläche, an der die Lamelle im geschlossenen Ventil anliegt, und eine die Lamellenbewegung bei geöffnetem Ventil
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Arbeitsmedium vom Zahngrund bis zur Zahnkopfoberkante überdecken und dass die Sitzplatten (2,13, 22) Austrittskanäle (4,12, 24) für das Arbeitsmedium aufweisen, die den Bereichen zwischen den Zähnen (8,19, 21) gegenüberliegen.
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The invention relates to a free-flow plate valve, which contains a package composed of adjacent and alternating resilient lamellae and from seat plates provided with channels for the inlet of the working medium flowing in these along the lamellar surface, in which the seat plates have a surface on which the lamellae in closed valve, and have a surface that limits the movement of the lamellae when the valve is open.
When a free-flow plate valve is opened, a gap is created between the lamellar edge that remains free and the surface of the seat plate for the working medium to exit. When the valve is fully open, the lamellae lie tightly against the seat plate surface that limits their movement.
The point of the main hydraulic resistance of all valves, thus also of the free-flow plate valves, is their exit gap, the passage cross-section of which is smaller than all other passage cross-sectional areas in the flow path of the working medium. Therefore, in order to increase the ability to swallow and consequently to reduce the energy losses occurring in the valve, above all an increase in the passage cross-section of the outlet gap is necessary.
In known free-flow plate valves with resilient lamellae, the free edge of which has a straight shape, a greater lifting height of the lamella is provided in order to enlarge the passage cross-section of the outlet gap. However, this reduces the service life of the lamellae and greatly reduces the operational reliability of these valves.
Smaller gap passage cross-sections make an increase in the number of lamellas and seat plates as well as their length and consequently the diameter of the valve necessary, which in turn leads to an increase in the dead space in the cylinder, increases the work involved in valve manufacture and a greater consumption of the materials necessary for the production of the valve caused.
Also known are free-flow plate valves of round shape with a package of alternating seats and lamellae, which are arranged along the direction of the gas flow. But even they could not satisfy for the reasons already given.
The aim of the invention is now a free-flow plate valve of the type mentioned, which avoids the disadvantages and shortcomings of the known designs, in which the passage cross-section is significantly increased, which has a lower hydraulic resistance, is therefore more economical and by reducing the lift height of the lamellae Attenuation of their impacts against the seat plates and thus a longer period of use.
This is achieved according to the invention in that at least some of the resilient lamellae are provided with teeth, which cover the inlet channels for the working medium from the base of the tooth to the top edge of the tooth, and that the seat plates have outlet channels for the working medium which are opposite the areas between the teeth.
According to one feature of the invention, all of the lamellae are provided with teeth. According to another feature of the invention, each tooth of a lamella is assigned to only one inlet channel corresponding to it.
According to the invention, each inlet channel which is covered by a tooth can be subdivided by at least one partition into separate inlet channels which are covered together by the tooth. Each inlet channel can also be divided into individual channels by at least one partition and each of these sub-channels can be covered by its own tooth.
According to further features of the invention, the outlet channels provided in the seat plates are formed in the area of their side surfaces against which the lamellas rest when the valve is closed. The outlet channels provided in the seat plates can also be arranged in the area of their surface which limits the movement of the lamella.
In the context of the invention it is also provided that the outlet channels for the working medium in the seat plate are formed both in the area of its side surface on which the lamellae are formed when the valve is closed, and in the area of the area that limits the lifting movement of the lamella.
The invention is explained in more detail below with reference to some exemplary embodiments which are shown schematically in the drawings. 1 shows part of the seat plate package with inlet channels for the inlet of the working medium and the lamellae resting on the seat plates in longitudinal section, FIG. 2 shows part of the seat plate package with outlet channels for the working medium and the lamellae resting on the seat plates in longitudinal section, FIG 3 shows an embodiment of the seat plate with a lamella, the teeth of which each cover an inlet channel for the working medium, FIG. 4 shows a longitudinal section through the seat plate in which the inlet channel for the working medium is made on the side of the surface that limits the stroke movement of the lamella, FIG.
5 shows an embodiment of the seat plate with a lamella, in which each lamellar tooth covers two inlet channels for the working medium in longitudinal section, Fig. 6 shows an embodiment of the seat plate and the lamella in which the lamellar teeth and the inlet and outlet channels for the working medium have a constant width and FIG. 7 shows a seat plate package with a lamella in a perspective illustration.
The free-flow plate valve according to the invention according to FIGS. 1 and 2 consists of a package of mutually abutting and alternating resilient lamellae --1-- and seat plates --2--, with channels --3 and 4 - for the inlet and outlet of the working medium .
The slats - l - are between the
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from (shown in dashed lines), whereby it releases an exit gap - 7 - for the passage of the working medium, between the lamella-l- and the seat plate --2--.
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Teeth - 8-- (Fig. 3) - 7-- for the passage of the working medium without increasing the length of the lamellas themselves, significantly expanding and thus also reducing the resistance of the valve, since these gaps - 7 - in the is generally the point of the largest passage constriction in the valve and forms the main hydraulic resistance.
The outlet channels - 4 - for the working medium (in direction B), which are provided in the seat plates - 2 - are located opposite the gaps - 11 - between the teeth - 8 - of the lamella and in front the first and behind the last lamellar tooth - 8--.
The seat plate --2-- of the valve has a surface --10-- on which the lamella - l - rests when the valve is closed and into which the inlet ducts-3- for the working medium open, and a surface - 11--, which limits the stroke movement of the lamella - l - when the valve is open.
The outlet channels for the working medium can be arranged differently, u. either as channels --4-- on the surface - 10-- against which the lamella - l - rests when the valve is closed (Fig. 2), or as channels --12-- in the seat plate - -13-- on the side of the surface that limits the lifting movement of the lamella --15-- when the valve is open - 14-- (Fig. 4), or as channels on both sides of the lamella. The number, dimensions and shape of the teeth, which are selected as a function of the length and width of the seat plates, the permissible lamella stroke and the valve operating conditions, can also be different.
The narrower the teeth, the greater their height, the more the circumference of the gap for the passage of the working medium exceeds the width of the remaining free part of the resilient lamella.
In all of the above-mentioned exemplary embodiments, the use of the seat plate is provided with an increased thickness, which is associated with an expansion of the passage gaps for the working medium and with the necessity of increasing the depth of the inlet channels.
The enlargement of the seat plates significantly increases their rigidity. This has a particularly favorable effect in the case of free-flow valves of round shape, in which a curvature of the seat plates while the shrink rings are in place reduces the tightness of the valve.
With the increase in the depth of the inlet channels for the working medium and the thickness of the seat plates, the number of seat plates and lamellae in the valve concerned decreases. As a result, the manufacture of the valve is made easier in comparison with the free-flow valves of known design and the consumption of the strip made of special steel used in the manufacture of the lamellas is substantially reduced.
A reduction in the pressure loss in the valve, due to the reduction in friction of the gas flowing in the channels of the seat plates, which have a larger passage area, is a further cause which contributes to increasing the economy of the valve according to the invention.
Depending on the pressure difference acting on the lamella, the thickness of the lamella and the width of the teeth, the inlet duct (Fig. 3) covered under each lamella tooth (Fig. 3) or, in order to avoid a significant deflection of the lamella into the duct, becomes twins, triplets -, quadruple canal, etc., d. H. carried out divided by partitions --18-- which support the teeth --19-- of the lamella --16--, whereby these walls are made as a whole or have interruptions along their length and not at the end of the inlet signal-- 17 - can range.
The depth and width of the inlet channels decrease, as can be seen from FIGS. 1, 3 and 5, taking into account the gas penetration through leaks on the tooth flanks of the lamella in the gas flow direction. In contrast to this, the depth and width of the outlet channels increase in the direction of flow, as indicated in FIGS. 2, 3, 5, since the working medium enters these channels through the aforementioned leaks.
With a toothed design of the lamellae, the straight flow of medium through the valve is to some extent violated and the flow rate of the free-flow plate valve based on the passage area of the passage gap is reduced. But the enlargement of the passage cross-section of the passage gap turns out to be considerably larger in comparison with the reduction of the outflow number. However, the effective valve passage area resulting from the product of the outflow number and passage area increases considerably, which precisely determines the effect of the free-flow plate valve according to the invention.
The design of the lamellae with teeth allows not only to reduce the valve resistance, but also to reduce the lifting height of the lamellae, which increases the service life of the valve. The working behavior and the service life of the valve are also influenced by manufacturing defects in the valve strip for the lamellae, etc. between its roles or. Propeller-like.
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Fig. 6 shows a simplest and most favorable design of the lamellae - 20 - with teeth - rectangular shape and the seat plates --22 - again, which the channels -23, 24-designed with constant width for the inlet and Leak of the working medium included.
In such a design, each tooth - 21 - of the lamella - 20 - covers only one inlet channel --23--. The design of the valve, however, in which the individual or even all teeth of the rectangular shape cover two or more inlet channels for the working medium, as FIG. 5 indicates, is entirely possible.
The embodiment of the lamellae with rectangular teeth and seat plates with channels of equal width shown in FIG. 6 offers a significant advantage compared to the lamellar and seat plate embodiment with the teeth tapered towards the head and inlet channels for the working medium (FIGS. 3, 5) that an increased pressure force of the working medium flow engages at the tooth ends as a result of their greater width, and as a result of this fact the energy losses in the valve decrease while ensuring complete opening of the valve due to a lower pressure difference.
The lamellae with teeth tapered in the direction of the tooth tip, as can be seen from FIGS. 3 and 5, have a smaller mass of free edge and are consequently less inert. A related shortening of the opening and closing time of the valve represents another advantage of the valves with these lamellas when used on high-speed compressors.
The greatest stresses in the lamellae usually occur while the valve is closing, when the lamellae hits the seat plate. In the free-flow plate valves, the maximum stress point of the lamella is located at its free edge, which receives the greatest speed during the impact, whereby the bending stresses that arise here become higher, the greater the width of the inlet channels on the free edge of the lamella, as the lamella moves when it hits bends into the inlet channels of the working medium.
In the free-flow plate valve with toothed lamellas, the channel width is variable and is the smallest at the top of the tooth (Fig. 3, 5). As a result, the tension in the lamellae is lower and the operational reliability of the valve is higher. If the pressure gradient at the valve is small, this also allows the inlet channels to widen at the clamping point of the lamella (at the immovable edge of the lamella) and thereby reduce the resistance.
The operating mode of the free-flow plate valve shown in FIGS. 1, 2, 3 and designed according to the invention is as follows.
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delimiting surfaces - 11 - of seat plates - 2 - from. After this, the gas passes through the resulting zigzag-shaped passage gap between the lamella and the surface - 10 - which corresponds to the free-edge shape of the toothed lamella, on which the lamella rests when the valve is closed, into the outlet channels --4-- ( Fig. 2), from which it flows outside the valve. The remainder, at gap sections between the channels-4--, i.e. H. The gas part of the outflowing gas arising at the top edges of the teeth-8 emerges directly to the outlet outside the valve.
The operation of other valve designs, which are manufactured according to FIGS. 4, 5, 6, proceeds in a similar manner.
PATENT CLAIMS:
1. Free-flow plate valve, which contains a package composed of adjacent and alternating resilient lamellae and of seat plates provided with channels for the inlet of the working medium flowing in these along the lamellar surface, in which the seat plates have a surface on which the lamella rests in the closed valve, and one the slat movement when the valve is open
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Cover the working medium from the tooth base to the top edge of the tooth tip and that the seat plates (2, 13, 22) have outlet channels (4, 12, 24) for the working medium which are opposite the areas between the teeth (8, 19, 21).
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