AT393009B - Selbsttaetiges ventil - Google Patents

Description

AT 393 009 B

Die Erfindung betrifft ein selbsttätiges Ventil mit wenigstens einer Arbeitslamelle, die fliegend zwischen einem Ventilsitz und einem Hubfänger befestigt ist, der eine Dämpfungsaussparung und eine Entlastungsnut aufweist.

Die am meisten verbreitete Art von selbsttätigen Ventilen stellt jene mit fliegend befestigten Lamellen dar. Sie weisen eine hohe Zuverlässigkeit, eine kleine Masse der sich bewegenden Teile, kleine Druckverluste beim Gasdurchtritt durch das Ventil, ein kleines stillstehendes Gasvolumen und ein breites Anwendungsgebiet auf. Aus der DE-C-2 158 693 ist ein selbsttätiges Ventil bekannt, bei dem ein Paket prismatischer Elemente mit Gasdurchtrittskanälen, Dichtflächen und Begrenzungsflächen sowie selbstfedemde Arbeitslamellen vorgesehen sind. In einem solchen Ventil sind die Lamellen mit Zähnen ausgeführt, deren Achsen längs der Gasdurchtrittskanäle angeordnet sind, und die prismatischen Elemente haben zusätzliche Gasaustrittskanäle, die gegenüber den Zahnlücken angebracht sind. Dadurch können die Austrittsspalte des Ventils verlängert werden, weil Gas aus dem Ventil zusätzlich über Seitenflächen der Zähne strömt, womit die Wirtschaftlichkeit des Ventils erhöht wird. Eine Lamelle mit Zähnen läuft sich besser ein, wodurch die Betriebsdauer eines Ventils verlängert wird. In Verbindung mit einer Vergrößerung des Durchlaßquerschnitts des Ventils ist eine Vergrößerung der Tiefe der Gasdurchtrittskanäle in dar Dichtfläche der prismatischen Elemente vorgesehen. Dabei wird eine Vergrößerung der Dicke und folglich der Starrheit der prismatischen Elemente gewährleistet. Die Lamellenzähne können mit einer Verjüngung in der Gasaustrittsrichtung bzw. rechteckig ausgeführt werden. Dabei sind Ausführungen möglich, bei denen ein Zahn gegenüber einem Gasdurchtrittskanal, wobei man gasdynamische Verluste herabsetzen kann, oder gegenüber mehreren, durch Längstrennwände geteilten Gasdurchtrittskanälen angeordnet werden, wobei man die Dichtigkeit und die Festigkeit steigern kann. Zusätzliche Kanäle können in prismatischen Elementen auf der Seite der Dichtflächen und/oder der Begrenzungsflächen angeordnet werden.

Größere Beanspruchungen, die bei einem Aufprall der ArbeitdameUe gegen eine Begrenzungsfläche entstehen, stellen aber die hauptsächliche Ursache einer Zerstörung dieser Lamellen und eines vorzeitigen Ventilausfalls dar.

In der DE-C-2 844 854 ist ferner ein selbsttätiges Ventil mit einer Arbeitslamelle beschrieben, die zwischen dem Ventilsitz und einem Hubfänger fliegend befestigt ist. Der Hubfänger weist kleine runde Dämpfungsaussparungen auf, die zur Aufprallabschwächung bestimmt sind. Außerdem sind im Bereich der Befestigung der Arbeitslamelle am Hubfänger Entlastungsnuten zur Herabsetzung der Biegespannungen ausgeführt.

Bei Vorsehen der Dämpfungsaussparungen auf die angeführte Weise kommen aber zusätzliche örtliche Verformungen der Lamelle und deren Verkantungen vor. Dies bewirkt eine Erhöhung des gesamten Spannungszustandes der Lamelle, eine Vergrößerung der Schlagbeanspruchungen und vorzeitige Lamellenbrüche, was letzten Endes die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Ventils herabsetzt

Es ist auch darauf hinzuweisen, daß sich beim Durchströmen feuchter bzw. verschmutzter Gase auf der Arbeitslamelle flüssige Fraktionen absetzen, was ein "Festkleben" der Lamellen an der Hubbegienzerfläche und als Folge davon ein Schließen des Ventils mit Verzögerung bewirkt, wodurch letzten Endes dessen Zuverlässigkeit und Dichtigkeit verschlechtert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbsttätiges Ventil der eingangs angeführten Art zu schaffen, bei dem die Dämpfungsaussparung derart ausgeführt und die Arbeitslamelle in bezug auf diese Dämpfungsaussparung derart angeordnet ist, daß Schlagbeanspruchungen und örtliche Verformungen der Aibeitslamelle vermindert und dadurch die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Ventils erhöht werden.

Das erfindungsgemäße selbsttätige Ventil der eingangs angegebenen Artist dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsaussparung als Halbkammer ausgeführt ist, deren Form jener des Konsoleteils der Arbeitslamelle entspricht, wobei der Konsoleteil der Arbeitslamelle in der voll geöffneten Position des Ventils in der Halbkammer angeordnet ist.

Mit einer derartigen Ausbildung wird ein gleichmäßiger Gasdruck auf der gesamten Lamellenfläche bewirkt, wodurch Verkantungen und örtliche Verformungen ausgeschlossen werden. Gleichzeitig stellt die Form der Dämpfungsaussparung, die jener des Konsoleteils der Arbeitslamelle entspricht, die maximale Dämpfungswirkung sicher. Wenn nämlich die Abmessungen der Dämpfungsaussparung kleiner als jene des Konsoleteils der Arbeitslamelle sind, wird die Dämpfungswirkung bedeutend niedriger, und außerdem können Verkantungen und örtliche Verformungen des Konsoleteils der Arbeitslamelle auftreten. Auch wenn die Abmessungen der Dämpfungsaussparung bedeutend größer als jene des Konsoleteils der Arbeitslamelle sind, wird die Dämpfungswirkung wesentlich verringert. Eine optimale Dämpfungswirkung wird dagegen erzielt, wenn die Form der Dämpfungsaussparung mit jener des Konsoleteils der Arbeitslamelle übereinstimmt und letzterer bei vollständig geöffnetem Ventil mit einem minimalen Spiel in dieser Dämpfungsaussparung angeordnet ist. Nur dann, wenn diese Kombination der Merkmale vorliegt, können örtliche Verformungen des Konsoleteils der Arbeitslamelle ausgeschlossen sowie Schlagbeanspruchungen der Arbeitslamelle beim Offnen und Schließen des Ventils durch eine maximale Ausnutzung der Dämpfungswirkung vermindert werden, die bei der Bewegung des Konsoleteils der Arbeitslamelle zustandekommt. In der Folge ist es daher auch möglich, eine erhöhte Zuverlässigkeit und längere Lebensdauer des Ventils zu erreichen.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Entlastungsnut in der Grundfläche der Halbkammer ausgeführt ist. Damit kann die Wahrscheinlichkeit eines "Festklebens" des Konsoleteils der Arbeitslamelle in der Halbkammer -2-

Claims (2)

1. AT 393 009 B verringert werden, wodurch ein verzögertes Anliegen der Arbeitslamelle am Ventilsitz ausgeschlossen und damit die Zuverlässigkeit und die Dichtigkeit des Ventils zusätzlich verbessert werden. Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch weiter erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes selbsttätiges Ventil im geschlossenen Zustand längs des Konsoleteils der Arbeitslamelle; Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt, nun jedoch bei offenem Ventil; Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie (ΙΠ-ΙΠ) in Fig. 1; und Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 durch ein modifiziertes selbsttätiges Ventil. Das in Fig. 1 bis 3 gezeigte selbsttätige Ventil enthält einen Ventilsitz (1) mit einem Gasleitungskanal (2) und ein«' Dichtfläche (3) sowie einen Hubfänger (4) für eine Arbeitslamelle (5). Die Arbeitslamelle (5) ist gemäß Fig. 1 und 2 zwischen dem Ventilsitz (1) und dem Hubfänger (4) fliegend befestigt. Der Hubfänger (4) weist eine Dämpfungsaussparung auf, die als Halbkammer (6) ausgeführt ist, die durch Wände (7) (Fig. 3) begrenzt ist Die Form der Halbkammer (6) entspricht jener des Krag- oder Konsoleteils (8) der Arbeitslamelle (5). Dabei ist die Arbeitslamelle (5) gegenüber der Halbkammer (6) derart angeordnet, daß bei vollständig geöffnetem Ventil (d. h. bei einer maximalen Auslenkung des Konsoleteils (8) der Arbeitslamelle (5)) der Konsoleteil (8) in der Halbkammer (6) angebracht ist, vgl. Fig. 2. In einer Modifikation, die in Fig. 4 gezeigt ist, sind in der Grundfläche der Halbkammer ((6) in Fig. 1) Entlastungsnuten (9) ausgeführt, die zur Ableitung von flüssigen Fraktionen bestimmt sind, die im Ventilbetrieb entstehen können. Das beschriebene selbsttätige Ventil arbeitet wie folgt: Die Arbeitslamelle (5) öffnet bzw. schließt unter Wirkung eines sich periodisch ändernden Drucks im Gasdurchtrittskanal (2) des Ventilsitzes (1). Beim Öffnen des Ventils bewegt sich der Konsoleteil (8) der Arbeitslamelle (5) in Richtung zur Halbkammer (6) hin. Wenn der Konsoleteil (8) der Arbeitslamelle (5) in die Halbkammer (6) eintaucht, nimmt das Gasvolumen in der Halbkammer (6) unter der Lamelle (5) bei fortschreitender Bewegung des Konsoleteils (8) zur Grundfläche der Halbkammer (6) hin ab, und folglich erhöht sich der Druck in der Halbkammer (6). Gleichzeitig nimmt aber auch der Druck auf der anderen Seite der Arbeitslamelle (5) zu. Ein sich immer mehr erhöhender Druck in der Halbkammer (6) verhindert eine Bewegung der Lamelle (5) und vermindert dadurch die Hubgeschwindigkeit der Lamelle (5) bzw. die Energie bei ihrem Aufprall am Hubfänger (4). Auf diese Weise erfolgt eine Dämpfung des Aufpralls der Arbeitslamelle (5) in Form einer Gasdämpfung. Das Ventil gemäß Fig. 4 arbeitet im Prinzip gleich. Zusätzlich kann durch die Entlastungsnuten (9) wie erwähnt eine flüssige Fraktion abgeleitet werden. Bei einer Bewegung der Arbeitslamelle (5) zum Hubfänger (4) hin wird infolge einer Verkleinerung des Spiels, d. h. eines Spalts, zwischen der Oberfläche der Lamelle (5) und der Oberfläche des Hubfängers (4) eine im Gas befindliche flüssige Fraktion aus dem Spalt in die Entlastungsnuten (9) verdrängt, aus denen sie durch den Gasstrom entfernt wird. Damit wird auch ein Festkleben der Arbeitslamelle (5) am Hubfänger (4) verhindert, und bei einer Verringerung des Druckgefälles beginnt sich die Arbeitslamelle (5) unter der Wirkung der Eigenelastizität rechtzeitig zur Dichtfläche (3) des Ventilsitzes (1) hin zu bewegen, wobei das Ventil ohne Verzögerung geschlossen wird. Es können selbstverständlich verschieden viele Entlastungsnuten (9), je nach der Ventilart und der Zusammensetzung des durchströmenden Gases vorgesehen werden. Insgesamt werden somit eine Verringerung der Schlagbeanspruchungen der Arbeitslamelle (5) beim Aufprall gegen den Hubfänger (4) und den Ventilsitz (1), ein Wegfall von örtlichen Verformungen der Lamelle (5) infolge einer Flächenabweichung der Dämpfungsaussparung und deren asymmetrischer Anordnung in bezug auf die Arbeitslamelle (5), ein rechtzeitiges Ventilschließen erreicht, und es ist auch möglich, die Spannung der Lamelle (5) zu vermindern und ihre Festigkeit und Zuverlässigkeit sowie die Dauerfestigkeit des gesamten Ventils zu erhöhen. PATENTANSPRÜCHE 1. Selbsttätiges Ventil mit wenigstens einer Arbeitslamelle, die fliegend zwischen einem Ventilsitz und einem Hubfänger befestigt ist, der eine Dämpfungsaussparung und eine Entlastungsnut aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsaussparung als Halbkammer (6) ausgeführt ist, deren Form jener des Konsoleteils (8) der Arbeitslamelle (5) entspricht, wobei der Konsoleteil (8) der Arbeitslamelle (5) in der voll geöffneten Position des Ventils in der Halbkammer (6) angeordnet ist. -3- 5 AT 393 009 B
2. 2. Selbsttätiges Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enüastungsnut (9) in der Grundfläche der Halbkammer (6) ausgeführt ist Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-