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Die Erfindung betrifft ein Verdichterventil mit einer zwischen Ventilsitz und Fänger angeordneten ringförmigen Ventilplatte, die an einem ihrer umlaufenden Ränder an einzelnen im wesentlichen axial verlaufenden Führungsstegen geführt und im geöffneten Zustand an einzelnen im wesentlichen radial verlaufenden Anschlagstegen am Fänger anliegt, wobei zwischen den Führungsstegen und den Anschlagstegen jeweils durchgehende Strömungskanäle für eine zusätzliche Abströmung bei geöffneter Ventilplatte gebildet sind.
Zur Führung der Ventilplatte von Verdichterventilen üblicher Art ist oft am Innenrand oder am Aussenrand der Ventilplatte eine glatte Führungsfläche vorgesehen, an der die Ventilplatte während ihrer Hubbewegung entlanggleitet.
Da eine rundum durchgehende Ausbildung einer derartigen Führung ein Abströmen des Mediums am geführten Rand der Ventilplatte verhindern würde sind Ausführungen der genannten Art bekannt geworden, bei denen in die ventilseitige Führungsfläche Nuten eingefräst sind, sodass einzelne axiale Führungsstege für die Ventilplatte entstehen. Ausserdem wird die am Fänger vorgesehene Anschlagfläche mit einzelnen, beabstandeten, gefrästen radialen Nuten versehen, womit das Medium über durchgehende Strömungskanäle um die Ventilplatte herum auch an deren Führungsseite abströmen kann.
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Fängerrippen aus eigenen Führungselementen bestehen, die als getrennte Bauteile hergestellt und am Ventil bzw. Fänger, z. B. durch Schrauben, befestigt sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verdichterventil der eingangs genannten Art so auszubilden, dass unter Beibehaltung einer einfachen Herstellung insbesonders weiters auch die Montage des Ventils vereinfacht wird.
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Diese Aufgabe wird gemäss der vorliegenden Erfindung bei einem Verdichterventil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Strömungskanäle durch an der Ventilplatte vorgesehene Vertiefungen zwischen den an der Ventilplatte angeordneten Führungsstegen und Anschlagstegen gebildet sind.
Damit sind nun die Strömungskanäle samt den diese begrenzenden Führungsstegen bzw. Anschlagstegen an der ringförmigen Ventilplatte ausgebildet, was im Hinblick auf Herstellung, Montage und Lagerhaltung grosse Vorteile bringt, da keine zusätzlichen Führungselemente oder dgl. angefertigt, montiert und justiert werden müssen. Auch kann beispielsweise durch einfaches Austauschen der Ventilplatte bei einem ansonsten gleichbleibenden üblichen Verdichterventil von einer einseitigen auf eine zweiseitige Abströmung umgerüstet werden.
Obwohl natürlich die Herstellung einer aus Stahl oder ähnlichen geeigneten Materialien bestehenden Ventilplatte durch spanabhebende oder spanlose Formgebung möglich ist, ist in bevorzugter weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Ventilplatte samt allen Stegen einstückig, vorzugsweise als gespritzter Kunststoffteil ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache, massgenaue und den Strömungswiderstand herabsetzende glatte Ausbildung der Strömungskanäle an der Ventilplatte. Die Ausbildung der Ventilplatte als gespritzter Kunststoffteil ist diesbezüglich deshalb vorzuziehen, da hier ohne weiteres mit grösseren Ringdicken gearbeitet werden kann, ohne dass Gewichtsprobleme auftreten.
Nach einer besonders bevorzugten weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an den gegenüber den Strömungskanälen erhabenen Anschlagstegen Führungselemente zur Zentrierung von Federelementen zur Belastung der Ventilplatte in Richtung Ventilsitz vorgesehen sind. Damit können die separat ausgebildeten Anschlagstege auch gleichzeitig zur Federführung verwendet werden, was eine weitere Vereinfachung des Verdichterventils insgesamt darstellt.
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Die Strömungskanäle zwischen den Führungs- und/oder Anschlagstegen weisen in besonders vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine in Strömungsrichtung des abströmenden Mediums zunehmende Querschnittsfläche auf. Damit kann ein Druckrückgewinn auf der zusätzlichen Abströmseite realisiert werden, wobei auch der zusätzliche Schadraum möglichst klein gehalten werden kann.
In die gleiche Richtung geht auch eine weiters bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung gemäss welcher die Strömungskanäle verrundete Kanten aufweisen, womit Druckverluste durch die Umlenkungen verringert und auch die insbesonders bei hohen Verdichtungsverhältnissen sich zufolge des Schadraumes auswirkenden Verluste gering gehalten werden.
Mit den beschriebenen Ausgestaltungen kann insgesamt der Strömungswiderstand auf der zusätzlichen Abströmseite gering gehalten werden, ohne dass der zusätzliche Schadraum, beispielsweise durch einfache Vergrösserung der Querschnitte der Abströmwege, allzu gross wird, was zu unerwünschten Verlusten, die sich insbesonders bei höheren Verdichtungsverhältnissen, wie etwa bei Kältemittelverdichtern, auswirken, führen würde.
In diesem Sinne sind auch weitere Ausgestaltungen der Erfindung von besonderem Vorteil, gemäss welchen die Führungsstege am dem Ventilsitz zugewandten Rand der Ventilplatte unter Bildung eines umlaufenden freien Spaltes zur Führungsfläche am Ventil zumindest teilweise ausgenommen sind bzw. die dem freien Spalt zugewandten unteren Enden der Führungsstege der Ventilplatte strömungsgünstig ausgebildet, vorzugsweise abgerundet oder zugespitzt, ausgeführt sind.
Die Erfindung wird im folgenden noch anhand der Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt dabei einen teilweisen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Verdichterventil, Fig. 2 zeigt einen teilweisen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 3 durch eine gegenüber der Darstellung in Fig. 1 massstäblich verkleinerte Ventilplatte des erfindungsgemässen Verdichter-
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ventils.
Fig. 3 zeigt eine teilweise Draufsicht auf die Ventilplatte nach Fig. 2, Fig. 4 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Verdichterventils, Fig. 5 wiederum einen in der Schnittführung im wesentlichen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 7 durch eine gegenüber Fig. 4 verkleinerte Ventilplatte des dort dargestellten Verdichterventils, Fig. 6 eine teilweise Seitenansicht und Fig. 7 eine teilweise Draufsicht auf die Ventilplatte nach Fig. 5.
Das Verdichterventil nach Fig. 1 weist eine zwischen Ventilsitz 1 und Fänger 2 angeordnete ringförmige Ventilplatte 3 auf, die am äusseren, umlaufenden Rand 4 an einzelnen, im wesentlichen axial verlaufenden Führungsstegen 5 in Hubrichtung geführt ist und die im geöffneten Zustand gemäss Darstellung an einzelnen im wesentlichen radial verlaufenden Anschlagstegen 6 am Fänger 2 anliegt.
Zwischen den Führungsstegen 5 und den Anschlagstegen 6 sind jeweils durchgehende Strömungskanäle 7 für eine zusätzliche Abströmung bei geöffneter Ventilplatte 3 angeordnet, welche durch an der Ventilplatte 3 vorgesehene Vertiefungen 8 zwischen den Führungsstegen 5 und den Anschlagstegen 6 gebildet sind. Damit kann bei geöffneter Ventilplatte 3 auch am äusseren Führungsrand 4 eine durch die Pfeile 9 angedeutete Abströmung von der Ventilplatte bzw. dem dann geöffneten Ventilsitz stattfinden, während ohne diese durchgehenden Strömungskanäle 7 nur entsprechend den Pfeilen 10 in der Darstellung nach Fig. 1 nach links abgeströmt werden könnte.
Die Ventilplatte 3 ist samt Führungsstegen 5 und Anschlagstegen 6 hier als gespritzter Kunststoffteil ausgebildet, was eine einfache und präzise Herstellung der Strömungskanäle 7 und damit geringe Strömungs- bzw. Druckverluste sicherstellt.
An den gegenüber den Strömungskanälen 7 erhabenen Anschlagstegen 6 sind Führungselemente 11 zur Zentrierung von Federelementen 12 (siehe Fig. 1) zur
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Belastung der Ventilplatte 3 in Richtung Ventilsitz 1 vorgesehen, womit Herstellung und Montage des Verdichterventils insgesamt weiter vereinfacht wird.
Die Strömungskanäle 7 zwischen den Führungs- und/oder Anschlagstegen 5, 6 weisen gemäss Fig. 3 eine in Strömungsrichtung des abströmenden Mediums zunehmende Querschnittsfläche auf, womit ein Druckrückgewinn realisiert bzw. der zusätzliche Schadraum durch die zusätzliche Abströmmöglichkeit verringert wird.
Die Strömungskanäle 7 weisen - wie insbesonders aus Fig. 1 ersichtlich ist-durchgehend möglichst verrundete Kanten 13 auf, was zusätzliche Druckverluste minimiert.
Die in den Fig. 4 bis 7 dargestellte Ausführungsform eines Verdichterventils bzw. einer zugehörigen Ventilplatte unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 im wesentlichen nur dadurch, dass hier nun die Führungsstege 5'an dem dem Ventilsitz 1 zugewandten unteren Rand der Ventilplatte 3'unter Bildung eines umlaufenden freien Spaltes 15 zur Führungsfläche 14 am Ventil zumindest teilweise ausgenommen sind. Die dem freien Spalt 15 zugewandten unteren Enden der Führungsstege 5'der Ventilplatte 3'sind weiters auch strömungsgünstig ausgebildet, hier zugespitzt ausgeführt, womit sich insgesamt sehr günstige Strömungsverhältnisse auf der zusätzlichen Abströmseite ohne unbotmässige Erhöhung des zusätzlichen Schadraumes erzielen lassen.
Im übrigen entspricht die Ausführung nach den Fig. 4 bis 7 im wesentlichen vollständig der nach den Fig. l bis 3, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen hier nur auf die obigen Ausführungen zu Fig. 1 bis 3, wo für gleiche bzw. von der Funktion her gleiche Bauteile auch gleiche Bezugszeichen verwendet wurden, verwiesen wird.
Abgesehen von der dargestellten Führung der Ventilplatte 3 am äusseren Rand 4 könnte die Ausbildung des Verdichterventils nach der vorliegenden
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Erfindung natürlich auch vorteilhaft bei einer am inneren Rand geführten Ventilplatte angewendet werden, wobei dann die zusätzlichen Strömungskanäle eben sinngemäss von innen nach aussen verlaufen müssten. Weiters könnte die Ventilplatte selbst auch aus geeigneten metallischen Werkstoffen bestehen, wobei die zusätzlichen Strömungskanäle an einer derartigen Metallplatte mit bekannten Techniken angebracht bzw. vorgesehen werden könnten.
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The invention relates to a compressor valve with an annular valve plate arranged between the valve seat and catcher, which is guided on one of its peripheral edges on individual essentially axially extending guide webs and in the open state rests on individual essentially radially extending stop webs on the catcher, between the guide webs and the Continuous flow channels are formed for additional outflow when the valve plate is open.
To guide the valve plate of compressor valves of the usual type, a smooth guide surface is often provided on the inner edge or on the outer edge of the valve plate, along which the valve plate slides during its stroke movement.
Since an all-round design of such a guide would prevent the medium from flowing out at the guided edge of the valve plate, designs of the type mentioned have become known in which grooves are milled into the valve-side guide surface, so that individual axial guide webs for the valve plate are created. In addition, the stop surface provided on the catcher is provided with individual, spaced, milled radial grooves, with which the medium can flow out through continuous flow channels around the valve plate and also on its guide side.
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Catcher ribs consist of their own guide elements, which are manufactured as separate components and attached to the valve or catcher, e.g. B. are fastened by screws.
The object of the present invention is to design a compressor valve of the type mentioned at the outset in such a way that, while maintaining simple manufacture, in particular the assembly of the valve is also simplified.
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This object is achieved according to the present invention in a compressor valve of the type mentioned at the outset in that the flow channels are formed by depressions provided on the valve plate between the guide webs and stop webs arranged on the valve plate.
The flow channels together with the guide webs or stop webs delimiting them are now formed on the annular valve plate, which has great advantages with regard to manufacture, assembly and storage, since no additional guide elements or the like have to be manufactured, assembled and adjusted. It is also possible, for example, to convert from a one-sided to a two-sided outflow by simply replacing the valve plate with an otherwise constant conventional compressor valve.
Although it is of course possible to manufacture a valve plate made of steel or similar suitable materials by machining or non-cutting shaping, it is provided in a preferred further embodiment of the invention that the valve plate together with all the webs is formed in one piece, preferably as an injection-molded plastic part. This enables a particularly simple, dimensionally accurate and smooth flow design of the flow channels on the valve plate. The design of the valve plate as an injection-molded plastic part is preferable in this regard, since it is easy to work with larger ring thicknesses without causing weight problems.
According to a particularly preferred further embodiment of the invention, it is provided that guide elements for centering spring elements for loading the valve plate in the direction of the valve seat are provided on the stop webs which are raised relative to the flow channels. This means that the separately designed stop webs can also be used for spring guidance at the same time, which further simplifies the compressor valve as a whole.
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In a particularly advantageous further embodiment of the invention, the flow channels between the guide and / or stop bars have a cross-sectional area that increases in the direction of flow of the outflowing medium. Pressure recovery on the additional outflow side can thus be realized, and the additional harmful space can also be kept as small as possible.
A further preferred embodiment of the invention, in which the flow channels have rounded edges, also goes in the same direction, with the result that pressure losses due to the deflections are reduced and the losses which have an effect particularly on high compression ratios due to the harmful space are kept low.
With the described configurations, the overall flow resistance on the additional outflow side can be kept low without the additional harmful space becoming too large, for example by simply increasing the cross sections of the outflow paths, which leads to undesirable losses, which occur in particular in the case of higher compression ratios, for example in the case of Refrigerant compressors, impact, would lead.
In this sense, further refinements of the invention are particularly advantageous, according to which the guide webs on the edge of the valve plate facing the valve seat are at least partially excluded to form a circumferential free gap to the guide surface on the valve, or the lower ends of the guide webs facing the free gap Valve plate is designed to be streamlined, preferably rounded or tapered.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. 1 shows a partial cross section through a compressor valve according to the invention, FIG. 2 shows a partial section along the line II-II in FIG. 3 through a valve plate of the compressor according to the invention which is reduced in scale compared to the illustration in FIG.
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valve.
3 shows a partial top view of the valve plate according to FIG. 2, FIG. 4 shows a partial cross section through another embodiment of a compressor valve according to the invention, FIG. 5 again shows a section along the line VV corresponding essentially to FIG. 2 in FIG. 7 by a valve plate of the compressor valve shown there, which is smaller than in FIG. 4, FIG. 6 shows a partial side view and FIG. 7 shows a partial top view of the valve plate according to FIG. 5.
The compressor valve according to FIG. 1 has an annular valve plate 3 arranged between valve seat 1 and catcher 2, which is guided on the outer peripheral edge 4 on individual, essentially axially extending guide webs 5 in the stroke direction and which, in the open state, is shown on individual in the illustration essentially radially extending stop webs 6 rests on the catcher 2.
Continuous flow channels 7 for an additional outflow when the valve plate 3 is open are arranged between the guide webs 5 and the stop webs 6, which are formed by recesses 8 provided on the valve plate 3 between the guide webs 5 and the stop webs 6. Thus, when the valve plate 3 is open, an outflow from the valve plate or the valve seat then opened, indicated by the arrows 9, can also take place on the outer guide edge 4, while without these continuous flow channels 7, only the arrows 10 in the illustration according to FIG. 1 flow to the left could be.
The valve plate 3 together with the guide webs 5 and stop webs 6 is formed here as an injection-molded plastic part, which ensures simple and precise production of the flow channels 7 and thus low flow or pressure losses.
Guide elements 11 for centering spring elements 12 (see FIG. 1) are provided on the stop webs 6 which are raised relative to the flow channels 7
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Load on the valve plate 3 is provided in the direction of the valve seat 1, which further simplifies the manufacture and assembly of the compressor valve overall.
According to FIG. 3, the flow channels 7 between the guide and / or stop webs 5, 6 have a cross-sectional area that increases in the direction of flow of the outflowing medium, with the result that pressure recovery is achieved or the additional damage space is reduced by the additional outflow possibility.
The flow channels 7 have — as can be seen in particular from FIG. 1 — continuously rounded edges 13, which minimizes additional pressure losses.
The embodiment of a compressor valve or an associated valve plate shown in FIGS. 4 to 7 essentially differs from the above-described embodiment according to FIGS. 1 to 3 only in that here the guide webs 5 ′ on the lower valve valve 1 facing it Edge of the valve plate 3 'are at least partially excluded to form a circumferential free gap 15 to the guide surface 14 on the valve. The lower ends of the guide webs 5 ′ of the valve plate 3 ′ facing the free gap 15 are also designed to be flow-favorable, pointed here, so that overall very favorable flow conditions can be achieved on the additional outflow side without unduly increasing the additional harmful space.
Otherwise, the embodiment according to FIGS. 4 to 7 corresponds essentially completely to that according to FIGS. 1 to 3, so that, in order to avoid repetitions, only the above explanations for FIGS. 1 to 3, where the same or of the function, are used same components and the same reference numerals have been used.
Apart from the illustrated guidance of the valve plate 3 on the outer edge 4, the design of the compressor valve according to the present could
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The invention can of course also be used advantageously in a valve plate guided on the inner edge, in which case the additional flow channels would have to extend from the inside to the outside. Furthermore, the valve plate itself could also consist of suitable metallic materials, it being possible for the additional flow channels to be attached or provided on such a metal plate using known techniques.