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PATENTANSPRÜCHE
1. Verschlusslamelle für ein Ventil, insbesondere Saugoder Druckventil eines Kolbenverdichters, mit mehreren, konzentrisch angeordneten Durchgangskanälen, wobei die La melle alus mehreren flexiblen, durch radiale Stege zusam menhängenden konzentrischen Ringabschnitten zur Steuerung der Durchgangskanäle besteht und zwei Befestigungsstellen zu ihrer Befestigung auf dem Ventilsitz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusslamelle sich über einen Winkel von weniger als 3600 erstreckt und zwischen den beiden Befestigungsstellen (3) einen durchgehenden Ringabschnitt (2) aufweist, mit dem die übrigen Ringabschnitte (4) durch wenigstens einen radialen Steg (5) verbunden sind.
2. Verschlusslamelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Ringabschnitte (4), vorzugsweise an ihren Enden, durch zusätzliche Stege (6) verbunden ist.
3. Verschlusslamelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der von der einen zur anderen Befestigungsstelle (3) durchgehende Ringabschnitt (2) in Umfangsrichtung über die übrigen Ringabschnitte vorragt.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschlusslamelle für ein Ventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Arbeitsventile vor allem von grösseren Kolbenverdichtern sind in der Mehrzahl als Ringplattenventile mit konzentrisch angeordneten; ringförmigen Durchgangskanälen ausgebildet. Diese Ringventile sind einfacher herstellbar als Ventile mit geradlinig verlaufenden Durchgangskanälen, passen besser zum kreisförmigen Umfang der Verdichterzylinder und ermöglichen eine optimale Ausnützung der zur Verfügung stehenden-Ventilfläche für die Durchströmung des gesteuerten Mediums. Die sogenannten Zungen- oder Lamellenventile sind hingegen einfacher aufgebaut, weil sie meist keine eigene Befederung und keine Massnahmen zur Aufschlagdämpfung erfordern. Ausserdem arbeiten sie weich und sind entsprechend geringer beansprucht.
Der von ihnen freigegebene Ventilquerschnitt ist allerdings kleiner als bei den Plattenventilen, weil die Lamellen an einem Ende festgespannt sind und so nur einen keilförmigen Hubspalt freigeben.
Es wird seit langem versucht, die Vorteile der Ringplattenventile mit jenen der Lamellenventile zu vereinen. So ist es aus der OE-PS 33 311 bekannt, die aus einem oder mehreren konzentrischen Ringen bestehenden Verschlussplatten von Ringventilen durch radiale Schlitze mehrfach aufzutrennen und die aufgetrennten Ringe an einer oder an höchstens zwei Stellen auf dem Ventilsitz zu befestigen. Auf diese Weise entstehen verhältnismässig lange, spiralenförmig verlaufende flexible Lamellen mit freien Enden, deren Bewegungen nur schwer kontrolliert werden können und die den heutigen erschwerten Anforderungen nicht gewachsen sind.
Aus der DT-PS 1 259 158 ist es bekannt, eine aus geschlossenen konzentrischen Ringen bestehende Verschlussplatte lamellenartig einzuspannen. Um die erforderliche Flexibilität zu erhalten, sind dort Verbindungsstege nur auf einem einzigen Plattendurchmesser vorgesehen. Die Verschlussplatte ist dort mit Hilfe eines zylindrisch gewölbten Fänger entweder entlang des Stegdurchmessers oder am Rand auf deih Ventilsitz festgespannt, wobei sie sich an ihrem von der Eirispannstelle entfernt liegenden Rand frei abheben kann.
Bei dieser Ausführung stimmen zwar die Formgebung der Verschlussplatte und des Ventilsitzes mit jener der Ringplattenventile überein. Die konzentrischen Ringe geben jedoch bei offenem Ventil nur keilförmig verlaufende Hubspalte frei, so dass der Durchströmquerschnitt entsprechend klein ist.
Eine weitere bekannte Ausführung dieser Art ist in der DT-OS 2648 682 beschrieben. Auch dort ist eine aus konzentrischen Ringen bestehende Verschlussplatte vorgesehen, wobei ein Teil der Plattenringe durch radiale Schlitze aufgetrennt ist und ein oder mehrere volle Ringe zur Befestigung der Verschlussplatte auf dem Ventilsitz verwendet werden.
Wie bei den anderen bekannten Ausführungen handelt es sich um eine volle, kreisförmige Platte, die mit einem dazu passenden kreisförmigen Ventilsitz zusammenwirkt. Es ist aber auch bekannt, das Saug- und das Druckventil eines Verdichters auf demselben kreisförmigen Ventilsitz nebeneinander anzuordnen. Zu diesem Zweck ist die Verschlussplatte entlang eines Durchmessers abgedichtet eingespannt, wobei die eine Plattenhälfte auf dem Saugventilsitz, die andere Plattenhälfte hingegen auf dem Druclrventilsitz, jedoch mit der anderen Plattenseite, aufliegt. Diese Anordnung erfordert eine verhältnismässig komplizierte Ausbildung der Sitzund Fängerteile des kombinierten Ventils.
Auch die Einspannung und die Abdichtung der VerschlusspIatte, die zugleich sowohl im Saugventil als auch im Druckventil wirkt, verursachen Schwierigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ver schlusslamelle so zu gestalten, dass sie ringförmig angeordnete, konzentrische Durchgangskanäle wie die Verschlussplatte eines Mehrringventils steuern kann, trotzdem aber eine ungebundene und einfache Formgebung der Ventilteile unter voller Beibehaltung der Vorteile der Lamellenventile gestattet.
Die erfindungsgemässe Verschlusslamelle ist gekennzeichnet durch die Ausbildung nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Somit besitzt die Verschlusslamelle gemäss der Erfindung zwar auch Ringabschnitte, jedoch keine vollen Ringe, und sie überdeckt auch lediglich einen Teil eines kreisförmigen Ventilsitzes. Dadurch ist der Konstrukteur erheblich freier bei der Ausbildung der übrigen Ventilteile. Insbesondere können bei einem aus Saug- und Druckventil bestehenden Ventilsatz die beiden Ventile in beliebiger Entfernung und Raumlage voneinander sowie auch in verschiedenen Ebenen nebeneinander angeordnet werden.
Dies bringt beispielsweise den Vorteil, dass auch bei einem kombinierten Ventilsatz als Sitz und Fänger ebene Platten verwendet werden können und dass ausserdem im Bereich der Verschlusslamelle keine Abdichtung zwischen Saug- und Druckraum notwendig ist
Die erfindungsgemässe Verschlusslamelle zeichnet sich durch ihre vorteilhafte Arbeitsweise aus. Da sie durch die beidseitige Einspannung zwangsweise genau gefiihxt ist, können unkontrollierte Taumelbewegungen vermieden werden.
Der zwischen den Befestigungsstellen durchgehende, meist halbkreisförmige Ringabschnitt kann zugleich als Schliessbefederung wirken, wobei er in der Nähe des Ventilsitzes nur eine geringe Federkraft ausübt, bei weiterer Entfernung vom Ventilsitz sich jedoch unter Einwirkung der übrigen Ringabschnitte verwindet, so dass die Federkraft kurz vor dem Auftreffen auf den Fänger stark zunimmt. Die erfindungsgemässe Verschlusslamelle arbeitet daher weich und gedämpft.
Ein mit einer solchen Lamelle ausgestattetes Ventil vereinigt tatsächlich die Vorteile der Ringplattenventile mit jenen der Lamellenventile, ohne die Nachteile der beiden Ventilbau- arten aufzuweisen.
Die Eigenschaften der erfindungsgemässen Verschlusslamelle, insbesondere die Flexibilität, können den jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Mit Ausnahme des zwischen den beiden Befestigungsstellen durchgehenden Ringabschnittes können die übrigen Ringabschnitte nur mit einem einzigen radialen Steg miteinander verbunden sein und frei enden, so dass sie sich unabhängig voneinander verformen können. Für höhere Beanspruchungen hat sich hingegen eine Ausführung bewährt, bei der erfindungsgemäss wenigstens ein Teil der Ringabschnitte, vorzugsweise an ihren Enden, durch zusätzliche Stege verbunden ist. Durch Wahl der Anzahl und der Anordnung der Verbindungsstege können also die Eigenschaften der Verschlusslamelle wahlweise beeinflusst werden.
Für die Verankerung der erfindungsgemässen Verschlusslamelle hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den zwischen den Befestigungsstellen durchgehenden Ringabschnitt in Umfangsrichtung über die übrigen Ringabschnitte vorragen zu lassen. Es entstehen dadurch kleine Fortsätze, in denen zweckmässig Öffnungen vorgesehen sind, in die entweder Zentrierstifte oder Befestigungsschrauben eingreifen können.
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Fig. 1 bis 3 zeigen je ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Verschlusslamelle im Grundriss, in Fig. 4 ist ein mit erfindungsgemässen Verschlusslamellen ausgestattetes Verdichterventil im Mittelschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 5 dargestellt und Fig. 5 zeigt eine Draufsicht des Ventils nach Fig. 4.
Die Verschlusslamelle ist in den Zeichnungen mit 1 bezeichnet. Sie ist in allen Ausführungsbeispielen etwa halbkreisförmig ausgebildet und besteht aus konzentrisch angeordneten Ringabschnitten, von denen der äusserste Ringabschnitt 2 zwischen zwei Befestigungsstellen 3 durchgeht, die durch öffnungen in den Enden des Ringabschnittes 2 angedeutet sind. Die übrigen Ringabschnitte 4 sind über radiale Stege 5 am Ringabschnitt 2 verankert.
Gemäss Fig. 1 sind die Ringabschnitte 4 mit dem Ringabschnitt 2 durch insgesamt drei radiale Stege verbunden, von denen ein Steg in der Mitte zwischen den beiden Befestigungsstellen 3 liegt und über alle Ringabschnitte 4 durchgeht, die beiden übrigen Stege 5 jedoch nur jeweils die drei äussersten Ringabschnitte miteinander verbinden. Die Ringabschnitte 4 weisen zungenförmige freie Enden auf, die eine unabhängige Bewegung voneinander in einem bestimmten Ausmass ermöglichen. Die Verschlusslamelle nach Fig. 1 zeichnet sich deshalb durch grosse innere Elastizität aus.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist hingegen zwischen dem Ringabschnitt 2 und den übrigen Ringabschnitten 4 nur ein einziger Steg 5 vorhanden, der in der Nähe des Ringabschnittes 2 verbreitert ist. Dafür sind aber die Enden der übrigen Ringabschnitte 4 durch zusätzliche Stege 6 miteinander verbunden. Dadurch wird die Festigkeit der Verschlusslamelle vergrössert, die innen liegenden Ringabschnitte 4 bleiben jedoch gegenüber dem eingespannten Ringabschnitt 2 verhältnismässig elastisch. Fig. 3 zeigt schliesslich eine Variante, bei der drei Verbindungsstege 5 vorgesehen sind und zusätzlich auch die Enden der Ringabschnitte 4 durch Stege 6 miteinander in Verbindung stehen.
Für die Verankerung der Verschlusslamelle 1 ragen in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 3 die Enden des Ringabschnittes 2 in Umfangsrichtung über die übrigen Ringabschnitte 4 vor, so dass die Befestigungsstellen 3 gut zugänglich sind. Gemäss Fig. 2 sind die Enden des Ringabschnittes 2 hingegen lediglich verbreitert. Die Verankerung der Verschlusslamellen im Ventil ist auf verschiedene Weise möglich. Der Ringabschnitt 2 kann im Bereich der Befestigungsstellen 3 entweder zwischen Ventilsitz und Fänger fest eingespannt werden, allenfalls unter Zwischenlage eines Abstandsstückes. Es ist aber auch möglich, an den Befestigungsstellen Schrauben vorzusehen, welche die Enden des Ringabschnittes 2 gegen den zugehörigen Ventilsitz festspannen.
Beim Ventil nach den Fig. 4 und 5 handelt es sich um einen kombinierten Ventilsatz, dessen linke Hälfte als Saugventil und dessen rechte Hälfte als Druckventil ausgeführt ist. Gemäss Fig. 4 sind zwei scheibenförmige Ventilkörper 7 und 8 vorgesehen, die unter Zwischenschaltung einer Distanzscheibe 9 übereinander angeordnet sind. Die beiden Ventilkörper 7 und 8 sind vorteilhaft gleich ausgebildet und bestehen aus ebenen Scheiben, die mit Durchgangskanälen 10 versehen sind. Die Distanzscheibe 9 besteht zweckmässig aus nachgiebigem Werkstoff wie Dichtmaterial und besitzt in den beiden Hälften der scheibenförmigen Ventilkörper. jeweils eine Aussparung 11, 12, in der je eine Verschlusslamelle 1 angeordnet ist. Die Durchgangskanäle 10 sind nierenförmig ausgebildet und liegen auf konzentrischen Kreisen, wie dies bei Ringventilen üblich ist.
Im Ausführungsbeispiel sind die Verschlusslamellen 1 jeweils zwischen der Distanzscheibe 9 und einem der Ventilkörper 7 bzw. 8 eingespannt. Dies ist aus Fig. 5 zu erkennen, in deren linken Hälfte die Sauglamelle 1 gestrichelt eingezeichnet ist. Die Befestigungsstellen 3 liegen dort im Bereich der Distanzscheibe 9 und werden von Zentrierstiften gebildet. Es wäre aber auch möglich, die freien Enden des aussenliegenden Ringabschnittes 2 in den Aussparungen 11 bzw. 12 durch jeweils eine Schraube am zugehörigen Ventilkörper 7, 8 zu befestigen. In beiden Fällen können die Verschlusslamellen 1 des Saugventils und des Druckventils in beliebiger Entfernung voneinander angeordnet sein. Die Durchgangskanäle 10 müssen also nicht unbedingt auf konzentrischen Kreisen liegen.
Sie könnten beispielsweise in Fig. 5 auch nach links und rechts voneinander nach aussen gerückt sein, so dass sich eine ovale Anordnung ergeben würde.
Mit 13 sind in Fig. 5 federnde Stifte bezeichnet, die Bohrungen der Ventilkörper 7, 8 und der Distanzscheibe 9 durchsetzen und so die Ventilteile auch vor ihrem Einbau in ein Ventil zusammenhalten. Ausserdem sind Gewindebohrungen 14 vorgesehen, mit welchen das verhältnismässig grosse Ventil im zentralen Bereich gegen die Zwischenwand des nicht dargestellten Zylinderkopfes festgezogen werden kann, damit dort keine Undichtheiten entstehen.
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PATENT CLAIMS
1.Sealing lamella for a valve, in particular a suction or pressure valve of a piston compressor, with a plurality of concentrically arranged through-channels, the La melle alus consisting of a plurality of flexible concentric ring sections connected by radial webs for controlling the through-channels and having two fastening points for fastening them on the valve seat , characterized in that the closing lamella extends over an angle of less than 3600 and has a continuous ring section (2) between the two fastening points (3), with which the remaining ring sections (4) are connected by at least one radial web (5) .
2. Closing lamella according to claim 1, characterized in that at least some of the ring sections (4), preferably at their ends, are connected by additional webs (6).
3. Closing lamella according to claim 1 or 2, characterized in that the ring section (2) which extends from one to the other fastening point (3) extends in the circumferential direction over the remaining ring sections.
The invention relates to a closure lamella for a valve according to the preamble of patent claim 1.
The working valves, especially of larger piston compressors, are arranged in the majority as ring plate valves with concentrically arranged; annular through channels formed. These ring valves are easier to manufacture than valves with straight through channels, fit better with the circular circumference of the compressor cylinders and allow optimal use of the available valve area for the flow of the controlled medium. The so-called tongue or lamellar valves, on the other hand, are of a simpler design because they usually do not require their own springing and no measures to cushion the impact. In addition, they work softly and are therefore less stressed.
The valve cross-section they released is smaller than that of the plate valves, however, because the fins are clamped at one end and thus only release a wedge-shaped lifting gap.
For a long time, attempts have been made to combine the advantages of the ring plate valves with those of the lamella valves. It is known from OE-PS 33 311 to separate the closure plates of ring valves consisting of one or more concentric rings several times through radial slots and to fasten the separated rings at one or at most two locations on the valve seat. In this way, relatively long, spiral-shaped flexible lamellae with free ends are created, the movements of which are difficult to control and which are not up to today's difficult requirements.
From DT-PS 1 259 158 it is known to clamp a closure plate consisting of closed concentric rings in the manner of a lamella. In order to obtain the required flexibility, connecting webs are only provided on a single plate diameter. The closure plate is clamped there with the aid of a cylindrically curved catcher either along the web diameter or at the edge of the valve seat, it being able to stand out freely at its edge which is away from the egg clamping point.
In this version, the shape of the closing plate and the valve seat match that of the ring plate valves. However, the concentric rings only open wedge-shaped lifting gaps when the valve is open, so that the flow cross-section is correspondingly small.
Another known version of this type is described in DT-OS 2648 682. A closure plate consisting of concentric rings is also provided there, part of the plate rings being separated by radial slots and one or more full rings being used to fasten the closure plate on the valve seat.
As with the other known designs, it is a full, circular plate which interacts with a matching circular valve seat. However, it is also known to arrange the suction and the pressure valve of a compressor next to one another on the same circular valve seat. For this purpose, the closure plate is clamped in a sealed manner along a diameter, one plate half resting on the suction valve seat, the other plate half resting on the pressure valve seat, however, with the other plate side. This arrangement requires a relatively complicated design of the seat and catcher parts of the combined valve.
Clamping and sealing the sealing plate, which acts both in the suction valve and in the pressure valve, also cause difficulties.
The invention has for its object to design a closing lamella Ver so that it can control annularly arranged, concentric through channels such as the closing plate of a multi-ring valve, but still allows an unbound and simple shaping of the valve parts while fully retaining the advantages of the lamellar valves.
The closure lamella according to the invention is characterized by the design according to the characterizing part of patent claim 1. Thus, the closure lamella according to the invention also has ring sections, but not full rings, and it only covers part of a circular valve seat. As a result, the designer is considerably freer in the design of the other valve parts. In particular, in the case of a valve set consisting of a suction and pressure valve, the two valves can be arranged next to one another at any distance and spatial position and also on different levels.
This has the advantage, for example, that even with a combined valve set, flat plates can be used as a seat and catcher, and, furthermore, that no seal between the suction and pressure chamber is necessary in the area of the closure lamella
The closure lamella according to the invention is distinguished by its advantageous mode of operation. Since it is necessarily precisely determined by the clamping on both sides, uncontrolled wobble movements can be avoided.
The mostly semicircular ring section passing between the fastening points can also act as closing spring, whereby it exerts only a small spring force in the vicinity of the valve seat, but, when the valve seat is further away, it twists under the action of the other ring sections, so that the spring force shortly before impact increases on the catcher. The closure slat according to the invention therefore works softly and damped.
A valve equipped with such a lamella actually combines the advantages of the ring plate valves with those of the lamella valves, without having the disadvantages of the two valve types.
The properties of the closure slat according to the invention, in particular the flexibility, can be adapted to the respective requirements. With the exception of the continuous ring section between the two fastening points, the remaining ring sections can only be connected to one another with a single radial web and end freely so that they can deform independently of one another. For higher loads, however, an embodiment has proven itself in which, according to the invention, at least some of the ring sections, preferably at their ends, are connected by additional webs. By choosing the number and the arrangement of the connecting webs, the properties of the closure lamella can be influenced.
For anchoring the closure lamella according to the invention, it has proven to be advantageous to have the ring section passing between the fastening points project in the circumferential direction beyond the other ring sections. This results in small extensions in which openings are expediently provided, in which either centering pins or fastening screws can engage.
In the drawings, the invention is explained in more detail using exemplary embodiments. 1 to 3 each show an embodiment of the closure plate according to the invention in plan view, in FIG. 4 a compressor valve equipped with closure plates according to the invention is shown in the middle section along the line IV-IV in FIG. 5 and FIG. 5 shows a top view of the valve Fig. 4.
The closure plate is designated 1 in the drawings. It is approximately semicircular in all exemplary embodiments and consists of concentrically arranged ring sections, of which the outermost ring section 2 passes between two fastening points 3, which are indicated by openings in the ends of the ring section 2. The remaining ring sections 4 are anchored to the ring section 2 via radial webs 5.
1, the ring sections 4 are connected to the ring section 2 by a total of three radial webs, of which one web lies in the middle between the two fastening points 3 and passes through all ring sections 4, but the two remaining webs 5 only the three outermost ones Connect ring sections together. The ring sections 4 have tongue-shaped free ends, which allow an independent movement to a certain extent. 1 is therefore characterized by great internal elasticity.
In contrast, in the embodiment according to FIG. 2 there is only a single web 5 between the ring section 2 and the remaining ring sections 4, which is widened in the vicinity of the ring section 2. However, the ends of the remaining ring sections 4 are connected to one another by additional webs 6. This increases the strength of the closure lamella, but the ring sections 4 lying on the inside remain relatively elastic with respect to the clamped ring section 2. 3 finally shows a variant in which three connecting webs 5 are provided and in addition the ends of the ring sections 4 are connected to one another by webs 6.
1 and 3, the ends of the ring section 2 protrude in the circumferential direction beyond the remaining ring sections 4, so that the fastening points 3 are easily accessible. 2, the ends of the ring portion 2 are only widened. The locking slats can be anchored in the valve in various ways. The ring section 2 can either be firmly clamped in the area of the fastening points 3 between the valve seat and the catcher, at most with the interposition of a spacer. However, it is also possible to provide screws at the fastening points which clamp the ends of the ring section 2 against the associated valve seat.
The valve according to FIGS. 4 and 5 is a combined valve set, the left half of which is designed as a suction valve and the right half of which is designed as a pressure valve. 4, two disk-shaped valve bodies 7 and 8 are provided, which are arranged one above the other with the interposition of a spacer disk 9. The two valve bodies 7 and 8 are advantageously of identical design and consist of flat disks which are provided with through-channels 10. The spacer 9 is suitably made of resilient material such as sealing material and has the disc-shaped valve body in the two halves. each have a recess 11, 12, in each of which a closure plate 1 is arranged. The through channels 10 are kidney-shaped and lie on concentric circles, as is customary with ring valves.
In the exemplary embodiment, the closure plates 1 are each clamped between the spacer 9 and one of the valve bodies 7 and 8. This can be seen from Fig. 5, in the left half of the suction lamella 1 is shown in dashed lines. The attachment points 3 are located in the area of the spacer 9 and are formed by centering pins. However, it would also be possible to fasten the free ends of the outer ring section 2 in the cutouts 11 and 12, respectively, by a screw on the associated valve body 7, 8. In both cases, the closure lamellae 1 of the suction valve and the pressure valve can be arranged at any distance from one another. The through channels 10 therefore do not necessarily have to lie on concentric circles.
For example, in FIG. 5, they could also be moved outward to the left and right of one another, so that an oval arrangement would result.
With 13 in Fig. 5 resilient pins are referred to, the bores of the valve body 7, 8 and the spacer 9 and thus hold the valve parts together before they are installed in a valve. In addition, threaded holes 14 are provided with which the relatively large valve in the central area can be tightened against the intermediate wall of the cylinder head, not shown, so that there are no leaks.