CN101449063B - 包括一吸气区域的阀装置的压缩机装置 - Google Patents

Abstract

一种用以产生压缩空气的压缩机装置(1)、特别是一种螺旋式压缩机，包括一压缩机壳体(2)，其具有一用以吸入压力介质的吸气口，其中一阀装置(3)设有一封闭元件(4)，该封闭元件在运行时占有一打开位置而在其关闭状态下占有一关闭位置；其中，封闭元件(4)构成盘形的并且沿在压缩壳体(2)中构成的导向轮廓(5)在关闭位置与打开位置之间可轴向自由移动地导向。

Description

包括一吸气区域的阀装置的压缩机装置

技术领域

本发明涉及一种用以产生压缩空气的压缩机装置、特别是一螺旋式压缩机，包括一具有一吸气口的压缩机壳体，通过该吸气口压缩机装置吸入压力介质，其中设置一阀装置，其包括一封闭元件，其中封闭元件在压缩机装置的运行时占有一打开位置而在关闭状态下占有一关闭位置。

背景技术

在这里感兴趣的型式的压缩机装置特别是螺旋式压缩机，其用于产生压缩空气。这样的螺旋式压缩机的一优选的应用领域涉及在铁路车辆和专用车辆例如铰链式公共汽车中的压缩空气产生，以便确保借助于压缩空气运行的不同的消耗器的连续的供应。螺旋式压缩机对此的特征是一高的可靠性、一高的可达到的压力水平和压力介质的一连续的流动。螺旋式压缩机对此在不同的安装位置在相应的结构空间内结合于铁路车辆中。在螺旋式压缩机的运行时，其通过一吸气口吸入待压缩的空气，将其紧接着借助于螺旋转子压缩。如果关闭螺旋式压缩机，则压缩空气肯定从压缩机壳体被推回到吸气口中，其中通常一阀装置阻止压缩空气从输出口倒流，因为其在压缩机关闭时关闭。只在重新运行时才打开按一止回阀的方式起作用的阀装置，从而压缩空气可以重新沿流入方向流入压缩机壳体中。

一般地为此目的已知阀装置，其包括一活门，通过配重的重力作用操纵活门。对此压缩机装置的安装位置对于阀装置的功能是重要的。装置对此引起一相应大的结构高度，因为经常必须将其垂直安装。经常采用吸气调节器，其虽然可安装入一水平的装置中，并且包含一吸气止回阀的功能，但这样的吸气调节器经常具有一自己的壳体，其中在一圆柱形伸出部分内在一轴中引导一阀盘，其在关闭位置与打开位置之间变换。这样的系统经常需要一自己的壳体，并且因此关于其需要的安装空间是很占空间的。

由DE 197 16 549 C2已知一同一种的螺旋式压缩机，其包括一构成为止回阀的阀装置，其设置在空气入口接管中。止回阀具有一活门，其借助于一螺旋弹簧被压到一关闭位置。活门在一边可旋转地支承于一铰链中，从而其在一边绕铰链转动，以便从一关闭位置到达一打开位置。螺旋弹簧对此在壳体内侧设置成使其将活门压到关闭位置，其中为了打开活门必须克服螺旋弹簧的弹簧力挤压活门，以便打开活门。对此不利的是必须施加一相应高的力，以便压缩弹簧。必须通过流动力产生待施加的力，其作用到活门上，同时阀装置由于该缺点形成一显著的流动阻力，并且降低在压缩机壳体的吸气区域内可达到的空气压力。因此降低压缩机效能。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种开头所述型式的压缩机装置，其避免上述缺点并且具有一简单的结构，可与安装位置无关地工作并且特征是一小的空间需要。

该目的从一按照权利要求1的前序部分所述的压缩机装置出发结合其特征部分的特征来达到。本发明的有利的进一步构成说明于诸从属权利要求中。

本发明的技术教导是，将封闭元件构成盘形的并且沿在压缩机壳体中构成的导向轮廓在关闭位置与打开位置之间可轴向自由移动地导向。

该方案的优点是，阀装置可结合于压缩机壳体内并因此具有一小的空间需要。特别是建议的阀装置的特征是很少的元件数量，其能够实现一简单的和用不多的费用待制造的结构。特别是建议的阀装置可在任何的安装位置操作，因为封闭元件沿在压缩机壳体中构成的导向轮廓导向，以便在一关闭位置与一打开位置之间变换。在这种情况下，封闭元件的自重考虑到重力的方向是不重要的，因为分别经由对封闭元件的一流体动力作用占有打开位置或关闭位置。封闭元件的盘形的结构可以构造成为一圆形的闭锁盖的形式，其在关闭压缩机时作为盖位于空气入口之前并且占有关闭位置。如果封闭元件换到打开位置，则在压缩机壳体中，一负压是足够的，同时由于空气流动保持打开位置，空气流动对封闭元件流体动地施加一力。

本发明的一重要的优点由在压缩机壳体中构成的导向轮廓得出，其使得一铰链是多余的，封闭元件必须可旋转地支承在该铰链上。封闭元件在可轴向自由移动的长度内在关闭位置与打开位置之间借助于导向轮廓导向，其中经由封闭元件的盘边缘实现导向。导向轮廓在吸气口内在一长度上构成，该长度足以在关闭位置与打开位置之间变换。用于封闭元件的导向的导向轮廓优选构成为铸造嵌条，其中压缩机壳体包括在两个与六个、优选在三个与五个之间且特别优选四个铸造嵌条。铸造嵌条构成为多个铣削的板条的形式，它们沿吸气口的纵轴线在压缩机壳体的内壁中延伸。各板条的横截面是波形的，其中波峰径向指向内部而波谷在壳体中指向外部。对此特别优选设置四个铸造嵌条，其沿吸气口的圆形横截面彼此以一相应的90°的角度分布。

如果现在接通压缩机，则封闭元件移到打开位置。封闭元件沿铸造嵌条的径向指向内部的波峰导向，同时通过压缩机的吸气的空气流动流过铸造嵌条的波谷。作用到封闭元件上的流动力足以将其保留在打开位置。对此压缩机的安装位置并从而阀装置的安装位置对阀的功能是不重要的，因为只经由流动力占有和保持相应的打开位置或关闭位置。

按照本发明的一有利的实施形式建议，在压缩机壳体的吸气口上设置一法兰元件，其具有空气入口，由压缩机装置吸入的空气流过该空气入口。法兰元件同时只用作为吸气口的封闭，其中将其构成径向对称的并且包括一相应的孔，通过它可吸入空气。空气入口对此同心于法兰元件的对称轴线延伸，从而法兰元件最好具有一环形状或管形状，在其上在外面构成一盘形的法兰，其用螺钉固定在一压缩机壳体上的相应加工的平面表面上。

阀装置在紧接内侧设置在法兰元件的后面，其中法兰元件具有一指向内部的密封面，封闭元件在关闭位置相对于该密封面密封。该密封面构成为环形的平面，其中环形的部分大致与封闭元件的外径相应。在关闭位置上在法兰元件的密封面与封闭元件之间具有一密封元件，其中该密封元件在关闭位置相对大气密封压缩机壳体的吸气区域。另一密封元件设置在法兰元件与压缩机壳体之间，以便在该位置上也确保吸气区域的相应的密封性。各密封元件可以分别构成为O型密封圈，其中在封闭元件与法兰元件之间密封的密封元件容纳于封闭元件中。在法兰元件与压缩机壳体之间密封的密封元件容纳于法兰元件中，但也具有各密封元件的各另一方面的容纳的可能性。在适当的材料选择时例如塑料经由适当的几何成形也可达到要求的密封作用。

有利地阀装置包括一行程限定元件，其中封闭元件向打开位置的轴向移动可借助于行程限定元件限定。对此可以将行程限定元件本身轴向固定在吸气口内的一相应的位置上，以便调整封闭元件的打开位置的位置。对此行程限定元件可以具有一离法兰元件相应配合的距离，以便封闭元件占有一打开位置，其对吸入的压缩机空气产生一最小的流动阻力。行程限定元件同样构成盘形的，其中在中心朝法兰元件的方向延伸一圆柱形部分，在其上在打开位置邻接一阀盘。在封闭元件与行程限定元件之间对此有利地设置一弹簧，其在压缩机装置的关闭状态下将封闭元件压向法兰元件的密封面，对此弹簧具有一微小的刚度，其对封闭元件只施加一小的力。弹簧的使用特别有助于避免在关闭和减压的状态下发出格吱格吱的噪声，因为封闭元件可轴向自由移动并且无弹簧时不受力作用，以便例如停留在关闭位置。弹簧力对此选择成如此之低，以致对于从关闭位置向打开位置的转变不需要显著的力，从而不形成或只形成一最小的由于在封闭元件与法兰元件之间的一变窄的流动横截面引起的流动阻力。因此也可以从阀装置中取消弹簧。弹簧虽然可以对封闭元件在关闭位置的位置起支持的作用，但由于在吸气口中的一内部压力下向后的流动施压，封闭元件的一自动的关闭和相对与法兰元件的密封面的密封是可能的。弹簧对此构成为螺旋弹簧，其中其同样可以构成为碟簧等，其优选起压簧作用。

本发明的另一有利的实施形式设定，法兰元件具有一空心圆柱形部分，其向压缩机壳体的外面的方向构成。在外面在空心圆柱形部分上可以推进一过滤器支座，其借助于夹紧元件如一管箍、一由塑料构成的夹紧元件等固定。对此分配给法兰元件其他的功能，不仅在封闭元件的外面封闭吸气口，而且在内面相对封闭元件提供一密封面并同时提供一过滤器支座的安装可能性。过滤器支座可以设计为由塑料制成的注塑成型的构件，其提供一外轮廓，其还能够固定一过滤器壳体和/或一空气过滤器。过滤器壳体围绕空气过滤器，其由这样的设置保护。由压缩机装置通过吸气口吸入的空气同时通过过滤器壳体中的多个相应的孔流过过滤器，紧接着通过过滤器支座并进入法兰元件中的空气入口。如果现在关闭压缩机，则封闭元件在内面相对法兰元件关闭，从而空气入口、过滤器支座和过滤器而且过滤器壳体承受大气压力。

压缩机装置的阀装置的另一实施形式设定，阀装置设置在一单独的壳体中，其中该单独的壳体可安装在压缩机壳体上。该实施形式的区别只在于阀装置的外面的设置，但其借助于一可轴向移动的封闭元件并不丧失阀装置的结构的按照本发明的方案的优点。

附图说明

其他的改进本发明的措施说明于诸从属权利要求中或以下与本发明的一优选的实施例的描述一起借助附图更详细地描述。其中：

图1一压缩机装置的一吸气区域的横剖面，包括一阀装置，其中阀装置占有一关闭位置；和

图2一压缩机装置的一吸气区域的横剖面，包括一阀装置，其中阀装置占有一打开位置。

具体实施方式

图1中示出一压缩机装置1的横剖面图，其中所示的区域特别相当于压缩机装置1的吸气口。压缩机在该区域通过吸气口吸入空气，紧接着将其压缩，以便随后供给相应的消耗器。压缩机装置1包括一压缩机壳体2，其在向外面的过渡中具有吸气口，其包括一纵向部分。在该纵向部分内设置一阀装置3，其在压缩机装置1的运行时开放待压缩的空气的入流，反之在压缩机装置1的关闭的状态下吸气口通过阀装置3的一关闭位置相对外面密封。

阀装置3包括一封闭元件4，其中其在图1示出处在一关闭位置。封闭元件4构成盘形的，并且在压缩机壳体2的吸气口内实施一轴向运动。

为了封闭元件4的导向，在吸气口中在纵向部分内切出多个导向轮廓5，其将封闭元件4绕外边缘定心并将其轴向引导。在所示的关闭位置中相对于一密封面密封封闭元件4，该密封面构成在一法兰元件6上。在封闭元件4中容纳一密封元件11，其在法兰元件6中的密封面与封闭元件4本身之间密封。法兰元件6借助于一密封元件8相对壳体2密封。密封件8、11在此构成为O型密封圈。

法兰元件6密封在压缩机壳体2中吸气口的外面区域，从而阀装置3在内面处在法兰元件6的后面并因此在外面受到保护。各导向轮廓5在压缩机壳体2的吸气区域内构成为纵向构成的铸造嵌条，其中制造在铸造过程以后可以包括一切削的精加工。在此例如一铣削过程可以制造一为导向需要的尺寸精度，其中同样可达到一需要的表面质量。铸造嵌条具有交替的波峰和波谷，其中封闭元件4与各波峰处于接触。铸造嵌条的长度至少沿封闭元件4的整个行程运动延伸，从而其沿整个的运动距离导向。通过一行程限定元件9限定封闭元件4的打开位置，行程限定元件9按照当前的实施例具有一法兰形的结构，其中向封闭元件4的方向构成圆柱形部分。限定元件9同样安装在压缩机壳体2的吸气口中的铸造嵌条内，并且限定封闭元件4在打开位置的行程。在封闭元件4与行程限定元件4之间设置一弹簧10，其阻止封闭元件4在图1所示的关闭位置上可自由移动，以便避免发出格吱格吱声。弹簧10构成为螺旋弹簧并且在行程限定元件9与封闭元件4之间起压簧作用。

图2中示出压缩机装置1同样在吸气口的区域内，其中示出阀装置3处在打开位置。吸入的空气现在流过空气入口7，其作为圆柱形孔延伸通过法兰元件6并紧接着穿过在封闭元件4与法兰元件6之间。构成为铸造嵌条的导向轮廓5现在为吸入的压缩空气提供可能性，即其在波谷的区域内可以在封闭元件4的旁边流过。各波谷同时形成绕流通道，其中按照当前的实施例沿圆周在压缩机壳体的吸气区域内的吸气口内制出总共四个铸造嵌条。由于作用到封闭元件4上的流动力将其打开，在其中它从离开法兰元件6上的密封面突出。因此在装入封闭元件4中的密封元件11与法兰元件6的密封面之间形成一流动间隙。弹簧10在该位置被压缩，其中弹簧力设计成如此小，以致为了使封闭元件4向打开位置移动而不必对其施加显著的力。

法兰元件6具有一空心圆柱形部分，其向压缩机壳体2的外面的方向延伸。在圆柱形部分上设置一过滤器支座12，其容纳一过滤器壳体13和一空气过滤器14。通过在过滤器壳体13中的多个相应的在这里未示出的孔流入抽吸的压缩机空气，并且通过空气过滤器14。紧接着压缩机空气流入过滤器支座12中并且随后流入空气入口7，以便通过阀装置3。

本发明在其实施方式中并不限于上述优选的实施例。更确切地说可设想很多方案，它们由所述的解法也可在基本不同构成的实施形式中使用。这样本发明特别不限于与螺旋式压缩机一起使用。

附图标记清单

1 压缩机装置

2 压缩机壳体

3 阀装置

4 封闭元件

5 导向轮廓

6 法兰元件

7 空气入口

8 密封元件

9  行程限定元件

10 弹簧

11 密封元件

12 过滤器支座

13 过滤器壳体

14 空气过滤器

Claims (13)

1.一种用以产生压缩空气的压缩机装置(1)，包括一压缩机壳体(2)，该压缩机壳体具有一用以吸入空气的吸气口，其中一阀装置(3)设有一封闭元件(4)，该封闭元件在运行时占有一打开位置而在关闭状态下占有一关闭位置，其中封闭元件(4)构成盘形的并且沿在压缩机壳体(2)中构成的导向轮廓(5)在关闭位置与打开位置之间能轴向自由移动地导向，其特征在于，用于封闭元件(4)导向的导向轮廓(5)构成为铸造嵌条，其中压缩机壳体(2)包括在三个和六个之间的铸造嵌条，封闭元件(4)向打开位置的轴向移动能借助于行程限定元件(9)限定，在封闭元件(4)与行程限定元件(9)之间设置一弹簧(10)，用以产生一复位力，所述弹簧支承在行程限定元件(9)的盘形部分上，所述行程限定元件还具有圆柱形部分，用于限定行程。

2.按照权利要求1所述的压缩机装置(1)，其特征在于，在压缩机壳体(2)的吸气口上设置一法兰元件(6)，该法兰元件具有一空气入口(7)，由压缩机装置(1)吸入的空气流过该空气入口(7)。

3.按照权利要求2所述的压缩机装置(1)，其特征在于，法兰元件构成径向对称的，并且法兰元件(6)中的空气入口(7)与法兰元件(6)的对称轴线同轴地延伸。

4.按照权利要求2或3所述的压缩机装置(1)，其特征在于，法兰元件(6)具有一指向内部的密封面，封闭元件(4)在关闭位置相对于该密封面密封。

5.按照权利要求2或3所述的压缩机装置(1)，其特征在于，法兰元件(6)包括一第一密封元件(8)，其中所述第一密封元件(8)设置在法兰元件(6)与压缩机壳体(2)之间。

6.按照权利要求1所述的压缩机装置(1)，其特征在于，弹簧(10)构成为螺旋弹簧，该螺旋弹簧在压缩机装置(1)的关闭状态下将封闭元件(4)压到关闭位置上。

7.按照权利要求2或3所述的压缩机装置(1)，其特征在于，封闭元件(4)包括一第二密封元件(11)，所述第二密封元件在封闭元件(4)面状地贴紧法兰元件(6)的密封面时密封吸气区域。

8.按照权利要求2或3所述的压缩机装置(1)，其特征在于，法兰元件(6)具有一空心圆柱形部分，该空心圆柱形部分朝压缩机壳体(2)的外侧的方向构成。

9.按照权利要求8所述的压缩机装置(1)，其特征在于，在外侧在空心圆柱形部分上设置一过滤器支座(12)。

10.按照权利要求9所述的压缩机装置(1)，其特征在于，过滤器支座(12)容纳一过滤器壳体(13)和/或一空气过滤器(14)。

11.按照权利要求2或3所述的压缩机装置(1)，其特征在于，阀装置(3)在压缩机壳体(2)的内部邻接法兰元件(6)设置。

12.按照权利要求1或2所述的压缩机装置(1)，其特征在于，阀装置(3)设置在一单独的壳体中，其中该单独的壳体能安装在压缩机壳体(2)上。

13.按照权利要求1所述的压缩机装置(1)，其特征在于，所述压缩机装置是螺旋式压缩机。

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