CZ286793A3 - Automatic valve - Google Patents

Description

Vynález se týká samočinného ventilu, zejména kompresorového ventilu nebo zpětného ventilu, s ventilovým sedlem, obsahujícím průchozí kanály pro oládané médium, přes něž je pohyblivě uložena uzavírací lamela, sestávající z uzavíracího dílu se soustřednými prstenci, vzájemně spojenými radiálními spojkami a vedeného poddajnými vodítky, které jedním koncem zabírají do vnějšího ukraje uzavíracího dílu a druhým koncem jsou mimo uzavírací díl fixovány relativně k ventilovému sedlu.

Dosavadní stav techniky

Ventily výše uvedené konstrukce jsou známé. Sestávají zpravidla z ventilového sedla, zachycovače umístěného v odstupu od něj, a z pohyblivých ventilových dílů uložených mezi ventilovým sedlem a zachycovačem, zejména uzavírací desky nebo uzavírací lamely. Kromě ventilů s uzavíracími díly vedenými kluzně podél vodicí plochy jsou známé ventily s uzavíracími díly vedenými kluzně podél vodicí plochy, které jsou při jejich zdvihovém pohybu vedeny bez tření poddajnými vodítky. Poddajná vodítka mohou být přitom bud uložena soustředně uvnitř uzavíracích prstenců a mohou zabírat uvnitř do uzavíracího dílu nebo uzavírací lamely, nebo naopak vycházet z vnějšího okraje uzavíracího dílu. Jejich konce odvrácené od uzavíracího dílu jsou fixovány vzhledem k ventilovému sedlu a zachycovači a mohou být například upnuty mezi ventilovým sedlem a zachycovačem.

Provedení ventilu tohoto druhu je známé z britského patentového spisu č.18 478 z r.1911. Uzavírací díl je zde deska, jejíž soustředné prstence jsou vzájemně spojeny prostřednictvím v obvodovém směru vzájemně posunutými spojkami. Deska je vedena bez tření poddajně upraveným vnějším krajním prstencem desky, který je vyhnut proti zachycovači a vnějším

-2okrajem k tomuto zachycovací přiléhá. Tento pružný vodicí prstenec je vytvořen jako nestejné široký. Je v oblasti spojek navazujících na krajní vnější prstenec desky rozšířen a v odstupu od nich je zúžen, aby se zvýšila jeho poddajnost. Může proto dojít ke zlomům desky v oblasti zakřivení s relativně malým poloměrem v místě spojek.

Při otevřeném ventilu přiléhají prstence uzavírací desky v rovině k zachycovači, na nějž narážejí relativně tvrdě. Řízené médium dopadá přitom od ventilového sedla prakticky kolmo na uzavírací prstence a je dvakrát pravoúhle vychylováno, dříve než opouští průchozí štěrbiny zachycovače. Průchozí průřez ventilu je přitom závislý také na velikosti štěrbin v uzavírací desce. V důsledku existujících proudových podmínek vznikají víry a jevy zpětného zadržování média, které mohou působit přídavně k omezovanému průchozímu průřezu poměrně velký průchozí odpor pro médium proudící ventilem.

Z německého apisu DE-A1-35 07 831 je známá jiná konstrukce ventilu, u níž uzavírací díl sestává z pružícího jazýčku. Tento pružící jazýček ovládá průchozí otvor v desce ventilového sedla. Takové ventilové jazýčky jsou vytvarovány z listu z pružinové oceli, který probíhá zpravidla po celém povrchu desce ventilového sedla. Při tomto provedení není použit žádný zachycovač a také žádná jiná koncová narážka. Ta zabíhá při otevřeném ventilu v provedení jako sací ventil volně do válcového prostoru. V dráze proudění řízeného média však leží také poměrně široký těsnicí úsek a působí zpětné zadržování, víření a dvojité vychylování média. Průchozí odpor je proto u tohoto známého ventilu poměrně vysoký. Kromě toho jsou takové ventily, které mají v poměru k průřezu válce pouze malý průchozí profil pro ovládané médium, vhodné pouze pro malé a levné kompresory.

Vynález si klade za úkol známé ventily v úvodu popsa-3né konstrukce jednoduchým způsobem zlepšit tak, že průchozí průřez pro řízené médium je zvětšen a zlepší se proudové podmínky tak, že se sníží průchozí odpor média ventilem.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo vynálezem tím, že vodítka, která vnější spojkou probíhají nejprve dovnitř proti vnějšímu okraji uzavíracího dílu uzavírací lamely, přecházejí vždy v oblouku do nejméně jednoho prstencovitého úseku probíhajícího ve směru obvodu, který před místem záběru na uzavíracím dílu probíhá nejprve se zalomením směrem ven a který je dále veden v oblouku radiálně směrem dovnitř vnitřní spojkou ke vnějšímu okraji uzavíracího dílu, jehož radiální spojky jsou posunuty proti vnitřním spojkám vodítek zabírajících na uzavíracím dílu a také vzájemně opačným směrem, přičemž ve směru otevírání ventilu je k dispozici prostor pro vykývnutí uzavírací lamely bez koncového dorazu.

Toto řešení uzavírací lamely umožňuje ve spojení s chybějící koncovou zarážkou a volným prostorem pro vykyvovávání bez překážek přetváření uzavírací lamely při otevírání ventilu a pružné přizpůsobování odpovídajícím proudovým podmínkám. Z toho vyplývá, že přes jednoduchou konstrukci ventilu dochází k relativnímu zvětšení průchozího průřezu a ke zlepšení proudových podmínek, v důsledku čehož je zmenšen průchozí průřez ventilu pro řízené médium. Kromě toho se ventil podle vynálezu hodí v obzvláštní míře pro suchý chod.

Při otevírání ventilu podle vynálezu se přetvářejí nejen vodítka, ale také jednotlivé prstencové úseky uzavírací lamely včetně uzavíracího dílu, v důsledku čehož se průchozí štěrbiny mezi sousedními prstenci rozehnou. Volný průchozí profil štěrbin se tím zvětší. Kromě toho nezůstávají prstencové úseky uzavírací lamely při jejím ohýbání rovnoběžně s těsnicí plochou ventilového sedla. Přetvářejí se spíše do nakloněné polohy vzhledem ke směru proudění média,

-4takže toto médium se už nevychyluje ostře pravoúhle, ale klouže podél nakloněných prstencových ploch a alespoň částečně se vychyluje, aniž by docházelo k příliš velkému zpětného zadržování a tvorbě vírů.

Další výhodou je to, že jednotlivé průchozí štěrbiny mezi soustřednými prstenci uzavírací lamely leží při otevřeném ventilu nikoliv v rovině, ale v rovnoběžných rovinách nad nebo vedle sebe. Proudící médium je tím rozdělováno uvnitř ventilu pro větším prostoru, přičemž je vylučováno bezprostřední narážení proudů média před tím, než tyto proudy ventil opouštějí štěrbinami. Průchozí odpor, působící proti šizenému médiu při průchodu ventilem podle vynálezu, je proto ve srovnání se srovnatelnými známými provedeními značně zmenšen.

U ventilu podle vynálezu je možné, že v závislosti na stlačovaném médiu a provozních podmínkách dojde k tomu, že vodítka a také uzavírací lamela samotná jsou poměrně silně přetvářeny. Je proto účelné vodítka tvarovat jako odpovídajícím způsobem zesílená. Toho je možné v dalším provedení vynálezu dosáhnout tím, že průměr zakřivení oblouků, jimiž prstencové úseky vodítek přecházejí do vnější spojky a do vnitřní spojky, je větší, než je střední šířka prstencových úseků vodítek. Tím je zabráněno nebezpečí rozlomení v ohrožených oblastech zakřivení. Kromě toho mohou být prstencové úseky přibližně stejně široké po jejich celé délce, zejména také v oblasti oblouků navazujících na vnitřní a vnější spojky.

Podle dalšího znaku vynálezu se dosáhne vytvoření spojky přizpůsobené velkým namáháním tím, že na vnější spojky vodítek navazují vždy dva prstencové úseky, z nichž každý přechází s prstencovým úsekem vybíhajícím proti němu od příslušné vnější spojky do společné vnitřní spojky. Uzavírací díl uzavírací lamely, uspořádaný přes průchozí kanály

-5ventilového sedla, je tedy držen tak, že vybíhá z každého upevňovacího místa vodítek a je držen a veden dvěma vodítky, přičemž jsou nejen méně zatížena jednotlivá vodítka, ale je také zlepšováno vedení uzavírací lamely během zdvihového pohybu a je zabraňováno tlakovému pohybu. Prstencové úseky všech použitých vodítek mohou být při tomto provedení spojeny do uzavřeného prstence, který se vychyluje pro dosažení větších poloměrů zakřivení v oblasti vnitřních spojek smetem ven z kruhového tvaru. Prstencové úseky spojek mohou zakrývat také průchozí kanály ventilového sedla.

Jednoduché a přesto vysoce zatížítělně provedení ventilu podle vynálezu se dosáhne tím, že vodítka uzavírací lamely vycházejí ze dvou vzájemně diametrálně protilehlých vnějších spojek a končí dvěma vzájemně diametrálně protilehlými vnitřními spojkami, které jsou posunuty vůči vnějším spojkám o 90° ve směru obvodu. I když jsou použity pouze dvě spojky, je uzavírací lamela také potom bezvadně vedena na dvou diametrálně protilehlých místech, když z každé vnější spojky vychází vždy pouze vnitřní spojka.

Vynález se vztahuje také na kompresor s ventilem, který je vytvořen jako sací ventil a vyznačuje se tím, že vnější spojky vodítek jsou spojeny s uzavřeným upínacím prstencem, který je upnut mezi čelní stranou kompresorového válce a válcovou hlavou, přičemž uzavírací lamela se volně vykyvuje do kompresorového válce, ventilové sedlo je vytvořeno v sedlové desce rovněž upnuté mezi kompresorovým válcem a válcovou hlavou, a průchozí kanály pro tlakový ventil jsou uloženy v prostoru mezi upínacím prstencem a uzavíracím dílem uzavírací lamely. Jedná se přitom o jednoduché provedení sacího ventilu, jehož uzavírací lamela spolu s vodítky a s upínacím prstencem tvoří jeden strojní díl, který může být bez obzvláštních opatření upnut pouze mezi čelní stranou kompresoru a ventilové sedlové desce nebo válcovou hlavou. Průchozí kanály pro tlakový ventil jsou přitom umístěny

-6v oblasti štěrbin, ležících mezi vodítky a upínacím prstencem nebo vodítky a uzavíracím dílem, takže při uzavřeném sacím ventilu nejsou kryty. Tlakové ventily mají v podstatě známé, odpovídajícímu případu použiti přizpůsobené uspořádání .

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojený výkres, ve kterém znázorňují obr.l perspektivní pohled na část kompresoru, který je v axiálním směru částečně rozříznut a do něhož je zabudována ventilová souprava sestávající ze sacího ventilu a tlakového ventilu se sacím ventilem podle vynálezu, obr.2 půdorysný pohled na ventilovou soupravu , obr.3 řez rovinou III-III ventilovým sedlem podle obr.2, obr.4 půdorysný pohled na uzavírací lamelu sacího ventilu, obr.5 řez uzavírací lamelou, vedený rovinou V-V z obr.4 a obr.6 řez rovinou VI-VI z obr.4, přičemž na obr.5 a 6 jsou prstence uzavírací lamely a vodítka vyhnuty tak, jako je tomu u otevřeného ventilu, avšak v převýšené poloze, aby se lépe vyjádřila přetvoření uzavírací lamely.

Příklady provedení vynálezu

Kompresor znázorněný na obr.l sestává z válce 1 s pístem 2 a válcovou hlavou 3. Mezi válcem 1 a válcovou hlavou 2 jo umístěna ventilová souprava se sedlovou deskou 4, která je kromě toho upevněna přitahovacín šroubem 5 na válcové hlavě 3. Šrouby 6 jsou upevňovací šrouby válcové hlavy 3_ na válci 1 a procházejí také sedlovou deskou 4.

Sedlová deska 4 má středově uložený sací ventil 7 a tlakový ventil 8, který soustředně obklopuje sací ventil; Přes sací ventil 7 je ve válcové hlavě 2 upraven sací prostor 9, který je spojen s neznázorněným nasávacím otvorem, a přes tlakový ventil 8 je připojen tlakový prostor 10., jehož závitem opatřený tlakový přípoj 11 je veden směrem ven.

-7Válcová hlava 3 a sedlová deska 4 jsou kromě toho opatřeny vodním chlazením. Přípoj 12 chladicí vody ve válcové hlavě 3, opatřený závitem, vede k prostoru 13 na chladicí vodu ve válcové hlavě 3, který je spojen s prostorem 14 na chladicí vodu v sedlové desce 4. Tlakový ventil 8 je obklopován kanály 15 na chladicí vodu. Sací ventil je dále opatřen uzavírací lamelou 16, která není znázorněna v řezu.

Na obr.2 a 3 je znázorněno ventilové sedlo se sedlovou deskou 4.. V jeho ose se nachází závitovaný průchod 17 pro uložení přitahovacího šroubu 5. Ventilové £e</lo středově uloženého sacího ventilu 7 je opatřeny soustřednými průchozími kanály 18 uloženými na dvou dílčích kruzích, které jsou podle obr.3 kryty uzavíracími prstenci 19 uzavírací lamely 16. Tři použité tlakové ventily 8 mají průchozí kanál 20, který je řízen tlakovou lamelou 21, nad níž se nachází zachycovač 22 tlaku. Zachycovač 22 tlaku a tlaková lamela 21 jsou upevněny šroubem 23 na sedlové desce 4. Z obr.3 je dále patrný trubní kus 24., procházející sedlovou deskou, a sloužící pro středění uzavírací lamely 16.. Jak je možné odvodit z obr.2, jsou použity dva proti sobě ležící trubní kusy 24, jimiž také procházejí šrouby 6 válcové hlavy.

Uzavírací lamela 16 znázorněná na obr.4 sestává z upínacího prstence 25, na nějž navazují směrem dovnitř probíhající vodítka 26., která vedou k uzavíracímu dílu 27 umístěnému ve středu lamely. Ten sestává ze dvou soustředných uzavíracích prstenců 19 ze dvou soustředných uzavíracích prstenců 19., vzájemné spojených radiálními spojkami 29. Vodítka 26 probíhají nejprve vnější spojkou 30 radiálně směrem dovnitř, přičemž tato spojka se ve znázorněném příkladě provedení rozvětvuje a po oblouku 31 přechází do dvou prstencových úseků 32, probíhajících v navzájem opačných obvodových směrech. Tyto prstencové úseky 3 2 jsou v jejich dalším průběhu vedeny nejprve vedeny směrem ven se zalomením 33 a přecházejí potom se směrem dovnitř orientovaným zakři-8vením 34 s poměrně velkým poloměrem zakřivení do vnitřní spojky 35, která se napojuje na uzavírací díl 27. Mezi prstenci 19 uzavíracího dílu 27 jsou upraveny průchozí štěrbiny 36 a mezi vodítky 26 a uzavíracím dílem 27 jsou vybrány průchozí štěrbiny 36, které jsou v příkladě provedení širší, než průchozí štěrbiny 36. Další průchozí štěrbiny 38 se nachází mezi upínacím prstencem 25 a vodítky 26 uzavírací lamely 16.

Z obr.4 je patrné, že průměry zakřivení oblouků 31 ^a 34, jimiž prstencové úseky 32 vodítek 26 přecházejí do vnější spojky 30 a vnitřní spojky 3_5, jsou větší, než je střední šířka prstencových úseků 32 vodítek 26. Také je patrné, že prstencové úseky 32 vodítek 26 jsou po jejich celé délce, zejména v oblasti oblouků 34., 31 navazujících na vnitřní vnitřní a vnější spojky 35, 30 jsou alespoň přibližně stejně široké. Obě opatření slouží k tomu, aby se v rozsáhlé míře zabránilo nebezpečí rozlomení spojek také při větším ohnutí z roviny uzavírací lamely 16.

Oba prstencové úseky 32., které vycházejí z každé vnější spojky 30 v navzájem opačných směrech, vedou vždy k jiné vnitřní spojce .35, která je wzhledem ke vnější spojce v obvodové směru posunuta o 90°. V každé vnitřní spojce 35 se spojují dva v obvodovém směru proti sobě probíhající prstencové úseky 32.. Prstencové úseky 32 všech vytvořených vodítek 26 jsou tím spojeny do uzavřeného kruhu, který se v oblasti vnitřních spojek 35 vychyluje zalomeními 33 z kruhového tvaru. V příkladě provedení vycházejí vodítka 26 uzavírací lamely 16 ze dvou diametrálně protilehlých vnějších spojek 30 a končí ve dvou vnitřních spojkách 35, které leží rovněž vůči sobě diametrálně opačně a jsou proti vnějším spojkám posunuty v obvodovém směru o 90°. Upínací prstenec 25 vzájemně spojuje obě vnější spojky 30.

Z obr.l je patrné, že uzavírací lamela 16 podle

-9obr.4 je upnuta s jejím upínacím prstencem 25 mezi čelní stranou válce 1 a sedlovou deskou 4 ventilové soupravy. Uzavírací díl 27 uzavírací lamely 16 tam ovládá sací ventil 7. Uzavírací lamela 16 se může při otevírání sacího ventilu 7 vykyvovat při otevírání sacího ventilu 7. Obr.5 a 6 ukazují v axiálních středových řezech, jak je uzavírací lamela 16 při otevřeném sacím ventilu 2 přetvořena.

Z obr.5 je patrné, že ve vyhnutém stavu jsou prohnuta nejen vodítka 26., ale také prstence 19 uzavíracího dílu 27. Z obr.5 je patrné, že přitom průchozí štěrbiny 37 jsou rozehnuty tak, že jejich volných průchozí průřez je větší, než při uzavíracích dílech ležících v jedné rovině, jak ukazuje obr.4. Je také patrné, že prstence 19 uzavíracího dílu 27 neprobíhají rovnoběžně s upínací rovinou uzavírací lamely 16, ale jsou přetvořeny šikmo ke směru proudění média. Totéž je patrné také z obr.6. Tam je dále patrné, že průchozí štěrbiny 36 mezi oběma soustřednými prstenci 28 uzavíracího dílu 27 jsou rozehnuty a mají větší průchozí průřez. Vcelku má tak ventil podle vynálezu větší volný průchozí profil pro médium jím proudící, poskytuje pro toto médium lepší podmínky proudění a vyznačuje se proto vzhledem ke srovnatelným známým provedením značně zmenšeným průchozím odporem.

Claims (6)

1. Samočinný ventil, zejména kompresorový ventil nebo zpětný ventil, s ventilovým sedlem, obsahujícím průchozí kanály pro ovládané médium, přes než je pohyblivě uložena uzavírací lamela, sestávající z uzavíracího dílu se soustřednými prstenci, vzájemně spojenými radiálními spojkami a vedeného poddajnými vodítky, které jedním koncem zabírají do vnějšího okraje uzavíracího dílu a druhým koncem jsou mimo uzavírací díl fixovány relativně k ventilovému sedlu, vyznačený tím, že vodítka (26), která vnější spojkou (30) probíhají nejprve dovnitř proti vnějšímu okraji uzavíracího dílu (27) uzavírací lamely (16), přecházejí vždy v oblouku (31) do nejméně jednoho prstencovitého úseku (32) probíhajícího ve směru obvodu, který před místem záběru na uzavíracím dílu (27) probíhá nejprve se zalomením (33) směrem ven a který je dále veden v oblouku (34) radiálně směrem dovnitř vnitřní spojkou (35) ke vnějšímu okraji uzavíracího dílu (27), jehož radiální spojky (29) jsou posunuty proti vnitřním spojkám (35) vodítek (26) zabírajících na uzavíracím dílu (27) a také vzájemně opačným směrem, přičemž ve směru otevírání ventilu je k dispozici prostor pro vykývnutí uzavírací lamely (16) bez koncového dorazu.

2. Deskový ventil podle nároku 1 vyznačený tím, že poloměr zakřivení oblouků (31, 34), jimiž prstencové úseky (32) vodítek (26) přecházejí do vnější spojky (30) a do vnitřní spojky (35), je větší, než je střední šířka prstencových úseků (32) vodítek (26).

3. Deskový ventil podle nároku 1 nebo 2 vyznačený tím, že prstencové úseky (32) vodítek (26) jsou po celé délce, zejména také v oblasti oblouků (34, 31) napojujících se na vnitřní spojky (35) a vnější spojky (30), alespoň přibližně stejně široké.

-114. Deskový ventil podle kteréhokoli z nároků 1, 2 nebo 3 vyznačený tím, že na vnější spojky (30) vodítek (26) navazují vždy dva prstencové úseky (32), z nichž každý přechází s prstencovým úsekem (32) vybíhajícím proti němu od příslušné vnější spojky (30) do společné vnitřní spojky (35) .

5. Deskový ventil podle nároku 4 vyznačený tím, že prstencové úseky (32) všech použitých vodítek (26) jsou spojeny do uzavřeného prstence, který se v oblasti vnitřních spojek (35) vychyluje od kruhového tvaru směrem ven.

6. Deskový ventil podle kteréhokoli z nároků 1 až 5 vyznačený tím, že vodítka (26) uzavírací lamely (16) vycházejí ze dvou vzájemně diametrálně protilehlých vnějších spojek (30) a končí dvěma vzájemně diametrálně protilehlými vnitřními spojkami (35), které jsou posunuty vůči vnějším spojkám (30) o 90° ve směru obvodu.

7. Kompresor s ventilem podle kteréhokoli z nároků 1 až 6 jako sacím ventilem, vyznačený tím, že vnější spojky (30) vodítek (26) jsou spojeny s uzavřeným upínacím prstencem (25), který je upnut mezi čelní stranou kompresorového válce (1) a válcovou hlavou (3), přičemž uzavírací lamela (16) se volně vykyvuje do kompresorového válce (1), ventilové sedlo je vytvořeno v sedlové desce (4) rovněž upnuté mezi kompresorovým válcem (1) a válcovou hlavou (3), a průchozí kanály (20) pro tlakový ventil (8) jsou uloženy v prostoru mezi upínacím prstencem (25) a uzavíracím dílem (27) uzavírací lamely (16).