DD290240A5 - LAMELLEN VALVE FOR KAELTEMITTELHUBKOLBENVERDICHTER - Google Patents

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DD290240A5
DD290240A5 DD33512489A DD33512489A DD290240A5 DD 290240 A5 DD290240 A5 DD 290240A5 DD 33512489 A DD33512489 A DD 33512489A DD 33512489 A DD33512489 A DD 33512489A DD 290240 A5 DD290240 A5 DD 290240A5
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DD33512489A
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Ulrich Adolph
Bernd Koltermann
Eberhard Nicke
Klaus Kallee
Guenter Hammer
Helga Kriehme
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Veb Maschinen- Und Apparatebau Schkeuditz,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lamellenventil fuer Hubkolbenkaeltemittelverdichter, das darueber hinaus fuer alle anderen Verdichter verwendbar ist, die mit Lamellenventilen zumindest auf der Druckseite ausgestattet sind. Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Schadraumverhaeltnis des Verdichters zu reduzieren ohne dabei die Stroemungsverhaeltnisse zu verschlechtern. Die erfindungsgemaesze Loesung sieht vor, an der Druckventillamelle einen Kegel aus einem Werkstoff geringer Masse anzubringen, der in der Schlieszstellung des Ventils die Durchtrittsoeffnung fuer das Druckgas nahezu vollstaendig ausfuellt. Fig. 1{Hubkolbenkaeltemittelverdichter; Lamellenventil; Schadraumverhaeltnis; Druckventillamelle; Durchtrittsoeffnung; Druckgas; Ventilsitzplatte; Formstueck}The invention relates to a lamellae valve for reciprocating compressor compressor, which, moreover, can be used for all other compressors, which are equipped with finned valves at least on the pressure side. The object of the invention is to reduce the dead space ratio of the compressor without degrading the Stroemungsverhaeltnisse. The inventive solution provides to attach a cone made of a material of low mass to the pressure valve blade, which almost completely fills the passage opening for the compressed gas in the closing position of the valve. Fig. 1 {Hubkolbenkaeltemittelverdichter; Reed valve; Schadraumverhaeltnis; Pressure valve plate; Durchtrittsoeffnung; Compressed gas; Valve seat plate; push fitting}

Description

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe derart gelöst, daß an der Druckventillamelle ein kegeliges Formstück angebracht ist, das in der Schließstellung der Druckventillamelle die ebenfalls kegelige Durchtrittsöffnung für das Druckgas in der Ventilsitzplatte nahezu vollständig ausfüllt. Das kegelige Formstück liegt dabei nicht an den kegeligen Wandungen der Durchtrittsöffnungen an und nimmt damit keine Kräfte aus Differenzdruck und Ventilschlußschlag auf. Der Spalt zwischen kegeligem Formstück und Wandung wird derart auf den Kleinstwert minimiert, indem lediglich die erforderlichen Einflüsse aus unterschiedlichen Wärmedehnungen und aus den Fertigungstoleranzen berücksichtigt werden.According to the invention, the object is achieved in such a way that a conical shaped piece is attached to the pressure valve blade, which in the closed position of the pressure valve blade almost completely fills the likewise conical passage opening for the compressed gas in the valve seat plate. The tapered fitting does not rest against the conical walls of the openings and thus absorbs no forces from differential pressure and valve closing. The gap between the conical shaped piece and the wall is minimized to the smallest value by taking into account only the required influences from different thermal expansions and from the manufacturing tolerances.

Die Dicke des kegeligen Formstückes wird gleich der Dicke der Ventilsitzplatte gewählt.The thickness of the tapered fitting is chosen equal to the thickness of the valve seat plate.

Um das dynamische Verhalten der Druckventillamelle durch die Masse des kegeligen Formstückes nicht zu ungünstig zu beeinflussen, wird für das Formstück ein spezifisch leichter Werkstoff gewählt, der gleichzeitig bei ausreichender Festigkeit der Temperatur des Druckgases standhält, z.B. Leichtmetall oder Plaste.In order not to adversely affect the dynamic behavior of the pressure valve lamella by the mass of the tapered fitting, a specifically lightweight material is selected for the fitting, which at the same time with sufficient strength withstands the temperature of the pressurized gas, e.g. Alloy or plastic.

Zur Befestigung des kegeligen Formstückes an der Druckventillamelle wird diese zentrisch über der Mitte der Durchtrittsöffnung mit einer Bohrung versehen. Dadurch ist das Vernieten oder Verschrauben des Formstückes an der Lamelle möglich. Bei Verwendung eines spritzfähigen Plastwerkstoffes für das Formstück kann dieses auf beiden Seiten der Lamelle und durch die Bohrung einteilig angespritzt werden. Die Kegelwinkel des Formstückes und Durchtrittsöffnung in der Ventilsitzplatte stimmen überein und sind optimal so zu wählen, daß beim festgelegten maximalen Ventilhub der Spaltquerschnitt zwischen Formstück und Wandung mindestens gleich dem Hubspaltquerschnitt ist, der sich zwischen Ventilsitzplatte und Lamelle am größten Durchmesser der Durchtrittsöffnung ergibt.To attach the tapered fitting to the Druckventillamelle this is provided centrally above the center of the passage opening with a bore. As a result, the riveting or screwing of the fitting on the blade is possible. When using a sprayable plastic material for the fitting this can be injected integrally on both sides of the lamella and through the hole. The cone angle of the fitting and passage opening in the valve seat plate match and are optimally chosen so that at the specified maximum valve lift the gap cross-section between the fitting and the wall is at least equal to the Hubspaltquerschnitt that results between valve seat plate and lamella at the largest diameter of the passage opening.

Der Hubfänger ist mit einer Öffnung zu versehen, in die das Befestigungselement des kegeligen Formstückes hineingepaßt, so daß die freie Bewegung der Lamelle zwischen Ventilsitzplatte und Hubfänger gewährleistet ist. Außerdem ist der Hubfänger so zu gestalten, daß seine Krümmung im Bereich zwischen der durch die Einspannung gegebenen Biegekante und dem Beginn des größten Durchmessers der Durchtrittsöffnung in der Ventilsitzplatte liegt und der weitere Bereich sich tangential anschließend als ungekrümmter Abschnitt anschließt.The Hubfänger is provided with an opening into which the fastening element of the tapered fitting fitted, so that the free movement of the blade between the valve seat plate and Hubfänger is ensured. In addition, the Hubfänger is to be designed so that its curvature is in the range between the given by the clamping bending edge and the beginning of the largest diameter of the passage opening in the valve seat plate and the further area adjoins tangentially then as an unbroken section.

Die Saugventillamelle des Ventils kann in üblicher Weise I-, U- oder anderer geeigneter Form beibehalten werden, da die Durchtrittsöffnungen für das Sauggas in der Ventilsitzplatte nicht zum Schadraum des Verdichters beitragen. Der Kolben kann darüber hinaus in den von der oder den Saugventillamellen nichtüberdeckten Bereichen teilweise oder ganz um das Maß der Dicke der Saugventillamellen in üblicherweise erhöht werden, so daß der dadurch bedingte Schadraum ebenfalls reduziert wird.The Saugventillamelle the valve can be maintained in the usual way I-, U- or other suitable form, since the openings for the suction gas in the valve seat plate do not contribute to the dead space of the compressor. The piston can also be increased in the not covered by the or the Saugventillamellen areas partially or completely to the extent of the thickness of Saugventillamellen in usually, so that the consequent dead space is also reduced.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show

Fig. 1: ein Ventil mit geschlossener Saug- und Druckventillamelle im Längsschnitt der Seitenansicht, Fig. 2: ein Ventil mit geschlossener Saug- und geöffneter Druckventillamelle im Längsschnitt der Seitenaniiuht, Fig. 3: die Ansicht auf die Druckventillamelle mit dem kegeligen Formstück von der Zylinderseite aus.Fig. 1: a valve with a closed suction and pressure valve blade in longitudinal section of the side view, Fig. 2: a valve with closed suction and open Druckventillamelle in a longitudinal section of Seitenaniiuht, Fig. 3: the view of the Druckventillamelle with the conical shaped piece of the Cylinder side off.

Die Ansicht gemäß Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ventil, bestehend au? Ventilsitzplatte 1, Saugver.tillamelle 2 und Druckventillarmlle 3 mit dem kegeligen Formstück 4 und dem Hubfänger 5 für die Druckventillamelle. Unterhalb der Ventilsitzplatte 1 ist der Kolben 6 in seiner obersten Stellung (Totlage) mit der Erhöhung 7 entsprechend der Dicke der Saugventillamelle 2 in der Zylinderlaufbuchse 8 dargestellt. Die Wand 9 des Zylinderkopfes trennt Saugraum 12 und Druckraum 13 voneinander.The view of FIG. 1 shows a valve according to the invention, consisting of au? Valve seat plate 1, Saugver.tillamelle 2 and Druckventillarmlle 3 with the tapered fitting 4 and the Hubfänger 5 for the pressure valve lamella. Below the valve seat plate 1, the piston 6 is shown in its uppermost position (dead center) with the increase 7 corresponding to the thickness of Saugventillamelle 2 in the cylinder liner 8. The wall 9 of the cylinder head separates the suction chamber 12 and the pressure chamber 13 from each other.

Die Ansicht gemäß Fig. 2 zeigt das gleiche Ventil während der Ausschubphase des Kolbens 6 mit geöffneter Druckventillamelle 3, die dabei am Hubfänger 5 anliegt. Das Druckgas strömt im Spalt 10, der sich zwischen kegeligem Formstück 4 und kegeliger Durchtrittsöffnung in der Ventilsitzplatte 1 bildet, aus dem Zylinder 11 in den Druckraum 13.The view of FIG. 2 shows the same valve during the ejection phase of the piston 6 with opened pressure valve cam 3, which rests on the Hubfänger 5. The pressurized gas flows from the cylinder 11 into the pressure space 13 in the gap 10, which forms between the conical shaped piece 4 and the conical passage opening in the valve seat plate 1.

Die Fig. 3 zeigt die Druckventillamelle 3 in der Ansicht vom Zylinder 11 aus mit dem kegeligen Formstück 4.FIG. 3 shows the pressure valve lamella 3 in the view from the cylinder 11 with the conical shaped piece 4.

Claims (3)

1. Lamellenventil für Hubkolbenkältemittelverdichter, bestehend aus einer oder mehreren Saug- und Druckventillamellen und oiner gemeinsamen Ventilsitzplatte, gekennzeichnet dadurch, daß an der Druckventillamelle (3) ein kegeliges Formstück (4) angebracht ist, das in der Schließstellung der Druckventillamelle (3) die Durchtrittsöffnung für das Druckgas nahezu vollständig ausfüllt.1. vane valve for reciprocating refrigerant compressor, consisting of one or more suction and pressure valve lamellae and oiner common valve seat plate, characterized in that on the pressure valve lamella (3) a conical molding (4) is mounted, in the closed position of the pressure valve lamella (3) the passage opening for the compressed gas almost completely fills. 2. Lamellenventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das kegelige Formstück (4) aus einem Werkstoff geringer Masse, z. B. Leichtmetall oder hochvernetztem Plast, besteht.2. vane valve according to claim 1, characterized in that the conical shaped piece (4) made of a material of low mass, for. As light metal or highly cross-linked plastic exists. 3. Larnellenventil nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Hubfänger (5) zumindest im Bereich des kegeligen Formstückes (4) keine Krümmung aufweist.3. Larnellenventil according to claim 1 and 2, characterized in that the Hubfänger (5) at least in the region of the conical shaped piece (4) has no curvature. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung ist vorzugsweise anwendbar für Lamellenventile von Hubkolbenkältemittelverdichtern. Darüber hinaus ist die Erfindung geeignet für alle anderen Verdichterbauarten, bei denen Lamellenventile zumindest auf der Druckseite verwendet werden, z.B. Luftverdichter in Hubkolbenausführung oder Kältemittelverdichter in Rollkolbenausführung.The invention is preferably applicable to vane valves of reciprocating refrigerant compressors. Moreover, the invention is suitable for all other types of compressor in which fin valves are used at least on the pressure side, e.g. Air compressor in reciprocating design or refrigerant compressor in rotary piston design. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Es ist die übliche Ausführung der Lamellenventile für Hubkolbenkältemittelverdichter bekannt, bei denen Saug- und Drucklamelle auf einer gemeinsamen Ventilsitzplatte angeordnet sind. Diese Ausführung hat sich bewährt und hat zu energetisch und zuverlässigkeitsmäßig optimalen Ausführungen geführt. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß die Durchtrittsöffnung für das Druckgas in der Ventilsitzplatte den Schadraum des Verdichters vergrößert und deshalb besonders bei großen Druckverhältnissen, wie sie bei Kältemittelverdichtern für tiefe Verdampfungstemperaturen auftreten, eine schlechte Zylinderfüllung die Folge ist. Zur Minimierung dieses Nachteiles wird die Ventilsitzplatte möglichst dünn ausgeführt, was aber Probleme bei der Gewährleistung der erforderlichen Ebenheit bei der Herstellung und während des Betriebes mit sich bringt. Aus Festigkeitsgründen kann ohnehin eine bestimmte Mindestdicke der Ventilsitzplatte nicht unterschritten werden, so daß immer ein Restschadraumanteil verbleibt. Eine andere Möglichkeit zur Reduzierung des Schadraumanteiles des Druckventils besteht in der Verkleinerung des Sitz- und Hubspaltquerschnittes des Druckventils, wodurch erhöhte Druckverluste entstehen. Auch dabei verbleibt ein Restschadraumanteil. Eine weitergehende Reduzierung dieses Restschadraumanteiles wurde in speziellen Konstruktionen durch Gestaltung des Kolbenbodens in der Art erreicht, das Vorsprünge des Kolbens in die Druckgasdurchtrittsöffnungen hineinragen und damit in der Kolbentotlage den größten Teil deren Schadraumanteiles reduzieren. Diese Lösung ist jedoch aus technologischen Gründen auf Druckgasdurchtrittsöffnungen begrenzt, die konzentrisch zur Zylindermitte liegen. Außerdem ergibt sich dabei die Notwendigkeit, den Kolbenvorsprung in der Art kegelig zu gestalten, daß er sich zur Druckventillamelle hin verjüngt, wodurch im Ventilspalt, der für den Druckverlust des Ventils den größten Anteil hat, eine hohe Strömungsgeschwindigkeit und starke Strahlumlenkung auftritt. Der immer noch verbleibende Restschadraumanteil wird durch die unvermeidlichen Fertigungstoleranzen sowohl in radialer als auch axialer Richtung bestimmt, wobei der axiale Anteil wegen der langen Toleranzkette nicht unwesentlich beiträgt. Die wirksamste Reduzierung des Schadraumanteiles der Druckgasdurchtrittsöffnung wird mit dem sogenannten Discusventil > nach US-Patent Nr.4470774 erreicht, indem ein kegeliger Ventilteller in einer kegeligen Druckgasdurchtrittsbohrung derart formschlüssig sitzt, daß er die Abdichtung im geschlossenen Zustand übernimmt. Die Befederung erfolgt mit einer Schraubenfeder, die sich an einem speziellen Hubfänger abstützt, der gleichzeitig die Führungsfunktion für den Ventilteller übernimmt. Damit wird auch eine günstige Strömungsführung im geöffneten Zustand, d.h. eine energetisch vorteilhafte Gestaltung erreicht. Dem steht der Nachteil gegenüber, daß der Ventilteller sowohl die Beanspruchung aus dem Druckunterschied zwischen Druck- und Saugseite sowie aus dem Schlagvorgang beim Ventilschluß aufnehmen und deshalb aus einem hochwertigen, jedoch leichten Werkstoff bestehen muß. Außerdem muß druckseitig die bei kleinen und mittleren Verdichtern konstruktiv einfache Lamellenventilausführung verlassen werden.It is the usual design of the lamella valves for reciprocating refrigerant compressors known in which suction and pressure blades are arranged on a common valve seat plate. This design has proven itself and has led to energetic and reliability optimal designs. The disadvantage of this construction is that the passage opening for the compressed gas in the valve seat plate increases the dead space of the compressor and therefore, especially at high pressure conditions, as they occur in refrigerant compressors for low evaporation temperatures, poor cylinder filling is the result. To minimize this disadvantage, the valve seat plate is made as thin as possible, but this brings problems in ensuring the required flatness during manufacture and during operation with it. For reasons of strength anyway a certain minimum thickness of the valve seat plate can not be exceeded, so that always a residual amount of damage remains. Another possibility for reducing the dead space portion of the pressure valve is the reduction of the seat and Hubspaltquerschnittes the pressure valve, creating increased pressure losses. This also leaves a residual amount of damage. A further reduction of this residual charge proportion was achieved in special constructions by design of the piston crown in the manner that protrude projections of the piston in the compressed gas passage openings and thus reduce most of the dead space in the piston dead center. However, this solution is limited for technological reasons to compressed gas passage openings which are concentric with the cylinder center. In addition, this results in the need to make the piston projection in the manner conical, that it tapers towards Druckventillamelle, whereby in the valve gap, which has the largest share for the pressure loss of the valve, a high flow velocity and strong beam deflection occurs. The still remaining residual charge proportion is determined by the unavoidable manufacturing tolerances in both the radial and axial directions, the axial portion contributes not insignificantly because of the long tolerance chain. The most effective reduction of the dead space fraction of the compressed gas passage opening is achieved with the so-called Discus > according to US Patent No. 4470774 by a conical valve disk in a conical compressed gas passage bore sits in such a form-fitting manner that it takes over the seal in the closed state. The feathering takes place with a coil spring, which is supported on a special Hubfänger, which also assumes the leadership function for the valve disk. This also a favorable flow guidance in the open state, ie an energetically advantageous design is achieved. This is offset by the disadvantage that the valve disc record both the stress from the pressure difference between the pressure and suction side and from the impact process at the valve closing and therefore must consist of a high quality, but lightweight material. In addition, the pressure side of the small and medium-sized compressors must be left structurally simple Lamellenventilausführung. Ziel der ErfindungObject of the invention Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Lamellenventil für Hubkolbenkältemittelverdichter zu schaffen, das die vorteilhafte Lamellenausführung des Druckventils beibehält und gleichzeitig den Anteil des Schadraumes, der durch die Durchtrittsöffnung für das Druckgas in der Ventilsitzplatte gebildet wird, auf ein Minimum reduziert.The object of the invention is to provide a louvered valve for reciprocating refrigerant compressors, which maintains the advantageous blade design of the pressure valve and at the same time reduces the proportion of the dead space, which is formed by the passage opening for the compressed gas in the valve seat plate to a minimum. Wesen der ErfindungEssence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lamellenventil für Hubkolbenkältemittelverdichter so zu gestalten, daß die Vereinigung der Vorzüge der bekannten Lösungen in der Art erreicht wird, daß druckseitig ein minimaler Schadraum entsteht, wobei gleichzeitig ein materialökonomisches, fertigungstechnisches und energetisches Optimum erreicht werden kann.The invention has for its object to design a blade valve for reciprocating refrigerant compressor so that the combination of the advantages of the known solutions is achieved in such a way that the pressure side creates a minimal dead space, while a material-economical, manufacturing technology and energy optimum can be achieved.
DD33512489A 1989-12-01 1989-12-01 LAMELLEN VALVE FOR KAELTEMITTELHUBKOLBENVERDICHTER DD290240A5 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4226587A1 (en) * 1991-08-13 1993-02-18 Toyoda Automatic Loom Works Compressor discharge flap valve - has inclined stop which changes angle in region of valve flap attachment for progressive action
DE102006060866B4 (en) * 2006-12-22 2017-09-14 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr plate valve

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