DE102004037831A1 - Valve arrangement, in particular compressor valve for compressed air systems - Google Patents

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Abstract

Ventilanordnung, die als eigenständiges mechanisches Bauteil in Verbindung mit einem einen Hubkolben oszillierend antreibenden Mechanismus als Kompressor eines Arbeitsmediums einsetzbar ist.Valve arrangement which can be used as a separate mechanical component in conjunction with a reciprocating piston driving mechanism as a compressor of a working medium.

Description

Fast alle Branchen der produzierenden oder weiterverarbeitenden Gewerbe setzen Druckluft für die verschiedensten Anwendungen ein.Nearly all branches of the manufacturing or processing industries put compressed air for the various applications.

Druckluft ist eine Energieform, die ein sehr breites Spektrum möglicher Anwendungen bietet und dabei Geschwindigkeit, Kraft, Präzision und gefahrloses Handling miteinander verbindet. Die Kombination dieser Eigenschaften machen Druckluft in vielen Einsatzfällen unersetzbar.compressed air is an energy form that has a very broad spectrum of potential Offers applications while maintaining speed, power, precision and safe handling connects. The combination of these Properties make compressed air irreplaceable in many applications.

Besonders interessant sind die Anwendungsfälle für die Druckluft-Technik, bei denen sie in Konkurrenz zu anderen Energieformen wie dem elektrischen Strom oder der Hydraulik steht. Die verhältnismäßig hohen Kosten zur Erzeugung von Druckluft sind hierbei immer mit Faktoren wie der Arbeitsgeschwindigkeit, der Zuverlässigkeit und dem Wartungsaufwand in eine präzise Kosten-Nutzen-Analyse mit einzubeziehen. Dabei ist zu beachten, dass der Stand der Technik zugrunde gelegt wird.Especially interesting are the use cases for the Compressed air technology, in which they compete with other forms of energy like the electric current or the hydraulic system. The relatively high Costs for the production of compressed air here are always with factors such as working speed, reliability and maintenance in a precise Include cost-benefit analysis. It should be noted, that the prior art is based.

Druckluftanwendungen haben sich in den letzten Jahren hinsichtlich der Effizienz im Umgang mit der Primärenergie enorm weiterentwickelt.Compressed air applications Over the past few years, they have become more efficient in dealing with the primary energy enormously developed.

Druckluft ausschließlich mit altmodischen Anwendungen gleichzusetzen, entspricht nicht dem Stand der Technik. So ist zum Beispiel das Reinigen von Werkbänken durch abblasen mit Druckluft nicht mehr zeitgemäß. Wenn Druckluft dennoch auch hierfür eingesetzt werden soll, so empfiehlt sich der Einsatz optimierter Düsen, die bei minimalem Luftverbrauch eine maximale Reinigungswirkung erzielen.compressed air exclusively equate with old-fashioned applications, does not match the state of the technique. For example, the cleaning of workbenches by blow off with compressed air no longer up to date. If compressed air, too therefor should be used, so the use of optimized nozzles, with minimum air consumption, a maximum cleaning effect achieve.

Der Einsatz von Druckluft weist eine Vielzahl von Anwendungsgebieten auf.Of the Use of compressed air has a variety of applications on.

Von Aktivluft ist zum Beispiel die Rede, wenn Druckluft als Transportmedium benutzt wird. Aktuelle Anwendungsbeispiele sind der Schüttguttransport, das Hin- und Herschießen von Schiffchen bei Webmaschinen, Einsatz bei der Luftlagerung oder der jüngst wieder entdeckten Rohrpost.From Active air is for example the speech, if compressed air as a transport medium is used. Current application examples are the bulk material transport, the Shoot and shoot of boats in weaving machines, use in air storage or the youngest rediscovered pneumatic tube.

Am Beispiel der Luftlagerung lassen sich sehr schön einige Vorteile der Druckluft aufzeigen. Laserkanonen zum Anvisieren von Geosatelliten zum Beispiel müssen exakt ausgerichtet und automatisch nachgeführt werden. Um die nötige Präzision von 1/3600 Grad zu erreichen, ist das optische System luftgelagert. Die Luftlager lassen völlig ruckfreie und stufenlose Teleskopbewegungen zu, sorgen für hohe Messgenauigkeit und schützen vor Vibrationen. Ohne Druckluft wären solche modernen Verfahren zur Erdvermessung kaum realisierbar.At the Example of air storage can be very nice some advantages of compressed air show. Laser cannons for sighting geosatellites, for example have to accurately aligned and tracked automatically. To get the necessary precision from To reach 1/3600 degrees, the optical system is air-bearing. The air bearings let completely jerk-free and stepless telescopic movements, ensure high measuring accuracy and protect against vibrations. Without compressed air would be such modern methods hardly feasible for earth surveying.

Ist die Druckluft direkt als Prozessmedium in bestimmte Verfahren eingebunden, spricht man von Prozessluft. Gängige Anwendungsbereiche sind Trocknungsprozesse, die Belüftung von Klärbecken oder Gärluft für Fermentationsprozesse.is the compressed air is directly integrated as process medium in certain processes, one speaks of process air. common Areas of application are drying processes, the ventilation of Clarifier or Gärluft for fermentation processes.

Eng verwandt mit der Druckluft ist die industrielle Vakuumtechnik. Verschiedene Anwendungsfälle können mit Druckluft oder Vakuum abgedeckt werden. Mit industriellem Vakuum kann man verpacken, trocknen, spannen, saugen, anheben, positionieren und vieles mehr. Immer mehr Branchen erkennen die Vorteile von Vakuumapplikationen.Closely Related to the compressed air is the industrial vacuum technology. Various use cases can be covered with compressed air or vacuum. With industrial vacuum you can pack, dry, stretch, suck, lift, position and much more. More and more industries are recognizing the benefits of vacuum applications.

Beispielhaft sei die Elektronik- Industrie genannt, wo es in der Produktion auf absolute Präzision bei größtem Output ankommt. Im Sinne einer „clean production" sorgen äußerst präzise, sehr kleine Vakuumpumpen unter Reinstraumbedingen für das exakte Handling von Platinen und ihre Bestückung mit Mikrochips. Die gleichmäßig geregelte Saugluft erfasst den Chip und platziert ihn genau an der richtigen Stelle auf der Leiterplatte.exemplary be called the electronics industry, where it is in production absolute precision greatest output arrives. In the sense of a "clean production" provide extremely precise, very small vacuum pumps under pure dream conditions for the exact handling of boards and their equipment with microchips. The evenly regulated Sucking air captures the chip and places it exactly at the right place Place on the circuit board.

Unterschiedliche Anwendungen benötigen unterschiedliche Drücke. In den seltensten Fällen ist es wirtschaftlich vertretbar, auf den höchsten benötigten Druck zu verdichten und anschließend den Druck wieder zu reduzieren Deshalb ist es nötig, die Druckbereiche zu kategorisieren und entsprechend geeignete Erzeugungssysteme einzusetzen.different Applications require different Pressures. In the most rare events It is economically justifiable to compress to the highest pressure required and subsequently to reduce the pressure again Therefore, it is necessary to categorize the pressure ranges and to use appropriate generation systems.

Der Bereich von Vakuum- und Gebläseanwendungen reicht vom Großvakuum bis in den Überdruckbereich von etwa 1 bar. Im Bereich des industriellen Vakuums besteht zwar die Möglichkeit dieses mittels Druckluft zu erzeugen, der Einsatz von speziellen Vakuumpumpen ist hier jedoch meist wirtschaftlicher.Of the Range of vacuum and blower applications ranges from the big vacuum into the overpressure area of about 1 bar. In the area of industrial vacuum, though the possibility to produce this by means of compressed air, the use of special However, vacuum pumps are usually more economical here.

Im Bereich von 2 bis 2,5 bar spricht man von Niederdruckanwendungen. Meistens werden hier rotierende Verdrängerkompressoren zur Erzeugung eingesetzt, für extrem große Mengen, Turbokompressoren.in the Range of 2 to 2.5 bar one speaks of low pressure applications. Mostly rotary positive displacement compressors are used for the production, for extreme size Quantities, turbo compressors.

Für Standarddruck-Anwendungen, die über ein 7 bar-Netz gespeist werden, steht eine breite Palette an Kompressoren zur Verfügung. Die Anforderungen an die Luftmenge und die Luftqualität bestimmen hier, welche Kompressoren in welcher Kombination am wirtschaftlichsten arbeiten.For standard printing applications, the over one 7 bar network, there is a wide range of compressors to disposal. Determine the requirements for air volume and air quality Here, which compressors in which combination is the most economical work.

Wenn es um den zwei- und dreistelligen bar-Bereich geht, kommen oszillierende Verdrängerkompressoren wie Kolben oder Membrankompressoren zum Einsatz. Bei großen Luftmengen können sich auch Radial-Turbokompressoren rechnen. Jeder Druckluftverbraucher benötigt einen bestimmten Betriebsdruck, um die optimale Leistung abgeben zu können. Bei Werkzeugen, die zum Beispiel nur mit 5 bar statt der benötigten 6 bar angetrieben werden, geht die Lastdrehzahl bereits um 25 % zurück, obwohl die Leerlaufdrehzahl nur um 5 % abnimmt. Deshalb ist es unabdingbar, regelmäßig zu kontrollieren, ob der benötigte Betriebsdruck auch zur Verfügung steht, und zwar bei voller Auslastung. Druckverluste durch nicht ausreichende Leitungsquerschnitte oder Flaschenhälse können nur bemerkt werden, wenn die Druckluft auch fließt. Überhöhte Betriebsdrücke bringen keinen Leistungsgewinn. Sie erhöhen nur den Druckluft-Verbrauch und den Verschleiß an den Geräten.When it comes to the two- and three-digit bar range, oscillating positive displacement compressors such as pistons or diaphragm compressors are used. For large quantities of air, radial turbochargers can also be expected. Every compressed air consumer needs a certain operating pressure to deliver the optimum performance can. For example, with tools that are powered by only 5 bar instead of the required 6 bar, the load speed already drops by 25%, although the idle speed only decreases by 5%. It is therefore essential to check regularly whether the required operating pressure is available at full capacity. Pressure losses due to insufficient pipe cross-sections or bottlenecks can only be noticed if the compressed air also flows. Excessive operating pressures bring no performance gain. They only increase the compressed air consumption and the wear on the devices.

Ähnlich stellt es sich bei unzureichend aufbereiteter Druckluft dar. Partikel, Feuchtigkeit und Öl setzten den Druckluftgeräten zu und erhöhen ihre Störanfälligkeit. Erhöhter Verschleiß und Leistungseinbußen sind noch vergleichbar geringe Probleme gegenüber einem Totalausfall, der ganze Produktionsausfälle nach sich ziehen kann. Aber auch wenn die Druckluftgeräte noch störungsfrei arbeiten, kann unzureichend konditionierte Druckluft Verunreinigungen in Prozesse tragen, die zum Verlust ganzer Produktionschargen führen können.Similar poses it is in insufficient recycled compressed air. Particles, Moisture and oil put the compressed air devices to and increase their susceptibility to interference. increased Wear and tear performance degradation are still comparable minor problems against a total failure, the whole production losses can cause. But even if the compressed air devices still trouble-free working, insufficiently conditioned compressed air can contaminate into processes that can lead to the loss of entire production batches.

Neben diesen Aspekten bei dem Einsatz von Druckluft, sind die vorhandenen Energiesparmöglichkeiten und Kostensenkungspotenziale vielen Unternehmen nach wie vor nicht hinreichend bekannt.Next these aspects of the use of compressed air, are the existing ones Energy saving options and cost reduction potential for many companies still not well known.

Allein in Deutschland verbrauchen die rund 60.000 installierten Anlagen jedes Jahr Strom im Gesamtwert von ca. 840 Millionen Euro. Diese 14 Milliarden kWh Strom entsprechen in etwa dem jährlichen Stromverbrauch der Deutschen Bahn. Würde die Druckluft effizienter erzeugt und genutzt werden, ließen sich im Durchschnitt ca. 30% dieser Energiekosten einsparen.Alone in Germany, the approximately 60,000 installed systems consume every year electricity with a total value of approx. 840 million euros. These 14 billion kWh of electricity is about the same as the annual one Electricity consumption of Deutsche Bahn. Would the compressed air more efficient generated and used, let save on average about 30% of these energy costs.

Diese Erkenntnisse hat zum Beispiel die Porsche AG bereits für sich umgesetzt. Der Sportwagenhersteller spart durch die Modernisierung seiner Druckluftanlage und die konsequente Umsetzung von Optimierungsmaßnahmen in der Erzeugung, Aufbereitung, Verteilung und Anwendung von Druckluft jährlich 483.000 kWh Strom und vermeidet so den Ausstoß von rund 280 Tonnen CO2.For example, Porsche AG has already implemented these findings for itself. The sports car manufacturer saves 483,000 kWh of electricity a year through the modernization of its compressed air system and the consistent implementation of optimization measures in the generation, processing, distribution and application of compressed air, thus avoiding the emission of around 280 tonnes of CO 2 .

Zusätzlich besteht das Bestreben die bestehenden Anlagen entsprechend der technischen Entwicklung zum Beispiel hinsichtlich des Wirkungsgrades und der Zuverlässigkeit zu verbessern.In addition exists the aim of the existing facilities according to the technical Development, for example, in terms of efficiency and reliability to improve.

Ein wesentlicher Bestandteil bei den bestehenden Kompressoren sind hierbei die verwendeten Ventile. Diese sollten u.a. einen möglichst geringen Strömungswiderstand und eine möglichst hohe Druckstabilität aufweisenOne an integral part of the existing compressors are here the valves used. These should i.a. one possible low flow resistance and one possible high pressure stability exhibit

Ein bestimmtes Bauartprinzip für ein derartiges Ventil ist schon unter der Nummer 283656 aus dem Kaiserlichen Patentamt vom 21. Dezember 1912 bekannt.One specific design principle for Such a valve is already under the number 283656 from the Imperial Patent Office of 21 December 1912 known.

Dieses Ventil wird besonders für schnelllaufende Kompressoren verwendet und besteht aus Kugeln die als Ventilkörper wirken und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln über ihrer Führung frei liegen und unter dem Einfluss einer gemeinsamen federnden Platte stehen, die als Federteller für eine gemeinsame Belastungsfeder dient (einziger Patentanspruch).This Valve will be especially for used high-speed compressors and consists of balls the as a valve body act and is characterized by the fact that the bullets over their Leadership free lie and under the influence of a common resilient plate Stand as a spring plate for a common charge spring serves (single claim).

Aus der Vielzahl von neueren Vorschlägen auf diesem Gebiet wird hier auf ein aus der DE 201 02 448 U1 bekanntes Ventil verwiesen,From the variety of recent proposals in this field is here on a from the DE 201 02 448 U1 known valve directed,

Es handelt sich hierbei um ein Kompressorventil mit einem mit einer Vielzahl von Ventilöffnungen versehenen Ventilsitz und mit die Ventilöffnungen verschließenden Schließkörpern.It this is a compressor valve with one with a Variety of valve openings provided valve seat and with the valve openings closing closing bodies.

Als neu und erfinderisch wird hier bezeichnet, dass die Schließkörper durch Drähte, ein Netz oder Gitter gegen die Ventilöffnungen vorgespannt sind und in Position gehalten werden, wobei die Drähte, das Netz oder das Gitter auf den Schließkörpern aufliegen, aber keine feste Verbindung zu diesen aufweisen.When new and inventive is here called that the closing body through wires a net or grid is biased against the valve openings and be held in position with the wires, the net or the grid rest on the closing bodies, but have no firm connection to these.

In weiterer Ausgestaltung ist hier im Wesentlichen vorgesehen, dass die Ventilöffnungen angefaste Bohrungen und die Schließkörper Kugeln sind, sowie dass über den Drähten, dem Netz oder dem Gitter ein zusätzliches Sicherheitsnetz angeordnet ist.In Another embodiment is essentially provided here that the valve openings Chamfered holes and the closing body balls are, as well as that over the wires the grid or grid an additional Safety net is arranged.

Dieses Bauartprinzip ist, wie aus der Patentschrift des Kaiserlichen Patentamts zu erkennen ist, schon seit langem bekannt und enthält in der offenbarten Form keine Merkmale die einen sicheren und effizienten Betrieb gewährleisten.This Design principle is as in the patent of the Imperial Patent Office It has long been known and contains in the revealed no features that are safe and efficient Ensure operation.

So ist zum Beispiel durch das zusätzliche Sicherheitsnetz keine dauerhafte Lagerung der Schließkörper gewährleistet. Die Anordnung der Ventilöffnungen entspricht nicht den strömungstechnischen Anforderungen. Zudem stellt das hier offenbarte Bauteil lediglich den unmittelbaren Schließmechanismus eines Ventils dar. Die umgebende mechanische Halterung, ohne die dieses Bauteil nicht funktionsfähig ist, wird nicht gezeigt.So is for example through the extra Safety net no permanent storage of the closing body guaranteed. The arrangement of the valve openings does not correspond to the fluidic Conditions. In addition, the component disclosed here merely the immediate locking mechanism a valve. The surrounding mechanical support, without the this component is not functional is not shown.

Der Anmeldung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein betriebssicheres und effektiv wirkendes Ventil, insbesondere für Kompressoren zu schaffen.The application is therefore based on the object, a reliable and effective act to create the valve, especially for compressors.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil wird nicht nur eine besondere Form der Anordnung der jeweils in einer Fläche angeordneten Ventilöffnungen im Verbund mit den zugehörigen Schließkörpern gewählt, es wird zudem durch eine besondere Art der Anordnung der Ventilöffnungen erreicht, dass sich strömungstechnisch gesehen ein geringer Strömungswiderstand einstellt.at the valve according to the invention is not just a special form of arrangement of each in a surface arranged valve openings in Composite with the associated Closing bodies chosen, it is also due to a special way of arranging the valve openings achieved that fluidically seen a low flow resistance established.

Zudem wird durch die besondere Anordnung gleichzeitig mehrerer als Ventil wirkender mit Ventilöffnungen versehener Flächen erreicht, dass ein das Arbeitsmedium befördernder hin und hergehender Kolben in beiden Richtungen wirken kann.moreover is due to the special arrangement of several as a valve acting with valve openings provided surfaces achieved that a working medium conveyed reciprocating piston can act in both directions.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Ventil näher beschrieben:
Es zeigen im Einzelnen:The valve according to the invention is described in more detail below:
They show in detail:

1: die erfindungsgemäße Ventilanordnung in einer Betriebsstellung 1 : the valve arrangement according to the invention in an operating position

1a die erfindungsgemäße Ventilanordnung in einer anderen Betriebsstellung 1a the valve assembly according to the invention in another operating position

2: die erfindungsgemäße Ventilanordnung im detaillierten Schnitt 2 : The valve arrangement according to the invention in a detailed section

3: die Einzelheit C aus 2 3 : the detail C off 2

4: eine perspektivische Darstellung des Lochblechs (12) 4 : a perspective view of the perforated plate ( 12 )

5: eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Ventilanordnung 5 : A perspective view of the valve arrangement according to the invention

6: eine perspektivische Ansicht der Spannzange (13) 6 : a perspective view of the collet ( 13 )

In der 1 ist die erfindungsgemäße Ventilanordnung in einer Betriebsstellung gezeigt, bei der der Kolben (4), verbunden mit der Kolbenstange (6) am Zylinderdeckel (2) anliegt. Hierbei besteht die gesamte Ventilanordnung aus einem zylinderförmigen Bauteil das aus einem Zylinderring (1), aus einem so genannten Zylinderboden (3) und einem Zylinderdeckel (2) besteht. Die Bezeichnungen Zylinderboden (3), Zylinderdeckel (2), bzw. Zylinderring (1) dienen lediglich der Unterscheidung der beiden Deckflächen des zylinderförmigen Bauteils, sowie des flächenmäßig gekrümmten Zylindermantels.In the 1 the valve assembly according to the invention is shown in an operating position in which the piston ( 4 ), connected to the piston rod ( 6 ) on the cylinder cover ( 2 ) is present. In this case, the entire valve arrangement consists of a cylindrical component which consists of a cylindrical ring ( 1 ), from a so-called cylinder bottom ( 3 ) and a cylinder cover ( 2 ) consists. The terms cylinder bottom ( 3 ), Cylinder cover ( 2 ), or cylinder ring ( 1 ) serve only the distinction of the two top surfaces of the cylindrical member, as well as the area-wise curved cylinder jacket.

Der Zylinderboden (3), der Zylinderdeckel (2), als auch der Zylinderring (1) sind im Wesentlichen so aufgebaut, dass sie aus in einer Fläche angeordneten Ventilöffnungen in Verbindung mit den zugehörigen Schließkörpern bestehen. Im Fall des Zylinderbodens (3) und des Zylinderdeckels (2) sind die Flächen eben, im Fall des Zylinderrings ist die betreffende Fläche entsprechend dem Zylindermantel, bzw. dem Zylinderring, gekrümmt.The cylinder bottom ( 3 ), the cylinder cover ( 2 ), as well as the cylinder ring ( 1 ) are substantially constructed so that they consist of arranged in a surface valve openings in conjunction with the associated closing bodies. In the case of the cylinder bottom ( 3 ) and the cylinder cover ( 2 ), the surfaces are flat, in the case of the cylinder ring, the surface in question corresponding to the cylinder jacket, or the cylinder ring, curved.

Im Fall des Zylinderdeckels (2) ist in der, die Ventilöffnungen aufnehmende, Fläche in der Mitte eine Fläche zur Aufnahme der Lagerung der Kolbenstange (6) ausgespart. Diese Lagerung weist eine handelsübliche Dichtung auf. Vorzugsweise wird hierzu eine Dichtung verwendet, die eine Lagerung und eine Abdichtung in einer Bauform vereint.In the case of the cylinder cover ( 2 ) is in the, the valve openings receiving surface in the middle of a surface for receiving the mounting of the piston rod ( 6 ) left out. This storage has a commercial seal. Preferably, for this purpose, a seal is used, which combines a storage and a seal in a design.

Der Zylinderring (1) weist in der Mitte einen ringförmigen Bereich auf, der keine Ventilöffnungen enthält. Die Breite dieses Bereichs entspricht der Bauhöhe des Kolbens (4), der von der Kolbenstange (6) in der erfindungsgemäßen Ventilanordnung hin und her bewegt wird.The cylinder ring ( 1 ) has an annular area in the middle, which does not contain valve openings. The width of this area corresponds to the height of the piston ( 4 ) coming from the piston rod ( 6 ) is moved back and forth in the valve arrangement according to the invention.

Die Abdichtung des Kolbens (4) gegenüber der Innenwand der zylinderförmigen Ventilanordnung erfolgt über einen, in einer entsprechenden Nut eingefügten, Graphitring.The sealing of the piston ( 4 ) with respect to the inner wall of the cylindrical valve arrangement via a, inserted in a corresponding groove, graphite ring.

In der 1a ist die erfindungsgemäße Ventilanordnung in einer anderen Betriebsstellung des Kolbens (4) gezeigt.In the 1a is the valve arrangement according to the invention in another operating position of the piston ( 4 ).

Beide Betriebsstellungen zeigen extreme Positionen des Kolbens (4). Der in der Mitte verlaufende, von Ventilöffnungen freie, Streifen im Zylinderring ist in beiden 1 und 1a zu erkennen.Both operating positions show extreme positions of the piston ( 4 ). The running in the middle, free of valve openings, strips in the cylinder ring is in both 1 and 1a to recognize.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ist derart, dass, ausgehend von jeder der beiden beschriebenen Positionen bzw. Arbeitsstellungen des Kolbens (4), das Betriebsmedium, im einfachsten Fall Luft, komprimiert und im Bereich des Zylinderrings (1) ausgestoßen wird. Die jeweils, der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) gegenüberliegende, Zylinderfläche wird hierbei durch die betreffenden Schließkörper dicht verschlossen.The operation of the valve arrangement according to the invention is such that, starting from each of the two described positions or working positions of the piston (FIG. 4 ), the operating medium, in the simplest case air, compressed and in the region of the cylinder ring ( 1 ) is ejected. The respectively, the direction of movement of the piston ( 4 ) opposite, cylindrical surface is in this case sealed by the respective closing body.

Auf diese Weise wird erreicht, dass bei jeder Hubbewegung des Kolbens (4) die eingesetzte Energie zur Komprimierung des Arbeitsmediums verwendet wird.In this way it is achieved that with each stroke movement of the piston ( 4 ) the energy used to compress the working medium is used.

So wird im Fall der 1 durch die Bewegung des Kolbens (4) der Zylinderboden (3) verschlossen und die Ventile im Zylinderdeckel (2) werden geöffnet. Im Fall der 1a werden durch die folgende Bewegung des Kolbens (4) in die entgegen gesetzte Richtung die Ventile des Zylinderdeckels (2) geschlossen und die Ventile des Zylinderbodens (3) öffnen sich und gewähren der angesaugten Luft Zutritt.So in the case of 1 by the movement of the piston ( 4 ) the cylinder bottom ( 3 ) and the valves in the cylinder cover ( 2 ) will be opened. In the case of 1a be by the following movement of the piston ( 4 ) in the opposite direction, the valves of the cylinder cover ( 2 ) and the valves of the cylinder bottom ( 3 ) open and allow the intake air access.

Durch die gewählte Anordnung der Ventile in den entsprechenden Teilen des Zylinderrings (1) ist gewährleistet, dass die jeweiligen Bereiche des Zylinderrings den gewünschten Komprimierungsvorgang, bzw. Ansaugvorgang, unterstützen. So ist im Fall der 1 durch die Anordnung der Ventile im Zylinderring (1), die sich im Bereich des Zylinderdeckels (2) bis zur Mitte des Zylinderrings (1) befinden, gewährleistet, dass die aus dem Bereich des Zylinderdeckels (2) angesaugte Luft auch aus dem beschriebenen Bereich des Zylinderrings (1) einströmen kann.Due to the selected arrangement of the valves in the corresponding parts of the cylinder ring ( 1 ) ensures that the respective areas of the cylinder ring support the desired compression process, or suction. So in the case of 1 by the arrangement of the valves in the cylinder ring ( 1 ) located in the area of the cylinder cover ( 2 ) to the middle of the cylinder ring ( 1 ), ensures that the area of the cylinder cover ( 2 ) sucked air from the described region of the cylinder ring ( 1 ) can flow.

Im Fall der 1a ist ebenso gewährleistet, dass durch die Ventile im Zylinderring, die sich im Bereich des Zylinderbodens (3) bis zur Mitte des Zylinderrings (1) befinden, gewährleistet, dass die aus dem Bereich des Zylinderbodens (3) angesaugte Luft auch aus dem anderen Bereich des Zylinderrings (1) einströmen kann.In the case of 1a It is also ensured that the valves in the cylinder ring located in the area of the cylinder bottom ( 3 ) to the middle of the cylinder ring ( 1 ) ensures that the out of the area of the cylinder bottom ( 3 ) sucked air from the other area of the cylinder ring ( 1 ) can flow.

Die detaillierte Schnittzeichnung der 2 zeigt die erfindungsgemäße Halterung der Schließkörper, bzw. der hier verwendeten Ventilkugeln (9) Eine Halterung der Schließkörper allein durch Drähte, ein Netz oder ein Gitter, wie im Fall der DE 201 02 448 U1 beschrieben, gewährleistet keinen dauerhaften Betrieb. Das hier zum Einsatz kommende Maschengewebe, durch das die Kugeln gegen die Ventilöffnungen gedrückt werden. so dass sich diese nur bei einem entsprechenden Druck des Betriebsmediums, zum Beispiel der Luft, auf das Ventil aus den Ventilöffnungen lösen können, zeigt sich in der Praxis verbesserungswürdig. Es hat sich herausgestellt, dass das Lagerspiel der kugelförmigen Schießkörper zu gering ist.The detailed sectional drawing of the 2 shows the inventive holder of the closing body, or the valve balls used here ( 9 A holder of the closing body solely by wires, a net or a grid, as in the case of DE 201 02 448 U1 described, does not guarantee permanent operation. The mesh used here, through which the balls are pressed against the valve openings. so that they can only be released from the valve openings at a corresponding pressure of the operating medium, for example the air, on the valve, in practice is in need of improvement. It has been found that the bearing clearance of the spherical shooting body is too low.

Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, den Ventilkugelsitz (10) zurückversetzt anzuordnen und den Öffnungen der Ventilkugelsitze (10) jeweils ein Stahlnetz (8) vorzuspannen das ein Herausfallen der Ventilkugeln (9) verhindert.According to the invention, therefore, the valve ball seat ( 10 ) and the openings of the valve ball seats ( 10 ) each a steel net ( 8th ) to bias the falling out of the valve balls ( 9 ) prevented.

Im Falle des Zylinderdeckels (2) und des Zylinderbodens (3) ist dem Stahlnetz (8) ein besonderes Lochblech (12) vorgeschaltet. Die diesbezügliche Einzelheit C ist in (3) gesondert dargestellt.In the case of the cylinder cover ( 2 ) and the cylinder bottom ( 3 ) is the steel net ( 8th ) a special perforated plate ( 12 ) upstream. The related item C is in (3) shown separately.

In der (3) ist die Lage und die Ausgestaltung der Ventilkugelsitze (10) im Detail dargestellt. Als ein wesentliches Merkmal zum Erreichen der gewünschten Funktion ist hier herauszustellen, dass der Winkel unter dem der untere, die Kugel aufnehmende, Teil eines Ventilkugelsitzes (10) jeweils unter einem Winkel von 118 Grad angeschrägt ist. Dies entspricht bekanntlich dem Winkel unter dem spanabhebende Bohrer optimal angeschliffen werden. Bei diesem Bohrerwinkel ergibt sich ein Optimum zwischen guter Spanabhebung und Standzeit des Bohrers. Es hat sich gezeigt, dass ein solcherart konzipierter Ventilkugelsitz (10) nach einer geringen Betriebszeit gewährleistet, dass sich eine Ventilkugel (9) ihrem jeweiligen Ventilkugelsitz (10) optimal anpasst und sich ihre Abdichtung quasi selbst erschafft indem die vom Material her gesehen härtere Kugel sich in den Ventilkugelsitz (10) einarbeitet. Damit ist eine hohe Sicherheit der Abdichtung gewährleistet.In the (3) is the location and configuration of the valve ball seat ( 10 ) in detail. As an essential feature for achieving the desired function, it should be pointed out here that the angle below that of the lower, ball-receiving, part of a valve ball seat ( 10 ) is chamfered at an angle of 118 degrees. This is known to be optimally sanded the angle under the cutting drill. This drill angle results in an optimum between good chip removal and tool life. It has been found that a valve ball seat designed in this way ( 10 ) after a short period of operation ensures that a valve ball ( 9 ) their respective valve ball seat ( 10 ) optimally adapts itself and creates its own seal virtually by the seen from the material harder ball is in the valve ball seat ( 10 ) incorporated. This ensures a high degree of safety of the seal.

In 4 ist ein Lochblech (12) wie es im Bereich des Zylinderdeckels (2) und des Zylinderbodens (3) verwendet wird, in perspektivischer Darstellung gezeigt.In 4 is a perforated plate ( 12 ) as in the area of the cylinder cover ( 2 ) and the cylinder bottom ( 3 ) is used, shown in perspective.

Als besonderes Kennzeichen ist hier zu erkennen, dass die Durchmesser der Bohrungen der Löcher von der Mitte zum Rand hin zunehmen. Diese Maßnahme trägt der Tatsache Rechnung, dass am Rand der erfindungsgemäßen Ventilanordnung größere Luftgeschwindigkeiten auftreten und größere Luftmengen durchtreten als in der Mitte.When special characteristic is to recognize here that the diameters the holes of the holes increase from the middle to the edge. This measure takes account of the fact that at the edge of the valve arrangement according to the invention greater air speeds occur and larger amounts of air pass through as in the middle.

In 5 ist die erfindungsgemäße Ventilanordnung von außen in perspektivischer Ansicht dargestellt.In 5 the valve assembly according to the invention is shown from the outside in a perspective view.

Im Bereich des Zylindermantels wird das entsprechende Stahlnetz (11) in Verbindung mit dem Außengewebe über eine Spannzange (7) auf den Zylinderring (1) aufgespannt.In the area of the cylinder jacket, the corresponding steel net ( 11 ) in conjunction with the outer fabric via a collet ( 7 ) on the cylinder ring ( 1 ) spanned.

In 6 ist die Spannzange (7) in perspektivischer Ansicht gezeigt.In 6 is the collet chuck ( 7 ) is shown in perspective view.

Die erfindungsgemäße Ventilanordnung ist in jede Anlage einsetzbar, die die entsprechenden geometrischen Abmessungen und einen Antrieb für die Kolbenstange aufweist.The Valve arrangement according to the invention Can be used in any plant that has the appropriate geometric Dimensions and a drive for the Piston rod has.

Es ist ebenfalls möglich, den Kolben (4) nicht über eine Kolbenstange in oszillierende Bewegung zu versetzen, sondern über ein außerhalb der erfindungsgemäßen Ventilanordnung oszillierend umpolbares Magnetfeld.It is also possible to use the piston ( 4 ) do not set via a piston rod in oscillating motion, but via an outside of the valve assembly according to the invention oscillating umpolbares magnetic field.

Die Wahl der Herstellungsmaterialien müsst für diesen Fall angepasst werden.The Choice of manufacturing materials must be adjusted for this case.

11
Zylinderringcylinder ring
22
Zylinderdeckelcylinder cover
33
Zylinderbodencylinder base
44
Kolbenpiston
55
Graphitringgraphite ring
66
Kolbenstangepiston rod
77
Lochring (Spannzange)hole ring (Collet)
88th
StahlnetzStahlnetz
99
Ventilkugelvalve ball
1010
VentilkugelsitzValve ball seat
1111
StahlnetzStahlnetz
1212
Lochblechperforated sheet

Claims (9)

Ventilanordnung die als eigenständiges mechanisches Bauteil in Verbindung mit einem einen Hubkolben oszillierend antreibenden Mechanismus als Kompressor eines Arbeitsmediums dient, mit den folgenden Merkmalen: a) Der Hubkolben (4) bewegt sich in einem zylinderförmigen Gehäuse, b) Der Zylinderboden (3), der Zylinderdeckel (2) und der Zylindermantel des zylinderförmigen Gehäuses umfassen eine Vielzahl von Ventilsitzen (10) die jeweils über Schließkörper (9) verschließbar sind, c) Der Zustrom des Arbeitsmediums erfolgt wechselweise über den Zylinderboden (3) oder den Zylinderdeckel (2), wobei das komprimierte Arbeitsmedium aus der Mantelfläche ausgestoßen wird.Valve arrangement which serves as a separate mechanical component in conjunction with a reciprocating piston driving mechanism as a compressor of a working medium, having the following features: a) The reciprocating piston ( 4 ) moves in a cylindrical housing, b) The cylinder bottom ( 3 ), the cylinder cover ( 2 ) and the cylindrical shell of the cylindrical housing comprise a plurality of valve seats ( 10 ) in each case via closing bodies ( 9 ) can be closed, c) The inflow of the working medium takes place alternately over the cylinder bottom ( 3 ) or the cylinder cover ( 2 ), wherein the compressed working medium is ejected from the lateral surface. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsitze (10) und die Schließkörper (9) so gestaltet sind, dass die Schließkörper (9) in den Ventilsitzen (10) einen freien Bewegungsraum aufweisen.Valve arrangement according to claim 1, characterized in that the valve seats ( 10 ) and the closing bodies ( 9 ) are designed so that the closing body ( 9 ) in the valve seats ( 10 ) have a free movement space. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Schließkörper (9) in den Ventilsitzen (10) über ein darüber gespanntes Stahlnetz (8), bzw. (12) gesichert sind.Valve arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the closing body ( 9 ) in the valve seats ( 10 ) over an overstretched steel net ( 8th ), respectively. ( 12 ) are secured. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließkörper (9) in den Ventilsitzen (10) zusätzlich über ein, dem Stahlnetz vorgelagertes Lochblech (12) gesichert sind.Valve arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the closing body ( 9 ) in the valve seats ( 10 ) additionally via a perforated plate ( 12 ) are secured. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochblech (12) Bohrungen aufweist, deren Durchmesser von der Mitte des Lochblechs (12) nach außen zunimmt.Valve arrangement according to claim 4, characterized in that the perforated plate ( 12 ) Has bores whose diameter from the center of the perforated plate ( 12 ) increases to the outside. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsitze (10) als Ventilkugelsitze (10) und die Schließkörper (9) als Ventilkugeln (9) ausgebildet sind.Valve arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve seats ( 10 ) as valve ball seats ( 10 ) and the closing bodies ( 9 ) as valve balls ( 9 ) are formed. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ventilkugelsitz (10) am Grund einen Bohrerwinkel von 118 Grad aufweist.Valve arrangement according to claim 6, characterized in that each valve ball seat ( 10 ) at the bottom has a drill angle of 118 degrees. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das über den Zylinderring (1) gespannte Stahlnetz (11) über eine Spannzange (7) fixiert wird.Valve arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that via the cylinder ring ( 1 ) tensioned steel net ( 11 ) via a collet ( 7 ) is fixed. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolben (4) magnetisch bewegt wird.Valve arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lifting piston ( 4 ) is moved magnetically.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020005521A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Fisher Controls International Llc Valve trim apparatus for use with control valves

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE283656C (en) *
GB191216893A (en) * 1912-07-19 1913-07-03 John Wood Improvements in or relating to Automatic Valves.
GB270214A (en) * 1926-01-23 1927-04-25 Arthur Guy Enock Improvements in valve mechanism for air or gas, pumps or compressors
US4018247A (en) * 1975-02-28 1977-04-19 Carr Clifford H Springless ball valve for high speed compressors
US4221548A (en) * 1978-03-20 1980-09-09 Child Frank W Dual action solenoid pump
DE20102448U1 (en) 2001-02-13 2001-05-03 Giuliani Otmar Valve, especially compressor valve
US6655935B2 (en) * 2002-01-14 2003-12-02 Dresser-Rand Company Gas compressor comprising a double acting piston, an elongate chamber, multiple inlets mounted within heads on both sides of the chamber, and one central outlet

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020005521A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Fisher Controls International Llc Valve trim apparatus for use with control valves
US10883626B2 (en) 2018-06-28 2021-01-05 Fisher Controls International Llc Valve trim apparatus for use with control valves

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