DE10203579C2

DE10203579C2 - Gasansaugvorrichtung für Hubkolbenverdichter

Info

Publication number: DE10203579C2
Application number: DE2002103579
Authority: DE
Inventors: Hyeong Kook Lee; Hyung Jin Kim; Won Sik Oh; Hyuk Lee
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: JP2003120528A; US6666663B2; BR0200274B1; KR20030031335A; JP3740074B2; BR0200274A; ITMI20020085A0; CN1412438A; DE10203579A1; CN1187526C; ITMI20020085A1; KR100442379B1; US20030072657A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlgasverdichtungsvorrichtung für einen Hubkolbenverdichter und insbesondere eine Gasansaugvorrichtung für einen Hubkolbenverdichter, der in der Lage ist, die Verdichtungsleistung von Kühlgas und die Zuverlässigkeit von Komponenten zu verbessern.

Im allgemeinen ist ein Verdichter ein Gerät zum Verdichten von Fluid, wie beispielsweise Luft und Kühlgas. Der Verdichter umfaßt im allgemeinen eine Antriebseinheit, die in einem geschlossenen Behälter eingebaut ist, zum Erzeugen einer Antriebskraft und eine Verdichtungseinheit zum Ansaugen und Verdichten von Kühlgas durch Empfangen der Antriebskraft der zuvor erwähnten Antriebseinheit und wird je nach der Konstruktion der Verdichtungseinheit in einen Drehkolbenverdichter, Hubkolbenverdichter und einen Schneckenverdichter eingeteilt.

Unter diesen ist der Hubkolbenverdichter ein Verdichter, bei welchem eine Antriebskraft der Antriebseinheit auf den Kolben übertragen wird und der Kolben Kühlgas ansaugt und verdichtet, indem er eine lineare Auf- und Niederbewegung in einem Zylinder ausführt.

Aus DE 693 04 002 T2 sowie aus Drees, Heinrich: Kühlanlagen (15., bearb. Aufl. Berlin: Verlag Technik GmbH, 1992) Seite 140 Bild 5.2 sind eine Pumpe mit zum Teil hohlem Kolben bekannt, wobei durch diesen Kolben das zu verdichtende Medium angesaugt und über ein Saugventil, welches sich an der Spitze des Kolbens befindet, dem Verdichtungsraum zugeführt wird.

Fig. 1 und 2 stellen ein Ausführungsbeispiel der Verdichtungseinheit des Hubkolbenverdichters dar, und die Verdichtungseinheit des Hubkolbenverdichters umfaßt einen Zylinder 10, in dem ein Durchgangsloch 11, das einen Verdichtungsraum P innerhalb des Loches bildet, ausgebildet ist, einen Kolben, der in das Durchgangsloch 11 des Zylinders 10 eingefügt ist, welcher lineare Auf- und Niederbewegung ermöglicht, und eine Auslaßventilgruppe 30, die mit dem Endabschnitt des Zylinders 10 verbunden ist, um das Durchgangsloch 11 abzudecken.

Der Kolben 20 weist einen Kopfabschnitt 22 an einem Ende des Körperabschnitts 21 mit einer bestimmten Länge und einen Verbindungsabschnitt 23, der sich in einen bestimmten Bereich auf der anderen Seite des Körperabschnitts 21 erstreckt, auf. In dem Körperabschnitt 21 ist ein erster Gaskanal 24 mit einer bestimmten Tiefe in dem Körperabschnitt 21 ausgebildet, und in dem Kopfabschnitt ist ein zweiter Gaskanal 25 ausgebildet.

Der erste Gaskanal 24 besteht aus einem Loch, und der zweite Gaskanal 25 besteht aus einer Mehrzahl von Durchgangslöchern.

Ein Saugventil 40 zum Öffnen und Schließen des zweiten Gaskanals 25 ist in dem Kopfabschnitt 22 angeordnet, und der Verbindungsabschnitt 23 des Kolbens 20 ist mit der Antriebseinheit zum Erzeugen einer Antriebskraft verbunden.

Andererseits besteht das Saugventil 40 aus einer dünnen Platte in einer runden Form und weist einen Zerlegungsabschnitt 41 auf, der innerhalb des Ventils angeordnet ist. Das Saugventil ist durch den Zerlegungsabschnitt 41 in einen Befestigungsabschnitt 42 und einen Öffnungs- und Schließungsabschnitt 43 unterteilt.

Das Saugventil 40 ist fest verbunden mit dem Kopfabschnitt 22, der eine Befestigungsschraube 50 aufweist, die unter der Bedingung, daß das Ventil die Endfläche des Kopfabschnitts 23 des Kolbens 20 berührt, durch den Befestigungsabschnitt 42 durchstößt.

Die Auslaßventilgruppe 30 umfaßt auch eine Auslaßabdeckung 31, die verbunden ist, um den Endabschnitt des Zylinders 10 abzudecken, ein Auslaßventil 30, das in die Auslaßabdeckung 31 eingefügt ist, zum Öffnen und Schließen des Verdichtungsraums P, der durch das Durchgangsloch 11 und den Kolben 20 des Zylinders 10 ausgebildet ist, und eine Ventilfeder 33 zum elastischen Tragen des Auslaßventils 32.

Bei Betrieb der Verdichtungseinheit des zuvor erwähnten Hubkolbenverdichters wird zuerst eine Antriebskraft der Antriebseinheit auf den Kolben 20 übertragen, und der Kolben 20 führt eine lineare Auf- und Niederbewegung in dem Zylinder 10 aus.

Wie in Fig. 3 dargestellt, berührt das Auslaßventil 32 bei dem Vorgang, wenn der Kolben 20 sich in die Richtung eines unteren Totpunkts (a) bewegt, den Endabschnitt des Zylinders 10 durch den Druckunterschied und blockiert den Verdichtungsraum P. Gleichzeitig wird das Saugventil 40, das mit dem Kolben 20 verbunden ist, gebogen und öffnet den zweiten Gaskanal 25, um infolgedessen Kühlgas in den Verdichtungsraum P, der im Zylinder 10 ausgebildet ist, durch den ersten Gaskanal 24 und den zweiten Gaskanal 25 des Kolbens 20 zu saugen.

Wenn der Kolben 20 sich nach Erreichen des unteren Totpunkts (a) zu einem oberen Totpunkt (b) bewegt, wird das Saugventil 40 in den früheren Zustand zurückversetzt und der zweite Gaskanal 25 des Kolbens 20 wird geschlossen, um infolgedessen das Kühlgas zu verdichten, das in den Verdichtungsraum P gesaugt wird, der im Zylinder 10 ausgebildet ist. Wenn der Kolben 20 den oberen Totpunkt (b) erreicht, wird das Auslaßventil 32 geöffnet und das verdichtete Kühlgas wird entladen.

Wenn der zuvor erwähnte Vorgang kontinuierlich wiederholt wird, wird das Kühlgas verdichtet.

Da jedoch in der zuvor erwähnten Konstruktion das Saugventil 40, das als eine dünne Platte ausgebildet ist, durch die Befestigungsschraube 50 fest verbunden ist, wird der Kopfabschnitt der Befestigungsschraube 50 im Verdichtungsraum P in überstehender Form angeordnet, und demgemäß wird ein Totvolumen erzeugt, wodurch der Wirkungsgrad der Verdichtung abnimmt. Auch die Lagebestimmung des oberen Totpunkts (b) und des unteren Totpunkts (a) des Kolbens 20 ist schwierig, und demgemäß wird das Steuern eines Auf- und Niederbewegungshubes des Kolbens 20 schwierig.

Da das Saugventil 40, das als eine dünne Platte ausgebildet, durch die Befestigungsschraube 50 verbunden ist, ist die Gestaltung des zweiten Gaskanals 25 eingeschränkt. Falls nämlich der Strömungsquerschnitt des zweiten Gaskanals 25 groß ist, wird der Strömungsquerschnitt dort, wo das Kühlgas strömt, groß. Allerdings kann das Saugventil 40, das als eine dünne Platte ausgebildet ist, durch einen übermäßigen Saugdruck beim Biegen des Ventils beschädigt werden, und falls die Größe des Strömungsquerschnitts des zweiten Gaskanals 25 klein ist, kann der Strömungswiderstand des Kühlgases durch den kleinen Querschnitt zunehmen.

Da der Kolben 20 sich bei dem Vorgang, bei dem das Saugventil 40 wiederholt geöffnet und geschlossen wird, bewegt, wird zwischen dem Saugventil 40 und der Befestigungsschraube 50 eine Schleifdrehung erzeugt, und demgemäß kann die Verdichtungsleistung nicht gut erbracht werden, da der Kolben 20 vom zweiten Gaskanal 25 getrennt wird.

Da außerdem das Saugventil 40 gebogen und in seinen früheren Zustand zurückversetzt wurde, wird der zweite Gaskanal 25 geöffnet oder geschlossen, und demgemäß wird ein Ermüdungsanriß erzeugt und ein Schraubloch 44 wird zum Verbinden der Befestigungsschraube 50 am Biegeabschnitt des Saugventils 40 gebildet. Daher wurde die Konstruktionsfestigkeit vermindert.

Als eine Konstruktion zum Beseitigen des zuvor erwähnten Nachteils, wie in Fig. 4 dargestellt, wird ein Ausführungsbeispiel, bei welchem der Befestigungsabschnitt 42 des Saugventils 40 mit der Endfläche des Kopfabschnitts 22 des Kolbens 20 direkt durch Schweißen verbunden ist, offenbart.

Bei einer derartigen Konstruktion kann das Totvolumen verringert werden, und die Steuerung eines Hubs wird erleichtert, aber die Eigenart des Materials wird durch Wärmeumsatz durch die Schweißwärme zum Anschweißen des Saugventils 40 am Kopfabschnitt 22 des Kolbens 20 verändert. Wenn der Vorgang des Öffnens und Schließens des Saugventils 40 kontinuierlich ausgeführt wird, werden Risse durch Ermüdung erzeugt, die sich um den Schweißpunkt konzentrieren, wodurch die Zuverlässigkeit des Verdichters abnimmt.

Daher stellt die vorliegende Erfindung eine Gasansaugvorrichtung für einen Hubkolbenverdichter bereit, welche das Ansaugen von Kühlgas gleichmäßig machen und die Konstruktionsverbindungsfestigkeit erhöhen kann.

Eine andere Aufgabe ist auch die Bereitstellung einer Gasansaugvorrichtung für einen Hubkolbenverdichter, welche das Totvolumen eines Kühlgasverdichtungsraums auf ein Minimum herabsetzen und das Steuern eines Hubs erleichtern kann.

Um diese und andere Vorteile zu erreichen und gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie hierin verwirklicht und ausführlich beschrieben, wird hier eine Gasansaugvorrichtung für einen Hubkolbenverdichter bereitgestellt, die aufweist einen Kolben mit einem Gasströmungskanal, in dem Kühlgas strömt, wobei er in den Verdichtungsraum eingefügt ist, der in einem Zylinder ausgebildet ist, der lineare Auf- und Niederbewegung ermöglicht, ein Befestigungsmittel, das mit dem Kolben verbunden ist, ein Trägheitsventil, das einen Ventilkegelabschnitt umfaßt, der so ausgebildet ist, daß er einen Bereich, der größer ist als der Querschnitt des Gasströmungskanals, und eine bestimmte Dicke aufweist, zum Öffnen und Schließen des Gasströmungskanals, wobei er die Endfläche des Kolbens berührt oder davon getrennt wird, einen Ventilkörperabschnitt, der sich mit einem Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Gasströmungskanals in der Mitte der einen Seitenfläche des Ventilkegelabschnitts, erstreckt und in den Gasströmungskanal eingefügt ist, eine Mehrzahl von Führungselementen, die sich so erstrecken, daß sie eine bestimmte Länge auf der äußeren Umfangsfläche des Ventilkörperabschnitts aufweisen und die innere Umfangsfläche des Gasströmungskanals berühren, und ein Trägheitsventil, das zum Durchstoßen ausgebildet ist, so daß es eine bestimmte Breite und Länge im Ventilkörperabschnitt mit dem Befestigungsmittel eingefügt in das Ventil aufweist.

Die vorangehenden und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung besser ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.

Die beiliegenden Zeichnungen, welche miteingeschlossen werden, um ein besseres Verständnis der Erfindung bereitzustellen, und in diese Patentbeschreibung aufgenommen werden und ein Teil davon sind, veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung, um die Grundsätze der Erfindung zu erklären.

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine Querschnittansicht, die eine Verdichtungseinheit eines herkömmlichen Hubkolbenverdichters darstellt;

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht, die ein Ausführungsbeispiel einer Ventilverbindungskonstruktion des herkömmlichen Hubkolbenverdichters darstellt;

Fig. 3 eine Querschnittansicht, die einen Betriebszustand der Verdichtungseinheit des herkömmlichen Hubkolbenverdichters darstellt;

Fig. 4 eine Querschnittansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Ventilverbindungskonstruktion des herkömmlichen Hubkolbenverdichters darstellt;

Fig. 5 eine Querschnittansicht, die eine Verdichtungseinheit eines Hubkolbenverdichters darstellt, der eine Gasansaugvorrichtung für einen Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht, die ein Trägheitsventil darstellt, das die Gasansaugvorrichtung für den Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung bildet;

Fig. 7 eine Querschnittansicht, das ein Ausführungsbeispiel eines anderen Ventilkegelabschnitts des Trägheitsventils darstellt, das die Gasansaugvorrichtung für den Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung bildet;

Fig. 8 eine Querschnittansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel eines Befestigungsmittel, das die Gasansaugvorrichtung für den Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung bildet;

Fig. 9 eine Querschnittansicht, die ein anderes abgeändertes Beispiel eines Führungsfußes darstellt, der die Gasansaugvorrichtung für den Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung bildet;

Fig. 10 eine Querschnittansicht, die einen Betriebszustand der Verdichtungseinheit bei einem Ansaugvorgang des Verdichters mit der Gasansaugvorrichtung für einen Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und

Fig. 11 eine Querschnittansicht, die einen Betriebszustand der Verdichtungseinheit bei einem Verdichtungsvorgang des Verdichters mit der Gasansaugvorrichtung für einen Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

Es wird nunmehr ausführlich auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, von welchen in den beiliegenden Zeichnungen Beispiele veranschaulicht sind, Bezug genommen.

Bezugszeichen, welche dieselben wie die des Standes der Technik sind, bezeichnen dieselben Bezugszeichen, und die Beschreibung wird weggelassen.

Fig. 5 ist eine Querschnittansicht, die eine Verdichtungseinheit eines Hubkolbenverdichters mit einer Gasansaugvorrichtung für einen Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in Fig. 5 dargestellt, umfaßt die Verdichtungseinheit des Hubkolbenverdichters einen Zylinder 10, in dem ein Durchgangsloch 11, das einen Verdichtungsraum P innerhalb des Lochs bildet, ausgebildet ist, einen Kolben mit einem Gasströmungskanal, in dem Kühlgas strömt, wobei er in den Verdichtungsraum eingefügt ist, der in einem Zylinder ausgebildet ist, der lineare Auf- und Niederbewegung ermöglicht, eine Auslaßventilgruppe 30, die mit dem Endabschnitt des Zylinders 10 verbunden ist, um das Durchgangsloch 11 abzudecken, ein Befestigungsmittel 70, das mit dem Kolben verbunden ist, und ein Trägheitsventil 80, das in den Gasströmungskanal F beweglich so eingefügt ist, daß es eine eingeschränkte Bewegungsdistanz durch das Befestigungsmittel 70 aufweist, zum Öffnen und Schließen des Gasströmungskanals F unter Bewegung gemäß dem Druckunterschied und der Trägheit, die durch die lineare Auf- und Niederbewegung des Kolbens 60 erzeugt werden.

Hier hat der Kolben 60 eine bestimmte Länge, ein Gasströmungskanal F, der durchstößt und einen bestimmten Innendurchmesser aufweist, ist in der Mitte des Körperabschnitts 61 ausgebildet, der in einer ringförmigen Stangenform ausgebildet ist, und ein Verbindungsabschnitt 62, der sich entlang der Umfangsrichtung erstreckt und einen bestimmten Bereich aufweist, ist auf einer Seite des Körperabschnitts 61 ausgebildet.

Die Endfläche des Kolbenkörperabschnitts 61, der auf der gegenüberliegenden Seite des Verbindungsabschnitts 62 angeordnet ist, ist als eine flache Fläche ausgebildet, die eine Dichtungsfläche 63 bildet, und der Verbindungsabschnitt 62 ist mit Antriebseinheit zum Erzeugen einer Antriebskraft verbunden.

Das Befestigungsmittel 70 umfaßt ein Steckverbindungsloch 64, das auf einer Seite des Kolbens 60 zum Durchstoßen ausgebildet ist, um den Gasströmungskanal F des Kolbens 60 zu kreuzen, und einen Befestigungsstift 71, der durch Einfügen am Steckverbindungsloch 64 befestigt ist, zum Einschränken der Bewegungsdistanz des Trägheitsventils 80.

Der Befestigungsstift 71 umfaßt einen Steckabschnitt 71a, der einen bestimmten Außendurchmesser und Länge aufweist, und einen Kopfabschnitt 71b, der so ausgebildet ist, daß er eine bestimmte Länge und einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der des Steckabschnitts 71a auf einer Seite des Steckabschnitts 71a.

Es ist wünschenswert, daß das Steckverbindungsloch 64, das im Körperabschnitt 61 des Kolbens 60 ausgebildet ist, so ausgebildet ist, daß es einen verschiedenen Innendurchmesser aufweist, so daß der Befestigungsstift 71 eingefügt werden kann und ein gestufter Abschnitt 65 auf der äußeren Umfangsfläche des Kolbenkörperabschnitts 61 gebildet wird, wo das Steckverbindungsloch 64 ausgebildet ist, um die innere Umfangsfläche des Zylinders 10 nicht zu berühren, wenn er betätigt wird.

Wie in Fig. 6 dargestellt, umfaßt das Trägheitsventil 80 außerdem einen Ventilkegelabschnitt 81, der einen Bereich, der größer ist als der Querschnitt des Gasströmungskanals F, und eine bestimmte Dicke aufweist, zum Öffnen und Schließen des Gasströmungskanals F, wobei er die Endfläche des Kolbens 60 berührt oder davon getrennt wird, einen Ventilkörperabschnitt 82, der sich mit einem Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Gasströmungskanals F in der Mitte der einen Seitenfläche des Ventilkegelabschnitts 81, erstreckt und in den Gasströmungskanal F eingefügt ist, eine Mehrzahl von Führungsfüßen 83 und 84, die sich so erstrecken, daß sie eine bestimmte Länge auf der äußeren Umfangsfläche des Ventilkörperabschnitts 82 aufweisen und die innere Umfangsfläche des Gasströmungskanals F berühren, und ein Führungsloch 85, das mit einer bestimmten Breite und Länge zum Durchstoßen ausgebildet ist und in welches die Befestigungsmittel 70 eingefügt werden.

Die Führungsfüße 83 und 84 umfassen eine Mehrzahl von vorderen Führungsfüßen 83, die auf einer äußeren Umfangsfläche auf einer Seite des Ventilkörperabschnitts 82 in einem bestimmten Abstand ausgebildet sind, um auf der Seite des Ventilkegelabschnitts 81 angeordnet zu sein, und eine Mehrzahl von hinteren Führungsfüßen 84, die auf der anderen Seite des Führungsloches 85 mit einer bestimmten Distanz von den vorderen Führungsfüßen 83 ausgebildet sind.

Es ist wünschenswert, daß die vorderen Führungsfüße 83 so ausgebildet sind, daß sie den Abschnitt, der von der äußeren Umfangsoberfläche des Ventilkörperabschnitts 82 bis zur inneren Seitenfläche des Ventilkegelabschnitts 81 reicht, berühren, um die Konstruktionsfestigkeit zu erhöhen.

Die vorderen Führungsfüße 83 sind in einem bestimmten Abschnitt in der Umfangsrichtung des Ventilkörperabschnitts 82 radial ausgebildet und die hinteren Führungsfüße 84 sind in einem bestimmten Abstand in der Umfangsrichtung des Ventilkörperabschnitts 82 radial ausgebildet.

Es ist wünschenswert, daß die Anzahl der vorderen Führungsfüße 83 und der hinteren Führungsfüße 84 so gebildet ist, daß sie gleich ist, und die Richtung so gebildet ist, daß sie auf einer gleichen Linie in der Schaftrichtung des Ventilkörperabschnitts 82 angeordnet sind.

Die Endfläche der Führungsfüße 83 und 84, welche mit der inneren Umfangsfläche des Kolbens 60 in Berührung ist, ist außerdem in einer Quadratfläche ausgebildet.

Das Führungselement kann ferner eine Mehrzahl von mittleren Führungsfüßen, die auf der äußeren Umfangsfläche des Ventilkörperabschnitts 82 zwischen den vorderen Führungsfüßen 83 und den hinteren Führungsfüßen 84 entlang derselben Umfangsrichtung radial ausgebildet sind, umfassen.

Die mittleren Führungsfüße können jeweils auf derselben Linie entlang der Schaftrichtung des Ventilkörperabschnitts 82 angeordnet sein, wo die vorderen Führungsfüße 83 und die hinteren Führungsfüße 84 ausgebildet sind, und die mittleren Führungsfüße können auf einer versetzten Linie von der Schaftrichtung zur besseren Führung ausgebildet sein.

Andererseits ist im Trägheitsventil 80 die innere Fläche des Ventilkegelabschnitts 81 mit der Dichtungsfläche 63 des Kolbens 60 durch Berührung verbunden, da der lange Abschnitt 82 und die Führungsfüße 83 und 84 in den Gasströmungskanal F des Kolbens 60 eingefügt sind.

In diesem Moment werden die Führungsfüße 83 und 84 auf der inneren Umfangsfläche des Gasströmungskanals F durch Berührung getragen.

Unter der Voraussetzung, daß das Führungsloch 85 des Trägheitsventils 80 und das Steckverbindungsloch 64, das am Kolben 60 ausgebildet ist, verbunden werden, wird der Befestigungsstift 71, der das Befestigungselement 70 bildet, durch Durchstoßen eingefügt in und fest verbunden mit dem Steckverbindungsloch 64 des Kolbens 60 und dem Führungsloch 85 des Trägheitsventils 80.

Da der Befestigungsstift 71 in das Führungsloch 85 in dem Trägheitsventil 80 eingefügt ist, ist die Bewegungsdistanz durch den Befestigungsstift 71 eingeschränkt.

Andererseits ist, wie in Fig. 7 dargestellt, im anderen Ausführungsbeispiel der Dichtungskonstruktion zwischen dem Ventilkegelabschnitt 81 des Trägheitsventils 80 und der Endfläche des Kolbenkörperabschnitts 61 eine abgeschrägte Neigungskontaktfläche 66, die an der Endfläche des Kolbens 60 angeordnet ist, am Rand des Gasströmungskanals F ausgebildet und eine Neigungskontaktfläche 86, welche so ausgebildet ist, daß sie die obere Neigungskontaktfläche 66 berührt, ist am inneren Rand des Ventilkegelabschnitts 81 des Trägheitsventils 80 ausgebildet.

Wie in Fig. 8 dargestellt, umfaßt das andere Ausführungsbeispiel des Befestigungsmittels 70 außerdem ein Schraubverbindungsloch 67, das an einer Seite des Kolbens 60 zum Durchstoßen ausgebildet ist, um den Gasströmungskanal F des Kolbens 60 zu kreuzen, und eine Befestigungsschraube 72, die mit dem Schraubverbindungsloch 67 verbunden ist, zum Einschränken der Bewegungsdistanz des Trägheitsventils 80.

Andererseits sind, wie in Fig. 9 dargestellt, die Führungsfüße 83 und 84 in derselben Position und Form ausgebildet wie oben, aber die Füße können als umgeformte Führungsfüße 85 und 86 ausgebildet sein, wobei die Endflächen auf die innere Umfangsfläche des Kolbens 60 treffen und eine gekrümmte Fläche r bilden, um sich infolgedessen gleichmäßiger zu bewegen.

Die Führungsfüße sind außerdem an beiden Seiten des Ventilkörperabschnitts 82 ausgebildet, aber die Führungsfüße können so ausgebildet sein, daß sie mehr Führungsfüße im Mittelabschnitt des langen Abschnitts 82 aufweisen, um eine gleichmäßigere und zuverlässigere Bewegung auszuführen.

Die Auslaßventilgruppe 30 umfaßt eine Auslaßabdeckung 31, die verbunden ist, um das Durchgangsloch 11 des Zylinders abzudecken, ein Auslaßventil 32, das in die Auslaßabdeckung 31 eingefügt und durch das Durchgangsloch 11 und den Kolben 60 des Zylinders 10 ausgebildet ist, zum Öffnen und Schließen des Verdichtungsraumes P und eine Ventilfeder 33 zum elastischen Tragen des Auslaßventils 32.

Im Anschluß werden hierin die Funktionsweise und Wirkung der Gasansaugvorrichtung für den Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Zunächst wird der Betrieb der Verdichtungseinheit des Hubkolbenverdichters, wie folgt, ausgeführt. Wenn die Antriebskraft der Antriebseinheit auf den Kolben 60 übertragen wird und der Kolben 60 eine lineare Auf- und Niederbewegung innerhalb des Zylinders 10 ausführt, nämlich zwischen dem oberen Totpunkt (b) und dem unteren Totpunkt (a) des Verdichtungsraums P, führt das Trägheitsventil 80 lineare Auf- und Niederbewegung durch den Druckunterschied des Verdichtungsraums des Zylinders 10 und die Trägheit des Trägheitsventil 80 aus und öffnet und schließt den Gasströmungskanal F des Kolbens 60. Demgemäß wird Kühlgas in den Verdichtungsraum P des Zylinders 10 durch den Gasströmungskanal F des Kolbens 60 gesaugt und das Gas wird verdichtet und durch Ausführung des Öffnens und Schließens des Auslaßventils 32, welches eine Auslaßventilgruppe 30 bildet, entladen.

Wenn der Kolben 60, wie in Fig. 10 dargestellt, sich bei dem Vorgang zuerst zum unteren Totpunkt (a) bewegt unter der Voraussetzung, daß die innere Fläche des Ventilkegelabschnitts 81 des Trägheitsventils 80 und die Dichtungsfläche 63 des Kolbens 60 durch den Druckunterschied des inneren und äußeren Abschnitts des Verdichtungsraums P geöffnet werden und die Trägheit des Trägheitsventils 80 stoppen, wird das Trägheitsventil 80 durch den Befestigungsstift 71, welcher das Befestigungsmittel 70 ist, erfaßt und bewegt sich zum unteren Totpunkt (a) zusammen mit dem Kolben 60, und gleichzeitig strömt das Kühlgas durch den Gasströmungskanal F des Kolbens 60. Dann strömt das Gas durch den Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche des Ventilkörperabschnitts 82 des Trägheitsventils 80 und der inneren Wand des Gasströmungskanals F und wird durch den Abschnitt zwischen der inneren Fläche des Ventilkegelabschnitts 81 des Trägheitsventils 80 und der Dichtungsfläche 63 des Kolbens 60 in den Verdichtungsraum des Zylinders 20 gesaugt.

Wenn der Kolben 60, wie in Fig. 11 dargestellt, sich vom unteren Totpunkt (a) zum oberen Totpunkt (b) bewegt, bewegt sich durch die Trägheit des Trägheitsventils 80, den Druckunterschied und die Bewegung des Kolbens 60 der Befestigungsstift 71, welcher ein Befestigungsmittel 70 ist, entlang des Führungslochs 85 des Trägheitsventils 80 und trägt die innere Wand des Führungslochs 85. Die innere Fläche des Ventilkegelabschnitts 81 des Trägheitsventil 80 berührt die Dichtungsfläche 63 des Kolbens 60 und der Gasströmungskanal F des Kolbens 60 wird blockiert. Demgemäß wird das Kühlgas, das in den Verdichtungsraum P des Zylinders 10 gesaugt wurde, verdichtet, wenn der Kolben sich zum oberen Totpunkt (b) bewegt.

Wenn dann der Kolben 60 den oberen Totpunkt (b) erreicht, wird das Auslaßventil 32 geöffnet und das Kühlgas, das zum Verdichtungsraum P des Zylinders 10 gesaugt wurde, wird entladen.

Wenn der zuvor beschriebene Vorgang wiederholt wird, wird das Kühlgas angesaugt, verdichtet und entladen.

Wenn andererseits der Kolben 60 die lineare Auf- und Niederbewegung ausführt, kann das Trägheitsventil 80 bei dem Vorgang, bei dem das Trägheitsventil 80 lineare Auf- und Niederbewegung im Gasströmungskanal F des Kolbens 60 ausführt, da die Führungsfüße 83, 84, 85 und 86 des Trägheitsventils 80 mit der inneren Umfangsfläche des Gasströmungskanals F durch Berührung verbunden sind, sich gleichförmig bewegen, ohne sich schräg zu stellen, und Drehbewegung des Trägheitsventils 80 wird durch das Befestigungsmittel 70 eingeschränkt.

Da außerdem die Fläche des Ventilkegelabschnitts 81 des Trägheitsventils 80, das am Verdichtungsraum P des Zylinders 10 angeordnet ist, bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer flachen Form ausgebildet ist, wird das Totvolumen der Verdichtung P auf ein Minimum herabgesetzt und die Lagebestimmung des Hubs des Kolbens 60 wird leichter, wodurch die Hubsteuerung des Kolbens 60 erleichtert wird. Da nämlich in der vorliegenden Erfindung das Totvolumen, das durch den Kopfabschnitt der Befestigungsschraube 50 erzeugt wird, beim Verbinden der Befestigungsschraube 50 auf herkömmliche Weise ausgeschlossen wird, ist der Verdichtungsraum P verhältnismäßig größer und die Lagebestimmung des Hubs des Kolbens 60 ist leichter.

Da bei der vorliegenden Erfindung das Trägheitsventil 80 außerdem ein bestimmtes Volumen und Gewicht aufweist, wird die Konstruktionsfestigkeit erhöht und die Gestaltung des Querschnitts des Gaskanals 25, in dem das Kühlgas strömt, ist nicht eingeschränkt. Der Querschnitt des Gaskanals 25, in dem Kühlgas strömt, ist herkömmlicherweise nämlich gemäß der Festigkeit des Ansaugventils 40 gestaltet, wobei das Saugventil 40, das als eine dünne Platte ausgebildet ist, verwendet wird, und demgemäß ist die Gestaltung zur Vergrößerung des Querschnitts des Trägheitsventils 80 eingeschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch wird durch die Anwendung des Gaskanals 25 die Beschränkung in der Gestaltung des Gaskanals gemäß der Festigkeit des Saugventils 40 beseitigt.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung auch eine Öffnungszunahme des Trägheitsventils 80 durch das Befestigungsmittel 70 eingeschränkt ist, wird die Ansprechzuverlässigkeit des Trägheitsventils 80 ausgezeichnet und das Kühlgas kann gleichmäßig angesaugt werden und strömen.

Wie bereits erwähnt, kann die Gasansaugvorrichtung für den Hubkolbenverdichter das Totvolumen des Verdichtungsraums auf ein Minimum herabsetzen und den Hub leicht steuern. Das Kühlgas wird durch die ausgezeichnete Ansprechzuverlässigkeit des Ventils gleichmäßig angesaugt und strömt gleichmäßig, und die Verdichtungsleistung kann verbessert werden. Außerdem wird Beschädigung der Komponenten durch die Erhöhung der Konstruktionsfestigkeit eingeschränkt, um infolgedessen die Zuverlässigkeit des Verdichters zu verbessern.

Da die vorliegende Erfindung in mehreren Formen verwirklicht werden kann, ohne sich vom Geist oder wesentlichen Merkmalen davon zu entfernen, versteht es sich von selbst, daß die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele zwar nicht durch irgendwelche der Einzelheiten der vorstehenden Beschreibung eingeschränkt sind, sofern nicht anderweitig spezifiziert, aber im wesentlichen lieber innerhalb ihres Geistes und Rahmens, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert, konstruiert werden sollten und deshalb alle Änderungen und Modifikationen, die in die Grenzen der Ansprüche fallen, oder Entsprechungen solcher Grenzen daher beabsichtigt sind, um durch die angehängten Ansprüche mit eingeschlossen zu werden.

Claims

1. Gasansaugvorrichtung für einen Hubkolbenverdichter, dadurch gekennzeichnet,
dass die Gasansaugvorrichtung einen Kolben mit einem Gasströmungskanal, in dem Kühlgas strömt, umfasst, wobei er in den Verdichtungsraum eingefügt ist, der in einem Zylinder ausgebildet ist, der lineare Auf- und Niederbewegung ermöglicht;
dass die Gasansaugvorrichtung ein Befestigungsmittel umfasst, das mit dem Kolben verbunden ist;
dass die Gasansaugvorrichtung ein Trägheitsventil umfasst;
dass das Trägheitsventil einen Ventilkegelabschnitt umfasst, der so ausgebildet ist, dass er einen Bereich, der größer ist als der Querschnitt des Gasströmungskanals, und eine bestimmte Dicke aufweist, zum Öffnen und Schließen des Gasströmungskanals, wobei er die Endfläche des Kolbens berührt oder davon getrennt wird;
dass das Trägheitsventil einen Ventilkörperabschnitt umfasst, der sich mit einem Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Gasströmungskanals in der Mitte der einen Seitenfläche des Ventilkegelabschnitts, erstreckt und in den Gasströmungskanal eingefügt ist;
dass das Trägheitsventil eine Mehrzahl von Führungselementen umfasst, die sich so erstrecken, dass sie eine bestimmte Länge auf der äußeren Umfangsfläche des Ventilkörperabschnitts aufweisen und die innere Umfangsfläche des Gasströmungskanals berühren; und
dass das Trägheitsventil ein Führungsloch umfasst, das zum Durchstoßen ausgebildet ist, um eine bestimmte Breite und Länge aufzuweisen, in dem Ventilkörperabschnitt mit dem Befestigungsmittel, das in das Ventil eingefügt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben einen Körperabschnitt umfasst, der in einer ringförmigen Stangenform ausgebildet ist, eine bestimmte Länge aufweist und einen Gasströmungskanal aufweist, der einen bestimmten Innendurchmesser in der Mitte durchstößt;
dass der Kolben einen Verbindungsabschnitt umfasst, der sich entlang der Umfangsrichtung erstreckt und einen bestimmten Bereich auf einer Seite des Körpers aufweist; und
dass der Kolben ein Steckverbindungsloch umfasst, das zum Durchstoßen ausgebildet ist an einem Seitenabschnitt des Körperabschnitts, um mit dem Befestigungsmittel verbunden zu werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungselemente eine Mehrzahl von vorderen Führungsfüßen umfassen, die entlang derselben Umfangsrichtung auf der äußeren Umfangsfläche des Ventilkörperabschnitts ausgebildet sind, um an der Ventilkegelabschnittseite angeordnet zu werden; und
dass die Führungselemente eine Mehrzahl von hinteren Führungsfüßen umfassen, die auf einer äußeren Umfangsfläche des Ventilkörperabschnitts, der auf der Führungslochseite angeordnet ist, mit einem bestimmten Abstand von den vorderen Führungsfüßen ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen Führungsfüße so ausgebildet sind, dass sie die äußere Umfangsfläche des Ventilkörperabschnitts und die innere Seitenfläche des Ventilkegelabschnitts gleichzeitig berühren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente ferner eine Mehrzahl von mittleren Führungsfüßen umfassen, die auf der äußeren Umfangsfläche des Ventilkörperabschnitts zwischen den vorderen Führungsfüßen und den hinteren Führungsfüßen entlang derselben Umfangsrichtung radial ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mittleren Führungsfüße jeweils auf derselben Linie entlang der Schaftrichtung des Ventilkörperabschnitts angeordnet sind, wo die vorderen Führungsfüße und die hinteren Führungsfüße ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mittleren Führungsfüße auf einer versetzten Linie von der Schaftrichtung des Ventilkörperabschnitts ausgebildet sind, wo die vorderen Führungsfüße und die hinteren Führungsfüße ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilform der äußeren Endfläche der Führungselemente einem Krümmungsradius der inneren Umfangsfläche des Gasströmungskanals, der im Kolben ausgebildet ist, entspricht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Befestigungsmittel ein Steckverbindungsloch umfasst, das auf einer Seite des Kolbens zum Durchstoßen ausgebildet ist, um den Gasströmungskanal des Kolbens zu kreuzen; und
dass das Befestigungsmittel einen Befestigungsstift umfasst, der in das Trägheitsventil durch Durchstoßen eingefügt ist und im Steckverbindungsloch durch Einfügen befestigt ist, zum Hemmen der Bewegungsdistanz des Trägheitsventils.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Befestigungsmittel ein Schraubverbindungsloch umfasst, das auf einer Seite des Kolbens zum Durchstoßen ausgebildet ist, um den Gasströmungskanal des Kolbens zu kreuzen; und
dass das Befestigungsmittel eine Befestigungsschraube umfasst, die in das Trägheitsventil durch Durchstoßen eingefügt ist und mit dem Schraubverbindungsloch verbunden ist, zum Hemmen der Bewegungsdistanz des Trägheitsventils.