DE1034438B - Ringplattenventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ringplattenventil, insbesondere für Pumpen, mit einer die in einer Ebene liegenden Sitzflächen aufweisenden Sitzplatte, einer Fängerplatte und wenigstens einer zwischen diesen spielenden Ventilplatte, wobei die Zu- und Abgangskanäle düsenförmig ausgebildet sind. Eine düsenförmige Ausbildung der Zu- und Abgangskanäle, welche darauf abzielt, die Durchflußwiderstände im Ventil zu verringern und damit dieLeistung des Ventils zu erhöhen, ist schon in den verschiedenartigsten Ausführungsformen bekanntgeworden. Bei allen bekannten Ringplattenventilen mit düsenf örmiger Gestalt der Zu- und Abgangskanäle liegt aber der engste Durchströmquerschnitt im Hubspalt, und gleich dahinter erweitert sich der Querschnitt. In der hinter dem Hubspalt, in welchem Strömungsstörungen praktisch unvermeidbar sind, liegenden Erweiterung treten nun Ablösungen des strömenden Mediums von den Wandungen der Kanäle und Wirbelbildungen auf, wodurch die Durchströmwiderstände erhöht werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung dieses Nachteils und die Schaffung eines Ringplattenventils mit einem möglichst geringen Strömungswiderstand und daher hoher Leistung. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der engste Durchströmquerschnitt hinter der Ventilplatte beim Eintritt in die Fängerplatte liegt, von wo aus die diffusorartige Erweiterung des Durchströmquerschnitts erfolgt. Durch die erfindungsgemäße Verlegung des engsten Durchströmquerschnittes hinter den Hubspalt werdenAblösungen des strömenden Mediums von den Kanalwänden und Wirbelbildungen im Medium vermieden und günstige Strömungsverhältnisse geschaffen. Es wird hierdurch ermöglicht, die Leistung der mit solchen Ventilen ausgestatteten Maschine zu erhöhen bzw. bei gleicher Leistung mit kleineren Ventilen auszukommen. Diese Vorteile wirken sich insbesondere bei Pumpen aus, da bei Flüssigkeiten die Widerstände von größerer Bedeutung sind als bei strömenden Gasen, jedoch können die Vorteile der Erfindung auch für Kompressorventile ausgenutzt werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß sich der Durchströmquerschnitt auch zwisehen dem Hubspalt und dem engsten Querschnitt im Fänger in Form einer Winkeldüse kontinuierlich weiter verengt.

Gemäß einem weiteren, sich im Sinne einer guten Strömungsführung auswirkenden Merkmal der Erfindung ist die zwischen Hubspalt und Fänger ausgebildete Winkeldüse einerseits vom abgerundeten Rand der Ventilplatte und andererseits durch eine zwischen den benachbarten Ventilsitzen zweier be-Ringplattenventil

Anmelder:

R. u. L. Schmidthuber Plattenventil-Bau,
Wien

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Müller-Börner,
Patentanwalt, Berlin-Dahlem, Podbielskiallee 68

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 6. Juni 1955

Ing. Robert Köhler, Wien,
ist als Erfinder genannt worden

nachbarter Ventilplattenringe angeordnete Ablenkrippen an der Sitzplatte gebildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an den Stellen der die Ringschlitze in der Fängerplatte zwischen zwei Ventilplattenringen unterbrechenden Stege Zylinderkörper, vorzugsweise Wälzlagerrollen, in die Sitzplatte eingesetzt, welche als Führungen für die einzeln ausgebildeten Ventilplattenringe dienen und das strömende Medium von den Stegen ablenken. Eine solche Ausbildung bietet wesentliche Vorteile, da einerseits die Strömungsbedingungen verbessert werden und andererseits eine gute Führung für die Ventilplattenringe geschaffen wird. Die Verwendung von Wälzlagerrollen ist hierbei deshalb besonders vorteilhaft, weil solche Rollen, welche in großen Serien hergestellt werden, im Handel billig erhältlich sind und infolge ihrer Oberflächenhärte gerade als Führunsgkörper besonders geeignet erscheinen. Die Unterteilung der Ventilplatte in einzeln voneinander getrennte Ringe weist einerseits strömungstechnische Vorteile auf und erleichtert andererseits die glatte Abrundung der Kanten, während im Gegensatz dazu die Abrundung der Kanten bei gestanzten, komplizierte Formen aufweisenden Ventilplatten mit Schwierigkeiten und Kosten verbunden ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels, welches einen Axialschnitt durch ein Ringplattenventil zeigt, schematisch erläutert.

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Die Zeichnung stellt ein Druckventil dar. Die Sitz- aus einem nichtmetallischen Werkstoff ausgebildet

platte ist mit 1 und die Fängerplatte mit 2 bezeichnet. und stärker bemessen als die üblichen stählernen

Dazwischen spielen die Ventilplatten 3 und 3', welche Ventilplatten, so daß ohne wesentliche Gewichts-

durch mehrere Federringe 4 gegen den Ventilsitz 5 erhöhung der Krümmungsradius der Abrundungen gedrückt werden. Die Ventilplatten 3, 3', sind hierbei 5 größer gewählt werden kann.

in angehobener Stellung, d. h. bei offenem Ventil dar- Die Führung der Ventilplattenringe 3, 3' erfolgt gestellt. Die Strömungsrichtung ist durch denPfeil A durch in Bohrungen der Sitzplatte 1 eingesetzte Zybezeichnet. Wenn dieses Ventil als Saugventil ver- linderkörper 17, an welchen der äußere Ventilplattenwendet wird, so wird es umgekehrt eingesetzt, wobei ring 3' mit seiner Innenseite und der innere Ventilauch der Schraubenbolzen 6 mit der Schrauben- io plattenring 3' mit seiner Außenseite geführt ist. Hiermutter 7, welche die Teile des Ventils zusammen- für werden Wälzlagerrollen verwendet, welche in ihrer halten, umgekehrt angeordnet sind. Oberflächenhärte den Beanspruchungen genügen und Das Medium strömt durch Ringschlitze 8 der Sitz- im Handel leicht und billig erhältlich sind. Die Ringplatte 1, wobei sich die Strömung an den Ventil- schlitze 10 in der Fängerplatte 2 sind durch radiale plattenringen 3 und 3' teilt. Von hier aus strömt das 15 Stege unterbrochen, welche den Außen- und Innenteil Medium durch die bei geöffnetem Ventil zwischen der Fängerplatte 2 miteinander verbinden. Die in die dem Ventilsitz 5 und den Ventilplatten 3, 3' ent- Sitzplatte 1 eingesetzten Walzen 17 korrespondieren stehenden Spalte 9 und durch Ringschlitze 10 in der mit diesen Stegen, so daß das Strömungsmedium Fängerplatte 2 nach außen. Die Anordnung ist nun so durch die glatten runden Walzen von diesen die getroffen, daß sich der Durchströmquerschnitt durch 20 Strömung störenden radialen Stegen in der Fängerdie Ringschlitze 8 in der Strömungsrichtung bis zum platte abgelenkt wird. Die Walzen 17 erfüllen somit Ventilsitz 5 verengt. Der Hub der Ventilplatten 3, 3' die zweifache Aufgabe der Führung und der Strö- und die Größen derselben sind so festgelegt, daß auch mungsablenkung. Die Übereinstimmung dieser Walzen hier noch eine weitere Verengung bis zur Stelle 11 17 mit den radialen Stegen in der Fängerplatte wird erfolgt, an welcher das Medium in die Ringschlitze 25 durch einen Stift 18, welcher die relative Lage zwi-10 der Fängerplatte 2 eintritt. Von hier aus erweitern sehen Sitzplatte 1 und Fängerplatte 2 bestimmt, gesich die Durchströmquerschnitte in den Ringschlitzen sichert.

10 der Fängerplatte 2 diffusorartig. Es ist Bedacht Die durch die Spalte 9 zwischen Ventilsitz 5 und darauf genommen, daß die Veränderungen der Durch- Ventilplatte 3 bzw. 3' austretenden Strömungen sollen Strömquerschnitte kontinuierlich und nicht stufen- 30 durch einen gemeinsamen Ringschlitz 10 in der weise erfolgen, und es sind alle vorspringenden und Fängerplatte 2 geleitet werden. Diese Strömungen einspringenden Kanten derart abgerundet, daß nach prallen bei den üblichen Konstruktionen gegen-Möglichkeit ein laminarer Strömungsverlauf erreicht einander, so daß an dieser Stelle beträchtliche Verwird. Die Kanten 12 der Ventilplatten 3, 3' und die luste durch Wirbelbildungen entstehen. Um nun solche einspringenden Kanten 13 in der Sitzplatte 1 sind ab- 35 Wirbelbildungen weitgehend auszuschalten, ist zwigerundet, und ihre Krümmungsmittelpunkte fallen sehen den benachbarten Ventilsitzen 5 zweier benachbei geöffnetem Ventil ungefähr zusammen, so daß barter Ventilplattenringe 3 bzw. 3'an der Sitzplatte 1 stufeiiartige Querschnittsänderungen beim Umströmen eine dem Strömungsverlauf angepaßte ringförmige der Ventilsitzkante vermieden werden. Sie sind um Ablenkrippe 16 vorgesehen, welche das strömende einen geringen Betrag gegeneinander derart versetzt, 40 Medium zu dem Ringschlitz 10 der Fängerplatte 2 daß sich eine kontinuierliche Verengung in der Strö- umlenkt. Die Schlitze 8 in der Sitzplatte 1 sind in mungsrichtung ergibt, welche jedoch in derZeichnung verschiedenen Radien angeordnet und weisen daher wegen ihrer Geringfügigkeit nicht sichtbar gemacht verschiedene Längen auf. Wenn die Breite dieser werden kann. Desgleichen ist auch an der Eintritts- Schlitze 8 gleich bemessen ist, so ergeben sich verstelle in die Sitzplatte 1 bei 14 eine Abrundung vor- 45 schiedene Durchströmquerschnitte für zwei benachgesehen, und es sind auch die Kanten. 15 beim Über- barte Schlitze 8. Es werden daher von den einander gang von den Ringschlitzen 8 zum Ventilsitz 5 ab- benachbarten Spalten 9 verschiedene Mengen des gerundet, so daß an allen Stellen scharfe Kanten Mediums zu dem gemeinsamen Ringschlitz 10 in der vermieden sind. Um weiter eine Wirbelbildung zu Fängerplatte 2 strömen. Um diesen verschiedenen vermeiden, sind Federringe 4 gewählt, deren Form 50 Mengen Rechnung zu tragen, ist die ringförmige Abder Form der Ventilplattenringe 3, 3' entspricht. Es lenkrippe 16 derart angeordnet, daß ihre Firstkante sind eine Anzahl dünner Federringe 4 vorgesehen, 16', im Grundriß gesehen, den Ringschlitz 10 der welche sich bei geöffnetem Ventil eng aneinander- Fängerplatte 2 in ringförmige Felder unterteilt, deren drücken, so daß Zwischenräume, welche dieFührungs- Größen zueinander im gleichen Verhältnis stehen wie fläche für das strömende Medium unterbrechen, ver- 55 die Durchströmquerschnitte der zugehörigen, einmieden sind. Trotzdem ist im Bereich der Ventil- ander benachbarten Spalte 9 zwischen den Ventilplatten 3, 3' und des Ventilsitzes 5 sowie der Feder- plattenringen 3 bzw. 3' und den Ventilsitzen 5. Hierringe 4 wegen der Richtungsänderungen eine Wirbel- durch werden weitgehend vergleichmäßigte Strömungsbildung am ehesten zu befürchten. Dem wird dadurch Verhältnisse geschaffen, wobei eine Wirbebildung entgegengewirkt, daß der engste Durchströmquer- 60 vermieden bzw. auf ein Mindestmaß herabgesetzt schnitt hinter den Ventilplatten 3, 3' und den Feder- wird. Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist ringen 4 an der Stelle 11 beim Übergang in die die Ablenkrippe 16 an der Sitzplatte 1 angearbeitet. Schlitze 10 der Fängerplatte 2 vorgesehen ist. Sie kann aber auch von einem gesondert in die Sitz-Üblicherweise werden Ventilplatten aus dünnem platte 1 eingesetzten Ring gebildet sein, wodurch die Stahlblech gefertigt, und der Krümmungsradius der 65 Bearbeitung der Ventilsitze 5 erleichtert wird. Abrundung 12 ist durch die Stärke der Ventilplatte Wie die Zeichnung zeigt, ist die Fängerplatte 2 an begrenzt. Bei stärkerer Ausbildung der Ventilplatte der der Sitzplatte 1 zugewandten Seite eben ausaus Stahl wird nun aber das Gewicht in ungünstiger gebildet, während die im Bereich der Ventilplatten 3,3' Weise erhöht. Um dies zu vermeiden, sind zweck- liegenden Durchströmkanäle in der Sitzplatte 1 anmäßig die Ventilplattenringe aus Leichtmetall oder 70 geordnet sind. Auf diese Weise wird eine komplizierte

Bearbeitung der Fängerplatte 2 erspart, und es ist nur ein kompliziert zu bearbeitender Teil, nämlich die Sitzplatte, vorhanden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ringplattenventil, insbesondere für Pumpen, mit einer die in einer Ebene liegenden ebenen Sitzflächen aufweisenden Sitzplatte, einer Fängerplatte und wenigstens einer zwischen diesen spielenden Ventilplatte, wobei die Zu- und Abgangskanäle düsenförmig ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der engste Durchströmquerschnitt (11) hinter der Ventilplatte (3,3') beim Eintritt in die Fängerplatte (2) liegt, von wo aus die diffusorartige Erweiterung des Durchströmquerschnitts erfolgt.

2. Ringplattenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Durchströmquerschnitt auch zwischen dem Hubspalt (9) und dem engsten Querschnitt im Fänger (2) in Form einer Winkeldüse kontinuierlich weiter verengt.

3. Ringplattenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die' zwischen Hubspalt (9) und Fänger (2) ausgebildete Winkeldüse einerseits vom abgerundeten Rand (12) der Ventilplatte (3, 3') und andererseits durch eine zwischen den benachbarten Ventilsitzen (5) zweier benachbarter Ventilplattenringe (3, 3') angeordnete Ablenkrippe (16) an der Sitzplatte (1) gebildet wird.

4. Ringplattenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkrippe (16) derart angeordnet ist, daß ihre Firstkante (16') im Grundriß den entsprechenden Ringschlitz (10) der Fängerplatte (2) in ringförmige Felder unterteilt, deren Größen zueinander im gleichen Verhältnis stehen wie die Durchströmquerschnitte der zugehörigen Spalte (9) zwischen Ventilplattenring (3,3') und Ventilsitz (5).

5. Ringplattenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellen der die Ringschlitze (10) in der Fängerplatte (2) zwischen zwei Ventilplattenringen (3, 3') unterbrechenden Stege Zylinderkörper (17), vorzugsweise Wälzlagerrollen, in die Sitzplatte (1) eingesetzt sind, welche als Führungen für die einzeln ausgebildeten Ventilplattenringe (3,3') dienen und das strömende Medium von den Stegen ablenken.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 119 417, 648 203, 628, 692 177, 820 355, 922 132;

Patentschrift Nr. 8994 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

österreichische Patentschrift Nr. 171 338;

französische Patentschrift Nr. 330 438;

britische Patentschrift Nr. 684 181.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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