DE1187875B

DE1187875B - Device to prevent liquid hammer in compressors with concentrically arranged valves

Info

Publication number: DE1187875B
Application number: DEH40188A
Authority: DE
Inventors: Erwin Roentgen
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1960-08-12
Filing date: 1960-08-12
Publication date: 1965-02-25

Description

Vorrichtung zur Verhinderung von Flüssigkeitsschlägen in Verdichtern mit konzentrisch angeordneten Ventilen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verhinderung von Flüssigkeitsschlägen in Verdichtern mit konzentrisch angeordneten Ventilen, insbesondere in Kälteverdichtern.Device for preventing liquid hammer in compressors with concentrically arranged valves The invention relates to a device to prevent liquid hammers in compressors with concentrically arranged Valves, in particular in refrigeration compressors.

Bei der Verdichtung von Gasen oder Dämpfen muß bekanntlich oft mit dem Auftreten von Flüssigkeit in den Verdichterzylindern gerechnet werden. Einerseits kann sich Kondensat des geförderten Mediums bilden, anderseits kann es sich auch um Schmiermittel, eingespritzte Kühlmittel, Reste von Waschmitteln bei chemischen Anlagen usw. handeln. Kleinere Flüssigkeitsmengen werden zwar aus den Zylindern gemeinsam mit dem geförderten Medium - etwa nebelartig - durch das Druckmittel ohne weiteres ausgeschoben, bei größeren Mengen besteht jedoch die Gefahr von heftigen Flüssigkeitsschlägen und Beschädigungen des Verdichters.It is well known that when compressing gases or vapors, it is often necessary the occurrence of liquid in the compressor cylinders can be expected. On the one hand condensate of the conveyed medium can form, on the other hand it can also around lubricants, injected coolants, residues of detergents in the case of chemical Trading plants etc. Smaller amounts of liquid are indeed released from the cylinders together with the conveyed medium - approximately like a mist - through the pressure medium without further pushed out, with larger amounts, however, there is the risk of violent Liquid slugging and damage to the compressor.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bei Verdichtern mit konzentrisch angeordneten Ventilen bereits bekannt, das innenliegende Druckventil gegen die Kraft einer Feder axial beweglich, das außenliegende Saugventil jedoch unbeweglich anzuordnen. Beim Auftreten von Flüssigkeit im Zylinderraum wird das Druckventil gegen die Kraft der Feder angehoben, wobei zum Saugraum führende Verbindungskanäle geöffnet werden, durch welche die Flüssigkeit in den Saugraum zurückgeschoben wird. Abgesehen davon, daß die während des Verdichtungshubes in den Saugraum geleitete Flüssigkeit beim nachfolgenden Saughub durch das Saugventil wieder in den Zylinderraum gelangt, ist bei dieser Ausführung von weiterem Nachteil, daß das außenliegende Saugventil nicht durch einen zentral angeordneten und verhältnismäßig einfach betätigbaren Greifer, z. B. zur Erleichterung des Anlassens oder zur Regelung der Liefermenge, offengehalten werden kann, sondern zu diesem Zweck komplizierte Vorrichtungen, beispielsweise eine Anzahl durch ein Druckmittel betätigte Abhebekölbchen für die Saugventilplatte, erforderlich sind. Außerdem ist ein innenliegendes Druckventil schwieriger zu kühlen, während das außenliegende Saugventil leicht zu stark gekühlt wird, wodurch die schädliche Flüssigkeitsabscheidung, insbesondere bei Kälteverdichtern, noch begünstigt wird.To avoid these disadvantages, it is concentric with compressors arranged valves already known, the internal pressure valve against the force a spring axially movable, but to arrange the external suction valve immovable. When liquid occurs in the cylinder space, the pressure valve is opposed to the force the spring is raised, whereby connecting channels leading to the suction chamber are opened, through which the liquid is pushed back into the suction chamber. Apart from this, that the liquid passed into the suction chamber during the compression stroke the subsequent suction stroke is returned to the cylinder chamber through the suction valve Another disadvantage of this design is that the external suction valve does not by a centrally arranged and relatively easy to operate gripper, z. B. to facilitate starting or to regulate the delivery quantity, kept open can be, but for this purpose complicated devices, for example a number of lifting pistons actuated by a pressure medium for the suction valve plate, required are. In addition, an internal pressure valve is more difficult to cool, while the external suction valve is easily cooled too much, reducing the harmful Liquid separation, especially in refrigeration compressors, is still favored.

Bei einer weiteren bekannten Ausführung der eingangs genannten Bauart ist zwar das Saugventil innen und das Druckventil außen angeordnet; dabei werden jedoch zur Vermeidung von Flüssigkeitsschlägen beide Ventile gemeinsam axial verschoben, wobei der mit dem Säugventil fest verbundene Druckventilsitz von seiner Auflagefläche an der Stirnseite des Zylinders abgehoben wird. Dadurch müssen beim Auftreten von Flüssigkeit im Zylinderraum verhältnismäßig große Massen beschleunigt werden, um ein Abströmen der Flüssigkeit zu ermöglichen, so daß die Flüssigkeitsschläge nur unzureichend gemildert werden. Außerdem ist auch bei dieser Anordnung eine gelegentlich erforderliche bzw. erwünschte Regelung des Saugventils zufolge seiner axial beweglichen Lagerung nur schwer und mit erheblichem Aufwand möglich.In a further known embodiment of the type mentioned at the beginning Although the suction valve is arranged on the inside and the pressure valve on the outside; be there however, both valves are axially displaced together to avoid liquid hammers, wherein the pressure valve seat firmly connected to the suction valve from its support surface is lifted off the front of the cylinder. This means that when Liquid in the cylinder space relatively large masses are accelerated to to allow the liquid to flow away, so that the liquid only impacts be inadequately mitigated. In addition, there is an occasional occurrence in this arrangement as well required or desired regulation of the suction valve due to its axially movable Storage is difficult and possible with considerable effort.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verhinderung von Flüssigkeitsschlägen in Kolbenverdichtern mit konzentrisch angeordneten Ventilen zu schaffen, bei der das eine als Saug- oder Regelventil ausgebildete Ventil durch zentral angeordnete Mittel von außen leicht zu betätigen ist und nicht zu stark gekühlt wird, während das andere als Druckventil ausgebildete Ventil ausreichend gekühlt werden kann.The object of the invention is to provide a device for preventing Liquid hammer in reciprocating compressors with concentrically arranged valves to create in which the one designed as a suction or control valve valve centrally located means is easy to operate from the outside and not too strong is cooled, while the other valve designed as a pressure valve is sufficient can be cooled.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei außenliegendem Druckventil nur die dessen Ventilsitzfläche tragende Grundplatte axial beweglich, das innenliegende Ventil jedoch unbeweglich gelagert ist. Bei dieser Ausbildung wird beim Auftreten von Flüssigkeit im Zylinderraum nur das verhältnismäßig massearme außenliegende Druckventil abgehoben, so daß rasch ein ausreichend großer freier Querschnitt zum Abströmen der Flüssigkeit zur Verfügung steht, während das innenliegende Ventil dauernd in Ruhe bleibt und daher auf einfache Weise betätigt werden kann.According to the invention, this object is achieved in that with external Pressure valve only the base plate bearing its valve seat surface can be moved axially, however, the internal valve is immovable. In this training When there is liquid in the cylinder space, only the relatively low-mass external pressure valve lifted, so that quickly a sufficiently large free Cross-section for the outflow of the liquid is available, while the interior Valve remains at rest and can therefore be operated in a simple manner.

In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Druckventil-Grundplatte an einer zylindrischen Gleitfläche mittels O-Ringen, Stulpen, Kolbenringen od. dgl. abgedichtet sein. Weiterhin kann die Grundplatte als Sitz eines konzentrischen Ringventils ausgebildet sein, und es könne der Fänger und die Sitzplatte des Druckventils in an sich bekannter Weise durch Befestigungselemente, z. B. Schrauben, miteinander verbunden sein. Zweckmäßig können in die bewegliche Grundplatte auch Gruppenventile beliebiger Bauart in an sich bekannter Weise eingebaut sein. Zur Erzielung einer niedrigen Bauhöhe ist es vorteilhaft, die bewegliche Grundplatte unmittelbar oder mittelbar durch Tellerfedern gegen ihre Auflage zu pressen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das innenliegende Ventil, z. B. bei Wechselstromverdichtern, als Saugventil, bei Gleichstromverdichtern dagegen als Zuschaltraumventil ausgebildet sein.In an advantageous further embodiment of the invention, the pressure valve base plate on a cylindrical Sliding surface by means of O-rings, sleeves, piston rings or the like. Be sealed. Furthermore, the base plate can be used as a seat of a concentric Ring valve be formed, and it could be the catcher and the seat plate of the pressure valve in a manner known per se by fasteners such. B. screws, together be connected. Group valves can also expediently be installed in the movable base plate any design can be installed in a manner known per se. To achieve a low overall height, it is advantageous to use the movable base plate directly or to press indirectly against their support by disc springs. After another Feature of the invention can be the internal valve, e.g. B. for AC compressors, designed as a suction valve, in the case of direct current compressors, on the other hand, as an additional chamber valve be.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die einzige Figur in einen Verdichter eingebaute, konzentrisch angeordnete Ventile im axialen Mittelschnitt zeigt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, being the only figure built into a compressor, arranged concentrically Shows valves in axial center section.

Der Zylinder 1 ist mit dem Zylinderkopf 2 verbunden und an den Berührungsflächen mittels Dichtungen 3 abgedichtet. Die Trennwand 4 zwischen dem Saugkanal 5 und dem Druckkanal 6 des Zylinderkopfes 2 ist an ihrem dem Kolben zugewandten Ende zylindrisch gestaltet. In einer entsprechenden Ausnehmung dieses Zylinders ist das als Saugventil ausgebildete innenliegende Ventil 7 untergebracht und mittels einer Ringmutter 8 gegen die Auflage am Zylinderkopf 2 festgeschraubt. Die Außenseite der zylindrischen Trennwand 4 ist als Gleitfläche 9 ausgebildet, an der die Sitz- oder Grundplatte 10 und der Fänger 11 des außenliegenden Druckventils gleitend geführt sind, wobei die Druckventil-Grundplatte 10 und der Fänger 11 durch in der Zeichnung nicht ersichtliche Befestigungsmittel, z. B. Schrauben, verbunden sein können. Die Grundplatte 10 ist im Ausführungsbeispiel mittels O-Ringen 12 gegen die zylindrische Gleitfläche 9 abgedichtet und wird durch Tellerfedern 13 gegen ihre Auflage gepreßt. Statt der im Ausführungsbeispiel gezeigten Ausbildung der Grundplatte 10 als Ringventilsitz können in diese auch Guppenventile beliebiger Bauart eingebaut werden. Die Trennwand 4 muß nicht immer ein Teil des Zylinderkopfes sein, sondern kann z. B. auch als getrenntes Einsatzstück ausgebildet oder mit dem Ventilkammerdeckel oder anderen Teilen baulich vereinigt werden. Soll bei den dargestellten konzentrischen Ventilen das als Saugventil ausgebildete innenliegende Ventil 7 geregelt sein, so sind die hierfür benötigten Regelorgane, z. B. Abhebegreifer, samt Betätigungsmittel in dem über dem Ventil 7 befindlichen Teil des Ansaugraumes 5 ohne weiteres unterzubringen.The cylinder 1 is connected to the cylinder head 2 and sealed at the contact surfaces by means of seals 3. The partition 4 between the suction channel 5 and the pressure channel 6 of the cylinder head 2 is cylindrical at its end facing the piston. The internal valve 7, designed as a suction valve, is accommodated in a corresponding recess of this cylinder and is screwed tightly against the support on the cylinder head 2 by means of an annular nut 8 . The outside of the cylindrical partition wall 4 is formed as a sliding surface 9 on which the seat or base plate 10 and the catcher 11 of the outer pressure valve are slidably guided, wherein the pressure valve base plate 10 and the catcher 11 through not visible in the drawing, fixing means, for . B. screws, can be connected. In the exemplary embodiment, the base plate 10 is sealed against the cylindrical sliding surface 9 by means of O-rings 12 and is pressed against its support by disc springs 13. Instead of the design of the base plate 10 as a ring valve seat shown in the exemplary embodiment, group valves of any design can also be built into it. The partition 4 does not always have to be part of the cylinder head, but can, for. B. also designed as a separate insert or structurally combined with the valve chamber cover or other parts. If, in the concentric valves shown, the internal valve 7, which is designed as a suction valve, is to be controlled, the control elements required for this, e.g. B. lifting gripper, including actuating means in the part of the suction chamber 5 located above the valve 7 without further ado.

Bei Gleichstromverdichtern wird das innenliegende Ventil ? statt als Saugventil als Zuschaltraum-Regelventil ausgebildet und der Ansaugkanal s verschlossen oder an diesen bei Bedarf ein entsprechend dimensionierter Zuschaltraum angeschlossen.With direct current compressors, the internal valve? instead of as Suction valve designed as an additional room control valve and the suction channel s closed or, if necessary, a correspondingly dimensioned connection room is connected to this.

Claims

Claims: 1. Device for preventing liquid hammer in compressors with concentrically arranged valves, in particular in refrigeration compressors, characterized in that with an external pressure valve only the base plate (10) carrying its valve seat surface is axially movable, but the internal valve (7) is immovable.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the pressure valve base plate (10) on a cylindrical sliding surface (9) by means of O-rings (12), cuffs, piston rings or the like. Is sealed.

3. Device according to Claim 1, characterized in that the catcher (11) and seat plate (10) of the pressure valve in a manner known per se by fasteners such. B. screws, together are connected.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in the movable base plate (10) group valves of any type are installed in a manner known per se.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the movable base plate (10) is pressed directly or indirectly by disc springs (13) against its support.

6th Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the internal Valve (7) is designed as a suction valve.

7. Device according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the internal valve (7) in direct current compressors is designed as an additional room control valve. Considered publications: German Patent Nos. 844 038, 1032 630; U.S. Patent No. 1901478.