DE1425644B2 - Palttenventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Plattenventil, insbesondere für Kolbenverdichter, dessen Verscrilüßorgan aus einer einteiligen, elastischen Ventilplatte besteht, die durch Schließkräfte, z. B. mittels einer oder mehreren Federplatten, Schraubenfedern u. dgl., belastet ist.

Es ist bereits bekannt, die plattenförmigen Verschlußorgane von Ventilen durch verschiedene Maßnahmen sowohl in Richtung ihrer Ebene als auch senkrecht dazu elastischer zu machen. Einerseits werden dadurch die Eigenspannungen der Ventilplatte, insbesondere die bei ungleichmäßiger Erwärmung auftretenden inneren Spannungen, herabgesetzt, und andererseits wird erreicht, daß sich die Ventilplatte während des Betriebes unter dem Einfluß der auf sie wirkenden Kräfte, insbesondere des Druckes des gesteuerten Mediums und der Schließkräfte, elastisch verformen kann. Die Ventilplatte trifft deshalb nicht gleichzeitig mit ihrer ganzen Fläche am Sitz und Fänger auf, so daß der Aufschlag auf den Fänger und den Sitz gemildert wird, was sich auch in geräuschärmerem Arbeiten äußert. Außerdem wird durch die Dämpfung des Aufschlages und auch durch die Verminderung der Eigenspannungen die Lebensdauer der Ventilplatte erhöht.

Bei einer bekannten Ausführung dieser Art ist die aus mehreren Ringen bestehende Ventilplatte durch radiale Einschnitte in den die Ringe verbindenden Stegen in einzelne Sektoren unterteilt. Dadurch wird die Elastizität der Ventilplatte verbessert; insbesondere wird ihre Biegesteifigkeit in der Umfangsrichtung vermindert. Eine derartige Unterteilung der Ventilplatte hat sich jedoch nicht immer als günstig erwiesen. Es sind auch schon Ein- und Mehrringventile bekannt, deren Ventilplatten durch Schlitze weitgehend unterteilt sind, wobei die inneren Ringe der Ventilplatten zu Lenkern umgeformt sind. Mit und

ίο ohne Schließfedern wirken diese Ventilplatten jedoch eher klappenartig, so daß sie beträchtliche Teile des Hubspaltes nur unvollständig freigeben, was den Durchflußwiderstand erheblich vergrößert. Eine zu häufige Unterteilung der Ventilplatte bringt außerdem Dichtschwierigkeiten an den Kreuzungsstellen der Dichtleisten auf dem Ventilsitz und der sich durch die Unterteilung zwangläufig ergebenden Einschnitte der Ventilplatte mit sich.

Beim erfindungsgemäßen Plattenventil wird die vorteilhafte Elastizität des Verschlußorgans nunmehr auf andere Weise erzielt und darüber hinaus eine Anpassung des elastischen Verhaltens des Verschlußorgans, insbesondere beim öffnen und Schließen des Ventils, an die jeweils gestellten Anforderungen ermöglicht.

Die Erfindung sieht vor, daß die Ventilplatte in ihrem den vollen Hub ausführenden und die Durchtrittsöffnungen des Ventilsitzes abdeckenden Teil aus wenigstens zwei steifen Zonen besteht, die durch dazwischenliegende elastische Zonen federnd miteinander verbunden und durch verschieden große Schließkräfte belastet sind. Die Ventilplatte nach der Erfindung ist sowohl in Richtung ihrer Ebene als auch senkrecht dazu ausreichend elastisch, um allenfalls auftretende Wärmespannungen auszugleichen und sich den auf sie wirkenden Belastungen entsprechend verformen zu können. Außerdem ergibt sich der weitere Vorteil, daß durch eine Änderung der die einzelnen Zonen der Ventilplatte belastenden Schließkräfte das elastische Verhalten der Ventilplatte ebenfalls geändert und bestimmten Anforderungen angepaßt werden kann. Die einzelnen Zonen öffnen und schließen dabei die zugehörigen Durchtrittsöffnungen des Ventilsitzes den unterschiedlich großen Schließkräften entsprechend zu verschiedenen Zeitpunkten, so daß das öffnen und Schließen gedämpft vor sich geht, was insbesondere bei Kolbenverdichtern mit hohen Drehzahlen vorteilhaft ist. Dadurch wird ein ruhiges Arbeiten des Ventils erzielt und werden die auftretenden Druckspitzen verkleinert. Das erfindungsgemäße Plattenventil zeichnet sich daher auch durch lange Lebensdauer aus.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können sowohl die steifen Zonen als auch die dazwischenliegenden elastischen Zonen Durchtrittsöffnungen des Ventilsitzes steuern und die volle Hubbewegung des Ventils ausführen. Es wird dadurch bei kleinen Abmessungen des Ventils ein großer Durchsatz und ein kleiner Strömungswiderstand erzielt.

Bei einer Ausführung mit im Ventilsitz ringförmig angeordneten Durchtrittsöffnungen und ringförmiger Ventilplatte können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die steifen Zonen der Ventilplatte aus einem oder mehreren vollen Ringen und die elastischen Zonen aus Ringsegmenten bestehen, die durch je einen Steg mit den benachbarten vollen Ringen verbunden sind. Die Ringsegmente, die zweckmäßig

an jedem Ende nur mit einem der vollen Ringe in Verbindung stehen, wirken dabei als federnde Arme, so daß eine elastische Axialverschiebung der steifen Zone seseneinander in verhältnismäßig weitem Bereich möalich ist. Bei dieser Ausbildung der Ventilplatte ist der einfache Aufbau von weiterem Vorteil und außerdem sind die Ringsegmente zur Steuerung von Durchtrittsöffnungen besonders geeignet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann

messen oder über den Umfang der Ventilplatte 6 verteilt angeordnet daß die steifen Zonen A durch verschieden große Schließkräfte belastet sind. Es wird dadurch erreicht, daß die einzelnen Zonen A den auf sie wirkenden Schließkräften entsprechend zu verschiedenen Zeitpunkten vom Sitz 1 abgehoben werden und auch nicht gleichzeitig auf dem Fänger und dem Sitz aufprallen. Durch geeignete Wahl der Schließkräfte kann damit jeder beliebige Ablauf der

eine der steifen Zonen der Ventilplatte, bei Ringven- io öffnungs- und Schließbewegung des Ventils erzielt

tuen z. B. die innerste steife Zone, keiner eigenen werden.

Federbelastung ausgesetzt sein. Diese Zone der Ven- Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die

tilplatte öffnet dabei leicht und rasch, wogegen die kreisförmige Ventilplatte 21 mit geraden Durchtritts-

federbelasteten Zonen erst später öffnen. Diese ein- schlitzen 22 versehen, so daß durch Stege verbundene

fache Ausführungsform, bei welcher Schließfedern 15 parallele Streifen 23 gebildet werden. Ein Teil der

erspart werden können, ist besonders für kleinere Streifen 23 ist durch Schlitze 24, die schräg durch die

~ " Stege verlaufen, von den benachbarten Streifen ge

Ventile, etwa für Ringventile mit kleinem Durchmesser und wenigen Ringen, vorteilhaft anwendbar.

In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine Ausführungsfonn des erfindungsgemäßen Plattenventils und

F i g. 2 die zugehörige Ventilplatte in Draufsicht; in den

F i g. 3 und 4 ist je eine weitere Ausführungsform der Ventilplatte in Draufsicht dargestellt;

F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel im Axialschnitt,

F i g. 6 die Ventilplatte und

F i g. 7 eine Federplatte in Draufsicht.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Plattenventil besteht aus dem Sitz 1 und dem Fänger 2, welche Teile durch die Schraube 3 mit der Mutter 4 zentriert und fest miteinander verbunden sind. Zwischen Sitz 1 und Fänger 2 ist ein Beilagering 5 vorgesehen, der den Abstand zwischen den beiden Teilen bestimmt und zugleich zur Führung der Ventilplatte 6 dient, die im Zwischenraum zwischen Sitz 1 und Fänger 2 verschiebbar angeordnet ist. Die Ventilplatte 6 ist durch konzentrisch angeordnete Schraubenfedern 7 belastet, die in Nestern 8 des Fängers 2 sitzen.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, besteht die Ventilplatte 6 aus sechs konzentrischen Ringen, von denen

trennt, so daß die vollen Streifen 23 steife Zonen A bilden, die durch die von den geschlitzten Streifen 23 gebildeten elastischen Zonen B miteinander federnd verbunden sind.

Die Ventilplatte 25 nach F i g. 4 ist rechteckig ausgebildet und besteht aus ineinanderliegenden, rahmenförmig angeordneten Streifen 26, die durch diagonal verlaufende Stege verbunden sind. Die von außen nach innen aufeinanderfolgenden, aus den Streifen 26 gebildeten Rahmen sind abwechselnd voll und geschlitzt ausgeführt, so daß auch diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilplatte aus steifen Zonen A besteht, zwischen denen elastische bzw. federnde Zonen B liegen. Auch die beiden in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ventilplatten 21 und 25 können im Bereich ihrer steifen Zonen A durch verschieden große Schließkräfte belastet werden, so daß harte Aufschläge der Ventilplatte während des Arbeitens des Ventils vermieden werden und der zeitliche Ablauf der Öffnungs- und Schließbewegung den Anforderungen entsprechend beeinflußt werden kann.

Das Ausführungsbeispiel nach den F i g. 5 bis 7, in welchen die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den F i g. 1 und 2 bezeichnet sind, unterscheidet sich von der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführung hauptsächlich dadurch, daß die

die beiden äußeren Ringe 9 und 10 voll sind und 45 Ventilplatte 6 gemäß F i g. 6 gelenkt ist und zur Befedurch Stege 11 miteinander in· Verbindung stehen. derung eine aus F i g. 7 ersichtliche Federplatte 27

verwendet wird. Die Ventilplatte 6 ist hier ebenfalls in steife Zonen A und dazwischenliegende elastische Zonen B unterteilt und außerdem mit einem spiralen-

Der an den Ring 10 nach innen anschließende Ring ist dagegen durch schräg verlaufende Schlitze 12 in Ringsegmente 13 unterteilt, die an einem Ende über

einen Steg 14 mit dem Ring 10 und am anderen Ende 50 förmig verlaufenden Lenker 28 versehen, dessen über einen Steg 15 mit dem wieder voll ausgebildeten Nabe 29 zwischen den beiden Hubbeilagen 5 fest einRing 16 verbunden sind. An den Ring 16 schließt gespannt ist. Der Lenker 28 dient lediglich zur Fühwieder ein geschlitzter, in Ringsegmente 17 unterteil- rung der Ventilplatte 6, so daß alle Zonen A und B ter Ring an, der über Stege 18 mit dem Ring 16 und derselben, die Durchtrittsöffnungen steuern, die volle über Stege 19 mit dem wieder vollen innersten Ring 55 Hubbewegung des Ventils ausführen. Der Lenker 28 20 in Verbindung steht. Die Ventilplatte 6 ist da- kann aber auch zur Steuerung von Durchtrittsöffnundurch in drei aus den vollen Ringen 9, 10; 16 und 20 gen verwendet werden. Ein weiterer, für die Erfinbestehende steife Zonen A unterteilt, die durch da- dung jedoch unwesentlicher Unterschied zwischen zwischenliegende, aus den Ringsegmenten 13 und 17 den Ventilplatten 6 nach den F i g. 2 und 6 besteht bestehende elastische Zonen B federnd miteinander 60 auch darin, daß in F i g. 6 die außenliegende steife verbunden sind. Zone A lediglich aus einem einzigen vollen Ring ge-

Im eingebauten Zustand gemäß F i g. 1 sind ledig- bildet ist.

lieh die steifen Zonen A durch die Schraubenfedern 7 Die aus F i g. 7 ersichtliche Federplatte 27 entbelastet. Die die elastischen Zonen B bildenden spricht einer der üblichen Ausführungsformen. Ihr Ringe weisen dagegen keine eigene Befederung auf, 65 äußerster Ring ist aufgeschlitzt und bildet federnde sie steuern bei diesem Ausfülirungsbeispiel jedoch Zungen 30. wogegen sämtliche innenliegenden Ringe ebenfalls Durchtrittsöffnungen des Sitzes 1. Die voll ausgeführt sind. Im eingebauten Zustand bela-Schraubenfedern 7 sind erfindungsgemäß derart be- sten die Zungen 30 lediglich die außenliegende steife

Zone A der Ventilplatte 6, während die weiter innenliegende steife Zone A und die dazwischen vorgesehene elastische Zone B keiner eigenen Federbelastung ausgesetzt sind. Es können aber auch noch weitere Ringe der Federplatte 27 geschlitzt und als Federzungen ausgebildet sein, so daß auch bei tilplatten mit mehreren steifen Zonen alle od Teil der steifen Zonen und allenfalls auch die . sehen Zonen durch dieselbe Federplatte belaste den.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Plattenventil, insbesondere für Kolbenverdichter, dessen Verschlußorgan aus einer einteiligen, elastischen Ventilplatte besteht, die durch Schließkräfte federnd belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (6, 21, 25) in ihrem den vollen Hub ausführenden und die Durchtrittsöffnungen des Ventilsitzes (1) abdeckenden Teil aus wenigstens zwei steifen Zonen (A) besteht, die durch dazwischenliegende elastische Zonen (B) federnd miteinander verbunden und durch verschieden große Schließkräfte belastet sind.

2. Plattenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die steifen Zonen (A) als auch die dazwischenliegenden elastischen Zonen (B) Durchtrittsöffnungen des Ventilsitzes (1) steuern und die volle Hubbewegung des Ventils ausführen.

3. Plattenventil nach Anspruch 1 oder 2, mit im Ventilsitz ringförmig angeordneten Durchtrittsöffnungen und ringförmiger Ventilplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die steifen Zonen (A) der Ventilplatte (6) aus einem oder mehreren vollen Ringen (9, 10; 16, 20) und die elastischen Zonen aus Ringsegmenten (13, 17) bestehen, die durch je einen Steg (14, 15, 18, 19) mit den benachbarten vollen Ringen verbunden sind (Fig. 2).

4. Plattenventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der steifen Zonen (A) der Ventilplatte (6), bei Ringventilen z. B. die innerste steife Zone, keiner eigenen Federbelastung ausgesetzt ist (F i g. 5).