DE1628164A1 - Saugventil fuer Kolbenverdichter - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dipi.-'rg. Leinweber Dip!. -ins-Zimmermann

München 2_r Rosenfcil 7 2 0. MRZ. 7957

Tel. 261989

HOERBIGER VENTILWERKE AKTIENGESELLSCHAFT, Wien

Saugventil für Kolbenverdichter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Saugventil für Kolbenverdichter mit einer Abhebevorrichtung für die Ventilplatte zur stufenlosen Regelung der Liefermenge, wobei die Ventilplatte aus einer einteiligen Schlitzplatte mit mehreren konzentrischen Ringen und radialen Verbindungsstegen besteht und vorzugsweise durch biegsame Lenkerarme reibungsfrei geführt ist.

Bekanntlich kann die Liefermenge von Kolbenverdichtern dadurch stufenlos geregelt werden^ daß die Ventilplatte des Saugventils mit Hilfe einer durch den Ventilsitz hindurch auf sie einwirkenden Abhebevorrichtung über den Hubwechsel hinaus offengehalten wird, so daß ein Teil des vom Verdichter angesaugten Mediums wieder in die

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Saugleitung zurückgedrückt wird. Diese sogenannte Rückström- oder Staudruckregelung wird vielfach mit Torteil angewendet und zeichnet sich vor allem durch weitgehend verlustloses Arbeiten aus. Die Anwendung dieser Kegelungsart ist jedoch auf kleinere und mittlere Ventile beschränkt, etwa bis zu einem Ventilplattendurchmesser von 200 bis 250. mm, weil erfahrungsgemäß bei einer Regelung größerer Plattenventile auf diese Weise die Ventilplatte nur eine kurze Lebensdauer aufweist. Man hat sich daher damit geholfen, daß man zur Ermöglichung einer stufenlosen Rückströmregelung anstelle eines großen Saugventiles mehrere kleinere Ventile verwendet hat, bei denen die stufenlose Regelung keinerlei Schwierigkeiten bietet. Nachteilig dabei ist jedoch, daß durch die Unterteilung des für die Ventile zur Verfügung stehenden Einbauquerschnittes die Ausnutzung desselben für die Durchströmung erheblich verschlechtert wird.

Es ist ferner bekannt, daß für die stufenlose Regelung nach dem Rückströmprinzip nicht immer der gesamte Querschnitt des Saugventiles offengehalten werden muß, sondern daß in vielen Fällen ein Offenhalten von nur etwa 50 56 des Ventilquerschnittes genügt. In solchen Fällen hat man daher in größeren Plattenventilen anstelle einer zueammenhängen4en^ * Schlitzplatte zwei oder mehrere konzentrisch zueinander angeordnete und unabhängig voneinander gelagerte ring- oder plattenförmige Verschlußteile verwendet und nur den im Bereich der Ventilmitte liegenden Verschlußteil durch die

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Abhebevorrichtung beaufschlagt. Der äußere Bereich des Ventilquerschnittes wird dabei durch gleitend geführte Einzelringe gesteuert, die nicht geregelt sind. Nachteilig dabei ist vor allem, daß gleitend geführte Ventilverschlußteile nicht tiberall verwendet werden können, beispielsweise in schmierungsfreien Verdichtungsanlagen für brennbare oder explosive Gase, und daß zur gleitenden Führung besondere führungsflachen im Ventil erforderlich sind, deren Herstellung einen zusätzlichen Aufwand darstellt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine einwandfreie stufenlose Liefermengenregelung auch bei großen Saugventilen zu ermöglichen, ohne daß hiesia eine Unterteilung der Verschlußplatte und die Verwendung besonders ausgebildeter Sitz- und Fängerteile notwendig ist. Erfindungsgemäß wird dies mit Hilfe eines Saugventils der eingangs genannten Sauart mit einer zusammenhängenden, einteiligen Schlitzplatte dadurch erreicht, daß die Ventilplatte in einen äußeren Plattenbereich, der mindestens den äußersten Plattenring umfaßt, und in einen inneren Plattenbereich unterteilt ist, daß die beiden Plattenbereiche durch zwischen ihnen angeordnete biegsame Zwischenlenker, die eine Relativbewegung der beiden Plattenbereiche in Achsrichtung des Ventiles zulassen und in an sich bekannter Weise von wenigstens eines Plattenring gebildet sind, miteinander in Verbindung stehen, und daß

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ausschließlich, der innere Plattenbereich der Ventilplatte . von der Abhebevorrichtung beaufschlagt ist.

Beide Plattenbereiche sowie die sie verbindenden Zwißchenlenker bestehen beim erfindungsgemäßen Saugventil aus einem einzigen Stück, wobei der äußere Plattenbereich durch die Zwischenlenker an den inneren Plattenbereich angeschlossen und reibungsfrei geführt ist. Es sind daher keine eigenen Vorkehrungen für die Führung des ungeregelten, äußeren Plattenbereich.es notwendig, so daß in vorteilhafter Weiße die gewöhnlichen Sitz- und Fängerteile ungeregelter Ventile verwendet werden können. Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung eine Verbesserung der Plattenbewegungen erzielt, weil der innere, geregelte Plattenbereich durch die zum ungeregelten, als normales Saugventil arbeitenden äußeren Plattenbereich führenden Zwischenlenker besser planparallel zum Ventilsitz geführt wird, als dies bei einer gleich größen normalen Ventilplatte ohne an ihrem Außenumfang angreifende Lenker der EaIl ist. Da die Bruohsicherheit von Ventilplatten allgemein größer ist, wenn die Plattenbewegungen planparallel zum Ventilsitz erfolgen, ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung auch eine Vergrößerung der Lebensdauer der Ventilplatte.

Die biegsamen Lenker von Ringplattenrentilen bewirken bekanntlich eine geringfügige Verdrehung der Ventilplatte während der Hubbewegung, weil «ie eich, bein Herauebiegen aus der Plattenebene verkürsen, Beim erfindungsgemäßen Saug-

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ventil könnte diese Drehtendenz zu zusätzlichen Spannungen in den Lenkern führen, weil bei durch die Abhebevorrichtung offengehaltenem innerem Plattenbereich der ungeregelte äußere Plattenbereich früher auf dem Ventilsitz aufliegt, so daß beim späteren Schließen des inneren Plattenbereiches auf diesen sowohl von den in der Plattenmitte liegenden Lenkerarmen als auch von den Zwisohenlenkern eine Drehtendenz ausgeübt wird. ITm nachteilige Spannungen zu vermeiden, sieht die Erfindung nach einer bevorzugten Ausführungsform vor, daß die Zwischenlenker vom inneren Plattenbereich ausgehend in entgegengesetzter Unifangsrichtung der Ventilplatte zum äußeren Plattenbereich führen als die von der Habe ausgehenden, an den inneren Plattenbereich anschließenden Lenkerarme, wobei vorzugsweise die Nabe der Ventilplatte in an sich bekannter Weise in einer Ebene mit der Sitzfläche des Ventilsitzes eingespannt ist. Durch diese einfache Maßnahme wird erreicht, daß die von beiden Lenkergruppen auf den inneren Plattenbereich ausgeübte Drehtendenz in der gleichen Richtung wirkt, wodurch sich die Ventilplatte ungehindert verdrehen kann und zusätzliche Spannungen in den Lenkern vermieden werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Zwisohenlenker Durchgangsschlitze des Ventilsitzes abdecken, so daß durch die Anordnung dieser Lenker keinerlei Öffnungsquerschnitt des Vex?tiles verloren geht. Um vor allem bei größeren Hüben tvs Ventilplatte eine Überlastung der bieg-

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samen Lenker zu vermeiden, erstrecken sich diese vortdL-haft wenigstens über ein Viertel dea Plattenunfanges, so daß sie eine ausreichende länge aufweisen und genügend biegsam sind. Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch möglioh, anstelle von nur von einem Zwischenring der Platte gebildeten biegsamen Lenkern sogenannte Kettenlenker anzuwenden, die in an sich bekannter Weise von zwei oder mehreren Plattenringen gebildet sind und in Ümfangsrichtung kettenartig aneinander anschließen.

Nachfolgend ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeiapielas näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist· In dieser zeigt Pig.l ein erfindungsgemäßes Saugventil mit Abhebevorrichtung im Axialschnitt Bash der in S¹Ig. 2 eisgezeichneten Schnittlinie I-I und Pig.2 dazu die Ventilplatte las Grimdrtii,

Das als Ausführungebeispiel gewählte Ventil besteht aus einem Ventilsitz 1 und einem !Fänger 2, der mittels einer Hittelschraube 3 und einer auf diese aufgeschraubten Mutter 4 mit dem Ventilsitz 1 verbunden ist. Zwischen dem Ventilsitz 1 und dem Tanger 2 befinden sich eine Ventilplatte § ηηά eine federplatte 6. Me Befeuerung könnte aber auoh

durch im "Magen 2 angeordnete Schraubenfeder]* erfolgen. Die • ' ι ■ ' "

nooii verwendete Dämpferplatte wurde zur Verdes; Übersichtlichkeit ^eggelaaaen. Die Tentilplatte 5 1st auroii feiegsiiin« LeakerarKe reibungefrei geführt, wobei ih^ss ifftb# duroh eine Hübbtilage 7 swiechen den

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Ventilsitz 1 und dem Fänger 2 eingespannt ist. Die Nabe der Ventilplatte 5 liegt dabei auf dem Ventilsitz unmittelbar auf. Die federplatte 6, die aus Ihrer !Ebene herausgebogene Federarme 8 aufweist, ist mittels der Hubbeilage 7 am Fänger 7 festgeklemmt.

Die Abhebevorrichtung weist Abhebestifte 9 auf, die Im Ventilsitz 1, z.B. in Bohrungen in den die Durchgangskanäle überbrückenden radialen Verbindungsstegen, geführt sind und durch die die Regelkräfte auf die Ventilplatte 5 übertragen werden. An ihren der Ventilplatte 5 abgewendeten Enden besitzen die Abhebestifte 9 Federteller 10 für Abhebefedern 11» die sich an einer Druckplatte 12 abstützen. Die Druckplatte 12 ist an einer Büchse 13 befestigt» die auf einer von eirem jforts&ts ter Schraube 4 gebildeten zylindrischen Führung 14 la Achsrichtung des Ventils verschiebbar gelagert ist. Die Bücäse 13 ©teilt «ster der Einwirkung eines Verstellaniriehes, der im AttBfÜhrungsbelspiel durch eine Druckstange 15 angedeutet ist. Die Rückstellfeder für die Druckplatte 12 ist mit 16 bezeichnet.

Wie aus FIg*2 hervorgeht, ist die Ventilplatte 5 als Schlitzplatte ausgebildet, die aus einer Anzahl konzentrischer Ringe 17 besteht, die durch radiale Stege 18 miteinander verbunden sind. In der Mitte der Ventilplatte befindet sich eine Habe 19, an die zwei biegsame lenkerarme 20 zur reibungsfreien führung der Ventilplatte 5 anschließen. Die Ventilplatte 5 ist in einen äußeren Plattenbereich. A, der von den beiden äußersten Ringen 17 gebildet ist, und in

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einen aus den vier inneren, an die Lenkerarme 20 anschließenden Ringen bestehenden Plattenbereich B unterteilt. Die Ringe 17 jedes der beiden Plattenbereiche A, B sind untereinander durch mehrere Stege 18 im wesentlichen starr verbunden. Dagegen sind zwischen den beiden Plattenbereichen A, B biegsame Zwischenlenker 21 vorgesehen, die durch schräges Auftrennen von Verbindungsstegen 18 aus einem Plattenring 17 gebildet sind und sich Über ein Viertel des Plattenumfanges erstrecken. Die biegsamen Lenker 21 ermöglichen dadurch eine Relativbewegung der beiden Plattenbereiche A und B in Achsrichtung des Ventiles.

Bei in das Ventil gemäß Fig.l eingebauter Ventilplatte 5 wird der innere Plattenbereich B durch die Lenkerarme 20 reibungsfrei geführt, während der äußere Plattenbereich A durch die am Außenumfang des inneren Plattenbereiches B angesetzten biegsamen Zwischenlenker 21 ebenfalls reibungsfrei geführt ist. Zur Erzielung einer stufenlosen Regelung der Liefermenge eines mit dem dargestellten Saugventil ausgerüsteten Kolbenverdichters wird lediglich der innere Plattenbereich B von der in lig.l gezeigten Abhebevorrichtung mittels der Abhebestifte 9, die an den in Pig.2 mit 9 bezeichneten Stellen auf die Ventilplatte 5 wirken, vom Ventilsitz 1 abgehoben. Über dem äußeren Plattenbereich A sind dagegen keine Abhebestifte angeordnet, so daß dieser Plattenbereich als normales Saugventil arbeitet. Die verhältnis-

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mäßig langen "biegsamen Zwischenlenker 21 ermöglichen es dabeif daß auch bei abgehobenem und daher am Fänger 2 anliegende© innerem Plattenbereich B der äußer© Plattenbereich A auf dem Ventilsitz 1 fest aufliegen kann«, Außerdem verbessern die Zwischenlenker 21 die Parallelführung des inneren Plattenbereiches B bei dessen Hubbewegung.

Bei der Ventilplatte 5 nach Pig.2 verlaufen die in der Plattenmitte vorgesehenen Lenker 20 von der Habe 19 im Uhrzeigersinn zum inneren Plattenbereich B, wogegen die Zwischenlenker 21 im Gegensinn dee Uhrzeigers vom inneren Plattenbersioh B garn äußeren PlattenbereicH A führen. Bei der Hubbewegmig der in das Ventil nach ilg.l eingebauten Ventilplatte 5 wird dadurch der innere Plattenbereich B durch beide Lenkergruppen in der gleichen Richtung verdreht, so daß nachteilige Spannungen in den Lenkern 20,21 durch gegensinnige Drehtendenzen vermieden werden. Dem gleichen Ziel dient auch die Einspannung der Ventilplatte unmittelbar auf dem Ventilsitz 1 statt der sonst üblichen Einspannung ungefähr in der Mitte zwischen dem Ventilsitz und dem Fänger 2, so daß die Lenker 20 nur in einer Richtung aus der Plattenebene herausgebogen werden und den inneren Plattenbereich nur in einer Richtung verdrehen. Durch diese Einspannung der Ventilplatte wird auch noch der weitere Vorteil erzielt, daß beim Aufschlagen der Ventilplatte auf den Ventilsitz die Lenker 20 zufolge ihrer Trägheit nicht weiter-■chwingen können, da sie auf dem Ventilsitz 1 Auflage finden.

BAD''ORIGINAL

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Dieses Weiterschwingen der Lenker führt erfahrungsgemäß gerade bei geregelten Saugventilen infolge des starken Schließschlages manchmal zu vorzeitigen lenkerbrächen.

Aus Fig.l ist schließlich noch zu erkennen, daß auch der die Zwischenlenker 21 bildende Plattenring Durchs tr ö'mkanäle des Ventilsitzes 1 abdeckt₈ so daß trotz der Zwischenlenker 21 der zur Verfugung stehende Querschnitt des Ventilsitzes 1 voll für die Durchströmung ausgenützt ist.

Pie Bauart der verwendeten Abhebevorrichtung ist für die Erfindung unwesentlich. Anstelle der im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Abhebevorrichtung mit durch Federn beweglich gehaltenen Abhebestiften kann mit gleichem Vorteil aUGh ein starrer Abhebegreifer bekannter Bauart verwendet werden, beispielsweise ein aus Blech geschweißter Greifer mit durch die Durchströmkanäle des Ventilsitzes hindurchgreifenden Abhebefingern.

Patentansprüche:

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1/. Saugventil für Kolbenverdichter, mit einer Abhebevorrichtung für die Ventilplatte zur etufenlosen Regelung der Liefermenge,wobei die Ventilplatte aus einer einteiligen -Schlitzplatte mit mehreren konzentrischen Ringen und radialen Verbindungsstegen besteht und vorzugsweise durch biegsame Lenkerarme reibungsfrei geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (5) in einen äußeren Plattenbereich (A) _t der mindestens den äußersten Plattenring (17) umfaßt, unfl in einen inneren Plattenbereich (B) unterteilt ist, daß die beiden Plattenbereiche (A₉B) durch zwischen ihnen angeordnete biegsame Zwischenlenker (21), die eine Relativbewegung der beiden Plattenbereiche in Achsrichtung des Ventiles zulassen und in an sich bekannter Weise von wenigstens einem Plattenring gebildet sind, miteinander in Verbindung stehen, und daß ausschließlich der innere Plattenbereich (B) der Ventilplatte (5) von der Abhebevorrichtung (9) beaufschlagt ist.
2. 2. Saugventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlenker (21) vom inneren Plattenbereich (B) ausgehend in entgegengesetzter ümfangsrichtung der Ventilplatte (5) zum äußeren Plattenbereich (A) führen als die von der Habe (19) ausgehenden, an den inneren Plattenbereich (B) anschließenden Lenkerarme (20), wobei Vorzugs-

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   weise die Nabe (19) der Ventilplatte (5) in an sich bekannter Weise in einer Ebene mit der Sitzfläche des Ventilsitzes (1) eingespannt ist.
3. 3. Saugventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zv/ischenlenker (21) Durchgangsschlitze des Ventilsitzes (1) abdecken.
4. 4. Saugventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwischenlenker (21) sich wenigstens über ein Viertel des Umfanges der Ventilplatte (5) erstrecken.

   HOERBIGER VENTILWERXE A.G. in Wien

   vertreten durch:

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