DE1948491A1

DE1948491A1 - Compressor valve with a device for regulating the delivery volume

Info

Publication number: DE1948491A1
Application number: DE19691948491
Authority: DE
Inventors: Bauer Dipl-Ing Dr Friedrich
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1968-10-16
Filing date: 1969-09-25
Publication date: 1970-04-30
Also published as: FR2020833A1; US3613719A; DK121567B; NL6914885A; GB1242153A; AT277434B

Description

DIPL-ING BUSCHHOFF DIPL. ING HENNICKE DIPL-ING. VOLLBACH 23. 9- 1969DIPL-ING BUSCHHOFF DIPL. ING HENNICKE DIPL-ING. VOLLBACH 9/23/1969

5 KÖLN5 COLOGNE

KAISER-VVHHFtM.SING 24KAISER-VVHHFtM.SING 24

.HOERBIGER VMTILViERKE AKiDIElTGESSLLSCHAIi', WienHOERBIGER VMTILViERKE AKiDIElTGESSLLSCHAIi ', Vienna

Verdichterventil mit einer Einrichtung zur LiefermengenregelungCompressor valve with a device for regulating the delivery rate

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verdichterventil mit einer Einrichtung zur Liefermengenregelung, wobei die Ventilplatte durch in Zylinderbohrungen des Ventilsitzes verschiebbare Steuerkolben gegen die auf sie wirkenden Schließkräfte vom Ventilsitz abhebbar ist. .;The invention "relates to a compressor valve with a device for regulating the delivery quantity, the valve plate being displaceable in cylinder bores of the valve seat Control piston can be lifted off the valve seat against the closing forces acting on it. .;

Es ist bekannt, Ventile von Kolbenverdichtern mit Einrichtungen zu versehen, die ein Abheben der Ventilplatte vom Ventilsitz und ein Offenhalten derselben ermöglichen, um dadurch einen entlasteten Anlauf des Verdichters und allenfalls auch eine Regulierung der Liefermenge während des Be-f triebes zu ermöglichen. Durch diese Einrichtungen werden in der Regel die Säugventile,^offengehalten, so daß das angesaugte Medium während des Druckhubes des Verdichterkolbens wieder in die Saugleitung zurückgedrückt wird. In gleicher Weise kann aber auch eine Regelung der Liefermenge durch Abheben der Druckvontilplatten erzielt werden, wobei das verdichteteIt is known valves of reciprocating compressors with devices to be provided, which allow a lifting of the valve plate from the valve seat and keeping it open to thereby a relieved start-up of the compressor and possibly also a regulation of the delivery quantity during loading to enable drive. Through these facilities, in usually the suction valves, ^ kept open so that the sucked Medium is pushed back into the suction line during the pressure stroke of the compressor piston. In the same way however, a regulation of the delivery quantity can also be achieved by lifting the Druckvontilplatten, the compressed

009018/1192009018/1192

Gas in den Zylinder zurückströmt und ein Öffnen des Saug-• .Ventils verhindert.Gas flows back into the cylinder and an opening of the suction .Valve prevented.

Bei»den.bekannten Ausführungen mit durch ein pneumatisches oder hydraulisches Druckmittel beaufschlagten Steuerkolben zum Abheben der Ventilplatte sind die Steuerkolben in Zylinderbohrungen angeordnet, deren Achsen zur Ebene der abzuhebenden Ventilplatte senkrecht stehen. Die Steuerkolben ' sind dadurch in der Bewegungsrichtung der Ventiiplatte verschiebbar und wirken entweder unmittelbar oder niixtels an ihnen befestigter Abhebestifte auf die Ventilplatte. Auch bei den weiterhin bekannten Bauarten, bei welchen die Ventiiplatte durch auf sie über Abhebestifte einwirkende Federn abgehobenWith the known designs with a pneumatic or hydraulic pressure medium acted upon control piston for lifting the valve plate are the control piston in Arranged cylinder bores, the axes of which are perpendicular to the plane of the valve plate to be lifted off. The control piston ' are thereby displaceable in the direction of movement of the valve plate and act either directly or not at all lift-off pins attached to them on the valve plate. Also at the further known types in which the valve plate is lifted off by springs acting on it via lifting pins

k Mira, und die druckmittelbetätigten Steuerkolben zum Zurückziehen der federbelasteten Abhebestifte von der Ventiiplatte dienen, sind die Zylinderbohrungen der Steuerkolben in Abheberichtung angeordnet. Da aufgrund des kleinen Hubes der .·■■ · Ventilplatte in der Größenordnung von etwa 1 am der Stellweg der Steuerkolben ebenso klein ist, müssen zur !Erzielung ausreichend großer Abhebekräfte bei einem bestimmten Steuerdruck entweder eine Mehrzahl, von Steuerkolben oder verhältnismäßig große Steuerkolben vorgesehen werden. In vielen Eällen steht der hiefür erforderliche Raum im Ventilsitz selbst nicht zur Verfügung, so daß umständliche Konstruktionen mit an den Steuerkolben angeordneten Abhebestiften notwendig sind. Ferner ergibt sich bei zu großem Raumbedarf der Regelimgs-k Mira, and the pressure-medium-actuated control piston is used to withdraw the spring-loaded lifting pins from the valve plate, the cylinder bores of the control piston are arranged in the lifting direction. Since the travel of the control piston is just as small due to the small stroke of the . In many cases the space required for this is not available in the valve seat itself, so that cumbersome constructions with lifting pins arranged on the control piston are necessary. Furthermore, if the space required is too large, the regulation

\- einrichtung eine nachteilige Einengung dee für die Durch-Strömung des geförderten Mediums zur Verfügung stehenden Querschnittes des Ventiles. ^ \ - device a disadvantageous constriction dee available cross-section of the valve for the flow of the conveyed medium. ^

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Verdichterventile mit einer Regelungseinrichtung der genannten Art, insbesondere hinsichtlich des Raumbedarfes der Regelunssein-: richtung, und erreicht dies dadurch, daß die für die Steuerkolben vorgesehenen Zylind erbohr ungen' mit zur Bewegungsrichtung der Ventilplatte geneigten Achsen im Ventilsitz angeordjaet sind und die Steuerkolben zur Kolbenachse geneigte Steuerflächen aufweisen, die mit der Ventiiplatte, vorzugs-The invention aims to improve the compressor valves with a control device of the type mentioned, in particular with regard to the space required by the control device, and this is achieved in that the cylinder holes provided for the control piston are arranged in the valve seat with axes inclined to the direction of movement of the valve plate and the control pistons have control surfaces inclined to the piston axis, which with the valve plate, preferably

009818/1192009818/1192

BkU ORlQiNAL BkU ORlQiNAL

._ 1948^91._ 1948 ^ 91

weise unter Zwischenschaltung eines Abhebestückes, in Antriebsverbindung stehen. Durch diese Anordnung der Zylinderbohrungen ist die räumliche Unterbringung der Regelungseinrichtung im Ventilsitz leichter möglich, weil die Zylinderbohrungen mit den Steuerkolben nicht genau unterhalb der Ventilplatt-e mit in Bewegungsrichtung derselben verlaufenden Achsen angeordnet werden müssen. Außerdem kann eine Über— „· Setzung zwischen den Abhebebewegungen der Steuerkolben und der Ventilplatte erzielt werden, wobei der bei der Abhebung zurückgelegte Kolbenweg erheblich größer als der Hub der Ventilplatte sein kann. Dadurch werden auch bei einer geringeren Anzahl von Steuerkolben oder mit Hilfe von Steuerkolben mit kleinerem Durchmesser ausreichend große Abhebekräfte erzielt, so daß der Raumbedarf der gesamten Regelungseinrichtung bei gleichbleibenden Abhebekräften wesentlich verringert werden kann oder umgekehrt, bei gleicher Räuabeanspruchung wesentlich größere Abhebekräfte erzielt werden können.wise with the interposition of a lifting piece, in drive connection stand. This arrangement of the cylinder bores enables the control device to be accommodated in space easier in the valve seat because the cylinder bores with the control piston are not exactly below the Valve plate with the same extending in the direction of movement Axes need to be arranged. In addition, an over- "· Settlement can be achieved between the lift-off movements of the control piston and the valve plate, with the lift-off The piston path covered can be considerably greater than the stroke of the valve plate. This will also result in a lower Number of control pistons or with the help of control pistons achieved with a smaller diameter sufficiently large lifting forces, so that the space requirement of the entire control device can be significantly reduced with constant lifting forces or vice versa, with the same room load much greater lifting forces can be achieved.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Achsen der Zylinderbohrungen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Ventilplatte vorgesehen und weisen die Steuerkolben an ihrem einen Ende je eine konische Steuerfläche auf, auf welcher das zugehörige Abhebestück abgestützt ist.In a preferred embodiment of the invention, the axes of the cylinder bores are perpendicular to the direction of movement the valve plate is provided and the control pistons each have a conical control surface at one end on which the associated lifting piece is supported.

ι Diese Bauart ist einfach herstellbar', weil die Zylindsrbohrungen radial in der Umfangsfläche des Ventilsitzes vorgesehen werden können, und zeichnet sich durch besonders kleinen Raumbedarf aus, wobei nur eine geringe Bauhöhe des Ventilsitzes erforderlich ist. Außerdem ergibt sich durch die radiale Anordnung der Zylinderbohrungen eine einfache Zuleitung des Druckmediums. Ein gegebenenfalls gewünschtes übersetzungsverhältnis kann durch Wahl der Neigung der konischen Steuerflächen an den Enden der Steuerkolben einfach feetgelegt werden. Die AbhebeetUcke bestehen vorteilhaft ,aus Kugeln, die billig erhältlich sind und bei der Abhebebewegung nur verhältnismäßig geringe Reibungskräfte verursachen. .This type of construction is easy to manufacture because the cylinder bores can be provided radially in the circumferential surface of the valve seat, and is characterized by particularly small space requirements, with only a small overall height of the valve seat is required. It also results from the radial arrangement of the cylinder bores a simple one Supply of the pressure medium. A possibly desired Gear ratio can be changed by choosing the inclination of the conical control surfaces at the ends of the control piston can be easily placed. The lift-off covers are advantageous , from balls that are cheaply available and during the lift-off movement cause only relatively low frictional forces. .

009819/1193009819/1193

Die Steuerkolben Können hohl ausgebildet sein und in ihrem Inneren je eine Rückstellfeder aufweisen, durch welche sie nach Abschalten des Steuerdruckes in ihre ursprüngliche . Lage zurückgeführt werden. In manchen Fällen können aber auch die auf die Ventilplatte wirkenden Schließkräfte für die Rückstellung der Steuerkolben ausreichen. Die Rückstellfedern können an der dem druckbeaufsphlagten Ende der Steuerkolben gegenüberliegenden Stirnflächen derselben in Sackbohrungen sitzen. Eine vorteilhafte Ausführungsfora ergibt sich, wenn die Rückstellfeder mit einem Ende an der Innenseite der druckbeaufschlagten Stirnwand des hohlen Steuerkolbens und mit dem anderen Ende an einem Druckstift £ abgestützt ist, der aus dem Steuerkolben herausragt und am Grund der Zylinderbohrung ansteht. Zweckmäßig sind die Steuerkolben dabei zweiteilig ausgebildet und bestehen je aus einem an einem Ende abgeschlossenen Hohlzylinder und einer auf das offene Ende desselben aufgesetzten Kappe, die vorzugsweise mit der geneigten Steuerfläche versehen ist. Die Steuer- , kolben bilden dabei zusammen mit ihrer Rückstellfeder einen in sich abgeschlossenen Bauteil und können daher einfach und xaselb'©in- und ausgebaut werden.The control piston can be hollow and in their interior each have a return spring through which they return to their original position after switching off the control pressure. Location. In some cases, however the closing forces acting on the valve plate are also sufficient to reset the control piston. The return springs can on the opposite end of the control piston from the pressurized end of the same in Blind holes sit. An advantageous Ausführungsfora results when the return spring with one end on the Inside of the pressurized end wall of the hollow control piston and with the other end on a pressure pin £, which protrudes from the control piston and is supported on The bottom of the cylinder bore is pending. The control pistons are useful formed in two parts and each consist of one Hollow cylinder closed at one end and one on the open end of the same placed cap, which is preferably provided with the inclined control surface. The tax- , Pistons together with their return spring form a self-contained component and can therefore be simple and xaselb '© can be installed and removed.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung, die in Pig. 1 ein in einen Verdichter einge-.'■-." bautes erfindungsgemäßes Ventil im axialen Mittelschnitt, " in Pig. 2 dazu ein vergrößert herausgezeichnetes Detail und in Pig. 3 ein Detail einer anderen Ausführungsform in scliematischer Darstellung zeigt.Further details of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing, which is shown in Pig. 1 shows a valve according to the invention built into a compressor, in axial center section, "in Pig. 2 an enlarged detail drawn out and in Pig. 3 shows a detail of another embodiment in a schematic representation.

In Pig. .1 ist der obere Teil eines Verdichters mit einer Zylinderbüchse 1 und einem Kolben 2 dargestellt. Auf den flanschartigen Rand der Zylinder büchse 1 ist ein ringförmiges Saugventil 3 aufgesetzt und zusammen mit der Zylinderbüchse 1 mittels Schrauben 4 am Verdient er gehäuse 5 hängend "befestigt. Konzentrisch innerhalb des ringförmigen Saugventils 3 ist ein nur in Ansicht dargestelltes Druckventil 6 angeordnet,In Pig. .1 the upper part of a compressor with a cylinder liner 1 and a piston 2 is shown. On the flange-like edge of the cylinder liner 1, an annular suction valve 3 is placed and fastened together with the cylinder liner 1 by means of screws 4 on the deserving housing 5. Concentrically within the annular suction valve 3 is a pressure valve 6, only shown in view,

ÖÖ98it/11tlÖÖ98it / 11tl

das über ein Druckstück 7 mittels einer Feder 8, die an einem Deckel 9 abgestützt ist, auf seine vom Saugventil 3 gebildete» Sitzflache aufgepreßt wird. Das Saugventil 3 v/eist .einen Ventilsitz IO mit Durchströmkanälen 11, die von einer aus einem Einzelring bestehenden Ventilplatte 12 gesteuert sind, einen Fänger 13 und an diesem abgestützte weitere Ringplatten H auf, insbesondere eine oder mehrere Federplatten, die die Ventilplatte 12 auf den Ventilsitz 10 aufdrücken.that via a pressure piece 7 by means of a spring 8, which is on a cover 9 is supported, is pressed onto its seat surface formed by the suction valve 3. The suction valve 3 v / eist . A valve seat IO with flow channels 11, which are from a are controlled from a single ring existing valve plate 12, a catcher 13 and further ring plates supported on this H on, in particular one or more spring plates, which press the valve plate 12 onto the valve seat 10.

Im Ventilsitz 10 sind über dessen Umfang verteilt mehrere, beispielsweise acht Zylinderbohrungen 15 vorgesehen, die von der äußeren Mantelfläche des Ventilsitzes 10 auegehen und in radialer Richtung verlaufen, so daß ihre Achsen zur Bewegungsrichtung der Ventilplatte 12 unter einem rechten Winkel geneigt sind. In den Zylinderbohrungen 15 sind Steuerkolben 16 angeordnet, die an ihrem innenliegenden Ende eine konische Steuerfläche 17 aufweisen, auf der je eine als Abhebest ück dienende Kugel 18 geführt ist. Die Kugeln -18 liegen unterhalb der Ventilplatte 12 und bilden eine Antriebsverbindung zwischen den Steuerkolben 16 und der Ventilplatte Zur Zuführung eines pneumatischen oder hydraulischen Druckmittels in die Zylinderbohrungen 15 ist im Verdichtergehäuse ein Kanal 19 ausgespart, der in eine zwischen dem Saugventil 3 und dem Verdiohtergehäuse 5 freigelassene, abgedichtete Ringnut 20 mündet, welche den Ventilsitz 10 umgibt und so eine Zuführung von Druckmittel zu sämtlichen vorgesehenen Zylinderbohrungen 15 sicherstellt. · - .In the valve seat 10 several, for example eight cylinder bores 15 are distributed over its circumference, which rise from the outer surface of the valve seat 10 and extend in the radial direction so that their axes to Direction of movement of the valve plate 12 are inclined at a right angle. There are control pistons in the cylinder bores 15 16 arranged, which have a conical control surface 17 at their inner end, on each of which a ball 18 serving as a lift-off piece is guided. The balls -18 lie below the valve plate 12 and form a drive connection between the control piston 16 and the valve plate To feed a pneumatic or hydraulic pressure medium into the cylinder bores 15 is in the compressor housing a channel 19 is cut out, which in a sealed ring groove left free between the suction valve 3 and the Verdiohtergehäuse 5 20 opens, which surrounds the valve seat 10 and so one Supply of pressure medium to all provided cylinder bores 15 ensures. · -.

Das durch den Kanal 19 und die Ringnut ZQ zugeführte Druckmittel beaufschlagt die Steuerkolben 16 und verschiebt diese radial nach innen. Dabei gleiten die Kugeln 18 den konischen Steuerflächen 17 entlang und werden von diesen gegen die Ventilplatte 12 angehoben, so daß sie diese vom Ventilsitz 10 abheben. Daa Saugventil wird dadurch so lange offengehalten, I)Ie der die Steuerkolben 16 beaufschlagende Druck abgebaut wird, worauf diese entweder aufgrund der auf die Ventilplatte 12 wirkenden Schließkräfte oder mit Hilfe eigener Rückstellfedern in ihre ursprüngliche Lage zurüok-The pressure medium supplied through the channel 19 and the annular groove ZQ acts on the control piston 16 and moves them radially inward. The balls 18 slide along the conical control surfaces 17 and are raised by them against the valve plate 12 so that they lift it off the valve seat 10. The suction valve is kept open as long as I) Ie the pressure acting on the control piston 16 is reduced, whereupon it returns to its original position either due to the closing forces acting on the valve plate 12 or with the help of its own return springs.

009811/1113009811/1113

■ . kehren. In Abhängigkeit von der Neigung der konischen Steuerfläche 17 relativ zur Achse des Steuerkolbens 16 ergibt sich. dabei eine Übersetzung zwischen der Stellbewegung des Steuerkolbens und der von der Kugel 18 ausgeführten Abhebebewegung.■. sweep. Depending on the inclination of the conical control surface 17 relative to the axis of the control piston 16 results. thereby a translation between the actuating movement of the control piston and the lifting movement carried out by the ball 18.

Der in Pig. 2 dargestellte Steuerkolben 16 i3t hohl ausgebildet und mit einer Rückstellfeder 21 versehen. Der Steuerkolben besteht dabei aus einem einseitig abgeschlossenen Kohlzylinder 22 und aus einer auf das offene Ende desselben aufgesetzten Kappe 23, die zur Bildung der konischen Steuerfläche 17 abgeschrägt ist. Die Rückstellfeder 21 ist mit einem Ende an der Innenseite der Stirnwand des Hohlzylinders - " 22 und mit dem anderen Ende an einem Druckstift 24 abgestützt, der die Kappe 23 durchsetzt und mit seinem außenliegenden Ende am Grund der Zylinderbohrung 15 ansteht. Ss handelt sich dabei um eine kompakte Baueinheit aus Steuerkolben samt Rückstellfeder, welche sich durch einfache Handhabung-und geringen Raumbedarf auszeichnet.The one in Pig. The control piston 16 i3t shown in FIG. 2 is hollow and provided with a return spring 21. Of the The control piston consists of a closed one on one side Cabbage cylinder 22 and a cap 23 placed on the open end of the same, which is used to form the conical control surface 17 is beveled. The return spring 21 has one end on the inside of the end wall of the hollow cylinder - "22 and supported at the other end on a pressure pin 24, which penetrates the cap 23 and rests with its outer end at the base of the cylinder bore 15. Ss is a compact unit made of control piston and return spring, which is easy to use and low space requirement.

Pig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der axe Zylinder?- bohrung 15 unter einem spitzen Winkel gegen die Bewegungsrichtung der Ventilplatte 12 geneigt ist. Außerdem wirkt dabei der Steuerkolben 16 ohne Zwischenschaltung eines Abhebestückes unmittelbar auf die Ventilplatte 12, wobei die Steuerfläche 1T während der Stellbewegung auf der Unterseite der Ventilplatte 12 gleitet. Auch diese Ausführungsfoim \ zeichnet sich durch geringen Raumbedarf aus, wobei in dargestellten Beispiel, die Zylinderbohrung 15 den Durchströrakanal 11 im Ventilsitz 10 anschneidet, so daß durch die Anordnung der Steuerkolben 16 praktisch kein Verlust an Durchströmquerschnitt des Ventils auftritt. Außerdem wird wie beim Ausführungsbeispiel nach Pig· 1 eine vorteilhafte ÜbersetzungPig. 3 shows an embodiment in which the cylinder bore 15 is inclined at an acute angle against the direction of movement of the valve plate 12. In addition, the control piston 16 acts directly on the valve plate 12 without the interposition of a lifting piece, the control surface 1 T sliding on the underside of the valve plate 12 during the adjusting movement. These Ausführungsfoim \ is characterized by little space, wherein the Durchströrakanal 11 cuts into in the illustrated example, the cylinder bore 15 in the valve seat 10, so that practically no loss occurs due to the arrangement of the control piston 16 to throughflow of the valve. In addition, as in the embodiment according to Pig * 1, an advantageous translation is achieved

- zwischen der Stellbewegung des Steuerkolbens 16 und der Abhebebewegung der Ventilplatte 12 erzielt, deren Größe durch Wahl des Neigungswinkels der Zylinderbohrung 15 wahlweise bestimmt werden kann. . ·- Between the adjusting movement of the control piston 16 and the lifting movement the valve plate 12 achieved, the size of which can be selected by choosing the angle of inclination of the cylinder bore 15 can be determined. . ·

. Die in .den Ausführungsbeispielen gezeigten Einrichtungen zur liefermengenregelung können mit gleichem Vorteil sowohl. The devices shown in the exemplary embodiments to regulate the delivery quantity both

. bei Saugventilen als auch bei Druckventilen angewendet werden.. can be used for suction valves as well as pressure valves.

• 009818/1112 Paten tansprüche: • 009818/1112 Patent claims:

Claims

Patent claims:

Compressor valve with a device for regulating the delivery quantity, the valve plate being removed from the valve seat against the closing forces acting on it by means of control pistons which can be displaced in the cylinder bores of the valve seat; can be lifted, characterized in that the cylinder bores (15) are arranged in the valve seat (10) with axes inclined to the direction of movement of the valve plate (12) and the control pistons (16) have control surfaces (17) inclined to the piston axis which are connected to the valve plate ( 12), preferably with the interposition of a lifting piece (18), are in drive connection. Compressor valve according to Claim 1, characterized in that the axes of the cylinder bores (15) are provided perpendicular to the direction of movement of the valve plate (12) and the control pistons (16) each have a conical control surface (17) at one end on which the associated lifting lever (18) is supported. Compressor valve according to claim 1 or 2; characterized in that the Abhebestüeke consist of Zugein (18). Compressor valve according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the control pistons (16) are hollow and a return spring (21) is arranged in their interior.

Compressor valve according to Claim 4, characterized in that the return spring (21) has one end on the inside the pressurized end wall of the'hohlen Control piston (16) and with the other end on one The pressure pin (24) is supported from the control piston (16) protrudes and is at the bottom of the cylinder bore (15).

Compressor valve according to claim 5, characterized in that that the control pistons (16) each consist of one at one end closed hollow cylinder (22), and one on the open Sade the same cap * (23) are made, preferably is provided with the inclined control surface (17).

, 009819/1112, 009819/1112

tee rs ei tetea