DE2200698A1 - Kreisplattenfoermiges Ventilverschlusselement fuer Rueckschlagventile - Google Patents

Description

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"Kreisplattenförmiges Ventilverschluße'iement für Rückschlagventile" 9 ? Π Π R ^ 8

Die Erfindung betrifft ein kreisplattenförmiges Ventilverschlußelement für Rückschlagventile, vorzugsweise Arbeitsventile in Ko]benkompresaoren oder Fumpen mit spiralförmigen Durchlässen.

Es ist ein Ventilverschlußelement aus Gummi bekannt, das die Form eines zylindrischen Körpers-aufweist, dessen Wandung durchgeschnitten ist, so daß es einer zylindrischen Spiralfeder ähnelt. Durch die Arbeitsbewegung des Kolbens wird die Spirals auseinandergezogen oder zusammengepreßt, wobei der Zwischenraum der Gänge die Durchtrittsöffnungen bildet. Machte LJ ig ist der große schädliche Raum und die geringe Druckfestigkeit des Gummis,

Es ist weiterhin ein Ventil aus spiralförmig gewickeltem Rundmaterial bekannt, das eins sphärische Form aufweist« Die Abdichtung an den ei^zelnsn Gängen der Spiralen erfolgt durch Linienberührung, was eine hohe Präzision und somit hohe Kosten bsi der Herstellung erfordert. Trotzdem läßt sich eine ausreichende Abdichtung kaum verwirklichen.

Ein anderes bekanntes Ventil besteht aus mehreren federnden flachen Kreisringen, die sich stufenförmig verkleinernd an den Rändern überdecken,, Die Dichtfläche ist damit ebenfalls kreisringförmig mit. guter Dichtwirkung. Durch einen Schraubenbolzen wird, vom kleinsten Ring ausgehend, das Paket Ringe zusammengepreßt. Zur Cffnung des Ventils müssen vom Fördermedium große Kräfte aufgewendet werden, um die einseinen Ringe von der Dichtfläche abzuheben. Entsprechend dem Förderdruck muß das Material der Ringe eine bestimmte Dicke aufweisen. Die Kräfte zum Cffnen des Ventils, d.h. zur Verformung der einzelnen ringe, sind hiervon stark abhängig, so daß es schon für mittlere Förderdrücke wegen

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der stark steigenden Strömungsverluste nicht mehr einsetzbar ist; seine Anwendung bleibt deshalb auf geringe Förderdrücke beschränkt. Weiterhin müssen an den einzelnen Kreisringen besondere Führungen in Form von Stiften oder dgl. angebracht werden.

Lie Herstellung wird damit aufwendig und kompliziert.

Es ist ferner ein VentilVerschlußelement bekannt, das aus einer kreisförmigen Scheibe verhältnismäßig großer Dicke besteht. Sie ist spiralförmig unter einem großen ■,vinkel in bezug auf die Mittelachse eingeschnitten. Diese spiralförmige Schnittfläche bildet die Durchtrittsöffnung, bzw· die Dichtfläche bei geschlossenem Ventil. Zur .erzielung einer ausreichenden Dichtwirkung muß die Dichtfläche eine bestimmte Mindestgröße aufweisen, die durch die Materialdicke entscheidend bestimmt wird; es kommt deshalb nur Material hoher Elastizität, wie beispielsweise Gummi, infrage. Dies hat aber wiederum den Nachteil, daß es bei geschlossenem Ventil nur geringe Kräfte aufnehmen kann. Das Ventil ist somit für hohe Förderdrücke nicht geeignet. Ferner ist dieser Werkstoff für hohe Temperaturen, wie sie bei der Verdichtung von Gasen auftreten, nicht geeignet. Die Herotellung ist äußerst schwierig, Der Schnitt muß ohne Materialverluste durchgeführt werfen und sehr glatt sein, um eine ausreichende Dichtwirkung zu erzielen. Es treten somit erhebliche technologische Schwierigkeiten auf.

Zweck der Erfindung iat die Entwicklung eines einfach herzustellenden 7ent.ilvurnGhlu&**1Uvntünti<:;s für Kolbenkompressoren oder Fumpen, das geringe Strcmungsvcrluste und somit einen guten V/irkun^sgrad auch bfi hohen Drehzahlen aufweist.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein Ventilver-Schlußelement zu entwickeln, das für hohe Förderdrucke geeignet ist und dessen Durchtrittscffnungen den physikalischen Eigenschaften des Fördermediums auf einfache

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Weise angepaßt werden können,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ventilverschlußelemert aus zwei oder mehreren Platinen mit eingearbeiteten Spiralen besteht, die sich auf der Cber- und Unterseite der Gänge wechselseitig schuppenartig überdeckend, die Dichtfläche bilden.

Durch den Druck des Fördermediums während der Kolbenbewegung, wird das Ventilverschlußelement an den Gängen der Spirale auseinandergezogen, so daß Durchtrittsöffnungen entstehen. In geschlossenem Zustand liegen die Platinen an der schuppenartigen Überdeckung aufeinander und bilden so die Dichtfläche»

Die Form der eingearbeiteten Spiralen kann vielfältig sein. Als besonders einfach bietet sich an, archimedische Cpiralen einzuarbeiten. In einigen Fällen kann es beispielsweise auch vorteilhaft sein, logarithmische Spiralen einzuarbeiten* Die spiralenförmigen Durchlässe können auf verschiedene Weise erzeugt werden» So kann eine einzelne Platine vor dem Zusammenbau mit Spiral gangen versehen sein, die sich einander berührend eingeschnitten sind. Zur Funktion als Ventilverschiußele~ ment werden 2 derartige Platinen ineinandergeschraubt und um einen Winkel gegeneinander versetzt· Beträgt dieser Winkel beispielsweise 18C , überdecken sich die zwei Platinen «je zur Hälfte. Damit, entspricht die Dichtfläche der halben Breite der einzelnen Gänge der Spirale. Durch Verändern der Größe des Winkels, d. h. durch Verdrehen der Platinen, in die Größe der schuppenförmlgen Überdeckung veränderbar und kann den jeweiligen physikalischen Erfordernissen des Fcrdermediums angepaßt werden.

Sine andere Möglichkeit, die Größe der schuppenförmgsn

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Überdeckung zu verändern, besteht darin, daß bei einer einzelnen Platine die Spirale so eingeschnitten ist, daß vor dem Zusammenbau die Spiralgänge einen Zwischenraum aufweisen. Werden zwei derartige Platinen ineinandergedreht und um einen Winkel von 18C ° versetzt, ist die Größe der Schuppenförmigen Überdeckung um den Betrag kleiner, der sich aus der Größe des Zwischenraumes der Spiralgänge ergibt«

Weiterhin ist es mcglich, zwei verschiedene Platinen zu verwenden. Die eine Platine hat Spiralgßnge, die sich vor dem Zusammenbau berühren. In der anderen Platine sind Spiralgänge, die vor dem Zusammenbau einen Zwischenraum aufweisen. Durch Ineinanderdrehen und Versetzen der beiden Platinen um einen bestimmten Winkel kann ebenfalls die Größe der Überdeckung gewählt werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Platinen miteinander verbunden· Dazu kann im Mittelpunkt beispielsweise ein Niet angebracht werden. Es ist auch möglich, die Platinen am äußeren Umfang festzulegen und im Mittelpunkt auf geeignete Weise zu verschließen.

Nachstehend soll die Erfindung an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung sind Ventilverschlußelemente mit archimedischen Spiralen dargestellt.

Die einzelnen Figuren zeigen:

Fig. 1: eine einzelne Platine vor dem Zusammenbau, deren Spiralgänge sich berühren^

Fig. 2: ein zusammengebautes Ventilverschlußelement mit Platinen, gemäß Fig. 1;

Fig. 3: einen schematischen Querschnitt durch das

zusammengebaute Ventilverschlußelement nach Fig. 2;

Fig. 4: ein einzelnes Ventilverschiußelement vor dem

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Zusammenbau, dessen Spiralgänge einen Zwischenraum aufweisen;

Fig. 5: ein Ventilverschlußelement, bestehend aus zwei Platinen, gemäß Fig« 4j

Fig* 6: einen schematischen Querschnitt durch ein Ventilverschlußelement nach Fig. 5;

Fig· 7: eine einzelne Platine vor dem Zusammenbau mit einem großen Zwischenraum an den Spiral gangen;

Fig· 8: ein Ventilversch2ußeiement_s kombiniert aus einer Platine nach Fig» 1 und Fig. 7;

Fig» 9: einen schematischen Querschnitt durch das Ventilverschiußeleroent nach Fig» 8«

Zum Einarbeiten der Spiralen nach den Figuren 1, 4 und 7 werden die Flatinen 1a_s 1b, 1g alt einer Mittelbohrung versehen· Um das Freigehen des Cchnittwerkzeuges zu erreichen, ist. daneben eine weitere Bohrung 3 angebracht. Beide Bohrungen sind dui-eh ei&en Schlitz 4 verbunden, um die Platinen Ia₉ 1b _s 1e inei^soäercirehen zu können·

Die Spirale der Platine 1s, nach Fig. 1 $ ist durch Stanzen oder Einschneiden oder durch ein anderes spanloses Arbeitsverfahren eingebracht. Die einseinen Gänge der Spirale 5 liegen berührend aneinander»

Nach Fig. 2 sind zwei derartige Platinen 1a und 1'a ineinandergedreht und um einen Winkel von 180 ° gegeneinanderversetzt. Zur Verdeutlichung dieses Bildes ist der nicht übei-deckte und somit sichtbare Teil einer Platine 1'a punktiert dargestellt.

Aus dem schematischen Schnitt nach Fig. 3 ist zu erkennen, daß sich die einzelnen Platinen jeweils zur Hälfte

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schuppenförmig überdecken» Wird ein anderer Verdreh— winkel als 180 ° gewählt, ändert sich die schuppenförmige Überdeclcung derart, daß sie auf der einen Seite größer und auf der anderen Seite geringer wird· Um während des Betriebes ein Verdrehen zu vermeiden, ist in diesem Ausführungsbeispiel durch die Mittelbohrung 2 über einen Niet 6 eine feste Verbindung der beiden Platinen geschaffen.

Zur Herstellung einer Platine 1b nach Fig. 4 dient eine Platine 1a nach Fig. 1 als Ausgangsmaterial. Durch Stanzen oder ein anderes geeignetes Arbeitsverfahren wird die Platine 1b derart eingeschnitten, daß an der Spirale ρ ein Zwischenraum 7 entsteht.

Fig. 5 zeigt ein zusammengebautes VentilVerschlußelement, das aus Platinen 1b und 1'b der Fif> 4 besteht. Zur besseren Verdeutlichung ist auch hler wieder der nicht überdeckte, und somit sichtbare Teil der Cpiralgänge der Platine *? punktiert dargestellt.

Aus der schematischen Schnittdarste]lung der Fig- 6 ist zu entnehmen, daß die schuppenförmige Überdeckung zwischen den zwei Platinen Ib, 1'b um den Betrag des Zwischenraumes der Spiralen 5 verkleinert ist. Hierdurch wird die Größe der Umlenkung des Fördermediums an dem Zwischenraum 7 der Spirale 5 verringert· Der öffnungsdruck ist ebenfalls geringer, da die für das Ventilkleben maßgebliche Sitzfläche verkleinert ist. Weiterhin können hierdurch die Federeigenschaften beeinflußt werden, so daß sich das Ventilverschlußelement den jeweiligen Betri.ebsverhältnissen und dem Fördermedium durch Ausführungen nach Fig. 3 oder Fig. optimal anpassen läßt*

In Fig. 7 ist eine weitere Platine ic mit einer eingearbeiteten Spirale 5 dargestellt.* deren Zwischenraum 7 bedeutend größer ist. Durch die KnnA χ nation einer Platine la

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nach Fig.. 1 mit einer Platine 1 c nach Fig» 7 ergibt sich eine neue Möglichkeit zur Veränderung der schuppenförmigen überdeckung»

Fig. 8 zeigt dis Draufsicht auf die derartige Kombination, Der nicht überdeckte und sichtbare Teil der Spirale ist auch hier wieder punktiert dargestellt·

Aus Fig· 9 ist die, durch diese Kombination erzielte Form der schuppenförmigen uberdeekung deutlich zu erkennen· Die Umlenkung des Gasstromes ist hier weiter vermindert, was sich äußerst günstig auf den 7/irkungsgrad des Kolbenverdichters bzw« die Pumpe auswirkt. Die Vorteile des verminderten Ventilklebens werden auch durch diese Maßnahme wieder wirksam,,

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   [ 1 .y/Kreisplatienförmiges Ventilverfchlußelement für Rückschlagventile, vorzugsweise selbsttätige Arbeitsven tile in Kolbenkompressoren oder Pumpen mit spiralförmigen Durchlässen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei oder mehreren Platinen (la, 1b, 1c) mit eingearbeiteten Spiralen (5) besteht, die sich auf der Ober- jnJ Unterseite der Gänge wechselweise schuppenartig überdeckend, die Dichtfläche bilden.

   2, Kreisplattenförmiges Ventilverschlußelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei einer einzelnen Platine (la) vor dem Zusammenbau die Spir-xlgünge (5) berühren·

   3· Kreisplattenförmiges Ventilverschlußelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in di? Fiatinen (1a, 1b, 1c; archimedische Spiralen eingearbeitet sind.

   4. Kreisplattenförmiges Ventilverschlußelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Platinen logari'.hmische Spiralen eingearbeitet sind.

   ^Γ· Kreisplattenförmiges Ventilverschlußelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß bei e,iner einzelnen Platine (1b, 1c) die Spiralgänge (5) vor dem Zusammenbau einen Zwischenraum (7) aufweisen.

   6. Kreisplattenförmiges Ventilverschlußelement nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der schuppenförmigen tiberdeckung durch Verdrehen der Platinen (la, 1b, U) veränderbar ist.

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   7. Kreisplattenförmiges Ventilverschlußelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Platinen (1a, 1b, 1c) im Mittelpunkt (2) verbunden sind·

   8· Kreisplattenförmiges Ventilverschlußelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Platinen (1a, 1b, Jc) am äußeren Umfang festgelegt und im Mittelpunkt (2) verschlossen sind.

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