DE2218095B2

DE2218095B2 - Reciprocating compressor valve system - may be used for pressure valve or suction valve and has radial outlet grooves in seat ring (OE 15.6.75)

Info

Publication number: DE2218095B2
Application number: DE19722218095
Authority: DE
Inventors: Mark Isaakovitsch Leningrad Frenkel (Sowjetunion)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1972-04-14
Publication date: 1978-04-20
Also published as: DE2218095C3; DE2218095A1

Abstract

A pressure and suction valve for a reciprocating compressor exhibits a limited throughflow resistance and permits a reduction in the clearance volume. It contains a set of successively arranged valve elements each of which comprises a valve seat ring (3) and at least one flexible valve plate (4). In each valve seat ring radially running, groove-like outlet channels (17) are provided between the inlet channels (10), and are open relative to the opposite cylinder surface. The valve plate (4) has radially running teeth (19) which cover the inlet channels whereas the spaces between the teeth coincide with the outlet channels.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druck- und Saugventil für Kolbenverdichter mit zu einem zylindrischen Paket zusammengespar.nten Ventilsitzringen, die in der einen Stirnfläche radial verlaufende, zu der einen der beiden Zylinderflächen öffnende nutenförmige Eintrittskanäle aufweisen und mit wenigstens einer zwischen die Stirnflächen zweier benachbarter Ventilsitzringe an einer ihrer Kreiskanten eingespannten, ringförmigen, biegsamen Ventüplatte. Ein solches Ventil ist aus dem UdSSR-Erfinderschein 81 475 bekannt.The present invention relates to a pressure and suction valve for reciprocating compressors with one cylindrical package together-saved valve seat inserts, which run radially in one end face which have groove-shaped inlet channels opening one of the two cylinder surfaces and with at least one clamped between the end faces of two adjacent valve seat rings on one of their circular edges, annular, flexible valve plate. Such a valve is known from the USSR inventor's certificate 81 475.

Bei dieser bekannten Ausbildung besteht jedes der Ringventilelemente aus einem ringförmigen in Durchströmungsrichtung stromlinienförmig gestalteten Sitzkörper, der von beiden Seiten durch zugehörige Ringe gehalten ist. Zwischen den aneinanderstoßenden Ringen zweier benachbarter Ringventilelemente sind zwei Ventilplatten 3 eingespannt, zwischen den sich noch ein Anlageelement befindet.In this known design, each of the ring valve elements consists of an annular one in the direction of flow streamlined seat body, secured from both sides by matching rings is held. Between the abutting rings of two adjacent ring valve elements are two Clamped valve plates 3, between which there is still a contact element.

Im sperrenden Zustand liegt der freie Rand der nicht eingespannten Kreiskante der Ventilplatten an dem Sitzkörper an und bewegt sich beim Auftreten eines in Richtung der Durchströmung wirkenden Druckgefälles in der Weise, daß er sich unter Freigabe des Strömungsweges an das Anlageelement anlegt.In the blocking state, the free edge of the non-clamped circular edge of the valve plates lies on the Seat body and moves when a pressure gradient occurs in the direction of the flow in such a way that it rests against the contact element, releasing the flow path.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Ausbildung, daß die Länge des freigebbaren Ringspaltes nur der Umfangserstreckung des jeweiligen Ringventils entspricht. Auch die Breite des Treigebbaren Spaltes, oder, in anderen Worten, die Hubhöhe des freien Randes der Ventüplatte. ist ebenfalls recht begrenzt, und zwar aus Festigkeitsgründen. Damit ist der Durchtrittsquerschnitt für das Arbeitsmedium nur gering, was einen hohen Durchströmungswiderstand mit sich bringt.The disadvantage of this known design is that the length of the releasable annular gap is only the Corresponds to the circumferential extent of the respective ring valve. Also the width of the openable gap, or, in other words, the lifting height of the free edge of the valve plate. is also quite limited, namely off Strength reasons. So that the passage cross-section for the working medium is only small, which is a brings high flow resistance with it.

Hinzu kommt, daß der Aufbau des einzelnen Ringventils aus dem stromlinienförmigen Sitzkörper mit den beidseits zugehörigen Ringen zu einer beträchtlichen Bauhöhe führt, so daß der Totraum des ganzen Ventils unerwünscht groß ist.In addition, the structure of the individual ring valve from the streamlined seat body with the rings belonging to both sides leads to a considerable overall height, so that the dead space of the whole valve is undesirably large.

Schließlich ist der Aufbau des Ventils insgesamt recht kompliziert.After all, the overall design of the valve is right complicated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventil der genannten Gattung zu schaffen, das sich durch geringen Durchströmungswiderstand auszeichnet und eine Verkleinerung des Totraums gestattet.The object of the present invention is to create a valve of the type mentioned, which is characterized by characterized by low flow resistance and a reduction in the dead space allowed.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in jedem Ventilsitzring zwischen ίο den Eintrittskanälen gleichfalls radial verlaufende, zur entgegengesetzten Zylinderfläche öffnende nutenförmige Austrittskanäle vorgesehen sind und daß die Ventüplatte radial verlaufende Zähne aufweist, welche die Eintrittskanäle abdecken, während die Lücken zwischen den Zähnen mit den Austrittskanälen zusammenfallen. Based on the training described at the outset, this object is achieved according to the invention suggested that in each valve seat ring between ίο the inlet channels also extending radially, for Opposite cylinder surface opening groove-shaped outlet channels are provided and that the Valve plate has radially extending teeth, which cover the inlet channels, while the gaps coincide between the teeth with the exit channels.

Durch diese Ausbildung wird der Überströmspalt aufgrund seiner zickzackförmigen Gestalt erheblich länger und die Ventilzungen sind in Richtung des Freigebens des Spaltes elastischer, so daß sie weiter öffnen können. Insgesamt werden hierdurch die zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitte größer und damit der Widerstand geringer. Auch die Bauhöhe des Ventils insgesamt kann verringert werden.
Es ist zweckmäßig, wenn jeder Ventilplattenzahn einen Eintrittskanal abdeckt; es kann jedoch auch zweckmäßig »ein, wenn jeder Ventilplattenzahl mehrere Eintrittskanäle abdeckt.As a result of this design, the overflow gap becomes considerably longer due to its zigzag shape and the valve tongues are more elastic in the direction of releasing the gap, so that they can open further. Overall, this increases the available flow cross-sections and thus reduces the resistance. The overall height of the valve can also be reduced.
It is useful if each valve plate tooth covers an inlet channel; However, it can also be expedient if each number of valve plates covers several inlet channels.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibe bung von Ausführungsbeispielen anhand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below by the descriptions Exercise of exemplary embodiments further explained with reference to the accompanying drawings. It shows

F i g. 1 den achsparallelen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil, das auf einer Umfangshälfte (im Bild links) zum Ansaugen von außen nach innen & durchströmte Ventilelemente aufweist und auf der anderen Umfangshälfte (im Bild rechts) zum Ausstoßen in die Druckleitung von innen nach außen durchströmte Ventüelemcnte aufweist,F i g. 1 shows the axially parallel section through a valve according to the invention, which has valve elements on one half of the circumference (on the left in the picture) for suction from the outside to the inside and throughflow valve elements on the other half of the circumference (on the right in the picture) for ejection into the pressure line from the inside to the outside ,

F i g. 2 die Draufsicht auf einen von innen nach außen durchströmten Ventilabschnitt mit aufliegender, zum Teil weggebrochener Ventüplatte, wobei jeder Ventilplattenzahn einen Eintrittskanal überdeckt,F i g. 2 shows the plan view of a valve section through which flow flows from the inside to the outside with an overlying, for Part of broken valve plate, with each valve plate tooth covering an inlet channel,

F i g. 3 eine Draufsicht entsprechend F i g. 2, wobei jeder Ventilplattenzahn zwei Eintrittskanäle überdeckt, F i g. 4 eine Draufsicht entsprechend F i g. 2, wobei die Ventilplattenzähne eine rechteckige Form haben,F i g. 3 is a plan view corresponding to FIG. 2, with each valve plate tooth covering two inlet channels, F i g. 4 is a plan view corresponding to FIG. 2, with the valve plate teeth having a rectangular shape,

Fig.5 den durch einen Austrittskanal gehenden Schnitt gemäß Linie V-V von F i g. 2 und 3,FIG. 5 shows the section along line V-V of FIG. 2 and 3,

Fig.6 den durch einen Eintrittskanal gehenden Schnitt gemäß Linie VI-VI von F i g. 2 und 3,6 shows the section along line VI-VI in FIG. 2 and 3,

F i g. 7 die Ansicht einer Ventüplatte mit mehreren Zähnen und ösen für Schrauben, die das Paket zusammenhalten.F i g. 7 the view of a valve plate with several teeth and eyes for screws that hold the package stick together.

Das in F i g. 1 dargestellte Druck- und Saugventil für Kolbenverdichter enthält ein Paket 1 aus aufeinanderfolgend angeordneten Ventilelementen 2. Jedes Element 2 schließt einen Ventilsitzring 3 und mindestens eine biegsame Ventüplatte 4 ein, die in Ringform ausgeführt sind und aneinander anliegen.The in Fig. 1 illustrated pressure and suction valve for reciprocating compressors contains a package 1 of successive arranged valve elements 2. Each element 2 includes a valve seat ring 3 and at least one flexible valve plate 4, which are designed in a ring shape and lie against one another.

Die zum Paket 1 zusammengefaßten Elemente 2 des Ventils sind durch Schrauben 5 verbunden. Zur Verringerung des Totraumes ist im inneren Hohlraum 6 des Ventils ein Verdrängerkegel 7 vorgesehen.The elements 2 of the valve combined to form package 1 are connected by screws 5. To the To reduce the dead space, a displacement cone 7 is provided in the inner cavity 6 of the valve.

Die Ventilplatten 4 sind zwischen benachbartenThe valve plates 4 are between adjacent

^h' Ventilsitzringen 3 auf solche Weise angeordnet, daß der Rand der auf der Zuströmseite des Arbeitsmediums liegt (die Zuströmung ist in F i g. 2 und 3 durch die Pfeile A angedeuiet), zwischen den Ventilsitzringen 3 einge- ^h 'valve seat inserts 3 arranged in such a way that the edge which lies on the inflow side of the working medium (the inflow is indicated in FIGS. 2 and 3 by the arrows A ), is inserted between the valve seat inserts 3.

spannt und somit unbeweglich ist Auf dem Umfangsab- ::chnitt der Ansaugventilelemente (in F i g. 1 die linke Hälfte) ist die Ventilplatte somit an ihrem Außenrand eingespannt; im Bereich der Ausstoßventilelemente (in F i g. 1 die rechte Hälfte und F i g. 2 bis 4) ist sie an ihrem Innenrand 8 eingespannt.tense and therefore immobile. On the circumferential section of the intake valve elements (in FIG. 1 the left Half) the valve plate is thus clamped at its outer edge; in the area of the exhaust valve elements (in F i g. 1 the right half and F i g. 2 to 4) it is clamped at its inner edge 8.

Der jeweils auf der Zuströmungsseite liegende eingespannte Rand der Ventilplatte ist durchgehend kreisförmig begrenzt, während der gegenüberliegende Rand unter Aasbildung von radial verlaufenden Zähnen 19 Einschnitte aufweist. Diese Zähne bleiben frei und werden unter der Druckeinwirkung des durch das Ventil strömenden Arbeitsmitiels zur Freigabe des Austritts abgebogen, wie dies in F i g. 6 gestrichelt angedeutet ist In F i g. 2 und 3 ist der Austritt des Arbeitsmediums mit den Pfeilen B angedeutet.The clamped edge of the valve plate lying on the inflow side is continuously delimited in a circular manner, while the opposite edge has incisions with the formation of radially extending teeth 19. These teeth remain free and are bent under the pressure of the working medium flowing through the valve to release the outlet, as shown in FIG. 6 is indicated by dashed lines in FIG. 2 and 3, the outlet of the working medium is indicated by the arrows B.

Jeder Ventilsitzring 3 des Ventils besitzt Kanäle zum Eintritt des Arbeitsmittels, die in Gestalt von radial verlaufenden Nuten 10 ausgeführt sind, die mindestens in einer Stirnfläche 11 des Ventilsitzrings vorhanden sind und in die die Zuströmseite darstellende Zylinderfläche münden.Each valve seat ring 3 of the valve has channels for the entry of the working medium, which are in the form of radial extending grooves 10 are executed, which are present at least in one end face 11 of the valve seat ring and open into the cylinder surface representing the inflow side.

In der gleichen Stirnfläche des Ventilsitzrings sind zwischen den Eintrittskanälen 10 Austrittskanäle 17 vorgesehen, die gleichfalls in Gestalt von radial verlaufenden Nuten ausgeführt sind, die jedoch zur gegenüberliegenden Zylinderfläche münden. Dabei verbleiben zwischen den Eintrittskanälen 10 und den Austrittskanälen 17 Stege 20, die diese Kanäle voneinander trennen und in der Draufsicht eine Art jp Zickzackform aufweisen.In the same end face of the valve seat ring, there are outlet channels 17 between the inlet channels 10 provided, which are also designed in the form of radially extending grooves, which, however, for open opposite cylinder surface. This remains between the inlet channels 10 and the Outlet channels 17 webs 20 which separate these channels from one another and a kind of jp in plan view Have a zigzag shape.

Die Ventilplatte 4 ist mit ihren Zähnen 19 derart auf die Stirnfläche des Ventilsitzrings 3 aufgelegt, daß ihre Zähne gerade die Eintrittskanäle 10 abdecken, wobei sich die Zahnränder auf die genannten Stege 20 abstützen.The valve plate 4 is placed with its teeth 19 on the end face of the valve seat ring 3 that their Teeth just cover the inlet channels 10, with the tooth edges on said webs 20 prop up.

Die gegenüberliegende Stirnfläche des Sitzrings 3 ist mit einer umlaufenden Abschrägung 14 ausgeführt, welche das Abbiegen der Ventilplattenzähne des angrenzenden Ventilelements ermöglicht.The opposite end face of the seat ring 3 is designed with a circumferential bevel 14, which allows the valve plate teeth of the adjacent valve element to flex.

Es ist zu sehen, daß beim öffnen der Ventilplattenzähne die Überströmung des Arbeitsmediums aus den Eintrittskanälen 10 über die Stege 20 in die Austrittskanäle 17 erfolgt, wobei die Länge der Stege 20 wesentlich größer ist als die Länge des eingenommenen Umfangsabschnitts. Dadurch wird der zur Überströmung zur Verfügung stehende Durchtrittsquerschnitt entsprechend größer. Hierdurch werden die Strömungsverluste bedeutend verringert. Dadurch, daß die Ventilplattenzähne sehr nachgiebig sind, genügen bereits geringe Druckunterschiede, um diese zu öffnen, wobei ohne Überschreitung der zulässigen Materialbeanspruchungen große Hubhöhen verwirklicht werden können. Auch dies trägt erheblich zum besseren Wirkungsgrad des Ventils bei.It can be seen that when the valve plate teeth are opened the overflow of the working medium from the inlet channels 10 via the webs 20 into the outlet channels 17 takes place, the length of the webs 20 being substantially greater than the length of the assumed circumferential section. As a result, the passage cross section available for overflow is corresponding greater. This significantly reduces the flow losses. By the fact that the valve plate teeth are very flexible, even small pressure differences are sufficient to open them, without If the permissible material loads are exceeded, large lifting heights can be achieved. This also contributes significantly to the better efficiency of the valve.

Es kann zweckmäßig sein, die Eintrittskanäle 10 in der Weise zu doppeln, daß, wie in F i g. 3 gezeigt, zwischen ihnen ein weiterer Steg 13 verbleibt. Dieser Steg dient dann zur zusätzlichen Stützung des Ventilplattenzahns, insbesondere, wenn dieser von größerer Breite istIt may be useful to double the inlet channels 10 in such a way that, as shown in FIG. 3 shown between Another web 13 remains for them. This web then serves to provide additional support for the valve plate tooth, especially if it is of greater width

In der bevorzugten Ausführungsform nimmt die Breite des Eintrittskanals 10 in Strömungsrichtung ab und die Breite des Austrittskanals 17 in Strömungsrichtung zu, wie dies in F i g. 2 und 3 ersichtlich ist. Die Stege 20 verlaufen dabei nicht genau radial, sondern zur radialen Richtung etwas geneigt, so daß die Eintrittsund Austrittskanäle in der Draufsicht etwa ineinandergesteckten Dreiecken entsprechen. Bei dieser Ausführungsform stellen sich auf der gesamten Kanailänge ungefähr gleiche Strömungsgeschwindigkeiten ein, da der zur Verfügung stehende Kanalquerschnitt nach Maßgabe der bereits übergeströmten Menge des Arbeitsmediums zu- bzw. abnimmt.In the preferred embodiment, the width of the inlet channel 10 decreases in the direction of flow and the width of the outlet channel 17 in the direction of flow, as shown in FIG. 2 and 3 can be seen. The bridges 20 do not run exactly radially, but slightly inclined to the radial direction, so that the inlet and In the plan view, outlet channels correspond approximately to triangles inserted one inside the other. In this embodiment the flow velocities are approximately the same along the entire length of the canal the available channel cross-section depending on the amount of the Working medium increases or decreases.

Die Ausbildung der Kanäle mit im wesentlichen rechteckiger Form gemäß Fig.4 ist dagegen herstellungstechnisch einfacher.The formation of the channels with an essentially rectangular shape according to FIG. 4, on the other hand, is manufacturing technology easier.

Durch die Verlängerung des Überströmspaltes wird es möglich, die Hubhöhe der Ventilplattenzähne zu verringern, was von großer Bedeutung für deren Lebensdauer ist, besonders bei schnellaufenden Kompressoren. By lengthening the overflow gap, it is possible to increase the lifting height of the valve plate teeth reduce, which is of great importance for their service life, especially with high-speed compressors.

Zum Durchtritt der Schrauben 5, die das Ventilelementepaket zusammenziehen, sind in den Ventüplatten öffnungen 23 (Fig. 7) vorgesehen, die in besonderen Ohren 24 ausgeführt sind.For the passage of the screws 5, which pull the valve element package together, are in the valve plates openings 23 (FIG. 7) are provided, which are implemented in special ears 24.

Zur Herstellungstechnologie sei noch angemerkt, daß die gezahnten Ventüplatten ohne großen Materialabfal! aus einem geraden Band hergestellt werden können, in das die Zähne eingeschnitten werden, wobei die Ringform durch nachfolgendes Biegen des Bandes in seiner Ebene erzielt wird. Auch können die Platten aus Zahnsegmenten zusammengesetzt werden. In beiden Fällen werden die Stoßstellen durch Ausbildung in Schwalbenschwanzform gasdicht ausgeführt. An diesen Stoßstellen können dann auch die Ankerschrauben zum Zusammenziehen des Ventilelementepakets durchtreten. Regarding the manufacturing technology, it should be noted that the toothed valve plates do not waste a lot of material! can be made from a straight band into which the teeth are cut, the Ring shape is achieved by subsequent bending of the band in its plane. The panels can also be made from Tooth segments are assembled. In both cases, the joints are trained in Dovetail shape made gas-tight. The anchor bolts can then also be used at these joints Step through contraction of the valve element package.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Pressure and suction valve for reciprocating compressors with clamped together to form a cylindrical package Valve seat inserts that run radially in one end face to one of the two cylinder surfaces have opening groove-shaped inlet channels and with at least one between the end faces of two adjacent valve seat rings clamped at one of their circular edges, annular, flexible Valve plate, characterized that in each valve seat ring (3) between the inlet channels (10) also radially extending, Groove-shaped outlet channels (17) opening towards the opposite cylinder surface (18) are provided and that the valve plate (4) has radially extending teeth (19) which cover the inlet channels, while the gaps between the teeth coincide with the exit channels.

2. Valve according to claim 1, characterized in that each valve plate tooth (19) covers an inlet channel (10).

3. Valve according to claim 1, characterized in that each valve plate tooth (19) has several Covers inlet channels (10).