DE2519026A1

DE2519026A1 - Druckentlastungsventil

Info

Publication number: DE2519026A1
Application number: DE19752519026
Authority: DE
Inventors: Karl Rein
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1974-05-17
Filing date: 1975-04-29
Publication date: 1975-11-27
Also published as: HU172373B; GB1488447A; PL99524B1; CS181177B2; FR2271470A1; FR2271470B1; DD117913A5; IT1038129B; AT333408B; ATA411074A

Description

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HOERBIGER VENTILWERKE AKTIENGESELLSCHAFT, Wien

Druckentlastungsventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckentlastungsventil, insbesondere für Verdichter, dessen Gehäuse eine Zylinderbohrung besitzt, in der ein Kolben gegen eine Rückstellkraft verschiebbar ist, der einen von der Zylinderbohrung ausgehenden Entlüftungskanal steuert.

Druckentlastungsventile dieser Bauart werden in die Förderleitung von insbesondere kleineren Verdichteranlagen zwischen den Verdichter und einen Druckbehälter eingebaut, um bei unter Druck stehender Anlage einen entlasteten Anlauf des Verdichters zu ermöglichen. Es sind Ausführungen bekannt, die zwei in der Zylinderbohrung konzentrisch ineinander angeordnete Ventilkolben besitzen, von denen der eine den durch das Gehäuse nach außen führenden Entlüftungskanal steuert und der andere als VerschlußstUck eines Rückschlagventiles wirkt, das ein Zurückströmen des verdichteten Mediums vom Druckbehälter zum Verdichter verhindert. Die beiden Kolben sind vom Förderdruck des Verdichters beaufschlagt und werden gegen die Kraft

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einer Rückstellfeder verschoben, sobald der Verdichter fördert. Dabei wird der EntlUftungskanal abgeschlossen und bei ausreichender Fördermenge das von den beiden Kolben gebildete Rückschlagventil geöffnet, so daß das geförderte Medium zum Druckbehälter gelangen kann. Nach Aufhören der Förderung werden die Kolben durch die Rückstellfeder in ihre Ausgangslage zurückgebracht, wobei sie die Verbindung zum Druckbehälter abschließen und den EntlUftungskanal öffnen, so daß sich der Druck zwischen dem Verdichter und dem Druckentlastungsventil abbaut.

Die bekannten Druckentlastungsventile sind verhältnismäßig kompliziert, so daß ihr Einsatz vor allem bei kleinen Verdichteranlagen unwirtschaftlich ist. Es wurde versucht, den Aufbau durch eine Ausführung mit einem einzigen Ventilkolben zu vereinfachen, der sowohl den EntlUftungskanal steuert als auch das Verschlußstück des Rückschlagventils bildet. Dabei ergeben sich jedoch Schwierigkeiten. Bei starker Rückstellfeder öffnet das Rückschlagventil zu spät und neigt dessen Verschlußstück zum Flattern während des Betriebes. Wenn hingegen eine schwächere Rückstellfeder gewählt wird, verbleibt der Kolben in der Offenstellung, so daß keine oder keine rechtzeitige Druckentlastung des Verdichters erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu überwinden und ein einfaches Druckentlastungsventil zu schaffen, dessen Ventilkolben bei ausreichend schwacher Rückstellfeder unverzüglich in seine Ausgangslage zurückkehrt, sobald die Förderung des Verdichters aufhört.

Diese Aufgabe wird unter Verwendung eines Druckentlastungsventils mit nur einem Kolben erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens auf einer Seite der in der Zylinderbohrung liegenden Ausgangsöffnung des Entlüftungskanals mindestens eine Nut oder eine Aussparung vorgesehen ist,

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die mit dem Inneren des Gehäuses in Verbindung steht. Durch diese einfache Maßnahme wird eine einwandfreie Funktion des Druckentlastungsventils erhalten, so daß die Verwendung von komplizierten Bauarten mit zwei Ventilkolben überflüssig ist. Bei glatter Zylinderbohrung und glattem Kolben wird nämlich der Kolben in geöffnetem Zustand durch den Druck des geförderten Mediums von innen auf den Entlüftungskanal gepreßt. Dieser Druck wirkt auf eine verhältnismäßig große Dichtfläche über die ganze FUhrungslänge des Kolbens. Die daraus entstehende Anpreßkraft erzeugt eine Reibungskraft, die von der Rückstellfeder nicht überwunden werden kann. Das Ventil schließt daher nicht. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Nuten oder Aussparungen, die mit dem Inneren des Gehäuses in Verbindung stehen, ermöglichen einen Druckausgleich zwischen dem Inneren des Gehäuses und dem größten Teil des Ringspaltes zwischen Kolben und Zylinderbohrung, wodurch die Anpreßfläche und damit auch die Reibung zwischen dem Kolben und der Zylinderbohrung, insbesondere die Haftreibung bei geöffnetem Rückschlagventil, wesentlich verkleinert wird. Diese verringerte Reibungskraft wird auch von einer verhältnismäßig schwachen Rückstellfeder leicht überwunden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auf beiden Seiten der Ausgangsöffnung je eine ringförmige Nut in die Zylinderbohrung eingedreht. Die Nuten sind einfach herstellbar und stehen in ihrem dem EntlUftungskanal diametral gegenüberliegenden Bereich auf Grund des Kolbenspiels mit dem Inneren des Gehäuses in Verbindung, sobald der Kolben durch den Innendruck an den Entlüftungskanal angepreßt wird. Es können aber auch in Achsrichtung des Gehäuses verlaufende Nuten in der Zylinderbohrung vorgesehen sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Ausgangsöffnung durch wenigstens eine Nut, vorzugsweise konzentrisch, zu umgeben.

Die Nuten oder die Aussparungen können wahlweise in der Zylinderbohrung oder im Mantel des Kolbens vorgesehen sein. Im Mantel des Kolbens sind die Nuten oder Aussparungen zweck-

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mäßig in jenem Bereich des Kolbens vorgesehen, der sich in der offenen Stellung unterhalb der Ausgangsöffnung des Entlüftungskanals befindet, so daß in dieser Stellung der Entlüftungskanal zwar abgedichtet ist, in der unmittelbaren Umgebung der Ausgangsöffnung desselben hingegen ein Druckausgleich mit dem Innenraum des Ventils stattfinden kann. Die Aussparungen können durch Erweiterungen der Zylinderbohrung oder Einsprünge im Mantel des Kolbens gebildet sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Die Fig. 1 und 2 ein erfindungsgemäßes Druckentlastungsventil im axialen Mittelschnitt in verschiedenen Stellungen,

die Fig. 3 und 4 Axialschnitte durch das Gehäuse abgeänderter Ausführungsbeispiele,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Druckentlastungsventils im Axialschnitt und

Fig. 6 den Kolben einer weiteren Variante der Erfindung in Ansicht.

Das Druckentlastungsventil besteht aus einem Gehäuse 1, das eine Zylinderbohrung 2 und an. seinen Enden Anschlußgewinde 3 und 4 für die Einschaltung in die Förderleitung eines Verdichters aufweist. In der Zylinderbohrung 2 ist ein hohler Kolben 5 geführt, der an einem Ende durch eine Schraube 6 mit einer Dichtungsscheibe 7 abgeschlossen ist und am anderen Ende einen radial vorragenden Bund 8 besitzt, der als Endanschlag dient. Außerdem ist am Bund 8 eine Rückstellfeder 9 abgestützt. In der Nähe des durch die Schraube 6 abgeschlossenen Endes des Kolbens 5 sind radiale Bohrungen 10 vorgesehen, und durch das Gehäuse 1 führt ein EntlUftungskanal 11 radial nach außen, dessen Ausgangsöffnung 12 in der Zylinderbohrung 2 liegt.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 befindet sich auf den beiden Seiten der Ausgangsöffnung 12 je eine Nut 13. Die Nuten 13 sind als ringförmige Einstiche in die

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Zylinderbohrung 2 ausgeführt. Gemäß Fig. 3 sind die Nuten in Achsrichtung der Zylinderbohrung 2 in dieser ausgespart. Fig. 4 zeigt hingegen eine Ausführung, bei welcher der EntlUftungskanal 11 in einem Nippel 14 angeordnet ist, der in das Gehäuse 1 radial zur Zylinderbohrung 2 eingeschraubt ist. Das in der Zylinderbohrung 2 liegende Ende des Nippels ist konisch abgeschrägt, so daß eine ringförmige Nut 13 in der Zylinderbohrung 2 entsteht, welche die Ausgangsöffnung deaEntlÜftungskanals 11 konzentrisch umgibt. Gemäß Fig. 5 sind mehrere Nuten 13 im Kolben 5 ausgespart. Das AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 6 zeigt schließlich zu beiden Seiten des EntlUftungskanals 11 als Erweiterungen der Zylinderbohrung ausgeführte Aussparungen 15. Der Kolben 5 gleitet dabei nur auf einer verhältnismäßig schmalen Ringfläche zwischen den beiden Aussparungen 15 in der Zylinderbohrung 2 und ist zusätzlich an seinem Ende durch den Bund 8 geführt. Die Aussparungen 15 könnten aber auch im Mantel des Kolbens 5 vorgesehen sein.

Das Druckentlastungsventil wird mit dem Gehäuse 1 in der durch die Pfeile angedeuteten Förderrichtung in die Förderleitung eines Verdichters zwischen diesen und einen Druckbehälter eingeschaltet. Bei stehendem Verdichter befindet sich der Kolben 5 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, Die Schraube 6 und die Dichtungsscheibe 7 verschließen hlebei das offene Ende des Kolbens 5 und die Zylinderbohrung Die radialen Bohrungen 10 im Kolben 5 verbinden hingegen das Innere 16 des Gehäuses 1 mit dem EntlUftungskanal 11. Der Durchgang durch das Druckentlastungsventil ist dadurch gesperrt und das Innere 16 ist durch den Entlüftungskanal 11 entlüftet. Wenn der Verdichter zu fördern beginnt, baut sich im Inneren 16 des Gehäuses 1 ein Druck auf, und bei ausreichender Fördermenge verschiebt sich sodann der Kolben 5 · in die in Fig. 2 gezeigte Stellung. In dieser gibt der Kolben 5 den Durchfluß durch das Ventil in der durch die Pfeile bezeichneten Förderrichtung frei, so daß das durch

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den Verdichter geförderte Medium aus dem Inneren 16 des Ventils durch die Bohrungen 10 hindurch zum Druckbehälter strömen kann. Der EntlUftungskanal 11 ist hingegen durch den Kolben 5 abgeschlossen. Sobald die Förderung des Verdichters aufhört, verschiebt die Rückstellfeder 9 den Kolben 5 gegen die Pfeilrichtung nach links in die in Fig. dargestellte Stellung, in der ein Rückströmen des Druckmediums vom Behälter verhindert und der Verdichter durch den Entlüftungskanal 11 druckentlastet wird.

In der in Fig. 2 gezeigten offenen Stellung wird der Kolben 5 durch den in seinem Inneren 16 herrschenden Druck gegen die Ausgangsöffnung 12 des Entlüftungskanals gepreßt. Die beiden Nuten 13 verkleinern hiebei die Anpreßfläche. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird der Kolben einseitig an die Ausgangsöffnung 12 angepreßt, so daß die Nuten 13 an der dem EntlUftungskanal 11 diametral gegenüberliegenden Stelle über den auf Grund des Kolbenspiels entstehenden Spalt zwischen der Zylinderbohrung 2 und dem Kolben 5 mit dem Inneren 16 des Ventils in Verbindung stehen. In den Nuten 13 herrscht dadurch der Innendruck, so daß die für .die Anpreßkraft maßgebende Fläche auf den Abstand zwischen den beiden Nuten 13 beschränkt und dementsprechend klein ist. Es reicht deshalb eine verhältnismäßig schwache Rückstellfeder 9 aus, um den Kolben 5 beim Aufhören der Förderung des Verdichters sicher in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangslage zurückzubringen.

Praktisch die gleiche Wirkung wird durch die gemäß Fig. 3 vorgesehenen, in Längsrichtung der' Zylinderbohrung verlaufenden Nuten 13 erreicht. Auch die in Fig. 4 gezeigte konzentrische Nut 13 um die Ausgangsöffnung 12 herum bewirkt eine weitgehende Verringerung der Anpreßfläche und damit der Haftreibung zwischen Kolben 5 und Zylinderbohrung Falls notwendig, kann eine zusätzliche Rille od.dgl. die Verbindung zwischen der ringförmigen Nut 13 und dem Inneren

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des Ventils verbessern. Die gemäß Fig. 4 im Kolben 5 vorgesehenen Nuten 13 sind so angeordnet, daß in der offenen Stellung gemäß Fig. 2 die Ausgangsöffnung 12 abgeschlossen ist. Es würden die beiden innersten Nuten 13 ausreichen, die sich in der Offenstellung zu beiden Seiten des Entlüftungskanals 11 befinden, um eine sichere Rückführung des Kolbens 5 zu gewährleisten. Für das Öffnen des Ventils sind die Nuten 13 nicht unbedingt erforderlich, da am Beginn der Öffnungsbewegung keine große Druckdifferenz zwischen dem Inneren 16 des Ventils und dem EntlUftungskanal 11 besteht. Schließlich bewirken auch die Aussparungen 15 im AusfUhrungsbeispiel nach Fi-g. 6 eine Verringerung der Anpreßfläche und damit der Reibungskraft zwischen dem Kolben 5 und der Zylinderbohrung 2, so daß auch in diesem Fall auch bei schwacher Feder 9 ein rasches Schließen des Ventils und eine Druckentlastung durch den EntlUftungskanal 11 gesichert ist, sobald die Förderung des Verdichters aufhört.

Patentansprüche t

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Claims

P a t e η t a η-s ρ r Ü c h ä ;

Druckentlastungsventil, insbesondere für Verdichter, dessen Gehäuse eine Zylinderbohrung besitzt, in der ein Kolben gegen eine Rückstellkraft verschiebbar ist, der einen von der Zylinderbohrung ausgehenden Entlüftungskanal steuert, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Seite der in der Zylinderbohrung (2) liegenden Ausgangsöffnung (12) des Entlüftungskanals (11) mindestens eine Nut (13) oder eine Aussparung (15) vorgesehen ist, die mit dem Inneren (16) des Gehäuses (1) in Verbindung steht.
2. Druckentlastungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Ausgangsöffnung (12) je eine ringförmige Nut (13) in die Zylinderbohrung (2) eingedreht ist (Pig. 1 u. 2).
3. Druckentlastungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsöffnung (12) von wenigstens einer Nut (13) umschlossen 1st (Fig. 4).
4. Druckentlastungsventil nach Anspruchji, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (13) oder Aussparungen (15) im Mantel des Kolbens (5) vorgesehen sind, u.zw. wenigstens in jenem Bereich des Kolbens (5), der sich in der offenen Stellung unterhalb der Ausgangsöffnung (12) befindet (Fig. 5)
5. Druckentlastungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Erweiterungen in der Zylinderbohrung (2) oder Einsprünge im Mantel des Kolbens (5) gebildete Aussparungen (15) vorgesehen sind (Fig. 6)*

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