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Ventil für Verdichter
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Die Erfindung betrifft ein Ventil für Verdichter gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs.
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Bei aus der Praxis bekannten Ventilen dieser Gattung hat der Hubfänger
eine Kontur, die der Biegelinie eines einseitig eingespannten Stabes entspricht.
Das bedeutet, daß die Unterseite des Hubfängers, an der das Ventilplättchen bei
maximaler Auslenkung zur Anlage kommt, im Schnitt parabelähnlich ausgebildet ist.
Ihr Abstand von der Ebene des Ventilsitzes ist also an der nicht eingespannten Seite
des Ventilplättchens relativ groß. Bei diesen Ventilen treten erfahrungsgemäß häufig
Brüche an der frei beweglichen Seite des Ventilplättchens auf. Diese Brüche sind
offenbar eine Folge der hohen Geschwindigkeit, mit der das Ventilplättchen beim
Schließen des Ventils auf den Ventilsitz aufprall.
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Diesen Nachteil vermeidet ein anderes, ebenfalls aus der Praxis bekanntes
Ventil. Dabei ist eine beidseitige Einspannung des Ventilplättchens vorgesehen.
Jedoch ist die eine Seite mittels einer kleinen Feder nur relativ locker eingespannt.
Daher ist an dieser Stelle eine gleitende Bewegung in Längsrichtung möglich. Der
bei diesem Ventil
ebenfalls vorgesehene Hubfänger hat eine Kontur,
die der Biegelinie eines zweiseitig eingespannten Stabes nachgebildet ist. Er ist
als dünner Bügel ausgeführt, der zusammen mit dem Ventilplättchen zwischen Ventilsitz
und einem Ventildeckel sitzt. Dieses Ventil ist wegen seines komplizierten Aufbaus
ziemlich teuer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der im Oberbegriff
des Patentanspruchs angegebenen Gattung zu schaffen, das bei einfachem Aufbau eine
hohe Lebensdauer hat. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs
angegebenen Merkmale gelöst.
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Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels.
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Figur 1 zeigt den Ventilsitz Figur 2 zeigt das Ventilplättchen Figur
2a zeigt eine abgeänderte Ausführung des Ventilplättchens Figur 3 zeigt den Hubfänger
Figur 4 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV der Figur 3 Figur 5 zeigt einen
Schnitt durch das komplette Ventil, entsprechend dem in Figur 4 gezeichneten Schnitt.
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Der Ventilsitz 1 besteht aus einer rechteckigen dünnen Platte, die
in an sich bekannter Weise eine Anzahl von länglichen Öffnungen 2 aufweist, zwischen
denen sich schmale Längsstege 3 befinden. Die eine Querseite ist als verbreiteter
Quersteg 4 ausgebildet.
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Das in Figur 2 dargestellte Ventilplättchen 5 ist aus Federstahl hergestellt.
Es besteht aus einer Anzahl von schmalen Zungen 6, die einseitig durch einen Quersteg
7 verbunden sind. Bei den in Figur 2a dargestellten alternativen Ausführungen sind
die Zungen auch auf der anderen Seite durch einen Quersteg 7a verbunden.
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Der Hubfänger 8, eine relativ dicke Platte, ist ähnlich wie der Ventilsitz
1 mit mehreren parallelen länglichen Öffnungen 9 versehen und hat ebenfalls auf
der einen Seite einen verbreiterten Quersteg 10. Die zwischen den Öffnungen 9 verbleibenden
Längsstege 11 haben auf der inden Figuren 4 und 5 unten gezeichneten Seite annähernd
die Kontur der Biegelinie eines zweiseitig eingespannten Stabes. Das bedeutet im
Sinne der Erfindung, daß die Schnittlinie 12 im wesentlichen aus drei gekrümmten
Teilstücken besteht, wobei gemäß Figur 4 der Krümmungsmittelpunkt 13 des mittleren
Teilstückes unterhalb der Schnittlinie 12 liegt, die Krümmungsmittelpunkte 14 und
15 der beiden seitlichen Teilstücke jedoch oberhalb. Die beiden seitlichen Teilstücke
sind allerdings nicht exakt symmetrischzur Mittellinie 16 angeordnet. Das zum Krümmungsmittelpunkt
14 gehörende Teilstück geht in die gerade Linie über, die in Figur 4 die ebene Unterseite
des Querstegs 10 darstellt. Das andere, zum Krümmungsmittelpunkt 15 gehörende Teilstück
endet jedoch etwas oberhalb dieser Linie.
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Im zusammengebauten Zustand liegen Ventilsitz 1, Ventilplättchen 5
und Hubfänger 8 so aufeinander, daß die Zungen o die öffnungen 2 des Ventilsitzes
1 abdecken und genau
liter den Längsstegen 11 des Hubfängers 8 angeordnet
sind.
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Die Querstege 4, 7, 10 sind durch Bolzen 17 fest miteinander verbunden.
Das Ventilplättchen 5 ist also zwischen Ventilsitz 1 und Hubfänger 8 an dieser Seite
fest eingespannt. An der gegenüberliegenden Querseite liegt das ebene Ventilplättchen
5 in der Ruhestellung dicht auf der glattgeschliffenen Oberseite des Ventilsitzes
1 auf. Zwischen Ventilplättchen 5 und Hubfänger 8 besteht Jedoch an dieser Seite
infolge der unsymmetrischen Kontur der Unterseite des Hubfängers 8 ein enger Spalt
18.
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Im Betrieb legt sich das Ventilplättchen 5 in der überdruckphase an
die Unterseite des Hubfängers 8 an. Der Hub der nicht eingespannten Seite ist durch
die Weite des Spaltes 18 begrenzt. Daher tritt an dieser Stelle nur eine relativ
geringe Geschwindigkeit auf. Dementsprechend wird auch die Beanspruchung gemildert,
der die Enden der Zungen 6 beim Aufprall auf den Ventilsitz 1 in der anschließenden
Unterdruckphase ausgesetzt sind.
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Aus diesen Überlegungen folgt, daß der Spalt 18 mit Vorteil möglichst
klein ist. Er darf aber nicht so klein sein, daß er die infolge der Durchbiegung
auftretende geringfügige Verkantung des Zungenendes behindert. Betriebsmessungen
haben bestätigt, daß es eine deutlich ausgeprägte optimale Spaltweite gibt. Für
ein Ventilplättchen von z.B. 0,25 mm ergab sich eine optimale Spaltweite von 0,6
mm.