DE3635221A1 - Ventilsatz fuer kolbenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventilsatz für Kolbenverdichter, mit einem Saugventil und einem Druckven­ til, die konzentrisch zueinander angeordnet sind und aus zwei übereinanderliegenden Sitzplatten mit Durchgangskanälen bestehen, die durch eine aus konzentrischen Ringen mit da­ zwischen ausgesparten Schlitzen bestehende und durch flexi­ ble Lenker reibungsfrei geführte Verschlußplatte gesteuert sind.

Konzentrische Ventilsätze dieser Art sind schon in mehreren Ausführungen bekannt. Sie sind insbesondere für kleinere und mittlere Kolbenverdichter geeignet und werden an der Stirnseite des Zylinders zwischen diesem und dem Zy­ linderkopf des Verdichters eingespannt. In funktioneller Hinsicht ermöglichen diese konzentrischen Ventile eine weit­ gehend gleichmäßige Strömung des gesteuerten Mediums ohne größere Umlenkung im Zylinderraum, weil sowohl das Saugven­ til als auch das Druckventil symmetrisch zur Längsachse des Zylinders angeordnet ist. Konstruktive Schwierigkeiten kön­ nen dagegen auftreten, wenn eine reibungsfreie Führung der Verschlußplatten beider Ventile verlangt wird, weil die dann notwendigen flexiblen Lenkerarme zusätzlichen Raum beanspru­ chen und den Durchgangsquerschnitt durch das Ventil einen­ gen. Der Einbauquerschnitt ist bei dieser Ventilbauart durch die Abmessung der Zylinderbohrung des Verdichters begrenzt.

Aus der DE-AS 18 12 580, Fig. 2, ist ein Ventilsatz mit konzentrisch zueinander angeordneten Ventilen bekannt, bei dem die Verschlußplatten des innenliegenden Saugventils und auch des konzentrisch um das Saugventil herum angeord­ neten Druckventils durch flexible Lenker reibungsfrei ge­ führt sind, die an die jeweilige Verschlußplatte außen kon­ zentrisch angeformt sind. Diese kreisbogenförmig verlaufen­ den flexiblen Lenker sind aus einem konzentrischen Platten­ ring durch Auftrennen desselben gebildet. Die freien Lenker­ enden sind mit Hilfe von sie durchsetzenden Stiften veran­ kert, die in den Sitzplatten befestigt sind. Dabei nehmen nicht nur die Lenker zusätzlichen Raum in Anspruch, der dem Durchströmquerschnitt verloren geht, sondern es sind für die sichere Einspannung und Halterung der Verschlußplatten ver­ hältnismäßig umständliche konstruktive Vorkehrungen erford­ erlich. Es muß praktisch für jedes Lenkerende ein eigener Stift vorgesehen und zwischen den Sitzplatten verankert werden, wobei außerdem federnde Hubbeilagen erforderlich sind, um eine ausreichend gleichmäßige rüttelsichere Ein­ spannung aller Lenker zu erhalten.

Aus der US-PS 16 33 772 ist ein anderer Ventilsatz mit einem Saug- und einem Druckventil bekannt, der aus zwei Sitzplatten und einer gemeinsamen Verschlußplatte besteht. Die Verschlußplatte weist einen radial durchgehenden Steg auf, der zwischen den beiden Sitzplatten eingespannt und abgedichtet ist. Der Einbauquerschnitt des Ventils ist auf diese Weise diagonal in zwei Hälften unterteilt, von denen die eine Hälfte das Saugventil und die andere Hälfte das Druckventil aufweist. Dadurch gehen die vorteilhaften Ei­ genschaften, die konzentrisch angeordnete Ventile in strö­ mungstechnischer Hinsicht aufweisen, verloren. In konstruk­ tiver Hinsicht müssen die beiden Hälften der Sitzplatten unterschiedlich ausgebildet sein, wobei es insbesondere nicht möglich ist, über den gesamten Umfang des Ventils verlaufende Durchgangskanäle vorzusehen, die sich über einen vollen Teilkreis erstrecken. Außerdem ist es bei dieser Ausbildung nicht möglich, den zur Verfügung stehenden Ven­ tilquerschnitt optimal auszunutzen. Die beiden Ventile kön­ nen nur als Lamellen- oder Klappenventile ausgebildet sein und nicht als Ringventile, so daß diese Ausführung praktisch nur für kleine Ventile und einfache Verdichter geeignet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die bisher bekannten kombinierten Ventilsätze mit zueinander konzen­ trisch angeordneten Ventilen und reibungsfreier Führung der Verschlußplatten so zu verbessern, daß die Anzahl der Bau­ teile verringert, die Führung der Verschlußplatten bei der Hubbewegung des Ventils vereinfacht und der für die Durch­ strömung nutzbare Querschnitt des Ventilsatzes vergrößert wird.

Mit der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem ein­ gangs angeführten Ventilsatz dadurch gelöst, daß für die beiden Ventile in an sich bekannter Weise eine gemeinsame Verschlußplatte vorgesehen ist, daß die Verschlußplatte im Übergangsbereich vom Saugventil zum Druckventil mit einem ihrer Ringe zwischen den beiden Sitzplatten eingespannt und an der Einspannstelle abgedichtet ist, und daß die flexiblen Lenker am eingespannten Ring der Verschlußplatte verankert sind und sich von diesem sowohl radial einwärts als auch radial auswärts zu einem geschlossenen Plattenring erstrecken. Bei dieser Ausbildung können beide Ventile als Ring­ ventile mit den bekannt vorteilhaften Eigenschaften dersel­ ben ausgeführt sein, ohne daß getrennte Verschlußplatten für das Saugventil und für das Druckventil erforderlich sind. Auch die Sitzplatten selbst können gegenüber den bekannten Ausführungen weitgehend unverändert beibehalten werden. Es wird lediglich eine gemeinsame Verschlußplatte zwischen den beiden Sitzplatten eingespannt und abgedichtet. Zugleich mit der Einspannung der Verschlußplatte werden auch die Lenker beider Ventile und damit auch die die Durchgangskanäle ab­ deckenden Plattenringe sicher im Ventilsatz verankert, so daß eine reibungsfreie Führung gewährleistet ist, ohne daß eigene konstruktive Vorkehrungen für die Einspannung der Lenker erforderlich sind. Der erfindungsgemäße Ventilsatz zeichnet sich deshalb auch durch wenige Einzelteile und große Einfachheit aus.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene weitere Ausgestaltungen des Ventilsatzes möglich. Es kann wenigstens ein flexibler Lenker der gemeinsamen Verschlußplatte über einem Durchgangskanal einer Sitzplatte angeordnet sein und diesen steuern. Diese an sich bekannte Maßnahme ist bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Ventilsatzes von besonderem Vorteil, weil die flexiblen Lenker nicht in der Ventilachse, sondern radial weiter außen liegen, wo verhältnismäßig lange Durchgangskanäle möglich sind, so daß die erfindungsgemäße Ausbildung eine merkbare Vergrößerung des Durchgangsquer­ schnittes des Ventils ergibt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann we­ nigstens ein flexibler Lenker der gemeinsamen Verschlußplatte weniger breit sein als die geschlossenen Ringe derselben. Diese Maßnahme dient gleichfalls zur Sicherstellung eines möglichst großen Durchgangsquerschnittes, da die schmäler ausgeführten Lenker einen dementsprechend kleineren Teil des Einbauquerschnittes in Anspruch nehmen, so daß ein verhält­ nismäßig größerer Anteil für die Durchströmung ausgenützt werden kann. Um die Flexibilität der Lenker zu vergrößern, ist es auch möglich, die Lenker in an sich bekannter Weise auszuschleifen, also dünner auszubilden als die Dicke der Verschlußplatte selbst.

Die Ausnützung des Einbauquerschnittes für die Durch­ strömung kann erfindungsgemäß auch noch dadurch verbessert werden, daß wenigstens einer der an einen Lenker anschlie­ ßenden Schlitze der Verschlußplatte als schmaler Schnitt aus­ gebildet ist. Diese Maßnahme kann überall dort angewendet werden, wo an den Seiten des Lenkers kein breiter Schlitz für die Durchströmung von durch das Ventil gesteuertem Medium erforderlich ist. Der für den Lenker notwendige Querschnitts­ raum wird dann um die eingesparte Schlitzbreite kleiner, wobei die eingesparte Fläche für die Durchströmung ausge­ nützt werden kann. Die schmalen Schnitte können nach jedem bekannten Verfahren hergestellt werden, das sich zum Schnei­ den oder Stanzen von Stahlplatten eignet, insbesondere auch nach einem Schmelzschneidverfahren, z. B. mittels eines gas­ betriebenen Schneidbrenners oder eines elektrischen Licht­ bogens, oder auch mit Hilfe der modernen Lasertechnik.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des er­ findungsgemäßen Ventilsatzes dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen axialen Mittelschnitt durch einen Ventilsatz und

Fig. 2 dazu die Verschlußplatte in Draufsicht.

Der dargestellte Ventilsatz besteht aus zwei Sitz­ platten 1 und 2, die übereinander angeordnet und mit Hilfe einer Mittelschraube 3 miteinander verbunden sind. Im Be­ reich einer um die Mittelschraube 3 herum vorgesehenen Nabe 4 der Sitzplatte 1 und im Bereich des Randes 5 liegen die beiden Sitzplatten 1 und 2 unmittelbar aufeinander auf. Es könnten in diesen Bereichen aber auch Beilageringe oder Dichtungen zwischen die beiden Sitzplatten 1, 2 eingelegt sein.

In jeder der beiden Sitzplatten 1, 2 sind Durchgangs­ kanäle 6 und Abströmkanäle 7 vorgesehen. Die Durchgangska­ näle 6 in der in Fig. 1 oben dargestellten Sitzplatte 1 ge­ hen von einem Saugraum 8 aus und bilden die Saugkanäle des im Zentrum des Ventilsatzes angeordneten Saugventils. Die Ab­ strömkanäle 7 der Sitzplatte 1 münden dagegen in einen ring­ förmigen Druckraum 9, der den Saugraum 8 konzentrisch um­ gibt. Die Trennwand zwischen dem Saugraum 8 und dem Druck­ raum 9 ist in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet und mit 10 bezeichnet. Der Druckraum 9 ist außen durch eine gleichfalls strichpunktiert eingezeichnete Abschlußwand 11 begrenzt. Die Trennwand 10 und die Abschlußwand 11 liegen auf der oberen Sitzplatte 1 unter Zwischenschaltung von Dichtungen auf. Die Durchgangskanäle 6 und die Abströmkanäle 7 der in Fig. 1 unten liegenden Sitzplatte 2 gehen von dem Zylinderraum des nicht dargestellten Verdichters aus bzw. münden in diesen.

Die Durchgangskanäle 6, sowohl des innenliegenden Saugventils als auch des außenliegenden Druckventils, sind durch eine gemeinsame Verschlußplatte 12 gesteuert. Diese ist in Fig. 2 in Draufsicht dargestellt. Sie besteht aus mehreren konzentrischen Ringen mit dazwischen ausgesparten Schlitzen. Im Zentrum der Verschlußplatte 12 ist ein geschlos­ sener Plattenring 13 vorgesehen, an den ein dazu konzentrisch verlaufender einarmiger Lenker 14 anschließt, der an einem weiter außen folgenden geschlossenen Plattenring 15 veran­ kert ist. Vom Plattenring 15 gehen radial auswärts zwei Lenker 16 aus, die wiederum in einem geschlossenen Platten­ ring 17 enden. Zwischen den Plattenringen 13, 15, 17 und den Lenkern 14, 16 sind Schlitze 18 vorgesehen, durch die das gesteuerte Medium hindurchströmen kann. Der an die Lenker 16 auf einer Seite anschließende Schlitz ist als schmaler Schnitt 19 ausgebildet.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die für beide Ventile gemeinsam vorgesehene Verschlußplatte 12 mit ihrem Platten­ ring 15 im Übergangsbereich vom Saugventil zum Druckventil zwischen den beiden Sitzplatten 1 und 2 eingespannt und an der Einspannstelle 20 abgedichtet. Die flexiblen Lenker 14 und 16 gehen von diesem eingespannten Ring 15 radial ein­ wärts und auswärts aus und bilden eine reibungsfreie Führung für die an ihre Enden anschließenden vollen Plattenringe 14 und 17. Jeweils ringförmige Aussparungen 21 und 22 in den Sitzplatten 1 und 2 ermöglichen die Hubbewegung der beweg­ lichen Teile der Verschlußplatte 12.

Im Rahmen der Erfindung kann der Ventilsatz von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen. Die in Fig. 2 gezeigte Verschlußplatte 12 kann auf jeder Seite des einge­ spannten Plattenringes 15 auch mehrere geschlossene Plat­ tenringe 13, 17 aufweisen. Die Lenker 14, 16 können über Durchgangskanäle 6 der Sitzplatten 1, 2 angeordnet sein und diese steuern, sie können aber auch schmäler ausgebildet sein als die geschlossenen Ringe, wie der Lenker 16 in Fig. 2. Wenn der Ventilsatz so in einen Verdichter eingebaut wird, z. B. zwischen den Zylinder und den Zylinderkopf, daß die beiden Sitzplatten 1 und 2 fest aufeinandergepreßt wer­ den, kann die Mittelschraube 3 wegfallen. Der innerste Plat­ tenring 13 der Verschlußplatte 12 kann dann die Ventilachse noch enger umgeben. Falls erforderlich, können auch an den Einspannstellen 20 Verbindungsschrauben zwischen den beiden Sitzplatten 1 und 2 angeordnet sein, die die gemeinsame Verschlußplatte 12 im Einspannbereich durchsetzen, beispiels­ weise im Zylinderkopf hängend angeordnete Zuganker, wie dies an sich bekannt ist.

Claims (4)

1. Ventilsatz für Kolbenverdichter, mit einem Saugventil und einem Druckventil, die konzentrisch zueinander angeordnet sind und aus zwei übereinanderliegenden Sitzplatten mit Durchgangskanälen bestehen, die durch eine aus konzen­ trischen Ringen mit dazwischen ausgesparten Schlitzen bestehende und durch flexible Lenker reibungsfrei geführte Verschlußplatte gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß für die beiden Ventile in an sich bekannter Weise eine gemeinsame Verschlußplatte (12) vorgesehen ist, daß die Verschlußplatte (12) im Übergangsbereich vom Saug­ ventil zum Druckventil mit einem ihrer Ringe (15) zwi­ schen den beiden Sitzplatten (1, 2) eingespannt und an der Einspannstelle (20) abgedichtet ist, und daß die flexi­ blen Lenker (14, 16) am eingespannten Ring (15) der Ver­ schlußplatte (12) verankert sind und sich von diesem so­ wohl radial einwärts als auch radial auswärts zu einem geschlossenen Plattenring (13, 17) erstrecken.

2. Ventilsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein flexibler Lenker (14) der gemeinsamen Verschlußplatte (12) über einem Durchgangskanal (6) einer Sitzplatte (1) angeordnet ist und diesen steuert.

3. Ventilsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens ein flexibler Lenker (16) der gemein­ samen Verschlußplatte (12) weniger breit ist als die ge­ schlossenen Ringe (13, 17) derselben.

4. Ventilsatz nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens einer der an einen Lenker (16) an­ schließenden Schlitze (18) als schmaler Schnitt (19) ausgebildet ist.