DE616574C - Ringplattenventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft solche Ringplattenventile, deren plattenförmiger, mittels kreisförmiger Schlitze in durch. Stege verbundene Ringe aufgeteilter eigentlicher Ventilkörper an seinem Innenrand durch aus dem Plattenkörper kreisbogenförmig herausgearbeitete federnde Lenkerarme mit einem mittleren, ringförmigen Nabenteil verbunden ist. Bei der bisher üblichen Ausgestaltung solcher Ringventile ist der Nabenteil der Ventilplatten mittels einer durch seine mittlere Durchbrechung durchgehenden Schraube mit dem Ventilsitzkörper starr verbunden. Die durch diese Mittel mit hinreichender Betriebssicherheit erreichbare Hubhöhe solcher Ventile ist aber verhältnismäßig eng begrenzt; sie läßt sich durch Verlängerung der Federarme im allgemeinen nur unter Vergrößerung des Ventildurchmessers und auf Kosten der Dauerhaftigkeit vergrößern, weil mit der Länge der Federarme die Weite der im Betriebe während des Öffnungshubes auftretenden Seitenschwingungen zunimmt, aus denen sich die die hauptsächliche Verschleißursache bilden-

s5 den Anschlagstöße der Ventilplatte ergeben. Nach vorliegender Erfindung wird diesem Mangel dadurch abgeholfen, daß der die Federlenker tragende Nabenteil der Ventilplatte gegenüber dem Ventilsitz nicht fest eingespannt gehalten, sondern ihm eine durch Anschläge in gewissen Grenzen gehaltene, gleitend oder durch watende Zwischenmittel geführte Bewegungsfreiheit gegeben ist. An sich ist «es zwar bekannt, die Hubbewegung solcher Ventilplatten statt durch Federlenker längs feststehender Führungsflächen gleitend oder durch Wälzmittel zu führen; hierbei ergibt sich aber ein verhältnismäßig schneller Verschleiß der Führungsflächen, der die Lebensdauer solcher Ventile stark einschränkt. Die Wirkung der der entsprechenden Verbindung einer beschränkten gleitenden oder wälzenden Führung mit einer Federlenkerführung in der Weise, daß beide Führungsmittel zu leinem größeren Gesamtfederhub beitragen, erstreckt sich jedoch über die einfache Summe der Einzielwirkungen beider Führungsarten sehr wesentlich hinaus.

Durch und teilweise auch ohne besondere Vorkehrungen ergibt sich das Zusammenwirken der beiden Führungsarten, daß der Federlenkerhub dem Gleithub o. dgl. beim Öffnen des Ventils vorangeht und bei geringer Ventilöffnung nicht zur Wirkung kommt. Bei nicht dauernd voll, belasteten Kompressoren kommt 'daher die Gleitführung und die durch diese bedingte Verschleißursache wenigstens für die Saugventile nur zeitweilig zur Wirkung.

Außerdem spricht als Verschleißursache bei gleitender Ventilplattenführung der Umstand wesentlich mit, daß bei höherer Belastung und Kolbengeschwindigkeit besonders auch

bei den Druckventilen !einseitiger Anschlag fast unvermeidlich dauernd eintritt, woraus sich Schwingungen und gegen die Führungstlächen gerichtete mehr oder weniger große.. auf die Dauer zerstörend wirkende Stoßkomponenten ergeben. Wegen der Zwischenschaltung der federnden Lenkerarme zwischen die eigentliche Ventilplatte und die mittlere Führungsnabe gemäß der Erfindung wird hierbei ίο diese bei starrem Plattenkörper ausgiebigste Verschleißursache praktisch unwirksam.

Auf der Zeichnung ist in Abb. l eine Ausführungsform des der Erfindung entsprechen' den Ventils in axialem Mittelschnitt nach Linie I-I der Abb. 2 dargestellt.

Abb. 2 stellt eine Oberansicht der Ventilplatte selbst mit daraufliegendem Zusatzfederring dar.

Abb. 3 erläutert in einem schematischen Diagramm die aus dem Zusammenwirken der drei Ventilfedem sich ergebenden) Federkräfte.

Abb. 4 zeigt eine Oberansicht der Ventilplatte einer anderen Ausführungsform des der Erfindung entsprechenden Plattenventils, Abb. 5 einen axialen Schnitt durch das entsprechende Ventil gemäß Linie V-V der Abb. 4.

Abb. 6 zeigt in einem der Abb. 5 entsprechenden Teilschnitt die Stellung der beweglichen Teile bei vollkommen geöffnetem Ventil.

Der Ventilsitzkörper 1 des in Abb. J dargestellten Ventils ist mit den üblichen, durch radiale Verbindungsstege unterbrochenen Ventilschlitzen 2 versehen, die von dem äußeren Hauptteil der Ventilringplatte 3 abgedeckt werden, welcher durch zwischenliegende Ringschlitze 4 in beispielsweise zwei durch Stege 5 verbundene Vcntüringe 6 aufgelöst ist. An den Innenrand des inneren dieser beiden Ventilringe schließen sich beispielsweise drei konzentrisch gebogene Federlenkerarme 7 an., deren innere Enden mit dem Innenrand einer ringförmigen Führungsnabe 8 verbunden sind. Die mittlere Durchbrechung dieses Ringes ist auf den zylindrischen Abschnitt eines Gleitführungskörpers 9 längs beweglich aufgesetzt, der beispielsweise durch eine mittlere Halteschraube ι ο zentrisch zu den Ringschlitzen 4 des Ventils auf der Ventilsitzfläche festgehalten wird und mit einem radial vorspringenden flachen Stützbund 11 versehen ist, dessen Dicke so groß wie die zuzulassende Ausbiegung der Federlenkerarme 7 bemessen ist.

Der oberhalb dieses Stützbundes liegende Hubbewegungsraum der Führungsnabe 8 ist vorzugsweise unter Zwischenlage eines aus gewelltem, dünnem Blattfedermaterial bestehenden Zusatzfederringes 12 oben durch einen Anschlagring 13 abgeschlossen, welcher von der durch die mittlere Haltescheibe 10 befestigten Fangplatte 14 festgehalten' wird. Zwischen, dieser Fangplatte und der Ventilringplatte ist eine nach Bedarf gewählte Anzahl von schraubenförmigen Belastungsfedern 15 angeordnet, deren Spannung so bemessen ist, daß sie im Ruhezustand unter Überwindung der entgegenstehenden Federkraft der Federlenkeranne 7 die Ventilrings 6 auf die Ventilsitzfläche andrücken.

Wird im Betrieb durch steigenden Gasdruck dieser Ventilringteil der Ventilplatte angehoben, so werden zunächst die Lenkerfedern entspannt, bis die Ventilringe in die Ebene der noch in Ruhe verharrenden Ringnabe 8 gelangen. Bei weiterem Fortschreiten des Ventilhubes werden die Lenkerfedern einer der anfänglichen entgegengesetzten Anspannung unterworfen, welche die Ringnabe in der Richtung des Ventilhubes vom Stützbund 8 abzuheben strebt. Die Ringnabe kann aber dieser Federanspannung erst folgen, wenn die Vorspannkraft, mit welcher die Ringfeder 12 zwischen ihr selbst und dem Anschlagring eingelegt ist, durch die Lenkerfederspannung überschritten wird. Die hieraus sich ergebenden Spannungs- und Hubverhältnisse sind aus dem in Abb. 3 dargestellten Federdiagramm ohne nähere Erläuterung zu entnehmen.

Bei langsamem und begrenztem Anwachsen des Ventilöffnungsdruckes, wie er sich besonders für die Saugventile nicht voll belasteter Pumpen vielfach für den größten Teil der Betriebsdauer ergibt, kann sich der Arbeitshub der Ventilplatten innerhalb des durch die Federlenkerführung gegebenen Bewegungsraum auswirken, so daß der mit Flächenver- schleiß verbundene Gleitführungshub der Führungsnabe nur bei Vollast, also meist nur für einen geringen Teil der Betriebsdauer in Anspruch genommen wird, so daß dieser Führungsverschleiß praktisch unschädlich bleibt.

Bei den Auslaßventilen schneller und mit erheblichem Gegendruck arbeitender Pumpen, bei denen die Ventilplatten unter dem mehr oder weniger starken Öffnungsstoß regelmäßig bis zum Anschlag an die Fangplatte gehoben werden, bilden nicht die Gleitführungsbewegungen an sich, sondern die mehr oder weniger gegen die Führungsflächen gerichteten Stoß- und Schwingungsbewegungen, die sich aus der unvermeidlichen ng Einseitigkeit des Plattenanschlages ergeben, die Hauptursache für den Verschleiß. Infolge der Zwischenschaltung der Lenkerfedern zwischen den Ventilringteil und die mittlere Führungsnabe gemäß der Erfindung werden diese Verschlejßursac!hen praktisch unwirksam.

Bei für solche Verhältnisse bestimmten Ventilen kann man die die Führungsringnabe belastende Zusatzfeder 12 auch fortlassen, weil hierbei der auf den Ventilring wirkende anfängliche starke Beschleunigungsstoß auf den Nabenring nicht oder doch durch die Federwirkung stark abgeschwächt einwirkt. Die Teilung des Anschlagstoßes der Ventilplattenmasse, welche sich dabei zugleich aus der Wirkung der gesonderten Bewegungen beider Teile der Ventilplatte und des Beschleunigungswiderstandes ergibt, wirkt sich dabei im Sinne der unschädlichen Vernichtung der Stoßenergie vorteilhaft aus.

Die nach Abb. 1 und 2 vorgesehene Gleitführung der Führungsnabe der Ventilplatte, kann auch z. B. gemäß Abb. 4 bis 6 durch eine Wälzführung ersetzt werden. Hierbei ist ein die Befestigungsschraube 1.0 mit gewissem Abstand umgebender Führungskäfig 17 vorgesehen, dessen zylindrische Außenfläche von der Führungsnabe 8 mit Bewegungsspielraum umfaßt wird. Dieser Führungskäfig ist zwischen den die Hubbewegung der Führungsnabe begrenzenden Anschlägen H₃ 13 in gewissen Abständen mit Längsschlitzen 18 versehen, in welche je ein radialer Vorsprung des Innenrandes der Führungsnabe 19 frei beweglich eingreift. Die inneren Endflächen dieser Vorsprünge sind mit gleichem Durchmesser wie die Innenfläche des Führungskäfigs 17 bearbeitet und treten wie diese mit der mit nur wenig kleinerem Außendurchmesser ballig bearbeiteten UmfLäche eines in den Hohlraum dieses Käfigs in gewissem Maße frei beweglich eingelagerten Wälzrings 20 in Berührung, wobei dieser sich an gegenüberliegenden Stellen der Innenfläche des Führungskäfigs 17 mit Wälzführungswirküng abstützt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ringplattenventil, dessen plattenförmiger, mittels kreisbogenförmiger Schlitze in durch Stege verbundene Ringe aufgeteilter Ventilkörper durch kreisbogenförmige federnde Lenker mit einer mittleren Ringnabe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Ringnabe (8) um einen Teil der Hubhöhe des Ventilkörpers (3) zwischen zwei Anschlagflächen (11, 13) in axialer Richtung beweglich angeordnet ist.

2. Ringplattenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Ringnabe (8) gegen die Richtung des Ventilöffnungshubes in an sich bekannter Weise durch besondere Zusatzfedern (15) belastet ist.

3. Ringplattenventil nach Anspruch 1 6ü oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Führungsmittel für die Ringnabe der Ventilplatte ein ringförmiger Wälzkörper (20) dient, welcher innerhalb eines mit radialen Durchbrechungen (18) versehenen Führungskäfigs (17) eingelagert ist und dessen äußere Wälzführungsfläche von durch diese Durchbrechungen einwärts hindurchragenden Vorsprüngen des Innenrandes der Ringnabe (19) berührt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen