FI105413B - Imusäätöventtiili - Google Patents

Description

105413

Imusäätöventtiili - Insugningsreglerventil τ

Keksintö koskee imusäätöventtiiliä ruuvikompressoria varten, erityisesti öljyruisku-tuksella varustettua ruuvikompressoria varten, joka on sovitettu ruuvikompressorin 5 imujohtoon ja käsittää sulkukappaleen, joka vuorotellen avaa tai sulkee imujohdon ja on käyttöyhteydessä imujohdon avaussuunnassa siirtomännän tai -kalvon kanssa, joka on siirrettävissä sylinterissä ja jota voidaan käyttää paineväliaineen avulla, jolloin kaksoisistukkaventtiilinä toteutettu imusäätöventtiili on varustettu imuistukalla, jonka sulkukappale sulkee imusuuntaan, ja paluuvirtausistukalla, jonka sulkukappale 10 sulkee imusuuntaa vastaan.

Tällaista rakennetta olevia imusäätöventtiilejä tunnetaan eri toteutuksina. Ruuvi-kompressorien yksinkertaiset rakenteet ovat "normaalisti avoimia", ts. ruuvikompressorin paineettomassa tilassa imusäätöventtiili avaa imujohdon läpimenevän poikkialan. Ruuvikompressori käynnistyy siis avonaisella imusäätöventtiilillä, jonka 15 takia käyttömoottoria heti kuormitetaan täydellä kompressointityöllä. Vasta kun riittävä käyttöpaine on muodostunut, voidaan imusäätöventtiili sulkea kokonaan tai osittain syöttömäärän pienentämiseksi. Tällä toteutuksella on siten haittana, että käyttömoottoria kuormitetaan voimakkaasti ja aikayksikköä kohti usein toistuvissa käynnistyksissä se myös ylikuormittuu.

20 Edelleen tunnetuilla imusäätöventtiileillä, jotka ovat "normaalisti suljettua" rakennetta, vältetään käyttömoottorin ylikuormittuminen käynnistyksessä. Näissä tunnetuissa toteutuksissa imusäätöventtiili pidetään suljettuna jousivoiman avulla. Ruuvi-kompressorin käynnistämisen jälkeen tapahtuu oleellisesti hitaampi paineen nousu vastaavasti pienemmällä käyttömoottorin kuormituksella. Paineen nousun nopeut-25 tamiseksi tunnetaan myös suljetun imusäätöventtiilin toteuttaminen epätiiviinä, esim. reiän avulla tai venttiilin kiertävän kanavan avulla.

Heti kun on saavutettu määrätty käyttöpaine, näissä tunnetuissa toteutuksissa on voitettava tämä imusäätöventtiilin suljettuna pitävä jousivoima, joka useimmiten tapahtuu differentiaalimännän avulla. Differentiaalimännän alan on vastaavasti oltava 30 suuri, sillä sen kohdistaman voiman on toisaalta voitettava imusäätöventtiiliin vaikuttava jousivoima ja toisaalta nousseen käyttöpaineen imusäätöventtiiliin sulkemis-suunnassa vaikuttava kaasunpaine, ja sen lisäksi vielä jousen jäykkyyden johdosta kasvava jousivoima. Tällöin kyseessä ovat suhteellisen suuret voimat, koska moitteettoman toiminnan takaamiseksi jousivoiman on oltava varmuudella suurempi kuin 105413 2 ruuvikompressorin imuvoima, ja kaasunpaineen on varmuudella oltava suurempi kuin jousivoima.

Tätä lajia oleva imusäätölaite tunnetaan patenttijulkaisusta DE-OS 29 44 053. Siinä on jäljestetty suhteellisen mutkikas, imujohtoa ohjaava sulkukappale, johon vaikut-5 taa sulkemissuunnassa jousi ja avaussuunnassa ruuvikompressorin kehittämä paine. Ruuvikompressoria käynnistettäessä kasvava paine voittaa jousivoiman ja avaa imujohdon. Läpivirtauspoikkialan muuttaminen syöttömäärän säätämiseksi tapahtuu toisen ohjausmännän avulla, johon vaikuttaa ohjauspaine, esim. verkkopaine, kuormittaen sulkukappaletta jousivoiman suuntaan, niin että voitetaan sulkukappa-10 leen vastakkaisella puolella vaikuttava käyttöpaine.

Edellä esitettyä rakennetta oleva imusäätöventtiili, jossa nimenomaan on kyse tyh-jökompressoreille tarkoitetusta tuloventtiilistä, on tunnettu EP-julkaisusta A-0 391 064. Tässäkin toteutuksessa imusäätöventtiili muodostuu kaksoisistukkavent-tiilistä ja se käsittää sulkukappaleen, joka vuorotellen avaa ja sulkee venttiili-istukat.

15 Sulkukappale on toisesta päästään asennettu tangolle, joka sen toiseen päähän sovitetun kalvomännän avulla on siirrettävissä kumpaankin akselisuuntaan niin pitkälle, että sulkukappale kulloinkin liittyy tiiviisti toiseen venttiili-istukkaan. Kompressorin normaalin, täysin kuormitetun käytön aikana, jolloin molempien venttiilien on oltava auki, sulkukappale joutuu riippuvaan asentoon molempien venttiili-istukoiden 20 välissä, asennon riippuessa ohjauskalvon kulloisestakin paineistuksesta. Tämän haittapuolena on se, että sulkukappaleen tahattoman siirron yhteydessä muuttuu myöskin säätöventtiilin läpäisevä läpivirtauspoikkiala, mikä saattaa johtaa kompressorin syöttötehon rajoitukseen ja koko kompressorilaitteiston haitallisiin värähtelyihin.

US-julkaisussa A-4 826 134 esitetään tuloventtiili ilmakompressoreita varten, joka 25 muodostuu venttiili-istukalla varustetusta venttiilinrungosta ja tätä ohjaavasta sulku-kappaleesta. Tämä on kiinnitetty kuilun toiseen päähän, joka kuilu toisesta päästään ohjataan siirettävästi männän avulla sylinterissä venttiili-istukkaa vastaan. Säätösy-linteri on kiinnitetty venttiilinrungon akseliin ja sen ympäri virtaa kuljetettava väli-aine. Tällöin on kyse säätösylinterin yksinkertaisesta järjestelystä, joka on saman-30 suuntainen venttiili-istukan kanssa ja mahdollistaa venttiilin suoraviivaisen läpivirtauksen.

Kaikille näille tunnetuille imusäätöventtiileille on yhteistä se, että ne sulkeutuvat imettyjen kaasujen virtaussuuntaa vastaan ja ne on pidettävä suljettuina imupuolista alipainetta vastaan. Tästä seuraa välttämättä mutkikas rakenne, johon liittyy suuret 35 hankintakustannukset ja joka voi aiheuttaa käyttöhäiriöitä. Lisäksi imujohdon sulke- 105413 3 van sulkukappaleen sulkeva jousi aiheuttaa painehäviöitä, jonka takia ruuvikom-pressorin mahdollinen suurin teho pienenee.

Keksinnön tehtävänä on yksinkertaistaa tunnettujen imusäätöventtiilien rakennetta ja parantaa niitä vielä siten, että niitä voidaan käyttää pienellä voimankäytöllä haittaa-5 matta niiden toimintaa.

Keksinnön avulla tämä tehtävä ratkaistaan siten, että sulkukappaleella kahden istukan välissä on väliasento, joka määräytyy tarkoin ääriasennon mukaan siirtomännän pysähtyessä siirtosylinterillä tai siirtokalvolla venttiilinrungossa ja jossa ainakin likimain suurin läpivirtauspoikkiala vapautuu imusäätöventtiilin avulla ja josta se on 10 vapaasti siirrettävissä takaiskuventtiilinä paluuvirtausistukkaa vastaan. Imusäätöventtiilin kaksoisistukkaventtiilitoteutuksen ansiosta saavutetaan kiinteästi määritellyllä väliasennolla yllättävän yksinkertainen rakenne ja lisäksi edullinen käyttötapa. Keksinnön mukainen imusäätöventtiili on ruuvikompressorin käynnistyessä imupuo-lisen alipaineen takia suljettu, ja käyttöpaineen muodostumisen jälkeen ohjausmän-15 tään tai ohjauskalvoon vaikuttavan paineväliaineen johdosta se avataan kummankin istukan väliseen väliasentoon.

Imusäätöventtiilin sulkukappale nousee noin puolen iskunpituuden verran kummankin istukan välille, ja vapauttaa tässä asennossa koko imupoikkialan. Tällöin ohjaus-männän tai ohjauskalvon on voitettava vain palautusjousensa heikko jousivoima ja 20 imuvoima. Kun kompressori pysäytetään, takaiskuventtiilinä toimivan imusäätöventtiilin sulkukappale painuu ohjausmännän tai ohjauskalvon asennosta riippumatta paineväliaineen vaikutuksesta paluuvirtausistukkaan, jonka se sulkee. Heti ruuvikompressorin uudelleenkäynnistämisen jälkeen alipaine imee sulkukappaleen koko iskunpituutensa verran imuistukkaa vastaan ja sulkee sen, niin että imusäätöventtiili 25 tällöin toteuttaa "normaalisti suljetun" toiminnan. Täten vältetään käyttömoottorin ylikuormitus.

Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa sulkukappaletta kuormitetaan pesään tue-. . tulla heikolla jousella, joka vaikuttaa siihen paluuvirtausistukan suuntaan. Tämä jousi tukee ruuvikompressoria suljettaessa sulkukappaleen sulkevaa liikettä paluuvir-, 30 tausistukan suuntaan ja varmistaa sen nopean, täydellisen tiivistämisen, niin että varmasti vältetään paineväliaineen ja sen mukanaan tuoman öljysumun takaisinvir-taus imujohtoon.

Keksinnön toisessa toteutuksessa voidaan järjestää imuistukan kiertävä kanava, jon-ka poikkiala on pieni. Tämä kanava aiheuttaa sinänsä tunnetulla tavalla sen, että 105413 4 imusäätöventtiilin imuistukan ollessa suljettuna, siis ruuvikompressorin käynnistysvaiheessa, paineen muodostus ei tapahdu liian hitaasti, ja että ruuvikompressorin voitelu öljyruiskutuksen avulla käynnistyy oikealla hetkellä. Ohituskanavan sijasta voidaan imusäätöventtiilin imuistukka myös toteuttaa epätiiviinä.

5 Keksinnön erään toisen edullisen tunnusmerkin mukaan voidaan ohjausmäntä järjestää säätösylinteriin, joka on kiinnitetty likimain imusäätöventtiilin venttiilipesän keskiviivalle ja jonka ympärillä syötetty väliaine virtaa. Tällöin kyseessä on säätö-sylinterin tilaa säästävä jäijestely yksinkertaisella, suoraviivaisella voiman välityksellä imusäätöventtiilin sulkukappaleeseen.

10 Keksinnön muita yksityiskohtia ja etuja ilmenee seuraavasta piirustuksessa esitettyjen suoritusesimerkkien selityksestä. Sekä kuvio 1 että 2 esittää keksinnön mukaisen imusäätöventtiilin erään suoritusesimerkin pituusleikkauksen.

Molemmat suoritusesimerkit käsittävät onton venttiilipesän 1 ja vastaavasti Γ, jonka liitäntäaukko 2 on liitetty esittämättä olevan ruuvikompressorin sisäänmenoon.

15 Kuvion 1 mukaisessa suoritusesimerkissä tätä varten on järjestetty laippa 3 kiinni-tysrei'in 4 laipparuuveja varten. Venttiilipesässä 1 on läpivirtauskanava 5, johon pesän toisessa päässä liittyy imujohto 6. Imujohdon 6 päähän on muodostettu paluuvir-tausistukka 7, ja pienellä etäisyydellä siitä venttiilipesässä 1 on sisäänpäin ulkoneva laippa 8, joka muodostaa paluuvirtausistukkaa 7 vastapäätä olevan imuistukan 9.

20 Venttiilipesään 1, joka voidaan toteuttaa valuosana, kuvion 1 suoritusesimerkissä on järjestetty säätösylinteri 10, jossa ohjausmäntä voi liikkua palautusjousen 12 voimaa vastaan. Säätösylinterin 10 avoin pää on suljettu ruuvikannella 13, jonka yläpuolelle säätösylinteriin 10 päättyy ohjausliitäntä 14. Ohjausmännästä 11 ulottuu säätösylinterin 10 ulkopuolelle tanko 15, jonka vapaaseen päähän on siirtyvästi asetettu lauta- 25 sen muotoisen sulkukappaleen 17 reiällä varustettu jatke 16. Säätösylinterin 10 pesään tukeutuu heikko kierrejousi 18, joka kuormittaa sulkukappaletta 17 paluuvirtausistukkaa 7 vastaan. Sulkukappaleessa 17 on tiiviste 19, joka aikaansaa paluuvir-tausistukan 7 tiiviin sulkemisen. Laippaan 8 on sitä vastoin järjestetty kanava 20, jo- s ' ka ohittaa imusäätöventtiilin imuistukan 9 ja vastaa siten imuistukan 9 epätiiveyttä.

30 Kuvion 2 suoritusesimerkissä imusäätöventtiili on toteutettu kulmaventtiilinä, ja sulkukappaleen 17 siirtämistä varten on järjestetty ohjauskalvo, joka on merkitty 1Γ. Pesä on samoin kuin kuvion 1 toteutuksessa päästään liitetty imujohtoon 6, mutta läpivirtauskanava 5 päättyy kuitenkin pesän Γ sivulle, ja liitetään siinä lähemmin v esittämättä olevalla tavalla ruuvikompressorin sisäänmenoon.

5 1054Ίό

Kalvo 1Γ on kiristetty ohjausliitännällä 14 varustettuun painetilaan 10' ja vaikuttaa kalvolautaseen 11", jota kuormittaa palautusjousi 12. Lisäksi kalvolautaseen 11" on T kiinnitetty tanko 15, jonka päälle on asetettu sulkukappaleen 17 ontto jatke 16. Sul- kukappale 17 on siis myös tässä pääasiassa vapaasti siirrettävissä ohjauskalvon 11' 5 suhteen, jolloin tangon 15 ja sulkukappaleen 17 välillä on vain yksi mukaanottoliitos imuistukan 9 avaussuuntaan, nimittäin imuistukan 9 ja paluuvirtausistukan 7 väliseen väliasentoon saakka. Tässä väliasennossa, joka on tarkoin määritelty ohjaus-männän 11 osan vasteella säätösylinterin (kuvio 1) ja vastaavasti kalvolautasen 11" osan vasteella venttiilipesään Γ (kuvio 2), läpivirtauspoikkiala imusäätöventtiilin 10 läpi on kokonaan avattu ja suurimmillaan.

Tanko 15 on molemmissa suoritusesimerkeissä sopusoinnussa sitä siirtävän männän 11 tai kalvon 1Γ kanssa toteutettu niin, että se voi siirtää sulkukappaletta 17 vain imuistukan 9 ja paluuvirtausistukan 7 välissä olevaan väliasentoon saakka. Ohjaus-mäntä 11 tai ohjauskalvo 1Γ ei siis voi suuressakaan käyttöpaineessa puristaa sul-15 kukappaletta 17 paluuvirtausistukkaan 7. Tämä suljetaan vain sulkukappaleella 17 vapaasti toimivana takaiskuventtiilinä heti kun ruuvikompressorin toiminta lakkaa, erityisesti puristetun väliaineen siihen vaikuttavan voiman avulla ja jousen 18 tukemana.

Esittämättä olevan ruuvikompressorin syöttämä väliaine imetään nuolen 21 suun-20 nassa imusäätöventtiilin läpivirtauskanavan 5 läpi. Ruuvikompressorin käytön aikana imusäätöventtiilin sulkukappale 17 on kummassakin kuviossa esitetyssä väliasennossa likimain keskellä paluuvirtausistukan 7 ja imuistukan 9 välillä, jolloin se vapauttaa koko läpivirtauspoikkialan läpivirtauskanavan 5 läpi. Kun kompressori pysäytetään, kierrejousi 18 painaa sulkukappaleen 17 heti paluuvirtausistukkaa 7 vas-25 taan, joka tiivisteen 19 avulla sulkeutuu kokonaan. Siten vältetään puristetun väliaineen takaisinvirtaus imujohtoon 6 ja erityisesti kompressorin voitelun vuoksi ruiskutetun öljyn ulospääsy johtoon.

Kierrejousi 18 vaikuttaa lisäksi sen, että paluuvirtausistukka 7 pysyy suljettuna • : myös silloin, kun ruuvikompressori myöhemmin tulee paineettomaksi. Paineettoman 30 ruuvikompressorin tapauksessa ohjausmäntä 11 tai ohjauskalvo 1Γ sijaitsee palau-’ tusjousen 12 vaikutuksen alaisena alemmassa ääriasennossa, jossa tanko 15 on ve detty mahdollisimman kauaksi säätösylinteriin 10 tai painetilaan 10'.

Kun ruuvikompressori sen jälkeen käynnistetään, tällöin syntyvä alipaine aiheuttaa sulkukappaleen 17 irtoamisen paluuvirtausistukasta 7 ja siirtymisen nojaamaan 35 imuistukkaan 9 saakka. Tätä liikettä säätösylinterin 10 tai painetilan 10' sisätilaan 105413 6 vedetty ja suhteellisen lyhyt tanko 15 ei estä. Tässä asennossa imusäätöventtiili toteuttaa "normaalisti suljetun" toimintansa. Ruuvikompressorin syöttämän väliaineen imeminen tapahtuu tässä vaiheessa pienen kanavan 20 kautta, joka voi olla niin ka- r libroitu, että toivotulla tavalla hitaasti käyttöpaineeseen saatettu kompressori täyttää 5 esimerkiksi ruuvikompressoriin liitettyä painesäiliötä.

Heti kun toivottu paine on saavutettu, johdetaan ohjausliitäntään 14 paine esim. kaksipistesäätäjän avulla, jonka takia paineväliaine vaikuttaa ohjausmäntään 11 tai ohjauskalvoon 1Γ, minkä johdosta tanko 15 nostaa sulkukappaleen 17 imuistukalta 9 ja siirtää sen piirustuksessa esitettyyn väliasentoon. Ohjausliitännän 14 kautta syö-10 tetyn väliaineen paineen suuruuden valinnan avulla voidaan sulkukappaletta 17 nostaa imuistukalta enemmän tai vähemmän, ja näin säätää ruuvikompressorin imemää väliainemäärää portaattomasti.

Claims (2)

1. 7 1CE4-.3 Patenttivaatimus , Imusäätöventtiili ruuvikompressoria varten, erityisesti öljyruiskutuksella varustettua ruuvikompressoria varten, joka on sovitettu ruuvikompressorin imujohtoon ja käsittää sulkukappaleen (17), joka vuorotellen avaa tai sulkee imujohdon (6) ja on käyt-5 töyhteydessä imujohdon (6) avaussuunnassa siirtomännän (11) tai -kalvon kanssa, joka on siirrettävissä sylinterissä (10) ja jota voidaan käyttää paineväliaineen avulla, jolloin kaksoisistukkaventtiilinä toteutettu imusäätöventtiili on varustettu imuistukal-la (9), jonka sulkukappale (17) sulkee imusuuntaan (21), ja paluuvirtausistukalla (7), jonka sulkukappale (17) sulkee imusuuntaa (21) vastaan, tunnettu siitä, että sulku-10 kappaleella (17) kahden istukan (7, 9) välissä on väliasento, joka määräytyy tarkoin ääriasennon mukaan siirtomännän (11) pysähtyessä siirtosylinterillä (10) tai siirto-kalvolla (1Γ) venttiilinrungossa (Γ) ja jossa ainakin likimain suurin läpivirtaus-poikkiala vapautuu imusäätöventtiilin avulla ja josta se on vapaasti siirrettävissä ta-kaiskuventtiilinä paluuvirtausistukkaa (7) vastaan.
2. 15 Patentkrav Sugreglerventil för en skruvkompressor, särskilt en skruvkompressor med oljein-sprutning, som anordnats i skruvkompressoms sugledning och innefattar ett spärr-organ (17) som altemerande öppnar eller sluter sugledningen (6) och är funktionellt anslutet i sugledningens (6) öppningsriktning tili en flyttkolv (11) eller ett flytt-20 membran som är rörligt i en cylinder (10) och som kan päverkas med ett tryck-medium, varvid den som dubbelsätesventil utförda sugreglerventilen är försedd med ett sugsäte (9) som slutes av spärrorganet (17) i sugriktningen (21) och ett äterström-ningssäte (7) som slutes mot sugriktningen (21) av spärrorganet (17), kännetecknad av att spärrorganet (17) har ett mellanläge mellan de tvä sätena (7, 9) som bestäms 25 exakt av ett ändläge genom att flyttkolven (11) stannar pä flyttcylindem (10) eller flyttmembranet (1Γ) pä ventilhuset (Γ) och i vilket ätminstone ungefar den största genomströmningstvärytan frigörs av sugreglerventilen och frän vilket det kan flyttas fritt som returventil mot aterströmningssätet (7). r S f 4