HU198788B - Pressure valve system of piston cooling compressor - Google Patents

Description

A találmány dugattyús hűtőkompresszorok szeleprendszerének tökéletesítésére vonatkozik. A találmány szerinti dugattyús hűtőkompresszornál a hengert egyrészt a hengerfedél, másrészt a henger és a hengerfedél közé helyezett szeleplap zárja le, és ezen szeleplapon átmenő egy vagy több beömlő és egy vagy több kiömlőnyílás van kiképezve, melyeket pillangószelepek zárnak le, illetve nyitnak ki. A találmány szerinti szeleprendszer minden olyan jellegű hűtőkompresszornál előnyösen alkalmazható, amelynél a fenti henger - szeleplap - hengerfedél egység megtalálható.

Ismeretes, hogy az előzőekben leirt hűtőkompresszoroknál a szeleplapon kialakított beömlő- és kiömlő nyílások tengelyei általában merőlegesek a szeleplap síkjára, ugyanakkor párhuzamosak a henger hossztengelyével. Ez a konstrukciós kialakítás olyan áramlási viszonyokat létesít a dugattyú és a szeleplap közötti hengertérben, melyek a pillangószelepek szeleprezgését és hengertéri nyomáslengést, ennek következtében pedig a szállítási hatásfok romlását és az elfogadhatónál magasabb zajszintforrást hoznak létre. Ezek a kedvezőtlen jelenségek elsősorban a nagy fordulatszámú, nagy sebességű gépeknél lépnek fel.

Ezen kedvezőtlen jelenségeket kívánja mérsékelni a GB 963 655 lajstromszámú szabadalmi leírásból megismerhető megoldás. A szabadalmas a fenti hátrányokat azzal igyekszik csökkenteni, hogy a beömlő-, illetve kiömlő nyílásokat a szeleplapon úgy képezi ki, hogy azok tengelye a szeleplapra nem merőleges és dőlési iránya olyan, hogy a rajta áthaladó, majd kilépő gáz az egyik végen rögzített pillangószelep szabad vége felé áramlik. Ez a megoldás a szállítási fokot javítja, a szeleprezgéseket, a hengertéri nyomáslengéseket és így a kompresszor zajszintjét azonban nem csökkenti kellőképpen. Ezen megoldásnál ugyanis a pillangószelep tulajdonképpen egyik végén befogott tartóként viselkedik és a mögötte lévő térben a gáz viszonylag mozdulatlan, de nyomása nő. Ezért a nyitás pillanatában a gáz nyomásából eredő, pillangószelepre ható eró merőleges ugyan a felületre és kihajlitja egy adott értékre a pillangó szelepet, de nyitás után a gázáramlás beesési szöge nő, így a kinyitás utáni gázáramlás ütközésétől eredő erő felületre eső merőleges komponense csökken, azaz csökken az előző állapothoz képeet a kihajlást biztosító erő. A mechanika törvényei szerint az erő csökkenésével arányosan csökken a kihajlás mértéke, tehát a pillangószelep záróirányban elmozdul, miáltal csökken az átáramlási keresztmetszet, ennek következtében csökken a beesési szög és igy nő az eredő erő felületre merőleges komponense, azaz a kihajlást biztosító erő, és a pillangószelep nyitóirányban elmozdul. Ez az elmozdulás újból a beesési szög növekedését eredményezi, ami az előzőekben leírt folyamat ismétlődését okozza. Erre, a váltakozó erőjátékra szuperponélódik az, hogy a pillangó szelep feletti tér nyomása növekszik a nyitás után és ez zárni igyekezik a pillangó szelepet, tehát mintegy segít a pillangó szelep nek a záróis'ányú elmozdulásban. Ezután a csökkenő átáramlási keresztmetszet (a nagyobb fojtás) miatt a hengerben előre mozgó dűlő gattyú előtt megnövekszik a nyomás, így nő a kihajlást biztosító erő és segít a pillangószelepnek a nyitóirányú elmozdulásban. Ez a folyamat a szeleprezgés, valamint a hengertéri nyomáslengés felerősödését okozza.

A találmánnyal célunk olyan nyomószeleprendszer megalkotása volt, ami a fenti problémákat kiküszöbölve, a szeleprezgéseket és a hengertéri nyomáslengéseket minden eddigi megoldásnál nagyobb mértékben csök20 kenti, a jó szállítási hatásfok megtartása mellett és ezzel a kompresszor zajszintjét is csökkenti.

Ezt a találmány szerint olyan szeleprendszeren valósítjuk meg, amelynél a sze25 leplapon egy vagy több kiömlőnyílás van kialakítva, melyeket egyik végükön rögzített píllangószelepek zárnak le, illetve nyitnak ki. A kiömlőnyilások a szeleplap dugattyú felőli oldalával egy vagy több csatorna révén áll— .30 nak kapcsolatban, melyek közül legalább egy ferde. A találmány lényege, hogy a csatornák a henger hossztengelyére merőleges metszete által adott körterülel geometriai középpontjából vannak a kiömlőnyíláshoz vezetve és a pillangószelepek a kiömlőnyílástól a csatorna döntési irányában kifelé vannak a szeleplaphoz rögzítve.

A találmányt a továbbiakban rajzok ee-

	gitségével	ismertetjük részletesebben. A raj-
40	zokon az
	1.	ábra	a találmány szerinti hűtőkompresszor henger - szeleplap - hengerfedél együttesét ábrázolja, a
45	2.	ábra	a szeleplap egy lehetséges kialakítási módját ábrázolja a hengerfedél felől nézve, a
	3.	ábra	a 2. ábrán A-A-val jelölt egyenes mentén vett metszeti kép, a
50	4.	ábra	a 2. ábra szerinti szeleplapot ábrázolja, a dugattyú felől nézve, az
	5.	ábra	egy kétcsatornás kiömlőnyílással rendelkező szeleplapot ábrázol, a hengerfedél felől nézve, a
55	6.	ábra	az 5. ábrán A-A-val jelölt egyenes mentén vett metszeti kép, a
	7. !	ábra	az 5. ábra szerinti szeleplapot ábrázolja, a dugattyú felöl nézve, a
60	8.	ábra	egy két csatornás kiömlónyílással rendelkező szeleplap egy másik lehetséges megoldási módját ábrázolja a hengerfedél felől nézve, a
	9.	ábra	a 8. ábrán A-A-val jelölt egyenes mentén vett metszeti kép, a
65	10.	ábra	a 8. ábra szerinti szeleplapot ábrázolja a dugattyú felöl nézve, a

HU 198788 Β

11. ábra egy két csatornás, két kiömlő nyílással rendelkező szeleplapot ábrázol, a

12. ábra a 11. ábrán A-A-val jelölt egyenes mentén vett metszeti kép, a

13. ábra a 11. ábra szerinti szeleplapot ábrázolja, a dugattyú felől nézve.

Az 1. ábrán látható, hogy a találmány szerinti hűtőkompresszornak 1 hengere, abban mozgó 2 dugattyúja van, melyet az ábrán fel nem tüntetett mechanizmuson keresztül egy szintén nem ábrázolt villamos motor mozgat. Az 1 hengerre 12 hengerfedél van rögzítve, 4 szeleplap, valamint 3 és 11 tömítések közvetítésével.

Az 1 hengerben a 2 dugattyú feletti teret lezáró 4 szeleplapon 5 beömlönyílás és 7 kiömlőnyílás van kialakítva. Az 5 beömlónyilást a 6 pillangőszelep zárja le, amely a 4 szeleplap 2 dugattyú felőli oldalán helyezkedik el. A 7 kiőmlónyilást a 8 pillangószelep zárja le, amely a 4 szeleplap 12 hengerfedél felőli oldalán helyezkedik el. A 8 pillangószelep mozgását 9 határolólemez korlátozza, mely az ábra szerinti kialakításnál egyik oldalán 10 szegecsekkel van a 4 szeleplaphoz rögzítve. A 12 hengerfedél tartalmazza a hűtőközeg áramlását biztosító 13 beönilőcsövet és 14 kiömlőcsővet,

A 2. 3. ée 4. ábrák a 4 szeleplapon a találmány szerint kialakított 5 beömlő és 7 kiömlőnyilások egy lehetséges elrendezési módját mutatják. Ennél az elrendezésnél a 7 kiőmlőnyílás egyetlen 7a csatornával áll öszszelióttetésben, és a 7a csatorna elhelyezése olyan, hogy tengelye a 8 pillangószelep Z hajlítási tengelye felé dől. Továbbá a 7a csatorna dói a 4 szeleplap N merőlegeséhez is a 8 pillangószelep 8a zárörésze felülete felé ügy, hogy a gázáramlás iránya a 8 pillangószelep rögzített végénél adódó Z hajlítási tengelye felé mutat. A 7 kiőmlőnyílás helyzete a 4 szeleplapon a 4. ábrán látható. Az ábrán be van rajzolva az 1 henger hossztengelyére merőleges metszetű la körterület és látható, hogy a 7 kiőmlőnyílás az la körterület geometriai középpontjának környezetéből indul.

Az 5. 6. és 7. ábrákon olyan 4 szeleplap látható, melyben két, 7a és 7b csatornával rendelkező 7 kiőmlőnyílás van kiképezve. A 7a csatorna dől a 8 pillangószelep rögzített végénél adódó Z halítási tengelye felé, a 7b csatorna tengelye párhuzamos az 1 henger tengelyével, valamint a 7a csatorna a 4. ábrához hasonlóan az la körterület geometriai középpontjának környezetéből indul ki.

A 8. 9. és 10. ábrák szintén olyan 4 szeleplapot ábrázolnak, melyen két 7c és 7d csatornával rendelkező kiömlőnyilás van kialakítva. Ennél a megoldási módnál a 7c és 7d csatornák a 8 pillangőszelep 8a zárórésze felülete felé, ugyanakkor a 8 pillangószelep rögzített végénél adódó Z hajlítási tengelye felé is dőlnek ée mindegyik csatorna az la kőrterület geometriai középpontjának környezetéből indul ki. A 11. 12. és 13. ábrák olyan 4 szeleplapot ábrázolnak melyen jelen esetben két 7f és 7g csatorna van kiképezve, melyek egymástól függetlenek. A 7f és 7g csatornák elrendezése olyan, hogy a 8 pillangószelep 8a zárórészei felületének 15 szimmetria vonalát követik. A 7f és 7g csatornák az 5. 6. és 8. ábrán bemutatott 7a és 7b csatornákkal azonos elrendezésűek. Természetesen a csatornák és a hozzá tartozó kiömlőnyilások száma kettőnél több is lehet, de ebben az esetben is érvényes az a megállapítás, hogy két egymást kővető csatorna és kiőmlőnyílás elrendezése olyan, hogy a 8 pillangószelep 8a zárórészei felületének 15 szimmetria vonalát, követik.

Természetesen a találmány szerinti szelepelrendezés nem korlátozódik az ábrázolt ée leírt kiviteli példákra. A kiömlőnyilások. számának és elrendezésének számtalan olyan lehetősége van, amit a leírásban nem ismertettünk, de a találmány szerinti szelepelrendezést valósítja meg.

A találmány szerinti szelepelrendezésnél, amikor a 2 dugaLtyú az 1 hengerben felfelé halad, a 8 pillangószelep felemelkedik és a 7 kiömlőnyíláson keresztül a hűtőközeg a 4 szeleplap és a 12 hengerfedél közötti térbe áramlik. A nyitás pillanatában a 8 pillangószelep kihajlik és részlegesen felül a 9 határolólemezen. Ebben a helyzetben a 7 kiömlőnyíláson kilépő gázsugár .beesési szöge' egyre közelít a 8 pillangószelep 8a zárórésze felületének normálisához, tehát a 8 pillangószelep 8a zárórésze felületére ható kihajlitó erő felületre merőleges vetülete nő, ezzel egyidejűleg a 4 szeleplap és a 12 hengerfedél közötti térben nyomásnövekedés lép fel. Ez a nyomásnövekedés és a 8 pillangőszelep kihajlásából eredő visszahajlitó erő egyensúlyba kerül a 8 pillangőszelep és a 7 kiömlőnyilás közötti résben a gáznyomás által fellépő nyomóerővel, azaz a gázsugár merőleges komponensével, mivel itt nincs szabad kiömlés, mint a leírás elején említett angol szabadalmi leírásnál. Ebből következik, hogy a 8 pillangószelep nyitásánál keletkező túllengés után, csak minimális utórezgés keletkezik. A 7 kiőmlőnyílás és a 8 pillangószelep közötti résfojtás miatt keletkező veszteséget jelentősen túlkompenzálja, hogy a 7 kiőmlőnyílás, illetve a 7a, 7b, 7c, 7d, 7f, 7g csatornák kezdete a 4 ezeleplap 1 henger felőli oldalán az la körterület geometriai középpontjának környezetéből indul ki. Ezáltal a kőrterület különböző részein található, de a geometriai középponttól távolabb eső gázrészecskék mozgási útja és a belépésnél létrejövő iránytörési ellenállás csökken és a gázáramlás könnyebbé válik, ami a belépésnél létrejövő áramlási veszteségek csökkenését eredményezi. Az előzőekből következik, hogy a találmány szerinti szeleplap kialakításnál a 8 pillangószelep rezgéseinek, valamint a henger-35

HU 198788 Β téri nyomáslengéeeknek a száma és amlitúdója minden eddig alkalmazott kialakításhoz képest lecsökken, ami altul a szeleprezgésből és a hengertéri nyomóslerigésekből eredő zajszinl csökken és a kompresszor szállítási foka javul.

A találmány szerinti szelepelrendezés előnyösen alkalmazható minden olyan dugatytyüs hűtőkompresszornál, ahol a hengert a hengerfedél egy szeleplapon keresztül zárja le, és a szeleplapon egy vagy több, pillangószeleppel ellátott be-, illetve kiömlőnyilás van kiképezve és a hűtőkompresszor viszonylag nagy fordulatszámú.

Claims (3)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Dugattyús hűtőkompresszor nyomószeleprendszere, amelynél a hengert egy

   5 szeleplap közbeiktatásával egy hengerfedél zárja le, a szeleplapon egy vagy több kiőmlőnyílás van kialakítva, melyekhez egyik végükön rögzítetL pillangószelepek vannak rendelve, a kiönilőny Hások a szeleplap dugattyú

   10 felőli oldalával egy vagy több csatorna révén állnak kapcsolatban, melyek közül egy ferde, azzal jellemezve, hogy a csatornák (7a, 7b, 7c, 7d, 7f, 7g) a henger (1) hossztengelyére merőleges metszete által adott körterület (la) geometriai középpontjából kifelé irányulóan döntve vannak a kiömlőnyíléshoz (7) vezetve és a pillangószelepek (8) a kiömlőnyiláslól (7) a csatorna döntési irányában kifelé vannak a szeleplaphoz (4) rögzítve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti dugattyús hűtőkompresszor, nyomószeleprendszere, azzal jellemezve, hogy a kiömlónyílásba (7) több csatorna (7a, 7b) torkollik, ahol az egyik csatorna (7a) szimmetriatengelye a henger (1) szimmetriatengelyével szöget zár be, a másik csatorna (7b) szimmetriatengelye a henger (1) szimmetriatengelyével párhuzamos.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti dugattyús hűtőkompresszor riyomószeleprendszere, azzal jellemezve, hogy a csatornák (7f, 7g) középpontjai a pillangószelep (8) zárórésze felületének (8a) szimmetriavonalát (15) követően vannak elrendezve.