JP7165670B6 - ピストンコンプレッサバルブ用のバルブクロージャおよびそのバルブクロージャを動作させるための方法 - Google Patents
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Description
ピストンコンプレッサバルブのバルブクロージャを動作させるための1つの有利な方法の場合では、バルブクロージャは、複数の流路開口を有するバルブシートと、回転軸を有するシャフトと、シャフトに対し固定して接続されている閉鎖要素とを備え、シャフトは、回転軸の周りに回転可能であるように、また回転軸の方向に変位可能であるようにバルブシートに取付けられており、閉鎖要素は流路開口を開閉するために回転軸の周りを回転し、ピストンコンプレッサバルブに生じる流体の圧力により、閉鎖要素は自動的に回転軸の方向に持ち上がり、閉鎖要素はバルブシートから持ち上がった後、シャフトにより能動的に駆動されて回転し、したがって流路開口が完全に開放される。
1つの有利な方法では、閉鎖要素は、バルブシートから持ち上がっていると、2ミリ秒~10ミリ秒の期間内に開放位置に回転する。
主として、図面において同一の部分には同一の参照符号が提供される。
図1は、複数の流路開口2aを有するバルブシート2と、流路開口2aを開閉するために回転軸Dの周りを回転可能な閉鎖要素3と、閉鎖要素3を回転させるためのアクチュエータ駆動部5とを備える、能動制御ピストンコンプレッサバルブを示す。バルブシート2は側端部2bを有し、流路開口2aが側端部2bの中に開口しており、閉鎖要素3は回転軸Dの軸方向Lに可動であるようにアクチュエータ駆動部5に接続されており、閉鎖要素3は側端部2bに対して回転軸Dの軸方向Lに変位可能であるだけでなく回転軸Dの周りを回転可能である。シャフト4は、バルブシート2のボア2eに取付けられているか、軸案内軸受である。バルブ1は、流路開口6aとカバー6bとを備えるベルハウジング6に配置されている。閉鎖要素3は、下降した閉鎖位置において示されており、閉鎖要素3がバルブシート2の側端部2bに着座し、また流路開口2aが閉鎖要素3によって完全に閉鎖されている。図1に示されるバルブ1は、閉鎖要素3またはバルブ1の状態変数Eを検出するためのセンサ8をさらに備える。示されるセンサ8は、例えば、軸方向L(例えば、シャフト4のストローク経路)におけるシャフト4の運動を検出する。制御装置20は、センサ8により測定された値を検出し、さらにアクチュエータ駆動部5を制御する。閉鎖要素3は、制御装置20の制御により、回転軸Dの回転方向に(好ましくは、閉鎖位置から開放位置に、または開放位置から閉鎖位置に)回転する。1つの有利な設計の実施形態では、制御装置20は、状態変数Eが所定の公称値から逸脱するとすぐにアクチュエータ駆動部5を作動させる。例えば、閉鎖要素3の封止面3dとバルブシート2の側端部2bとの間の間隔、または軸方向Lにおけるシャフト4の変位流路、または圧力差ΔP=P2-P1、すなわち閉鎖要素3の片側における圧力P2と閉鎖要素3のもう片側における圧力P1との差が、状態変数Eとして適している。2つの圧力P1,P2を測定するためには、2つ以上のセンサ8が必要とされる。シャフト4は、詳細には示されないが、一方では駆動部5によってシャフト4が回転軸Dの周りの回転に関して駆動されるように、他方ではシャフト4が駆動部5に対して長手方向Lに変位可能であるように、駆動部5に接続されている。閉鎖要素3は、閉鎖要素3に生じる圧力差によって閉鎖要素が軸方向Lにおいて変位し、ここでバルブシート2から持ち上がるか、バルブシート2に近接し最終的にバルブシート2の側端部2bに着座するため、特に有利には軸方向Lにおいて自動的に変位する。この好ましい実施形態では、閉鎖要素3は、圧力差が加わることによって閉鎖要素が軸方向Lに自動的に変位することが可能であるように、円滑に取付けられる。さらなる可能な設計の実施形態では、軸方向Lにおける閉鎖要素3の運動を少なくとも部分的には容易にする駆動部(図示せず)も提供されることが可能である。
Claims (19)
- 複数の流路開口(2a)を有するバルブシート(2)と、
回転軸(D)を有するシャフト(4)と、
前記流路開口(2a)を開閉するために前記シャフト(4)の前記回転軸(D)の周りを回転可能な閉鎖要素(3)と、を備える、ピストンコンプレッサバルブ(1)用のバルブクロージャ(1a)であって、
前記バルブシート(2)は平坦な側端部(2b)を備え、前記流路開口(2a)が該側端部(2b)の中に開口しており、前記バルブシート(2)は中心(Z)を有し、前記流路開口(2a)は前記中心(Z)に対し径方向に延びており、前記回転軸(D)は前記側端部(2b)に垂直に前記中心(Z)を通って延びており、前記閉鎖要素(3)は一部品であるように設計されており、前記閉鎖要素(3)は前記シャフト(4)に対し固定して接続されており、前記閉鎖要素(3)は中心点(M)と該中心点(M)に対し径方向に延びている複数の閉鎖アーム(3a)とを有し、前記シャフト(4)は該シャフト(4)が前記回転軸(D)の周りを回転可能であるとともに前記回転軸(D)の軸方向(L)に変位可能であるように配置されているよう前記バルブシート(2)に取付けられており、各閉鎖アーム(3a)は前記側端部(2b)に対して位置整合されている封止面(3d)を有し、前記閉鎖アーム(3a)は前記閉鎖要素(3)の回転に応じて前記封止面(3d)により前記流路開口(2a)を開閉すべく前記流路開口(2a)に対し補完的であるように構成されている、バルブクロージャ。 - 前記シャフト(4)は、対応する圧力差が生じた場合に前記閉鎖要素(3)が長手方向(L)に自動的に変位可能であるように、前記回転軸(D)の前記長手方向(L)に変位可能に設計されている、請求項1に記載のバルブクロージャ。
- 前記閉鎖アーム(3a)は、前記閉鎖アーム(3a)が前記閉鎖アーム(3a)の周縁部(3s)に向かって縮小する横断面を有するように設計されている、請求項1または2に記載のバルブクロージャ。
- 前記閉鎖要素(3)は、前記回転軸(D)について対称的に配置されているハブ(3e)を備え、前記ハブ(3e)から進行する前記閉鎖アーム(3a)は前記径方向に延びており、前記バルブシート(2)の前記側端部(2b)は前記中心(Z)に関して前記径方向にて第1副部に環状軸受面(2c)を有し、該環状軸受面に対し前記径方向に続く第2副部に前記流路開口(2a)を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のバルブクロージャ。
- 20個以上の流路開口(2a)が、前記回転軸(D)に対する周方向に一様に相互に離間して配置されており、同数の閉鎖アーム(3a)が前記回転軸に対する前記周方向に一様に相互に離間して配置されている、請求項1~4のいずれか一項に記載のバルブクロージャ。
- 前記閉鎖アーム(3a)は前記回転軸(D)の前記軸方向において高さ(3t)を有し、前記閉鎖アーム(3a)の前記高さ(3t)は前記閉鎖アーム(3a)の周縁部(3s)に向かって減少する、請求項3に記載のバルブクロージャ。
- 各閉鎖アーム(3a)は前記回転軸(D)に対する周方向に一定な高さ(3t)を有する、請求項3~6のいずれか一項に記載のバルブクロージャ。
- 各閉鎖アーム(3a)は板状部(3w)と該板状部(3w)に対し固定して接続されているリブ(3i)とからなり、各板状部(3w)は前記径方向に該板状部(3w)の周縁部(3s)まで延びており、各リブ(3i)は前記流路開口(2a)とは反対を向く側にて前記回転軸(D)の方向に前記板状部(3w)を越えて突出しており、前記リブ(3i)は前記周縁部(3s)に向かって減少する高さを有する、請求項1~7のいずれか一項に記載のバルブクロージャ。
- 各閉鎖アーム(3a)は、第1径方向横壁(3m)と周方向に離間している第2径方向横壁(3n)とを備え、前記側端部(2b)に対して位置整合されている前記第1径方向横壁および前記第2径方向横壁(3m,3n)の側面は前記閉鎖アーム(3a)の前記封止面(3d)の一部を形成し、前記第1径方向横壁および前記第2径方向横壁(3m,3n)の高さ(3t)はそれぞれ前記第1径方向横壁および前記第2径方向横壁(3m,3n)の周縁部(3s)に向かって減少し、前記周方向に延びているカバー面(3r)は前記第1径方向横壁(3m)を前記第2径方向横壁(3n)に対し流体密に接続し、前記カバー面(3r)は、包囲する封止面(3d)により前記側端部(2b)に向かって範囲を定められる内部キャビティ(3o)を前記閉鎖アーム(3a)が有するように、前記回転軸(D)の方向に前記封止面(3d)から離間して配置されている、請求項1~7のいずれか一項に記載のバルブクロージャ。
- 前記第1径方向横壁および前記第2径方向横壁(3m,3n)は前記回転軸(D)の方向に前記カバー面(3r)を越えて突出している、請求項9に記載のバルブクロージャ。
- 前記閉鎖アーム(3a)は、該閉鎖アーム(3a)の前記周縁部(3s)に向かって減少する曲げ剛性を有する、請求項3に記載のバルブクロージャ。
- 前記側端部(2b)に向かう前記ハブ(3e)は、前記回転軸(D)と同心に延びている平坦な摩擦面(3f)を有し、前記平坦な摩擦面(3f)が前記環状軸受面(2c)上にて摺動可能であるように、前記環状軸受面(2c)に適合するように設計されている、請求項4に記載のバルブクロージャ。
- 前記環状軸受面(2c)が前記回転軸(D)の方向に突出している支持要素(2d)を有し、前記摩擦面(3f)が前記支持要素(2d)に対し相補的に配置されている窪部(3n)を有するか、または、前記摩擦面(3f)が前記回転軸(D)の方向に突出している支持要素(2d)を有し、前記環状軸受面(2c)が前記支持要素(2d)に対し相補的に配置されている窪部(3n)を有し、前記窪部(3n)は、前記流路開口(2a)がほぼ閉鎖されている前記閉鎖要素(3)の回転位置においてのみ前記支持要素(2d)が前記窪部(3n)にあるように配置されており、前記支持要素(2d)および前記窪部(3n)は、前記閉鎖要素(3)の他の回転位置において、前記径方向に相互にオフセットを有するように配置されている、請求項12に記載のバルブクロージャ。
- 前記回転軸(D)の方向に突出し少なくとも前記回転軸(D)に対する周方向に回転可能な回転部材(12)が、前記環状軸受面(2c)に配置されている、請求項4,12,13のいずれか一項に記載のバルブクロージャ。
- 全ての閉鎖アーム(3a)は、前記バルブシート(2)に向かって湾曲した封止面(3d)を有し、前記中心(Z)から進行する前記封止面(3d)は、第1副部において前記径方向に平坦に延びており、第2副部に沿って湾曲して前記周縁部(3s)に向かって前記径方向に続いて延びている、請求項3に記載のバルブクロージャ。
- ピストンコンプレッサバルブ(1)のバルブクロージャ(1a)を動作させるための方法であって、前記バルブクロージャ(1a)は、複数の流路開口(2a)を有するバルブシート(2)と、閉鎖要素(3)と、回転軸(D)を有するシャフト(4)と、を備え、
前記閉鎖要素(3)は前記流路開口(2a)を開閉するために前記回転軸(D)の周りを回転し、前記閉鎖要素(3)は一部品であるように形成されるとともに前記シャフト(4)に対し固定して接続されており、前記シャフト(4)は、前記回転軸(D)の周りを回転可能であり前記回転軸(D)の方向に変位可能であるように前記バルブシート(2)に取付けられており、前記閉鎖要素(3)は前記ピストンコンプレッサバルブ(1)に生じる流体の圧力により前記回転軸(D)の方向に自動的に持ち上がり、前記閉鎖要素(3)は前記バルブシート(2)から持ち上がった後に前記シャフト(4)により能動的に駆動されて回転し、したがって前記流路開口(2a)が完全に開放される、方法。 - 第1の方法の工程にて、前記閉鎖要素(3)は前記バルブクロージャ(1a)を開放するために前記バルブシート(2)から持ち上がり、第2の方法の工程にて、前記閉鎖要素(3)は持ち上がった後に開放位置に回転する、請求項16に記載の方法。
- 前記バルブシート(2)に対する前記閉鎖要素(3)の位置が測定され、前記閉鎖要素(3)は前記バルブシート(2)から持ち上がっているときにのみ前記回転軸(D)の周りを回転する、請求項16または17に記載の方法。
- 前記閉鎖要素(3)は、前記バルブシート(2)から持ち上がっていると、2ミリ秒~10ミリ秒の期間内に前記開放位置に回転する、請求項17に記載の方法。
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