CH471993A - Konzentrisches Saug- und Druckventil - Google Patents

Description

  Konzentrisches Saug- und Druckventil    In der schweizerischen Patentschrift Nr. 424 402 ist  ein konzentrisches Saug- und Druckventil für Hoch  druckkompressoren und -pumpen in Vorschlag gebracht  worden, das einen schnellen Ein- und Ausbau des  Ventilkörpers ermöglicht.  



  Nach diesem Vorschlag sind am mittleren Ventilkör  per des konzentrischen Saug- und Druckventils schräg  verlaufende     Einströmbohrungen    und ein mittlerer     Ab-          strömkanal    angeordnet, wobei in die den mittleren     Ab-          strömkanal    bildende Bohrung des mittleren Ventilkör  pers ein mit mindestens einer     Durchlassöffnung    für das  Medium versehenes Element eingesetzt ist, das den  mittleren Ventilkörper mit dem gesamten Saugventil  nebst dessen Hubfänger zu einer in das Ventilgehäuse  gemeinsam einsetzbaren bzw. aus diesem gemeinsam  herausnehmbaren Einheit verbindet.  



  Bei den in dieser Weise ausgebildeten konzentrischen  Saug- und Druckventilen sind jegliche spannungserhö  henden     Querschnittswechsel    an dem den wechselnden  Drücken ausgesetzten Teil des Ventilkörpers weitgehend  vermieden. Ausserdem kann das Ventil nach Lösen eines  am Zylinderkopf angebrachten Deckels oder einer     Ver-          schlussschraube    ohne weitere Demontagearbeiten in kür  zester Zeit in den Kompressor oder die Pumpe ein- bzw.  ausgebaut werden.  



  Im Sinne der vorliegenden Erfindung liegt es nun, das  konzentrische Saug- und Druckventil für Hochdruck  kompressoren und -pumpen dahingehend zu     verbessern,     dass sich durch eine vereinfachte Bauweise ein leichterer  Zusammenbau ergibt und eine dem Vorschlag anhaften  de mögliche Betriebsgefährdung,     z.B.    bei Bruch des  Zentralelementes ausgeschaltet wird.  



  Das erfindungsgemässe, konzentrische Saug- und  Druckventil ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen  dem     Ventilkörper    und dem     Druckventilsitz    ein Zwi  schenring für die Aufnahme des mit einer     Durchlassboh-          rung    mit strömungstechnisch günstiger Form versehenen  Hubfängers eingebaut ist und     dass    mittels einer über  steckhülse der Ventilkörper mit dem Zwischenring mit  eingesetztem Hubfänger und der     Druckventilsitz    nebst  dem     Druckventilhubfänger    zu einer Einheit zusammenge  baut sind,

   die an ihrer Aussenfläche mindestens in der    dem Austrittsbereich der     Einströmkanäle    entsprechenden  Zone unter die Einwirkung des     Enddruckes        gesetzt    ist.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung sind     Ausfühiungs-          beispiele    des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.  Gemäss     Fig.    1 ist das konzentrische Saug- und Druck  ventil in ein Ventilgehäuse 1 mit einer zylindrischen  Bohrung 2 eingesetzt. Das Ventilgehäuse 1 kann durch  den Zylinderkopf eines Hochdruckkompressors oder  einer Hochdruckpumpe gebildet sein.

   Der linke mit 3  bezeichnete Ventilkörper ist mit von seinem Umfang  ausgehenden     Einströmkanälen    4 versehen, die zu einem  ringförmigen Verschlussstück 5 mit ebener, konischer  oder gewölbter     Abdichtfläche    19 des Saugventils hin  schräg verlaufen und um eine mittlere Bohrung 6 herum  angeordnet sind, die zum Durchströmen des Mediums  beim Saug- und Druckhub dient. Im Bereich der Ein  trittsstellen der schräg verlaufenden Kanäle 4 ist zwi  schen diesen und dem Gehäuse 1 ein ringförmiger Raum  7 für den Zufluss des Mediums angeordnet.

   Die mittlere  Bohrung 6 des Ventilkörpers 3 führt über eine mittlere  Bohrung 10 eines Hubfängers 9 und eine mittlere Boh  rung 11 eines     Druckventilsitzes    12 zu dem     Verschluss-          stück    13 des Druckventils, dessen Ventilraum über  Bohrungen 14 mit dem Druckraum 15 verbunden ist, aus  dem das unter Druck gebrachte Medium abfliessen kann.  Zur Erzielung günstiger Strömungsverhältnisse werden  die Eintrittsöffnungen der Zentralbohrungen gut     ausge-          rundet.     



  Bei der dargestellten Anordnung strömt das zu ver  dichtende Medium mit einem bestimmten     Ansaugedruck     in Pfeilrichtung durch den Ringraum 7 in die Schrägboh  rungen 4 und öffnet dann das Verschlussstück 5 des  Saugventils entgegen der Kraft der Feder 5a. Das  Verschlussstück 13 des Druckventils wird beim     Ansau-          gevorgang    durch den auf ihm lastenden Enddruck ver  schlossen gehalten. Beim Druckhub wird das angesaugte  Medium durch einen in     Fig.l    in einer Bohrung 27  angeordneten Kolben verdichtet, schliesst dabei das       Saugventil-Verschlussstück    5 über eine Bohrung 5b und  öffnet dann das     Druckventil-Verschlussstück    13.  



  Zwischen dem Raum 15, der unter Verdichtungs  druck steht, und dem Raum 7, der unter Saugdruck steht,      ist am linken Ventilkörper 3 gegenüber der Innenseite  der Bohrung 18 des Gehäuses 1 eine ringförmige Dich  tung 16 bekannter Bauart eingesetzt.  



  Zwischen dem Ventilkörper 3 und dem Druckventil  sitz 12 befindet sich ein Zwischenring 8, der mit einer  glatten Innenbohrung 17 versehen ist. In der Bohrung 17  ist der Hubfänger 9 für die Hubbegrenzung des ringför  migen Verschlussstückes 5 eingesetzt.  



  Damit durch den auf den Aussenmantel des Ringes 8  wirkenden konstanten Verdichtungsdruck und durch den  innerhalb der Bohrung 17 wechselweise wirkenden     Saug-          und    Verdichtungsdruck die Formänderung des Ringes 8,  die in den Auflageflächen, die zugleich als Dichtflächen  dienen können, Anlass zur schädlichen Reibungskorro  sion geben kann, verringert wird, wird der Ring 8 aus  einem Werkstoff hergestellt, der gegenüber dem Werk  stoff des anschliessenden Ventilkörpers 3 und des Druck  ventilsitzes 12 einen wesentlichen höheren     Elastizitätsmo-          dul    und höhere Druckfestigkeit aufweist.

   Die unter der  Druckeinwirkung entstehenden Formänderungen am  Ring 8 werden durch den höheren     Elastizitätsmodul          verringert    und bei entsprechender Abstimmung des     Ring-          Innen-    zum Aussendurchmesser lässt sich die Formän  derung zu derjenigen der benachbarten Auflageflächen  des Ventilkörpers 3 und des     Druckventilsitzes    12 so  festlegen, dass die Relativbewegung unter der innen- und  aussenseitigen Druckeinwirkung in den Auflageflächen  auf ein Minimum herabgesetzt und somit die Gefahr der  schädlichen Reibungskorrosion weitgehend ausgeschaltet  wird.  



  Damit die schädliche Wirkung der im Bereich der  Zugspannungen liegenden Wechselspannungen im Be  reich der um die Zentralbohrung 6 des Ventilkörpers 3  angeordneten schrägen Bohrungen 4, die sich erhöhen, je  näher die Bohrungen 4 zur Abdichtungsfläche 19 des  ringförmigen     Saugventilverschlussstückes    5 laufen, weit  gehend verringert wird, ist der Aussenmantel des Ven  tilkörpers 3 auf ein kurzes Stück d im Bereich der Zone,  in der die schrägen Bohrungen 4 in unmittelbarer Nähe  des Austritts der Zentralbohrung 6     liegen,    unter kon  stanten Enddruck gesetzt.  



  Dadurch werden die durch den wechselnden Druck  hervorgerufenen Spannungen am     Ventilkörper    3 in der  Zone des Austrittes der Zentralbohrung 6 und der  Austritte der schrägen Bohrungen 4 in den Bereich der  Druckspannungen verlagert.  



  Dies wird, wie in     Fig.    1 gezeigt, dadurch erreicht, dass  die Gehäusebohrung abgestuft ausgeführt wird. Die Boh  rung 18 mit grösserem Durchmesser gegenüber der  Bohrung 2 wird so tief ausgeführt, dass die Stirnfläche  des Ventilkörpers 3 mit der     Dichtfläche    19 soweit über  den aus den beiden Gehäusebohrungen 2 und 18 gebilde  ten Absatz 20 hervorsteht, dass nach dem Aufsetzen der  Abdichtung 16 auf der ringförmigen     Fläche    20 der  Aussenmantel des saugseitigen Endes am     Ventilkörper    3  auf eine bestimmte Länge unter Wirkung des konstanten  Enddruckes gebracht wird.

   Hierdurch werden an der  Stirnfläche in der Zone des Austrittes der Zentralboh  rung 6 und der in     unmittelbarer    Nähe liegenden Austritte  der Schrägbohrungen 4 die beim in der Zentralbohrung 6  wirkenden Wechseldruck auftretenden Spannungen in den  Bereich der Druckspannungen verlagert.  



  Die in     Fig.    1 dargestellte Anordnung weist den Nach  teil auf, dass die zylindrische Bohrung des Ventilgehäuses  1 einen Absatz zur Aufnahme der Dichtung 16 erhalten  muss. In     Fig.    2 ist dargestellt, wie dieser Nachteil beho-         ben    werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der  zur Aufnahme der Dichtung 16 bestimmte Absatz am  Ventilkörper 3 angebracht, wobei dann die Bohrung des  Ventilgehäuses 1 ohne Abstufung ausgeführt werden  kann. Der Effekt der Einwirkung des Enddruckes auf  das dem Saugventil zugewandte Ende des Ventilkörpers  3 wird hierdurch gleichermassen erzielt wie bei der  Anordnung nach     Fig.    1.  



  Es ist aber auch ohne weiteres möglich, sowohl die  Bohrung des Ventilgehäuses 1 als auch die zylindrische  Umfangsfläche des Ventilkörpers 3 ohne Absatz auszu  führen. Eine derartige Ausführungsform ist in     Fig.3     veranschaulicht. In diesem Falle ist zwischen dem Ventil  gehäuse 1 und dem Ventilkörper 3 ein zylindrischer  Zwischenring 26 eingelegt, welcher eine     Durchströmöff-          nung    26a für angesaugtes Medium aufweist. Der Dicht  ring 16 liegt auf der freien Stirnfläche des Zwischenrin  ges 26 auf.  



  Der Ventilkörper 3, der Zwischenring 8 mit eingesetz  tem Hubfänger 9, der     Druckventilsitz    12 und der Druck  ventilhubfänger 21 werden durch eine     übersteckhülse    22  zentriert und zu einer gemeinsamen ein- und ausbaufähi  gen Einheit zusammengefasst.  



  Wie in     Fig.    1 beispielsweise dargestellt, erhält die  Hülse 22 für den Zusammenbau am rechten Ende einen  Bund 23 und am linken Ende ein Innengewinde 24, das  in das entsprechende Aussengewinde am rechten Ende  des     Ventilkörpers    3 eingeschraubt wird. Selbstverständ  lich lassen sich auch andere Befestigungsmöglichkeiten  am Ventilkörper 3 ausführen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Konzentrisches Saug- und Druckventil für Hoch druckkompressoren und -pumpen, mit in einem mittleren Ventilkörper (3) angeordneten, schräg verlaufenden E.in- strömkanälen und einem mittleren Abströmkanal, wobei ein Element vorhanden ist, das den mittleren Ventilkör per (3) mit dem gesamten Saugventil nebst dessen Hubfänger (9) zu einer in das Ventilgehäuse (1) gemein sam einsetzbaren bzw.

   aus diesem gemeinsam heraus nehmbaren Einheit verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilkörper (3) und dem Druckven- tilsitz (12) ein Zwischenring (8) für die Aufnahme des mit einer Durchlassbohrung (10) mit strömungstechnisch günstiger Form versehenen Hubfängers (9) eingebaut ist und dass mittels einer Übersteckhülse (22) der Ventilkör per (3) mit dem Zwischenring (8) mit eingesetztem Hubfänger (9) und der Druckventilsitz (12) nebst dem Druckventilhubfänger (21) zu einer Einheit zusammenge baut sind, die an ihrer Aussenfläche mindestens in der dem Austrittsbereich der Einströmkanäle (4)

   entspre chenden Zone (d) unter die Einwirkung des Enddruckes gesetzt ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Ventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass der Ventilkörper (3) mit dem Zwischenring (8), dem Druckventilsitz (12) und dem Druckventilhubfänger (21) durch die Übersteckhülse (22) dadurch zusammen gehalten ist, dass diese einerseits den Druckventilhubfän- ger (21) mit einem Bund (23) umfasst und andererseits auf die Aussenfläche des Ventilkörpers (3) aufgeschraubt ist. 2.

   Ventil nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (8) zur Verringerung der durch die Wirkung des praktisch konstanten Aussendruckes und der wechselnden Innen drücke verursachten Formänderungen und damit der Reibungen an den Auflageflächen aus einem Werkstoff von höherem Elastizitätsmodul und höherer Druckfestig keit gegenüber den Werkstoffen des anliegenden Ventil körpers (3) bzw. des anliegenden Druckventilsitzes (12) hergestellt ist. 3.

   Ventil nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der dem End- druck ausgesetzten Zone (d) durch die Lage eines Dichtringes (16) bestimmt ist, der am Umfang der genannten Einheit angeordnet ist. 4. Ventil nach Unteranspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Dichtring (16) auf einem in der Innenbohrung des Ventilgehäuses (1) vorgesehenen Ab satz aufliegt. 5. Ventil nach Unteranspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Dichtring (16) auf einem Absatz aufliegt, der in die Umfangspartie des Ventilkörpers (3) eingearbeitet ist. 6.

   Ventil nach Unteranspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen dem Ventilgehäuse (1) .und dem Ventilkörper (3) ein Zwischenring (26) eingesetzt ist, welcher dem Dichtring (16) als Abstützung dient.