DD257282A1

DD257282A1 - Kolbenverdichter fuer hohe drehzahlen

Info

Publication number: DD257282A1
Application number: DD28143685A
Authority: DD
Inventors: Guenter Lehfeldt; Rolf Kisser; Siegfried-Micha Schoenenberger; Ulf Guenther
Original assignee: Halberstadt Maschbau
Priority date: 1985-10-04
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1988-06-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolbenverdichter fuer hohe Drehzahlen, bei dem die Steigerung des Nutzvolumenstromes ohne Erhoehung des Hubvolumens und ohne zusaetzliche Bauelemente zur Ventilhubbegrenzung erzielt wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass zwei Ventilzungenplatten mit mehr als zwei sternfoermig konkav oder konvex ausgebildeten und konzentrisch angeordneten sich zu einer gemeinsamen Ronde ergaenzenden Ventilzungen mit stetig gekruemmter Aussenkontur als Druck- bzw. Saugventil auf dem Kolben bzw. zwischen Zylinderkopf und Druckventilplatte dergestalt angeordnet sind, dass sie die zugehoerigen Gaseintritts- bzw. Gasaustrittsoeffnungen ueberdecken wobei die Befestigung des Druckventils ausserhalb der Zylinderflaeche liegt und die Saug- bzw. Druckventilkombination aus einer gemeinsamen Ronde mit einer zu einer Rondenflaeche zeigenden Gratbildung geschnitten sind.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kolbenverdichter für hohe Drehzahlen vorzugsweise > 3 500 min"¹ unter Verwendung von Streifenventilen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der HU PS 12389 wird dargestellt, daß moderne Kolbenkompressoren mit maximalen Drehzahlen von 3000 bis 3600min"¹ arbeiten und die Erzielung höherer Drehzahlen nur mittels zwangsgesteuerter Ventile erzielbar ist. Bei diesen Ausführüngsformen sind die Saug- und Druckventile im Zylinderkopf angeo'rdnet.

In der DEOS 2734862 wird darauf verwiesen, daß Kolbenkompressoren mit niedrigen bis mittleren Drehzahlen bis maximal 3000min~¹ vorzugsweise mit Platten- bzw. Streifenventilen ohne Ventilhubbegrenzung arbeiten. Die Realisierung höherer Drehzahlen erfordert Ventilhubbegrenzungen. Das Ansaugen der Gase erfolgte dabei aus dem Verdichterkurbelgehäuse mittels selbsttätiger Ventile, die im Kolbenboden angeordnet sind. Im Buch „Kolbenverdichter", Springer-Verlag, 3. neubearbeitete Auflage, 1960, Seite 44 ff. wird von Wintterling darauf verwiesen, daß die maximale Drehzahl für Kolbenverdichter bei 3000 min"¹ liegt.

In „Bauteile für Pumpen", Verlag Technik, 1983, Seite 13 führt Adolph aus, daß sich die Ventilplatte der Verdichterventile nach dem schnellen Öffnungsvorgang bis zum Beginn des Schließens am Hubfänger anlegt. Bei Hubbegrenzung sind Arbeitsspielzahlen bis3600min"¹ erreichbar.

Allen vorgenannten Lösungen liegen Kolbenhübe von > 10mm zugrunde.

Den vorgenannten Lösungen haften im wesentlichen die nachstehenden genannten Nachteile an:

1. Die Anwendung der Zwangssteuerung derVentile bei Drehzahlen >3500min"¹ erfordert zusätzliche Bauelemente und entsprechenden Fertigungs-und Wartungsaufwand.

2. Bei Drehzahlen > 3 000 min"¹ und Kolbenhüben > 1,0 mm werden selbsttätige Ventile überbeansprucht. Eine Steigerung des Volumenstromes bei konstantem Hubvolumen ist durch Drehzahlerhöhung demzufolge nicht möglich, und damit eine Verbesserung des Masse-Leistungs-Verhältnisses begrenzt.

3. Die Anwendung von Hubbegrenzungen für selbsttätige Ventile bedingt eine Vergrößerung des Schadraumes im Zylinder bei gleichzeitigerkomplizierter Gestaltung des Komplexes Zylinder-Zylinderblock-Zylinderkopf.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Kolbenverdichter zu schaffen, der mit selbsttätigen Ventilen ohne Ventilhubbegrenzung bei Drehzahlen >3500min~¹ arbeitet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch Anwendung relativ kleiner Kolbenhübe sowie Streifenventilen, die vorzugsweise stern- bzw. kranzförmig ausgebildet sind und ohne Hubbegrenzung arbeiten Drehzahlen von > 3 500 min"¹ realisiert werden können.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 und 2 eine Schnittdarstellung durch einen Verdichterzylinder mit den erfindungsgemäß ausgebildeten und

angeordneten Ventilen im Druck- bzw. Saugzustand, sowie in Fig. 3 bis 6 Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäß ausgebildeten Saug- und Druckventilkombination einer gemeinsamen Ronde.

Im Kurbelgehäuse (10) ist die Laufbuchse (11) eingebaut, auf der der Dichtring (12), der mittels der Druckventilplatte (7), den Zyllinderraum (13) gegenüber dem Zylinderkopf (6) abdichtet, angeordnet. Zwischen der Druckventilplatte (7) und dem Zylinderkopf (6) ist die Druckventilzungenplatte (2) in einer entsprechenden Eindrehung (14) die die Druckventilplatte (7), den Dichtring (12) und die Laufbuchse (11) an ihrer Oberkante mit übergreift, angeordnet.

Die Ventilzungen (4) der Druckventilzungenplatte (2) überdecken die Gasaustrittsöffnungen (9) der Druckventilplatte (7). Zur Lagefixierung der Druckventilzungenplatte (2) auf der Druckventilplatte (7) ist im Zylinderkopf (6) ein Zylinderstift (15) angeordnet, der in entsprechende Kerben (16) in der'Druckventilplatte (7) und Druckventilzungenplatte (2) eingreift. Auf dem Boden des Kolbens (5) ist zentrisch die Saugventilzungenplatte (1) mittels einer Befestigungsschraube (17) so angeordnet, daß sie die Gaseintrittsöffnungen (8) im Kolben (5) mit ihren Ventilzugen (4) überdeckt und gegen Verdrehen gesichert ist.

Die in Fig. 3 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele für die Zungenvehtilplatten (1,2) soll an Hand der4fachen Auführungsvariantegem. Fig. 3 näher erläutert werden. Die Saug-und Druckventilzungenplatte (1,2) werden gemeinsam aus der Ronde (3) mittels eines an sich bekannten Schnittwerkzeuges geschnitten. Dabei entsteht an der Saug- und Druckventilzungenplatten (1,2) ein gemeinsamer nur nach einer Rondenfläche ausgebildeter Grat.

Drei gemeinsame Schnittkanten von Saug- und Druckventilzungenplatte (1, 2) sowie Verschnitt treffen nur außerhalb biegekritischer Zonen der Ventilzungen (4) zusammen.

Die Ventilzungen (4) sind in den Ventilzungenplatten (1,2) sternförmig angeordnet. Dabei sind sie in der Druckventilzungenplatte

(2) sternförmig einwärts und in der Saugventilzungenplatte (1) sternförmig auswärts angeordnet. Die für die konzentrische und in die Saugventilzungenplatte (1) eingelassene Saugventilbefestigung mittels der Befestigungsschraube (17) notwendige Senkung (18) wird bereits beim Schneidvorgang derVentilzüngenplatten (1,2) mit geformt. Die Ausbildung der Ventilzungen (4) dergestalt, daß sie eine stetig gekrümmte Außenkontur aufweisen, bringt gegenüberden herkömmlichen Ausführungsformen von rechteckig ausgebildeten Streifenventilen strömungstechnisch und belastungsseitig erhebliche Vorteile.

Durch den annähernd gleichen Abstand der Außenkontur der Ventilzunge (4) zur jeweils zugehörigen Gaseintritts- bzw. austrittsöffnung (8,9) ergeben sich gute Strömungsverhältnisse um die Ventilzunge (4) beim jeweiligen Arbeitsakt. Parallel dazu kommt es durch den gleichmäßigen Überstand der Ventilzungen über die Gaseintritts- bzw. -austrittsöffnungen (8,9) nicht zur Bildung von Abreißwirbeln, wie beispielsweise an den Ecken rechteckig ausgebildeter, allgemein üblicher Streifenventile, die neben der Biegebeanspruchung um die Ventilquerächsezu einerTorsionsbeanspruchung um die Ventillängenachse infolge deren wechselseitiger Ausbildung führen, auftreten.

Die Gesamtbelastung der Ventilzungen (4) je Ventilhub wird demzufolge reduziert und dadurch eine Erhöhung der Hubfrequenz ohne Überbelastung der Ventilzunge (4) ermöglicht.

Claims

Kolbenverdichter für hohe Drehzahlen vorzugsweise >3 500 min"¹ mit selbsttätigen Arbeitsventilen, gekennzeichnet dadurch, daß zwei Ventilzungenplatten (1, 2), die sich zu einer gemeinsamen Ronde (3) ergänzen, mit jeweils mehr als zwei sternförmig konkav bzw. sternförmig konvex ausgebildeten und konzentrisch angeordneten Ventilzungen (4), die eine stetig gekrümmte Außenkontur aufweisen als Saugventilzungenplatte (1) auf dem Kolben (5) bzw. als Druckventilzungenplatte (2) zwischen dem Zylinderkopf (6) und der Druckventilplatte (7) dergestalt angeordnet sind, daß sie die jeweils zugehörigen Gaseintritts- (8) bzw. Gastaustrittsöffnungen (9) überdecken, wobei die Befestigung der Druckventilzungenplatte (2) außerhalb der Zylinderfläche liegt und die Saug- bzw. Druckventilzungenplatten (1,2) aus einer gemeinsamen Ronde (3) mit einer zu einer Rondenfläche zeigenden Gratbildung geschnitten sind.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen