DE102004043905A1

DE102004043905A1 - Auslassventil für einen Kompressor sowie Kompressor mit einem solchen

Info

Publication number: DE102004043905A1
Application number: DE200410043905
Authority: DE
Inventors: Jeong Ho Lee; Ho Seon Rew
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2005-04-14
Also published as: KR100565493B1; CN1598312A; JP4057569B2; US20050056329A1; CN100362237C; US7493915B2; KR20050028346A; JP2005090495A

Abstract

Es wird ein Auslassventil für einen Kompressor offenbart. Das Auslassventil verfügt über eine Ventilplatte (20) zum Öffnen oder Schließen einer Auslassöffnung (11), eine Ventilfeder (30), die stromabwärts in Bezug auf die Ventilplatte (20) positioniert ist und so ausgebildet ist, dass sie für Elastizität derselben sorgt, und einen Ventilhalter (40), der strombabwärts in Bezug auf die Ventilfeder (30) positioniert ist und so ausgebildet ist, dass er die maximale Auslenkung sowohl der Ventilplatte (20) als auch der Ventilfeder (30) begrenzt. Die Ventilfeder (30) verfügt über ein Fluidkanalloch (31) zum Durchlassen des aus der Auslassöffnung (11) ausgestoßenen Fluids. Durch diese Konfiguration kann das Auslassventil nicht nur Strömungsverluste und Überschwingverluste des Fluids verringern, sondern es kann auch das Zurückströmen von ausgestoßenem Fluid minimieren, was zu einer Verbesserung des Funktionsvermögens des Kompressors führt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Auslassventil zur Verwendung in einem Kolbenkompressor, und spezieller betrifft sie ein Auslassventil für einen Kompressor mit einer Ventilfeder und einem Ventilhalter zum Halten einer Ventilplatte, die so ausgebildet ist, dass sie eine Ruslassöffnung öffnet oder schließt.

Im Allgemeinen ist ein Auslassventil für einen Kompressor, wie es in der 1 dargestellt ist, am Auslass eines Zylinderblocks 5 installiert, und es ist so ausgebildet, dass es das Herausströmen eines in einer Kompressionskammer 6 komprimierten Fluids steuert.

Ein derartiges Auslassventil verfügt über einen mit dem Zylinderblock 5 gekoppelten Ventilsitz 1 sowie eine Ventilplatte 2, eine Ventilfeder 3 und einen Ventilhalter 4, die aufeinanderfolgend an den Ventilsitz 1 angebaut sind.

Der Ventilsitz 1 verfügt über eine Auslassöffnung 1a, durch die das in der Kompressionskammer 6 komprimierte Fluid ausgelassen wird, und er ist ferner mit einem vertieften Abschnitt 1b zur Verwendung beim Montieren der Ventilplatte 2, der Ventilfeder 3 und des Ventilhalters 4 versehen.

Die Ventilplatte 2 ist so konzipiert, dass sie die Auslassöffnung 1a öffnet und schließt, wobei die Ventilfeder 3 dazu dient, die Steifigkeit der Ventilplatte 2 zu erhöhen, um deren Dämpfungskraft und Rückstellkraft zu erhöhen. Außerdem dient der Ventilhalter 4 dazu, die Maximalauslenkung sowohl der Ventilplatte 2 als auch der Ventilfeder 3 zu beschränken, um dadurch irgendeine mögliche Beschädigung des Auslassventils zu verhindern.

Nun werden die Öffnungs- und Schließvorgänge des Auslassventils für einen Kompressor, das auf die oben ausgeführte Weise aufgebaut ist, erläutert.

Wenn ein Kolben (nicht dargestellt), der so angebracht ist, dass er in der Kompressionskammer 6 des Zylinderblocks hin- und herläuft, vorgeschoben wird, um das Fluid in der Kompressionskammer 6 zu komprimieren, und wenn dabei das Druckniveau des komprimierten Fluids die Haltekraft der Ventilplatte 2 und der Ventilfeder 3 überschreitet, drückt das komprimierte Fluid so stark auf die Ventilplatte 2, dass diese die Auslassöffnung 1a öffnet, und es wird durch die offene Auslassöffnung 1a aus der Kompressionskammer 6 ausgestoßen.

Wenn dagegen der Kolben zurückgezogen wird und dadurch der Innendruck in der Kompressionskammer 6 abnimmt, wird die Ventilplatte 2 durch die elastische Rückstellkraft der Ventilfeder 3 und die Saugkraft in der Kompressionskammer 6 zurückgestellt, um die Auslassöffnung 1a zu verschließen.

Jedoch zeigt das oben beschriebene herkömmliche Auslassventil zur Verwendung in einem Kolbenkompressor ein Problem dahingehend, dass die Ventilfeder 3 und der Ventilhalter 4, die aufeinanderfolgend stromabwärts in Bezug auf die Ventilplatte 2 montiert sind, wie es in der 2 dargestellt ist, und die die Form eines flachen Stabs einnehmen, das Ausströmen des komprimierten Fluids durch die Auslassöffnung 1a behindern können, so dass es möglicherweise zu Strömungsverlusten kommt.

Außerdem besteht, da die Ventilfeder 3 im Allgemeinen aus Federstahl oder ähnlichen Materialien besteht, eine Einschränkung hinsichtlich einer Verringerung ihrer Steifigkeit ohne Verringerung ihrer Größe, so dass es schwierig ist, ihre Biegeelastizität zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auslassventil für einen Kompressor, das für ein gleichmäßiges Ausströmen von Fluid durch eine Auslassöffnung und damit für verringerten Strömungswiderstand desselben sorgt, um dadurch Strömungsverluste und Überschwingverluste zu verringern, sowie einen Kompressor mit einem derartigen Auslassventil zu schaffen.

Diese Aufgabe ist durch die Auslassventile gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 1 und 10 sowie den Kompressor gemäß dem Anspruch 11 gelöst.

Da beim erfindungsgemäßen Auslassventil Fluidkanallöcher in der Ventilfeder und/oder dem Ventilhalter, vorzugsweise beiden, ausgebildet sind, ist für ein gleichmäßiges Ausströmen des Fluids aus der Auslassöffnung gesorgt, so dass Strömungsverluste des Fluids verringert sind. Ferner ist es möglich, da die Ventilfeder über eine verkleinerte Fläche verfügt, so dass sie während ihres Schließens weniger durch den Strömungswiderstand beeinflusst wird, um dadurch einen erfolgreichen Schließvorgang der Ventilplatte zu gewährleisten, das Rückströmen von ausgelassenem Fluid zu minimieren. Außerdem wird die Steifigkeit der Ventilfeder verringert, was zu einer Verringerung von Überschwingverlusten für das Fluid sowie eine Verbesserung des Funktionsvermögens eines Kompressors sorgt, der mit einem derartigen Auslassventil versehen ist.

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und weitere Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher zu verstehen sein.
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Veranschaulichen eines bekannten Auslassventils für einen Kompressor;
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie I-I in der 1;
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Veranschaulichen eines Auslassventils für einen Kompressor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in der 3; und
5 ist eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen einer Ventilfeder zur Verwendung in einem Auslassventil für einen Kompressor gemäß einer anderen der Erfindung.
Nun werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben.
Wie es in den 3 und 4 dargestellt ist, verfügt das Auslassventil für einen Kompressor gemäß der dargestellten Ausführungsform über einen Ventilsitz 10, der zum Befestigen an einem Zylinderblock 50 ausgebildet ist, in dem eine Kompressionskammer 60 vorhanden ist. Am Ventilsitz 10 sind an die Ventilplatte 20 eine Ventilfeder 30 und ein Ventilhalter 40 aufeinanderfolgend anmontiert.
Der Ventilsitz 10 ist mit einer Auslassöffnung 11 versehen, durch die in der Kompressionskammer 60 komprimiertes Fluid ausgelassen wird, und er ist ferner mit einem vertieften Abschnitt 12 für die aufeinanderfolgende Montage der Ventilplatte 20, der Ventilfeder 30 und des Ventilhalters 40 in diesem ausgebildet.
Die Ventilplatte 20 hat die Form einer langgestreckten Platte, und sie sitzt im vertieften Abschnitt 12 des Ventilsitzes 10, um die Auslassöffnung 11 selektiv zu öffnen und zu schließen.
Die Ventilfeder 30 und der Ventilhalter 40 sind aufeinanderfolgend stromabwärts in Bezug auf die Ventilplatte 20 angeordnet, und sie sind mit Löchern 31 bzw. 41 ausgebildet. Im offenen Zustand der Auslassöffnung 11 werden die Löcher 31 und 41 zum Durchlassen des komprimierten Fluids von dieser offenen Auslassöffnung 11 her verwendet.
Um das direkte Durchströmen des aus der Auslassöffnung 11 ausgelassenen Fluids zu erleichtern, ist dabei das Loch 31 der Ventilfeder 30 vorzugsweise so konfiguriert, dass es sich ausgehend von einer Position, an der ein Ende der Ventilplatte 20, das zur Ventilfeder 30 gedrückt wird, um die Auslassöffnung 11 zu öffnen, Kontakt hat, zur anderen Position erstreckt, die dicht am Ende der Ventilfeder 30 liegt.
In ähnlicher Weise ist, um das direkte Durchströmen des Fluids, das durch das Loch 31 in der Ventilfeder 30 gelaufen ist, zu erleichtern, das Loch 41 des Ventilhalters 40 vorzugsweise unmittelbar stromabwärts in Bezug auf das Loch 31 positioniert, und es ist so konfiguriert, dass es sich bis an eine Position extrem nahe an einem Ende des Ventilhalters 40 erstreckt.
Vorzugsweise ist das im Ventilhalter 40 ausgebildete Loch größer als das in der Ventilfeder 30 ausgebildete Loch 31, um für ein gleichmäßiges Herausströmen des aus der Auslassöffnung 11 ausgelassenen Fluids zu sorgen.
Indessen ist die Ventilfeder 30 zusätzlich mit einem Hilfsloch 32 versehen. Das Hilfsloch 32 dient zum Verbessern der gesamten Biegeelastizität eines Teils der Ventilfeder 30, der mit der Ventilplatte 20 in Kontakt gelangt. Durch Einstellen der Größe des Hilfslochs 32 ist es möglich, das verfügbare Elastizitätsgebiet der Ventilfeder 30 einzustellen, die herkömmlicherweise aus Federstahl besteht.
Vorzugsweise ist das Hilfsloch 32 der Ventilfeder 30 unmittelbar stromabwärts in Bezug auf die Ventilplatte 20 positioniert.
Nun werden der Betrieb und Effekte dieses Auslassventils für einen Kompressor erläutert.
Wenn der Innendruck der im Zylinderblock 50 ausgebildeten Kompressionskammer 60 einen vorbestimmten Wert überschreitet, drückt das komprimierte Fluid die Ventilplatte 20 weg, so dass die Auslassöffnung 11 geöffnet wird. Dadurch wird das komprimierte Fluid durch die offene Auslassöffnung 11 aus der Kompressionskammer 60 ausgestoßen.
Wenn der Herausströmpfad des komprimierten Fluids unter Bezugnahme auf die 4 betrachtet wird, ist erkennbar, dass sich dieser aus einem herkömmlichen Herausströmpfad A sowie zwei weiteren Herausströmpfaden B und C zusammensetzt. Der herkömmliche Herausströmpfad A erstreckt sich um die jeweiligen Enden einer Seite der Ventilplatte 20, der Ventilfeder 30 und der Ventilhalter 40 herum, der Herausströmpfad B erstreckt sich um die jeweiligen Enden einer Seite der Ventilplatte 20 und der Ventilfeder 30 herum und verläuft durch das Loch 41 in der Ventilhalter 40. Der dritte Herausströmpfad C erstreckt sich schließlich um das Ende der Ventilplatte 20 herum und durchläuft dann aufeinanderfolgend die Löcher 31 und 41, die in der Ventilfeder 30 bzw. im Ventilhalter 40 ausgebildet sind. Da diese mehreren Herausströmpfade stromabwärts in Bezug auf die Auslassöffnung 11 vorhanden sind, erfolgt das Ausstoßen des komprimierten Fluids auf gleichmäßigere Weise, was zu verringertem Strömungswiderstand für das Fluid sorgt.
Die Ventilfeder 30, die dazu dient, die Ventilplatte 20 mit zusätzlicher Elastizität zu versehen, wenn diese die Auslassöffnung 11 schließt, verfügt aufgrund des Lochs 31 über eine verkleinerte Fluid-Gegenkraftfläche. Dies hat den Effekt des Erleichterns des Zurückstellens des Endes der Ventilfeder 30.
Ferner wird, wenn das Ende der Ventilfeder 30 von der Aus lassöffnung 11 weggedrückt wird, das ausgestoßene Fluid so geleitet, dass es durch das Loch 41 im Ventilhalter 40 entlang einem Hereinströmpfad D in einen Raum fließt, der zwischen der Ventilfeder 30 und dem Ventilhalter 40 ausgebildet ist, wie es in der 4 dargestellt ist. Ein derartiges gleichmäßiges Hereinströmen des Fluids führt zu einer Verringerung des pneumatischen Drucks des Fluids, so dass das Rückstellen der Ventilfeder 30 einfacher und gleichmäßiger erfolgen kann.
Während die Ventilfeder 30 der vorigen Ausführungsform mit zwei Löchern 31 und 32 versehen ist, ist die in der 5 dargestellte Ventilfeder 30' mit einem einzelnen großen Loch 33 versehen, das über eine Größe verfügt, die derjenigen der beiden in Verbindung miteinander stehenden Löcher 31 und 32 entspricht.
Wie es aus der obigen Beschreibung erkennbar ist, ist durch die Erfindung ein Auslassventil für einen Kompressor geschaffen, das dadurch für ein gleichmäßigeres Herausströmen von Fluid sorgt, dass Fluidkanallöcher vorhanden sind, die in einer Ventilfeder und/oder einem Ventilhalter ausgebildet sind, wodurch Strömungsverluste des Fluids verringert werden können.
Ferner ist es gemäß der Erfindung möglich, da die Ventilfeder über eine verkleinerte Fläche verfügt, so dass sie während ihres Schließvorgangs weniger durch den Strömungswiderstand beeinflusst wird, wodurch ein erfolgreicher Schließvorgang einer Ventilplatte gewährleistet wird, ein Zurückströmen des ausgestoßenen Fluids zu minimieren. Außerdem wird die Steifigkeit der Ventilfeder minimiert, was zu einer Verringerung von Überschwingverlusten des Fluids und zu einer Verbesserung des Funktionsvermögens des Kompressors führt.

Claims

Auslassventil für einen Kompressor, mit: – einer Ventilplatte (20) zum Öffnen oder Schließen einer Auslassöffnung (11); und – einer Ventilfeder (30), die stromabwärts in Bezug auf die Ventilplatte (20) positioniert ist und so ausgebildet ist, dass sie für Elastizität derselben sorgt, wobei sie über ein Fluidkanalloch (31) verfügt, durch das aus der Auslassöffnung (11) ausgestoßenes Fluid strömt.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidkanalloch (31) der Ventilfeder (30) ein langgestrecktes Loch ist, das sich von einem Abschnitt, der mit einem Ende der Ventilplatte (20) in Kontakt tritt, zu einem Abschnitt dicht an einem Ende der Ventilfeder (30) erstreckt.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilfeder (30) ferner über ein für Elastizität sorgendes Loch (32) verfügt, um ihre Biegeelastizität zu verbessern.
Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das für Elastizität sorgende Loch (32) stromabwärts in Bezug auf die Ventilplatte (20) positioniert ist.
Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das für Elastizität sorgende Loch (32) so konfiguriert ist, das es mit dem Fluidkanalloch (31) der Ventilfeder (30) kommuniziert.
Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ventilhalter (40), der stromabwärts in Bezug auf die Ventilfeder (30) positioniert ist und so ausgebildet ist, dass er die maximale Auslenkung der Ventilplatte (20) und der Ventilfeder (30) begrenzt.
Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilhalter (40) ein Fluidkanalloch (41) aufweist.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidkanalloch (41) der Ventilhalter (40) unmittelbar stromabwärts in Bezug auf das Fluidkanalloch (31) der Ventilfeder (30) positioniert ist.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidkanalloch (41) des Ventilhalters (40) größer als das Fluidkanalloch (31) der Ventilfeder (30) ist.
Auslassventil für einen Kompressor, mit: – einer Ventilplatte (20) zum Öffnen oder Schließen einer Auslassöffnung (11); und – einem Ventilhalter (40), der stromabwärts in Bezug auf die Ventilplatte (20) positioniert ist und so ausgebildet ist, dass er die maximale Auslenkung derselben begrenzt, und der über ein Fluidkanalloch (31) verfügt, durch das aus der Auslassöffnung (11) ausgestoßenes Fluid strömt.
Kompressor mit: – einem Zylinderblock (50), der in seinem Inneren mit einer Kompressionskammer (60) versehen ist, in der ein Fluid komprimiert wird; – einem am Zylinderblock vorhandenen Ventilsitz (10) mit einer Auslassöffnung (11), durch die das in der Kompressionskammer komprimierte Fluid ausgestoßen wird; und – einem am Ventilsitz befestigten Auslassventil gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.