DE1173299B

DE1173299B - Multiple valve for high-speed compressors

Info

Publication number: DE1173299B
Application number: DEE13737A
Authority: DE
Inventors: Edmund Adam
Original assignee: ENFO Grundlagen Forschungs AG
Current assignee: ENFO Grundlagen Forschungs AG
Priority date: 1956-04-23
Filing date: 1957-02-28
Publication date: 1964-07-02

Description

Vielfachventil für schnell laufende Verdichter Die Erfindung betrifft ein Vielfachventil für schnell laufende Verdichter, bestehend aus einem gelochten Ventilsitz, einem im konstanten Abstand von letzterem gehaltenen gelochten Ventilfänger und mehrreren unabhängig voneinander beweglichen massearmen Abschlußorganen, die je einer Durchströmöffnung des Sitzes zugeordnet sind, wobei sowohl ein radialer Austritt des geförderten gasförmigen Mediums zwischen S:tz und Fänger als auch ein axialer Austritt durch die Öffnungen des Fängers hindurch vorgesehen ist und der Fänger nach oben geschlossene topfartige Ausnehmungen zur Halterung der Abschlußorgane aufweist.Multiple valve for high speed compressors The invention relates to a multiple valve for high-speed compressors, consisting of a perforated Valve seat, a perforated valve catcher held at a constant distance from the latter and several independently movable low-mass closure organs, the each assigned to a throughflow opening of the seat, with both a radial Exit of the conveyed gaseous medium between the set and the catcher as well as a axial exit is provided through the openings of the catcher and the Catcher closed at the top, pot-like recesses for holding the closing organs having.

Bei einem bekannten Ventil dieser Art sind die Abschlußorgane sitzseitig kegelstumpfförmig ausgebildet und mit einem zur Führung dienenden zentralen Schaft versehen, der in eine nach oben geschlossene topfartige Ausnehmung des Fängers mit Spiel hineinragt und auch in seinem Inneren eine zur Belastung und Rückführung des Abschlußorgans dienende Schraubenfeder aufnimmt. Für den axialen Austritt des geförderten Mediums sind dabein im Fänger zylindrische Durchtrittsöffnungen vorgesehen, von denen jede zu vier Einzelventilen gehört, so daß sich in jeder dieser Öffnungen die Ströme von vier benachbarten Einzelventilen vereinigen. Dieses bekannte Ventil hat den Nachteil einer verhältnismäßig umständlichen Bauweise der Abschlußorgane und einer strömungstechnisch ungünstigen Anordnung der Einzelventile im Verhältnis zu den Durchtrittsöffnungen. Die zur Führung der Abschlußorgane dienenden Ausnehmungen im Fänger weisen eine geschlossene Mantelfläche und geschlossenen Boden auf. Das hat den Nachteil, daß das in den Ausnehmungen eingeschlossene Medium beim Durchströmen des Ventils eine erhebliche Dämpfung der Bewegungen der Abschlußorgane verursacht und meist auch deren volles Öffnen bis zu ihrem Maximalhub verhindert. Für schnell laufende Verdichter ist das bekannte Ventil deshalb weniger geeignet, obwohl es dafür vorgesehen sein soll.In a known valve of this type, the closing organs are on the seat side Truncated cone-shaped and with a central shaft serving for guidance provided, which in an upwardly closed pot-like recess of the catcher with Game protrudes and also in its interior a load and return of the Closing organ serving helical spring receives. For the axial exit of the funded Medium cylindrical passage openings are provided in the catcher each of which belongs to four individual valves, so that in each of these openings combine the flows from four adjacent individual valves. This well-known valve has the disadvantage of a relatively cumbersome construction of the closing organs and a fluidically unfavorable arrangement of the individual valves in relation to each other to the passage openings. The recesses used to guide the closing organs in the catcher have a closed outer surface and a closed bottom. That has the disadvantage that the medium enclosed in the recesses when flowing through of the valve causes considerable damping of the movements of the closure organs and usually also prevents them from opening fully up to their maximum stroke. For quick running compressor, the known valve is therefore less suitable, although it should be provided for this.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein einfaches, leicht herzustellendes Vielfachventil für schnell laufende Verdichter zu schaffen, bei welchem die Abschlußorgane rasch, also ungedämpft bis zum Maximalhub öffnen, möglichst lange geöffnet bleiben und keine Neigung zum Frühschluß oder Flattern zeigen.The object of the invention is to avoid these disadvantages and a simple, easy-to-manufacture multiple valve for high-speed compressors to create in which the closing organs quickly, so undamped up to the maximum stroke open, stay open as long as possible and no tendency to close early or flutter demonstrate.

Dies Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abschlußorgane in an sich bekannter Weise als kreisrunde, sitzseitig ebene, platten- oder napfartige Einzelventile ausgebildet sind, die mit ihren äußeren Rändern an den zylindrischen Wänden der Ausnehmungen des Fängers geführt sind, und daß um jede Ausnehmung herum mehrere, beispielsweise drei gesonderte Durchtrittsöffnungen im Fänger angeordnet sind, die teilweise in den Topfboden der jeweiligen Ausnehmung münden.This object is achieved according to the invention in that the closing organs in a manner known per se as circular, flat on the seat side, plate-like or cup-like Individual valves are formed with their outer edges on the cylindrical Walls of the recesses of the catcher are guided, and that around each recess several, for example three, separate passage openings arranged in the catcher are, which partially open into the bottom of the pot of the respective recess.

Diese Ausgestaltung eines Vielfachventils gewährleistet eine durch das Medium ungehinderte Bewegung der Abschlußorgane in die volle Offenstellung und einen maximalen Durchsatz des durchzuschleusenden Mediums bei geringsten Druckverlusten, da dieses hinter den Abschlußorganen rasch und, ohne umgelenkt zu werden, wirbelfrei abfließen kann. Darüber hinaus hat das Ventil nach der Erfindung den Vorteil einer einfachen Bauweise und kann daher mit geringen Kosten hergestellt werden. Da die massearmen Abschlußorgane, wie an sich bekannt, mit ihren Seitenflächen in den Durchtrittsöffnungen des Fängers geführt werden, sind weder Sitzleisten noch besondere Führungselemente erforderlich.This configuration of a multiple valve ensures a through the medium unhindered movement of the closing organs in the fully open position and a maximum throughput of the medium to be passed through with the lowest pressure loss, because this behind the closing organs quickly and without being diverted, eddy-free can drain. In addition, the valve according to the invention has the advantage of simple construction and can therefore be manufactured at low cost. Since the low-mass closing organs, as known per se, with their side surfaces in the passage openings of the catcher are neither seat strips nor special guide elements necessary.

Es ist zwar schon ein anderes Vielfachventil mit einer einzigen Platte bekannt, bei welchem jedem Einzelventil gesondert Sitze und Fänger mit mehreren Durchtrittsöffnungen zugeordnet sind. Bei diesem bekannten Ventil sind in dieser Platte abgesetzte Bohrungen angeordnet, in welchen sich die Sitze und die als Federwiderlager ausgebildeten Fänger befinden. Schon wegen der nicht vorhandenen Unterteilung in eine gemeinsame Sitzplätte und einen gemeinsamen Fänger sind dort Andeutungen oder Anregungen für die Ausbildung nach der Erfindung nicht zu entnehmen.It is indeed a different multiple valve with a single plate known, in which each individual valve separate seats and catchers with several Passages are assigned. In this known valve are in this Plate offset holes arranged in which the seats and the spring abutment trained catchers are located. Because of the non-existent subdivision into a common seat and a common catcher are there indications or Suggestions for the training according to the invention can not be found.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Durchmesser des Kreises, auf welchem die Achsen der als Bohrungen ausgebildeten Durchtrittsöffnungen des Fängers sitzen, gleich oder größer als der Durchmesser der Ausnehmungen für das Abschlußorgan. Das hat den Vorteil, daß die Durchtrittsöffnungen im Fänger annähernd gleichmäßig um die einzelnen Ventile verteilt sind, so daß sich nur kurze Wege für das Fördermittel innerhalb des Ventils ergeben.According to a further feature of the invention, the diameter of the Circle on which the axes of the openings formed as bores of the catcher sit, equal to or larger than the diameter of the recesses for the closing body. This has the advantage that the passage openings in the catcher approximately are evenly distributed around the individual valves, so that there are only short distances for result in the conveyance within the valve.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung können bei an sich bekannter Zusammensetzung des Fängers aus zwei oder mehreren Blechscheiben die Ausnehmungen zur Aufnahme und Führung der Abschlußorgane als durchgehende Bohrungen nur in der dem Ventilsitz zugekehrten innersten Blechscheibe vorgesehen sein, die Durchtrittsöffnungen des Fängers hingegen sich über sämtliche Scheiben erstrecken. Die an sich bekannte Zusammensetzung des Fängers aus zwei Blechscheiben erweist sich auch bei der Erfindung als vorteilhaft, da sie es gestattet, die gegeneinander versetzten Ausnehmungen und Durchtrittsöffnungen aus den einzelnen Platten herauszustanzen, statt sie einzufräsen oder einzubohren.According to another feature of the invention can be known per se Composition of the catcher from two or more sheet metal disks, the recesses for receiving and guiding the closing organs as through holes only in the the innermost sheet metal disk facing the valve seat, the passage openings of the catcher, however, extend over all the panes. The one known per se Composition of the catcher from two sheet metal disks is also found in the invention as advantageous because it allows the recesses offset from one another and punching openings out of the individual panels instead of milling them or to drill in.

Weitere Merkmale der Erfindung enthalten die Unteransprüche. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 ein Druckventil im Aufriß, links im Mittelschnitt, rechts in einer Ansicht, F i g. 2 das Ventil im Grundriß, und zwar links bei abgenommenem, rechts bei aufgesetztem Fänger, F i g. 3 ein Einzelventil mit napfförmigem Abschlußorgan und einer Schraubenfeder in einem senkrechten Mittelschnitt in vergrößertem Maßstab und F i g. 4 eine andere Ausführungsform eines Einzelventils mit schichtförmig zusammengesetzter Ventilplatte und einem Federpaar, das unterhalb der F i g. 4 in auseinandergezogenem Zustand besonders dargestellt ist, ebenfalls in einem senkrechten Mittelschnitt im vergrößerten Maßstab.The subclaims contain further features of the invention. In the Drawing is shown an embodiment of the invention, namely shows F i g. 1 a pressure valve in elevation, on the left in the middle section, on the right in a view, F i g. 2 the valve in plan, on the left when it is removed, on the right when it is put on Catcher, F i g. 3 a single valve with a cup-shaped closing element and a helical spring in a vertical center section on an enlarged scale and FIG. 4 another Embodiment of a single valve with a valve plate assembled in layers and a pair of springs, which below the F i g. 4 in an expanded state is particularly shown, also in a vertical center section in the enlarged Scale.

Der Ventilsitz 1 mit den Durchströmöffnungen 2 und der Ventilfänger 3 mit den Durchtrittsöffnungen 4 sind durch die Mittelschraube S miteinander verbunden. Der Distanzring 6 bestimmt durch seine Dicke den Spalt zwischen Sitz und Fänger. In Ausnehmungen 7 des Ventilfängers 3 sitzen Abschlußorgane 8 aus einem Stoff mit großer innerer Dämpfung und Wärmebeständigkeit, z. B. Polytetrafluoräthylen - die Verwendung von Kunststoff für Abschlußorgane ist an sich bekannt -, die in geöffnetem Zustand 8 bzw. in geschlossenem Zustand 8° dargestellt sind und die mit ihren äußeren Rändern an den zylindrischen Wänden der Ausnehmungen 7 des Fängers 3, 3 b geführt sind. Die Durchströmöffnungen 2 des Sitzes, deren Achsen senkrecht zur Sitzebene des Ventils liegen, sind bei runden Ventilen zweckmäßig auf konzentrischen Kreisen, bei rechteckigen Ventilen in parallelen Streifen angeordnet. Als Rückführfedern sind hier flache Bauformen, wie Tellerfedern 9, Schraubenfedern 9' oder nach Zylinderflächen gebogene Flachfedern 9", verwendet, die beiderseitig durch Scheuerplatten 10 von dem Fänger 3 bzw. den Abschlußorganen 8 getrennt sind. Die Flachfedern 9", die auch als Bogen- oder Sinusfedern bezeichnet werden, liegen in eingebautem Zustand einander mit den hohlen Seiten gegenüber. Die Mantellinien der einen kreuzen die der anderen unter einem Winkel von S0^. Der Fänger 3 ist aus mehreren Blechscheiben 3 a, 3 b zusammengebaut, wobei die Tiefe der Ausnehmung 7 gleich der Dicke der Blechscheibe 3b gemacht wird.The valve seat 1 with the flow openings 2 and the valve catcher 3 with the passage openings 4 are connected to one another by the central screw S. The spacer ring 6 determines the gap between the seat and catcher by its thickness. In recesses 7 of the valve catcher 3, closing organs 8 made of a material sit with great internal damping and heat resistance, e.g. B. Polytetrafluoroethylene - the Use of plastic for closure organs is known per se - that in open State 8 or in the closed state 8 ° are shown and with their outer Edges on the cylindrical walls of the recesses 7 of the catcher 3, 3 b out are. The throughflow openings 2 of the seat, the axes of which are perpendicular to the plane of the seat of the valve are advisable for round valves on concentric circles, for rectangular valves arranged in parallel strips. As return springs are flat designs, such as disc springs 9, coil springs 9 'or cylinder surfaces curved flat springs 9 ″, used on both sides by rubbing plates 10 of the catcher 3 and the closing organs 8 are separated. The flat springs 9 "that too referred to as bow or sinus springs, lie on top of each other when installed with the hollow sides opposite. The surface lines of one cross those of the other at an angle of S0 ^. The catcher 3 is made of several sheet metal disks 3 a, 3 b assembled, the depth of the recess 7 being equal to the thickness of the sheet metal disc 3b is made.

Das Abströmen des Fördermittels erfolgt durch den Spalt zwischen Sitz und Fänger hindurch sowie durch die im Fänger 3 angeordneten Durchtrittsöffnungen 4, von denen mehrere, z. B. drei für jedes Abschlußorgan, im Fänger so angeordnet sind, daß in der Draufsicht ein Teil des Abschlußorgans sichtbar ist, derart, daß der für die Ausströmung durch die Durchtrittsöffnungen 4 freie Querschnitt an seiner engsten Stelle den in F i g. 2 schraffierten mondförmigen Flächen f entspricht. Die Summe der Flächen f für jedes Abschlußorgan ist etwa gleich der Querschnittsfläche einer Ventilsitzdurchströmöffnung 2 an ihrer engsten Stelle. Der Durchmesser des Teilkreisesk für die zu einem Abschlußorgan gehörenden Durchtrittsöffnungen 4 im Fänger 3 wird zweckmäßigerweise etwas größer gewählt als der Durchmesser des Abschlußorgans. Auf diese Weise sind die Durchtrittsöffnungen 4 im Fänger 3 gleichmäßig verteilt, und es ergeben sich nur kurze Wege für das Fördermittel innerhalb des Ventils.The conveying medium flows out through the gap between the seat and catcher through and through the passage openings arranged in catcher 3 4, of which several, e.g. B. three for each closing organ, so arranged in the catcher are that a part of the closure member is visible in plan view, such that the free cross-section for the outflow through the passage openings 4 on its the narrowest point in FIG. 2 hatched moon-shaped areas f corresponds. The sum of the areas f for each closing element is approximately equal to the cross-sectional area a valve seat throughflow opening 2 at its narrowest point. The diameter of the Teilkreisesk for the passage openings 4 belonging to a closure member in Catcher 3 is expediently chosen to be somewhat larger than the diameter of the closure member. In this way, the passage openings 4 are evenly distributed in the catcher 3, and there are only short paths for the conveying means within the valve.

Der Patentschutz ist ausschließlich auf schnell laufende Verdichter beschränkt. Unter »Schnelläufern« werden dabei solche Verdichter verstanden, die im oberen Bereich des für den jeweiligen Verdichtertyp üblichen Drehzahlbereichs laufen.The patent protection is exclusively for high-speed compressors limited. "Fast runners" are those compressors that in the upper range of the normal speed range for the respective compressor type to run.

Claims

Claims: 1. Multiple valve for high-speed compressors, consisting of a perforated valve seat, a perforated valve catcher held at a constant distance from the latter and several independently movable, low-mass closing organs, which are each assigned to a flow opening of the seat, with both a radial outlet of the conveyed gaseous medium is provided between the seat and catcher as well as an axial outlet through the openings of the catcher and the catcher has upwardly closed pot-like recesses for holding the closing organs, characterized in that the closing organs (8, 8 ') in a manner known per se are designed as circular, flat, plate or cup-like individual valves on the seat side, which are guided with their outer edges on the cylindrical walls of the recesses (7) of the catcher (3, 3b) , and that around each recess (7) several, for example three separate passage openings (4) in the F are arranged longer, which partially open into the bottom of the pot of the respective recess.

2. Multiple valve according to claim 1, characterized in that the diameter of the circle (k) on which the axes of the through-openings (4) of the catcher designed as bores sit is equal to or greater than the diameter of the recesses (7) for the closure member ( 8) is selected.

3. Multiple valve according to claim 1 or 2, characterized in that with a known composition of the catcher of two or more sheet metal disks (3a, 3b), the recesses (7) for receiving and guiding the closing organs (8) as through holes only in the the innermost sheet metal disc (3 b) facing the valve seat are provided, whereas the passage openings (4) of the catcher extend over all the discs.

4. Multiple valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cup-like closure members (8 ') turn their hollow sides towards the return springs (9). Considered publications: German Patent Nos. 644 006, 721523, 811531, 921606, 928 748; Austrian Patent No. 53,511; U.S. Patent Nos. 2,087,407, 2,624,587.