DE1186975B

DE1186975B - Attachment of the suction and pressure valves to the cylinder housing of reciprocating compressors

Info

Publication number: DE1186975B
Application number: DEB63204A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Boldt
Original assignee: Borsig GmbH
Current assignee: Borsig GmbH
Priority date: 1961-07-10
Filing date: 1961-07-10
Publication date: 1965-02-11

Description

Befestigung der Saug- und Druckventile am Zylindergehäuse von Kolbenverdichtern Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigung der Saug- und Druckventile am Zylindergehäuse von Kolbenverdichtern, insbesondere von Hochdruck-Kolbenverdichtern, unter Verwendung hohlkörperartiger Druckstücke zwischen den Ventildeckeln und den Ventilkörpern.Fastening of the suction and pressure valves on the cylinder housing of reciprocating compressors The invention relates to a fastening of the suction and pressure valves on the cylinder housing of reciprocating compressors, in particular high pressure reciprocating compressors, using hollow body-like pressure pieces between the valve covers and the valve bodies.

Bei einer Befestigung der Saug- und Druckventile dieser Art hat man versucht, die Druckstücke durch besondere Druckschrauben gegen die Ventilkörper zu drücken, wobei die Muttergewinde der Druckschrauben im Ventildeckel angeordnet sind. Dabei sind ringförmige, stirnseitig gegeneinander stoßende Dichtflächen zwischen dem Ventildeckel und dem Zylindergehäuse einerseits sowie zwischen dem Ventilkörper und dem Zylindergehäuse andererseits vorgesehen, was geschliffene Dichtungsflächen erfordert, die in der Herstellung teuer sind und sehr große Vorspannkräfte benötigen. Hinzu kommt, daß auch die den Kopf einer jeden Druckschraube umgebenden Hutmuttern mittels geschliffener Flächen gegenüber dem Ventildeckel abgedichtet werden müssen. Die Druckschrauben haben demzufolge einen großen Querschnitt, und der Ventildeckel hat eine sehr große Wandstärke.When fastening the suction and pressure valves of this type, one has tries to hold the pressure pieces against the valve body with special pressure screws to press, with the nut thread of the pressure screws arranged in the valve cover are. There are ring-shaped sealing surfaces that abut against one another on the face side between the valve cover and the cylinder housing on the one hand and between the valve body and the cylinder housing on the other hand, which is ground sealing surfaces requires that are expensive to manufacture and require very large preload forces. In addition, the cap nuts surrounding the head of each pressure screw must be sealed against the valve cover by means of ground surfaces. The pressure screws therefore have a large cross-section, as does the valve cover has a very large wall thickness.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß jedem Saug- und Druckventil zwei Paare von an sich bekannten Ringspannelementen zugeordnet sind, von denen das eine Paar von Ringspannelementen zwischen Ring- und Zylinderflächen des Ventildeckels, des Zylindergehäuses und des Druckstücks liegt, während das andere Paar von Ringspannelementen zwischen Ring- und Zylinderflächen des Ventilkörpers und des Zylindergehäuses eingeschlossen ist, wobei die in den Bereichen der Ringspannelemente abdichtende Verspannung zwischen Ventilkörper, Druckstück und den beiden Paaren von Ringspannelementen untereinander und gegenüber dem Zylindergehäuse durch den mittels Flanschschrauben am Zylindergehäuse befestigten Ventildeckel bewirkt ist.According to the invention, these disadvantages are avoided in that each Suction and pressure valve assigned to two pairs of ring clamping elements known per se are, of which a pair of ring clamping elements between ring and cylinder surfaces of the valve cover, the cylinder housing and the pressure piece lies, while the other Pair of ring clamping elements between the ring and cylinder surfaces of the valve body and the cylinder housing is enclosed, the in the areas of the ring clamping elements sealing bracing between the valve body, pressure piece and the two pairs of ring clamping elements with one another and with respect to the cylinder housing through the valve cover attached to the cylinder housing by means of flange screws.

Dabei können erfindungsgemäß die Druckstücke als Rohre oder als gerundete Bleche ausgebildet sein. Im Bereiche des Druckventils treten höhere Temperaturen, bisweilen solche von 180 bis 200° C auf. Das hat Wärmedehnungen der Befestigungselemente für das Druckventil zur Folge, die bei einer bekannten Konstruktion durch Tellerfedern aufgenommen wurden, deren Unterbringung es erfordert, daß die Druckstücke des Saug- und Druckventils unterschiedlich gestaltete Stahlgußkörper sein mußten. Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das aus Stahl oder einem anderen elastischen Werkstoff bestehende rohrartige Druckstück des Druckventils in Umfangsrichtung mit Rillen versehen ist, wodurch die im Bereiche des Druckventils auftretenden Wärmedehnungen kompensiert werden.According to the invention, the pressure pieces can be tubes or rounded ones Sheets be formed. In the area of the pressure valve, higher temperatures occur, sometimes those from 180 to 200 ° C. That has thermal expansions of the fasteners for the pressure valve result in a known construction by disc springs were recorded, the placement of which requires that the pressure pieces of the suction and pressure valve had to be differently designed cast steel bodies. These disadvantages are avoided according to the invention that the steel or another elastic Material existing tubular pressure piece of the pressure valve in the circumferential direction Grooves is provided, whereby the thermal expansions occurring in the area of the pressure valve be compensated.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es stellen dar F i g. 1 eine Hälfte eines Axialschnittes im Bereiche eines Saugventils und seiner Befestigungs- und Abdichtungselemente und F i g. 2 die eine Hälfte eines entsprechenden Axialschnittes für ein Druckventil.The invention is based on the drawing using an exemplary embodiment explained in more detail. It represent F i g. 1 one half of an axial section in the area a suction valve and its fastening and sealing elements and F i g. 2 one half of a corresponding axial section for a pressure valve.

Gegenüber dem Zylindergehäuse 1 eines Hochdruck-Kolbenverdichters ist das Saugventil 2 und das Druckventil 2 a zu befestigen. Dies geschieht unter Zuhilfenahme der rohrartigen Druckstücke 3 bzw. 3 a, die unter der verspannenden Einwirkung des Ventildeckels 4 stehen, dessen Flansch 5 Bohrungen 6 aufweist, die zur Aufnahme nicht dargestellter Schraubenbolzen dienen, mit denen der Ventildeckel 4 in Richtung auf das Zylindergehäuse 1 angezogen wird. Mit 7 und 8 sind jeweils zwei Paare von Ringspannelementen bezeichnet, von denen das Ringspannpaar 7 zwischen Ringflächen 9, 10 und zylindrischen Flächen 11, 12 eingeschlossen ist; in ähnlicher Weise ist das andere Paar von Ringspannelementen 8 von Ringflächen 13, 14 und zylindrischen Flächen 15, 16 eingeschlossen. Die abdichtende Funktion eines jeden Ringspannelementenpaares wird dadurch erreicht, daß die beiden konischen Ringe eines jeden Ringspannelementenpaares infolge der durch den Ventildeckel 4 aufgezwungenen axialen Relativverschiebung gegeneinander in radialer Richtung Dichungskräfte gegenüber den sie einschließenden Ringflächen ausüben. Beim Anziehen des Ventildeckels 4 gegen das Zylindergehäuse 1 erlangen gleichzeitig die beiden Paare von Ringspannelementen ihre abdichtende Funktion.The suction valve 2 and the pressure valve 2a are to be fastened opposite the cylinder housing 1 of a high-pressure piston compressor. This is done with the aid of the tubular pressure pieces 3 or 3a, which are under the tensioning effect of the valve cover 4 , the flange 5 of which has bores 6 which are used to accommodate screw bolts, not shown, with which the valve cover 4 is tightened in the direction of the cylinder housing 1 will. With 7 and 8 two pairs of ring clamping elements are designated, of which the ring clamping pair 7 is enclosed between ring surfaces 9, 10 and cylindrical surfaces 11, 12; Similarly, the other pair of ring clamping elements 8 are enclosed by ring surfaces 13, 14 and cylindrical surfaces 15, 16. The sealing function of each pair of ring clamping elements is achieved in that the two conical rings of each ring clamping element pair exert sealing forces against the surrounding ring surfaces due to the axial relative displacement imposed by the valve cover 4 in the radial direction. When the valve cover 4 is tightened against the cylinder housing 1 , the two pairs of ring clamping elements acquire their sealing function at the same time.

Im Bereiche des Druckventils 2 a treten als Folge höherer Betriebstemperaturen Wärmedehnungen in axialer Richtung auf, die vom Druckstück 3 a, welches aus Stahl oder einem anderen elastischen Werkstoff besteht, dadurch kompensiert werden, daß in das Druckstück 3 a, vorzugsweise beiderseitig, mit Hilfe eines Formstahls Rillen 17 eingearbeitet sind. Dadurch erhält das Druckstück 3 a ein Federungsvermögen in axialer Richtung, dessen Größe ausreicht, um die Wärmedehnungen ohne Bruchgefahr kompensieren zu können. Gleichzeitig werden auf diese Weise Tellerfedern oder ähnliche komplizierte Konstruktionselemente zur Aufnahme der Wärmedehnungen im Bereiche des Druckventils vermieden.In the area of the pressure valve 2 a, as a result of higher operating temperatures, thermal expansions occur in the axial direction, which are compensated by the pressure piece 3 a, which consists of steel or another elastic material, in that the pressure piece 3 a, preferably on both sides, with the help of a Form steel grooves 17 are incorporated. As a result, the pressure piece 3 a has a resilience in the axial direction, the size of which is sufficient to be able to compensate for the thermal expansion without the risk of breakage. At the same time, disc springs or similar complicated construction elements for absorbing the thermal expansions in the area of the pressure valve are avoided in this way.

Durch die Erfindung ergeben sich zahlreiche weitere wesentliche Vorteile. Die teueren Bearbeitungskosten, die sich durch das Schleifen der dichtend gegeneinander gelegten Ringflächen ergeben, entfallen. Die erfindungsgemäß verwendeten Ringspannelementenpaare erfordern keine genauen Passungen. Da bei Verwendung von Ringspannelementen die zum Abdichten benötigten Kräfte wesentlich geringer sind als bei der Abdichtung durch geschliffene Stirnflächen, hat der Flansch des Ventildeckels bedeutend geringere Wandstärke, und die Flanschschrauben zur Befestigung des Ventildeckels am Zylindergehäuse erfordern einen geringeren Querschnitt, wodurch ihr Teilkreis wesentlich kleiner gehalten werden kann. Auf den Flansch des Ventildeckels wirken daher geringere Biegungsmomente, was eine weitere Schwächung seiner notwendigen Wandstärke ermöglicht. Außerdem entfallen die bisherigen hohen Kosten für die Herstellung der Druckstücke, die aus Stahlguß aus dem Vollen heraus gearbeitet wurden. Weiterhin entfallen die bisher verwendeten besonderen, auf die Druckstücke einwirkenden Druckschrauben mit ihren Hutmuttern, die ebenfalls durch Schleifflächen bei hohen Drücken gedichtet werden mußten. Durch den Fortfall der Druckschrauben und Hutmuttern ist es überhaupt erst möglich, Regelorgane, die meist hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch arbeiten, für die Staudruckregelung zweckmäßig und mit geringem Aufwand unterzubringen.Numerous other significant advantages result from the invention. The expensive machining costs that result from grinding the sealing against each other laid ring surfaces result, are omitted. The pairs of ring clamping elements used according to the invention do not require exact fits. Since when using ring clamping elements the Forces required for sealing are significantly lower than for sealing Due to the ground end faces, the flange of the valve cover is significantly smaller Wall thickness, and the flange screws for fastening the valve cover to the cylinder housing require a smaller cross-section, which makes their pitch circle much smaller can be held. Lower bending moments therefore act on the flange of the valve cover, which enables a further weakening of its necessary wall thickness. Also omitted the previous high costs for the production of the pressure pieces, which are made of cast steel were worked from the full. Furthermore, those previously used are no longer applicable special pressure screws acting on the pressure pieces with their cap nuts, which also had to be sealed by grinding surfaces at high pressures. By the elimination of pressure screws and cap nuts is what makes it possible in the first place to control organs, which mostly work hydraulically, pneumatically or electrically, for dynamic pressure control can be accommodated appropriately and with little effort.

Wenn Wärmedehnungen im Bereiche der Druckventile kompensiert werden müssen, war bisher ein ziemlich großer Aufwand an Federorganen, wie Tellerfedern od. dgl., notwendig, was unterschiedliche Gestaltung der Druckstücke für das Saugventil und für das Druckventil erforderte. Gemäß vorliegender Erfindung sind dagegen die Druckstücke, die in einfacher Weise aus Rohr oder aus gerundetem Blech bestehen können, für die Saug- und Druckventile im wesentlichen gleich gestaltet, und sie unterscheiden sich nur durch die eingedrehten Rillen beim Druckstück des Druckventils.When thermal expansions in the area of the pressure valves are compensated have to, has been a fairly large amount of effort on spring organs, such as disc springs Od. The like. What different design of the pressure pieces for the suction valve is necessary and required for the pressure valve. According to the present invention, however, are Pressure pieces, which consist in a simple manner of pipe or of rounded sheet metal can, designed essentially the same for the suction and pressure valves, and they differ only in the screwed-in grooves on the pressure piece of the pressure valve.

Durch@ie erfindungsgemäße Befestigung der Saug-und Druckventile sind geringere Verspannungskräfte zur Erreichung der Abdichtungen erforderlich, und es treten radiale Umfangskräfte auf, die von den Ringspannelementen herrühren, so daß also nicht sämtliche Verspannungs- und Dichtungskräfte in axialer Richtung auftreten, was zur Folge hat, daß Brüche, die bisher immer zwischen der Schleiffläche am Ventilkörper und dem Zylinderraum aufgetreten sind, mit Sicherheit vermieden werden; gegebenenfalls können diese Zylinderpartien schwächer gehalten werden. Die Ventile können also dichter an den Zylinderraum herangeführt werden, wodurch der schädliche Raum kleiner wird, der Wirkungsgrad des Verdichters steigt und seine Gesamtabmessungen geringere werden.By @ ie fastening the suction and pressure valves according to the invention lower tensioning forces are required to achieve the seals, and it radial circumferential forces occur which originate from the ring clamping elements, so that so not all tension and sealing forces occur in the axial direction, As a result, breaks that have hitherto always been between the grinding surface on the valve body and the cylinder space have occurred can be avoided with certainty; possibly these cylinder parts can be kept weaker. So the valves can be brought closer to the cylinder space, making the harmful space smaller becomes, the efficiency of the compressor increases and its overall dimensions decrease will.

In dem in Verbindung mit der Zeichnung beschriebenen Falle werden mit Hilfe der Ringspannelemente zwei verschiedene Räume abgedichtet, nämlich der Zylinderraum gegen den Druck- und Saugraum sowie der Druck- und Saugraum gegen die Atmosphäre. In entsprechender Weise können mit Hilfe der Ringspannelemente auch, beispielsweise bei Hintereinanderschaltung mehrerer Kammern, die alle verschiedene Drücke haben, mehr als zwei verschiedene Räume gegeneinander abgedichtet werden.In the case described in connection with the drawing sealed with the help of the ring clamping elements, two different spaces, namely the Cylinder space against the pressure and suction space and the pressure and suction space against the The atmosphere. In a corresponding manner, with the help of the ring clamping elements, for example, when several chambers are connected in series, all of which are different Pressures have more than two different spaces to be sealed against each other.

Claims

Claims: 1. Attachment of the suction and pressure valves on the cylinder housing of piston compressors, in particular of high-pressure piston compressors, using hollow body-like pressure pieces between the valve covers and the valve bodies, characterized in that each suction and pressure valve (2, 2a) has two pairs of known ring clamping elements (7, 8) are assigned, of which one pair of ring clamping elements (7) between the ring and cylinder surfaces (9, 10, 11, 12) of the valve cover (4), the cylinder housing (1) and the pressure piece ( 3 or 3a), while the other pair of ring clamping elements (8) is enclosed between the ring and cylinder surfaces (13, 14, 15, 16) of the valve body and the cylinder housing (1) , the bracing that seals in the areas of the ring clamping elements between the valve body, pressure piece (3 or 3a) and the two pairs of ring clamping elements with each other and with respect to the cylinder housing (1) by means of flange screws on the cylinder Inder housing (1) attached valve cover (4) is effected. z. Fastening of the suction and pressure valves according to claim 1, characterized in that the pressure pieces (3, 3a) are designed as tubes or as rounded metal sheets. 3. Attachment of the suction and pressure valves according to claim 1 and 2, characterized in that the tubular pressure piece (3a) of the pressure valve (2a) made of steel or other elastic material is provided with grooves (17) in the circumferential direction. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1022 600.