專利名稱：自動的吸入和壓出閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動的吸入和壓出閥，包括一個閥座、 一個閥門開 度限制器和一個在閥座與閥門開度限制器之間可往復運動的密封元件， 其中，在閥門開度限制器中在彈簧罐形座中設置至少 一個閥門彈簧并且 該閥門彈簧朝向閥座對密封元件加載。
技術背景在吸入和壓出閥如壓縮機閥門中，密封元件經常通過在閥門開度限 制器中設置的閥門彈簧大多是螺旋彈簧被朝向閥座加載。這樣的吸入和壓出閥例如由US 1 593 914 A是已知的，其示出閥門開度限制器中的用 于容納螺旋彈簧的錐形盲孔，以及由EP 572 748 Al是已知的，其示出 在用于容納螺旋彈簧的圓柱形盲孔的底部上的圓柱形定心部段。 US3536094A示出 一種這樣的吸入和壓出閥，它帶有作為密封元件的各 個環。但是具有完全直的取向和與彈簧取向完全垂直地定向的磨片 (Anschliff)的螺旋彈簧的制造變得特別困難。螺旋彈簧的大部分在給 定的極限內具有一種輕度的傾斜位置。因此螺旋彈簧的壓緊導致與變形 方向垂直的微小分力，或者由此進一步促進傾斜位置。傾斜的螺旋彈簧 和/或與螺旋彈簧的軸向垂直的分力支持密封元件的扭轉，例如閥板或許 多在環形閥中的閥環。此外在閥門中密封元件的不均勻的入流通常導致 密封元件不平行運動并且在環形閥中導致環的旋轉。所有這些導致在吸 入和壓出閥的運行中閥門彈簧從軸向偏移。特別是在環形閥中閥的旋轉 可能引起閥門彈簧垂直于軸向強烈偏移。由閥門彈簧垂直于軸向的偏移導致通常用鋼制成的閥門彈簧與(金 屬的)閥門開度限制器接觸。在(金屬的)閥門開度限制器上的接觸導 致不僅彈簧而且閥門開度限制器本身的磨損和損傷，并且因此導致閥門彈簧和/或閥門開度限制器的使用壽命降低。由于這些原因，在多年前就 已經開始在吸入和壓出閥特別是壓縮機閥門中在閥門開度限制器中設 置彈簧罐形座，在其中安裝和引導閥門彈簧，以便降低彈簧磨損和岡門 開度限制器磨損。彈簧罐形座也被使用在環形閥中，以便為了彈簧的足夠支撐和引 導，即使在狹小的安裝狀況下也可以使用具有一直徑的彈簧，該直徑基本相當于環的寬度，如由EP 1 247 982 A2可得知的那樣。但是也觀察到，盡管使用彈簧罐形座也可能導致與彈簧的磨損問 題。對此的原因在于，在閥門彈簧受強烈的沖擊應力的情況下，由于沖 擊波的反射，第一個和最后一個彈簧圈比中間區域內的彈簧圏多受到高 達2倍的應力。在密封元件的強烈扭轉和彈簧的強烈偏移的情況下，在 傳統的彈簧罐形座中，但是彈簧通過受應力最高的彈簧末端接觸彈簧罐 形座的棱邊。在此，或者是導致彈簧罐形座的損傷，或者是還更關鍵導 致彈簧的關鍵圏的磨損，或者由于彈簧的運動障礙引起彈簧斷裂。 發明內容因此本發明的目的是，消除上述的傳統彈簧罐形座的缺點并且特別 是盡可能地降低在彈簧罐形座中設置的閥門彈簧在彈簧末端處的磨損， 以便提高特別是閥門彈簧的使用壽命。該目的按照本發明由此實現，即，彈簧罐形座的內輪廓從彈簧罐形 座底部開始向上i殳計成球截形的(kalottenfoermig)。通過球截形的內 輪廓實現，在彈簧的傾斜位置或者彈簧垂直于軸向偏移的情況下，彈簧 決不會通過彈簧末端與彈簧罐形座的棱邊接觸。代之以，只有閥門彈簧 的受較低應力的中間彈簧圏才接觸彈簧罐形座。此外由于閥門彈簧與彈 簧罐形座的較平緩且較大的接觸面，可以選擇具有較高損傷極限的較軟 彈簧罐形座材料，或者摩擦優化的材料，例如基于PFTE的材料。如試驗已經表明的那樣，按本發明的實施例本身在極端條件下例如 例如也通過氣體中的腐蝕性顆粒提供顯著較高的使用壽命潛力，因為磨 損只在非關鍵的彈簧區域上出現。有利地，內輪廓在彈簧罐形座底部的區域內比在彈簧罐形座開口的區域內具有更小的曲率，由此閥門彈簧與彈簧罐形座的接觸面可以被進 一步加大。當在彈簧罐形座底部的區域內設有一個內輪廓部段時，該內輪廓部 段設計有與閥門彈簧的包絡面的外輪廓相同的輪廓，閥門彈簧就可以非 常簡單地定心和保持在彈簧罐形座中。為了避免在沒有或只有微小偏移的情況下閥門彈簧與彈簧罐形座 接觸，可以有利地規定，球截形部段的內輪廓設計為大于閥門彈簧的包 絡面的外輪廓。在此有利地在內輪廓部段與球截形部段之間設置一個過渡部。 可特別簡單地制造作為閥門彈簧的螺旋彈簧的彈簧罐形座，因為然后內輪廓是旋轉對稱的并且內輪廓部段是圓柱形的。
下面借助于示意性而不是限制性的附圖1至3對本發明加以說明， 附圖l至3示出優選的實施例，其中圖l和2分別示出本發明的吸入和壓出閥的剖面圖；以及圖3示出彈簧罐形座與閥門彈簧的放大的視圖。
具體實施方式
吸入和壓出閥1的基本構造很早就是已知的，因此在這里只參考附 圖l和2借助在其中示出的環形閥對此加以簡短說明。環形閥l，例如 應用于壓縮機中，包括一個閥座3和一個閥門開度限制器2。在它們之 間設置一個密封元件4,它在閥座3與閥門開度限制器之間2之間往復 運動并且與閥座3共同作用承擔密封功能，其中該密封元件封閉和開放 通過環形閥1的通流橫截面。環形閥1的各個部件通過一個貫穿的螺栓 8和一個螺母10被保持在一起。閥座3與閥門開度限制器2之間的距離， 和由此可能的閥門行程，通過一個間隔墊圏9或在閥門開度限制器2上 或閥座3上的一個凸起進行調節。在閥座3中設置有環形的通流通道13 和在閥門開度限制器2中設置有環形的流出通道14。所述環形的通道 13、 14如已知的那樣實際上是環形段，它們通過徑向接橋19被中斷。密封元件4在這里包括同心設置的各密封環5，它們與閥座3共同作用。為此在密封環5上和在閥座3上分別設置有相配的、共同作用的 密封面。在閥座3上沿圓周分布地并以不同的徑向間距地設置有許多從閥座 3沿軸向向密封環5方向伸出的環導向凸起15，所述各個密封環5不僅 在徑向而且在軸向導引地設置在這些凸起之間。在此環導向凸起15沿 軸向從閥座3伸出到至少這種程度，使得密封環5在整個環開啟運動期 間都保持被導引。其中一個環導向凸起15沿徑向設置在閥座3的兩個 密封面17之間。密封元件14還可以包括一個同步板7和一個位于同步板7與密封 環5之間的分隔板6，所述同步板7設置在密封環5的與閥座3相對置 的那側上。同步板7通過一系列設置在閥門開度限制器2上的彈簧凹窩 16中的閥門彈簧11 (在這里為螺旋彈簧)被彈性加載，其中閥門彈簧 11設置在彈簧罐形座17中。彈簧罐形座17在此有利地設置在閥門開度 限制器2的徑向接橋19中。閥門彈簧11由此朝向閥座3擠壓密封元件 4，在這里通過同步板7和分隔板6朝向閥座3擠壓密封環5。在環開啟 運動期間，密封環5通過形成的氣壓克服螺旋彈簧11的作用力從閥座3 被抬起。同步板7、分隔板6和密封環5在此形成環形閥1的密封元件 4。當然密封元件4同樣可以只由一些密封環5或一個密封板構成。在 這種情況下，閥門彈簧11也可以直接作用于各密封環5或密封板上。在同步板7和分隔板6中自然又設置一系列優選環形的(實際上是 一系列圓環段，它們通過徑向接橋被分開)通流孔20，由于氣態介質能 夠盡可能沒有損失地穿過環形閥1。彈簧罐形座17在這里如圖3中所示具有圓柱形的外輪廓并由此配 合到作為彈簧凹窩16的圓柱形盲孔中。當然，該外輪廓也可以具有任 何其他合適的形狀。對于本發明決定性的是內輪廓22的形狀。彈簧罐形座17的內輪廓22在此從彈簧罐形座底部24的區域球截 形地上升。由此，該內輪廓22遵循一條曲線，它在彈簧罐形座底部24 的區域內具有微小的曲率(也就是說是非常緩斜的)并且曲率朝向彈簧6罐形座開口 26的方向延伸地逐漸增大。在此，內輪廓22是向外部彎曲 的。在彈簧罐形座開口 26的區域內也可以設置一個向外的倒圓部，以 便干脆完美地(sauber)向彈簧罐形座17的端面過渡。通過該向外的彎 曲，彈簧罐形座17的內輪廓22大于閥門彈簧11的包絡面的外輪廓。 由此閥門彈簧11也可以以一定的極限垂直于彈簧罐形座17的軸向運 動。對于作為閥門彈簧ll的螺旋彈簧，內輪廓自然是繞彈簧罐形座17 的軸向旋轉對稱的而彈簧罐形座17的內徑從彈簧罐形座底部24向彈簧 罐形座開口 26方向逐漸增大。在彈簧罐形座底部24的區域內可以設置一個內輪廓部段28，如圖 3中所示，其輪廓對應于閥門彈簧11的包絡面的外輪廓23。在該區域 內也可以設置一個輕微的壓力配合副。對于圖3中所示的作為閥門彈簧 11的螺旋彈簧，該內輪廓部段28也自然是圓柱形的。在此，也可以設 置一個從彈簧罐形座17的內輪廓部段28向球截形內輪廓22的過渡部 30，該球截形輪廓22大于閥門彈簧11的包絡面的外輪廓23。在裝配時， 在該內輪廓部段28中可以插入閥門彈簧ll,并且該閥門彈簧ll可以定 心和保持在彈簧罐形座24的區域內。但球截形輪廓22也可以從彈簧罐 形座底部24中完全底面開始。圖3a示出閥門彈簧11，在這里為螺旋彈簧，沒有偏移。在這種位 置中，閥門彈簧全面地與彈簧罐形座17間隔開。當現在閥門彈簧ll垂 直于軸向偏移時或者閥門彈簧ll處于傾斜時，則閥門彈簧ll由于球截 形內輪廓22僅僅在閥門彈簧11的中部區域32內接觸彈簧罐形座17， 而不會在彈簧末端處接觸在彈簧罐形座17的棱邊上，如圖3b中所示。 由此避免了受高負荷的閥門彈簧末端接觸彈簧罐形座17。內輪廓22的球截形曲線自然也可以等效地通過一種多邊形導線 (Polygonzug)近似。
權利要求
1.一種自動的吸入和壓出閥，包括一個閥座(3)、一個閥門開度限制器(2)和一個在閥座(3)與閥門開度限制器(2)之間可往復運動的密封元件(4)，其中，在閥門開度限制器(2)中在一彈簧罐形座(17)中設置至少一個閥門彈簧(11)并且該閥門彈簧(11)朝向閥座(3)對密封元件(4)加載，其特征在于，所述彈簧罐形座(17)的內輪廓(22)從彈簧罐形座底部(24)開始向上設計成球截形的。
2. 按照權利要求1所述的自動的吸入和壓出閥，其特征在于，所 述內輪廓(22)在彈簧罐形座底部(24)的區域內比在彈簧罐形座開口(26)的區域內具有更小的曲率。
3. 按照權利要求1或2所述的自動的吸入和壓出閥，其特征在于， 在所述彈簧罐形座底部(24)的區域內設有一個內輪廓部段(28)，該 內輪廓部段設計有與閥門彈簧(11)的包絡面的外輪廓(23)相同的輪 廓。
4. 按照權利要求1至3中任一項所述的自動的吸入和壓出閥，其 特征在于，所述球截形部段的內輪廓(22)大于閥門彈簧(11)的包絡 面的外輪廓(23)。
5. 按照權利要求3或4所述的自動的吸入和壓出閥，其特征在于， 從所述內輪廓部段(28)向所述球截形部段設置有一個過渡部。
6. 按照權利要求1至5中任一項所述的自動的吸入和壓出閥，其 特征在于，所述閥門彈簧(11)設計為螺旋彈簧而所述內輪廓(22)是 旋轉對稱的。
7. 按照權利要求6所述的自動的吸入和壓出閥，其特征在于，所 述內輪廓部段(28)是圓柱形的。
8. 按照權利要求6或7所述的自動的吸入和壓出閥，其特征在于， 所述球截形部段的內徑大于螺旋彈簧(11)的外徑。
全文摘要
本發明涉及一種自動的吸入和壓出閥，包括一個閥座(3)、一個閥門開度限制器(2)和一個在閥座(3)與閥門開度限制器(2)之間可往復運動的密封元件(4)，其中，在閥門開度限制器(2)中在一彈簧罐形座(17)中設置至少一個閥門彈簧(11)并且該閥門彈簧(11)朝向閥座(3)對密封元件(4)加載。為了盡可能地降低在彈簧罐形座中設置的閥門彈簧在彈簧末端處的磨損和提高特別是閥門彈簧的使用壽命，按照本發明建議，將所述彈簧罐形座(17)的內輪廓(22)從彈簧罐形座底部(24)開始向上設計成球截形的。
文檔編號F04B53/10GK101275681SQ20081008690
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月21日 優先權日2007年3月22日
發明者B·施皮格爾, M·泰斯托里, P·施泰因呂克 申請人:賀爾碧格壓縮機技術控股有限公司