专利名称：自动的吸入和压出阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动的吸入和压出阀，包括一个阀座、 一个阀门开 度限制器和一个在阀座与阀门开度限制器之间可往复运动的密封元件， 其中，在阀门开度限制器中在弹簧罐形座中设置至少 一个阀门弹簧并且 该阀门弹簧朝向阀座对密封元件加载。
技术背景在吸入和压出阀如压缩机阀门中，密封元件经常通过在阀门开度限 制器中设置的阀门弹簧大多是螺旋弹簧被朝向阀座加载。这样的吸入和压出阀例如由US 1 593 914 A是已知的，其示出阀门开度限制器中的用 于容纳螺旋弹簧的锥形盲孔，以及由EP 572 748 Al是已知的，其示出 在用于容纳螺旋弹簧的圆柱形盲孔的底部上的圆柱形定心部段。 US3536094A示出 一种这样的吸入和压出阀，它带有作为密封元件的各 个环。但是具有完全直的取向和与弹簧取向完全垂直地定向的磨片 (Anschliff)的螺旋弹簧的制造变得特别困难。螺旋弹簧的大部分在给 定的极限内具有一种轻度的倾斜位置。因此螺旋弹簧的压紧导致与变形 方向垂直的微小分力，或者由此进一步促进倾斜位置。倾斜的螺旋弹簧 和/或与螺旋弹簧的轴向垂直的分力支持密封元件的扭转，例如阀板或许 多在环形阀中的阀环。此外在阀门中密封元件的不均匀的入流通常导致 密封元件不平行运动并且在环形阀中导致环的旋转。所有这些导致在吸 入和压出阀的运行中阀门弹簧从轴向偏移。特别是在环形阀中阀的旋转 可能引起阀门弹簧垂直于轴向强烈偏移。由阀门弹簧垂直于轴向的偏移导致通常用钢制成的阀门弹簧与(金 属的)阀门开度限制器接触。在(金属的)阀门开度限制器上的接触导 致不仅弹簧而且阀门开度限制器本身的磨损和损伤，并且因此导致阀门弹簧和/或阀门开度限制器的使用寿命降低。由于这些原因，在多年前就 已经开始在吸入和压出阀特别是压缩机阀门中在阀门开度限制器中设 置弹簧罐形座，在其中安装和引导阀门弹簧，以便降低弹簧磨损和岡门 开度限制器磨损。弹簧罐形座也被使用在环形阀中，以便为了弹簧的足够支撑和引 导，即使在狭小的安装状况下也可以使用具有一直径的弹簧，该直径基本相当于环的宽度，如由EP 1 247 982 A2可得知的那样。但是也观察到，尽管使用弹簧罐形座也可能导致与弹簧的磨损问 题。对此的原因在于，在阀门弹簧受强烈的冲击应力的情况下，由于冲 击波的反射，第一个和最后一个弹簧圈比中间区域内的弹簧圏多受到高 达2倍的应力。在密封元件的强烈扭转和弹簧的强烈偏移的情况下，在 传统的弹簧罐形座中，但是弹簧通过受应力最高的弹簧末端接触弹簧罐 形座的棱边。在此，或者是导致弹簧罐形座的损伤，或者是还更关键导 致弹簧的关键圏的磨损，或者由于弹簧的运动障碍引起弹簧断裂。 发明内容因此本发明的目的是，消除上述的传统弹簧罐形座的缺点并且特别 是尽可能地降低在弹簧罐形座中设置的阀门弹簧在弹簧末端处的磨损， 以便提高特别是阀门弹簧的使用寿命。该目的按照本发明由此实现，即，弹簧罐形座的内轮廓从弹簧罐形 座底部开始向上i殳计成球截形的(kalottenfoermig)。通过球截形的内 轮廓实现，在弹簧的倾斜位置或者弹簧垂直于轴向偏移的情况下，弹簧 决不会通过弹簧末端与弹簧罐形座的棱边接触。代之以，只有阀门弹簧 的受较低应力的中间弹簧圏才接触弹簧罐形座。此外由于阀门弹簧与弹 簧罐形座的较平緩且较大的接触面，可以选择具有较高损伤极限的较软 弹簧罐形座材料，或者摩擦优化的材料，例如基于PFTE的材料。如试验已经表明的那样，按本发明的实施例本身在极端条件下例如 例如也通过气体中的腐蚀性颗粒提供显著较高的使用寿命潜力，因为磨 损只在非关键的弹簧区域上出现。有利地，内轮廓在弹簧罐形座底部的区域内比在弹簧罐形座开口的区域内具有更小的曲率，由此阀门弹簧与弹簧罐形座的接触面可以被进 一步加大。当在弹簧罐形座底部的区域内设有一个内轮廓部段时，该内轮廓部 段设计有与阀门弹簧的包络面的外轮廓相同的轮廓，阀门弹簧就可以非 常简单地定心和保持在弹簧罐形座中。为了避免在没有或只有微小偏移的情况下阀门弹簧与弹簧罐形座 接触，可以有利地规定，球截形部段的内轮廓设计为大于阀门弹簧的包 络面的外轮廓。在此有利地在内轮廓部段与球截形部段之间设置一个过渡部。 可特别简单地制造作为阀门弹簧的螺旋弹簧的弹簧罐形座，因为然后内轮廓是旋转对称的并且内轮廓部段是圓柱形的。
下面借助于示意性而不是限制性的附图1至3对本发明加以说明， 附图l至3示出优选的实施例，其中图l和2分别示出本发明的吸入和压出阀的剖面图；以及图3示出弹簧罐形座与阀门弹簧的放大的视图。
具体实施方式
吸入和压出阀1的基本构造很早就是已知的，因此在这里只参考附 图l和2借助在其中示出的环形阀对此加以简短说明。环形阀l，例如 应用于压缩机中，包括一个阀座3和一个阀门开度限制器2。在它们之 间设置一个密封元件4,它在阀座3与阀门开度限制器之间2之间往复 运动并且与阀座3共同作用承担密封功能，其中该密封元件封闭和开放 通过环形阀1的通流横截面。环形阀1的各个部件通过一个贯穿的螺栓 8和一个螺母10被保持在一起。阀座3与阀门开度限制器2之间的距离， 和由此可能的阀门行程，通过一个间隔垫圏9或在阀门开度限制器2上 或阀座3上的一个凸起进行调节。在阀座3中设置有环形的通流通道13 和在阀门开度限制器2中设置有环形的流出通道14。所述环形的通道 13、 14如已知的那样实际上是环形段，它们通过径向接桥19被中断。密封元件4在这里包括同心设置的各密封环5，它们与阀座3共同作用。为此在密封环5上和在阀座3上分别设置有相配的、共同作用的 密封面。在阀座3上沿圆周分布地并以不同的径向间距地设置有许多从阀座 3沿轴向向密封环5方向伸出的环导向凸起15，所述各个密封环5不仅 在径向而且在轴向导引地设置在这些凸起之间。在此环导向凸起15沿 轴向从阀座3伸出到至少这种程度，使得密封环5在整个环开启运动期 间都保持被导引。其中一个环导向凸起15沿径向设置在阀座3的两个 密封面17之间。密封元件14还可以包括一个同步板7和一个位于同步板7与密封 环5之间的分隔板6，所述同步板7设置在密封环5的与阀座3相对置 的那侧上。同步板7通过一系列设置在阀门开度限制器2上的弹簧凹窝 16中的阀门弹簧11 (在这里为螺旋弹簧)被弹性加载，其中阀门弹簧 11设置在弹簧罐形座17中。弹簧罐形座17在此有利地设置在阀门开度 限制器2的径向接桥19中。阀门弹簧11由此朝向阀座3挤压密封元件 4，在这里通过同步板7和分隔板6朝向阀座3挤压密封环5。在环开启 运动期间，密封环5通过形成的气压克服螺旋弹簧11的作用力从阀座3 被抬起。同步板7、分隔板6和密封环5在此形成环形阀1的密封元件 4。当然密封元件4同样可以只由一些密封环5或一个密封板构成。在 这种情况下，阀门弹簧11也可以直接作用于各密封环5或密封板上。在同步板7和分隔板6中自然又设置一系列优选环形的(实际上是 一系列圆环段，它们通过径向接桥被分开)通流孔20，由于气态介质能 够尽可能没有损失地穿过环形阀1。弹簧罐形座17在这里如图3中所示具有圆柱形的外轮廓并由此配 合到作为弹簧凹窝16的圆柱形盲孔中。当然，该外轮廓也可以具有任 何其他合适的形状。对于本发明决定性的是内轮廓22的形状。弹簧罐形座17的内轮廓22在此从弹簧罐形座底部24的区域球截 形地上升。由此，该内轮廓22遵循一条曲线，它在弹簧罐形座底部24 的区域内具有微小的曲率(也就是说是非常緩斜的)并且曲率朝向弹簧6罐形座开口 26的方向延伸地逐渐增大。在此，内轮廓22是向外部弯曲 的。在弹簧罐形座开口 26的区域内也可以设置一个向外的倒圆部，以 便干脆完美地(sauber)向弹簧罐形座17的端面过渡。通过该向外的弯 曲，弹簧罐形座17的内轮廓22大于阀门弹簧11的包络面的外轮廓。 由此阀门弹簧11也可以以一定的极限垂直于弹簧罐形座17的轴向运 动。对于作为阀门弹簧ll的螺旋弹簧，内轮廓自然是绕弹簧罐形座17 的轴向旋转对称的而弹簧罐形座17的内径从弹簧罐形座底部24向弹簧 罐形座开口 26方向逐渐增大。在弹簧罐形座底部24的区域内可以设置一个内轮廓部段28，如图 3中所示，其轮廓对应于阀门弹簧11的包络面的外轮廓23。在该区域 内也可以设置一个轻微的压力配合副。对于图3中所示的作为阀门弹簧 11的螺旋弹簧，该内轮廓部段28也自然是圓柱形的。在此，也可以设 置一个从弹簧罐形座17的内轮廓部段28向球截形内轮廓22的过渡部 30，该球截形轮廓22大于阀门弹簧11的包络面的外轮廓23。在装配时， 在该内轮廓部段28中可以插入阀门弹簧ll,并且该阀门弹簧ll可以定 心和保持在弹簧罐形座24的区域内。但球截形轮廓22也可以从弹簧罐 形座底部24中完全底面开始。图3a示出阀门弹簧11，在这里为螺旋弹簧，没有偏移。在这种位 置中，阀门弹簧全面地与弹簧罐形座17间隔开。当现在阀门弹簧ll垂 直于轴向偏移时或者阀门弹簧ll处于倾斜时，则阀门弹簧ll由于球截 形内轮廓22仅仅在阀门弹簧11的中部区域32内接触弹簧罐形座17， 而不会在弹簧末端处接触在弹簧罐形座17的棱边上，如图3b中所示。 由此避免了受高负荷的阀门弹簧末端接触弹簧罐形座17。内轮廓22的球截形曲线自然也可以等效地通过一种多边形导线 (Polygonzug)近似。
权利要求
1.一种自动的吸入和压出阀，包括一个阀座(3)、一个阀门开度限制器(2)和一个在阀座(3)与阀门开度限制器(2)之间可往复运动的密封元件(4)，其中，在阀门开度限制器(2)中在一弹簧罐形座(17)中设置至少一个阀门弹簧(11)并且该阀门弹簧(11)朝向阀座(3)对密封元件(4)加载，其特征在于，所述弹簧罐形座(17)的内轮廓(22)从弹簧罐形座底部(24)开始向上设计成球截形的。
2. 按照权利要求1所述的自动的吸入和压出阀，其特征在于，所 述内轮廓(22)在弹簧罐形座底部(24)的区域内比在弹簧罐形座开口(26)的区域内具有更小的曲率。
3. 按照权利要求1或2所述的自动的吸入和压出阀，其特征在于， 在所述弹簧罐形座底部(24)的区域内设有一个内轮廓部段(28)，该 内轮廓部段设计有与阀门弹簧(11)的包络面的外轮廓(23)相同的轮 廓。
4. 按照权利要求1至3中任一项所述的自动的吸入和压出阀，其 特征在于，所述球截形部段的内轮廓(22)大于阀门弹簧(11)的包络 面的外轮廓(23)。
5. 按照权利要求3或4所述的自动的吸入和压出阀，其特征在于， 从所述内轮廓部段(28)向所述球截形部段设置有一个过渡部。
6. 按照权利要求1至5中任一项所述的自动的吸入和压出阀，其 特征在于，所述阀门弹簧(11)设计为螺旋弹簧而所述内轮廓(22)是 旋转对称的。
7. 按照权利要求6所述的自动的吸入和压出阀，其特征在于，所 述内轮廓部段(28)是圓柱形的。
8. 按照权利要求6或7所述的自动的吸入和压出阀，其特征在于， 所述球截形部段的内径大于螺旋弹簧(11)的外径。
全文摘要
本发明涉及一种自动的吸入和压出阀，包括一个阀座(3)、一个阀门开度限制器(2)和一个在阀座(3)与阀门开度限制器(2)之间可往复运动的密封元件(4)，其中，在阀门开度限制器(2)中在一弹簧罐形座(17)中设置至少一个阀门弹簧(11)并且该阀门弹簧(11)朝向阀座(3)对密封元件(4)加载。为了尽可能地降低在弹簧罐形座中设置的阀门弹簧在弹簧末端处的磨损和提高特别是阀门弹簧的使用寿命，按照本发明建议，将所述弹簧罐形座(17)的内轮廓(22)从弹簧罐形座底部(24)开始向上设计成球截形的。
文档编号F04B53/10GK101275681SQ20081008690
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月21日 优先权日2007年3月22日
发明者B·施皮格尔, M·泰斯托里, P·施泰因吕克 申请人:贺尔碧格压缩机技术控股有限公司