1 KOMPRESSORVENTIL FOR STYRING AV EN STEMPELMASKIN Beskrivelse Oppfinnelsen vedrører en kompressorventil for styring av en stempelmaskin for innstrømningen av en gass i arbeidsrommet eller utstrømningen av en gass fra arbeidsrommet i stempelmaskinen med i det minste ett ventilsete, én ventilmottaker og ett tetningselement. Fra DE 066 A1 er det kjent en kompressor med en ventilmekanisme hvori det er dannet en gasspassasje som for gjennomføring av et gassformet fluid oppviser et første og et andre endeavsnitt beliggende overfor hverandre. Et ventilseteelement er montert ved presspasning i gasspassasjens første endeavsnitt, og det defineres således på denne måten et ventilkammer. Et ventillegeme som skal forhindre en tilbakestrømning av det gassformede fluidet ved ventillegemets anlegg mot ventilseteelementet, er bevegbart anordnet i ventilkammeret. Ved gasspassasjens andre ende er det tilveiebrakt et ventilanslag for å forhindre en forskyvning av ventillegemet, hvorved gasspassasjen ikke stenges. Videre er det fra GB 364 A kjent en luft- eller gasskompressor som er konstruert med en rekke små, atskilte, uavhengige åpninger ut fra sugepassasjen. Åpningene er da anordnet i en sirkel med større diameter enn sylinderens indre diameter i sylinderhodet eller omkring sylinderenden med en liten, lett sugeventil som er anbrakt på hver åpning. Sugeventilene er innpasset i utsparinger i sylinderenden og blir via fjærer holdt oppover mot et sete på undersiden av sylinderhodet. Fra FR 91988 A er det kjent en kompressor som benytter en kule som tetningselement som stabiliseres på sitt ventilsete via en fjær. Fjæren er plassert i en utsparing i ventilmottakeren. Videre er det fra DE 196646 A1 kjent en kuleventil som oppviser et hus, en kule og en hylse. I hylsen er det i hvert tilfelle tilveiebrakt en innvendig flens som rager ut radialt innover og har et ringspor hvis bunn ligger i et radialplan, og i hvilket det er
2 satt inn et ringsete. På siden motstående ringsporets bunn er det på flensen utformet et ringmellomstykke som er ombøybart mot ringsetet, slik at sistnevnte er fiksert på ringsporet av det ombøyde ringmellomstykket. Derved forhindres en deformering av ringsetet dersom kuleventilen er utsatt for høye trykk og temperaturer. Fra EP 1400690 A2 er det kjent enda en tilbakeslagsventil for vakuumpumper med et ventilhus som danner en gjennomgående kanal med en innløpsende og en utløpsende. Ventilen oppviser da en elastomerisk innsats som er anordnet i ventilhuset mellom innløpsenden og utløpsenden og danner et ventilsete. Enn videre er det tilveiebrakt en kule som er anordnet slik at den legger seg mot ventilsetet for å forhindre passasje av gassformede medier fra utløpsenden til innløpsenden. Kulen kan i drift fortrenges fra ventilsetet ved hjelp av et gassformet, trykksatt medium i innløpsenden for å muliggjøre det gassformede mediets passasje fra innløpsenden til utløpsenden. Arbeidsventiler anvendt i stempelkompressorer er utsatt for en sterk tilsmussing gjennom forurensede gasser, avleiringer og oljerester og slitasjerusket fra stempelringer og lederinger. Til anvendelse under de belastende betingelsene er ring- og tallerkenventiler med profilerte ventilelementer egnet fordi det på grunn av ringgeometrien er å forvente en bedre strømning og avtetting enn ved en plateventil. Gjennom tilstrømningen til tetningselementene blir disse utsatt for en dreiebevegelse og gjennomgår følgelig en selvrensing. Ved selvrensingen er det ufordelaktig at tetningselementene gjennom dreiebevegelsen om midtaksen i det vesentlige utsettes for belastning på et sted på omkretsen. Dermed skjer en slitasje fremfor alt alltid på samme sted på tetningselementets omkrets da det bare foreligger én frihetsgrad. 30 Oppfinnelsen legger den oppgaven til grunn å fremskaffe for en stempelmaskin, særlig en kompressor eller en vakuumpumpe, en kompressorventil hvor det respektive tetningselementet oppviser flere frihetsgrader, slik at det er gitt en jevn slitasje på det respektive tetningselementet, og en klebing på grunn av en sterk tilsmussing gjennom forurensede gasser, gjennom avleiringer og oljerester og gjennom slitasjerusket fra stempelringer og lederinger reduseres og en bedre tetthet oppnås, og en enkel og kostnadsvennlig fremstilling, reparasjon og vedlikehold er mulig. Oppgaven blir ifølge oppfinnelsen løst ved en kompressorventil med trekkene ifølge patentkrav 1.
3 Det har vist seg å være fordelaktig dersom det anvendes et tetningselement i en kuleformet utforming. Tetningselementet er da anordnet mellom ventilsetet og ventilmottakeren, hvorved ventilsetet og ventilmottakeren er utført i to stykker. Tetningselementet hviler i ventilsetet på en setelist som er anbrakt omløpende i en ende av en kragehylse eller boring i ventilsetet. I ventilmottakeren er tetningselementet holdt i et opptak som er anbrakt i en ende av ventilmottakeren. Av særlig fordel er det at setelisten på kragehylsen eller boringen er utformet profilert. Utover det er setelisten utformet med en forhåndsbestemt vinkel i avhengighet av tetningselementets diameter og kragehylsens eller boringens diameter. På grunn av tilpassingen av setelisten til tetningselementets diameter, er det sikret en avtetting for tetningselementet alltid i midten på setelisten, slik at tetningselementet til enhver tid befinner seg i midten i en stabil arbeidsstilling. Det er videre fordelaktig at tetningselementet på kragehylsen eller boringen oppviser en linjekontakt med setelisten, hvor tetningselementets linjekontakt er forbundet med en høyere tetthet i ventilen og reduserer en klebing av tetningselementet. For opptaket av tetningselementet i ventilmottakeren er en geometrisk form som er tilpasset tetningselementets form, fordelaktig. Enn videre har det vist seg fordelaktig dersom ventilmottakeren er utrustet med en hylse, hvori det er plassert en fjær som står i inngrep med tetningselementet med en forhåndsbestemt spenning. Ytterligere trekk og fordeler ved kompressorventilen fremgår av den etterfølgende beskrivelsen av et foretrukket utførelseseksempel ved hjelp av den vedføyde tegningen, hvor: Fig. I viser et oppriss i snitt av en kompressorventil ifølge oppfinnelsen med tetningselementer og kragehylser; og Fig. II viser et delriss i snitt gjennom ventilsetet og ventilmottakeren i en kompressorventil ifølge oppfinnelsen med et tetningselement og en kragehylse. 30 På fig. I er det fremstilt et oppriss i snitt av en kompressorventil for en stempelmaskin med i det minste ett tetningselement 03 som er utført i form av et kuleformet legeme. Kompressorventilen omfatter i det minste ett ventilsete 01 og én ventilmottaker 02, hvor tetningselementet 03 er anordnet mellom ventilsetet og ventilmottakeren. Tet-
4 ningselementet 03 er opplagret ovenfor en kragehylse 04 eller boring 06 som er anbrakt i ventilsetet, og dukker inn i kragehylsen eller boringen med omtrent én fjerdedel av sin overflate. På fig. II er det vist et delriss i snitt av en detalj i en kompressorventil for en stempelmaskin, hvor tetningselementet 03 i den stillingen ovenfor kragehylsen 04 hvor det er inndukket med omtrent en fjerdedel av overflaten, hviler på en omløpende setelist 0. Den omløpende setelisten 0 kan være anbrakt i den øvre enden av kragehylsen 04 eller boringen 06 dersom det gis avkall på kragehylsen 04. Den tilveiebrakte kragehylsen 04 er anordnet i boringen 06 i ventilsetet 01. Enn videre er ifølge fig. II tetningselementet 03 holdt i et opptak 07 som er anbrakt overfor ventilsetet 01 i ventilmottakeren 02, og det med en avstand overfor setelisten 0 i ventilsetet 01. Opptaket 07 i ventilmottakeren 02 er tilveiebrakt i umiddelbar nærhet av enden av en hylse 08 som er anbrakt i en utsparing i ventilmottakeren 02. I hylsen 08 er det plassert en fjær 09. Fjæren 09 trykker med en forhåndsbestemt kraft på tetningselementet 03, slik at tetningselementet står under en forhåndsbestemt spenning. Tetningselementet 03 er inndukket med mindre enn halvdelen av sin overflate i ventilmottakeren 02. På grunn av den kuleformede utformingen av tetningselementet 03 er den muligheten gitt at tetningselementet kan dreie fritt i alle retninger i gasstrømmen. Gjennom tetningselementets 03 frie bevegelighet blir en slitasje som oppstår på tetningselementet, ikke bare overført til et begrenset omkretssted på tetningselementet, men til hele overflaten av tetningselementet. Gjennom fordelingen av den slitasjen som oppstår, på hele overflaten av tetningselementet 03, oppnås på denne måten en lengre levetid for tetningselementet og dermed for kompressorventilen og hele kompressoranlegget. Gjennom anvendelsen av varmebehandlede, profilerte kragehylser 04 med setelister 0 har tetningselementene 03 bare en linjekontakt, noe som fører til en bedre tetthet og også reduserer problemet med klebing av tetningselementene. 30 Enn videre er det fordelaktig at gjennom de kuleformede tetningselementenes 03 geometri er en torsjon utelukket, noe som nettopp i sammenheng med lette gasser, som f.eks. hydrogen, fører til større lekkasjer ved en ventilplate eller ved ventilringer. Ved åpning av ventilen blir tetningselementet 03 beveget fra setelisten 0 og inn i opptaket 07 for tetningselementet, hvorved fjæren 09, som er ført i hylsen 08, spennes og tetningselementet 03 følgelig dempes.
Ved ventilens lukkeforløp virker den forspente fjæren 09 midlertidig understøttende på tetningselementet 03, slik at lekkasjer ved lukkeforløpet undertrykkes.
6 P a t e n t k r a v 1. Kompressorventil for styring av en stempelmaskin for innstrømningen av en gass i et arbeidsrom eller utstrømningen av en gass fra arbeidsrommet i stempelmaskinen med i det minste ett ventilsete (01), én ventilmottaker (02) og ett tetningselement (03), hvorved tetningselementet (03) oppviser en kuleformet utforming og er anordnet mellom ventilsetet (01) og ventilmottakeren (02), k a r a k t e r i s e r t v e d at ventilsetet (01) og ventilmottakeren (03) er utformet i to stykker, at tetningselementet (03) i ventilsetet (01) hviler på en setelist (0) som er anbrakt omløpende i en ende av en kragehylse (04) eller en boring (06) i ventilsetet (01), at tetningselementet (03) i ventilmottakeren (02) er holdt i et opptak (07) som er anbrakt i en ende av ventilmottakeren (02), at setelisten (0) på kragehylsen (04) eller boringen (06) er utformet profilert, at setelisten (0) er utformet med en forhåndsbestemt vinkel i avhengighet av tetningselementets (03) diameter og kragehylsens (04) eller boringens (06) diameter, at tetningselementet (03) er anordnet i midten på setelisten (0) i en stabil arbeidsstilling, at tetningselementet (03) på kragehylsen (04) eller boringen (06) oppviser en linjekontakt med setelisten (0), at den dannede linjekontakten mellom setelist (0) og tetningselement (03) sikrer en høy tetthet i ventilen og reduserer en klebing av tetningselementet (03). 2. Kompressorventil ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at opptaket (07) for tetningselementet (03) i ventilmottakeren (02) er forsynt med en geometrisk form som er tilpasset tetningselementets (03) form for en smal linjekontakt. 3. Kompressorventil ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at ventilmottakeren (02) oppviser en fjær (09) plassert i en hylse (08), og at fjæren (09) står i inngrep med tetningselementet (03) med en forhåndsbestemt spenning.