DE602005002990T2

DE602005002990T2 - Rückschlagventil

Info

Publication number: DE602005002990T2
Application number: DE200560002990
Authority: DE
Inventors: Motoaki Kariya-shi Okuda; Hajime Kariya-shi Kurita; Masakazu Kariya-shi Murase
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2025-08-05
Also published as: EP1628056B1; JP2006057682A; DE602005002990D1; US20060037647A1; EP1628056A1; JP4329645B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rückschlagventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein Rückschlagventil dient als eine Einrichtung zum Verhindern einer Rückströmung von Fluid durch Zulassen der Fluidströmung nur in eine Richtung in einem Fluiddurchgang. Eine Bauart eines Rückschlagventils ist derart vorgeschlagen, dass ein Ventilkörper in einem Gehäuse eingepasst ist, durch das hindurch eine Verbindungsöffnung ausgebildet ist.
Die Anmelderin hat verschiedene Rückschlagventile vorgeschlagen, die ein Ventilschwingen verhindern können, und infolgedessen die Entwicklung eines Geräuschs und einer Vibration und einen Druckverlust in einem Verdichter, in dem ein Rückschlagventil angewandt wird, einem Kältemittelkreislauf und einem Fahrzeug reduzieren.
DE-A-31 20 660 zeigt ein gattungsbildendes Rückschlagventil, das ein Ventilgehäuse, einen Ventilkörper und ein Drängbauteil hat. Das Ventilgehäuse hat eine Umfangswand und einen Ventilsitz. Die Umfangswand hat eine Öffnung, durch diese Wand hindurch zur Fluidverbindung. Die Öffnung ist stromabwärtiger als der Ventilsitz angeordnet. Die Umfangswand hat ferner eine innere Umfangsfläche. Der Ventilkörper ist gleitend in dem Ventilgehäuse angeordnet und hat eine äußere Umfangsfläche, die an der inneren Umfangsfläche des Ventilgehäuses eingepasst ist. Der Ventilkörper hat ferner eine Dichtfläche, die auf den Ventilsitz gesetzt wird, wenn der Ventilkörper in einer ersten Richtung gleitet. Die Dichtfläche ist von dem Ventilsitz beabstandet, wenn der Ventilkörper in einer zweiten Richtung gleitet, die zu der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Das Drängbauteil ist in dem Ventilgehäuse zum Drängen des Ventilkörpers in die erste Richtung angeordnet. Das Ende der Öffnung an der Seite des Ventilsitzes ist in einer vorbestimmten Länge in der zweiten Richtung von dem Ventilsitz beabstandet. Eine erste Drossel ist in einem Raum zwischen der inneren Umfangsfläche des Ventilgehäuses und der äußeren Umfangsfläche des Ventilkörpers ausgebildet, während der Ventilkörper in der zweiten Richtung um die vorbestimmte Länge aus dem Zustand gleitet, in dem der Ventilkörper auf den Ventilsitz sitzt. Der Ventilkörper hat einen Vorsprung, der von der Innenseite eines Abschnitts der Dichtfläche vorspringt, die mit dem Ventilsitz in Kontakt ist. Zumindest wenn die Dichtfläche mit dem Ventilsitz in Kontakt ist, ist eine äußere Umfangsfläche des Vorsprungs in einer inneren Fläche eines Strömungsdurchgangs des Ventilgehäuses zwischen dem Ventilsitz und einem Sauganschluss eingepasst. Eine zweite Drossel ist in einem Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche des Vorsprungs und der inneren Umfangsfläche des Strömungsdurchgangs ausgebildet. Eine Fläche des Querschnitts der zweiten Drossel, wenn diese aus der zweiten Richtung betrachtet wird, ist kleiner als die der ersten Drossel.
DE-A-195 40 529 und GB-A-884 537 zeigen Rückschlagventile, bei denen im Allgemeinen ein Drosselabschnitt zum Verhindern einer Entstehung eines Geräuschs und einer Vibration des Rückschlagventils vorgesehen sind.
Ein weiteres von derartigen Rückschlagventilen ist in JP-A-2000-346217 offenbart. Bezogen auf 7 und 8 ist nachstehend die Struktur und der Betrieb dieses Rückschlagventils des Stands der Technik beschrieben. 7 zeigt die Struktur des Rückschlagventils 510, dass ein Ventilsitzbauteil 520, ein Gehäuse 522, einen Ventilkörper 524 und eine Feder 525 hat. Das Ventilsitzbauteil 520 hat einen Strömungsdurchgang 520f, durch den hindurch ein Fluid in das Rückschlagventil 510 strömt. Der Ventilkörper 524 ist in das Gehäuse 522 gemeinsam mit der Feder 525 eingesetzt, die den Ventilkörper 524 in Richtung des Ventilsitzbauteils 520 drängt. Mit dem Gehäuse 522, das über den Ventilsitzbauteil 520 montiert ist, wird der Ventilkörper 524 durch die Feder 525 gedrängt und gegen das Ventilsitzbauteil 520 gedrückt. Das Gehäuse 522 hat eine Verbindungsöffnung 522b, durch die das Fluid ungehindert in das Gehäuse 522 strömt und aus diesem strömt.
8 zeigt eine längsverlaufende Schnittansicht des Rückschlagventils 510 in seinem geschlossenen Zustand. Bezugszeichen 530, 540 bezeichnen einen Abgabeanschluss bzw. einen Abgabedurchgang eines Verdichters, in dem das Rückschlagventil 510 angeordnet ist. Das Fluid tritt in dieser Reihenfolge durch den Abgabeanschluss 530, den Strömungsdurchgang 520f, die Öffnung 522b und den Abgabedurchgang 540 hindurch. In dem Zustand, in dem die Öffnung 522b des Rückschlagventils 510 geschlossen ist, wie in 8 gezeigt ist, wird der Ventilkörper 524 gegen das Ventilsitzbauteil 520 durch eine Drängkraft der Feder 525 gedrückt, wobei eine Dichtfläche 524a des Ventilkörpers 524 in einem engen Dichtkontakt gegen eine Sitzfläche 520g des Ventilsitzbauteils 520 gedrückt wird. Zusätzlich ist der Ventilkörper 524 beweglich, so dass die Öffnung 522b durch den Ventilkörper 524 geschlossen ist, um dadurch zu verhindern, dass das Fluid durch die Öffnung 522b strömt.
Der Fluiddruck in dem Strömungsdurchgang 520f wirkt auf den Ventilkörper 524, um die Dichtfläche 524a des Ventilkörpers 524 von dem Ventilsitzbauteil 520 weg zu bewegen. Die Bewegung des Ventilkörpers 524 hängt von der Druckdifferenz zwischen diesem Druck in dem Strömungsdurchgang 520f und dem Fluiddruck in dem Abgabedurchgang 540 ab. Insbesondere bewegt sich, wenn die Kraft, die durch die Druckdifferenz verursacht wird, größer als die Drängkraft der Feder 525 ist, der Ventilkörper 524 in 8 nach rechts oder in die Richtung, die bewirkt, dass sich der Ventilkörper 524 von dem Ventilsitzbauteil 520 weg bewegt, wodurch ein Raum zwischen der Dichtfläche 524a und dem Ventilsitzbauteil 520 ausgebildet wird. Durch eine weitere Bewegung des Ventilkörpers 524 wird die Öffnung 522b, die durch den Ventilkörper 524 vollständig geschlossen wurde, in der Umgebung eines Endes 522c der Öffnung 522b geöffnet, um dadurch zuzulassen, dass das Fluid durch die Öffnung 522b strömt.
Jedoch hat das vorstehend beschriebene Rückschlagventil 510 des Stands der Technik ein Schwingungsproblem, wenn die Strömungsrate in dem Ventil relativ klein ist, und infolgedessen ein Problem einer schlechten Betriebsstabilität des Ventils. In einem derartigen Rückschlagventil 510 wird die Öffnung 522b durch eine geringe Bewegung des Ventilkörpers 524 von der Position geöffnet, in der die Dichtfläche 524a auf der Sitzfläche 520g sitzt, so dass die Öffnungsfläche der Öffnung 522b schnell größer wird, selbst wenn die Strömungsrate relativ klein ist. Dies bewirkt, dass das Fluid übermäßig durch die Öffnung 522b strömt, wodurch die vorstehend erwähnte Druckdifferenz schnell reduziert wird, und daher wird der Ventilkörper 524 durch die Drängkraft der Feder 525 in die Richtung bewegt, die bewirkt, dass der Ventilkörper 524 die Öffnung 522b schließt. Somit wird der Ventilkörper 524 wiederholt hin- und herbewegt, wenn die Öffnungsfläche der Öffnung 522b relativ klein ist. Ein derartiges Schwingungsphänomen verursacht eine Entstehung eines abnormalen Geräuschs und eine Vibration des Rückschlagventils.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Rückschlagventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 weiter zu entwickeln, das ein Ventilschwingen verhindert und die Entstehung eines Geräuschs und einer Vibration des Rückschlagventils reduziert.
Diese Aufgabe ist mit einem Rückschlagventil gelöst, das die Merkmale von Anspruch 1 hat.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Das Rückschlagventil der vorliegenden Erfindung hat ein Ventilgehäuse, einen Ventilkörper und ein Drängbauteil. Das Ventilgehäuse hat eine Umfangswand und einen Ventilsitz. Die Umfangswand hat eine Öffnung durch diese zur Fluidverbindung. Die Öffnung ist stromabwärtiger als der Ventilsitz angeordnet. Die Umfangswand hat ferner eine innere Umfangsfläche. Der Ventilkörper ist gleitend in dem Ventilgehäuse angeordnet und hat eine äußere Umfangsfläche, die in der inneren Umfangsfläche des Ventilgehäuses eingepasst ist. Der Ventilkörper hat ferner eine Dichtfläche, die auf den Ventilsitz gesetzt wird, wenn der Ventilkörper in einer ersten Richtung gleitet. Die Dichtfläche ist von dem Ventilsitz beabstandet, wenn der Ventilkörper in einer zweiten Richtung gleitet, die zu der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Das Drängbauteil ist in dem Ventilgehäuse zum Drängen des Ventilkörpers in die erste Richtung angeordnet. Das Ende der Öffnung an der Seite des Ventilsitzes ist in einer vorbestimmten Länge in der zweiten Richtung von dem Ventilsitz beabstandet. Eine erste Drossel ist in einem Raum zwischen der inneren Umfangsfläche des Ventilgehäuses und der äußeren Umfangsfläche des Ventilkörpers ausgebildet, während der Ventilkörper in der zweiten Richtung um die vorbestimmte Länge aus dem Zustand gleitet, in dem der Ventilkörper auf dem Ventilsitz sitzt.
Weitere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, von denen angenommen wird, dass sie neu sind, sind insbesondere in den angefügten Ansprüchen dargelegt. Die Erfindung gemeinsam mit ihrer Aufgabe und ihren Vorteilen kann am besten mit Bezug auf die nachstehende Beschreibung der vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiele gemeinsam mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
1 ist eine längsverlaufende Ansicht, die ein Rückschlagventil gemäß einem Beispiel zeigt, das nicht beansprucht ist;
2 ist eine längsverlaufende Ansicht, die ein Rückschlagventil gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Diagramm, das ein Messergebnis für den Fall zeigt, bei dem die Querschnittsfläche einer Drossel des Prüfrückschlagventils gemäß dem Beispiel 8,17 mm² beträgt;
4 ist ein Diagramm, das ein Messergebnis für den Fall zeigt, bei dem die Querschnittsfläche einer Drossel des Prüfrückschlagventils gemäß dem Beispiel 6,13 mm² beträgt;
5 ist ein Diagramm, das ein Messergebnis für den Fall zeigt, bei dem die Querschnittsfläche einer Drossel des Prüfrückschlagventils gemäß dem Beispiel 4,08 mm² beträgt;
6 ist ein Diagramm, das ein Messergebnis für den Fall zeigt, bei dem die Querschnittsfläche einer Drossel des Prüfrückschlagventils gemäß dem Beispiel 2,04 mm² beträgt;
7 ist eine Ansicht, die ein Rückschlagventil des Stands der Technik zeigt; und
8 ist eine längsverlaufende Schnittansicht, die das Rückschlagventil des Stands der Technik zeigt;
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachstehend sind Beispiele und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben.
Ein Rückschlagventil 10 gemäß einem Beispiel, das nicht beansprucht ist, ist mit Bezug auf 1 beschrieben. Das Rückschlagventil 10 hat ein Ventilsitzbauteil 20, ein Gehäuse 22, einen Kolben 24 und eine Feder 25. Das Gehäuse 22 ist über das Ventilsitzbauteil 20 gepasst. Der Kolben 24, der als ein Ventilkörper des Rückschlagventils dient, ist gleitend in dem Gehäuse 22 angeordnet. Die Feder 25, die als ein Drängbauteil dient, drängt den Kolben 24 in dem Gehäuse 22 in Richtung des Ventilsitzbauteils 20. Das Ventilsitzbauteil 20 und das Gehäuse 22 wirken zusammen, um ein Ventilgehäuse auszubilden. Somit hilft ein getrenntes Vorsehen des Ventilsitzbauteils 20 und des Gehäuses 22, die Herstellung des Rückschlagventils 10 zu erleichtern, und infolgedessen dessen Herstellkosten zu reduzieren. Das Ventilsitzbauteil 20, das Gehäuse 22, der Kolben 24 und die Feder 25 sind aus Messing hergestellt.
Das Ventilsitzbauteil 20 hat einen Sauganschluss 20h und einen Strömungsdurchgang 20f, durch den das Fluid, das von dem Sauganschluss 20h strömt, hindurchtritt. Das Ventilsitzbauteil 20 hat ferner einen Sitzabschnitt 20e, der in der Form eines umlaufenden Ventilsitzes 20g vorgesehen ist, der eine vorbestimmte Breite hat.
Das Gehäuse 22 bildet an seinem einen Ende einen Flansch 22g aus, in dem das Ventilsitzbauteil 20 eingepasst ist. Das Gehäuse 22 hat ferner durch seine Umfangswand hindurch zumindest eine Verbindungsöffnung 22b ausgebildet. In 1 sind vier Öffnungen 22b umlaufend im gleichen Abstand in der Umfangswand in einem vorbestimmten Abstand ausgebildet. Jede Öffnung 22b ist im Wesentlichen wie ein gleichschenkliges Dreieck ausgebildet, dessen Ecken abgerundet sind. Das gleichschenklige Dreieck hat eine Seite 22d, die sich parallel zu dem Ventilsitz 20g erstreckt, und einen spitzen Winkel 22c, der an der zu dem Ventilsitzbauteil 20 benachbarten Seite angeordnet ist. Die Winkel, die an den gegenüberliegenden Enden der Seite 22d ausgebildet sind, sind im Wesentlichen die gleichen. Die erwähnte Öffnung 22b ist einfach gestaltet und praktisch. Die Öffnungsfläche der vier Öffnungen 24b beträgt in Summe ungefähr 30 mm². Weiter hat das Gehäuse 22 ein Durchgangsloch 22h, das zulässt, dass das Fluid in das Gehäuse 22 strömt und aus diesem strömt, um eine gleichmäßige Bewegung des Kolbens 24 zu erreichen.
Der Kolben 24 ist im Wesentlichen in einer Schalenform ausgebildet und hat eine Dichtfläche 24a als die Bodenfläche, die mit dem Ventilsitz 20g in einen Dichtkontakt gebracht wird, wenn der Kolben 24 in einer Richtung gleitet, und die von dem Ventilsitz 20g weg bewegt oder beabstandet wird, wenn der Kolben 24 in die andere, entgegengesetzte Richtung gleitet. Der Außendurchmesser des Kolbens 24 von 1 beträgt ungefähr 13 mm. Der Kolben 24 hat ferner eine Konusfläche 24r um die Dichtfläche 24a herum. Die Größe der Konusfläche 24r in der Gleitrichtung des Kolbens 24 ist viel kleiner als die Länge in der Gleitrichtung des Kolbens 24 und ist vernachlässigbar klein. Ein Symbol „a" in 1 stellt den Abstand, wenn dieser in der Gleitrichtung des Kolbens 24 gemessen wird, zwischen der Dichtfläche 24a und dem spitzen Winkel 22c der Öffnung 22 dar, wenn die Dichtfläche 24a des Kolbens 24 auf dem Ventilsitz 20g des Ventilsitzbauteils 20 sitzt. Das Rückschlagventil 10 des Beispiels ist derart konstruiert, dass die Länge „a" ungefähr 10 mm beträgt.
Mit dem Kolben 24, der in dem Gehäuse 22 eingepasst ist, ist eine Drossel 26 zwischen einer inneren Umfangsfläche 22e des Gehäuses 22 und einer äußeren Umfangsfläche 24f des Kolbens 24 ausgebildet, um zuzulassen, dass eine kleine Menge an Fluid durch diese hindurchtritt. Das heißt, in dem Bereich, in dem der Kolben 24 um die Länge „a" von dem Zustand, in dem der Kolben 24 auf dem Ventilsitz 20g sitzt, in Richtung der Öffnung 22b gleitet, bilden die innere Umfangsfläche 22e des Gehäuses 22 und die äußere Umfangsfläche 24f des Kolbens 24 die Drossel 26 in einem Raum zwischen ihnen aus. Die Querschnittsfläche der Drossel 26, wenn diese in der Richtung betrachtet wird, in der der Kolben 24 gleitet (oder die Querschnittsfläche der Drossel 26, die in einer Ebene entlang der Linie X-X von 1 gemessen wird) ist viel kleiner als die Fläche der Öffnung 22b, zum Beispiel ungefähr 2 mm². Der Querschnitt der Drossel 26, wenn diese in der Gleitrichtung des Kolbens 24 betrachtet wird, ist eine Ringform, die durch den Raum ausgebildet ist, der zwischen zwei konzentrischen Kreisen der inneren Umfangsfläche 22e des Gehäuses 22 und der äußeren Umfangsfläche 24f des Kolbens 24 umgeben wird. Durch eine derartige Konstruktion kann die Struktur des Gehäuses 22 und des Kolbens 24 vorteilhaft vereinfacht werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, da die Konusfläche 24r vernachlässigbar klein ist, ist die Länge der Drossel 26 die Länge „a". Der Effekt der Drossel 26 eines Verhinderns der Strömung des Fluids erhöht sich, wenn die Querschnittsfläche verringert wird und die Länge „a" vergrößert wird. Das heißt, wenn die Querschnittsfläche verringert wird und die Länge „a" vergrößert wird, verringert sich die Strömungsrate der Drossel 26 auf den Differenzdruck zwischen dem Strömungsdurchgang 20f und der Außenseite des Gehäuses 22.
Die Feder 25 wird durch und zwischen einem gestuften Abschnitt 24p des Kolbenventils 24, der an dessen inneren Umfangsfläche benachbart zu dem Ventilsitzbauteil 20 ausgebildet ist und einem gestuften Abschnitt 22p des Gehäuses 22 gehalten, der an der inneren Umfangsfläche an dessen Ende entfernt von dem gestuften Abschnitt 24p ausgebildet ist.
Nachstehend ist der Betrieb des Rückschlagventils 10 gemäß diesem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Fluid, das in den Strömungsdurchgang 20f eingeströmt ist, drängt den Kolben 24, um in die Richtung zu gleiten, die bewirkt, dass der Kolben 24 von dem Ventilsitz 20g beabstandet wird, während die Drängkraft der Feder 25 überwunden wird. Somit wird die Dichtfläche 24a von dem Ventilsitz 20g des Ventilsitzbauteils 20 beabstandet, wodurch der Strömungsdurchgang 20f mit der Drossel 26 verbunden wird.
Wenn der Abstand zwischen der Dichtfläche 24a des Kolbens 24 und dem Ventilsitz 20g des Ventilsitzbauteils 20 oder eine Hublänge „x" kleiner als die Länge „a" (oder x < a) ist, strömt das Fluid von dem Strömungsdurchgang 20f in die Drossel 26 und tritt dann durch die Öffnung 22b hindurch, um von dem Gehäuse 22 abgegeben zu werden. In diesem Fall ist, da die Fläche der Öffnung 22b viel größer als die Querschnittsfläche der Drossel 26 ist, die Strömung des Fluids durch die Drossel 26 begrenzt, während x < a ist. Daher verändert sich die Strömungsrate durch die Veränderung der Hublänge „x" nicht schnell, so dass die Druckdifferenz zwischen dem Strömungsdurchgang 20f und der Außenseite des Gehäuses 22 nicht schnell wird, woraus sich Folgendes ergibt, dass das Ventilschwingen verhindert wird.
Wenn die Hublänge „x" vergrößert wird, um im Wesentlichen gleich wie die Länge „a" (oder x = a) zu sein, ist die Dichtfläche 24a des Kolbens 24 positioniert, um zu dem spitzen Winkel 22c der Öffnung 22b zu korrespondieren. Wenn die Hublänge „x" weiter vergrößert wird, um die Öffnungsraum benachbart zu dem spitzen Winkel 22c der Öffnung 22b vorgesehen, durch die eine direkte Fluidverbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Gehäuses 22 ermöglicht wird. Dann arbeitet die Drossel 26 nicht mehr und die Strömung des Fluids ist dann durch die Öffnungsfläche der Öffnung 22b begrenzt.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Öffnung 22b im Wesentlichen in der Form eines gleichschenkligen Dreiecks ausgebildet, das seinen spitzen Winkel 22c an der zu dem Ventilsitz 20g benachbarten Seite hat. Daher ist, unmittelbar nachdem die Hublänge „x" die Länge „a" überschreitet, die Vergrößerungsrate der Öffnungsfläche zu der Vergrößerung der Hublänge „x" relativ klein. Wenn die Hublänge „x" weiter vergrößert wird, wird die Vergrößerungsrate zu der Vergrößerung der Hublänge „x" weiter größer. Die Öffnungsfläche vergrößert sich mit einer Vergrößerung der Hublänge „x", während die Dichtfläche 24a des Kolbens 24 korrespondierend zu der Seite 22d der Öffnung 22b positioniert ist, und anschließend bleibt die Öffnungsrate korrespondierend zu der Fläche der Öffnung 22b gleich. Da die Fläche der Öffnung 22b relativ groß ist, reduziert sich der Verlust einer Strömungsrate, wenn die Strömungsrate relativ groß ist.
Vier verschiedene Prüfrückschlagventile, jedes hat die vorstehend beschriebene Struktur, aber eine unterschiedliche Querschnittsfläche der Drossel, sind hergestellt, und das Verhältnis zwischen der Druckdifferenz und der Strömungsrate wurde für die jeweiligen Rückschlagventile bestimmt. Die Querschnittsflächen der Drosseln der vier Rückschlagventile betragen 8,17 mm², 6,13 mm², 4,08 mm² bzw. 2,04 mm². Es ist angemerkt, dass die Druckdifferenz die Differenz zwischen dem Druck in der Region des Strömungsdurchgangs 20f des Rückschlagventils 10 und dem Druck in der Region außerhalb des Gehäuses 22 des Rückschlagventils 10 bedeutet.
Alle vier Prüfrückschlagventile sind aus Messing hergestellt, der Außendurchmesser des Kolbens jedes Rückschlagventils beträgt 13 mm, die Länge der Drossel einschließlich der Konuslänge beträgt 10 mm, die Anzahl der Öffnungen ist vier, die Gesamtfläche der Öffnungen jedes Rückschlagventils beträgt 30 mm², und Kohlendioxid wird als das Fluid verwendet. Zur Messung der Druckdifferenz und der Strömungsrate ist das Prüfrückschlagventil außerhalb eines Kohlenstoffdioxidverdichters montiert. Die Strömungsrate des Fluids wird durch ein Strömungsmessgerät bzw. die Druckdifferenz durch ein Differenzialdruckmessgerät gemessen. Es ist angenommen, dass die Strömungsrate in dem Rückschlagventil 10 in einem tatsächlichen Betrieb ungefähr 7 kg/h oder mehr beträgt.
Diagramme der Messergebnisse für die Prüfrückschlagventile mit Drosselflächen 8,17 mm², 6,13 mm², 4,08 mm² bzw. 2,04 mm² sind in 3, 4, 5 bzw. 6 gezeigt. In den Diagrammen stellt die horizontale bzw. die vertikale Achse die Druckdifferenz (MPa) bzw. die Strömungsrate (kg/h) dar. In jedem Diagramm ist eine Hilfslinie gezeichnet, die die vorstehend erwähnte Strömungsrate von 7 kg/h anzeigt.
In jedem Diagramm variiert die Druckdifferenz signifikant, während sich die Strömungsrate in der Region einer relativ kleinen Strömungsrate kaum verändert, das die Entstehung eines Ventilschwingens anzeigt. In dem Diagramm mit 8,17 mm² und 6,13 mm² von 3 und 4 wird das Schwingungsphänomen in der Region beobachtet, in der die Strömungsrate 7 kg/h überschreitet. In dem Diagramm mit 4,08 mm² von 5 wird, obwohl das Schwingungsphänomen, kurz bevor die Strömungsrate 7 kg/h erreicht, beobachtet wird, der Ventilbetrieb stabilisiert, nachdem die Strömungsrate 7 kg/h überschreitet. In dem Diagramm mit 2,04 mm² von 6 wird das Schwingungsphänomen in einer Region gestoppt, in der die Strömungsrate ausreichend unterhalb 7 kg/h ist.
Bezogen auf 3, das die Messergebnisse für das Prüfrückschlagventil zeigt, dessen Querschnittsfläche der Drossel 8,17 mm² (ungefähr 8 mm²) beträgt, wird das Schwingungsphänomen im Wesentlichen gestoppt, nachdem die Strömungsrate ungefähr 65 kg/h erreicht oder überschreitet. Daher wird dieser Wert als die Strömungsrate festgelegt, bei der ein Ventilschwingen verschwindet. Der Wert einer minimalen Druckdifferenz, bei der das Schwingungsphänomen gestoppt wird, beträgt ungefähr 0,095 MPa.
Bezogen auf 4, das die Messergebnisse für das Prüfrückschlagventil zeigt, dessen Querschnittsfläche der Drossel 6,13 mm² (ungefähr 6 mm²) beträgt, wird das Schwingungsphänomen im Wesentlichen gestoppt, nachdem die Strömungsrate ungefähr 25 kg/h erreicht oder überschreitet. Daher wird dieser Wert als die Strömungsrate festgelegt, bei der ein Ventilschwingen verschwindet. Der Wert einer minimalen Druckdifferenz, bei der das Schwingungsphänomen gestoppt wird, beträgt ungefähr 0,13 MPa.
Bezogen auf 5, das die Messergebnisse für das Prüfrückschlagventil zeigt, dessen Querschnittsfläche der 4,08 mm² (ungefähr 4 mm²) beträgt, wird das Schwingungsphänomen im Wesentlichen gestoppt, nachdem die Strömungsrate ungefähr 7 kg/h erreicht oder überschreitet. Daher wird dieser Wert als die Strömungsrate festgelegt, bei der ein Ventilschwingen verschwindet. Der Wert einer minimalen Druckdifferenz, bei der das Schwingungsphänomen gestoppt wird, beträgt ungefähr 0,135 MPa.
Bezogen auf 6, das die Messergebnisse für das Prüfrückschlagventil zeigt, dessen Querschnittsfläche der Drossel 2,04 mm² (ungefähr 2 mm²) beträgt, wird das Schwingungsphänomen im Wesentlichen gestoppt, nachdem die Strömungsrate ungefähr 5 kg/h erreicht oder überschreitet. Daher wird dieser Wert als die Strömungsrate festgelegt, bei der ein Ventilschwingen verschwindet. Der Wert einer minimalen Druckdifferenz, bei der das Schwingungsphänomen gestoppt wird, beträgt ungefähr 0,14 MPa.
Somit wird die am besten geeignete Querschnittsfläche für die Drossel auf der Grundlage der vorstehenden minimalen Strömungsrate ausgewählt. Zum Beispiel werden für die minimalen Strömungsratenbereiche von ungefähr 5 kg pro Stunde bis ungefähr 7 kg/h, von ungefähr 7 kg/h bis ungefähr 25 kg/h, von ungefähr 25 kg bis ungefähr 65 kg/h bzw. ungefähr 65 kg/h oder größer die Querschnittsflächen mit ungefähr 2 mm², 4 mm², 6 mm² bzw. 8 mm² festgelegt. Somit wird in der Region einer kleinen Strömungsrate das Ventilschwingen effektiver durch eine Verringerung der Querschnittsfläche der Drossel verhindert.
Ein Rückschlagventil, das keine Drossel hat, und in dem eine geringe Bewegung des Ventilkörpers bewirkt, dass die Öffnung geöffnet wird, kann betrachtet werden, um zu einem Rückschlagventil zu korrespondieren, das eine derartige Drossel hat, deren Querschnittsfläche sich zu der Fläche der Öffnung annähert. In diesem Fall, da die Fläche der Öffnung viel größer als die der Drossel 26 des Beispiels ist, ist die Neigung vorhanden, dass das Schwingen auftritt.
Wie vorstehend beschrieben ist, da das Rückschlagventil 10 des Beispiels derart konstruiert ist, dass die Drossel 26 zwischen dem Strömungsdurchgang 20f und der Öffnung 22b in dem Strömungsdurchgang des Fluids ausgebildet ist, dessen Strömungsrate relativ klein ist, wird die Strömungsrate durch eine Vergrößerung der Hublänge nicht außerordentlich vergrößert, und daher reduziert sich die Druckdifferenz zwischen dem Strömungsdurchgang 20f und der Außenseite des Gehäuses 22 nicht schnell. Folglich wird das Schwingen erfolgreich verhindert, so dass eine Betriebsstabilität des Rückschlagventils sichergestellt ist.
Die Drossel 26 des Rückschlagventils 10 ist durch und zwischen der inneren Umfangsfläche 22e des Gehäuses 22 und der äußeren Umfangsfläche 24f des Kolbens 24 ausgebildet. Zusätzlich ist die Drossel 26 derart ausgebildet, dass die Druckdifferenz, die es zulässt, dass der Kolben 24 stabil gleitet, zwischen dem Strömungsdurchgang 20f und der Öffnung 22b aufrechterhalten wird. Weiter ist die Drossel 26 gestaltet, um eine derartige Querschnittsfläche aufzuweisen, so dass ein Ventilschwingen in dem Bereich von Strömungsraten nicht auftritt, bei denen das Rückschlagventil 10 verwendet wird.
Bei dem Rückschlagventil 10 des Beispiels werden die nachstehenden Modifikationen angewandt.
Obwohl die Form der Drossel 26 in dem Beispiel ein konzentrischer Kreis ist, kann die Form der Drossel 26 modifiziert werden, um eine andere Form aufzuweisen. Zum Beispiel kann zumindest ein Bauteil des Gehäuses 22 und des Kolbens 24 eine Nut haben, um die Drossel der vorliegenden Erfindung vorzusehen.
Obwohl die Länge in der Gleitrichtung des Kolbens 24 in dem Beispiel derart festgelegt ist, dass der Kolben 24, der in Kontakt mit dem Ventilsitz 20g ist, nicht die Öffnung 22b erreicht, kann die Länge derart festgelegt sein, dass der Kolben 24 die Öffnung 22b nicht schließt. Alternativ kann die Länge derart festgelegt sein, dass ein Teil oder die gesamte Öffnung 22b durch den Kolben 24 geschlossen ist.
In einem modifizierten Beispiel zu dem Beispiel kann die Anzahl der Öffnungen 22b, die Form jeder Öffnung 22b und die Gesamtfläche der Öffnungen 22b verschieden von denen des ersten Ausführungsbeispiels sein. Zusätzlich kann ein Teil oder die gesamten Öffnungen 22b verschiedene Formen zueinander aufweisen und können in einem unterschiedlichen Abstand von dem Ventilsitz 20g beabstandet sein.
Obwohl in dem Beispiel das Fluid zur Verwendung in dem Verdichter, in dem das Rückschlagventil 10 angeordnet ist, Kohlenstoffdioxid ist, kann ein Fluid wie zum Beispiel Fluorchlorkohlenwasserstoff verwendet werden.
Obwohl in dem Beispiel der Querschnitt des Gehäuses 22 und des Kolbens 24, wenn diese in der Gleitrichtung des Kolbens 24 betrachtet werden, im Wesentlichen kreisförmig ist, kann dieser eine beliebige andere Form haben, solange die Drossel 26, die es zulässt, dass der Kolben 24 stabil gleitet, zwischen dem Gehäuse 22 und dem Kolben 24 ausgebildet ist, wie vorstehend beschrieben ist. Zusätzlich müssen die Querschnittsform des Gehäuses 22 und des Kolbens 24 nicht ähnlich sein.
Obwohl das Ventilsitzbauteil 20 und das Gehäuse 22 getrennte Bauteile in dem Beispiel sind, können sie einstückig miteinander ausgebildet sein, um dadurch ein Ventilgehäuse auszubilden.
Obwohl der Kolben 24 im Wesentlichen eine hohle Schalenform hat, kann er eine Form haben, der keinen gehöhlten Raum hat.
In einem modifizierten Beispiel zu dem Beispiel kann die Feder 25 durch einen elastischen Körper wie zum Beispiel Gummi ersetzt werden, der den Kolben 24 in Richtung des Ventilsitzes 20g drängt.
Obwohl das Ventilsitzbauteil 20 des Beispiels einen in sich ausgebildeten zylindrischen Strömungsdurchgang 20f hat, kann das Ventilsitzbauteil 20 den Strömungsdurchgang 20f weglassen, solange das Ventilsitzbauteil 20 den Ventilsitz 20g hat. Ein Raum, der zu dem Strömungsdurchgang 20f korrespondiert, kann durch ein beliebiges, geeignetes Bauteil vorgesehen sein, das mit der Außenseite des Rückschlagventils 10 verbunden ist.
Ein Rückschlagventil 110 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf 2 beschrieben. Wie in dem Fall des vorstehend beschriebenen Beispiels hat das Rückschlagventil 110 ein Ventilsitzbauteil 120, ein Gehäuse 122, einen Kolben 124 und eine Feder 125. Das Gehäuse 122 ist über das Ventilsitzbauteil 120 gepasst. Der Kolben 124, der als ein Ventilkörper dient, ist gleitend in dem Gehäuse 122 angeordnet. Die Feder 125, die als einem Drängbauteil dient, drängt den Kolben 124 in dem Gehäuse 122 in Richtung des Ventilsitzbauteils 120. Das Ventilsitzbauteil 120 und das Gehäuse 122 wirken zusammen, um ein Ventilgehäuse auszubilden.
Das Ventilsitzbauteil 120 hat einen Sauganschluss 120h und einen Strömungsdurchgang 120f, durch den das Fluid, das von dem Sauganschluss 120h strömt, hindurchtritt. Das Ventilsitzbauteil 120 hat ferner einen Sitzabschnitt 120e, der in der Form eines umlaufenden Ventilsitzes 120g vorgesehen ist, der eine vorbestimmte Breite hat. Ein Flansch 122g des Gehäuses 122, eine Verbindungsöffnung 122b, die in der Umfangswand des Gehäuses 122 ausgebildet ist und mit einem spitzen Winkel 122c und einer Seite 122d vorgesehen ist, und ein Durchgangsloch 122h des Gehäuses 122 sind im Wesentlichen die gleichen Teile wie die Gegenstücke des Beispiels, und daher wird deren Erläuterung unterlassen.
Der Kolben 124 hat eine Dichtfläche 124a, die mit dem Ventilsitz 120g in einen Dichtkontakt gebracht wird, wenn der Kolben 124 in einer Richtung gleitet, und die von dem Ventilsitz 120g beabstandet wird, wenn der Kolben 124 in der anderen, entgegengesetzten Richtung gleitet. Es ist angemerkt, dass sich der Kolben 124 von dem Kolben 24 des Beispiels darin unterscheidet, dass ein Vorsprung 124x im Wesentlichen an der Mitte der Dichtfläche 124a ausgebildet ist und gleitend in dem Strömungsdurchgang 120f eingepasst ist.
Der Kolben 124 hat eine Konusfläche 124r, um die Dichtfläche 124a herum. Durch die Dichtfläche 124a des Kolbens 124, der auf dem Ventilsitz 120g des Ventilsitzbauteils 120 sitzt, ist der Abstand in der Gleitrichtung des Kolbens 124 zwischen der Dichtfläche 124a und dem spitzen Winkel 122c der Öffnung 122b als eine Länge „b" dargestellt. Es ist angemerkt, dass die Größe in der Gleitrichtung der Konusfläche 124r viel kleiner als die Länge „b" und somit vernachlässigbar klein ist.
Durch den Kolben 124, der in dem Gehäuse 122 eingepasst ist, ist eine erste Drossel 126b zwischen einer inneren Umfangsfläche 122e des Gehäuses 122 und einer ersten äußeren Umfangsfläche 124h des Kolbens 124 ausgebildet, um es zuzulassen, dass eine kleine Menge an Fluid durch diese hindurchtritt. Das heißt, in dem Bereich, in dem der Kolben 124 entlang der Länge „b" von dem Zustand, in dem der Kolben 124 auf dem Ventilsitz 120g sitzt, in Richtung der Öffnung 122b gleitet, bilden die innere Umfangsfläche 122e des Gehäuses 122 und die erste äußere Umfangsfläche 124h des Kolbens 124 die erste Drossel 126b in einen Raum zwischen ihnen aus. Die Querschnittsfläche der ersten Drossel 126b, wenn diese in der Gleitrichtung 124 betrachtet wird (oder die Querschnittsfläche der ersten Drossel 126b, wenn diese in einer Ebene entlang der Linie parallel zu der Linie Y-Y von 2 gemessen wird), ist viel kleiner als die Fläche der Öffnung 122b. Da die Konusfläche 124r ausreichend klein ist, wie vorstehend angezeigt ist, ist die Länge in der Gleitrichtung der ersten Drossel 126b die Länge „b". Der Querschnitt der ersten Drossel 126b, wenn diese in der Gleitrichtung des Kolbens 124 betrachtet wird, ist eine Ringform, die durch den Raum ausgebildet ist, der zwischen zwei konzentrischen Kreisen der inneren Umfangsfläche 122e des Gehäuses 122 und der ersten äußeren Umfangsfläche 124h des Kolbens 124 umgeben ist. Durch eine derartige Konstruktion kann die Struktur des Gehäuses 122 und des Kolbens 124 vorteilhaft vereinfacht werden.
Die äußere Umfangsfläche des Vorsprungs 124x des Kolbens 124 oder eine zweite äußere Umfangsfläche 124i hat Konusflächen an deren gegenüberliegenden Enden, eine ist die Konusfläche 124s an der Seite benachbart zu der Öffnung 122b und die andere ist die Konusfläche 124t an dem entfernt liegenden Ende des Vorsprungs 124x. Durch die Dichtfläche 124a des Kolbens 124, der auf dem Ventilsitz 120g des Ventilsitzbauteils 120 sitzt, wie in 2 gezeigt ist, ist der Abstand in der Gleitrichtung des Kolbens 124 zwischen der Dichtfläche 124a und einer vorderen Fläche 124y des Kolbens 124 als eine Länge „c" bezeichnet. Es ist angemerkt, dass die Größe der Konusflächen 124s, 124t, wenn diese in der Gleitrichtung des Kolbens 124 gemessen werden, im Vergleich mit der Länge „c" vernachlässigbar klein ist.
Durch den Vorsprung 124x des Kolbens 124, der in dem Strömungsdurchgang 120f eingepasst ist, wie in 2 gezeigt ist, ist eine zweite Drossel 126c zwischen der Umfangsfläche, die den Strömungsdurchgang 120f ausbildet, oder einer inneren Umfangsfläche 120e des Ventilsitzbauteils 120, und der zweiten äußeren Umfangsfläche 124i des Kolbens 124 ausgebildet, und es wird zugelassen, dass eine kleine Menge an Fluid durch die zweite Drossel 126c strömt. Das heißt, wenn zumindest die Dichtfläche 124a in Kontakt mit dem Ventilsitz 120g angeordnet ist, ist die zweite äußere Umfangsfläche 124i des Vorsprungs 124x des Kolbens 124 innerhalb der inneren Umfangsfläche 120e des Strömungsdurchgangs 120f eingepasst, wodurch die zweite Drossel 126c zwischen der zweiten äußeren Umfangsfläche 124i und der inneren Umfangsfläche 120e ausgebildet ist.
Die Querschnittsfläche der zweiten Drossel 126c, wenn diese in der Gleitrichtung des Kolbens 124 betrachtet wird (oder die Querschnittsfläche der zweiten Drossel 126c, wenn diese in einer Ebene entlang der Linie Y-Y von 2 gemessen wird), ist viel kleiner als die Fläche der Öffnung 122b. Da die Konusflächen 124s, 124t ausreichend klein sind, wie vorstehend beschrieben ist, ist die Länge der zweiten Drossel 126c, wenn diese in der Gleitrichtung des Kolbens 124 gemessen wird, die Länge „c". Die Form des Querschnitts der zweiten Fläche 126c, wenn diese in der Gleitrichtung des Kolbens 124 betrachtet wird, ist ein konzentrischer Kreis, der durch die innere Umfangsfläche 120e des Ventilsitzbauteils 120 und die zweite äußere Umfangsfläche 124i des Kolbens 124 beschrieben ist. Durch eine derartige Konstruktion kann die Struktur des Ventilsitzbauteils 120 und des Kolbens 124 vorteilhaft vereinfacht werden.
Die erste Drossel 126b und die zweite Drossel 126c können derart ausgebildet sein, dass die Durchmesserdifferenzen der zugeordneten zwei konzentrischen Kreise, wenn diese in dem Querschnitt der ersten und zweiten Drossel 126b, 126c betrachtet werden, im Wesentlichen gleich sind. Das heißt, das nachstehende Verhältnis wird erreicht.

(der innere Durchmesser des Gehäuses 122) – (der Durchmesser der ersten äußeren Umfangsfläche 124h des Kolbens 124) (der innere Durchmesser des Ventilsitzbauteils 120) – (der Durchmesser der zweiten Umfangsfläche 124i des Kolbens 124)

In diesem Fall kann, da die Querschnittsfläche der zweiten Drossel 126c kleiner als die der ersten Drossel 126b ist, die zweite Drossel 126c, deren Länge in der Gleitrichtung des Kolbenventils 124 kleiner als die der ersten Drossel 126e ist, den gleichen Drosseleffekt wie die erste Drossel 126b erreichen, um die Strömung des Fluids zu begrenzen.
Das heißt, selbst wenn die Summe der Längen „b" und „c" in dem Ausführungsbeispiel von 2 kleiner als die Menge „a" in dem Beispiel von 1 (oder b – c < a) ist, kann das Rückschlagventil 110 des Ausführungsbeispiels im Wesentlichen den gleichen Drosseleffekt wie das Rückschlagventil 10 des Beispiels aufweisen. In dem Ausführungsbeispiel von 2 ist die Länge „b" größer als die Länge „c" (oder b > c), obwohl die Erfindung nicht auf das Abmessungsverhältnis dieser zwei Längen beschränkt ist.
Da die Struktur der Feder 125 des Ausführungsbeispiels im Wesentlichen die gleiche wie die der Feder 25 des Beispiels ist, wird deren Erläuterung weggelassen.
Der Betrieb des Rückschlagventils 110 des Ausführungsbeispiels ist nachstehend beschrieben. Das Fluid, das in den Strömungsdurchgang 120f geströmt ist, drängt den Kolben 124, um in der Richtung zu gleiten, die bewirkt, dass der Kolben 124 von dem Ventilsitz 120g beabstandet wird, während die Drängkraft der Feder 125 überwunden wird. Somit wird die Dichtfläche 124a von dem Ventilsitz 124b des Ventilsitzbauteils 120 beabstandet, um dadurch die zweite Drossel 126c mit der ersten Drossel 126b zu verbinden.
Wenn der Abstand zwischen der Dichtfläche 124a des Kolbens 124 und dem Ventilsitz 120g des Ventilsitzbauteils 120 oder die Hublänge „x" kleiner als die Länge „c" (oder x < c) ist, strömt das Fluid von dem Strömungsdurchgang 120f in die zweite Drossel 126c und dann in die erste Drossel 126b und tritt dann durch die Öffnung 122b hindurch, um aus dem Gehäuse 122 abgegeben zu werden. In diesem Fall ist, da die Fläche der Öffnung 122b viel größer als die Querschnittsfläche der ersten Drossel 126b und der zweiten Drossel 126c ist, wenn die Hublänge „x" kleiner als die Länge „c" ist (oder x < c), die Strömung des Fluids durch die erste Drossel 126b und die zweite Drossel 126c begrenzt, während x < c ist. Daher verändert sich die Strömungsrate durch die Veränderung der Hublänge „x" nicht schnell, so dass die Druckdifferenz zwischen dem Strömungsdurchgang 120f und der Außenseite des Gehäuses 122 nicht schnell verändert wird, woraus sich Folgendes ergibt, dass das Ventilschwingen verhindert wird.
Wenn die Hublänge „x" vergrößert wird, um im Wesentlichen gleich wie die Länge „c" zu sein (oder x = c), sind die vordere Fläche 124y des Kolbens 124 und der Ventilsitz 120g des Ventilsitzbauteils 120 im Wesentlichen bündig zueinander positioniert. Wenn die Hublänge „x" weiter vergrößert wird, um die Länge „c" zu überschreiten, aber nicht um die Summe der Längen „b" und „c" zu überschreiten (oder c < x < b + c), wird der Vorsprung 124x des Kolbens 124 vollständig aus dem Strömungsdurchgang 120f bewegt, so dass die zweite äußere Umfangsfläche 124i des Kolbens 124 und die innere Umfangsfläche 120e des Ventilsitzbauteils 120 vollständig voneinander getrennt sind, woraus sich Folgendes ergibt, dass die zweite Drossel 126c nicht mehr arbeitet.
Das Fluid strömt dann direkt von dem Strömungsdurchgang 120f in das Gehäuse 122 und tritt durch die erste Drossel 126b und dann durch die Öffnung 122b hindurch, um von dem Gehäuse 122 abgegeben zu werden. Wenn die Hublänge „x" kleiner als die Länge „c" ist und kleiner als die Summe der Längen „b" und „c" ist (oder c < x < b + c), ist die Strömung des Fluids durch die erste Drossel 126b begrenzt. Daher verändert sich die Strömungsrate durch die Veränderung der Hublänge „x" nicht schnell, so dass die Druckdifferenz zwischen dem Strömungsdurchgang 120f und der Außenseite des Gehäuses 122 nicht schnell verändert wird, und daher wird das Ventilschwingen erfolgreich verhindert.
Wenn die Hublänge „x" weiter vergrößert wird, um im Wesentlichen gleich wie die Summe der Längen „b" und „c" zu werden (oder x = b + c), ist die Dichtfläche 124a des Kolbens 124 korrespondierend zu dem spitzen Winkel 122c der Öffnung 122b positioniert. Wenn die Hublänge „x" weiter vergrößert wird, um die Summe der Längen „b" und „c" zu überschreiten (oder x > b + c), sind die Innenseite und die Außenseite des Gehäuses 122 direkt miteinander verbunden. Somit wird der Effekt der ersten Drossel 126b aufgehoben und die Strömung des Fluids wird durch die Öffnungsfläche der Öffnung 122b eingestellt. Da der Betrieb des Rückstoßventils 110 während der Bedingung, bei der x > b + c ist, im Wesentlichen der gleiche wie der Betrieb des Rückschlagventils 10 des Beispiels während der Bedingung ist, bei der x > a ist, wird die Erläuterung des Rückschlagventilbetriebs weggelassen.
Wie vorstehend beschrieben ist, da das Rückschlagventil 110 des Ausführungsbeispiels derart konstruiert ist, dass zumindest eine der ersten Drossel 126b und der zweiten Drossel 126c zwischen dem Strömungsdurchgang 120f und der Öffnung 122b in dem Strömungsdurchgang des Fluids ausgebildet ist, dessen Strömungsrate relativ klein ist, wird die Strömungsrate nicht übermäßig durch eine Vergrößerung der Hublänge vergrößert, und daher reduziert sich die Druckdifferenz zwischen dem Strömungsdurchgang 120f und der Außenseite des Gehäuses 122 nicht schnell. Folglich wird das Schwingen erfolgreich verhindert, so dass eine Betriebsstabilität des Rückschlagventils sichergestellt ist.
Das Rückschlagventil 110 des Ausführungsbeispiels, das die erste Drossel 126b und die zweite Drossel 126c hat, deren Durchmesser kleiner als der der ersten Drossel 126b ist, kann im Wesentlichen den gleichen Drosseleffekt wie das Rückschlagventil 10 des Beispiels mit einer reduzierten Länge der Drossel in der Gleitrichtung des Kolbens 124 vorsehen. Zusätzlich kann die Größe des Rückschlagventils 110, das die zweite Drossel 126c hat, die in dem Strömungsdurchgang 120f des Ventilsitzbauteils 120 ausgebildet ist, kompakt ausgebildet werden.
In dem Ausführungsbeispiel ist die erste Drossel 126b zwischen der inneren Umfangsfläche 122e des Gehäuses 122 und der ersten äußeren Umfangsfläche 124h des Kolbens 124 ausgebildet, während die zweite Drossel 126c zwischen der zweiten äußeren Umfangsfläche 124i des Kolbens 124 und der inneren Umfangsfläche 120e des Ventilsitzbauteils 120 ausgebildet ist. Die erste Drossel 126b und die zweite Drossel 126c sind derart ausgebildet, dass die Druckdifferenz, die es dem Kolben 124 ermöglicht, stetig zu gleiten, zwischen dem Strömungsdurchgang 120f und der Öffnung 122b aufrechterhalten wird. Weiter sind die erste Drossel 126b und die zweite Drossel 126c gestaltet, um eine derartige Querschnittsfläche zu haben, bei der ein Ventilschwingen in dem Bereich von Strömungsraten nicht auftritt, bei dem das Rückschlagventil 110 verwendet wird.
In dem Rückschlagventil 110 des bevorzugten Ausführungsbeispiels sind die nachstehenden Modifikationen angewandt.
Bezogen auf die Länge „b" der ersten Drossel 126b und die Länge „c" der zweiten Drossel 126c, obwohl die Länge „b" größer als die Länge „c" (oder b > c) in dem Ausführungsbeispiel von 2 ist, kann die Länge „b" im Wesentlichen gleich wie oder größer als die Länge „c" sein (oder b ≤ c). Wenn das Größenverhältnis zwischen der Länge „b" und der Länge „c" verändert wird, verändert sich die Reihenfolge, mit der die erste Drossel 126b und die zweite Drossel 126c die Wirkung einer Drossel ausführen. Jedoch hat eine derartige Veränderung der Reihenfolge keinen Einfluss auf den Effekt eines Verhinderns des Schwingens beim Betrieb des Rückschlagventils während einer relativ kleinen Strömungsrate.
Obwohl die Länge in der Gleitrichtung des Kolbens 124 in dem Ausführungsbeispiel derart festgelegt ist, dass der Kolben 124, der in Kontakt mit dem Ventilsitz 120g ist, einen Teil der Öffnung 122b schließt, kann die Länge in der Gleitrichtung des Kolbens 124 derart festgelegt sein, dass der Kolben 124 die Öffnung 122b nicht schließt. Alternativ kann die Länge derart festgelegt sein, dass die gesamte Öffnung 122b durch den Kolben 124 geschlossen wird.
In einem modifizierten Beispiel zu dem Ausführungsbeispiel kann sich die Anzahl der Öffnungen 122b, die Form jeder Öffnung 122b und die gesamte Fläche der Öffnung 122b von denen des Ausführungsbeispiels unterscheiden. Zusätzlich kann ein Teil der oder alle Öffnungen 122b verschiedene Formen haben und können in einem unterschiedlichen Abstand von dem Ventilsitz 120g beabstandet sein.
Obwohl in dem Ausführungsbeispiel das Fluid zur Verwendung in dem Verdichter, in dem das Rückschlagventil 110 angeordnet ist, Kohlenstoffdioxid ist, kann ein Fluid wie zum Beispiel Fluorchlorkohlenwasserstoff verwendet werden.
Obwohl in dem Ausführungsbeispiel der Querschnitt des Gehäuses 122 und des Kolbens 124, wenn diese in der Gleitrichtung des Kolbens 124 betrachtet werden, im Wesentlichen kreisförmig ist, können diese eine beliebige andere Form aufweisen, solange die erste Drossel 126b und die zweite Drossel 126c, die es zulassen, dass der Kolben 124 stabil gleitet, zwischen dem Gehäuse 122 und dem Kolben 124 ausgebildet sind, wie vorstehend beschrieben ist. Zusätzlich muss die Querschnittsform des Gehäuses 122 und des Kolbens 124 nicht ähnlich sein. Weiter kann sich die Form der ersten Drossel 126b von der der zweiten Drossel 126c unterscheiden.
Obwohl in dem Ausführungsbeispiel das Ventilsitzbauteil 120 und das Gehäuse 122 getrennte Bauteile sind, können sie einstückig miteinander ausgebildet sein, um dadurch ein Ventilgehäuse auszubilden.
Der Kolben 124 hat im Wesentlichen eine gehöhlte Schalenform in dem Ausführungsbeispiel, er kann derart modifiziert sein, so dass er keinen gehöhlten Raum aufweist.
Außerdem kann die Feder 125 durch einen elastischen Körper wie zum Beispiel Gummi ersetzt werden, der den Kolben 124 in Richtung des Ventilsitzes 120g drängt.
Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als illustrativ und nicht als einschränkend anzusehen, und die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Details beschränkt, sondern kann modifiziert werden, wie in den angefügten Ansprüchen definiert ist.
Das Rückschlagventil hat ein Ventilgehäuse, einen Ventilkörper und ein Drängbauteil. Das Ventilgehäuse hat eine Umfangswand und einen Ventilsitz. Die Umfangswand hat eine Öffnung durch die Wand hindurch zur Fluidverbindung. Die Öffnung ist stromabwärtiger als der Ventilsitz angeordnet. Das Ende der Öffnung an der Seite des Ventilsitzes ist in einer vorbestimmten Länge in einer Richtung beabstandet, in der der Ventilkörper von dem Ventilsitz beabstandet wird. Eine erste Drossel ist in einem Raum zwischen einer inneren Umfangsfläche des Ventilgehäuses und einer äußeren Umfangsfläche des Ventilkörpers ausgebildet, während der Ventilkörper in der Richtung um die vorbestimmte Länge von dem Zustand gleitet, in dem der Ventilkörper auf dem Ventilsitz sitzt.

Claims

Rückschlagventil mit einem Ventilgehäuse (120, 122), einem Ventilkörper (124), und einem Drängbauteil (125), wobei das Ventilgehäuse (120, 122) eine Umfangswand (122) und einen Ventilsitz (120g) hat, wobei die Umfangswand (122) eine Öffnung (122b) durch diese hindurch zur Fluidverbindung hat, wobei die Öffnung (122b) stromabwärtig des Ventilsitzes (120g) angeordnet ist, wobei die Umfangswand (122) ferner eine innere Umfangsfläche (122e) hat, wobei der Ventilkörper (124) gleitend in dem Ventilgehäuse (120, 122) angeordnet ist, wobei der Ventilkörper (124) eine äußere Umfangsfläche (124h) hat, die an der inneren Umfangsfläche (122e) des Ventilgehäuses (120, 122) eingepasst ist, wobei der Ventilkörper (124) ferner eine Dichtfläche (124a) hat, die auf den Ventilsitz (120g) gesetzt wird, wenn der Ventilkörper (124) in einer ersten Richtung gleitet, wobei die Dichtfläche (124a) von dem Ventilsitz (120g) beabstandet wird, wenn der Ventilkörper (124) in einer zweiten Richtung gleitet, die zu der ersten Richtung entgegengesetzt ist, wobei das Drängbauteil (125) in dem Ventilgehäuse (120, 122) zum Drängen des Ventilkörpers (124) in die erste Richtung angeordnet ist, wobei das Ende (122c) der Öffnung (122b) an der Seite des Ventilsitzes (120g) mit einer vorbestimmten Länge (b) in der zweiten Richtung von dem Ventilsitz (120g) beabstandet ist, wobei eine erste Drossel (126b) in einem Raum zwischen der inneren Umfangsfläche (122e) des Ventilgehäuses (120, 122) und der äußeren Umfangsfläche (124h) des Ventilkörpers (124) ausgebildet ist, während der Ventilkörper (124) in der zweiten Richtung um die vorbestimmte Länge (b) aus dem Zustand gleitet, in dem der Ventilkörper (124) auf dem Ventilsitz (120g) sitzt, wobei der Ventilkörper (124) einen Vorsprung (124x) hat, der von dem Inneren eines Abschnitts der Dichtfläche (124a) vorsteht, die mit dem Ventilsitz (120g) in Kontakt ist, wobei, zumindest wenn die Dichtfläche (124a) mit dem Ventilsitz (120g) in Kontakt ist, eine äußere Umfangsfläche (124i) des Vorsprungs (124x) an einer inneren Umfangsfläche eines Strömungsdurchgangs (120f) des Ventilgehäuses (120, 122) zwischen dem Ventilsitz (120g) und einem Sauganschluss (120h) eingepasst ist, wobei eine zweite Drossel (126c) in einem Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche (124i) des Vorsprungs (124x) und der inneren Umfangsfläche des Strömungsdurchgangs (120f) ausgebildet ist, und wobei eine Fläche des Querschnitts der zweiten Drossel (126c), wenn diese aus der zweiten Richtung betrachtet wird, kleiner als die der ersten Drossel (126b) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge in der zweiten Richtung der ersten Drossel (126b) größer als die Länge der zweiten Drossel (126c) ist.
Rückschlagventil gemäß Anspruch 1, wobei das Ventilgehäuse (120, 122) ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, die durch die Umfangswand (122) verbunden sind, wobei das erste Ende den Sauganschluss (120h) hat, wobei der Ventilsitz (120g) näher zu dem zweiten Ende als der Sauganschluss (120h) angeordnet ist, wobei die Öffnung (122b) näher zu dem zweiten Ende als der Ventilsitz (120g) angeordnet ist, wobei das Ende (122c) der Öffnung (122b) an der Seite des Ventilsitzes (120g) mit der vorbestimmten Länge (b) in Richtung des zweiten Endes von einem Abschnitt der Umfangswand (122) beabstandet ist, der zu dem Ende der äußeren Umfangsfläche (124h) des Ventilkörpers (124) an der Seite des ersten Endes korrespondiert, wenn die Dichtfläche (124a) des Ventilkörpers (124) auf dem Ventilsitz (120g) sitzt, wobei die erste Drossel (126b) in einem Bereich ausgebildet ist, in dem der Ventilkörper (124) in der zweiten Richtung um die vorbestimmte Länge (b) aus dem Zustand gleitet, in dem der Ventilkörper (124) auf den Ventilsitz (120g) sitzt.
Rückschlagventil gemäß Anspruch 1, wobei zumindest einer der Querschnitte der ersten Drossel (126b) und der zweiten Drossel (126c), wenn diese aus der zweiten Richtung betrachtet werden, eine Ringform hat.
Rückschlagventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Länge in der zweiten Richtung des Ventilkörpers (124) derart festgelegt ist, dass der Ventilkörper (124) einen Teil der Öffnung (122b) schließt, wenn der Ventilkörper (124) auf dem Ventilsitz (120g) sitzt.
Rückschlagventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Länge in der zweiten Richtung des Ventilkörpers (124) derart festgelegt ist, dass der Ventilkörper (124) die Öffnung (122b) nicht schließt, wenn der Ventilkörper (124) auf dem Ventilsitz (120g) sitzt.
Rückschlagventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Ventilgehäuse (120, 122) ein Ventilsitzbauteil (120) und ein Gehäuse (122) hat, die getrennte Bauteile sind.
Rückschlagventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Anzahl der Öffnungen (122) eine Vielzahl ist.
Rückschlagventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Öffnung (122b) im Wesentlichen in der Form eines gleichschenkligen Dreiecks ausgebildet ist.