IT9009500A1

IT9009500A1 - A PISTON FOR ALTERNATIVE OPERATING MACHINES AND RELATED VALVE PLATE

Info

Publication number: IT9009500A1
Application number: IT009500A
Authority: IT
Inventors: Mario Dorin
Original assignee: Dorin Mario Spa
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1992-04-09
Also published as: IT1241803B; IT9009500A0

Description

UN PISTONE PER MACCHINE OPERATRICI ALTERNATIVE E RELATIVA PIASTRA VALVOLE A PISTON FOR ALTERNATIVE OPERATING MACHINES AND RELATIVE VALVE PLATE

DESCRIZIONE DESCRIPTION

L'invenzione si riferisce ad un pistone o stantuffo per macchine operatrici alternative, in specie compressori alternativi, e ad una piastra per valvole automatiche da impiegare in combinazione a detto pistone. The invention relates to a piston or plunger for alternative operating machines, in particular reciprocating compressors, and to a plate for automatic valves to be used in combination with said piston.

E' noto che nelle macchine operatrici come i compressori volumetrici alternativi il rendimento del ciclo di compressione è funzione, tra gli altri parametri, anche del coefficiente di riempimento che a sua volta dipende dallo spazio nocivo o spazio morto all'interno del cilindro di compressione. It is known that in operating machines such as reciprocating volumetric compressors the efficiency of the compression cycle is a function, among other parameters, of the filling coefficient which in turn depends on the noxious space or dead space inside the compression cylinder.

Scopo dell'invenzione è la realizzazione di un pistone e di una piastra valvole per detto pistone che riducono fortemente lo spazio nocivo aumentando corrispondentemente il rendimento del compressore. The object of the invention is to provide a piston and a valve plate for said piston which greatly reduce the harmful space, correspondingly increasing the efficiency of the compressor.

Un primo oggetto dell'invenzione è quindi un pistone per una macchina operatrice volumetrica alternativa caratterizzato dal fatto che sul cielo del pistone stesso è ricavata almeno una costolatura sporgente saUff .Tecn.Ing.A.MANNUCCI A first object of the invention is therefore a piston for an alternative volumetric operating machine characterized in that at least one protruding rib is formed on the crown of the piston itself.

gomata in modo tale da penetrare in almeno una corrispondente luce di passaggio di una corrispondente valvola o piastra di valvole automatica. Il pistone viene realizzato di pezzo già provvisto con questa costolatura sporgente, la cui sagoma è studiata per adattarsi alla sagoma della luce di scarico ricavata sulla piastra della valvola automatica. Si ottiene in questo modo con semplici lavorazioni del pistone e della piastra valvole una riduzione dello spazio nocivo, un elevato coefficiente di riempimento (dovuto alle adeguate luci di aspirazione) e conseguentemente una macchina operatrice con un elevato rendimento. elbowed in such a way as to penetrate at least one corresponding passage opening of a corresponding automatic valve or valve plate. The piston is made of a piece already provided with this protruding rib, the shape of which is designed to adapt to the shape of the exhaust port obtained on the plate of the automatic valve. In this way, with simple machining of the piston and the valve plate, a reduction of the noxious space, a high filling coefficient (due to the adequate intake ports) and consequently an operating machine with a high efficiency are obtained.

In pratica, sul pistone possono essere previste due costolature che hanno uno sviluppo lungo un arco di circonferenza, corrispondenti a due luci di scarico ricavate sulla piastra valvole. In practice, two ribs can be provided on the piston which extend along an arc of circumference, corresponding to two exhaust ports formed on the valve plate.

Forma oggetto dell'invenzione anche una macchina operatrice volumetrica alternativa comprendente uno o più pistoni con costolature del tipo sopra definito e relative piastre valvola con luci di scarico sagomate in modo corrispondente alle costolature del o dei pistoni. The invention also relates to an alternative volumetric operating machine comprising one or more pistons with ribs of the type defined above and relative valve plates with exhaust ports shaped in a manner corresponding to the ribs of the piston or pistons.

Il trovato verrà meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una pratica esemplificazione non limitativa del trovato stesso. The invention will be better understood by following the description and the attached drawing, which shows a practical non-limiting example of the same invention.

Uff .Tecn.Ing.A.MANNUCCI Technical office A.MANNUCCI

Nel disegno: la In the drawing: the

Fig. 1 mostra una vista della piastra valvole dal lato esterno al cilindro; la Fig. 1 shows a view of the valve plate from the side outside the cylinder; there

Fig. 2 mostra una vista della piastra valvole dal lato rivolto verso l'interno del cilindro; la Fig. 2 shows a view of the valve plate from the side facing the inside of the cylinder; there

Fig. 3 mostra una sezione assiale di un pistone secondo III-III di Fig. 4; la Fig. 3 shows an axial section of a piston according to III-III of Fig. 4; there

Fig. 4 mostra una vista in pianta secondo IV-IV di Fig. 3; e le Fig. 4 shows a plan view according to IV-IV of Fig. 3; and the

Figg. 5 e 6 mostrano rispettivamente la fase di aspirazione ed il termine della fase di compressione in un sistema cilindro-pistone incorporante un pistone secondo il trovato. Figs. 5 and 6 show respectively the intake phase and the end of the compression phase in a cylinder-piston system incorporating a piston according to the invention.

Con iniziale riferimento alle Figg. 1 e 2, con 1 viene genericamente indicata una piastra valvole che nell'esempio del disegno è realizzata per essere accoppiata a due cilindri di un compressore volumetrico alternativo. La Fig. 1 mostra una vista frontale esterna della piastra valvole, cioè dal lato esterno al cilindro su cui la piastra deve essere montata. Con 3 sono indicate luci di aspirazione sviluppate secondo archi di circonferenza contrapposti. Con 5 sono indicate le luci di scarico attraverso le quali viene scaricato il fluido compresso nella camera di compressione. Anche le luci di scarico 5 si sviluppano secondo archi di cirUff.Tecn.Ing.A.MANNUCCI With initial reference to Figs. 1 and 2, 1 generically indicates a valve plate which in the example of the drawing is made to be coupled to two cylinders of a reciprocating volumetric compressor. Fig. 1 shows an external front view of the valve plate, ie from the side outside the cylinder on which the plate is to be mounted. With 3 are indicated suction ports developed according to opposite arcs of circumference. The number 5 indicates the discharge ports through which the fluid compressed into the compression chamber is discharged. The exhaust ports 5 also develop according to the arches of the engineer by engineer A.MANNUCCI

conferenza contrapposti rispetto all'asse del rispettivo cilindro. Come è visibile in Fig. 1, concentricamente alle luci di aspirazione 3 ed alle luci di scarico 5 si sviluppano due risalti anulari 7 che presentano un raggio rispettivamente minore del raggio minimo delle luci di scarico 5 e maggiore del raggio massimo delle luci di scarico 5 stesse. I risalti ψ servono da appoggio per l'otturatore delle valvole automatiche. In Fig. 2, che mostra la faccia opposta della piastra valvole, sono visibili le stesse luci di aspirazione 3 e di scarico 5 e due risalti anulari 9 concentrici alle luci di aspirazione e di scarico, presentanti un raggio rispettivamente minore del raggio minimo delle luci di aspirazione e maggiore del raggio massimo delle luci di aspirazione stesse. I risalti 9 servono da battuta per gli otturatori delle luci di aspirazione. opposed conference with respect to the axis of the respective cylinder. As can be seen in Fig. 1, concentric with the intake ports 3 and the exhaust ports 5 two annular projections 7 develop which have a radius respectively smaller than the minimum radius of the exhaust ports 5 and greater than the maximum radius of the exhaust ports 5 same. The projections ψ serve as a support for the shutter of the automatic valves. In Fig. 2, which shows the opposite face of the valve plate, the same intake ports 3 and exhaust 5 and two annular protrusions 9 concentric to the intake and exhaust ports are visible, having a radius respectively smaller than the minimum radius of the ports intake and greater than the maximum radius of the intake ports themselves. The projections 9 serve as a stop for the shutters of the intake ports.

Le Figg. 3 e 4 mostrano un pistone atto a cooperare con una piastra del tipo mostrato nelle Figg. 1 e 2. Il pistone, genericamente indicato con 10, presenta sul proprio cielo due costolature 11, che presentano uno sviluppo corrispondente allo sviluppo delle luci di scarico 5, cioè un andamento secondo un arco di circonferenza. Nell'esempio illustrato, le due costolature 11 sono disposte simmetricamente rispetto all'asse del pistone. Figs. 3 and 4 show a piston adapted to cooperate with a plate of the type shown in Figs. 1 and 2. The piston, generally indicated with 10, has two ribs 11 on its crown, which have a development corresponding to the development of the exhaust ports 5, ie a course according to an arc of circumference. In the example illustrated, the two ribs 11 are arranged symmetrically with respect to the axis of the piston.

Uff .Tecn.Ing.A.MANNUCCI Technical office A.MANNUCCI

Il funzionamento del sistema pistone-piastra valvole sopra descritto appare chiaro dalle Figg. 5 e 6. La Fig. 5, che mostra in sezione assiale la parte superiore del cilindro di una macchina operatrice alternativa, mostra il pistone nella sua fase iniziale di discesa verso il punto morto inferiore, a cui corrisponde l'aspirazione del fluido da elaborare che penetra nella camera di compressione C secondo le frecce fC attraverso le luci di aspirazione 3. Con 13 è indicato l'otturatore della valvola di aspirazione che è bloccato tramite una vite 15 sulla piastra valvole 1. La disposizione di questi otturatori è nota agli esperti del ramo, e non viene quindi descritta in maggiore dettaglio in questa sede. Le luci di scarico 5 sono chiuse in questa fase da un otturatore 17 disposto sulla faccia opposta della piastra valvole 1. The operation of the piston-valve plate system described above is clear from Figs. 5 and 6. Fig. 5, which shows the upper part of the cylinder of a reciprocating machine in axial section, shows the piston in its initial phase of descent towards the lower dead center, which corresponds to the suction of the fluid to be processed. which enters the compression chamber C according to the arrows fC through the intake ports 3. 13 indicates the shutter of the intake valve which is locked by means of a screw 15 on the valve plate 1. The arrangement of these shutters is known to experts of the art, and is therefore not described in greater detail here. The exhaust ports 5 are closed in this phase by a shutter 17 arranged on the opposite face of the valve plate 1.

La Fig. 6 mostra la fase finale della compressione operata dal pistone 10 all'interno del cilindro della macchina operatrice. Come è noto, è la stessa differenza di pressione tra interno ed esterno del cilindro che comanda l'apertura e la chiusura degli otturatori 13, 17 delle valvole automatiche. In fase di scarico, l'otturatore 17 viene aperto quando la pressione del fluido all'interno della camera di compressione raggiunge un valore predeterminato. Ciò accade quando il pistone 10 Uff .Tecn.Ing.A.MANNUCCI Fig. 6 shows the final stage of compression operated by the piston 10 inside the cylinder of the operating machine. As is known, it is the same pressure difference between the inside and outside of the cylinder that controls the opening and closing of the shutters 13, 17 of the automatic valves. During the discharge phase, the shutter 17 is opened when the pressure of the fluid inside the compression chamber reaches a predetermined value. This happens when the piston 10 Uff .Tecn.Ing.A.MANNUCCI

termina la propria corsa ascensionale di compressione ed assume una posizione come mostrata in Fig. 6, nella quale, appunto, l'otturatore 17 è mostrato in posizione sollevata per consentire al fluido di fuoriuscire secondo le frecce fS. In questa posizione le costolature 11 del pistone 10 penetrano all'interno delle luci di scarico 5 della piastra valvole 1, riducendo in questo modo al minimo lo spazio nocivo, ed aumentando pertanto il rendimento del compressore. ends its upward compression stroke and assumes a position as shown in Fig. 6, in which, in fact, the shutter 17 is shown in a raised position to allow the fluid to flow out according to the arrows fS. In this position the ribs 11 of the piston 10 penetrate inside the exhaust ports 5 of the valve plate 1, thus reducing the harmful space to a minimum, and thus increasing the efficiency of the compressor.

Le costolature 11 possono essere facilmente ricavate di pezzo dal pistone 10, con lavorazioni rapide ed economiche. E' evidente che, gli stessi effetti che si ottengono con la disposizione mostrata nelle figure allegate, può essere ottenuta con un diverso numero di costolature 11 corrispondenti ad un diverso numero di luci di scarico 5 nella piastra valvole. The ribs 11 can be easily obtained in one piece from the piston 10, with rapid and economical machining. It is evident that the same effects obtained with the arrangement shown in the attached figures can be obtained with a different number of ribs 11 corresponding to a different number of exhaust ports 5 in the valve plate.

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato, potendo esso trovato variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso. It is understood that the drawing shows only an exemplification given only as a practical demonstration of the invention, since it can be found to vary in forms and arrangements without however departing from the scope of the concept that informs the invention itself.

RIVENDICAZIONI

1. Un pistone per una macchina operatrice volumetrica alternativa, caratterizzato dal fatto che sul cielo del pistone stesso è ricavata almeno una costola 1. A piston for an alternative volumetric operating machine, characterized by the fact that at least one rib is formed on the crown of the piston itself

Claims

Technical office A.MANNUCCI ends its upward compression stroke and assumes a position as shown in Fig. 6, in which, in fact, the shutter 17 is shown in a raised position to allow the fluid to flow out according to the arrows fS. In this position the ribs 11 of the piston 10 penetrate inside the exhaust ports 5 of the valve plate 1, thus reducing the harmful space to a minimum, and thus increasing the efficiency of the compressor. The ribs 11 can be easily obtained in one piece from the piston 10, with rapid and economical machining. It is evident that the same effects obtained with the arrangement shown in the attached figures can be obtained with a different number of ribs 11 corresponding to a different number of exhaust ports 5 in the valve plate. It is understood that the drawing shows only an exemplification given only as a practical demonstration of the invention, since it can be found to vary in forms and arrangements without however departing from the scope of the concept that informs the invention itself. CLAIMS 1. A piston for an alternative volumetric operating machine, characterized in that at least one rib is obtained on the crown of the piston itself. protruding section shaped in such a way as to penetrate at least one corresponding passage opening of a corresponding valve.

2. A piston as per claim 1, wherein said at least one rib is formed integrally from the piston block.

3. A piston according to claim 1 or 2, in which several ribs are provided, arranged symmetrically with respect to the axis of the piston.

4. A piston according to one or more of the preceding claims, comprising two ribs developing according to arcs of circumference.

5. A piston according to one or more of the preceding claims, in which said at least one rib is tapered in the direction perpendicular to the piston crown.

6. A plate for an automatic valve for alternative volumetric operating machines, characterized in that it has at least one passage opening on the compression side shaped in such a way as to cooperate with a rib of a piston as per one or more of claims 1 to 5 .

7. An alternative volumetric operating machine, characterized in that it comprises a piston as per one or more of claims 1 to 5 and, at the head of the cylinder, an automatic valve with a plate as per claim 6.