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Sicherheitsventil Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil an
Druckgefäßen, insbesondere Druckkochern.
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Es ist bereits bekannt,- an Druckkochern ein Sicherheitsventil vorzusehen,
um bei Übersteigen eines vorbestimmten, maximalen Drucks im Druckkocher das hochgespannte
Gas bzw. den hochgespannten Dampf so lange abzulassen, bis der vorbestimmte Wert
des Innendruckes wieder erreicht ist. Bei einer bekannten Ausführungsform eines
solchen Sicherheitsventils an Druckkochern ist am Deckel des Gefäßes eine Öffnung
vorgesehen und der öffnungsrand nach innen so gebogen, daß sich ein Kegelstumpf
mit konkaver Mantelfläche ergibt. Von außen umgibt den Kegelstumpf eine Kegelschließfeder,
die gegen die innere Mantelfläche des Kegelstumpfes ein Ventilstück anpreßt, dessen
Mantelfläche konvex ist. Hierdurch wird erreicht, daß sich das Ventilstück auf ein
ringförmiges Mantelstück gegen den Kegelstumpf anlegt und so eine Abdichtung erzielt
wird.
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Abgesehen davon, daß diese Konstruktion einen besonderen Deckel verlangt
und das Ventil gar nicht als getrennte Baueinheit für sich hergestellt werden kann,
ergibt sich noch der Nachteil, daß die Kegelschließfeder und das Ventilstück nicht
an gegenüberliegenden Stellen auf die Gehäusewand wirken. Die hierdurch entstehende
Biegebeanspruchung bringt bei den verhältnismäßig dünnen Blechen für Kochgefäße
die Gefahr der Formveränderung mit sich, sofern nicht das Blech übermäßig stark
gewölbt wird; was jedoch wegen der höheren Kosten ungünstig ist.
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Dieser Nachteil wird bei Sicherheitsventilen zum Verschließen einer
Sicherheitsöffnung an Druckgefäßen; insbesondere an Druckkochern, deren Verschließglied
von außen, und zwar außerhalb des Randes der Sicherheitsöffnung unter der Wirkung
einer Schließfeder gegen die Gehäusewand gedrückt wird, wobei das eine Ende der
Schließfeder seine Abstützung am Verschlußglied und deren anderes Ende seine Abstützung
an der Gefäßinnenwand findet, gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß sich die
Kraftangriffsstellen der unter Federwirkung stehenden Ventilteile bzw. eines Ventilteils
und der Feder an der ebenen Gehäusewand einander gegenüberliegen, so daß bei geschlossenem
Ventil durch die Federkraft auf die Gehäusewand keine Biegebeanspruchung ausgeübt
wird. Durch diese Konstruktion wird damit jede Formveränderung der Gehäusewand durch
am Ventil auftretende Drücke vermieden und ein zuverlässiges Arbeiten des Ventils
für lange Zeit gewährleistet. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der Einzelteile des Ventils
nach Fig. 1, Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte zweite Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 einen Teilschnitt
gemäß Fig. 3 in größerem Maßstab, Fig. 6 eine Ansicht von unten gemäß Fig. 5.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig.1 und 2 ist das als Ganzes
mit 10 bezeichnete Sicherheitsventil auf einem Deckel 11 eines nicht
dargestellten Druckkochers befestigt. Der Deckel 11, der verhältnismäßig
dünn sein und eine Dicke von ungefähr 0,8 mm aufweisen kann, besitzt eine Öffnung
11a, durch die sich ein Teilstück des Sicherheitsventils 10 zur Befestigung
am Deckel 11 hindurch erstreckt.
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Das Sicherheitsventil selbst weist ein bewegliches Ventilglied oder
Ventilgehäuse 20 auf, das an der Außenseite des Deckels 11 angeordnet ist
und mit einem ringförmigen Dichtungsteil federnd gegen den Deckel 11 auf einer um
die Öffnung 11 a herum angeordneten Fläche durch Federmittel, beispielsweise eine
Feder 25, angepreßt ist, die über eine Buchse 13 auf die Unterseite des Deckels
11 und das Ventilgehäuse wirkt. Es ergibt sich hieraus, daß der die Öffnung
11 a des Deckels 11 umgebende Rand einen
Ventilsitz
bildet, gegen den das Gehäuse 20 federnd angepreßt ist, wodurch ein dichter Verschluß
zwischen der Ober- und Unterseite des Deckels 11 erreicht wird, der bei Auftreten
eines Überdruckes innerhalb des Druckgefäßes geöffnet wird. Es ist ferner ersichtlich,
daß die Hauptteile des Ventiles 10 außerhalb des Druckgefäßes angeordnet sind und
also nicht vom Deckel 11 in das Druckgefäß hineinragen. - _ Im folgenden soll nun
das Sicherheitsventil 10 im einzelnen beschrieben- werden. Die Buchse 13 hat eine
ungefähr napfförmige Gestalt und weist an ihrem unteren Ende einen sich nach außen
erstrekkenden Ringfiansch 15 auf, der sich zweckmäßig über den Rand der öffnung
11 a hinaus erstreckt, um so ein Herausziehen der Buchse 13 aus dem Druckkocher
durch die Öffnung 11a hindurch zu verhindern. Das obere Ende der Buchse 13 ist nach
innen gerichtet, so daß dort ein Ringflansch 16 entsteht, dessen innere Kante eine
Öffnung 17 begrenzt, durch die sich ein Ansatz 19 des Ventilgehäuses 20 hindurch
erstreckt, der innerhalb des Gehäuses 20 nach unten ragt. Der Ansatz 19 hat eine
mit Gewinde versehene Bohrung 19 a, in die eine Kopfschraube 22 eingeschraubt ist,
die einen Schlitz 23 zum Einsetzen eines Schraubenziehers aufweist. Eine Schraubenfeder
25 umgibt den Ansatz 19 und stützt sich gegen den Flansch 16 und den Kopf
der Schraube 22 ab, so daß der Rand 21 des Ventilgehäuses 20 dem Flansch
15 der Buchse 13 zu gepreßt wird. Da der Deckel 11 zwischen dem Rand 21 und dem
Flansch 15 angeordnet ist, so wird dieser Rand federnd gegen den Deckel 11 auf der
ganzen, die Öffnung 11 a umgebenden Fläche angepreßt. Um beim Zusammenpressen durch
die Feder 25 einen Luft- und flüssigkeitsdichten Verschluß zwischen dem Rand 21
und dem Deckel 11 zu erhalten, ist ein nach außen ragender Ringflansch 26
am unteren Rand des Ventilgehäuses 20 vorgesehen, der eine halbringförmige Nut 27
zum Einsetzen eines federnden Dichtungsringes 28 aufweist, wobei dieser Dichtungsring
beispielsweise aus Gummi oder einem geeigneten Kunststoff sein kann.
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Damit wird der Dichtungsring 28 durch die Kraft der Feder 25 kräftig
gegen die Oberseite des Deckels 11 um die Öffnung 11. herum angepreßt, so daß eine
luftdichte Abdichtung zwischen der Innenseite und Außenseite des Kochers entsteht.
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Obgleich der Druck im Hohlraum des Ventilgehäuses 20 sich mit dem
Druck innerhalb des Kochgerätes infolge des Spiels zwischen dem Ansatz
19 und dem Rand der Öffnung 17 ausgleichen kann, so ist es doch zweckmäßig,
eine Vielzahl von Öffnungen 30 in der Buchse 13 in der Nähe des Bodens ungefähr
in Richtung auf die Oberseite des Deckels 11. zu vorzusehen, um bei Abheben des
Ringes 28 vom Deckel 11 die Zeit, die für das Ablassen von Dampf aus dem Kocher
zum Herabsetzen des inneren Druckes auf einen unterhalb des maximalen Druckes liegenden
Wert benötigt wird, zu verkürzen. Der im Kocher befindliche Dampf strömt dabei durch
die Öffnungen 30 unterhalb des Ringes 28 nach außen.
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Der Deckel 11. kann gegebenenfalls verhältnismäßig dünn und biegsam
sein. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Deckel 11 in der unmittelbaren
Nähe des Ventils 10 durch den Druck innerhalb des Kochers nicht deformiert wird,
da sich der für das Öffnen des Ventils erforderliche Druck ändern könnte. Aus diesem
Grunde ist der sich nach außen erstreckende Rand des Flansches 15 bei 15a nach oben
derart gebogen, daß er die Unterseite des Dekkels auf einer Ringfläche ummittelbar
unter der an der Oberseite des Deckels gelegenen Ringfläche berührt, gegen die der
Dichtungsring 28 anliegt. Durch diese Form des Randteiles der Buchse 13 kann irgendein
Verbiegen des Deckels 11 durch den Druck unwirksam gemacht werden, bei dem das Ventil
sich öffnet. Damit bestimmen nur die Feder 25 und die Abmessungen der verschiedenen
Ventilteile die Höhe des Druckes, auf den das Ventil 10 anspricht. Da diese
Abmessungen ohne weiteres festgelegt werden können, kann mit dem erfindungsgemäßen
Sicherheitsventil in einer einfachen und billigen Weise eine einwandfreie Überwachung
erzielt werden.
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Um das Ventil 10 mit einem Druckkocher zusammenzubauen, wird
der Dichtungsring 28 in die Nut des Ventilgehäuses 20 eingelegt, und diese Teile
werden auf der Außenseite des Deckels 11 oberhalb der Öffnung 11a angeordnet. Dann
wird die Buchse 13 von unten her durch die Öffnung 11 a des Deckels so weit hindurchgeschoben,
daß sich der Ansatz 19 des Ventilgehäuses durch die Öffnung 17 der Buchse 13 hindurch
erstreckt. Die Schraubenfeder 25 wird anschließend über den Ansatz 19 geschoben
und die Schraube 22 in den Ansatz 19 ganz eingeschraubt, so daß das Ventil am Deckel
11 befestigt ist.
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Das vorbeschriebene Ventil verhindert das Austreten von Dampf, bis
der Druck die von der Feder 25 ausgeübte Kraft überschreitet. Wenn dieser Fall eintritt,
bewegt sich das Ventilgehäuse 20 vom Dekkel 11 weg, und es wird der Dampf aus dem
Kocher über die Öffnungen 30 und unterhalb des Dichtungsringes 28 so lange abgelassen,
bis der Druck innerhalb des Gefäßes nicht mehr ausreicht, um den Dichtungsring 28
vom Deckel 11 abzuheben, worauf dann die Feder 25 das Ventil wieder schließt. Durch
eine geeignete Wahl der Stärke der Feder 25 kann dieser Druck auf den maximal zulässigen
Druck des Kochers eingestellt werden.
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In Fig. 3 bis 6 ist ein weiteres Beispiel der Erfindung dargestellt,
und es ist dort ein Sicherheitsventil als Ganzes mit 110 bezeichnet, an dem ein
Druckzeiger 116 befestigt ist. Das Ventil selbst ist auf einem Deckel
111 eines nicht dargestellten Druckkochers angebracht. Der Deckel
111 kann ähnlich wie der Deckel 11 der Fig. 1 und 2 verhältnismäßig dünn
sein und weist eine Öffnung 112 auf, durch die sich ein Teil des Sicherheitsventils
110 zur Befestigung am Deckel 111 hindurch erstreckt.
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Das Ventil 110 weist ein Ventilglied 113 auf, das an der Außenseite
des Deckels 111 mit Hilfe eines Ringteiles befestigt ist, an dem ein federnder Dichtungsring
114 angeordnet ist, der gegen die Oberseite des Deckels 111 auf der ganzen, die
Öffnung 112 umgebenden Fläche durch Federmittel, beispielsweise eine Feder 115,
angepreßt wird, die zwischen dem Ringteil des Ventilgehäuses 113 und einem mit Löchern
versehenen Ringansatz 113a angeordnet ist. Damit bildet der um die Öffnung 112 herum
angeordnete Randteil des Deckels 111 einen Ventilsitz, gegen den das Ventilglied
113 federnd angepreßt wird, wodurch sich ein Abschluß zwischen der Ober-und
Unterseite des Deckels 111 ergibt, der bei Auftreten von Überdruck innerhalb des
Kochers geöffnet wird.
Im folgenden soll nun das Ventil
110 des näheren beschrieben werden.
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Die Außenwand des Ringansatzes 113 a, der mit dem Ventilgehäuse 113
einstückig ist und sich vom Ventilgehäuse 113 nach unten zu erstreckt, ist kegelförmig
ausgebildet. Der Kegel hat dabei an seinem Ende einen Flansch 121, der sich am unteren
Ende der Buchse 113a nach außen zu erstreckt. Die SclXraubenfeder 115, die
zwischen dem Flansch 121
und der Unterseite des Deckels 111 angeordnet ist
und die Buchse 113 a umgibt, übt eine Kraft auf den Flansch 121 und die Unterseite
des Deckels 111 derart aus, daß das Ventilglied 113 durch die Öffnung 112 hindurch
federnd nach unten gegen die Oberseite des Deckels angepreßt wird.
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Um eine luftdichte Abdichtung zwischen der Ober-und Unterseite des
Deckels 111 zu erreichen, ist der Hauptteil 113 b des Ventilgliedes 113 ringförmig
und größer im Durchmesser ausgebildet als die Öffnung 112, und ein beispielsweise
aus Gummi oder einem anderen geeigneten Material bestehender Dichtungsring
114 ist zwischen dem Glied 113 und der Oberseite des Deckels 111 vorgesehen.
Wie in Fig. 3 und 5 dargestellt, umgibt so der Ring 114 den hülsenförmigen
Teil 113 a, und bei teilweisem Zusammenpressen der Feder 115 bewirkt der zwischen
dem Ventilglied 113 und dem Deckel 111 angeordnete Dichtungsring 114 eine
gasdichte Abdichtung der Öffnung 112. Da es nicht erwünscht ist, das Sicherheitsventil
110 während des Spülens oder der Lagerung des Druckkochers vom Deckel
111 zu entfernen, und da ferner das Dichtungsglied 114 vor Beschädigung geschützt
werden soll, ist ein sich nach unten erstreckender Ringflansch 118 vorgesehen,
der am Hauptteil 113 b derart vorgesehen ist, daß sich eine ringförmige Nut
119 bildet. Abgesehen von dieser günstigen Schutzwirkung für den Dichtungsring 114
ergibt sich dadurch noch der Vorteil, daß zur Verbesserung der Abdichtung zwischen
dem Ring 114 und dem Glied 113 der Ring an drei Stellen der Unterwand anliegen kann.
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Um einen störungsfreien Betrieb des Ventils 110
ohne Rücksicht
auf die Biegsamkeit des Deckels 111 zu sichern, wird der Durchmesser des oberen
Ringes der Feder 115 ungefähr gleich groß wie der des Rings 114 gewählt, so daß
dieser Ring unmittelbar unterhalb des Teils des Deckels 111 angeordnet ist, der
als Ventilsitz dient.
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Um den Zusammenbau des Sicherheitsventiles 110 mit dem Deckel 111
zu erleichtern, ist die Feder 115 kegelförmig ungefähr in Übereinstimmung mit der
äußeren Form des nach unten sich erstreckenden Ringansatzes 113 a ausgebildet.
Der Flansch 121 ist dabei mit einer Nut 122 versehen, durch die die Windungen
der Feder 115 eingeschraubt werden können. Nach dem Einsetzen liegt dann der Oberteil
der Feder 115 gegen die Unterseite des Deckels 111 und der Unterteil der Feder 115
gegen den Oberteil des Flansches 121 an. Um das Ventil 110 vom Deckel
111 zu entfernen, wird das untere Ende der Feder 115 in die Nut 122 eingefädelt,
und die Feder wird dann durch Drehen entgegen dem Uhrzeigersinn (von unten gesehen)
entfernt.
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Wie aus Fig. 6 deutlich erkennbar, ist eine Vielzahl von schlitzartigen
Aussparungen 123 an der Unterkante des Ringansatzes 113 a vorgesehen, um zu verhindern,
daß der Durchgang 124 verstopft wird, falls einmal ein großes Stück eines Nahrungsmittels,
wie z. B. eine Kartoffel, gegen den Boden des Ventilgliedes 113 angedrückt wird.
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Um das Anbringen des Druckanzeigers 116 am Ventilglied 113 zu vereinfachen
und den innerhalb des Kochers vorhandenen Druck dorthin weiterzuleiten, ist eine
mit Gewinde versehene Bohrung 126 vorgesehen, die mit der Bohrung 124 des Ringansatzes
113 a in Verbindung steht. Der Anzeiger 116 ist zweckmäßig durch irgendwelche Kupplungsmittel,
wie beispielsweise einen hohlen Gewindezapfen 127 und eine Mutter 128 am Ventil
110 befestigt. Da der Druckanzeiger 116 und seine Kupplungsmittel an sich bekannt
sind und keinen Teil der Erfindung bilden, sind sie nicht näher beschrieben. Es
sei nur erwähnt, daß die Mutter 128 gegen die Oberfläche des Gliedes 113 angepreßt
ist, wodurch ein unerwünschtes Entfernen des Anzeigers 116 vom Ventil 110 verhindert
wird. Eine Mutter 130 dient zusammen mit dem dazugehörigen Schließring 129 zur Einstellung
des dem Druckanzeiger 116 zugeleiteten Druckes.
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Da es erwünscht ist, den Druck im Kocher so schnell wie möglich bei
Erreichen der maximalen, oberen Grenze herabzusetzen, ist der Ringansatz 113a mit
einer Vielzahl von runden Öffnungen 125 versehen, die so angeordnet sind, daß bei
Wegbewegen des Ventilgliedes 113 vom Decke1111 der Dampf durch die Öffnungen 125
unterhalb des Dichtungsringes 114 aus dem Kocher entweichen kann. Dadurch wird ein
großer Durchgang für den austretenden Dampf geschaffen und der Druck im Kocher rasch
herabsetzt.