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Kolbenbodenventil
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Die Erfindung betrifft ein Bodenventil mit einem druckmittelbeaufschlagten
Schließkolben.
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Kolbenbodenventile werden zum Verschließen von Entleerungsöffnungen
am Boden verschiedenster Behälter verwendet. Sie können mit Handantrieb, pneumatischem
oder hydraulischem Kolbenantrieb oder mit mechanischem Stellmotor versehen sein.
Dabei ist es wichtig, daß die Kolbenbodenventile aus Sicherheitsgrunden selbsttätig
die Schließstellung einnehmen, wenn der zum Öffnen vorgesehene Antrieb ausfällt.
Vielfach werden selbsttätige Rückführelemente auch bei nur einseitig zum tonen druckmittelbeaufschlagten
Kolbenbodenventilen eingesetzt.
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Rückführelemente bestehen sehr oft aus Tellerfedern, die so angeordnet
sind, daß sie beim Öffnen des Kolbenbodenventils zusammengedrückt werden und nach
Wegfall der Öffnungskräfte den Schließkolben selbsttätig in die Schließstellung
drücken. Größe und Anzahl der benötigten Tellerfedern richten sich nach dem zu überwindenden
Gegendruck, der im wesentlichen vom jeweiligen Behälterdruck abhängig ist0
Häufig
bereitet es nun Schwierigkeiten, derartige Kolbenbodenventile an die konkreten Anwendungsfälle
anzupassen. Der für die Unterbringung der Tellerfedern vorhandene Raum reicht nicht
immer aus, um bei beschränkten Einbauverhältnissen und torgegebenem Behälterdruck
die notwendige Abstimmung herbeiführen zu können. Es besteht somit die Aufgabe,
bei Kolbenbodenventilen eine Rückfuhreinri chtung; vorzusehen, die die vorgenannten
Nachteile nicht aufweist und die ohne großen Aufwand einen weiten Einstell- und
Anwendungsbereich überdecken kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schließkolben
einen sich in Öffnungsrichtung erstreckenden, mit einem kompressiblen Medium gefüllten
Druckraum aufweist, der durch einen gehäusefesten Kolben verschlossen ist.
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Anstelle der elastisch vorgespannten Tellerfedern soll erfindungsgemäß
also ein in einem geschlossenen Raum veränderlicher Größe eingeschlossenes kompressibles
Medium vorgesehen werden, das beim Öffnen des Ventils zusammengedrückt wird und
dabei die Rückstellkräfte aufbaut.
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Geht man von konstruktiv vorgegebenen äußeren Raumverhältnissen aus,
so bestehen bei der erfindungsgemäßen Rückführeinrichtung folgende Variationsmöglichkeiten:
a) Größe des Druckraums innerhalb eines bestimmten Bereichs b) Art des kompressiblen
Mediums c) Größe des Vordrucks, unter dem das Medium bei geschlossenem Schließkolben
steht.
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Auf diese Weise lassen sich alle praktisch vorkommenden Anwendungsfälle
befriedigend lösen, denn bei vorgegebenem Schließkolbenweg erlauben die genannten
Variationsparameter stets
einen ausreichend hohen Druck aufzubauen,
so daß die Rückführung des Schließkolbens in die Schließstellung in jedem Fall gewährleistet
ist.
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In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß
der Schließkolben einen sich durch den gehäusefesten Kolben nach außen erstreckenden
Füllstutzen aufweist.. Dadurch ist es möglich, den Druckraum nach dem Einbau des
Kolbenbodenventils mit dem gewählten kompressiblen Medium auf den vorgesehenen Druck
zu füllen.
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Ferner ist vorgesehen, daß der Füllstutzen mit einem einstellbaren
Sicherheitsventil geschlossen ist, um das Kolbenbodenventil vor schädlichem Überdruck
im Druckraum zu schützen.
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Das erfindungsgemäße Kolbenbodenventil hat den weiteren Vorteil, daß
auch Temperatureinflüsse leichter kompensiert werden können, als dies bei Tellerfedern
oder dergleichen möglich ist. Während bei diesen mit steigender Betriebstemperatur
ein Nachlassen der Federkraft eingerechnet werden muß, steigt*einer Füllung des
Hohlraums mit Gas dgsen Rückstellwirkung mit der Temperatur.
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*bei Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Kolbenbodenventils
werden anhand der Figuren näher erläutert: Figur 1 zeigt ein angebautes Kolbenbodenventil
gemäß der Erfindung im Längsschnitt.
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Figur 2 zeigt ein Kolbenbodenventil gemäß der Erfindung mit Füllstutzen
und Sicherheitsventil.
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In Figur 1 ist ein Ventilgehäuse 1 an einem liegenden zylindrischen
Behälter 14 angebracht. An das Ventilgehäuse 1
schließen sich die
Laterne 2 und der Zylinder 3 an. Vom Boden des Zylinders 3 erstreckt sich der Kolben
7 als mit dem Ventilgehäuse 1 fest verbundenes Bauteil. Abgesehen von den üblichen
Stopfbuchsen und Dichtungen, auf die aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht
näher eingegangen wird, enthält das Kolbenbodenventil an feststehenden Teilen noch
den Ablaufstutzen 8 und die Anschlußöffnung 9 für ein Druckmittel zum Öffnen des
Schließkolbens sowie eine weitere Öffnung 10, die bei einseitig beaufschlagten Ventilen
lediglich zur Entlüftung des Zylinders 3 dient, bei beidseitig beaufschlagten Ventilen
zum Anschluß für das Druckmittel.
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Der Schließkolben 4 besitzt erfindungsgemäß einen sich in Öffnungsrichtung
erstreckenden Druckraum 6, der ein kompressibles Medium enthält und durch den bereits
erwähnten feststehenden Kolben 7 verschlossen und über die Dichtungen 5 gegen den
Raum des Zylinders 3 abgedichtet ist. Wird nun der Schließkolben 4 infolge einer
Druckmittelbeaufschlagung über die Anschlußöffnung 9 nach unten bewegt, so wird
nicht nur der Behälter 14 geöffnet, so daß dessen Inhalt über den Ablaufstutzen
8 abfließen kann, es wird auch das Medium in dem Druckraum 6 komprimiert und dadurch
eine Rückstellkraft in Schließrichtung aufgebaut. Diese Rückstellkraft bewirkt,
daß der Schließkolben 4 nach oben fährt und den Behälter 14 verschließt, sobald
das zum Öffnen über die Anschlußstelle 9 aufgegebene Druckmittel nicht mehr wirksam
ist.
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Gemäß der Weiterbildung des Erfindungsgedankens enthält Figur 2 außer
den anhand der Figur 1 bereits erläuterten Bauteilen gleicher Bezifferung noch den
zentral angeordneten Füllstutzen 11, der sich durch den Kolben 7 nach außen erstreckt
und dessen Kanal 13 durch ein Füll- und Sicherheitsventil 12 verschlossen ist. Mittels
dieses Füllstutzens 11 kann der Druckraum 6 des Kolbenbodenventils im Einbauzustand
mit einem kompressiblen Medium gefüllt werden. Gleichzeitig ermöglicht die Anordnung
des Füll- und Sicherheitsventils 12 eine ständige Kontrolle der Funktionsbereichtschaft
der erfindungsgemäßen Rückstelleinrichtung, sowie ggfs. eine leichte Anpassung an
einen geänderten Betriebszustand.
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Patentansprüche