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"Sicherheitsventil für Dampfdruckkochtöpfe"
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Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil für Dampfdruckkochtöpfe,
mit einem in eine Öffnung des Topfes oder des mit diesem druckdicht verriegelbaren
Deckels einsetzbaren Ventilgehäuse, z. B. aus gummielastischem Material und einem
durch dessen unteren weiteren und durch einen erweiterten, über wenigstens einen
Durchbruch mit der Umgebung in Verbindung stehenden Raum davon getrennten oberen
engeren Axialdurchbruch mit radialem Spiel sich erstreckenden, axial verschieblichen,
starren Ventilkörper, der eine untere Verstärkung aufweist, die sich beim Anheben
des Ventilkörpers unter der Wirkung des in dem Topf entstehenden Dampfdruckes zum
Verschließen des unteren Axialdurchbruchs von unten gegen eine eine Dampfdurchtrittsöffnung
des unteren Axialdurchbruchs bestimmenden Ringwulstfläche des Ventilgehäuses oder
gegen einen in dem Ventilgehäuse angeordneten, gegen eine Verschlußfeder nach außen
abgestützten, eine Dampfdurchtrittsöffnung aufweisenden Ventilteller unter Verschließen
der Dampfdurchtrittsöffnung anlegt und bei
Überschreiten eines Höchstdruckes
durch den elastisch ausweichenden Ringwulst nach oben durchgedrückt wird und zur
Sicherung gegen Herausschleudern des Ventilkörpers gegen den unteren Rand des oberen
Axialdurchbruchs anschlägt oder den Ventilteller gegen den Druck der Verschlußfeder
von einem Sitz am Ventilgehäuse abhebt und dadurch, wie in seiner unteren Ausgangsstellung,
eine Verbindung des Topfinneren mit der Umgebung freigibt.
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Ein solches Sicherheitsventil ist beispielsweise aus der DE-AS 12
47 581 (Fissler) bzw. der DE-OS 28 34 397 (Fissler) bekannt. Derartige Sicherheitsventile
haben den Zweck, aus einer anfänglichen Öffnungsstellung des Ventilkörpers kurze
Zeit nach Beginn des Kochvorganges in eine Verschluß stellung des Ventilkörpers
überzugehen, um das anfängliche Austreiben der im Topf befindlichen Luft zu gestatten,
dann aber den Dampfaustritt aus dem Dampfdruckkochtopf zu verhindern, so daß der
erforderliche Betriebsdruck aufrechterhalten bleibt. Bei Überschreiten des Betriebsdrucks
über eine vorgegebene Grenze, soll das Sicherheitsventil aber wieder in eine Öffnungsstellung
übergehen, so daß der übermäßige Druck aus Sicherheitsgründen zwangsläufig abgebaut
wird. Bei den bekannten Sicherheitsventilen kann man auch den Druck bei Bedarf von
Hand abbauen, indem man mit der Hand oder einem Werkzeug auf den aus dem Ventilgehäuse
herausragenden oberen erweiterten Abschnitt des Ventilkörpers drückt, so daß die
untere Verstärkung des Ventilkörpers von der Ringwulstfläche bzw. dem Ventilteller
abhebt, in welcher Stellung sich der Ventilkörper während des Kochvorganges befindet.
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Das Anheben des Ventilkörpers und damit Schließen des Sicherheitsventiles
erfolgt aufgrund der Strömung des Dampfes in
der verengten Stelle
zwischen der unteren Verstärkung des Ventilkörpers und den Rändern der Dampfdurchtrittsöffnung
des Ventilgehäuses. Das Sicherheitsventil schaltet erst in die Verschlußstellung,
wenn die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit herrscht. Diese ist abhängig von
der Intensität, mit welcher der Dampfdruckkochtopf aufgeheizt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Sicherheitsventil der
gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß es immer gerade dann schließt, sobald
Wasserdampf und keine Luft mehr durch das Sicherheitsventil strömt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Ventilgehäuse
ein flaches Bimetallelement eingespannt ist, welches bei Erreichen einer vorgegebenen
Temperatur aus einer unteren Öffnungsstellung in eine nach oben durchgebogene Schließstellung
schnappt und damit den Ventilkorper mit seiner unteren Verstärkung zur Anlage an
die Ringwulstfläche oder den Ventilteller zum Verschließen der Dampfdurchtrittsöffnung
schleudert bzw. drückt. Auf diese Weise erhält man also ein Sicherheitsventil, welches
temperaturabhängig, beispielsweise immer bei einer Temperatur von 1000C schließt,
d.h. bei der Temperatur, die der beim Kochvorgang entstehende Wasserdampf hat. Das
erfindungsgemäße Sicherheitsventil schließt somit nicht strömungsabhängig, sondern
temperaturabhängig. Beim Aufheizen des Dampfdruckkachtopfes umspült der Dampf das
Bimetallelement. Sobald heißer Dampf von etwa 1000C durch das Sicherheitsventil
strömt, heizt sich das Bimetallelement
auf diese Temperatur auf
und schnappt schlagartig, nach Art eines Konservendosendeckels, nach oben durch.
Auf diese Weise wird der stiftförmige Ventilkörper gegen seinen Dichtsitz, nämlich
die Ringwulstfläche bzw. den Ventilteller geworfen und verschließt die Dampfdurchtrittsöffnung.
Das Bimetallelement braucht den Ventilkörper nicht in dieser Stellung zu halten,
da diese Funktion von dem im Topf herrschenden Dampfdruck übernommen wird, der den
Ventilkörper in Verschlußstellung hält. Die Funktion des erfindungsgemäßen Ventils
ist unabhängig von den Intensität der Energiezufuhr. Das Schließen folgt immer erst
dann, aber auch dann, wenn der Dampf die Luft aus dem Topf vollständig verdrängt
hat. Ein optimaler Betriebsdrduck und damit auch eine optimale Kochtemperatur von
z.B. 1100C bleiben zuverlässig gewährleistet.
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Das Bimetallelement kann beispielsweise als Bimetallschnappstreifen
oder runde Bimetallschnappscheibe in einer Nut des Ventilgehäuses unterhalb des
Ventilkörpers eingeklemmt sein. Wenn es sich um einen Bimetallschnappstreifen handelt,
können die Sicherheitsventilausführungen nach der DE-AS 12 47 581 oder DE-OS 28
34 397 praktisch unverändert übernommen werden. Wenn das Bimetallelement eine runde
Bimetallschnappscheibe ist, die den unteren Axialdurchbruch verschließt, müssen
oberhalb der Bimetallscheibenlagerung im Ventilgehäuse seitliche Ausströmkanäle
vorgesehen sein, die mit der
Dampfdurchtrittsöffnung in Strömungsverbindung
stehen, welche durch den Ventilkörper in Verschluß stellung unterbrochen wird.
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Das Bimetallelement kann in der Öffnungsstellung an dem unteren Ventilkörper,
z. B. an dem unteren Ende des Ventilkörpers, anliegen, so daß die gesamte Schnappwirkung
des Bimetallelementes ausgenutzt wird. In der Öffnungsstellung kann der Ventilkörper
aber auch in geringem Abstand über dem Bimetallelement, durch die obere aus dem
Ventilgehäuse herausragende Aufweitung, gehalten sein, wenn nur der Ventilkörper
noch hinreichend im Bewegungsweg des Bimetallelementes beim Umschnappen liegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat das Bimetallelement in der
Schließstellung einen axialen Abstand von dem in Verschlußstellung befindlichen
Ventilkörper, z. B. dem unteren Ende des in Verschlußstellung befindlichen Ventilkörpers.
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Dann kann nämlich mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitsventil auch
die Funktion erfüllt werden, daß man durch Drücken auf den Ventilkörper während
des Kochvorganges den Topfinnendruck bei Bedarf abbauen kann.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand
der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen
oder deren Rückbeziehung.
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Es zeigen: -
Fig. 1 im Schnitt ein die Erfindung
aufweisendes Sicherheitsventil, wobei sich Bimetallelement und Ventilkörper in Öffnungsstellung
befinden, und Fig. 2 im Schnitt das Ventil gem. Fig. 1, wobei sich das Bimetallelement
in der oberen durchgebogenen Verschlußstellung und der Ventilkörper in Verschluß
stellung befinden.
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Das dargestellte Sicherheitsventil hat ein aus gummielastischem'Material
bestehendes, etwa zylindrisches Gehäuse3, welches mit seinem oberen Abschnitt in
eine Öffnung 2 des Deckels 1 eines Dampfdruckkochtopfes an seinem Umfang dichtend
eingefügt, z. B. eingeknöpft ist. Das Ventilgehäuse 3 hat einen unteren weiteren
Axialdurchbruch 4 und einen oberen engeren Axialdurchbruch 5, die durch einen koaxialen,
erweiterten Raum eoneinander getrennt sind. Die Axialdurchbrüche 4 und 5 sowie den
erweiterten Raum 6 durchsetzt ein Ventilkörper 7 mit seinem Schaft. Der Ventilkörper
7 hat eine obere Aufweitung 16, mit welcher er in Öffnungsstellung auf der Oberseite
des Ventilgehäuses 3 aufliegt sowie eine untere Verstärkung 8, die sich beim Anheben
des Ventilkörpers 7 gegen eine, als Dichtsitz wirkende Ringwulstfläche lo eines
im Bereich des unteren Axialdurchbruches 4 vorgesehenen inneren Ringwulstes 11 legt,
welcher Ringwulst 11 eine Dampfdurchtrittsöffnung 9 bestimmt. Unter der Wirkung
eines einen vorgegebenen Maximaldruck übersteigenden Topfinnendruckes, kann der
Ringwulst 11 ausweichen, so daß die Verstärkung 8 des Ventilkörpers 7 in den entsprechend
weit ausgebildeten Raum 6 gelangt und sich gegen den unteren Rand 12 des oberen
Axialdurchbruchs 5 legt. In Öffnungsstellung liegt der
Ventilkörper
7 mit seinem unteren Ende auf einer Bimetallschnappscheibe 13 auf, die in einer
Ringnut1des unteren Abschnittes des Ventilgehäuses 3 eingespannt ist.
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In der Öffnungsstellung kann zunächst die schon beim Beginn des Kochvorganges
verdrängte Luft aus dem Topf inneren durch Ausströmkanäle 15, die seitlich oberhalb
des Bimetallelementes 13 in den unteren Axialdurchbruch 4 münden, die Dampfdurchtrittsöffnung
9, den erweiterten Raum 6 und von dem Raum 6 zur Ventilgehäuseoberfläche geführte
Austrittskanäle 17 entweichen, bis der entstehende Dampf von 1000 C das Bimetallelement
13 umspült. Das Bimetallelement 13 ist entsprechend der Darstellung von Fig. 1 in
der Öffnungsstellung (Ausgangsstellung) leicht nach unten gebogen und so ausgestaltet,
daß es bei Erhitzung auf 1000 C nach Art eines Konservendosendeckels in die in Fig.
2 dargestellte, nach oben durchgebogene Verschluß stellung schnappt. Beim Durchschnappen
des Bimetallelementes 13 wird der aufliegende Ventilkörper 7 an die Ringwulstfläche
10 geworfen. Die Dampfdurchtrittsöffnung 9 ist geschlossen. Durch den im Topf inneren
aufgebauten Druck bliebt der Ventilkörper 7 in dieser Verschluß stellung bis zur
Beendigung des Kochvorganges. Bei Oberschreiten eines maximal zulässigen Druckes,
kann der Ventilkörper 7, wie bisher, mit seiner unteren Verstärkung 8 an dem Ringwulst
11 vorbeigedrückt werden, so daß sich der Überdruck über die Ausströmkanäle 15,
die Dampfdurchtrittsöffnung 9, den erweiterten Raum 6 und die Austrittskanäle 17
abbauen kann. Durch Druck auf die obere Aufweitung 16 kann dann der Ventikörper
7 wieder in seine Ausgangsposition durch den Ringwulst 10 hindurchgedrückt werden.
Wie man aus Fig. 2 ersieht, hat das untere Ende des Ventilkörpers 7 in Verschluß
stellung einen axialen Abstand von dem in Verschluß stellung befindlichen Bimetallelement
13. Dadurch hat der Ventilkörper 7 ein axiales Spiel, mit Hilfe dessen durch Drücken
(mit Hand oder einem Werkzeug) auf die obere Aufweitung 16 der Ventilkörper 7 leicht
nach
unten geschoben und die Verstärkung 8 von Dichtsitz 10 zur dosierten Druckentlastung
abgehoben werden kann.
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Bei Abkühlen des Topfes nach Beendigung des Kochvorganges, schnappt
das Bimetallelement 13 aufgrund seiner Bimetalleigenschaften wieder nach unten in
die in Fig. 1 dargestellte Ausgangsposition. Das Sicherheitsventil ist für einen
neuen Einsatz funktionsbereit.
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Bezugszeichenliste: 1 Deckel 2 Öffnung 3 Ventilgehäuse 4 Axialdurchbruch
5 Axialdurchbruch 6 Raum 7 Ventilkörper 8 Verstärkung 9 Dampfdurchtrittsöffnung
10 Ringwulstfläche 11 Ringwulst 12 unterer Rand 13 Bimetallschnappscheibe 14 Nut
15 Ausströmkanäle 16 obere Aufweitung 17 Austrittskanäle