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Dampfablass- und Ueberdruckventil
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Die Erfindung betrifft ein Dampfablass- und Ueberdruckventil gemäss
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Beim Druckgaren oder Dampfkochen von Nahrungsmitteln in einem Druckgefäss
ist es wichtig, dass vor dem Gar-, Koch-oder Dämpfvorgang die im Druckgefäss befindliche
Luft entfernt wird, da sich diese bei der Erhitzung nachteilig auf die Qualität
und das Aussehen der behandelten Nahrungsmittel, z.B. Gemüse, auswirkt. In der Praxis
wird deshalb nach dem Schliessen des Deckels des Druckgefässes und Einschalten der
Heizung des Druckgefässes das üblicherweise im Deckel angeordnete Dampfablassventil
vorerst in seiner Offenstellung belassen, damit durch den sich im Druckgefäss aufbauenden
Druck die im Druckgefäss befindliche Luft entweichen kann. Das Dampfablassventil
wird erst dann geschlossen,
wenn aus dessen Dampfablassstutzen eindeutig
ein voller Dampfstrom austritt.
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Nachteilig bei diesem empirischen Vorgehen ist der Umstand, dass der
Zeitpunkt, in welchem sich im Druckgefäss nur noch Dampf und keine Luft mehr befindet,
nicht bestimmbar ist und dass bis zur Beendigung der Entlüftung, d.h. bis zum Schliessen
des Dampfablassventils, das Druckgefäss durch die Bedienungsperson überwacht werden
sollte. Da letzteres im allgemeinen nicht der Fall ist, cstct die Gefahr, dass entweder
im Druckgefäss eine unerwünschte Luftmenge verbleibt oder die Nahrungsmittel längere
Zeit in-heissem Dampf liegen, bevor der eigentliche Druckgar-oder Druckkochprozess
beginnt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Dampfablass-
und Ueberdruckventil der eingangs genannten, bekannten Art zu schaffen, durch welches
ein Entlüften des Druckgefässes bei jeder Inbetriebnahme des l)ruchgeS.lsseXs automatisch
erfolgt.
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Erfindungsgemäss weist zur Lösung dieser Aufgabe das Dampfablass-
und Ueberdruckventil die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angeführten Merkmale
auf.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Dampfablass-und
Ueberdruckventils
wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt
durch das im Deckel eines Druckgefässes angeordnete Ventil, und Fig. 2 einen Schnitt
längs der Linie II-II in Fig. 1, ohne Kugel und deren Haltering.
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Gemäss Fig. 1 ist das allgemein mit 1 bezeichnete Dampfablass- und
Ueberdruckventil in den Deckel 2 eines Druckgerätes oder Dampfkochkessels eingesetzt,
dessen Inneres dementsprechend mit 3 bezeichnet ist. Das Ventil 1 weist ein Ventilgehäuse
4 auf, welches aus zwei Teilen besteht, nämlich einem rohrförmigen, den Deckel 2
durchdringenden Teil 5 und einem auf diesen aufgesetzten Trägerteil 6.
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Das rohrförmige Teil 5 ist von der Aussenseite des Deckels 2 in eine
durch ein Wandrohr 7 seitlich begrenzte Oeffnung des Deckels 2 eingesetzt. Mit einer
Schulter eines Kragens 8 ruht das rohrförmige Teil auf der Aussenfläche des Deckels
2 und ist mit einer auf sein inneres Ende geschraubten Mutter 9 am Deckel befestigt.
Zwischen das rohrförmige Teil 5, das Wandrohr 7 und die Mutter 9 ist ein Dichtring
10 eingelegt, um das Innere 3 des Druckgefässes gegenüber seiner Aussenseite abzudichten.
An seinem inneren Ende weist das
rohrförmige Teil 5 einen ringförmigen
Ventilsitz 11 auf.
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Das Trägerteil 6 wird über einen eingelegten Ring 12 durch eine auf
den Kragen 8 des rohrförmigen Teils 5 geschraubte Ueberwurfmutter 13 auf das rohrförmige
Teil 5 gezogen und dadurch lösbar festgehalten. Nebst einem Dampfablassstutzen 14
ist das Trägerteil 6 mit allen weiteren Bestandteilen des vorliegenden Ventils versehen.
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Das Trägerteil 6 weist einen im wesentlichen rohrförmigen, inneren
Ansatz 15 auf der mit der Innenwand des rohrförmigen Teils 5 einen ringförmigen,
im Stutzen 14 mündenden Dampfablasskanal 16 bildet und gegen die Innenwand des rohrförmigen
Teils 5 durch Vorsprünge 17 abgestützt ist.
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In den oberen Teil des rohrförmigen Ansatzes 15 ist einc Handbetätigungsvorrichtung
eingesetzt, die einen in der stirnseitigen Ansicht dargestellten, waagrechten Drehgriff
18 und eine mit diesem verbundene, im rohrförmigen Ansatz 15 drehbar gelagerte Führungshülse
19 umfasst. Die Führungshülse 19 ist mit zwei schraubenlinienförmig sich über einen
Winkel von 1800 erstreckenden Führungsschlitzen 20 versehen und gegen aussen durch
einen Dichtring 19? zur Vermeidung des Eindringens von Schmutz bzw. des Austretens
von Dampf abgedichtet.
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Die Schlitze 20 der Führungshülse 19 führen einen Querbolzen
21,
der zudem zwecks Vermeidung eines Verkantens durch eine koaxial angeordnete und
axial bewegbare Hülse 22 geführt ist. Der Querbolzen 21 liegt in einem Langloch
23 eines Längsbolzens 24, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einer
entsprechenden Oeffnung einer Querwand 25 des rohrförmigen Ansatzes 15 geführt ist.
Am dem Langloch 23 entgegengesetzten Ende des Längsbolzens 24 ist an diesen über
Gewinde 26 ein Ventilkörper 27 angeschraubt. Der Ventilkörper 27 ist an seinem dem
Innern 3 des Druckgefässes zugewandten Ende mit einer kegeligen Dichtfläche 28 versehen,
welche dem Ventilsitz 11 zugeordnet ist.
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Zwischen der Querwand 25 des rohrförmigen Ansatzes 15 und der mit
dem l.Engsbolzen 24 verbundenen Stirnseite des Ventilkörpers 27 ist eine Druckfeder
29 angeordnet.
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Soweit entspricht das dargestellte Dampfablass- und Ueberdruckventil
bekannten Ausführungsformen. In der dargestellten Schliessstellung des Ventils drückt
die Feder 29 den Ventilkörper 27 auf den Ventilsitz 11, so dass das Innere 3 des
Druckgefässes im Prinzip verschlossen ist. Wenn im Innern 3 des Druckgefässes ein
Druck entsteht, der höher als ein bestimmter Grenzwert ist, wird durch diesen Druck
auf den Ventilkörper 27 eine Kraft ausgeübt, welche die Gegenkraft der Feder 29
übersteigt, so dass der Ventilkörper 27 vom Ventilsitz 11 abgehoben wird und Dampf
aus dem
Innern 3 über den Dampfablasskanal 16 und den Dampfablassstutzen
14 ins Freie entweichen kann> bis sich der Druck soweit vermindert hat, dass
die Feder 29 den Ventilkörper 27 erneut auf den Ventilsitz 11 drückt. Die hierzu
nötige Längsbewegung des Längsbolzens 24 wird durch das Langloch 23 ermöglicht.
Zum Oeffnen des Ventils wird der Drehgriff 18 um 1800 gedrehte wodurch der Querbolzen
21 mittels der Führungsschlitze 20 axial nach oben bewegt, der Längsbolzen 24 gegen
den Druck der Feder 29 mitgenommen und somit der Ventilkörper 27 vom Ventilsitz
11 abgehoben wird.
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Der Ventilkörper 27 ist in seiner dem Innern 3 des Druckgefässes zugewandten
Hälfte mit einer zylindrischen Ausnehmung 31 verstehen, welche koaxial innerhalb
der Dichtfläche 28 des Ventilkörpers 27 liegt und in Richtung zum Innern 3 des Druckgefässes
offen ist. Auf der Gegenseite, d.h. der Bodenseite, befindet sich eine Durchlassöffnung
32, welche in einer Querbohrung 33 des Ventiikörpers 27 mündet. Die Querbohrung
33 ist mit dem Dampfablasskanal 16 und somit auch mit dem Dampfablassstutzen 14
in Verbindung.
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Längsbohrungen 34 im Ventilkörper 27 zwischen der Querbohrung 33 und
dem die Feder 29 enthaltenden Raum 35 dienen der Entlüftung dieses Raums.
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Die zylindrische Ausnehmung 31 ist mit Längsnuten 36 (Fig. 1, 2) versehen,
deren Tiefe in Richtung zur Durchlassöffnung
32 zunimmt. In der
Ausnehmung 31 ist eine Kugel 37 angeordnet, die durch einen eingesetzten Ring 38
am Herausfallen gehindert ist. Der der Kugel 37 zugewandte Rand 38 der Durchlassöffnung
32 ist als Sitz für die Kugel 37 ausgebildet, so dass die Durchlassöffnung 32 durch
die Kugel 37 verschlossen ist, wenn diese an die Durchlassöffnung 32 angepresst
wird.
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Schliesslich ist in den Längsbolzen 24 eine Schraube 40 geschraubt,
deren Kopf 41 in der Durchlassöffnung 32 liegt.
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Die axiale Lage der Schraube 40 bzw. ihres Kopfs 41 in der Durchlassöffnung
32 ist durch Drehen der Schraube 40 vor dem Einsetzen der Kugel 37 in die Ausnehmung
31 einstellbar, um den Durchgangsquerschnitt von der Ausnehmung 31 zum Dampfablasskanal
16 mehr oder weniger zu verengen.
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Die in der Ausnehmung 31 angeordnete Kugel 37 hat die Funktion einer
Zwangsentlüftung des Druckgefässes bei dessen Inbetriebnahme, d.h. bei Beginn des
Aufheizens des Druckgefässes. Nach dem Einbringen des Kochgutes in das Druckgefäss
und Einfüllen eines bestimmten Quantums Wasser zwecks Dampferzeugung wird der Deckel
2 geschlossen und verriegelt und das Ventil wird durch Betätigung des Drehgriffs
18 in seine in Fig. 1 dargestellte Schliessstellung gebracht.
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Hierbei liegt die Kugel 37 zufolge Schwerkraft auf dem
Ring
38 auf, so dass vom Innern 3 des Druckgefässes ein Durchgang über die Ausnehmung
31, die Durchlassöffnung 32, die Querbohrung 33 und den Dampfablasskanal 16 zum
Dampfablassstutzen 14 besteht. Mit dem Beginn der Aufheizung des Druckgefässes baut
sich in diesem vorerst ein geringer Druck auf, was dadurch ermöglicht wird, dass
der ringförmige Spalt zwischen der Kugel 37 und der Wand der Ausnehmung 31 verhältnismässig
eng ist. Gleichzeitig entweicht eine erste Menge Luft über die Ausnehmung 31 aus
dem Innern 3 des Druckgefässes. Mit zunehmender Erhitzung beginnt das im Druckgefäss
befindliche Wasser zu verdampfen, so dass sich der Druck im Innern 3 verstärkt und
die Kugel 37 gegen ihre Schwerkraft in der Ausnehmung 31 angehoben wird. Zufolge
der sich nach oben vertiefenden Nuten 36 wird der Durchgangsquerschnitt zunehmend
grösser, so dass nun durch den im Innern 3 herrschenden Dampfdruck die verbleibende
Luft rasch ausgestossen wird.
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Wenn schliesslich der Dampfdruck im Innern so gross geworden ist,
dass er die Kugel 37 an den Sitz 39 der Durchlassöffnung 32 drückt, ist der Durchgang
vom Innern 3 zum Dampfablassstutzen 14 versperrt, so dass im Druckgefäss der normale
Gar- oder ochprozess vor sich gehen kann.
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Das Erreichen eines Dampfdruckwerts, der ausreicht, um die Kugel 37
an den Sitz 39 der Durchlassöffnung 32 zu drücken, ist gleichzeitig eine Anzeige
dafür, dass im Druckgefäss praktisch keine Luft mehr, sondern nur noch
Wasserdampf
vorliegt. Mit anderen Worten stellt die Kugel 37 einen eigentlichen Dampffühler
dar. Somit wirkt die Kugel 37 zusammen mit der Durchlassöffnung 32 als Vorrichtung
zur automatischen Entlüftung des Druckgefässes, wodurch ein kürzeres, gleichmässigeres
und qualitativ besseres Garen oder Kochen des in das Druckgefäss eingebrachten Gutes
erzielt wird.
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Da die Menge der Luft im Druckgefäss sowie ihre Verteilung im Druckgefäss
von der Menge und Beschaffenheit des in das Druckgefäss eingebrachten Gutes abhängt,
ist es von Vorteil, den zur Verschliessung der Durchlassöffnung 32 erforderlichen
Dampfdruck voreinstellen zu können, oder mit anderen Worten die Empfindlichkeit
des genannten Dampffühlers verändern zu können. Hierfür bestehen beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel zwei Möglichkeiten.
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Erstens kann das Gewicht der Kugel 37 bei gleichem Durchmesser dadurch
verändert werden, dass sie aus verschiedenen Materialien, z.B. aus (schwererem)
rostfreiem Stahl oder aus druckfestem Glas gefertigt wird, so dass im ersten Fall
die Durchlassöffnung 32 bei einem höheren Dampfdruck verschlossen wird als im zweiten
Fall. Zweitens kann zur Erhöhung des das Verschliessen der Durchlassöffnung 32 erforderlichen
Dampfdrucks im Durchgang zum Dampfablasskanal 16 eine einstellbare Dro-sselstelle
dadurch
gebildet werden, dass die Schraube 40 mit ihrem Kopf 41
mehr oder weniger vor die beiden Oeffnungen der Querbohrung 33 geschraubt wird.
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Statt der Kugel 37 kann auch ein anders geformtes z.B.
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kegelförmiges Ventilglied in einer entsprechenden Ausnehmung angeordnet,
und statt der Schwerkraft kann auch eine andere Kraft, z.B. eine Federkraft auf
die Kugel 37 bzw. ein anders geformtes Ventilglied wirken. Jedoch stellt eine Kugel
einen am einfachsten herstellbaren und unabhängig von der Lage gleichmässig präzisen
Körper dar und ist auch als geschliffene Glaskugel kostengünstig erhältlich. Die
Anwendung der Schwerkraft erfordert zudem keine weiteren, den Aufbau und die Reinigung
erschwerenden Bauteile.
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Zur Reinigung des dargestellten Ventils kann das lrägerteil 6 mitsamt
aller an ihm angeordneten Bauteile durch Lösen der Ueberwurfmutter 13 ohne weiteres
vom rohrförmigen Teil 5 des Ventilkörpers 4 entfernt werden und ist somit für eine
leicht durchführbare Reinigung zuginglich.
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