AT521399A1

AT521399A1 - Entlastungsventil

Info

Publication number: AT521399A1
Application number: ATA50604/2018A
Authority: AT
Original assignee: Hoerbiger Wien Gmbh
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-01-15
Also published as: AT521399B1; CN112368498A; CN112368498B; KR20210030934A; KR20200000178U; WO2020011881A1; CN208951368U; KR200494011Y1

Abstract

Das Entlastungsventil (1), insbesondere Explosionsschutzventil, zur Anordnung an einer Wandöffnung (4) zur Entlastung eines Arbeitsraums (AR) ist einfach und kostengünstig herstellbar, wobei Ablagerungen am Ventilsitz verringert werden. Am Dichtungselement (16) sind eine erste Stirnseite (DA1) und eine gegenüberliegende zweite Stirnseite (DA2) vorgesehen, die eine erste Dichtfläche (DF1) und eine gegenüberliegende zweite Dichtfläche (DF2) ausbilden. Im geschlossenen Zustand des Entlastungs- bzw. Explosionsschutzventils (1) liegt die Ventilplatte (15) dichtend an der ersten Stirnseite (DA1) an. Am Dichtungselement (16) ist eine innenliegende, durchgehende Dichtungs-Innenumfangsfläche (23) vorgesehen, die die erste Stirnseite (DA1) und die zweite Stirnseite (DA2) verbindet und die Ventilsitzöffnung (VO) peripher begrenzt. Das Dichtungselement (16) ist mit einer der Dichtungs-Innenumfangsfläche (23) gegenüberliegenden äußeren Dichtungs-Außenumfangsfläche (28) am Ventilsitzelement (5) angeordnet. Das Ventilsitzelement (5) weist eine erste und eine zweite Ventilsitzkomponente (5a, 5b) auf, die jeweils mit einer zentralen Ausnehmung ausgebildet sind. Die Ausnehmung der ersten, der Ventilplatte (15) näheren Ventilsitzkomponente (5a) hat einen kleineren Durchmesser als die Ausnehmung der zweiten Ventilsitzkomponente (5b).

Description

Zusammenfassung

Um ein Entlastungsventil (1) anzugeben, das einfach und kostengünstig herstellbar ist und mit dem Ablagerungen insbesondere am Ventilsitz verringert werden können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, am Dichtungselement (16) eine, eine erste Dichtfläche (DF1) ausbildende erste Stirnseite (DA1) und eine gegenüberliegende, eine zweite Dichtfläche (DF2) ausbildende zweite Stirnseite (DA2) vorgesehen sind, wobei im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils (1) die Ventilplatte (15) dichtend an der ersten Stirnseite (DA1) anliegt und die zweite Stirnseite (DA2) zumindest teilweise frei ist, dass am Dichtungselement (16) eine innen liegende, durchgehende Dichtungs-Innenumfangsfläche (23) vorgesehen ist, die die erste Stirnseite (DA1) und die zweite Stirnseite (DA2) verbindet und dass das Dichtungselement (16) mit einer, der Dichtungs-Innenumfangsfläche (23) gegenüberliegenden, äußeren Dichtungs-Außenumfangsfläche (28), die die erste Stirnseite (DA1) und die zweite Stirnseite (DA2) verbindet, am Ventilsitzelement (5) angeordnet ist, und dass die Dichtungs-Innenumfangsfläche (23) die Ventilsitzöffnung (VO) peripher begrenzt.

Fig. 2a

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Entlastungsventil

Die Erfindung betrifft ein Entlastungsventil zur Anordnung an einer Wandöffnung einer Wandung eines Arbeitsraums zur Entlastung des Arbeitsraums bei Übersteigen eines vorgegebenen Öffnungsdrucks im Arbeitsraum mit einem Ventilsitzelement mit einer Ventilsitzöffnung, mit einer Ventilplatte, die im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils die Ventilsitzöffnung verschließt und einem, am Ventilsitzelement zwischen dem Ventilsitzelement und der Ventilplatte angeordneten Dichtungselement, das im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils mit der Ventilplatte in Kontakt ist, wobei die Ventilplatte bei Übersteigen des vorgegebenen Öffnungsdrucks zur Freigabe der Ventilsitzöffnung vom Dichtungselement abhebbar ist.

Entlastungsventile werden beispielsweise als Explosions-Schutz-Ventile zur DruckEntlastung geschlossene Arbeitsräume bei Explosionen verwendet. Solche Arbeitsräume können z.B. Kurbelgehäuse von Verbrennungskraftmaschinen sein, die bei einer Explosion vom dem infolge der Explosion schlagartig steigenden Drucks im Kurbelgehäuse entlastet werden müssen, um insbesondere Beschädigungen zu vermeiden. Es gibt aber auch andere geschlossene Arbeitsräume, die im Falle von Explosionen mittels Entlastungsventilen geschützt werden müssen. Besonders gefährdet für Explosionen sind z.B. geschlossene Arbeitsräume, in denen pulverförmige brennbare Medien gehandhabt werden, da es hier relativ leicht zu einer Staubexplosion kommen kann. Gemische aus Staub und Luft sind explosionsfähig, wenn der Staub aus brennbarem Material besteht wie z. B. Kohle, Mehl, Holz, Kakao, Kaffee, Stärke oder Cellulose. Auch anorganische Stoffe und Elemente wie Magnesium, Aluminium und sogar Eisen und Stahl sind in dieser Form explosiv (oder zumindest brennbar). Neben der Brennbarkeit ist die geringe Partikelgröße der Stäube entscheidend, d. h. die explosiven Effekte steigen mit abnehmender Partikelgröße, da sich dadurch die Oberfläche der Staubpartikel erhöht. Durch diese Effekte ist es möglich, dass auch Materialien, die in kompakter Form als nicht brennbar gelten, in dieser feinverteilten Form brennen können. Als Zündquelle können verschiedene elektrische oder mechanische Effekte mit ausreichender Temperatur und Energiedichte dienen. Ein Funke kann ausreichen, der z. B. durch das Ziehen eines elektrischen Steckers oder Fehlfunktionen in Elektrogeräten entsteht. Ebenfalls eine bedeutende Gefahrenquelle besteht in der elektrostatischen Elektrizität, z. B. durch elektrostatisch aufgeladene Kleidung, aber auch in Fördermitteln (Transportbänder aus Gummi oder Ähnliches), die durch ihre Reibung und Bewegung erhebliche elektrostatische Spannungen und Ladungen erzeugen können. Weitere Zündquellen sind z.B. heiße Oberflächen (z.B. in Produktionsumgebungen), Schleifoder Reibfunken und Lagerschäden.

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Explosions-Entlastungsventile sind grundsätzlich im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise zeigen die DK 91047 C, KR 101800799 B1, CN 204512564 U, DE 212012000084 U1, AT 6424 U1, AT 311129 B, ES 312337 A3, KR100928079 B1, KR100981453 B1, WO 09136674 A1, DD87441 A Explosionsschutzventile in verschiedenen Ausgestaltungen, wobei zur Abdichtung zwischen der Ventilplatte und dem Ventilsitz jeweils am Ventilsitz eine ringförmige Nut und eine Dichtung in Form eines O-Rings vorgesehen ist. Nachteilig an einer solchen Ausgestaltung ist einerseits der relativ hohe Fertigungsaufwand des Ventilsitzes, da insbesondere die Nut für den O-Ring sehr exakt gefertigt werden muss, um eine gute Dichtung zu gewährleisten. Ein weiterer Nachteil ist, dass aufgrund des Kontaktes des Ventilsitzes mit dem Arbeitsraum, insbesondere bei aggressiven Medien im Arbeitsraum, hochwertige, korrosionsbeständige Materialien für den Ventilsitz verwendet werden müssen, was kostenintensiv ist. Zudem bildet sich am Ventilsitz im Bereich der Dichtung ein Spalt aus, an dem sich Ablagerungen bilden können, was insbesondere bei sensiblen Hygiene-Anwendungen, wie z.B. in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie, nachteilig ist. Auch kann nicht immer eine gewünschte Dichtheit erreicht werden und ein Tausch der Dichtung zu Wartungszwecken ist relativ aufwändig.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Entlastungsventil anzugeben, das diese Nachteile beseitigt. Insbesondere soll das Entlastungsventil einfach und kostengünstig herstellbar sein und es sollen Ablagerungen am Ventilsitz verringert, insbesondere vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass am Dichtungselement eine, eine erste Dichtfläche ausbildende erste Stirnseite und eine gegenüberliegende, eine zweite Dichtfläche ausbildende zweite Stirnseite vorgesehen sind, wobei im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils die Ventilplatte dichtend an der ersten Stirnseite anliegt und die zweite Stirnseite zumindest teilweise frei ist, dass am Dichtungselement eine innen liegende, durchgehende Dichtungs-Innenumfangsfläche vorgesehen ist, die die erste Stirnseite und die zweite Stirnseite verbindet und dass das Dichtungselement mit einer, der DichtungsInnenumfangsfläche gegenüberliegenden, äußeren Dichtungs-Außenumfangsfläche die die erste Stirnseite und die zweite Stirnseite verbindet, am Ventilsitzelement angeordnet ist, und dass die Dichtungs-Innenumfangsfläche die Ventilsitzöffnung peripher begrenzt. Durch die Abschirmung des Ventilsitzes mittels des Dichtungselements von einem Prozessmedium im Arbeitsraum kann zur Herstellung des Ventilsitzelements ein kostengünstigerer Werkstoff verwendet werden. Zudem werden weniger hohe Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit des Ventilsitzelements, insbesondere an die Ebenheit gestellt, wodurch der Ventilsitz kostengünstiger hergestellt werden kann. Das Ventilsitzelement kann auch konstruktiv einfacher ausgeführt werden, wodurch Gewichtseinsparungen möglich sind. Zusätzlich kann das Dichtungselement zugleich zur Abdichtung gegen einen / 26²'

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Befestigungsflansch oder gegen die Wandung dienen, wodurch auf eine separate Dichtung verzichtet werden kann.

Vorteilhafterweise weist das Entlastungsventil ein Befestigungsmittel zur Befestigung des Entlastungsventils an der Wandung des Arbeitsraums auf, wobei als Befestigungsmittel vorzugsweise eine Mehrzahl von Befestigungsschrauben vorgesehen ist, mit denen das Entlastungsventil an der Wandung des Arbeitsraumes festschraubbar ist. Schrauben haben den Vorteil, dass sie kostengünstige Standardprodukte sind und dass sie einfach geöffnet und wieder festgeschraubt werden können.

Vorzugsweise ist im Entlastungsventil ein Flammenabsorber zur Vermeidung einer Flammenausbreitung vom Arbeitsraum durch das Entlastungsventil nach außen vorgesehen, wobei der Flammenabsorber vorzugsweise in Form eines Lamellenpakets bestehend aus mehreren übereinander angeordneten Blechlamellen ausgeführt ist. Damit kann zuverlässig vermieden werden, dass im Fall einer Explosion im Arbeitsraum, Flammen nach außen dringen, was die Sicherheit für Personen erhöht und die Gefahr eines Brandes verringert.

Bevorzugterweise weist das Entlastungsventil eine Federungseinheit auf, die vorgesehen ist, die Ventilplatte im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils mit einer Vorspannkraft gegen das Dichtungselement vorzuspannen, wobei die Federungseinheit vorzugsweise als Schraubenfeder mit vorgegebener oder veränderlicher Federkennlinie ausgebildet ist, wobei die vorgegebene Federkennlinie vorzugsweise als lineare, progressive oder degressive Federkennlinie ausgebildet ist. Dadurch kann ein einfaches und kostengünstiges StandardMaschinenelement verwendet werden.

Vorzugsweise sind eine kreisrunde Ventilsitzöffnung und eine damit korrespondierende kreisrunde Ventilplatte vorgesehen, wobei das Dichtungselement als ein rotationssymmetrischer Dichtungsring ausgestaltet ist. Dadurch entsteh ein im Wesentlichen zylindrisches Entlastungsventil, das einfach und kostengünstig herstellbar ist. Durch die kreisrunde Form der Öffnungen, der Ventilplatte und insbesondere des Dichtungsrings wird eine gute Dichtwirkung erreicht und Ablagerungen werden verringert

Es ist vorteilhaft, wenn die erste Stirnseite und die Dichtungs-Innenumfangsfläche eine erste Hauptdichtlippe ausbilden, die im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils mit der Ventilplatte in Kontakt ist. Ebenso vorteilhaft ist es, wenn die erste Stirnseite und die Dichtungs-Außenumfangsfläche eine zweite Hauptdichtlippe ausbilden, die im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils mit der Ventilplatte in Kontakt ist. Dadurch kann die Dichtwirkung verbessert werden.

Um die Dichtwirkung weiter zu verbessern kann an der ersten Stirnseite und/oder der zweiten Stirnseite des Dichtungselements zumindest eine Nebendichtlippe vorgesehen sein, die zwischen der ersten und zweiten Hauptdichtlippe liegt.

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Vorzugsweise ist am Ventilsitzelement ein sich in Richtung der Ventilsitzöffnung nach innen erstreckender Ventilsitzelementvorsprung vorgesehen und an der DichtungsAußenumfangsfläche ist eine Dichtungselementaussparung zur Anordnung des Dichtungselements am Ventilsitzelementvorsprung vorgesehen, wobei das Ventilsitzelement gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung eine erste scheibenförmige Ventilsitzkomponente mit einer ersten zentralen Ventilsitzkomponentenausnehmung und eine in Bewegungsrichtung der Ventilplatte daran angrenzende zweite scheibenförmige Ventilsitzkomponente mit einer zweiten zentralen Ventilsitzkomponentenausnehmung aufweist, wobei die erste Ventilsitzkomponentenausnehmung zur Ausbildung des Ventilsitzelementvorsprungs, relativ zur zweiten Ventilsitzkomponentenausnehmung kleiner ist. Dadurch kann die Herstellung des Ventilsitzelements und folglich die Herstellung des gesamten Entlastungsventils vereinfacht werden und es kann ein guter Sitz und eine einfache Montage des Dichtungselements erreicht werden.

Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1a bis 4b näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt

Fig.1a ein im Stand der Technik bekanntes Entlastungsventil,

Fig. 1b eine Detailansicht des Ventilsitzes,

Fig.2a ein erfindungsgemäßes Entlastungsventil im geschlossenen Zustand,

Fig.2b eine Detailansicht des Ventilsitzes des erfindungsgemäßen Entlastungsventils,

Fig.3 das erfindungsgemäße Entlastungsventil im geöffneten Zustand,

Fig.4a ein Dichtungselement des erfindungsgemäßen Entlastungsventils in einer ersten Ausgestaltung und

Fig.4b ein Dichtungselement des erfindungsgemäßen Entlastungsventils in einer weiteren Ausgestaltung.

In Fig. 1 ist ein im Stand der Technik bekanntes zylindrisches Entlastungsventil 1 in einer Schnitt-Ansicht dargestellt. Das Entlastungsventil 1 ist so an einer Wandöffnung 4 einer Wandung 3 eines geschlossenen Arbeitsraumes AR angeordnet, dass das Entlastungsventil 1 im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils 1 den Arbeitsraum AR gegenüber einer Umgebung AT des geschlossenen Arbeitsraumes AR abdichtet. Das Entlastungsventil 1 weist eine Ventilachse VA, ein äußeres Ventilgehäuse 2 und ein Ventilsitzelement 5 auf, die mittels mehreren Klemmelementen 6, hier in Form von Klemmschrauben 6a,

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858 AT zusammengehalten sind. Zwischen dem Ventilgehäuse 2 und dem Ventilsitzelement 5 sind Abstandselemente 7 angeordnet, welche z.B. als (nicht dargestellte) Abstandshülsen um die Klemmschrauben 6a herum oder einteilig mit den Klemmschrauben 6a ausgeführt sein können, so wie in Fig. 1 ersichtlich. Die Abstandselemente 7 dienen dazu, das Ventilgehäuse 2 und das Ventilsitzelement 5 in einem bestimmten Abstand in axialer Richtung des Entlastungsventils 1 voneinander beanstandet im Wesentlichen starr zu verbinden. Zum Einschrauben der Klemmschrauben 6a sind im Ventilsitzelement 5 entsprechende Gewindebohrungen 8 vorgesehen und zum festen Verschrauben der Klemmschrauben 6a mit dem Ventilgehäuse 2 sind Schraubenmuttern 9 vorgesehen, welche auf Gewindeabschnitte der Klemmschrauben 6a aufgeschraubt werden, welche über das Ventilgehäuse 2 hinausragen.

In axialer Richtung zwischen dem Ventilgehäuse 2 und dem Ventilsitzelement 5 und in radialer Richtung außen am Entlastungsventil 1 ist ein Flammenabsorber 10 angeordnet, die hier in Form von übereinandergeschichteten Blechlamellen ausgeführt ist. Die Flammenschranke 10 dient im Falle einer Explosion im Arbeitsraum AR dazu, dass allfällige Flammen im geöffneten Zustand des Entlastungsventils 1 nicht durch das Entlastungsventil 1 hindurch in die Umgebung AT dringen können. Das Entlastungsventil 1 ist mit Befestigungsmitteln 11, hier in Form von Befestigungsschrauben 11a, an der Wandung 3 befestigt. Zum Verschrauben der Befestigungsschrauben 11a sind in der Wandung 3 entsprechende Gewindebohrungen 12 vorgesehen. Wiederum kann um die Befestigungsmittel 11 ein Abstandselement 7 zwischen Ventilgehäuse 2 und Ventilsitzelement 5 angeordnet sein, das im dargestellten Beispiel als Abstandshülse 7a ausgeführt ist.

Auf der Innenseite des Ventilgehäuses 2 ist eine Federungseinheit 13 angeordnet, die mit einem axialen Ende am Ventilgehäuse 2 anliegt und deren gegenüberliegendes axiales Ende an einer Ventilplatte 15 anliegt. Die Federungseinheit 13 spannt die Ventilplatte 15 im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils 1 mit einer definierten Vorspannkraft Fv gegen das Ventilsitzelement 5 vor, um die Wandöffnung 4 der Wandung 3 und damit den Arbeitsraum AR zu verschließen. Am Ventilsitzelement 5 ist zwischen der Ventilplatte 15 und dem Ventilsitzelement 5 ein Dichtungselement 16 in Form eines O-Rings angeordnet, das die Ventilplatte 15 gegen das Ventilsitzelement 5 (im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils 1) abdichtet.

Fig. 1b zeigt eine Detailansicht des in Fig. 1a markierten Bereichs der Abdichtung zwischen Ventilplatte 15 und Ventilsitzelement 5. Das Dichtungselement 16, das hier als O-Ring ausgeführt ist, sitzt in einer im Wesentlichen ringförmig am Ventilsitzelement 5 umlaufenden Dichtungsnut 17. Um eine ausreichend gute Dichtwirkung zu erzielen, kommt der Ausgestaltung der Dichtungsnut 17 eine entscheidende Bedeutung zu. Die Dichtungsnut 17

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858 AT weist eine komplexe Geometrie auf, muss sehr genau, d.h. mit geringen Maß-Toleranzen gefertigt werden und muss zudem sehr glatt sein, also eine geringe Rauigkeit aufweisen und eben sein. Das erfordert naturgemäß einen hohen Fertigungsaufwand, da das Ventilsitzelements 5 aufwändig mechanisch bearbeitet werden muss, z.B. muss zuerst die der Ventilplatte 15 zugewandte Oberfläche des Ventilsitzelements 5 bearbeitet werden, z.B. durch Fräsen oder Drehen und danach kann die Dichtungsnut 17 gefertigt werden, was beispielsweise durch Drehen erfolgen kann, sofern es sich bei der Dichtungsnut, so wie hier, um eine rotationssymmetrische Dichtungsnut handelt.

Auch die Herstellung der Ventilplatte, die in der Regel durch Tiefziehen erfolgt, ist bei herkömmlicher Ausführung des Entlastungsventils relativ aufwändig, um eine ausreichende Dichtheit zu erreichen. Insbesondere sind sehr hohe Genauigkeitsanforderungen an die Ebenheit der Ventilplatte gestellt, die nicht immer zureichend erfüllt werden können.

Zusätzlich zu dem relativ hohen fertigungstechnischen Aufwand zur Herstellung der Dichtungsnut, bildet sich im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils 1 im Bereich des Dichtungselements 16 ein Spaltbereich 18 zwischen der Ventilplatte 15 und dem Ventilsitzelement 5 aus, wie in Fig. 1b dargestellt ist. Dieser Spaltbereich 18 ist insbesondere dann nachteilig, wenn das Entlastungsventil 1 für Hygiene-Anwendungen verwendet wird, beispielsweise in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie, wo es zum Teil sehr strenge gesetzliche Vorgaben hinsichtlich der Sauberkeit gibt. Wenn im Arbeitsraum AR z.B. verderbliche Lebensmittel gehandhabt werden besteht die Gefahr, dass sich im Spaltbereich 18 Ablagerungen bilden, die möglicherweise dazu führen können, dass sich Keime bilden, was jedenfalls nachteilig ist.

In Fig. 1a ist auch ersichtlich, dass das Ventilsitzelement 5 an der radial innenliegenden Seite im Wesentlichen direkt in Kontakt mit dem Arbeitsraum AR und dem darin gehandhabten Arbeitsmedium steht. Bei einer Anwendung des Entlastungsventils 1 bei aggressiven, stark korrosiven Medien im Arbeitsraum AR ist es in der Regel erforderlich, dass der Ventilsitz 5 aus einem entsprechend korrosionsbeständigen und folglich teuren Werkstoff gefertigt wird, was aus ökonomischer Sicht nachteilig ist.

Erfindungsgemäß ist deshalb ein Entlastungsventil 1 mit einem besonders geformten Dichtungselement 16 ausgeführt, wie in den Figuren 2a, 2b und 3 dargestellt. Am Dichtungselement 16 sind eine, eine erste Dichtfläche DF1 ausbildende erste Stirnseite DA1 und eine gegenüberliegende, eine zweite Dichtfläche DF2 ausbildende zweite Stirnseite DA2 vorgesehen, wobei im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils 1 die Ventilplatte 15 dichtend an der ersten Stirnseite DA1, bzw. der ausgebildeten Dichtfläche DF1, anliegt und die zweite Stirnseite DA2 zumindest teilweise frei ist. Das bedeutet, dass das Entlastungsventil 1 bei Verwendung mit der freien Stirnseite DA2 an einem Bauteil,

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858 AT beispielsweise eine Wandung 3 eines Arbeitsraumes AR, anliegend angeordnet werden kann. Das Dichtungselement 16 weist zudem eine innen liegende, durchgehende DichtungsInnenumfangsfläche 23 auf, die die erste Stirnseite DA1 und die zweite Stirnseite DA2 verbindet. Mit einer, der Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 gegenüberliegenden, DichtungsAußenumfangsfläche 28, die die erste Stirnseite DA1 und die zweite Stirnseite DA2 verbindet, ist das Dichtungselement 16 am Ventilsitzelement 5 angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung dient das Dichtungselement 16 zusätzlich zur Abdichtung zwischen Ventilplatte 15 auch zur direkten Abdichtung gegenüber einem Befestigungsflansch 20 oder gegenüber der Wandung 3, wodurch auf eine separate Dichtung verzichtet werden kann (siehe Fig. 1a und 1b Dichtung zwischen Ventilsitzelement 5 und Wandung 3).

Fig.2a zeigt ein erfindungsgemäßes Entlastungsventil 1 mit einer Ventilachse VA in einer Schnittdarstellung, das an einer Wandöffnung 4 einer Wandung 3 eines Arbeitsraumes AR angeordnet ist. Der Aufbau des Entlastungsventil 1 entspricht im Grundsatz dem in Fig. 1a dargestellten Entlastungsventil 1. Das Entlastungsventil 1 weist ein Ventilgehäuse 2 auf, das mittels eines Befestigungsmittels 11 an der Wandung 3 befestigt wird, hier Befestigungsschrauben 11a (nicht in der Schnittebene), die in (nicht dargestellte) Gewindebohrungen 12 der Wandung 3 verschraubt sind. Das Entlastungsventil 1 weist über den Umfang verteilt Klemmelemente 6, im dargestellten Beispiel Klemmschrauben 6a, auf, um das Entlastungsventil 1 axial zusammenzuhalten. An den außenliegenden, dem Ventilgehäuse 2 abgewandten Enden der Klemmelemente 6 können auch Trageelemente 19 vorgesehen sind, die hier in Form von Schraubösen ausgeführt sind, welche beispielsweise auf Gewindeabschnitte der Klemmschrauben 6a aufgeschraubt sind. Mittels der Trageelemente 19 bzw. Schraubösen kann das Entlastungsventil 1 leichter hantiert werden, z.B. indem es an einem Kranhaken befestigt wird, was insbesondere bei einer schweren Ausführung des Entlastungsventils 1 vorteilhaft ist, da es die Montage erleichtert.

Das Entlastungsventil 1 weistweiters eine Federungseinheit 13 auf, die hier als kegelförmige Schraubenfeder 14, vorzugsweise mit einer nichtlinearen Federkennlinie, ausgestaltet ist. Eine nichtlineare Federkennlinie bedeutet, dass sich eine Federsteifigkeit c der Schraubenfeder 14 in Abhängigkeit des Weges I ändert, um den die Schraubenfeder 14 komprimiert wird, wobei der Weg I im konkreten Fall dem sogenannten Ventilhub H_xdes Entlastungsventils 1 entspricht. Der Ventilhub H_x ist damit der Abstand zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position der Ventilplatte 15. Die nichtlineare Federkennlinie kann progressiv oder degressiv ausgeführt sein, wobei sich die Federkonstante c bei einer progressiven Federkennlinie über dem Weg I erhöht und bei einer degressiven Federkennlinie über dem Weg I verringert. Das kann beispielsweise bedeuten, dass zum Abheben der Ventilplatte 15 auf den ersten 10% des Ventilhubs H_x eine bestimmte / 26⁷'

858 AT erste Öffnungskraft Fo1 erforderlich ist und zum weiteren Abheben der Ventilplatte 15 auf den zweiten 20% des Ventilhubs H eine bestimmte zweite Öffnungskraft Fo2 erforderlich ist, welche größer (progressiv) oder geringer (degressiv) als die erste Öffnungskraft Fo1 ist. Damit kann durch die konstruktive Ausgestaltung der Schraubenfeder 14 die Öffnungscharakteristik des Entlastungsventils 1 festgelegt werden. Natürlich könnte auch eine Schraubenfeder 14 mit einer linearen Federkennlinie verwendet werden, wobei die Federkonstante c über dem Weg I konstant bleibt (Fo1 = Fo2).

Es wäre aber natürlich auch denkbar, dass als Federungseinheiten 13 andere Bauarten von Federn verwendet werden, wie z.B. Ringfedern, Evolutfedern, Membranfedern, Tellerfedern, etc. Auch könnte beispielsweise eine bekannte Luftfeder verwendet werden, was den Vorteil hätte, dass die Federsteifigkeit c und damit die Öffnungscharakteristik des Entlastungsventils 1 über den Luftdruck der Luftfeder verändert werden könnte. Dadurch könnte das Entlastungsventil 1 sehr flexibel an verschiedene Anwendungen mit variablem Öffnungsdruck angepasst werden, wobei der Öffnungsdruck jenem Druck im Arbeitsraum AR entspricht, bei dem die Ventilplatte 15 vom Ventilsitzelement 5 beginnt, sich abzuheben.

Die Ventilplatte 15 liegt im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils 1 am Dichtungselement 16 dichtend an und ist in Richtung der Ventilachse VA relativ zum Dichtungselement 16 bewegbar angeordnet. Die Ventilplatte 15 verschließt die Ventilsitzöffnung VO des Entlastungsventils 1 im geschlossenen Zustand und gibt die Ventilsitzöffnung VO frei, wenn die Ventilplatte 15, in der Regel durch den an der Ventilplatte 15 anliegenden Druck, vom Dichtungselement 16 abgehoben wird. Das Entlastungsventil 1 weist erfindungsgemäß ein spezielles Dichtungselement 16 auf, sowie ein damit zusammenwirkendes Ventilsitzelement 5. Das Dichtungselement 16 weist an der ersten Stirnseite DA1 eine erste Dichtfläche DF1 auf, die im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils 1 dichtend an einer Ventilplatteninnenfläche 15a der Ventilplatte 15 anliegt. Die in Richtung der Ventilachse VA gegenüberliegende zweite Stirnseite DA2 des Dichtungselements 16 weist eine zweite, frei liegende Dichtfläche DF2 auf. Die erste Stirnseite DA1 und die zweite Stirnseite DA2 sind an der Innenseite (der Ventilsitzöffnung VO zugewandt) durch eine durchgehende Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 verbunden, wobei die Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 gleichzeitig die periphere Begrenzung der Ventilsitzöffnung VO ausbildet, und an der gegenüberliegenden Seite durch eine DichtungsAußenumfangsfläche 28 verbunden. Durch die Gestaltung des Dichtungselements 16 und insbesondere der Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 als durchgehende, die periphere Begrenzung der Ventilsitzöffnung VO ausbildende Fläche können etwaige Fugen im Bereich der Ventilsitzöffnung VO möglichst minimiert werden, wodurch die Gefahr von Ablagerungen am Entlastungsventil 1 verringert, vorzugsweise vermieden werden kann. Die durchgehende Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 dient insbesondere dazu, dass unerwünschte

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Bestandteile, wie beispielsweise Staub oder Öl vom Dichtungselement 16 abfließen können. Dies ist besonders während des Waschvorgangs des Entlastungsventils 1 bei Hygieneanwendungen vorteilhaft, um zu vermeiden, dass die unerwünschten Bestandteile auf dem Dichtungselement 16 verweilen. Gleichzeitig wird durch diese Ausführung des Dichtungselements 16 sichergestellt, dass das Ventilsitzelement 5 durch das Dichtungselement 16 von der Ventilsitzöffnung VO separiert wird. Damit kommt das Ventilsitzelement 5 nicht mehr mit einem Arbeitsmedium im Arbeitsraum AR in Kontakt, womit das Ventilsitzelement 5 hinsichtlich der verwendeten Materialien einfacher ausgeführt werden kann.

Über die freie liegende zweite Stirnseite DA2 kann das Entlastungsventil 1 einfach und sicher dichtend an einem Bauteil angeordnet werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die zweite Stirnseite DA2 in Richtung der Ventilachse VA vom axialen Ende des Entlastungsventils 1, beispielsweise ausgebildet vom Ventilsitzelement 5, vorsteht, damit das Dichtungselement 16 beim Anordnen am Bauteil mit den Befestigungsmitteln 11 axial komprimiert werden kann, was die Dichtung an der zweiten Dichtfläche DF2 verbessert.

Das Entlastungsventil 1 kann beispielsweise direkt an einer Wandung 3 eines Arbeitsraumes AR befestigt werden. Es kann aber auch ein Befestigungsflansch 20 vorgesehen sein, der an der Wandung 3 befestigt wird und an dem das Entlastungsventil 1 befestigt wird. Dazu kann das Entlastungsventil 1 auch zuerst mit dem Befestigungsflansch 20 verbunden werden und anschließend gemeinsam an der Wandung 3.

Die Klemmschrauben 6a sind im gezeigten Ausführungsbeispiel in einen Befestigungsflansch 20 eingeschraubt, wobei natürlich im Ventilsitzelement 5 entsprechende, das Ventilsitzelement 5 axial durchgehende Ausnehmungen vorgesehen ist, vorzugsweise eine Durchgangsbohrung, durch welche die Klemmschrauben 6a durchragen, um am Befestigungsflansch 20 (oder auch an der Wandung 3) festgeschraubt werden zu können. Der Befestigungsflansch 20 ist aber nur optional und bietet unter anderem den Vorteil, dass eine genau definierte Dichtfläche 21 als Auflage für das Dichtungselement 16 vorgesehen werden kann, was die Dichtungseigenschaften des Entlastungsventils 1 verbessert. Insbesondere bei verschmutzten oder unebenen Oberflächen der Wandung 3 ist die Anordnung eines Distanzelements 20 vorteilhaft. Außerdem kann die Ausnehmung im Befestigungsflansch 20 einfacher genau auf die Ventilsitzöffnung VO angepasst werden, sodass sich zwischen Befestigungsflansch 20 und Dichtungselement 16 möglichst keine Fugen oder Spalten ausbilden. Die zentrale Ausnehmung 20a im Befestigungsflansch 20 kann damit auf einfache Weise die Ventilsitzöffnung VO fluchtend und fugenlos in axialer Richtung verlängern. Wird kein Befestigungsflansch 20 vorgesehen, liegt das Dichtungselement 16 mit der freien zweiten Dichtfläche DF2 der zweiten Stirnseite DA2 anstatt am Distanzelement 20 direkt an der Wandung 3 des Arbeitsraums AR auf.

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Das Entlastungsventil 1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen zylindrisch mit einer runden, vorzugsweise kreisrunden Ventilsitzöffnung VO ausgeführt, wobei die Wandöffnung 4 der Wandung 3 natürlich vorzugsweise ebenfalls einen runden Querschnitt aufweist. Dementsprechend sind auch die Ventilplatte 15, das Ventilsitzelement 5 und der Befestigungsflansch 20 im gezeigten Beispiel im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Ventilachse VA ausgeführt. Das Dichtungselement 16 ist folglich ebenfalls als rotationssymmetrischer Dichtungsring ausgeführt. Von der Rotations-Symmetrie ausgenommen sein können natürlich die Bohrungen für die Klemmschrauben 6a und Befestigungsschrauben 11a. Die Bohrungen sind auf einem sogenannten Lochkreis mit einem bestimmten Lochkreisdurchmesser angeordnet und vorzugsweise in konstanten Winkelabständen voneinander beabstandet am Lochkreis angeordnet.

Das Dichtungselement 16 ist vorzugsweise so ausgeführt, dass die DichtungsInnenumfangsfläche 23 mit der Mantelfläche 22 der Ausnehmung 20a des Befestigungsflansches 20, die konisch oder zylindrisch sein kann, eine durchgehende glatte, vorzugsweise möglichst fugenfreie periphere Begrenzungsfläche der Ventilsitzöffnung VO ausbildet.

Das Ventilsitzelement 5 kann einteilig oder, so wie im gezeigten Ausführungsbeispiel, zweiteilig ausgeführt sein. Durch die zweigeteilte Ausführung des Ventilsitzelements 5 kann das Ventilsitzelement 5 sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden, da die beiden Ventilsitzkomponenten 5a, 5b im Wesentlichen konstruktiv einfache scheibenförmige Bauteile sind. Die Herstellung der Ventilsitzkomponenten 5a, 5b kann dadurch in einfacher Weise erfolgen, beispielsweise mittels Laserschneiden aus einer Platte eines geeigneten Werkstoffs, durch Stranggießen und nachträgliches Sägen, etc. Natürlich könnte das Ventilsitzelement 5 aber auch einteilig ausgeführt sein, z.B. als Drehteil.

Im dargestellten Beispiel weist das Ventilsitzelement 5 zwei in Richtung der Ventilachse VA des Entlastungsventils 1 aneinander angrenzende Ventilsitzkomponenten 5a, 5b auf. Die erste Ventilsitzkomponente 5a liegt in axialer Richtung näher an der Ventilplatte 15, als die zweite Ventilsitzkomponente 5b, wie in Fig.2b ersichtlich ist. Die erste Ventilsitzkomponente 5a weist eine erste zentrale Ventilsitzkomponentenausnehmung auf und die zweite Ventilsitzkomponente 5b weist eine zweite zentrale Ventilsitzkomponentenausnehmung auf. Die erste Ventilsitzkomponentenausnehmung ist kleiner als die zweite Ventilsitzkomponentenausnehmung, weist also im Fall der dargestellten zylindrischen Ausführung des Entlastungsventils 1 einen, relativ zur zweiten Ventilsitzkomponentenausnehmung, geringeren Durchmesser auf. Die beiden Ventilsitzkomponenten 5a, 5b sind damit im Wesentlichen scheibenförmig mit gleichem Außendurchmesser, aber verschiedener Dicke und verschiedenen Innendurchmessern ausgeführt, die übereinander angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung bildet sich ein

858 AT radial nach innen erstreckender, beispielsweise im Wesentlichen ringförmiger, Ventilelementvorsprung 24 aus. Selbstverständlich kann ein solcher in Richtung der Ventilsitzöffnung VO vom Ventilsitzelement 5 vorstehender Ventilelementvorsprung 24 auch beliebig anders ausgebildet werden, insbesondere auch auf einem einteiligen Ventilsitzelement 5. Der Ventilelementvorsprung 24 ist vorzugsweise über den Umfang der Ventilsitzöffnung VO geschlossen ausgeführt.

Das Dichtungselement 16 wird vorteilhafterweise mit dessen DichtungsAußenumfangsfläche 28 am Ventilelementvorsprung 24 angeordnet. Dazu weist das Dichtungselement 16 an der Dichtungs-Außenumfangsfläche 28 eine entsprechende Dichtungselementaussparung 25 auf, mit welcher das Dichtungselement 16 auf dem Ventilelementvorsprung 24 angeordnet werden kann.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Entlastungsventils 1 ist die gänzliche Abschirmung des Ventilsitzelements 5 vom Arbeitsmedium des Entlastungsventils 1. Dadurch kann das Ventilsitzelement 5, oder die beiden Ventilsitzkomponenten 5a, 5b des Ventilsitzelements 5, aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff hergestellt werden und es muss nicht zwangsläufig ein zerspanbarer Werkstoff verwendet werden, wie es im Stand der Technik zur mechanischen Bearbeitung der Dichtungsnut 17 für den O-Ring erforderlich ist. Insbesondere bei Handhabung von korrosiven Arbeitsmedien im Arbeitsraum AR bietet die Abschirmung des Ventilsitzelements 5 vom Arbeitsmedium einen deutlichen Vorteil gegenüber herkömmlichen Ventilen. Durch die Vermeidung des Kontaktes des Ventilsitzelements 5 mit der aggressiven, korrosiven Atmosphäre im Arbeitsraum AR ist es nicht, wie bisher, erforderlich, dass ein korrosionsbeständiger Werkstoff zur Herstellung des Ventilsitzelements 5 verwendet wird, sondern es kann beispielweise einfacher Stahl wie z.B. Baustahl (S 235 JR) verwendet werden, was zu einer deutlichen Kosteneinsparung führt, insbesondere bei großen Ausführungen des Entlastungsventils 1. Auch andere geeignete Werkstoffe wären denkbar, wie z.B. Kunststoffe oder Nichteisenmetalle.

Wie bereits erwähnt, ist vorzugsweise auch ein Flammenabsorber 10 am Entlastungsventil 1 vorgesehen, die dazu dient, dass im Falle einer Flammenentwicklung infolge einer Explosion, keine Flammen aus dem Entlastungsventil 1 in die umliegende Umgebung AT austreten. Dies dient insbesondere als Sicherheitsmaßnahme für Personen, die sich unter Umständen in der Umgebung aufhalten oder zum Brandschutz, wenn in der Umgebung AT außerhalb des Entlastungsventils 1 brennbare Materialien, Gase oder andere Substanzen vorliegen. Solche Flammenschranken 10 sind im Stand der Technik bekannt, weshalb an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen wird.

In Fig.4a und Fig.4b sind beispielhaft zwei vorteilhafte Ausgestaltungen des Dichtungselements 16 im Querschnitt dargestellt. Die konkrete konstruktive Ausgestaltung

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858 AT des Dichtungselements 16 ist aber natürlich dem Fachmann überlassen und kann je nach Anwendung des Entlastungsventils 1 variieren, z.B. abhängig von der Temperatur im Arbeitsraum AR, abhängig vom Arbeitsmedium oder abhängig des Drucks im Arbeitsraum AR, etc.. Z.B. könnte das Dichtungselement 16 an der, der Ventilplatte 15 zugewandten ersten Stirnseite DA1 und/oder an dem, der Ventilplatte 15 abgewandten zweiten Stirnseite DA2 eine oder mehrere umlaufende Dichtlippen aufweisen (siehe Fig.4a+4b). In Fig.4a ist eine erste vorteilhafte Ausgestaltung des Dichtungselements 16 im Querschnitt dargestellt und in Fig.4b eine zweite vorteilhafte Ausgestaltung. Das Dichtungselement 16 kann im Wesentlichen aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt sein, wobei vorzugsweise gängige elastische Werkstoffe zur Anwendung kommen. Denkbar wäre beispielsweise Kunststoffe, synthetischer Kautschuk, Naturkautschuk oder Mischungen davon mit anderen Materialien. Dichtungswerkstoffe sind im Stand der Technik bekannt und der Fachmann kann einen entsprechend geeigneten Werkstoff für eine bestimmte Anwendung auswählen. Besonders bei Hygiene-Anwendungen wie beispielsweise in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie ist jedenfalls darauf zu achten, dass ein dafür geeigneter Dichtungswerkstoff verwendet wird.

Das Dichtungselement 16 in Fig.4a weist an der Dichtungs-Außenumfangsfläche 28 eine Dichtungselementaussparung 25 auf, dessen untere Aussparungsfläche 25a im Wesentlichen parallel mit der zweiten Dichtfläche DF2 der zweiten Stirnseite DA2 ist. Die gegenüberliegende obere Aussparungsfläche 25b der Dichtungselementaussparung 25 ist in einem bestimmten Vorspannwinkel α zur ersten Aussparungsfläche 25a geneigt, sodass sich (im nicht eingebauten Zustand des Dichtungselements 16) ein bestimmter Minimalabstand a zwischen den beiden Aussparungsflächen 25a, 25b ergibt. Dieser Minimalabstand a wird vorzugsweise so festgelegt, dass er geringer ist als die axiale Vorsprungserstreckung b des Ventilsitzelementvorsprungs 24 (siehe Fig.2b). Aufgrund des vorzugsweise elastischen Werkstoffs des Dichtungselements 16 kann damit eine gewisse Vorspannkraft erzeugt werden, mit der die zweite Aussparungsfläche 25b (im eingebauten Zustand des Dichtungselements 16) auf den Ventilsitzelementvorsprung 24 gepresst wird. Dadurch kann ein im Wesentlichen spielfreier Sitz des Dichtungselements 16 am Ventilsitzelementvorsprung 24 gewährleistet werden, wobei die obere Aussparungsfläche 25b im eingebauten Zustand des Dichtungselements 16 vorzugsweise plan am Ventilsitzelementvorsprung 24 aufliegt und damit parallel zur unteren Aussparungsfläche 25a ist.

An der ersten (oberen) Stirnseite DA1 des Dichtungselements 16 sind eine erste und eine zweite Hauptdichtlippe 27a, 27b vorgesehen, wobei die erste Hauptdichtlippe 27a von der Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 und der ersten Dichtfläche DF1 gebildet wird und die zweite Hauptdichtlippe 27b von der ersten Dichtfläche DF1 und der Dichtungs-1213/26

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Außenumfangsfläche 28 gebildet wird. Die Hauptdichtlippen 27a, 27b weisen jeweils ein rundes Ende mit einem bestimmten Radius R auf. Die Hauptdichtlippen 27a, 27b wirken im eingebauten Zustand des Dichtungselements 16 dichtend mit der Ventilplatte 15 zusammen, wie in Fig.2b ersichtlich ist. Die genaue Anzahl i an Hauptdichtlippen 27i und die genaue konstruktive Ausgestaltung richtet sich nach der Anwendung des Entlastungsventils 1, z.B. nach der zu erwartenden maximalen oder minimalen Temperatur im Arbeitsraum AR, einem zu erwartenden Druck im Arbeitsraum, nach dem Arbeitsmedium oder z.B. auch nach einer erforderlichen Lebensdauer des Dichtungselements 16. Beispielsweise könnte die erste Hauptdichtlippe 27a, die im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils 1 (was der Regelfall ist) an der Ventilplatteninnenfläche 15a anliegt lang, schmal und mit einem kleinen Radius R ausgeführt sein, um sich möglichst gut an der Ventilplatteninnenfläche 15a anzuschmiegen, um die Gefahr zu minimieren, dass sich im Bereich zwischen der Ventilplatte 15 und der ersten Hauptdichtlippe 27a Ablagerungen bilden. Es könnte auch auf die Hauptdichtlippen 27a, 27b verzichtet werden, dann würde die erste Dichtfläche DF1 im Wesentlichen analog der zweiten Dichtfläche in Fig.4a ausgestaltet sein. Es könnte aber z.B. auch nur eine erste (oder zweite) Hauptdichtlippe 27a (oder 27b) am Dichtungselement 16 vorgesehen sein.

Beispielsweise könnte die Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 im nicht eingebauten Zustand des Dichtungselements 16 bereits eine Krümmung aufweisen, so wie in Fig.4a durch die gestrichelte Linie symbolisiert ist, um sich im eingebauten Zustand noch besser an die Ventilplatteninnenfläche 15a anzuschmiegen. Im eingebauten Zustand des Dichtungselements 16 und bei geschlossenem Entlastungsventil 1 wird die erste Hauptdichtlippe 27a vorzugsweise elastisch verformt, um eine gewisse Vorspannkraft auf die Ventilplatte 15 auszuüben, wodurch die Dichtwirkung verbessert wird. Durch die Krümmung der Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 in Fig.2b ist ersichtlich, dass das gesamte Dichtungselement 16 im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils 1 einer gewissen Verformung unterliegt. Diese Verformung kann wiederum von vielen Parametern und Einflussgrößen abhängen, z.B. der Federkraft, mit der die Ventilplatte 15 auf das Dichtungselement 16 drückt, vom Dichtungswerkstoff, von der Temperatur im Arbeitsraum AR, etc..

Das Dichtungselement 16 weist im in Fig.4a dargestellten Beispiel eine im Wesentlichen gerade Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 mit einer Dichtungsneigung ß zwischen der Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 und der zweiten Dichtfläche DF2 der zweiten Stirnseite DA2 auf. Diese Dichtungsneigung ß kann über die Länge der Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 aber auch veränderlich sein, z.B. dann, wenn die Dichtungs-Innenumfangsfläche 23 gekrümmt ausgeführt ist (gestrichelte Linie in Fig.4a). An der (oberen) ersten Stirnfläche DA1 sind zwischen den beiden Hauptdichtlippen 27a, 27b zusätzlich zwei Nebendichtlippen 29

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858 AT angeordnet, die im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils 1 an der Ventilplatteninnenfläche 15a anliegen und die Abdichtung verbessern. An den Enden der Nebendichtlippen 29 und auch an den Kanten können ebenfalls Rundungen mit einem bestimmten Radius R vorgesehen sein. Fertigungsbedingt kann es in der Regel auch einen gewissen Mindestradius der Rundungen geben. Wiederum können mehr oder weniger oder gar keine Nebendichtlippen 29 vorgesehen sein, je nach Anwendung und erforderlicher Dichtwirkung.

Die Ausführungsform gemäß Fig.4b weist im Unterschied zur Ausführung gemäß Fig.4a auch an der (unteren) zweiten Stirnseite DA2 Nebendichtlippen 29 auf, um die Dichtwirkung zum Distanzelement 20 (oder zur Wandung 3) zu verbessern. Zusätzlich ist zwischen der zweiten Hauptdichtlippe 27b und der Dichtungselementaussparung 25 ein Vorsprung 30 vorgesehen, wodurch die Aussparungsfläche 25b vergrößert wird und eine bessere Auflage des Dichtungselements 16 am Ventilsitzelementvorsprung 24 bietet.

Die Ausgestaltung des Dichtungselements 16 gemäß Fig.4a wird vorzugsweise für Ventilsitzöffnungen VO mit Durchmessern <500mm verwendet und die Ausgestaltung des Dichtungselements 16 gemäß Fig.4b wird vorzugsweise für Ventilsitzöffnungen VO mit Durchmessern >500mm verwendet.

Die dargestellten Varianten des Dichtungselements 16 sind natürlich nur beispielhaft zu verstehen. Es ist ersichtlich, dass es für die konstruktive Ausgestaltung des Dichtungselements 16 einen sehr großen Gestaltungsspielraum für den Fachmann gibt und dass es je nach spezifischer Anwendung des Entlastungsventils 1 auch verschiedene Ausgestaltungen von Dichtungselementen 16 gibt, um eine geforderte Dichtwirkung zu erreichen. Natürlich könnte auch nur eine erste oder zweite Hauptdichtlippe 27a, 27b angeordnet werden, eine Mehrzahl i von Nebendichtlippen 29i angeordnet werden oder verschiedene Vorspannungen, Krümmungen und Winkel vorgesehen werden.

Auch wenn das erfindungsgemäße Entlastungsventil 1 anhand der vorteilhaften zylindrischen Ausgestaltung beschrieben wurde, sei an dieser Stelle festgehalten, dass genauso andere Bauformen möglich sind. Z.B. könnte auch ein Entlastungsventil 1 für eine, von der zylindrischen Form abweichende Wandausnehmung 4 vorgesehen werden, beispielsweise für eine dreieckige, rechteckige oder ovale Wandausnehmung 4. Das konstruktive Design kann dann an die Form der Wandausnehmung 4 angepasst werden. Der Kern der Erfindung, also die Ausgestaltung des Dichtungselements 16 zur peripheren Begrenzung der Ventilsitzöffnung VO und zur Abschirmung des Ventilsitzelements 5 von der Ventilsitzöffnung VO bleibt dabei gleich.

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Claims

Patentansprüche

1. Entlastungsventil (1) zur Anordnung an einer Wandöffnung (4) einer Wandung (3) eines Arbeitsraums (AR) zur Entlastung des Arbeitsraums (AR) bei Übersteigen eines vorgegebenen Öffnungsdrucks im Arbeitsraum (AR) mit einem Ventilsitzelement (5), mit einer Ventilsitzöffnung (VO) und mit einer Ventilplatte (15), wobei die Ventilplatte (15) die Ventilsitzöffnung (VO) in einem geschlossenen Zustand des Entlastungsventils (1) verschließt und einem, am Ventilsitzelement (5) zwischen dem Ventilsitzelement (5) und der Ventilplatte (15) angeordneten Dichtungselement (16), das im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils (1) mit der Ventilplatte (15) in Kontakt ist, wobei die Ventilplatte (15) bei Übersteigen des vorgegebenen Öffnungsdrucks zur Freigabe der Ventilsitzöffnung (VO) vom Dichtungselement (16) abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Dichtungselement (16) eine, eine erste Dichtfläche (DF1) ausbildende erste Stirnseite (DA1) und eine gegenüberliegende, eine zweite Dichtfläche (DF2) ausbildende zweite Stirnseite (DA2) vorgesehen sind, wobei im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils (1) die Ventilplatte (15) dichtend an der ersten Stirnseite (DA1) anliegt und die zweite Stirnseite (DA2) zumindest teilweise frei ist, dass am Dichtungselement (16) eine innen liegende, durchgehende Dichtungs-Innenumfangsfläche (23) vorgesehen ist, die die erste Stirnseite (DA1) und die zweite Stirnseite (DA2) verbindet und dass das Dichtungselement (16) mit einer, der Dichtungs-Innenumfangsfläche (23) gegenüberliegenden, äußeren DichtungsAußenumfangsfläche (28), die die erste Stirnseite (DA1) und die zweite Stirnseite (DA2) verbindet, am Ventilsitzelement (5) angeordnet ist, und dass die DichtungsInnenumfangsfläche (23) die Ventilsitzöffnung (VO) peripher begrenzt.
2. Entlastungsventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil (1) ein Befestigungsmittel (11) zur Befestigung des Entlastungsventils (1) an der Wandung (3) des Arbeitsraums (AR) aufweist, wobei als Befestigungsmittel (11) vorzugsweise eine Mehrzahl von Befestigungsschrauben (11a) vorgesehen ist, mit denen das Entlastungsventil (1) an der Wandung (3) des Arbeitsraumes (AR) festschraubbar ist.
3. Entlastungsventil (1) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass im Entlastungsventil (1) ein Flammenabsorber (10) zur Vermeidung einer Flammenausbreitung vom Arbeitsraum (AR) durch das Entlastungsventil (1) nach außen vorgesehen ist, wobei die Flammenschranke (10) vorzugsweise in Form eines Lamellenpakets bestehend aus mehreren übereinander angeordneten Blechlamellen ausgeführt ist.

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4. Entlastungsventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil (1) eine Federungseinheit (13) aufweist, die vorgesehen ist, die Ventilplatte (15) im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils (1) mit einer Vorspannkraft (F_v) gegen das Dichtungselement (16) vorzuspannen, wobei die Federungseinheit (13) vorzugsweise als Schraubenfeder (14) mit vorgegebener oder veränderlicher Federkennlinie ausgebildet ist, wobei die vorgegebene Federkennlinie vorzugsweise als lineare, progressive oder degressive Federkennlinie ausgebildet ist.
5. Entlastungsventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine kreisrunde Ventilsitzöffnung (VO) und eine damit korrespondierende kreisrunde Ventilplatte (15) vorgesehen sind, wobei das Dichtungselement (16) als ein rotationssymmetrischer Dichtungsring ausgestaltet ist.
6. Entlastungsventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnseite (DA1) und die Dichtungs-Innenumfangsfläche (23) eine erste Hauptdichtlippe (27a) ausbilden, die im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils (1) mit der Ventilplatte (15) in Kontakt ist.
7. Entlastungsventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnseite (DA1) und die Dichtungs-Außenumfangsfläche (28) eine zweite Hauptdichtlippe (27b) ausbilden, die im geschlossenen Zustand des Entlastungsventils (1) mit der Ventilplatte (15) in Kontakt ist.
8. Entlastungsventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Stirnseite (DA1) und/oder der zweiten Stirnseite (DA2) des Dichtungselements (16) zumindest eine Nebendichtlippe (29) vorgesehen ist, die zwischen der ersten und zweiten Hauptdichtlippe (27a, 27b) liegt.
9. Entlastungsventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Ventilsitzelement (5) ein sich in Richtung der Ventilsitzöffnung (VO) nach innen erstreckender Ventilsitzelementvorsprung (24) vorgesehen ist und dass an der DichtungsAußenumfangsfläche (28) eine Dichtungselementaussparung (25) zur Anordnung des Dichtungselements (16) am Ventilsitzelementvorsprung (24) vorgesehen ist.
10. Entlastungsventil (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilsitzelement (5) eine erste scheibenförmige Ventilsitzkomponente (5a) mit einer ersten zentralen Ventilsitzkomponentenausnehmung und eine in Bewegungsrichtung der Ventilplatte (15) daran angrenzende zweite scheibenförmige Ventilsitzkomponente (5b) mit

858 AT einer zweiten zentralen Ventilsitzkomponentenausnehmung aufweist, wobei die erste

Ventilsitzkomponentenausnehmung zur Ausbildung des Ventilsitzelementvorsprungs (24), relativ zur zweiten Ventilsitzkomponentenausnehmung kleiner ist.

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