Sicherheitsventil für Dampfdruckkochtöpfe Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil für Dampfdruckkochtöpfe, Druckkocher od. dgl., welches mit einer optischen und akustischen Signaleinrichtung versehen ist.
Die bekannten Sicherheitsventile dieser Art haben im allgemeinen einen rohrförmigen, an seinem unteren Ende mit einem Ventilkegel versehenen Ventilver- schlusskörper, der in einem mit dem Inneren des Dampfdruckkochtopfes in Verbindung stehenden, mit Ausblasöffnungen versehenen Ventilgehäuse axial ver schiebbar gelagert ist und unter der Wirkung einer Ventilfeder steht, welche bestrebt ist, den Ventilkegel entgegen der Wirkung des Dampfdruckes auf den Ven tilsitz des Ventilgehäuses zu drücken, bis der Dampf druck die Gegenkraft der Ventilfeder überwindet und den Ventilkegel von dem Ventilsitz abhebt,
so dass der unter Spannung stehende Dampf aus dem Dampf druckkochtopf oder sonstigen Druckkocher durch die Ausblasöffnung des Ventilgehäuses ins Freie aus strömen kann.
Die Signaleinrichtung besteht bei einem solchen Sicherheitsventil aus einem Signalkolben, der in dem rohrförmigen Ventilverschlusskörper entgegen der Wir kung einer Belastungsfeder vom Dampfdruck axial verschiebbar ist. Dieser Signalkolben hat oberhalb seines eigentlichen Kolbenteiles einen hohlen Schaft teil, der durch die obere Öffnung des rohrförmigen Ventilverschlusskörpers hindurchragt und der gleich zeitig als Pfeifenrohr einer Signalpfeife ausgebildet ist.
Wenn der obere Schaftteil des Signalkolbens unter der Wirkung des Dampfdruckes aus der oberen öff- nung des Ventilverschlusskörpers herausgeschoben wird, zeigt er dadurch optisch das Ansteigen des Druckes im Inneren des Dampfdruckkochtopfes an, wobei gegebenenfalls Markierungsringe am Schaftteil ein Mass für die erreichte Druckhöhe bilden können.
Ausserdem wird bei Überschreitung eines bestimmten Dampfdruckes der Ventilverschlusskörper angehoben und dann der ausströmende Dampf durch Bohrungen im Ventilkörper und im Signalkolben in das Pfeifen rohr geleitet, wodurch die Pfeife in Tätigkeit versetzt und ein akustisches Signal erzeugt wird.
Diese Aus bildung des Sicherheitsventils hat u. a. den Nachteil, dass bei der Öffnung des Überdruckventils vor allem beim Kochen stark schäumender Speisen sofort er hebliche Mengen des Kochgutes durch die Ausblas- öffnung des Ventilgehäuses und durch die Pfeifen öffnung des Pfeifenrohres austreten, welche den Koch topf und den Herd verunreinigen und beim Kochen auf Gas evtl. sogar die Gasflamme löschen können.
Durch die Erfindung wird bezweckt, diesen Übel stand zu beseitigen und darüberhinaus ein zuverlässig arbeitendes Sicherheitsventil mit optischer und aku stischer Signaleinrichtung zu schaffen, welches den Anforderungen der Praxis besser als die bisher be kannten Ventile dieser Art entspricht, ohne kompli zierter bzw. aufwendiger ausgebildet zu sein als die bekannten Einrichtungen.
Die Erfindung besteht darin, dass die Pfeifenrohr bohrung des Schaftteiles des Signalkolbens mit dem unterhalb des Ventilsitzes befindlichen Teil des In nenraumes des Ventilgehäuses durch einen von dem Kolbenteil des Signalkolbens absperrbaren Dampfka nal verbunden ist, welcher nach Erreichen einer be stimmten Hubhöhe des Signalkolbens von dem Kol benteil desselben freigegeben wird, bevor der Ventil- kegel des Ventilkörpers von dem Ventilsitz des Ven tilgehäuses abgehoben wird.
Der Dampfkanal wird zweckmässig zwischen dem Ventilkörper und dem Kolbenteil des Signalkolbens von zusammenarbeitenden, einerseits in der Innenboh rung des Ventilkörpers und andererseits in der Aus senwandung des Kolbenteiles des Signalkolbens vor gesehenen Ausnehmungen gebildet, welche in der un teren Stellung des Signalkolbens voneinander getrennt und in der oberen Stellung des Signalkolbens derart miteinander verbunden werden, dass ein zusammen hängender Kanal für den Durchtritt des Dampfes aus dem unteren Teil des Ventilgehäuses in das Pfeifen rohr entsteht, ohne dass der Ventilkegel des eigent lichen Überdruckventils schon von seinem Sitz abge hoben worden ist.
Das akustische Signal ertönt also schon vor dem Ansprechen des Überdruckventils, welch letzteres erst nach einem weiteren Ansteigen des Dampfdruckes geöffnet wird.
Vorzugsweise wird dieses Sicherheitsventil so aus gebildet, dass der Dampf zur Betätigung des akusti schen Signals erst in der höchsten Stellung des Signal kolbens beim Erreichen des betreffenden, eingestellten Druckes durch den Dampfkanal in das Pfeifenrohr eintreten kann. Vorher kann man selbstverständlich durch das Hochsteigen des Signalkolbens an dem aus dem Ventilkörper hochsteigenden Signalschaft rein optisch erkennen, dass Dampfdruck in dem Druck kocher eine bestimmte Höhe erreicht hat.
Der Kolbenteil des Signalkolbens ist vorzugsweise mit mehreren, verschieden breiten Kolbenabschnitten versehen, die die Innenbohrung des rohrförmigen Ven tilkörpers dampfdicht abschliessen können und in der höchsten Stellung des Signalkolbens zusammen mit Aussparungen in der Innenbohrung des Ventilkörpers und mit einer oder mehrer-1:i Querbohrungen im Signal kolben die gewünschte Dampfverbindung zum Pfeifen rohr herstellen. Die Aussparungen werden einerseits in Form von Ringnuten entweder im Signalkolben oder im Ventilkörper eingedreht, während die mit diesen Ringnuten zusammenarbeitenden Aussparungen des anderen Teils jeweils entsprechend entweder im Ventil körper oder am Signalkolben vorgesehen sind.
In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiede nen Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht. Fig. 1 zeigt im Längsschnitt ein erfindungsgemäss ausgebildetes Sicherheitsventil in seiner Schliessstel- lung, Fig. 2 zeigt im Längsschnitt das Sicherheitsventil nach Fig. 1 mit halb angehobenem Signalkolben, Fig. 3 zeigt im Längsschnitt das Sicherheitsventil nach Fig. 1 und 2 mit vollständig angehobenem Signal kolben, Fig. 4 zeigt im Längsschnitt das Sicherheitsventil nach Fig. 1 bis 3 in seiner Öffnungsstellung,
Fig. 5 zeigt im Längsschnitt den Ventilkörper des Sicherheitsventils nach Fig. 1 bis 4, Fig. 6 zeigt teils im Längsschnitt, teils in Seitenan sicht den Signalkolben des Sicherheitsventils nach Fig. 1 bis. 4, Fig. 7 zeigt im Längsschnitt eine abgeänderte Aus führungsform des Ventilkörpers, Fig. 8 zeigt teils im Längsschnitt, teils in Seitenan sicht eine abgeänderte Ausführungsform des Signal kolbens, und Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch den Signal kolben nach der Linie A-B der Fig. B.
Das in Fig. 1 bis 4 in verschiedenen Stellungen gezeigte Sicherheitsventil besteht im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 1, einem Ventilkörper 2, einem in letzterem axial verschiebbaren Signalkolben 3 und einer als überwurfmutter auf das Ventilgehäuse 1 auf schraubbaren Ventilkappe 4.
Das im wesentlichen zylindrische Ventilgehäuse 1 ragt mit seinem unteren, offenen Ende in das Innere eines Dampfdruckkochtopfes hinein und ist zu diesem Zweck in einer Bohrung des in der Zeichnung nur angedeuteten Topfdeckels 5 unter Einfügung eines Dichtringes 6 mittels einer Mutter 7 befestigt. Im Innenraum 8 des Ventilgehäuses 1 ist ein Ventilsitz 9 angeordnet. Oberhalb des Ventilsitzes 9 steht der Innenraum 8 durch Ausblasöffnungen 10 mit der Aussenluft in Verbindung. Darüber ist die Wandung des Ventilgehäuses 1 mit einem Aussengewinde 11 versehen, auf das die mit einem entsprechenden In nengewinde versehene Ventilkappe 4 aufgeschraubt ist.
Die Ventilkappe 4 hat einen teilweise über die Aus- blasöffnungen 10 greifenden, sich nach unten und aussen erweiternden unteren Rand 4'.
Im oberen Teil des Innenraumes 8 des Ventilge häuses 1 ist der rohrförmige Ventilkörper 2 axial verschiebbar gelagert. Der Ventilkörper 2 hat an sei nem unteren Ende einen Ventilkegel 12 und steht unter der Wirkung einer Druckfeder 13, welche den Ventil kegel 12 auf den Ventilsitz 9 des Ventilgehäuses 1 zu drücken sucht. Die Druckfeder 13 stützt sich unten auf einem Bund 14 (Fig. 5) des Ventilkörpers 2 und oben auf einer Innenschulter 15 der Ventilkappe 4 ab. Der Ventilkörper 2 hat eine zylindrische Innenbohrung 16, in der gemäss Fig. 5 ein oder mehrere, axial verlau fende Ausfräsungen oder Vertiefungen 17 angebracht sind. Im Ausführungsbeispiel sind drei Ausfräsungen 17 von verschiedener Länge in kurzen Abständen übereinander vorgesehen.
Oberhalb der obersten, läng sten Ausfräsung 17 ist die Wandung des Ventilkörpers 2 durch Querbohrungen 18 (Fig. 5) durchbrochen. An seinem oberen Ende ist der Ventilkörper 2 schliesslich mit einer Innenschulter 19 versehen.
In der zylindrischen Innenbohrung 16 des Ventil körpers 2 ist der Signalkolben 3 unter der Wirkung des Dampfdruckes entgegen der Wirkung einer Bela stungsfeder 20 axial verschiebbar gelagert. Die Bela stungsfeder 20 stützt sich oben auf der Innenschulter 19 des hohlen Ventilkörpers 2 und unten auf einem Absatz 21 (Fig. 6) des Signalkolbens 3 ab.
Der untere, eigentliche Kolbenteil des in Fig. 6 für sich herausgezeichneten Signalkolbens 3 hat eine oder mehrere, gemäss dem Ausführungsbeispiel drei ausgedrehte Ringnuten 22, welche drei obere Kolben abschnitte 23 und einen unteren Kolbenabschnitt 24 voneinander trennen. Die Kolbenabschnitte 23 und 24 haben sämtlich den gleichen Durchmesser und pas sen mit dichtem Gleitsitz in die zylindrische Innenboh rung 16 des Ventilkörpers 2. Die axiale Länge der Kolbenabschnitte 23 ist verschieden gross und aus- serdem derart bemessen, dass jeder Kolbenabschnitt 23 etwas kürzer ist als die Länge der entsprechenden axialen Ausfräsung 17 in der Innenbohrung 16 des Ventilkörpers 2.
Der unterste Kolbenabschnitt 24 hat am Rande eine Bohrung oder Längsnut 25, welche in die unterste Ringnut 22 führt.
Der mittlere Schaftteil 26 des Signalkolbens 3 hat einen geringeren Durchmesser als der untere Kolben teil 23, 24, so dass zwischen der Aussenwand des Schaftteiles 26 und der Innenwand der Innenbohrung 16 des Ventilkörpers 2 ein Ringraum zur Aufnahme der Belastungsfeder 20 verbleibt. Schliesslich geht der mittlere Schaftteil 26 über einen Absatz 27 in einen oberen Schaftteil 28 über, dessen Durchmesser noch etwas geringer ist als der Durchmesser des Schaftteiles 26. Der Aussendurchmesser des oberen Schaftteiles 28 ist etwas kleiner, und der Aussendurch messer des mittleren Schaftteiles 26 ist etwas grösser als der Innendurchmesser der oberen Innenschulter 19 des Ventilkörpers 2, so dass der Absatz 27 des Signalkolbens 3 bei dessen Aufwärtsbewegung gegen die Innenschulter 19 des Ventilkörpers 2 anschlägt.
Auf das obere Ende des oberen Schaftteiles 28 des Signalkolbens 3 ist eine Hutmutter 29 aufge schraubt, welche sich in der Ruhestellung des Ventils auf die obere Stirnfläche des Ventilkörpers 2 auflegt. Zwischen der Hutmutter 29 und dem Absatz 27 sind in den oberen Schaftteil 28 ein oder mehrere, gemäss dem Ausführungsbeispiel zwei Signalringe 30 einge dreht, welche farbig markiert sein können.
Die Schaftteile 28 und 26 des Signalkolbens 3 sind mit einer bis in den obersten Kolbenabschnitt 23 reichenden axialen Bohrung 31 versehen. Im oberen Schaftteil 28 ist die Schaftwandung mit einer Pfeifen öffnung 32 versehen, unter welcher in die Bohrung 31 eine Pfeifenlippe 33 eingesetzt ist. Das untere Ende der Innenbohrung 31 steht durch Querbohrungen 34 im obersten Kolbenabschnitt 23 mit einer randoffenen Ringnut 35 dieses Kolbenabschnittes in Verbindung. Auf diese Weise bildet der schaftförmige Teil des Signalkolbens 3 das Pfeifenrohr einer Signalpfeife, die durch den Dampf aus dem Druckkochtopf in Tätig keit versetzt werden kann.
Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Sicherheitsventils ist folgende: In der in Fig. 1 gezeigten Ruhe- oder Schliess- stellung presst die Druckfeder 13 den Ventilkörper 2 mit seinem Ventilkegel 12 auf den Ventilsitz 9 des Ventilgehäuses 1. Diese Abschlussstellung behält der Ventilkörper 2 auch in den in Fig. 2 und 3 gezeigten Zwischenstellungen bei. Auch der Signalkolben 3 wird durch die Belastungsfeder 20 in seine unterste Stellung gedrückt, in der die Hutmutter 29 auf der oberen Stirn fläche des hohlen Ventilkörpers 2 aufliegt. Die oberen Kolbenabschnitte 23 dichten die Innenbohrung 16 des Ventilkörpers 2 ab.
Es kann also der Dampf aus dem Kochtopf weder durch das Pfeifenrohr des Signal kolbens 3 noch durch die Ausblasöffnungen 10 des Ventilgehäuses 1 nach aussen abströmen.
Wenn nun der Dampfdruck im Druckkochtopf ansteigt, so bewegt sich der Signalkolben 3 entgegen der Wirkung der Druckfeder 20 nach oben, und zwar zunächst in eine in Fig. 2 gezeigte Zwischenstellung. Auch hier sperren die Kolbenabschnitte 23 den Durch gang durch die Innenbohrung 16 des Ventilkörpers 2 noch ab. Jedoch steigt der obere Schaftteil 28 des Signalkolbens 3 aus dem Ventilkörper 2 nach oben heraus. Dadurch wird erst die obere und anschliessend auch die untere Ringnut 30 sichtbar und zeigt an, dass der Dampfdruck im Druckkochtopf entsprechend ge stiegen ist. Die Kolbenabschnitte 23 sorgen bei dieser Bewegung für eine einwandfreie Dichtung und Füh rung des Signalkolbens 3 in der zylindrischen Innen bohrung 16 des Ventilkörpers 2.
Schliesslich steigt der Signalkolben 3 im Ventil körper 2 so hoch, dass er sich mit seinem Absatz 27 von unten an die Innenschulter 19 des Ventilkörpers 2 anlegt (Fig. 3). In dieser Stellung tritt Dampf aus der Gehäusebohrung 8 durch die Axialnut 25 des untersten Kolbenabschnittes 24 in die unterste Ringnut 22 des Signalkolbens 3, von dort durch die unterste Ausfräsung 17 des Ventilkörpers 2 in die mittlere Ringnut 22 des Signalkolbens, von dort durch die mittlere Ausfräsung 17 in die oberste Ringnut 22 des Signalkolbens, von dort durch die oberste Ausfräsung 17 in die Ringnut 35 des obersten Kolbenabschnittes 23, und von dort durch die Querbohrungen 34 in die Bohrung 31 des Pfeifenrohres 26, 28.
Der an der Lippe 33 vorbeiströmende und durch die Öffnung 32 aus dem Pfeifenrohr ausströmende Dampf bringt die Si gnalpfeife zum Ertönen.
Falls weder die optischen Signale noch das aku stische Signal beachtet werden, kann der Dampfdruck im Druckkochtopf noch weiter ansteigen. Er über windet dann schliesslich die Kraft der Druckfeder 13 und bewegt den Ventilkörper 2 nach oben in die in Fig. 4 gezeigte Öffnungsstellung. In dieser öffnungs- stellung hat sich der Ventilkegel 12 von dem Ventil sitz 9 abgehoben, und der Dampf kann nunmehr in voller Stärke durch die Ausblasöffnungen 10 des Ven tilgehäuses 1 nach aussen in die Atmosphäre abströ men. Der Dampfdruck hat dann den vorgesehenen Höchstwert erreicht, welcher nicht mehr überschritten werden kann. Wenn die Wärmezufuhr gedrosselt bzw.
unterbunden wird, so sinkt der Überdruck im Druck kochtopf, und der Ventilkörper 2 wird durch die Druckfeder 13 mit seinem Ventilkegel 12 wieder auf den Ventilsitz 9 gedrückt, d. h. das Sicherheitsventil nimmt wieder die in Fig. 3 gezeigte Zwischenstellung ein. Anschliessend bewegt sich unter der Wirkung der Belastungsfeder 20 auch der Signalkolben 3 nach unten über die in Fig. 2 gezeigte Zwischenstellung bis in seine Ruhestellung gemäss Fig. 1. Entsprechend wird auch die Dampfzufuhr zum Pfeifenrohr unterbro- chen, und die Ringmarkierungen 30 verschwinden im Inneren des Ventilkörpers 2.
Die in Fig. 7 bis 9 dargestellte Ausführungsform des Ventilkörpers und des Signalkolbens unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 5 und 6 im wesentlichen dadurch, dass die zylindrische Innenbohrung 36 des Ventilkörpers 37' mit ausgedrehten Ringnuten 38 ver sehen ist, während der Kolbenteil 39 des Signalkol bens 40 lediglich mit seitlichen Abflachungen 41 ver sehen ist. Ferner ist der unterste Kolbenabschnitt 42 des Signalkolbens 40 mit mindestens einer Randnut oder Abflachung 43 versehen. Alle übrigen Teile bleiben unverändert. Auch die Wirkungsweise dieser Ausführungsform entspricht der vorstehend erläuter ten Funktion des Sicherheitsventils nach Fig. 1 bis 6.
Im übrigen beschränkt sich die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern sie umfasst alle Varianten im Rahmen des wesentlichen Erfindungsgedankens. Insbesondere kann die Anzahl, Bemessung und Anordnung der zusammenarbeitenden Ringnuten, Ausfräsungen oder sonstigen Aussparun gen, die im Ventilverschlusskörper bzw. im Signal kolben vorgesehen sind, auf verschiedene Weise variie ren, sofern nur der Zweck der Erfindung damit erfüllt und die erfindungsgemäss gewünschte Funktion erzielt wird.