DE102008059139A1

DE102008059139A1 - Ventileinheit für ein Druckgefäß

Info

Publication number: DE102008059139A1
Application number: DE200810059139
Authority: DE
Inventors: Arno Thelen; Heiko Müller; Joachim Neef; Benjamin Heidrich
Original assignee: Fissler GmbH
Current assignee: Fissler GmbH
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: HK1159449A1; JP5320632B2; RU2011126164A; EP2378929A1; DE102008059139B4; RU2479241C2; EP2378929B1; US20110290806A1; WO2010060508A1; KR101314209B1; CN102264264B; CN102264264A; KR20110094197A; JP2012509726A; ES2395847T3; US8733574B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventileinheit für ein Druckgefäß aus einem Behälter und einem druckdicht auf diesen aufsetzbaren Deckel, mit Sicherheits-, Druckentlastungs- und Druckanzeigefunktion, mit verstellbaren Anzeige- und Druckstufen, mit einem sich an einer Anzeigefeder (7) abstützenden, axial beweglichen, an seinem bei Druckbelastung durch Austritt aus einem Ventilgehäuse (12) sichtbar werdenden Abschnitt z.B. Anzeigeringe tragenden Anzeigestift (4) bzw. Anzeigekolben (10) für die Anzeige des Gefäßinnendrucks und mit einem gegen die Wirkung einer Abdampffeder (6) axial beweglichen, sich in Verschlussstellung gegen einen Dichtsitz (19) anlegenden und bei Überschreiten eines vorgegebenen Gefäßinnendrucks unter Freigabe einer Druckentlastungsöffnung (20) von diesem abhebenden Ventilkörper (5), wobei sich sowohl die Anzeigefeder (7) als auch die Abdampffeder (6) an einem gemeinsamen axial verstellbaren Druckstück (8) in gleicher Richtung abstützen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventileinheit für ein Druckgefäß aus einem Behälter und einem druckdicht auf diesen aufsetzbaren Deckel, mit Sicherheits-, Druckentlastungs- und Druckanzeigefunktion, mit verstellbaren Anzeige- und Druckstufen, mit einem sich an einer Anzeigefeder abstützenden, axial beweglichen, an seinem bei Druckbelastung durch Austritt aus einem Ventilgehäuse sichtbar werdenden Abschnitt z. B. ringartige Anzeigebereiche tragenden Anzeigestift bzw. Anzeigekolben für den Gefäßinnendruck und mit einem gegen die Wirkung einer Abdampffeder axial beweglichen, sich in Verschlussstellung gegen einen Dichtsitz anlegenden und bei Überschreiten eines vorgegebenen Gefäßinnendrucks unter Freigabe einer Druckentlastungsöffnung (Luft- bzw. Dampfaustrittsöffnung) von diesem abhebenden Ventilkörper. Derartige Ventileinheiten finden insbesondere bei Dampfdruckkochtöpfen im Küchenbereich Anwendung.
Aus der DE 32 00 905 C2 ist ein Kochventil für einen Dampfdruckkochtopf mit einer Ventilkappe und einem in dieser geführten Anzeigestift bekannt, welcher durch den Innendruck im Topf und in Abhängigkeit von dem Innendruck aus einer Ruhelage gegen die Kraft einer Anzeigefeder verlagert wird, wobei die Lage des Anzeigestiftes als Druckanzeige dient, indem der Anzeigestift in dem bei Druckaufbau aus dem Ventilkörper austretenden Abschnitt wenigstens zwei Lageorientierungsmarken aufweist. Damit für den Benutzer leichter erkennbar ist, wann und ob eine Hitzezufuhrregulierung erforderlich ist bzw. ob der Kochvorgang richtig abläuft, ist vorgesehen, dass auf der Mantelfläche des Anzeigestiftes unmittelbar aneinandergrenzende oder lediglich durch eine Trennungslinie oder -fuge vergleichsweise geringer Breite voneinander getrennte Anzeigebereiche sichtbar unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit vorgesehen sind.
Aus der DE 86 24 077 U1 ist ein Deckel mit Kochventil für einen Dampfdruckkochtopf mit einem Ventilkörper bekannt, welcher unter der Wirkung einer Ventilfeder an einen Dichtsitz gedrückt wird, von welchem sich der Ventilkörper bei Überschreiten eines vorgegebenen Topfinnendruckes zur Freigabe wenigstens eines Dampfaustrittskanals abhebt. Um bei Verwendung einfacher Teile einen verhältnismäßig großen Strömungsquerschnitt des wenigstens einen Dampfaustrittkanals bei geringer Bauhöhe zu erzielen, ist vorgesehen, dass der Dichtsitz am Rand einer Öffnung der Deckelwandung oder mittels einer in die Deckelöffnung eingesetzten oder geknöpften, vorzugsweise ringförmigen Ventilsitzdichtung gebildet ist, und dass sich der Ventilkörper durch die Deckelöffnung erstreckt und in Schließstellung unter der Wirkung der Ventilfeder mit einer Dichtkante von außen gegen den Rand der Deckelöffnung oder die besondere Ventilsitzdichtung legt.
Aus der DE 91 01 769 U1 ist ein Kochventil für einen Dampfdruckkochtopf mit einem Ventilkörper und einem darin verschieblich gelagerten, der Druckanzeige dienenden Anzeigekörper bekannt, welche von jeweils einer Feder in ihre jeweilige Ruhelage gedrückt und durch den Topfinnendruck in Abhängigkeit von diesem gegen die Kraft der jeweiligen Feder verlagerbar sind, wobei bei Verlagerung des Ventilkörpers von seinem Ventilsitz durch den Topfinnendruck der Dampf aus dem Topfinneren durch einen entsprechenden Öffnungsspalt entweichen kann und wobei der Topfinnendruck auf den Anzeigekörper durch eine rundum eingespannte Membran übertragen wird, die den den Anzeigekörper aufnehmenden Raum gegen das Topfinnere abdichtet. Um bei geringem Fertigungsaufwand und Einhaltung geringer Fertigungstoleranzen eine zuverlässige Funktion dauerhaft sicherzustellen, ist vorgesehen, dass die Membran auch den Ventilkörper in seinem dem Ventilsitz zugewandten Bereich umschließt.
Bei den bekannten Lösungen dienen z. B. aufgebrachte Farbringe an der Oberfläche des Anzeigestiftes zur Anzeige des Behälterinnendruckes, wobei die Farbringe z. B. so angebracht sind, dass sie z. B. 0,5 und 0,8 bar Kochbetriebsdruck anzeigen. Unabhängig davon spricht eine Druckentlastungseinrichtung z. B. bei 1,2 bar an. Der Benutzer kann die Kochbetriebsstufen über die Energiezufuhr von Hand unter Beobachtung des Anzeigestiftes steuern. Auf diese Weise kann das Ansprechen der Druckentlastungseinrichtung als eine nach DIN geforderte erste Sicherheitseinrichtung im Normalfall vermieden werden. Bei Systemen mit Stiftanzeige, bei welchen die Dampfentlastungseinrichtung z. B. in zwei Stufen einstellbar ist, steigt der Anzeigestift bei Einstellung des Ansprechdruckes auf 0,8 bar weniger weit als bei einer Einstellung auf 0,5 bar. Der Benutzer kann hierbei aber nicht den idealerweise der verringerten Druckstufe angepassten Anzeigedruck ablesen. Als nachteilig erweist sich insbesondere eine nicht vorhandene Verstellmöglichkeit für den Anzeigebereich, welcher mit dem Ansprechdruck der Druckentlastungseinrichtung korreliert. Bei den bekannten Systemen hat der Benutzer nicht die Möglichkeit, bei dem Druckgefäß im verschlossenen Zustand eine 0-Druck-Stufe über die Druckentlastungseinrichtung einzustellen. Es werden bei den verschiedenen Kochbetriebsstufen keine Rückschaltsignale vorgesehen, welche dem Benutzer einen Hinweis geben, wann er nach dem Beginn des Druckaufbaus die Energie zurücknehmen muss, um die ideale Kochbetriebstemperatur ohne Überschwingen, also ohne Ansprechen der Druckentlastungseinrichtung, zu erreichen. Der Benutzer erhält über die Stiftanzeige auch keine sichtbare Information, was den zu hohen Druck in dem Gefäß anbelangt; er sieht nur austretenden Dampf, wenn das Ventil anspricht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ventileinheit der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei welcher die zuvor angesprochenen Nachteile beseitigt sind und insbesondere eine Korrelation zwischen Anzeigebereich des Anzeigestiftes und Ansprechdruck der Druckentlastungseinrichtung gegeben wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Ventileinheit der eingangs genannten Art beispielsweise dadurch gelöst, dass sich sowohl die Anzeigefeder als auch die Abdampffeder an einem gemeinsamen axial verstellbaren Druckstück in gleicher Richtung abstützen.
Das Federsystem und der Hub des Druckstückes sind dabei so ausgelegt, dass das Ansprechen der Druckentlastungseinrichtung mit den Anzeigesignalen des Anzeigestiftes korreliert. Prinzipbedingt kann bei einem solchen System auch das drucklose Garen als Einstellung vorgewählt werden. Der Benutzer hat jetzt bei jeder eingestellten Kochbetriebsstufe immer das gleiche Bild in Form des Anzeigestiftes vor Augen. Ein erster – z. B. gelber – Anzeige(ring)bereich (als Rückschaltsignal) bedeutet beispielsweise für den Benutzer ein Anlass zum Zurückschalten der Energiezufuhr, um eine optimale Kochbetriebsstufe zu erreichen, ein zweiter – z. B. grüner – Anzeige(ring)bereich (als Betriebsdrucksignal) das Halten der optimalen Kochbetriebsstufe und ein dritter – z. B. roter – Anzeige(ring)bereich (als Überdrucksignal) ein unbedingtes Zurückschalten, um Energie- und Flüssigkeitsverluste zu vermeiden. Für die z. B. als Ring auf der Mantelfläche des Anzeigestiftes ausgebildeten Anzeigebereiche kann also beispielsweise Farbkombinationen gelb-grün-rot verwendet werden, welche dem Verbraucher aus dem Straßenverkehr (als Warnungs-, Freigabe- und Stopsignal) geläufig sind. Der Anzeigestift der einstellbaren Druck- und Anzeigeeinheit ist auf diese Weise ideal nutzbar, um ein Rückschaltsignal, z. B. in Form eines Markierungsringes und ein Überdrucksignal, z. B. in Form eines weiteren Markierungsringes, oder sonstige Markierungen auf dem Anzeigestift bzw. einem mit diesem beweglichen Anzeigekolben angebracht aufzunehmen.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist zur einfachen Bedienbarkeit der Ventileinheit das Druckstück durch Verdrehen eines Drehelementes, welches z. B. von dem Ventilgehäuses gebildet wird, axial verstellbar.
Um die Ventileinheit als solche einfach an dem Deckel des Druckgefäßes montieren zu können, ist das Drehelement bevorzugt an einer an dem Deckel befestigbaren Trägerplatte drehbar gelagert, welche auch die übrigen Ventilkomponenten trägt.
Um die sichere Funktionsfähigkeit der erfundenen Verstellbarkeit der Ventil- und Anzeigefunktion sicherzustellen, kann das Druckstück ein Außengewinde aufweisen, welches mit einem dazu passenden Innengewinde des Drehelements zusammenarbeitet. Beim Verdrehen des Drehelementes wandert dadurch das Druckstück als Gegenlager für die Anzeigefeder und die Abdampffeder axial innerhalb des Ventilgehäuses nach oben oder nach unten, je nach Drehrichtung.
Zur Sicherung der Funktionsweise der Ventileinheit kann der Anzeigestift in an sich bekannter Weise durch eine gleichzeitig dichtende Rollmembran, auf welche der Gefäßinnendruck einwirkt, getragen und von dieser antreibbar sein.
Dabei kann der Anzeigestift einen Anzeigekolben aufweisen, welcher, ggf. austauschbar und in seinem Anzeigeabschnitt im Querschnitt größer als der des Anzeigestifts, die Markierung für die von dem Anzeigesystem darzustellenden Signale trägt.
Insbesondere ist der Anzeigestift bzw. der Anzeigekolben auf seiner Außenumfangs- oder Mantelfläche mindestens mit einer Markierung zur Anzeige eines Rückschaltsignals und/oder eines Betriebsdrucksignals und/oder eines Überdrucksignals versehen, wozu nicht nur optische, sondern auch akustische Mittel eingesetzt werden können.
Den Abschluss der Ventileinheit nach oben bildet vorzugsweise eine Abdeckkappe für die obere Öffnung des Ventilgehäuses.
Die Erfindung bezieht sich gleichermaßen auf einen druckdicht auf einen Behälter eines Druckgefäßes aufsetzbaren Deckel, in dessen wenigstens einer Öffnung die zuvor gekennzeichnete Ventileinheit montiert ist, sowie auf ein Druckgefäß mit einem solchermaßen ausgestatteten Deckel.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Die einzige Figur zeigt einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der die Erfindung aufweisenden Ventileinheit.
Die erfundene Ventileinheit weist eine mit einer Formdichtung 11 ausgestattete Trägerplatte 1 auf, von welcher alle Ventilkomponenten getragen werden und welche in eine Öffnung eines auf einen Behälter eines Druckgefäßes druckdicht aufsetzbaren Deckels 13 montierbar und dort mithilfe eines durch die Öffnung hindurch ragenden mit Außengewinde versehenen Rollmembranaufnahmekörper 2 und einer Befestigungsmutter 17 fixierbar ist.
Die Ventileinheit weist einen axial beweglichen z. B. als Hülsenkörper ausgebildete Anzeigestift 4 auf, welcher an seinem bei Druckbelastung nach oben aus dem Ventilgehäuse 12 austretenden Abschnitt oder einem mit einem Anzeigekolben 10 bestückten Abschnitt z. B. ringförmige Markierungen trägt, welche dem Benutzer Aufschluss über die Druckverhältnisse im Gefäßinneren 18 geben. Der Anzeigestift 4 wird von einer sogenannten Rollmembran 3 getragen, welche den in dem Druckgefäß herrschenden Druck auf den Anzeigestift 4 überträgt und diesen mehr oder weniger nach oben anhebt. Die Rollmembran 3 ist an dem Rollmembranaufnahmekörper 2 diesen umgreifend gehalten, welche seinerseits mit der Trägerplatte 1 verbunden ist. Der Anzeigestift 4 hat etwa in seinem mittleren Bereich einen Umfangsflansch 16, mit welchem er sich an einer Anzeigefeder 7 abstützt, welcher an ihrem oberen, der Rollmembran 3 gegenüberliegenden Ende ein zu dem Anzeigestift 4 koaxiales Druckstück 8 als Widerlager dient.
Eine Druckentlastungseinrichtung in der Ventileinheit ist von einem Ventilkörper 5 gebildet, welcher sich gegen die Wirkung einer Abdampffeder 6 bei Druckanstieg in dem Gefäßinneren 18 von einem Dichtsitz 19 abhebt und dadurch eine Druckentlastungsöffnung freigibt. Der Abdampffeder 6, welche sich einerseits an ihrem unteren Ende an dem Ventilkörper 5 abstützt, dient das Druckstück 8 an ihrem oberen Ende ebenfalls als Widerlager.
An der Trägerplatte 1 ist das als Drehelement 12' ausgebildetes Ventilgehäuse 12 drehbar gelagert. Das Drehelement 12' hat ein Innengewinde 14, welches mit einem Außengewinde 15 des Druckstückes 8 zusammenarbeitet und zwar derart, dass bei einem Verdrehen des Drehelementes 12' das Druckstück 8 z. B. aus der in der Figur dargestellten obersten axialen Stellung mehr oder weniger axial nach unten wandert und somit die beiden Widerlager für die oberen Enden der Anzeigefeder 7 und der Abdampffeder 6 gleichermaßen, also korreliert, nach unten in Richtung Gefäßinnerem bewegt. Die in der Zeichnung dargestellte oberste Position des Druckstückes 8 stellt beispielsweise eine 0-Druck-Stufe bzw. eine erste Stufe für das drucklose Kochen dar, in welcher sich also kein Druck im Gefäßinneren aufbauen kann. Durch weiteres Verdrehen des Drehelementes 12' kann das Druckstück 8 bis in seine unterste axiale Position am unteren Ende des Innengewindes des Drehelements 12' überführt werden.
In der Darstellung der Ventileinheit befindet sich diese in einem drucklosen Zustand, was man daraus erkennt, dass der Anzeigestift 4 und der damit getra gene Anzeigekolben 10 mit seinem diesem gegenüber in seinem oberen Abschnitt glockenartig erweiterten Anzeigeteil mit vergrößertem Durchmesser noch innerhalb des Ventilgehäuses 12 liegt und die Außenumfangsfläche des Anzeigekolbens 10, welcher von einer Abdeckkappe 9 abgedeckt ist, nicht sichtbar ist. Bei Druckanstieg wandert der Anzeigeabschnitt des Anzeigekolbens 10 immer weiter aus dem ihn umfassenden Ventilgehäuse 12 heraus, so dass die auf der Umfangsfläche des Anzeigekolbens 10 vorgesehenen Markierungen unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit nach und nach sichtbar werden, und zwar z. B. zunächst mit einer Rückschaltsignalmarkierung, dann mit einer Betriebsdrucksignalmarkierung und gegebenenfalls anschließend mit einer Überdrucksignalmarkierung.

1: Trägerplatte
2: Rollmembranaufnahmekörper
3: Rollmembran
4: Anzeigestift
5: Ventilkörper
6: Abdampffeder
7: Anzeigefeder
8: Druckstück
9: Abdeckkappe
10: Anzeigekolben
11: Formdichtung
12, 12': Ventilgehäuse; Drehelement
13: Deckelwandung
14: Innengewinde
15: Außengewinde
16: Umfangsflansch
17: Befestigungsmutter
18: Gefäßinnere
19: Dichtsitz
20: Druckentlastungsöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3200905 C2 [0002]
- DE 8624077 U1 [0003]
- DE 9101769 U1 [0004]

Claims

Ventileinheit für ein Druckgefäß aus einem Behälter und einem druckdicht auf diesen aufsetzbaren Deckel, mit Sicherheits-, Druckentlastungs- und Druckanzeigefunktion, mit verstellbaren Anzeige- und Druckstufen, mit einem sich an einer Anzeigefeder (7) abstützenden, axial beweglichen, an seinem bei Druckbelastung durch Austritt aus einem Ventilgehäuse (12) sichtbar werdenden Abschnitt z. B. ringartige Anzeigebereiche tragenden Anzeigestift (4) bzw. Anzeigekolben (10) für die Anzeige des Gefäßinnendrucks und mit einem gegen die Wirkung einer Abdampffeder (6) axial beweglichen, sich in Verschlussstellung gegen einen Dichtsitz (19) anlegenden und bei Überschreiten eines vorgegebenen Gefäßinnendrucks unter Freigabe einer Druckentlastungsöffnung (20) von diesem abhebenden Ventilkörper (5), dadurch gekennzeichnet, dass sich sowohl die Anzeigefeder (7) als auch die Abdampffeder (6) an einem gemeinsamen axial verstellbaren Druckstück (8) in gleicher Richtung abstützen.
Ventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (8) durch Verdrehen eines Drehelementes (12'), welches z. B. von dem Ventilgehäuse (12) gebildet ist, axial verstellbar ist.
Ventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (8) ein Außengewinde aufweist, welches mit einem dazu passenden Innengewinde des Drehelements (12') zusammenarbeitet.
Ventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (12') an einer an dem Topfdeckel befestigbaren Trägerplatte (1) drehbar gelagert ist, welche auch die übrigen Ventilkomponenten trägt.
Ventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigestift (4) durch eine gleichzeitig dichtende Rollmembran (3), auf welche der Gefäßinnendruck einwirkt, getragen wird und axial antreibbar ist.
Ventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigestift (4) zur Bildung seines Anzeigeabschnittes einen Anzeigekolben (10) trägt.
Ventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigestift (4) bzw. der Anzeigekolben (10) auf seiner Außenumfangsfläche mindestens eine Markierung zur Anzeige eines Rückschaltsignals und/oder eines Betriebsdrucksignals und/oder eines Überdrucksignals trägt bzw. bei seiner Bewegung derartige Signale auslöst.
Ventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Öffnung des Ventilgehäuses (12) von einer Abdeckplatte (9) abgedeckt ist.
Deckel zum druckdichten Aufsetzen auf den Behälter eines Druckgefäßes, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Öffnung der Deckelwandung eine Ventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingesetzt ist.
Druckgefäß aus einem Behälter und einem druckdicht auf diesen aufsetzbaren Deckel, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel nach Anspruch 9 ausgebildet ist.