DE102010045280A1

DE102010045280A1 - Druckbegrenzungsventil

Info

Publication number: DE102010045280A1
Application number: DE201010045280
Authority: DE
Inventors: Steffen Schott
Original assignee: Honeywell Technologies SARL
Current assignee: Garrett Motion SARL
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-15

Abstract

Druckbegrenzungsventil (10), mit einem einen Ventil-Einlass (12) und einen Ventil-Auslass (13) aufweisenden Ventilgehäuse (11), mit einem Ventilsitz (14), mit einem Ventilkörper (15) und mit einem Federelement (16), wobei eine von dem Federelement (16) bereitgestellte Federkraft den Ventilkörper (15) zum Schließen des Druckbegrenzungsventils gegen den Ventilsitz (14) drückt, und wobei der Ventilkörper (15) entgegen der vom Federelement (16) bereitgestellten Federkraft dann vom Ventilsitz (14) zum Öffnen des Druckbegrenzungsventils abgehoben ist, wenn eine auf den Ventilkörper (15) einwirkende Kraft, die von einem im Ventil-Einlass (12) herrschenden Druck abhängig ist, größer als die vom Federelement (16) bereitgestellten Federkraft ist, und wobei der Ventilsitz (14), der Ventilkörper (15) und das Federelement (16) einen Ventileinsatz (17) ausbilden, der als Einheit in dem Ventilgehäuse (111) montierbar und als Einheit vom Ventilgehäuse (11) demontierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Als Druckbegrenzungsventile ausgebildete Sicherheitsventile, mithilfe derer Einrichtungen, wie zum Beispiel Boiler zur Erwärmung von Wasser, vor einem Überdruck geschützt werden können, sind aus der Praxis hinlänglich bekannt. Derartige Druckbegrenzungsventile verfügen über ein Ventilgehäuse, das einen Ventil-Einlass, einen Ventil-Auslass und einen Ventilsitz des Druckbegrenzungsventils bereitstellt. Ferner verfügen solche Druckbegrenzungsventile über einen Ventilkörper und ein Federelement, wobei eine von dem Federelement bereitgestellte Federkraft den Ventilkörper zum Schließen des Druckbegrenzungsventils gegen den Ventilsitz desselben drückt. Der Ventilkörper ist entgegen der vom Federelement bereitgestellten Federkraft dann vom Ventilsitz zum Öffnen des Druckbegrenzungsventils und zum Ableiten von Überdruck abgehoben, wenn eine auf den Ventilkörper einwirkende Kraft, die von einem im Ventil-Einlass herrschenden Druck abhängig ist und der Federkraft des Federelements entgegenwirkt, größer als die vom Federelement bereitgestellte Federkraft ist.
Aus der Praxis bekannte Druckbegrenzungsventile verfügen über eine Vielzahl von Einzelteilen und daher über einen komplexen Aufbau. Daher ist sowohl die Montage von aus der Praxis bekannten Druckbegrenzungsventilen als auch bei einer Wartung bzw. Instandsetzung derselben die Demontage aufwendig. Es besteht daher Bedarf an einem Druckbegrenzungsventil, welches mit geringem Aufwand montiert und demontiert werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Druckbegrenzungsventil zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Druckbegrenzungsventil gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß bilden der Ventilsitz, der Ventilkörper und das Federelement einen Ventileinsatz aus, der als Einheit in dem Ventilgehäuse montierbar und als Einheit vom Ventilgehäuse demontierbar ist.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals ein Druckbegrenzungsventil vorgeschlagen, bei welchem der Ventilsitz, der Ventilkörper und das Federelement einen Ventileinsatz ausbilden, der als Einheit im Ventilgehäuse montierbar und als Einheit vom Ventilgehäuse demontierbar ist. Dadurch vereinfacht sich sowohl die Montage als auch die Demontage eines Druckbegrenzungsventils.
Vorzugsweise weist der Ventileinsatz einen Adapater auf, der den Ventilsitz ausbildet und über den der Ventileinsatz zur Montage als Einheit in das Ventilgehäuse einschraubbar und zur Demontage als Einheit aus dem Ventilgehäuse herausschraubbar ist. Der Ventilkörper und das Federelement sind vorzugsweise in den Adapater eingesetzt und über ein Führungselement, das mit dem Adapater verrastet ist, im Adapater fixiert. Die obige Ausführung des Adapters, der mit dem Ventilgehäuse verschraubt ist, sowie die obige Ausführung des Führungselements, das mit dem Adapter verrastet ist, erlaubt eine Montage sowie Demontage des Druckbegrenzungsventils ohne zusätzliche Werkzeuge.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Druckbegrenzungsventil;
2 das Detail A des Druckbegrenzungsventils der 1;
3 das Detail B des Druckbegrenzungsventils der 1;
4 das Detail C des Druckbegrenzungsventils der 1; und
5 ein Querschnitt durch den Ventileinsatz des Druckbegrenzungsventils der 1 an einen gegenüber 1 in Umfangsrichtung versetzten Schnittrichtung.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil, um zum Beispiel Vorrichtungen zur Erhitzung von Wasser vor einem Überdruck zu schützen. Unter Bezugnahme auf 1 bis 5 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils beschrieben.
1 zeigt einen Querschnitt durch ein Druckbegrenzungsventil 10, wobei das Druckbegrenzungsventil 10 ein Ventilgehäuse 11 aufweist, welches einen Ventil-Einlass 12 sowie einen Ventil-Auslass 13 aufweist.
Ferner verfügt das Druckbegrenzungsventil 10 über einen Ventilsitz 14, einen Ventilkörper 15 sowie ein Federelement 16, wobei eine vom Federelement 16 bereitgestellte Federkraft den Ventilkörper 15 gegen den Ventilsitz 14 des Druckbegrenzungsventils 10 drückt und so das Druckbegrenzungsventil 10 verschließt.
Ferner wirkt auf den Ventilkörper 15 eine Kraft, die von einem Druck innerhalb des Ventil-Einlasses 12 abhängig ist, wobei dann, wenn diese vom Druck im Ventil-Einlass abhängige Kraft größer als die vom Federelement 16 bereitgestellte Federkraft ist, der Ventilkörper 15 vom Ventilsitz 14 abgehoben ist, um so das Druckbegrenzungsventil 10 zu öffnen und für einen Druckausgleich im Ventil-Einlass 12 zu sorgen, in dem Medium über den Ventil-Auslass 13 abfließen kann.
Erfindungsgemäß bilden der Ventilsitz 14, der Ventilkörper 15 sowie das Federelement 16 einen Ventileinsatz 17 aus, der als Einheit in dem Ventilgehäuse 11 montierbar und als Einheit vom Ventilgehäuse 11 demontierbar ist.
Der Ventileinsatz 17 umfasst einen Adapter 18, der an einem Abschnitt den Ventilsitz 14 ausbildet und der über ein Außengewinde 19 verfügt, welches mit einem Innengewinde 19 des Ventilgehäuses 11 derart zusammenwirkt, dass der Adapter 18 zur Montage des Druckbegrenzungsventils mit dem Ventilgehäuse 11 verschraubbar und zur Demontage von dem Ventilgehäuse 11 heraus schraubbar ist. Über den Adapter 18 ist der gesamte Ventileinsatz 17 als Einheit mit dem Ventilgehäuse 11 verschraubbar sowie aus dem Ventilgehäuse 11 heraus schraubbar.
Dann, wenn der Adapter 18 mit dem Ventilgehäuse 11 verschraubt ist, ist der Adapter 18 einerseits über die obige Schraubverbindung zwischen dem Adapter 18 und dem Ventilgehäuse 11 und andererseits über einen Dichtring 20 gegenüber dem Ventilgehäuse 11 abgedichtet, wobei an dem Adapter 18 eine Montagehilfe 21 für den Dichtring 20 ausgebildet ist, die den Dichtring 20 bei der Montage und Demontage des Ventileinsatzes 17 am Adapter 18 hält. Wird demnach der Ventileinsatz 17 über den Adapter 18 vom Ventilgehäuse 11 demontiert, so stellt diese Montagehilfe 21 des Adapters 18 sicher, dass der Dichtring 20 zusammen mit dem Ventileinsatz 17 sicher aus dem Ventilgehäuse 11 entfernt wird und nicht in demselben verbleibt.
Der Ventilkörper 15 und das Federelement 16 des Ventileinsatzes 17 sind in den Adapter 18 eingesetzt und über ein Führungselement 22 des Ventileinsatzes 17 im Adapter 18 fixiert, wobei das Führungselement 22 des Ventileinsatzes 17 mit dem Adapter 18 desselben verrastet ist.
Der Ventilkörper 15 ist von einem Ventilstößel 23 und einer Membran 24 gebildet. Das Federelement 16 greift mit einem ersten Ende 25 am Ventilstößel 23 an und drückt die Membran 24 über den Ventilstößel 23 gegen den Ventilsitz 14. An einem gegenüberliegenden, zweiten Ende 26 greift das Federelement. 16 am Führungselement 22 Ventileinsatzes 17 an.
Das Führungselement 22 des Ventileinsatzes 17 verfügt gemäß 1 über einen mittleren Abschnitt 27, der in das Federelement 16 im Bereich des zweiten Ende 26 desselben hineinragt und an welchem das Federelement 16 mit dem zweiten Ende 16 anliegt. Ein seitlicher Abschnitt 28 des Führungselements 22 ist mit dem Adapter 18 verrastet, nämlich derart, dass der seitliche Abschnitt 28 des Führungselements 22 widerhakenartig mit einem Absatz 29 bzw. einem Hinterschnitt des Adapters 18 verrastet ist (siehe 3).
Dann, wenn die Einheit aus Ventilkörper 15, Federelement 16 und Führungselement 22 im Adapter 18 durch Verrasten des Führungselements 22 mit dem Adapter 18 fixiert ist, stellt das Federelement 26 eine definierte Federkraft bereit, die den Ventilkörper 15 gegen den Ventilsitz 14 drückt. Diese Federkraft ist von der Federkonstante des Federelements 16 abhängig nur durch Auswahl eines geeigneten Federelements 16 einstellbar.
Die Membran 24 des Ventilkörpers 15 ist, wie 1 entnommen werden kann, vorzugsweise als Hutmembran ausgebildet, wobei das Federelement 16 über den Ventilstößel 23 einen mittleren Abschnitt 30 der Membran 24 gegen den Ventilsitz 14 drückt. Ein seitlicher, gegenüber dem mittleren Abschnitt 30 versetzter Abschnitt 31 der Hutmembran 24 ist zwischen dem Adapter 18 und dem Führungselement 22 fixiert bzw. eingeklemmt.
Alleine durch den Adapter 18, der den Ventilsitz 14 bereitstellt, den Ventilkörper 15, der vom Ventilstößel 23 und der Membran 24 gebildet ist, das Federelement 16 und das Führungselement 22 kann die Funktionalität des erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventil bereitgestellt werden. Das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil verfügt demnach über eine geringe Anzahl von Bauteilen, die als Einheit, nämlich als Ventileinsatz 17, gemeinsam am Ventilgehäuse 11 montiert sowie von demselben demontiert werden können, nämlich ohne Zuhilfenahme separater Werkzeuge.
Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils umfasst der Ventileinsatz 17 neben den oben erwähnten Baugruppen ein Betätigungselement 32, das mit dem Führungselement 22 verrastet ist und gegenüber dem Führungselement 22 sowie gegenüber dem Ventilkörper 15, nämlich dem Ventilstößel 23 desselben, drehbar ist.
Gemäß 1, 5 umgibt das Betätigungselement 32 das Führungselement 22 radial außen zumindest abschnittsweise. Ferner umgibt das Führungselement 22 radial außen den Ventilkörper 15, nämlich den Ventilstößel 23 desselben, zumindest abschnittsweise. In das Führungselement 22 ist eine Ausnehmung 33 eingebracht, durch die sich ein Abschnitt 34 des Ventilstößels 23 nach radial außen in Richtung auf das Betätigungselement 32 erstreckt und mit einem entsprechenden Abschnitt 35 des Betätigungselements 32 derart zusammen wirkt, dass durch Verdrehen des Betätigungselements 32 der Ventilkörper 15 relativ zum Ventilsitz 14 verlagerbar ist, um den Ventilkörper 15 ausgelöst durch die Betätigung des Betätigungselements 32 vom Ventilsitz 14 abzuheben und so ein Verblocken des Ventilkörpers 15 am Ventilsitz 14 zu vermeiden.
Bezugszeichenliste

10: Druckbegrenzungsventil
11: Ventilgehäuse
12: Ventil-Einlass
13: Ventil-Auslass
14: Ventilsitz
15: Ventilkörper
16: Federelement
17: Ventileinsatz
18: Adapter
19: Außengewinde/Innengewinde
20: Dichtring
21: Montagehilfe
22: Führungselement
23: Ventilstößel
24: Membran
25: erstes Ende des Federelements
26: zweites Ende des Federelements
27: mittlerer Abschnitt des Führungselement
28: seitlicher Abschnitt des Führungselement
29: Absatz des Adapters
30: mittlerer Abschnitt der Membran
31: seitlicher Abschnitt der Membran
32: Betätigungselement
33: Ausnehmung
34: Abschnitt
35: Abschnitt

Claims

Druckbegrenzungsventil, mit einem einen Ventil-Einlass und einen Ventil-Auslass aufweisenden Ventilgehäuse, mit einem Ventilsitz, mit einem Ventilkörper und mit einem Federelement, wobei eine von dem Federelement bereitgestellte Federkraft den Ventilkörper zum Schließen des Druckbegrenzungsventils gegen den Ventilsitz drückt, und wobei der Ventilkörper entgegen der vom Federelement bereitgestellten Federkraft dann vom Ventilsitz zum Öffnen des Druckbegrenzungsventils abgehoben ist, wenn eine auf den Ventilkörper einwirkende Kraft, die von einem im Ventil-Einlass herrschenden Druck abhängig ist, größer als die vom Federelement bereitgestellte Federkraft ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (14), der Ventilkörper (15) und das Federelement (16) einen Ventileinsatz (17) ausbilden, der als Einheit in dem Ventilgehäuse (11) montierbar und als Einheit vom Ventilgehäuse (11) demontierbar ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinsatz (17) einen Adapater (18) aufweist, der den Ventilsitz (14) ausbildet und über den der Ventileinsatz (17) zur Montage als Einheit in das Ventilgehäuse (11) einschraubbar und zur Demontage als Einheit aus dem Ventilgehäuse (11) heraus schraubbar ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (18) hierzu ein Außengewinde (19) aufweist, das mit einem Innengewinde (19) des Ventilgehäuses (11) zusammenwirkt.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (18) gegenüber dem Ventilgehäuse (11) über einen Dichtring (20) abgedichtet ist, wobei an dem Adapter (18) eine Montagehilfe (21) für den Dichtring (20) ausgebildet ist, die den Dichtring (20) bei der Montage und Demontage des Ventileinsatzes (17) am Adapter (18) hält.
Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (15) und das Federelement (16) in den Adapater (18) eingesetzt und über ein Führungselement (22), das mit dem Adapater (18) verrastet ist, im Adapater (18) fixiert sind.
Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (15) von einem Ventilstößel (23) und einer Membran (24) gebildet ist, wobei das Federelement (16) mit einem ersten Ende (25) am Ventilstößel (23) angreift und die Membran (24) über den Ventilstößel (23) gegen den Ventilsitz (14) drückt.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (24) als Hutmembran ausgebildet ist, wobei das Federelement (16) über den Ventilstößel (23) einen mittleren Abschnitt (30) der Hutmembran gegen den Ventilsitz (14) drückt, und wobei ein seitlicher, gegenüber dem mittleren Abschnitt (30) versetzter Abschnitt (31) der Hutmembran zwischen dem Adapter (18) und dem Führungselement (22) fixiert ist.
Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (22) einen mittleren Abschnitt (27) aufweist, der in das Federelement (16) hineinragt und an welchem das Federelement (16) mit einem zweiten Ende (26) anliegt, und dass ein seitlicher Abschnitt (28) des Führungselements (22) widerhakenartig mit einem Absatz (29) des Adapaters (18) verrastet ist.
Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch ein Betätigungselement (32), das mit dem Führungselement (22) verrastet und gegenüber dem Führungselement (22) drehbar ist, um über eine Verdrehung des Betätigungselements (32) den Ventilkörper (15) relativ zum Ventilsitz (14) zu verlagern.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (32) das Führungselement (22) radial außen zumindest abschnittsweise umgibt, und dass das Führungselement (22) den Ventilkörper (15) radial außen zumindest abschnittsweise umgibt, wobei ein Abschnitt (34) des Ventilkörpers (15) das Führungselement (22) nach radial außen durchdringt und mit einem Abschnitt (35) des Betätigungselements (32) zusammenwirkt.