DE1233685B - UEberdruckventil fuer chemisch aggressive Medien - Google Patents

Description

• überdruckventil für chemisch aggressive Medien Für Arbeiten mit strömenden Gasen oder in geschlossenen Apparaturen, bei denen durch Ablaufen unbeabsichtigter Reaktionen plötzlich größere Gasmengen frei werden können, ist es besonders wichtig, ein gut wirkendes und zuverlässiges überdruckventil zur Verfügung zu haben. überdrücke, die gegebenenfalls zum Zerplatzen der Apparatur führen, können z. B. durch Verstopfen von Rohrleitung en mit Reaktionsgut, durch Versagen der Druckminderventile an Druckflaschen oder spontane Gasentwicklung während einer Reaktion hervorgerufen werden.
• Es sind schon eine Anzahl von überdruckventilen verwendet worden, wie z. B. überdruckventile mit Quecksilberfüllung, Schwefelsäure-überdruckventile oder mechanisch arbeitende Federventile.
• Der Nachteil der Quecksilberventile besteht vorwiegend darin, daß bei auftretendem starkem überdruck Quecksilber herausgeschleudert werden kann. Außerdem wird Quecksilberdampf in die Apparatur eingeschleppt und verunreinigt das Reaktionsgut. Weiterhin werden eventuell Verunreinigoungen des Quecksilbers mit in die Reaktionskammer eingeführt.
• Bei den Schwefelsäure-überdruckventilen ist besonders nachteilig, daß bei plötzlich auftretendem starkem Überdruck Schwefelsäure in die äußere Umgebung gespritzt wird. Außerdem werden Schwefelsäuredämpfe in das Reaktionsgefäß transportiert und wirken verunreinigend.
• Bekannte mechanisch arbeitende Federventile, wie sie z. B. in den deutschen Patentschriften 378 953, 724 011 beschrieben werden, haben den entscheidenden Nachteil, daß bei Arbeiten mit aggressiven strömenden Gasen die Ventilbauteile (Rohrleitungen, Schließpatronen und Federn) stark korrodiert werden. Diese Gase dringen in alle Hohlräume des Ventils ein und zerstören die Metallteile. Bei längerem Arbeiten verkleben dadurch die Gleitflächen, und die Feder wird brüchig; außerdem verunreinigen sich ablösende korrodierte Metallteile bzw. deren Legierungszusätze das Gas. Das wirkt sich insbesondere dann sehr störend aus, wenn man mit hochreinen Gasen arbeitet.
• Ein weiterer Nachteil von Quecksilber- und Schwefelsäure-überdruckventilen besteht darin, daß bei einem eventuellen Unterdruck des Reaktionsgefäßes Luft einbrechen kann, und zwar an der Stelle, an der sonst der Überdruck entweicht. Die Wartung, beider Ventile bereitet erhebliche Schwierigkeiten und erfordert einen ziemlichen Zeit- und Arbeitsaufwand. Außerdem sind diese Ventile nicht für alle Gase verwendbar. Beim Quecksilber-überdruckventil kann man z. B. nicht mit Halogenen, Halogenwasserstoffen oder Schwefelwasserstoff arbeiten. Das Schwefelsäureventil ist z. B. nicht geeignet für Arbeiten mit Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Phosphorwasserstoff. Weiterhin kann bei diesen Ventilen während des Reaktionsablaufs der Ansprechdruck nicht verändert werden.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfach herstellbares Ventil zu konstruieren, das bei Überdruck sicher öffnet, bei Unterdruck jedoch zuverlässig abdichtet, bei langem Betrieb nur geringe Wartung verlangt und weder korrodierbare Metallteile (z. B. Federn) noch Flüssigkeiten (wie HSO, oder I-Ig) enthält.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale: a) Sämtliche vom Strömungsmedium in der Schließstellung des Ventils benetzten Teile be- stehen aus Glas; b) das Ventilverschlußstück besteht aus einem hohlzylindrischen, in einer Schliffhülse des Ventilgehäuses vertikal angeordneten und ungeschmiert eingesetzten Schliffkern, der an seinem oberen Ende zugeschmolzen und etwa in der Mitte seiner axialen Länge mit einer Austrittsbohrung versehen ist; c) der Schliffkern ist mit einer Genauigkeit von mindestens 0,01 mm in die Schliffhülse eingeschliffen; d) auf der Schliffhülse ist ein Haltebügel als Begrenzungsanschlag für die öffnungsbewegung des Schliffkernes vorgesehen.
• Der Durchmesser der Bohrung im Schliffkern beträgt entsprechend dessen lichter Weite vorzugsweise etwa 4 bis 5 mm.
• Die rein raumformmäßige Ausbildung des erfindungsgemäßen überdruckventils ist in ihren Grundzügen unter anderem aus den deutschen Patentschriften 609 149, 724 011 an sich bekannt. Es ist ebenfalls an sich bekannt, bei Ventilen für aggressive Medien als Ventilwerkstoff Glas zu verwenden (deutsche Patentschrift 941521 und Joumal of Seientific Instruments, Vol. 30, 1953, S. 170). Der beanspruchte Schutz erstreckt sich daher nur auf die Kombination der angegebenen Merkmale, nicht je- doch auf Einzelmerkmale oder Unterkombinationen.
• Der als Begrenzungsanschlag vorgesehene Haltebügel auf der Schliffhülse kann aus Kunststoff bestehen und seitlich abbiegbar sein. Das überdruckventil kann auch mit einer Ableituno, des bei Überdruck abgeblasenen Gases versehen sein. Diese Ableitung, die auch als Austrittsstutzen bezeichnet werden kann, kann an einem auf der Schliffhülse vorgesehenen Ansatzstück angebracht sein.
• An Hand der schematischen Zeichnuno, von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert; es zeigt F i g. 1 ein überdruckventil in einfachster Ausführung und F i g. 2 ein überdruckventil mit einer Ableitung des bei überdruck abgeblasenen Gases.
• In F i g. 1 sind mit 11 die Schliffhülse und mit 12 zwei gegenüberliegende Olivenansätze bezeichnet, die an das Glaskölbchen 13 angeschmolzen sind. 14 bezeichnet den hohlen, rohrförmigen Schliffkern, der an dem oberen Ende zugeschmolzen und etwa in der Mitte mit einer Austrittsbohrung 15 versehen ist. Über den Schliffkern ist ein Stück Gummi- oder Kunststoffschlauch 16 gezogen und dient als Halterung für den Kern, damit dieser nicht unten auf die Kolbenwand aufschlaaen kann. Mit 17 ist ein seitlich abbiegbarer Haltebügel bezeichnet.
• Zur Einstellung eines bestimmten Ansprechdruckes kann durch Aussetzen z. B. eines ringförmigen Ge.-wichtes auf den Schliffkern dessen Gewicht vergrößert werden. Um ein etwaiges Herausfliegen des Kernes zu vermeiden, ist dieser durch den etwa 5 bis 8 mm breiten Haltebüggel, der z. B. aus Metall oder Kunststoff besteht, versehen. Der Sicherungsbügel ist oben seitlich abbiegbar ausgeführt, um die Schliffhülse jederzeit herausnehmen und von Staub, Feuchtigkeit oder sonstigen Verunreinigungen befreien zu können. Um eine eUte Wirkungsweise des überdruckventils zu gewährleisten, ist es erforderlich, daß der Schliffkern ungeschmiert eingesetzt und stets trocken und sauber gehalten wird.
• Der Vorteil des überdruckventils gemäß der Erfindung gegenüber den obengenannten, bisher verwendeten Quecksilber-, Schwefelsäure- oder mechanisch arbeitenden Federventilen besteht darin, daß es mit Ausnahme von HF auch für aggresive Gase wie C123 HCI, SO 23 H2S, NH, usw. verwendbar ist.
• Ein anderer wesentlicher Vorteil besteht vor allem darin, daß ein Einschleppen von Hg- bzw. H.SO 4-Dampf wegfällt, was bei bestimmten Reinheitsanforderungen von großer Bedeutung ist.
• Durch Anwendung eines gut passenden polierten Zylinderschliffs können mit dem überdruckventil gemäß der Erfindung auch Arbeiten bei vermindertem Druck, z. B. bis etwa 15 mm Hg, bei gleichzeitiger Sicherung gegen überdruck durchgeführt i' ZD werden. Durch Veränderuna des Gewichtes des Schliffkernes kann das erfindungsgemäße überdruckventil den jeweiligen Arbeitsbedingungen auch während des Betriebes angepaßt werden.
• Das Überdruckventil gemäß der Erfindung kann ohne großen Aufwand auch so ausgeführt werden, daß das bei überdruck abgeblasene Gas abgeleitet werden kann. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für giftige oder brennbare Gase und ist in F i g. 2 dargestellt.
• Mit 21 ist die Schliffhülse und mit 22 zwei gegenüberliegende Olivenansätze bezeichnet, die an den Glaskolben 23 angeschmolzen sind. 24 bezeichnet den hohlen rohrförmigen Schliffkem. Bei 25 ist eine Bohrung dargestellt. 26 bezeichnet ein Stück Gummi-oder Kunststoffschlauch als Kernhalteruna. Mit 27 ist ein Ansatzstück, mit 28 ein Kernschliff, mit 29 ein Abgasstutzen, mit 200 ein Stopfen aus Kunststoff, mit 201 ein Gefäß für Gewichte und mit 202 eine Schliffkappe bezeichnet.
• Auf die Schliffhülse 21 ist ein 25 mm weites Ansatzstück 27 gesetzt, welches oben einen Kernschliff 28 und seitlich einen Stutzen 29 zum Abfübren der giftigen Gase aufweist. Aus den Kern 24 des Präzisionsschliffs ist ein mit einem Kunststoffstopfen 200 verschließbares Gefäß 201 aufgesetzt, in welches zur Einstellun- des Ansprechdruckes Gewichte gebracht C el werden können. Das Ansatzstück 27 wird oben mit einer als Haltebügel wirkenden Schliffkappe 202 verschlossen.
• Im Fall von spontan auftretenden starken Überdrücken ist es zweckmäßig, zum besseren Entweichen des Gases ein zweites, dem ersten gegenüberliegendes Loch vorzusehen oder an Stelle des Loches einen Schlitz in den Schliffkern, dessen Breite von oben nach unten zunimmt, anzubringen.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. überdruckventil für chemisch aggresive Medien, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) Sämtliche vom Strömungsmedium in der Schließstellung des Ventils benetzten Teile bestehen aus Glas; b) das Ventilverschlußstück besteht aus einem hohlzylindrischen, in einer Schliffhülse (11, 21) des Ventilgehäuses vertikal angeordneten und ungeschmiert eingesetzten Schliffkern (14, 24), der an seinem oberen Ende zugeschmolzen und etwa in der Mitte seiner axialen Länge mit einer Austrittsbohrung (15, 25) versehen ist. c) der Schliffkern (14,24) ist mit einer Genauigkeit von mindestens 0,01 mm in die Schliffhülse (11, 21) eingeschliffen; d) auf der Schliffhülse (11, 21) ist ein Haltebügel (17, 202) als Begrenzungsanschlag für die öffnungsbewegung des Schliffkemes (14 24) vorgesehen. 2. überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebügel (17) aus Kunststoff besteht und seitlich abbiegbar ist. 3. überdruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schliffhülse (21) ein Ansatzstück (27) mit seitlichem Austrittsstutzen (29) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 36 940, 170 358, 378 953, 516 599, 609 149, 680 857, 724 Oll, 941521; Zeitschrift >Journal of Scientific Instruments«, Bd. 30, Mai 1953, S. 170.