DE1400600C - Überdruckventil mit Schnappwirkung - Google Patents

Description

Die Erfindung bctrilft ein Überdruckventil, das nach dem Erreichen des Ansprechdrucks in der Olfenstellung verbleibt und nur durch einen manuellen Eingriff in die Schüeßslellung zuriickstellbar ist.

Es sind bereits Obcrdriickvcnt'Ie bekannt, die nach ihrer Öffnung in geöffneter Stellung verbleiben, wobei eine federbelastete Kugel in eine Ausnehmung des Ventilschaft eingreift und den Ventilschaft dadurch blockiert (britische Patentschrift 808 577).

Ferner ist bekannt, das Verschlußstück als schnappartig wirkende Scheibe auszubilden, die randseitig eingespannt einen Strömungskanal abdeckt und bei einem vorgegebenen Druck aus ihrer gekrümmte!! Normalstellung in eine flache Stellung umschnappt und dabei sofort beim Öffnen den maximalen Strömiingskanal freigibt. Sinkt der Druck, so kehrt die Scheibe selbsttätig wieder in ihre Norma!- s'.elliing zurück (USA.-Patentschrift 2 585 863).

Schließlich ist ein Verschlußstück bekannt, das als ringförmige Tellerfeder ausgebildet ist, die am äußere:) Rand au!' dem Ventil·;!!/ aufliegt und die sich unter cle:n I^:.infliiß des Strömlingsdrucks konisch verformt und dabei die Ventilöffnung freigibt (deutsche Patentschrift '»5 1 693).

Desgleichen sind ringförmige Tellerfedern bekannt, die in ihrer Normalstellung konisch ausgebildet sind und mit ihrem Rand dichtend auf einem ebenen Ventilsitz aufliegen (deutsche Auslegeschrift 1 011 687).

Neben einer schnappartigen Wirkung des Verschlußstücks sind ferner bereits ringförmige Federclcmente aus Kautschuk mit blattariiger Metalleinlage bekannt, die an einem Ende eingespannt sind und sich unter EinlUiß eines steigenden Strönumgsdruckes nicht schnappartig, sondern mit zunehmend wechselnder Auslenkung verformen (französische Patentschrift 1 132 251).

Der F.rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, welches bei einem einfachen Aufbau die Vorteile bekannter Anordnungen vereinigt und welches einmal eine schnappartige Wirkung aufweist, so daß bei Erreichen eines bestimmten Drukkes sofort der volle oflnungsquerxclmitt des Ventils zur Verfügung steht, und das ferner eine Rückstellung von (land erfordert. Fin derartiges Ventil eigne¹, s'fh besonders zur Verwendung mit Filteranordiiiingen.

F'illeraiiorilnupgen werden oft über lange Zeiträume verwendet und unterliegen häufig hohen IJcan*-"pni(:liii'v <'ci) br'iiglicli der auftretenden Betriebsdrücke liiicl -tcmperaüiren. Nach langer Betriebsdauer k;iiin e· dabei zu ΐίϊη'.τ Beeinträchtigung der ordnungsgemäßen Funktion des Überdriickvvnlils k'iiiiiri·!). Muß !um ein Venlil von Hand zunicktesli:Mt werden, so bedeutet dies, daß mit jeder Rückst' llung praktisch ein'.· Inspefl'oii verbunden ist. da ein fehlerhaftes Arbeilen in der Regel bei der Rückstellung auffüllt, so daß das Venlil vor einem völligen Vera*·'·!) aiivgewirhs'.'ll werden kann. Das Merkmal der von Hand erfolgenden Rückstellung stellt daher einen Sicherheitsfaktor für die Anordnung dar.

Die crfmduiiys^emafi zti<'tunde liegende Auffalle wird dadurch i>rlöst, daß das VcrscIilußMiick in an • ;< h In·! ¹UiIiUi W-'h¹ als rinj'förmii'i' Tellerfeder air in-bildi'l ist. die mit einem Rand au einem Vcntil-',ii' anlii'i'l und ■·.(» dimensioniert und angeordnet ist, (Ι,ιΓΊ Mt· bei euiem vnratishcMimmk'ii Druck unter Umkehr ihrer Krümmung in die ÖfTiningsstellung umschnappt.

Die erfinduiigsgeniäße Ausbildung stellt in den vorausgehenden genannten Anwendiingsfällen, in denen ohnehin eine ständige Überwachung durch das Bedienungspersonal einer Anlage gegeben ist, eine fortschrittliche Ventilausbildung dar, ungeachtet des Unistandes, daß das Ventil nicht ohne Einschränkung verwendbar ist.

ίο Die Erfindung wird anschließend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Das in der Zeichnung dargestellte Überdruckventil weist ein Gehäuse i auf, welches einen Einlaßkanal 2 sowie einen Auslaßkanal 3 besitzt, die beide mit einem Innengewinde versehen sind. In einer Kammer 4 ist zwischen dem Einlaßkanal und dem Auslaßkanal durch drei Stutzflügel 5 ein pilzförmiger Körper 6 befestigt, der als Ventilsitz dient. Auf dem piizförrr.igcn Körper sitzt eine ringförmige Tellerfeder aus korrosionsbeständigem Stahl, deren Mittelteil zum Einlaßkanal 2 hin gekrümmt ist. Die Innenkante der Tellerfeder liegt gegen den Umfang des pilzförmigen Körpers unmittelbar unterhalb dessen Mitte an.

Die Tellerfeder ist herausnehmbar und wird in ihrer Lage in der Kammer durch einen Einsatz ϊ> gehalten, der in den Auslaßkanal des Gehäuses 1 eingeschraubt ist. Der äußere Rand 9 der Tellerfeder liegt gegen die Innenseite des Gehäuses 1 an und ist gegen ein Lecken durch ein V-querschnittförmiges Dichtungselement 10, d. h. durch einen doppelflanschigen Stahlring abgedichtet, dessen V-Flächen gegen die Tellerfeder anliegen und in eine Eintiefung im Einsatz 8 eingreifen. Das Dichtungselement 10 ist nicht unbedingt erforderlich und kann weggelassen werden, in welchem Falle die Tellerfeder gegen den Einsatz 8 anliegt. Zur zusätzlichen Abdichtung zwischen dem Gehäuse 1 und dem Einsatz ist ein Dichtungsringll vorgesehen, der in einer Eintiefung im Gehäuse sitzt. Sowohl der V-querschnittförmige Ring als auch tier Ring 11 können aus Metall sein. Der Dichtungsring 11 kann aus einem elastischen Material, beispielsweise aus Gummi, bestehen. Auf diese Weise wird ein Lecken sowohl am Einsatz als auch an der Tellerfeder vermieden.

Die gekrümmte Fläche 12 der Tellerfeder 7 liegt auf der Eintrillsscite gegen einen ähnlich geformten Innenvorsprung des Gehäuses 1 an, welcher die Begrenzung für die Krümmung und eine Abstützung an der Mitle der Tellerfeder bildet, um (!as Biegen t!ei Tellerfeder zu veihindern, so daß sie nicht am pilzförmigen Körper 6 vorbeitreten kann. Ein entsprechend geformter Vorsprung 14 an der Stirnfläche des Einsatzes tt ist auf tier anderen Seite der Tellerfeder vorgesehen. Die Tellerfeder ist gegen tue Fläche des pilzförmigen Körpers so vorgespannt, so daß sie einem bestimmten Druckunterschied zwischen dem Einlaßkanal und dem Auslaßkanal Widerstand leistet.

Diese Kraft kann durch Verstellung des Einsatzes im Gewinde I¹) derart eingestellt werden, daß mehr oder weniger Raum für tlie Tellerfeder vorhanden ist.

Wenn der Druck der Flüssigkeit in der Kammer 4

fi5 die Kraft der Tellerfeder iibci^eii'l, schnappt diese um, so daß sie tlie in tier Zeichnung mit geslrichelten Linien j.'ezeichnele .Stellung eiimiinnit. was zur Folge hat, daß tlie Auslaßseile der Tellerfeder

gegen die Oberseite 14 des Einsatzes 8 anliegt, so daß ein ringförmiger Kanal 15 zwischen der Tellerfeder und dem pilzfönnigen Körper freiliegt, durch welchen Flüssigkeit in die nicht gezeigte Umgehungsleitung vom Auslaßkanal 3 strömen kann, bis sich der Druck entspannt. Die Tellerfeder kann dann von Hand zurückgestellt werden, wenn der durch das Ventil entspannte Druckzustand beseitigt ist.

Das Jargestellte Überdruckventil ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit einer Umgehungsleitung, um ein verstopftes Filter zu entlasten.

Die Dicke der Tellerfeder, der Betrag ihrer Durchbiegung, der Federdurchmesser und der Durchmesser der ringförmigen Öffnung werden durch den Druckunterschied bestimmt, dem die Tellerfeder standhalten soll, sowie durch die Strömungskapazität, welche beim Abhebe-Druckunterschied erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Tellerfeder ist aus einem Werkstoff von hoher Streckfestigkeit und hoher Härte hergestellt. Werkstoffe mit Mindeststreckfestigkeiten von 2100 bis 17 500 kg/cm³ können bei einer Rockwell-Härte zwischen etwa B-90 bis C-60 verwendet werden. Stahl, korrosionsbeständiger Stahl und Nickel-Chrom-Legierungen sind ebenso wie bestimmte Kunstharze, wie Polytetrafluoräthylen und Polyoxymethylen zufriedenstellend. Metallische Tellerfedern der gewünschten Art sind im Handel unter der Bezeichnung Belleville- oder Tellerfedern erhältlich.

Die Tellerfeder kann in ihrer Dicke gleichmäßig sein oder sich verändern, derart, daß sie in der Mitte dünner ist als am Rand, um eine bessere Biegefähigkeit und Abdichtung zu erzielen.

Der Ventilsitz kann aus den gleichen oder anderen Werkstoffen wie die Tellerfeder hergestellt sein. Es ist unter manchen Bedingungen vorteilhaft, den Ventilsitz aus einem Werkstoff herzustellen, der elastischer ist als derjenige, der für die Tellerfeder verwendet worden ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Überdruckventil, das nach dem Erreichen des Ansprechdrucks in der Offenstellung verbleibt und nur durch einen manuellen Eingriff in die Schließstellung zurückstellbar' ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (12) in an sich bekannter Weise als ringförmige Tellerfeder ausgebildet ist, die mit einem Rand an einem Ventilsitz anliegt und so dimensioniert und angeordnet ist, daß sie bei einem vorausbestimmten Druck unter Umkehr ihrer Krümmung in die Öffnungsstellung umschnappt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz ein Kegel ist, an dem in geschlossenem Zustand des Ventils der innere Rand der Federringscheibe anliegt.

3. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder an ihrem Innenumfang dünner ist als an ihrem Rand.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen