DE1924224C2 - Hochhub-Sicherheitventil - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Hochhub-Sicherheitsventil, dessen Verschlußstück mit einem den Ventilsitz teilweise umgreifenden Staurand versehen ist.

Ein Sicherheitsventil dieser Art ist aus der US-PS 28 50 037 bekannt

Sicherheits-Entlastungsventiie iür die Druckentlastung von Wasserdampf ο. dgl. sind allgemein mit einem axial gerichteten Bodeneinlaß und einem einzigen jo seitlich gerichteten Auslaß versehen. Der Ventilsitz liegt am oberen Ende des Einlasses und ein beschränkt gelenkig gelagertes Verschlußstück mit einem senkrechten von einer Feder utugeben-Jin Schaft wird gegen den Sitz zum Verschließen gedrückt. Ein abzulassender Überdruck wirkt gegen die Unters ite des Verschlußstücks, überwindet die Federkraft und drückt dieses nach oben vom Sitz ab, so daß das unter erhöhtem Druck stehende Strömungsmittel in Richtung zum Auslaß strömen kann. Das Verschlußstück trägt einen Kragenring, der sich um den Sitz herum erstreckt und das Anheben des Verschlußstücks unterstützt, nachdem die Bewegung desselben bei der Druckentlastung inganggesetzt worden ist.

Kennzeichnend für derartige Sicherheitsventile ist die Eigenschaft des Verschlußkörpers, von der vorgesehenen senkrechten Achse unter der Wirkung des zum Auslaß strömenden Mediums, das gegen die untere Seite des Kragens oder Staurandes wirkt, gekippt zu werden. Ein derartiges Kippen ist ungünstig, da beim schnellen Schließen des Ventils eine einwandfreie Auflage des beschränkt gelenkig gelagerten Verschlußstücks auf dem Sitz nicht gewährleistet ist. Die Folge ist erhöhter Verschleiß. Bei vorbekannten Sicherheitsventilen dieser Art soll deshalb durch kleine Toleranzen in ^ der Verschlußstückführung eine richtige Ausrichtung erreicht werden. Es werden außerdem gleichzeitig abriebfestere Werkstoffe eingesetzt. Vollkommen befriedigende Lösungen wurden aber nicht gefunden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hochhub-Sicherheitsventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein Auslenken des Verschlüßsiücks aus der Achsrichtung möglichst verhindert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Staurand aus einem kegelstumpfförmig ^ ausgebildeten Ring besteht, der in einem kleinen Bereich begrenzt kippbar auf dem Verschlußstück ruht.

Zur axialen Halterung kann der Ring in einer entsprechend kegelstumpfförmig ausgebildeten Ringnut des Verschlußstücks gelagert sein.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung ist das Verschlußstück innerhalb eines Bereiches von 2 bis 5° kippbar.

Aufgrund der gegen den Staurand wirkenden Kräfte des Strömungsmittels wird dieser gegenüber seiner ursprünglichen Einstellung verschoben und/oder gekippt und nimmt so eine Arbeitslage ein, bei der eine zu einer falschen Ausrichtung des Ventilschaftes neigende Zugkraft vermindert wird, während die verbleibende Komponente vollständig druckkompensiert wird. Nur der Staurand wird also nach oben in Richtung auf den Auslaß geneigt Gleichzeitig wird er waagerecht weiter von dem Auslaß weggeschoben, wodurch sich ein exzentrisches Flächenverhältnis ergibt, bei dem die einwirkenden Kräfte den Schaft in einer Richtung entgegengesetzt zu der Zugkraft drücken. Auf das Verschlußstück wird infolgedessen eine geringere Kippkraft ausgeübt

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Ventil im Querschnitt,

Fig.2 einen Schnitt durch das Verschlußstück des Ventils,

F i g. 3 die vergrößerte Darstellung des in der F i g. 2 umkreisten Teils und

Fig.4 einen Schnitt ähnlich der Fig.2 nach der Ausrichtung des Staurandes.

Das Ventil weist ein Gehäuse 10 auf mit einem Bodeneinlaß 12, an dem eine Dichtung 13 vorgesehen ist Der Einlaß mündet in eine Kammer 14, die mit einem Auslaß 15 versehen ist. Gewinde 16 und 17 ermöglichen die Anordnung des Ventils in einem System. Üblicherweise werden derartige Ventile so eingebaut, daß der Einlaß axial senkrecht ausgerichtet ist

Der Einlaß 12 geht nach oben zu in einen verjüngten Abschnitt an einer Hauptöffnung 20 über, um die herum ein ringförmiger, ebener Ventilsitz 21 ausgebildet ist. Zum Schließen des Ventilsitzes ist ein Verschlußstück 22 mit einem ringförmigen, dem Ventilsitz 21 gegenüberliegenden Sitz 23 vorgesehen. Von dem Verschlußstück aus nach unten geführt ist ein ringförmig verbreiterter stumpfkegeliger Stauring 25 vorgesehen, der den Ventilsitz 21 im geschlossenen Zustand des Ventils umgibt.

Das Verschlußstück 22 weist einen Zapfen 47 auf, der im Innern eines zylinderförmigen Führungsteils 26 mittels eines Hakeringes 51 befestigt ist. Dieses Führungsteil ist gleitend in einem zylinderförmigen Teil

27 geführt, das an dem Ventilgehäuse 10 mit einem Stift

28 befestigt ist.

Koaxial zum Zapfen 47 ist nach oben eine Stange 30 angeordnet, die von einer vorgespannten in Richtung zum Ventilsitz wirkenden Schraubenfeder 31 umgeben ist. Die Federenden stützen sich auf Federplatten 32 und 33 ab. Die Federplatte 32 liegt auf einem konischen Sitz 35 an der Stange 30, während die Federplatte 33 auf einem konischen Sitz 36 an einer Einstellschraube 37 aufliegt. Diese ist in das Gehäuse geschraubt und ermöglicht eine Einstellung der Federvorspannung. Mit Hilfe einer Mutter 38 ist die Einstellschraube 37 festlegbar. Eine Kappe 40 auf dem Ventilgehäuse verhindert das Eindringen von Schmutz in die Stangenbohrung41.

Wenn unter Druck stehendes Strömungsmedium stärker als die Federkraft auf das Verschlußstück wirkt,

wird das VerschluQstück vom Ventilsitz 31 abgehoben, so daß das Medium zum Auslaß strömt. Sobald das Medium, beispielsweise Wasserdampf, den Raum zwischen dem Verschlußstück und dem Sitz durchströmt, trifft es auf die radial nach außen gerichtete vergrößerte Fläche des Verschlußstücks oberhalb des Sitzes, wodurch das Abheben des Verschlußstücks bis zum vollständigen öffnen beschleunigt wird. Dabei bewegt sich der Ring 25 mit und beeinflußt die Strömung des Mediums in Richtung zum AuslaS, so daß der Strom erneut nach unten umgelenkt wird, ehe er durch den Auslaß 15 austritt Infolge dieser Reaktion wird auf das Verschlußstück eine im Uhrzeigersinn wirkende Kraft ausgeübt.

Das Verschlußstück 22 ist kegelstumpfförmig ausgebildet, und zwar mit der Fläche 45 gegenüber der Radialfläche 46, die am Zapfen 47 endet. Das Führungsteil 26 weist eine zentrale öffnung 48 in einer radial gerichteten Wand 49 auf, von der der Zapfen 47 aufgenommen wird. Die Wand 49, die eine komplementäre Neigung 50 zur Fläche 45 aufweist, nimmt mit enger Passung das Verschlußstück auf. Am unteren Teil des Führungsteils 26 ist unter Fortsetzen der Neigung 50 eine ringförmige Ausnehmung 55 vorgesehen» die sich konzentrisch um das entsprechende Teil des Verschluß-Stücks erstreckt. In der Ausnehmung 55 nicht das obere Ende des Rings 25 mit den Spielen A und B.

Zum Zusammensetzen der Anordnung läßt man den Ring 25 über das Verschlußstück fallen, bis es auf dem unteren Teil der Räche 45 ruht, wobei die Abstände X und Y zur Mitte gleich sind. Sodann wird der Schaft 47 durch die öffnung 48 geführt

Bei der ersten Benutzung der Vorrichtung wirkt die Kraft des zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Ventils fließenden Strömungsmittels gegen die untere Seite des Rings und kippt diesen nach oben im Uhrzeigersinn, Dies führt dazu, daß der Ring eine Arbeitslage annimmt, bei der dessen Achse bezüglich der Achse des Verschlußstücks 22 in einem Winkel θ in einem Bereich von etwa 2—5° geneigt ist Eine versetzte Anordnung von weniger als 2° führt in der Regel zu einer nicht ausreichenden Gleichgewichtskompensation, während eine stärkere Neigung zu einem Übermaß derselben führt Vorzugsweise wird der obere Grenzwert dieser versetzten Anordnung auf weniger als 3" begrenzt, und zwar auf etwa 2£° (Fig.4). Bei dieser Neigung wird der Ring waagerecht an der Fläche 45 über einen erheblichen Betrag verschoben, bis die Abmessung X' kleiner als die entsprechende Abmessung V wird, wodurch sich die veränderlichen Abstände A' und B' ergeben. Beispielsweise wird für eine Ventilgröße von 50,8 mm X' etwa 35,7 mm und Y' 37,5 mm werden, wodurch sich ein Abmessungsunterschied von etwa 5% ergibt Dieser Unterschied ist auf etwa 8% begrenzt er kann jedoch aiv U geringer sein.

Bei geneigtem Ring 25 wird auf das strömende Medium ein verminderter Widerstand beim Vorbeiströmen in Richtung zum Auslaß ausgeübt Infolge des größeren Abschnitts im Bereich von V" im Vergleich zum Bereich ,V'ist bei einheitlich wirkendem statischen Druck das Rückstellmoment auf das Verschlußstück 22 entgegen dem Uhrzeigersinn größer. Die auf das Verschlußstück wirkenden Kräfte heben sich dadurch auf, so daß das Verschlußstück seine axiale Lage im wesentlichen beibehält. Ein gleichmäßiges Aufsitzen des Verschlußstücks auf dem Ventilsitz 21 beim Schließen ist dadurch sichergestellt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hochhub-Sicherheitsventil, dessen Verschlußstück mit einem den Ventilsitz teilweise umgreifenden Staurand versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Staurand aus einem kegelstumpfförmig ausgebildeten Ring (25) besteht, der in einem kleinen Bereich begrenzt kippbar auf dem Verschlußstück (22,49) ruht

2. Hochhub-Sicherheitsventil nach Anspruch 1, |₀ dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (2S) in einer entsprechend kegelstumpfförmig ausgebildeten Ringnut (55) des Verschlußstücks (22, 49) gelagert ist.

3. Hochhub-Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück innerhalb eines Bereiches von 2 bis 5° kippbar ist