DE2049033A1 - Thermisches Sicherheitsventil - Google Patents

Description

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DR. BRANDES, DR.-ING. HELD 2049033

Unser Zeichen: 122 692-911733 hkk

Firma Hermann KOCH, Kontroll- und Fernmeßgeräte, Stuttgart

(Baden-Württemberg)

Thermisches Sicherheitsventil

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Die Erfindung betrifft ein thermisches Sicherheitsventil mit einem Verschlußkörper, der durch eine Schließfeder belastet und mit einem Dehnkörper verbunden ist, durch den er entgegen der Kraft der Schließfeder von seinem Sitz abhebbar ist.

Zveistoffkessel ,beispielsweise für geschlossene Warmwasserheizanlagen, die vom Benutzer durch Austausch des Geschränkes nach Bedarf auf flüssige oder auf feste Brennstoffe umgerüstet werden können, erfordern beim Betrieb mit festen Brennstoffen ein thermisches, d.h. ein durch die Temperatur des Wassers gesteuertes Sicherheitsventil. Ein solches Ventil läßt warmes Wasser ab- und dadurch mittelbar kaltes Wasser in dem Maße zuströmen, in dem die vielfach ungeregelte Wärmezufuhr durch den Brennstoff die Wärmeabfuhr durch den Warmwasserverbrauch übersteigt. Ohne ein solches Sicherheitsventil entstünde die Gefahr örtlicher überhitzung im Warmwasserkreislauf mit entsprechender Dampfbildung und der damit verbundenen Explosionsgefahr.

Bei den bekannten Sicherheitsventilen der eingangs genannten Art ist der Dehnkörper als beiderseits abgeschlossener Metallbalg ausgebildet und über eine Metallkapillare mit einem Temperaturfühler verbunden. Dieses Steuerungssystem für das Sicherheitsventil ist in sich geschlossen und mit einer geeigneten leicht siedenden Flüssigkeit gefüllt. Der Temperaturfühler ist an einer geeigneten Stelle in den Wasserkreislauf des Kessels eingesetzt. Bei steigender Temperatur des Wasserkreislaufes steigt der Innendruck in dem Steuerungssystem.und damit auch in seinem Dehnr körper. Dieser dehnt sich aus und hebt bei einer bestimmten

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Temperatur des Warmwasserkreislaufes den Verschlußkörper des Sicherheitsventiles von seinem Sitz ab. Die Betriebssicherheit des Sicherheitsventiles selbst hängt also in hohem Maße von der Betriebsbereitschaft des Steuerungssystems ,aus §emⁿTemperaturfühler, dem Dehnkörper und der sie verbindenden Kapillare,ab. Bei einer durch Korrosion oder durch eine mechanische Beschädigung verursachten Undichtigkeit dieses Systems fällt zugleich das ganze Sicherheitsventil aus, d.h. es spricht nicht mehr auf ein überschreiten der eingestellten Grenztemperatur des

Wasserkreislaufes an, so daß für den Warmwasserkreislauf ä

die gleiche Gefahr besteht; als ob überhaupt kein Sicherheitsventil vorhanden wäre. Um dieser Gefahr zu begegnen, sieht eine Vorschrift des Verbandes der Technischen Überwachungsvereine vor, daß in naher Zukunft Zv.'eistoffkessel nur noch mit thermischen Sicherheitsventilen mit Eigensicherung betrieben werden dürfen.

Die bisher bekannt gewordene Lösung dieser Forderung besteht darin, ein zweites thermisches Sicherheitsventil vorzusehen, das unabhängig von dem ersten in den Warmvasserkreislauf ,

be stehend eingeschaltet und mit einem eigenen Steuerungssystem,aus Temperaturfühler, Kapillare und Dehnkörper,ausgerüstet ist. Dadurch kann zwar die Wahrscheinlichkeit verringert werden, ™ daß die Gesamtanlage etwa aufgrund von Fertigungs- oder Einbaufehlern an dem einen oder anderen Sicherheitsventil, insbesondere an ihrem Steuerungssystem, versagt. Da beide Sicherheitsventile aber äußeren Einwirkungen, etwa bei der Bedienung oder Wartung der Heizanlage oder ihrer Sicherheitseinrichtungen praktisch gleichzeitig und in gleichem Maße ausgesetzt sind, wird durch die Verdoppelung der Anzahl der Sicherheitsventile keineswegs eine echte Sicherung

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erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein thermisches Sicherheitsventil zu schaffen, das mit einer Eigensicherung ausgestattet ist.

Diese Aufgabe ist bei einem Sicherheitsventil der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung gelöst durch eine auf den Dehnkörper entgegen seiner Dehnungsrichtung einwirkende Gegenfeder, durch eine mittels einer Verriegelungseinrichtung unter Vorspannung gehaltene Öffnungsfeder, deren Kraftwirkung derjenigen der Schließfeder entgegen gerichtet ist und diese übertrifft, durch ein bei einer Entspannung der Gegenfeder die Verriegelungseinrichtung entriegelndes Betätigungsglied und durch ein bei entriegelter Verrieglungseinrichtung die Öffnungsfeder mit dem Verschlußkörper zum Abheben desselben von seinem Sitz koppelndes Verbindungsglied. Dadurch wird erreicht, daß bei einem ündichtwerden des Steuerungssystems, bei dem der Innendruck in dem Dehnkörper bis auf den Außendruck absinkt, der Dehnkörper durch die Gegenfeder zusammengedrückt wird, die sich dabei entspannt. Dadurch wiederum wird durch das Betätigungsglied die Verriegelungseinrichtung entriegelt, die die Öffnungsfeder unter Vorspannung gehalten hat. Nach der Entriegelung entspannt sich die Öffnungsfeder, wobei sie über das Verbindungsglied den Verschlußkörper von seinem Sitz abhebt und damit das Sicherheitsventil voll öffnet. Dadurch wird auf überraschend einfache Weise eine echte Eigensicherung des Sicherheitsventiles erreicht* die im gegebenen Falle unabhängig von dem sonstigen Betriebszustand der Gesamtanlage wirksam wird. Dieser Bewegungsvorgang des Sicherheitsventiles läuft nur in einer Richtung ab und das Sicherheitsventil kann erst dann

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wieder geschlossen werden, wenn das unbrauchbare Steuerungssystem gegen ein betriebsbereites ausgetauscht worden ist. Somit erstreckt sich die Eigensicherung des Sicherheitsventiles auch auf unbefugte Eingriffe, durch die es in unzulässiger Weise wieder geschlossen werden soll.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Verriegelungseinrichtung ein am Ventilgehäuse sich abstützendes und aus der Bewegungsbahn eines Federtellers der Öffnungsfeder herausbewegbares Verrieoelungsglied, und zwar λ , „ . . ' , . . auf dem Umfang des Ventilgehäuses f zweckmäßigerweise in gleichmaßig,verteilter dreifacher Anordnung, aufweist. Dadurch kann die öffnungsfeder auf sehr einfache und betriebssichere Weise bis zu ihrer Freigabe unter Vorspannung gehalten werden·

Bei einem sehr vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, daß das Verriegelungsglied als Kugel ausgebildet ist j die in einer im wesentlichen quer zur Bewegungsbahn des Federtellers der Öffnungsfeder ausgerichteten gehäusefesten Bohrung bewegbar angeordnet ist, aus deren Vorderende heraus die Kugel in der Verriegelungsstellung teilweise in die Bewegungsbahn des Federtellers der Öffnungsfeder hineinragt, und daß die Kugel durch das in der Bewegungs- I bahn des verschiebbaren Federtellers der Gegenfeder verschiebbar angeordnete und die Bohrung am rückwärtigen Ende unmittelbar hinter der Kugel freigebbar verschließende Betätigungsglied in der Verriegelungsstellung gehalten wird. Dadurch wird eine Verriegelungseinrichtung geschaffen, die sehr einfach aufgebaut ist und daher nur verhältnismäßig geringe Herstellungskosten erfordert und die darüberhinaus zu ihrer Entriegelung nur sehr geringe Betätigungskräfte erfordert. Bei einer schrägen Ausbildung der Auflagefläche für die Kugel

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am Federteller der Öffnungsfeder kann diese eine Art Servowirkung ausüben, die den Entriegelungsvorgang unterstützt und beschleunigt.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutertζ

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführung sbeispiel eines Sicherheitsventile ε;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel nach der Linie II — II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführung sbeispiel;

Fig. 4 einen Querschnitt durch das zweite Ausführung sbeispiel nach der Linie IV - IV in Fig. 3;

Ein thermisches Sicherheitsventil mit Eigensicherung weist im wesentlichen drei Baugruppen auf, nämlich das Ventil im engeren Sinne, ein Steuerungssystem zum öffnen des Ventils in Abhängigkeit von einer eingestellten Temperatur und eine Sicherungseinrichtung für die Eigensicherung des Ventils.

Das Sicherheitsventil im engeren Sinne veist ein zweiteiliges Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil 1 und mit einem Gehäuseoberteil 2 auf. Das GenSuseunterteil 1

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weist einen in Fig. 1 von unten nach oben verlaufenden Einlaßkanal 3 auf, in den von der Seite her, und zwar von rechts, die Wandung eines Auslaßkanales 4 hineinragt. Dieser Auslaßkanal 4 ist rechtwinklig aufwärts abgewinkelt. Seine Wandung endet in einem ringförmigen, konzentrisch zum Einlaßkanal 3 angeordneten Ventilsitz 5. Am äußeren Ende des Einlaßkanales 3 und des Auslaßkanales 4 ist am Gehäuseunterteil 1 jeveils ein Anschlußstutzen 6 bzw. 7 vorgesehen. In Höhe des Ventilsitzes 5 weist das Gehäuseunterteil 1 eine Ringschulter 8 und daran anschließend einen Gewindestutzen 9 auf. In diesen Gewindestutzen 9 |

ist das mit einem Gewinde versehene Gehäuseoberteil 2 eingeschraubt, wobei zwischen seiner ebenen Stirnseite und der Ringschulter 8 ein Dichtungsring 11 eingelegt ist.

Das Gehäuseoberteil 2 ist im wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildet, der etwas unterhalb seiner Mitte einen Zwischenboden 12 aufweist, an den sich nach unten zu ein Zylinderkörper 13 anschließt. Der Zwischenboden 12 weist eine glatte, mittige Bohrung auf, die in den Zylinderkörper 13 so weit hineinreicht, daß an dessen freiem Ende ein Boden übrigbleibt. Dieser Boden ist so durchbrochen, daß er in der Draufsicht zwei einander gegenüberliegende, radial nach innen ragende Vorsprünge 15 bildet. "

In der Bohrung 14 ist eine Büchse 16 axial verschiebbar geführt. An ihrem unteren Ende weist die Büchse einen Boden auf. Dieser Boden und auf eine gewisse Länge auch die anschließende zylindrische Wand der.Büchse 16 sind auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten so ausgespart, daß in diesem Bereich die Vorsprünge 15 des Zylinderkörpers 13 in den Innenraum der Büchse 16 eingreifen können und der

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Boden der Büchse 16 dadurch an den Vor sprengen 15 vorbei nach unten aus der Bohrung 14 austreten kann. An diesem Boden ist mittels einer Schraube 17 ein Ventilteller 18 befestigt, der eine Dichtungsscheibe 19 trägt und mit dieser zusammen den Verschlußkörper des Ventils bildet. Sowohl der Zwischenboden 12 wie auch der Ventilteller 18 weisen jevjeils auf den einander zugekehrten Seiten einen Absatz auf, auf den jeweils eines der Enden eines Metallbalges 21 aufgesetzt und mit ihm dicht verlötet ist. Damit sind alle Teile des SicherheitST vent lie ε, die oberhalb des Z wischen bod ens 12 und zwischen dem Zwischenboden 12 und dem Ventilteller 18 innerhalb des Balges 21 angeordnet sind, von dem Medium getrennt, das den Einlaßkanal 3 im Unterteil 1 und den darüber gelegenen Ringraum im Gehäuseoberteil 2 füllt. Der wirksame Balgdurchmesser ist gleich dem wirksamen Durchmesser des Ventilsitzes gewählt, so daß der Ventilteller 18 druckentlastet ist, da der Auslaßkanal 4 zu einer drucklosen Abflußleitung ütihrt.

An ihrem dem Ventilteller 18 gegenüber-liegenden oberen Ende ist die Büchse 16 mit einem Innengewinde versehen, in das eine Anschlagscheibe 22 eingeschraubt ist· Diese Anschlagscheibe ist am unteren Ende eines Gewindebolzens 23 befestigt, der aus der Büchse 16 herausragt. Auf dem Gewindebolzen 23 ist außerdem eine als Gegenmutter zur Anschlagscheibe 22 dienende Gewindebüchse 24 aufgeschraubt, die sich auf der Stirnseite der Büchse 16 abstützt. Die Gewindebuchse 24 dient auf ihrer von der Büchse 16 abgekehrten Seite als Federteller für eine Schließfeder 25 des Sicherheitsventiles. Die Schließfeder 25 stützt sich mit ihrem anderen Ende an einer Schutzhaube 26 ab, die den oberen Teil des Gehäuseoberteils 2 konzentrisch umgibt

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und daran mittels Schrauben.27 befestigt ist. Die Köpfe dieser Schrauben 27 sind mit Querbohrungen versehen, so daß sie plombiert werden können und damit das Sicherheitsventil gegen unbefugten Eingriff und unzulässige Änderungen seiner Einstellung gesichert werden kann.

Der Gewindebolzen 23 ragt über die Schutzkappe 26 heraus. Auf diesen herausragenden Teil ist eine Rändelmutter 28 aufgeschraubt. Wenn diese Rändelmutter bis zur Anlage an der Schutzkappe 26 auf den Gewindebolzen aufgeschraubt |

und anschließend im gleichen Sinne veitergedreht wird, dann wird dadurch der Gewindebolzen 23 aus der Schutzkappe 26 herausgezogen, d.h. die mit ihm verbundene Büchse 16 und der daran befestigte Ventilteller 18 werden angehoben und auf diese V7eise das Sicherheitsventil von Hand geöffnet. Dadurch kann das Sicherheitsventil durchgespült wie auch eine Funktionsprobe vorgenommen werden. Ein Splint 29 am oberen Ende des Gewindebolzens sichert die Rändelmutter 28 gegen ein zu weites Herausdrehen,

Das Steuerungssystem des Sicherheitsventils weist als wesentliche Bauteile einen Temperaturfühler 31, ein Kapillanrohr 32 und einen Dehnkörper 33 auf. Der Temperatur- " fühler 31 ist an sich bekannt und bedarf deshalb keiner weiteren Beschreibung. Der Dehnkörper ist aus einem Metallbalg gebildet, dessen eines Ende, in Fig. 1 das untere, durch eine Endscheibe 34 dicht verschlossen ist. Sein oberes Ende ist durch eine Endscheibe 35 ebenfalls dicht verschlossen. In diese Endscheibe 35 ist das eine Ende des Kapillarehres 32 dicht eingelötet, dessen anderes Ende in den Temperaturfühler 31 dicht eingelötet ist. Außerdem ist in die Endscheibe 35 ein kleines. Füllrohr 36 dicht

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eingelötet, das der Füllung des Innenraumes des Steuerungssysteines mit einer Flüssigkeit mit für den vorgesehenen Verwendungszweck geeigneten Dampfdruckkurve dient und das nach der Füllung ebenfalls dicht verschlossen ist. Da der Temperaturfühler 31 und das Kapillarrohr 32 praktisch als starre Behälter anzusehen sind, wirkt sich jede durch eine Temperaturänderung ara Temperaturfühler 31 verursachte Volumen- und Druckänderung der Füllung als Längenänderung des Dehnkörpers 33 aus.

Der Dehnkörper 33 ist mit der Endscheibe 34 voran in die Büchse 16 eingesetzt. Der Durchmesser der Endscheibe 34 ist so groß gewählt, daß sie auf den Vorsprüngen 15 des Zylinderkörpers 13 aufliegt. Die Länge der Büchse 16 und des Dehnkörpers 33 sowie der Abstand zwischen den Vorsprüngen 15 und der in die Büchse 16 eingeschraubten Anschlagscheibe 22 sind so aufeinander abgestimmt, daß der Dehnkörper 33 mit seiner Endscheibe 35 bei der durch die Einstellung der Anschlagscheibe 22 vorgegebenen Temperatur an dieser anliegt und sie bei einer weiteren Temperatursteigerung hochdrückt, so daß dadurch der mit der Büchse 16 verbundene Ventilteller 18 entgegen der Kraft der Schließfeder 25 von dem Ventilsitz 5 abgehoben wird. Sobald die durch den Temperaturfühler 31 festgestellte Temperatur wieder unter den eingestellten Grenzwert gefallen ist, verkürzt, sich der Dehnkörper 33 wieder und das Ventil schließt sich wieder.

Die Sicherungseinrichtung für die Eigensicherung des Ventils weist als wichtigste Bauteile eine auf den Dehnkörper 33 entgegen seiner Dehnungsrichtung einwirkende Gegenfeder 41, eine Öffnungsfeder 42, eine als Ganzes mit 43 bezeichnete

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Verriegelungseinrichtung für die Öffnungsfeder 42 und ein die Verriegelungseinrichtung entriegelndes Betätigungsglied 44. weiterhin dient die Büchse 16 der Sicherungseinrichtung als Verbindungsglied zwischen der Öffnungsfeder 42 und dem Ventilteller-18.

Die Gegenfeder 41 umgibt teilweise den obersten Teil der Büchse 16 und stützt sich mit ihrem einen, d.h. dem oberen Ende, an einem Absatz der Schutzhaube 26 und mit ihrem anderen Ende auf einem auf der Büchse 16 verschiebbar angeordneten Federteller 45 ab. Dieser Federteller 45 weist ein Joch 46 auf, das quer durch den oberen Teil der Büchse 16 hindurch verläuft, die zu diesem Zweck mit zwei einander gegenüberliegenden Schlitze versehen ist. Der im Innenraum der Büchse 16 verlaufende Teil des Joches 46 liegt auf der oberen Endscheibe 35 des Dehnkörpers 33 auf. Dadurch steht die nach oben, d.h. von dem Ventilsitz 5 weggerichtete Kraft des Dehnkörpers 33 stets im Gleichgewicht mit der umgekehrt gerichteten Kraft seiner Gegenfeder 41.

Die Öffnungsfeder 42 sitzt im Innenraum des Gehäuseoberteils 2 auf dessen Zwischenboden 12 auf und umgibt dabei die Büchse 16. Ein topfförmiger Federteller 47 mit einem Zylindrischen Wandteil und einem ebenen Bodenteil ist mit abwärts gerichtetem Wandteil von oben her über die Öffnungsfeder 42 gestülpt. Er wird durch sein Wandteil an der Innenwand des Gehäuseoberteils 2 verschiebbar geführt und liegt mit seinem Bodenteil auf der Öffnungsfeder 42 auf. Dieser Bodenteil ist mit einer mittigen kreisrunden öffnung versehen, durch die die Büchse 16 hindurchgeht. Der Rand dieser öffnung geht auf der vom Wandteil abgekehrten Seite des Bodenteils in einen hülsenartigen

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Fortsatz über, der in gleicher Weise die Büchse 16 umgibt. Er' erstreckt sich vom Bodenteil bis auf einen kurzen Abstand an einen Absatz_37 der Büchse 16 heran.

Die Verriegelungseinrichtung 43 weist als Verriegelungsglieder drei Stifte 48 auf, die jeweils in einer Radialbohrung 49 des Gehäuseoberteils 2 verschiebbar angeordnet sind. Die drei Radialbohrungen 49 sind am Umfang gleichmäßig verteilt und liegen in einer Querschnittsebene des Gehäuseoberteils 2, die gerade oberhalb des Bodenteils des Federtellers 47 der Öffnungsfeder 42 verläuft, wenn diese zusammen mit ihrem Federteller in ihre vorgespannte Stellung gebracht ist. In der gleichen Querschnittsebene ist das Gehäuseoberteil 2 auf seinem Außenumfang mit einer

/mindestens
Ringnut versehen, die/die gleiche Höhe wie der Durchmesser der Radialbohrungen 49 hat. Wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, sind die Stifte 4 8 mit einer Art Hammerkopf versehen, der jeweils am Nutgrund der Umfangsnut aufliegt und dadurch die Verriegelungsstellung der Stifte 48 festlegt. Eine als , sogenannte Schlauchfeder ausgebildete Ringfeder 51, die in die umfangsnut eingelegt und über die Hammerköpfe der Stifte 4 8 hinweggeführt ist, hält die Stifte in ihrer Verriegelungsstellung, in der sie mit ihrem nach der Ventilachse hinweisenden Ende aus den Radialbohrungen 49 in den Innenraum des Gehäuseoberteils und damit in die Bewegungsbahn des Federtellers 47 der Öffnungsfeder 42 hineinragen und diese dadurch in ihrer vorgespannten Stellung verriegeln.

Das Betätigungsglied 44 ist im Innenraum des Gehäuseoberteils 2 zwischen der Verriegelungseinrichtung 43 und dem Federteller 45 der Gegenfeder 41 verschiebbar angeordnet. Das

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Betätigungsglied 44 ist tellerförmig ausgebildet und mit seinem Außenrand an der Innenwand des Gehäuseoberteils 2 verschiebbar geführt. Der Boden des Betätigungsgliedes weist eine kreisrunde öffnung auf, deren Innenrand auf der Außenseite des hülsenartigen Fortsatzes des Federtellers 47 geführt ist. Der Wandteil des Betätigungsgliedes 44 ist auf der Außenseite kegelig ausgebildet, so daß er eine umlaufende, in axialer Richtung ansteigende Rampenfläche bildet. Die bei einer axialen Verschiebung des Betätigungsgliedes 44 von dieser Rampenfläche ausgehende Radialkraft ä wird mittels dreier Gleitsteine 52 auf die Stifte 48 übertragen. Diese Gleitsteine 52 sind aus einem Ringkörper gebildet, der im einstückigen Ausgangszustand eine zylindrische Außenfläche aufweist, deren Außendurchmesser etwa gleich dem Innendurchmesser des Innenraumes des Gehäuseoberteiles ist, und der eine Kegelige Innenfläche aufweist, die ein Gegenstück zur kegeligen Außenfläche des Betätigungsgliedes 44 bildet. Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist jeder Gleitstein 52 je einem Stift 48 in etwa symmetrischer Lage zugeordnet. Die _Gleitsteine werden durch /fcfiwache Feder 53 zusammengehalten, die in eine auf ihrer zylindrischen Außenseite vorgesehene ümfangsnut eingelegt ist. Die Gleitsteine 52 liegen auf der Oberseite des Bodenteils des Federtellers 47 auf, der damit eine radiale Gleitbahn für die Gleitsteine bildet.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist das Betätigungsglied 44 mit dem zusätzlich etwas kegelig abgeschrägten kleineren Kegelstumpfdurchmesser auf die nach der Mitte hin zusammengeschobenen Gleitsteine 52 aufgesetzt, so daß der Außenkegel des Betätigungsgliedes 44 etwas in die Innenkegelflache der Gleitsteine 52 eingreift. In dieser Lage, in

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der das Betätigungsglied 44 damit zugleich die Gleitsteine 52 zentriert, wird das Betätigungsglied 44 durch eine schwache Schraubenfeder 54" gehalten, die sich einerseits an dem verbliebenen Bodenteil des Betätigungsgliedes 44 und andererseits am Absatz 37 der Büchse 16 abstützt. Die Abmessungen des Betätigungsgliedes 44, der Gleitsteine 52 und des Federtellers 45 der Gegenfeder 41 sind so aufeinander abgestimmt, daß bei denjenigen Längenänderungen des Dehnkörpers 35, die von den im Normalbetrieb auftretenden Temperaturänderungen verursacht werden, keine Berührung zwischen dem Federteller 45 und dem Betätigungsglied 44 stattfindet.

Die Sicherungseinrichtung für die Eigensicherung des Sicherheitsventiles wird auf folgende Weise wirksam. Bei einem Undichtwerden des Steuerungssysternes fällt der Innendruck des Dehnkörpers 33 auf den Außendruck, d.h. auf den Umgebungsdruck ab. Dadurch geht die Axialkraft des Dehnkörpers auf den verhältnismäßig geringen Wert der Eigenfederung seines Metallbalges zurück. Die Gegenfeder 41, deren Federkraft weitaus größer als diese Eigenfederung des Dehnkörpers ist, drückt daher den Dehnkörper 33 zusammen. Bei dieser Entspannungsbevegung der Gegenfeder 41 bewegt sich ihr verschiebbarer Federteller 45 abwärts, und zwar über seine im Normalbetrieb erreichte axiale Endstellung hinaus. In dieser Bevegungsbahn des Federtellers 45 jenseits seiner normalen Endstellung ist das Betätigungsglied 44 angeordnet. Der von der Gegenfeder 41 weiter abwärts geschobene Federteller 45 trifft deshalb bald nach überschreiten seiner normalen Endstellung auf das Betätigungsglled 44 und schiebt dieses ebenfalls abwärts. Durch die kegelige Rampenfläche des Betätigungsgliedes v.erden dabei die Gleitsteine 52 radial

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auswärts verschoben, die ihrerseits wiederum die Stifte 4R_ in den Radialbohrungen 49 radial nach außen verschieben. Kurz ehe die Gleitsteine 52 mit ihrer zylindrischen Außenfläche auf die Innenwand des Gehäuseoberteils 2 auftreffen, gleitet die der. Ventilachse zugekehrte Endfläche der Stifte 49 ober die zu diesem Zweck abgeschrägte Außenkante des Bodenteils des Federtellers 47 nach außen hinweg. Der unter der Vorspannkraft der Öffnungsfeder 42 stehende Federteller 47 wird dadurch entriegelt und von der Öffnungsfeder auf-, wärts geschnellt. Die abgeschrägte Außenkante sorgt dabei dafür, daß die Stifte 49 vollends in ihre Radialbohrungen 49 gedrängt werden. Die Öffnungsfeder 42 ist stärker als die Gegenfeder 41 und die Schließfeder 25 ausgebildet, so daß sie ihren Federteller 47 mit den darauf aufliegenden Gleitsteinen 52, dem Betätigungsglied 44 und dem Federteller 45 einschließlich dem unteren Ende der Gegenfeder 41 aufwärts schiebt. Nach einer kurzen Wegstrecke des Federtellers 47 trifft sein hülsenartiger Fortsatz auf den Absatz 37 der Büchse 16, über die damit die Öffnungsfeder 42 mit dem Ventilteller 18 gekoppelt wird, der bekanntlich zusammen mit dem Dichtungsring 19 den Verschlußkörper des Sicherheitsventiles bildet. Bei der durch die Öffnungsfeder 42 verursachten weiteren Aufwärtsbewegung des Federtellers 47 wird von da an der Verschlußkörper entgegen der Kraft der Schließfeder 25 von seinem Sitz abgehoben und dadurch das Sicherheitsventil weit geöffnet.

Nach einem Ansprechen der Sicherungseinrichtung läßt sich das Sicherheitsventil nicht mehr von außen her, etwa durch Niederdrücken des Gewindebolzens 23, schließen. Einerseits kann mittels der Büchse 16 der Federteller 47 nicht bis in seine vorgespannte Ausgangsstellung zurückgedrückt werden, da zwischen seinem hülsenartigen Fortsatz und dem zugeordneten

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Absatz der Büchse 16 in der Ausgangsstellung ein Abstand besteht. Andererseits hält die Gegenfeder 41 beim Ausbleiben der Gegenkraft eines betriebsbereiten Dehnkörpers 33 über ihren Federteller 45 das Betätigungsglied 44 stets zwischen die Gleitsteine 52 hineingedrückt, so daß die Stifte 49 nicht in ihre Verriegelungsstellung zurückkehren können.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel praktisch nur die Sicherungseinrichtung abgewandelt. Diejenigen seiner Einzelteile, die denjenigen des ersten Ausführungsbeispieles gleich sind oder ihnen entsprechen, sind mit um 100 größeren Bezugszahlen versehen. Damit ist auf die Beschreibung dieser Teile bei dem ersten Ausführungsbeispiel hingewiesen, soweit sie im folgenden nicht gesondert beschrieben werden.

Die Gegenfeder 141 ist wie bisher ausgebildet. Lediglich der Federteller 145 ist dahin abgewandelt, daß der zylindrische Ftihrungsteil in Höhe des Joches 146 mit einem umlaufenden ebenen Kragen versehen ist, der sich radial nach außen bis über den obersten Abschnitt des Gehäuseoberteils 102 hinvegerstreckt, der aus diesem Grunde niedriger ausgebildet ist.

Die Öffnungsfeder 142 kann etwas schwächer ausgebildet sein,da sie, wie noch darzulegen ist, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beim Öffnungsvorgang nur die Kraft der Schließfeder 125 tiberwinden muß. Im Bereich der Öffnungsfeder 142 ist der Innenraum des Gehäuseoberteils 102 soweit verengt, daß er als Führung für die Öffnungsfeder 142 dienen kann. Der Federteller 147 der Öffnungsfeder ist als gedrungener

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zylindrischer Ringkörper ausgebildet. Mit seiner ebenen unteren Stirnfläche sitzt er auf der Öffnungsfeder 142 • auf. Mit seiner zylindrischen Umfangsfläche ist er an der Innenwand des Gehäuseoberteils 1O2 verschiebbar geführt. Der obere Teil seiner äußeren Umfangsfläche ist auf einen kleineren Zylinderdurchmesser abgesetzt, wobei der Übergang zwischen beiden ürafangsflächen kegelig ausgebildet ist.

Die Verriegelungseinrichtung 143 weist als Verriegelungsr glieder drei Kugeln 14 8 auf, die jeweils in einer Radialbohrung 149 des Gehäuseoberteils 102 bewegbar angeordnet sind. f Der Durchmesser der Kugeln 148 und die Wandstärke des Gehäuseoberteils Im Bereich der Radialbohrungen 149 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Kugeln dann, wenn sie mit der äußeren Umfangsfläche der Gehäusewand abschließen, aus dem der Ventilachse zugekehrten Vorderende der Radialbohrungen 149 heraus teilweise in den durph die Gehäusewand abgegrenzten Innenraum des Gehäuseoberteils 102 hineinragen. Die drei Radialbohrungen 149 liegen in einer Querschnittsebene des Gehäuseoberteils 102, die gerade oberhalb des Absatzes des Federtellers 147 der Öffnungsfeder 142 verläuft, wenn diese zusammen mit ihrem Federteller in ihre vorgespannte Stellung gebracht ist. Am Federteller 147 ist ä der kleinere Zylinderabschnitt gegenüber dem übrigen Zylinderabschnitt radial um das Maß abgesetzt, um das die Kugeln in der beschriebenen Weise in den Innenraum des Gehäuseoberteils 102 teilweise hineinragen, so daß der Federteller 147 sich mit seiner kegeligen Übergangsfläche an den in dieser Stellung festgehaltenen Kugeln 148 anlegt und diese somit den Federteller 147 und die Öffnungsfeder 142 in ihrer vorgespannten Stellung verriegeln.

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Das Betätigungsglied 144 ist als zylindrischer Rohrschieber ausgebildet und dient zugleich als Teil der Verriegelungseinrichtung-143, indem es auf der Außenseite des obersten Abschnittes des Gehäuseoberteils 102 verschiebbar artgeordnet ist und dabei die Radialbohrungen 149 am rückwärtigen Ende unmittelbar hinter den Kugeln 14 8 verschließt, die dadurch in ihrer Verriegelungεstellung gehalten werden. Das Betätigungsglied 144 ragt in dieser in Fig. 3 dargestellten Verriegelungsstellung in axialer Richtung um ein gewisses Maß_über das obere Ende des obersten Abschnittes des Gehäuseoberteils 102 hinaus. In dieser Stellung wird das Betätigungsglied 144 von einer Haltefeder 155 gehalten. Dabei liegt das Betätigungsglied an einem Anschlag an, der durch zwei in radiale Gewindebohrungen des Betätigungsgliedes eingeschraubte Schrauben 146 gebildet ist, die in Richtung auf die Ventilachse hin aus dem Betätigungsglied heraus in zwei .in entsprechender Höhe am obersten Abschnitt des Gehäuseoberteils 102 vorgesehene Langlöcher 157 hineinragen. Die Haltefeder 155 stützt sich andererseits an einem Absatz des Gehäuseoberteils ab.

Das Betätigungsglied 144 ist für die Freigabe der Kugeln 14 8 zum Entriegeln der Öffnungsfeder 142 auf seiner Innenseite mit einer umlaufenden zylindrischen Aussparung 15 8 versehen. Diese Aussparung hat in radialer Richtung eine Tiefe, die mindestens gleich dem überstand der Kugeln 148 im Innenraum des Gehäuseoberteils 102 ist, wenn diese sichln ihrer Verriegelungsstellung befinden. In der in Fig. 3 dargestellten Verriegelungsstellung des Betätigungsgliedes 144 steht die Aussparung 158 soweit oberhalb der Radialbohrungen 149, daß deren rückwärtiges Ende vollständig verschlossen ist. Der axiale Abstand des unteren Randes

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der Aussparung 158 von der Querschnittsebene, in der die Mittelpunkte der Kugeln 14 8 liegen, richtet sich im übrigen nach dem gewünschten Betätigungsweg für das Betätigungsglied 144.

Das Betätigungsglied 144 wird wie bei dem ersten Ausführungebeispiel durch den Federteller 145 der Gegenfeder 141 aus seiner Verriegelungsstellung in seine Entriegelungsstellung axial verschoben. Deshalb ist der Außendurchmesser des Kragens des Federtellers 145 so groß gewählt, daß die obere Stirnseite des Betätigungsgliedes 144 in seiner Bevegungsbahn liegt, wenn er durch die Gegenfeder 141 über seine normale Endstellung hinaus abwärts verschoben vrird.

Die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsteispieles des Sicherheitsventiles und seiner Sicherungseinrichtung ist grundsätzlich gleich derjenigen des ersten Ausführungsbeispieles. Bei einem Undichtwerden des Steuerung s sy Sternes drückt die Gegenfeder 141 den Dehnkörper 133 zusammen, so daß ihr Federteller 145 über seine normale Endstellung hinaus abwärts verschoben wird. Dabei trifft dieser.Federteller 145 auf das Betätigungsglied 144 und verschiebt dieses entgegen der Kraft der Haltefeder 155 in seine Entriegelungsstellung, in der die Aussparung 15 8 auf äer gleichen Höhe wie die Radialbohrungen 149 steht, so daß deren rückwärtiges Ende freigegeben ist . Dadurch können die Kugeln 14 B aus dem Innenraum des Gehäuseoberteils 102 in die Aussparung 158 hinein ausweichen. Diese Ausueichbev?egung beginnt bereits dann, wenn der untere Rand der Aussparung 158 unter diejenige Querschnittsebene abwärts geschoben wird, in der sich die Mittelpunkte der Kugeln 148 befinden· Das Ausveichen der Kugeln 148 in die Aussparung 158 hinein wird durch die

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kegelige Ubergangsfläche zwischen den beiden zylindrischen Abschnitten des Federtellers 147 unterstützt und beschleunigt, da sie eine axial ansteigende Rampenflache für die Kugeln 148 bildet. Die nach dem Ausweichen der Kugeln 14 entriegelte'Öffnungsfeder 142 schiebt ihren Federteller 147 aufwärts, so daß er sich an dem dafür vorgesehenen Absatz Txer Büchse .116 anlegt und diese bei der weiteren Aufwärtsbewegung ebenfalls aufwärts schiebt. Die als Verbindungsglied zum Ventilteller 118 dienende Büchse 116 hebt dabei den Ventilteller mit seiner Dichtungsscheibe 119 von dem Ventilsitz 105 ab, so daß nach dem Abschluß der Aufwärtsbewegung des Federtellers 147 und der Büchse 116 das Sicherheitsventil voll geöffnet ist.

Bei dieser Öffnungsbewegung muß die Öffnungsfeder 142 nur die Kraft der Schließfeder 125 überwinden, weil das Betätigungsglied 144 und der es in seine Entriegelungsstellung verschiebende Federteller 145 der Gegenfeder außerhalb der Bewegungsbahn des Federtellers 147 der Öffnungsfeder 142 liegen. Die Öffnungsfeder 142 des zweiten Ausführungsbeispieles kann deshalb schwächer als die Öffnungsfeder 42 des ersten Ausführungsbeispieles ausgebildet sein.

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Thermisches Sicherheitsventil mit einem Verschlußkörper, der durch eine Schließfeder belastet und mit einem Dehnkörper verbunden ist, durch den er entgegen der Kraft der Schließfeder von seinem Sitz abhebbar ist, gekennzeichnet durch eine auf den Dehnkörper (33; 133) entgegen seiner Dehnrichtung einwirkenden Gegenfeder (41; 141), durch eine mittels einer Verriegelungseinrichtung (43; 143) unter Vorspannung gehaltene Öffnungsfeder (42; 142) , deren f Kraftwirkung derjenigen der Schließfeder (25; 125) entgegen gerichtet ist und diese übertrifft, durch ein bei einer Entspannung der Gegenfeder (41; 141) die Verriegelungseinrichtung (43; 143) entriegelndes Betätigungsglied (44; 144) und durch ein bei entriegelter Verriegelungseinrichtung die Öffnungsfeder(42; 142) mit dem Verschlußkörper (IB-, 19; 118, 119) zum Abheben desselben von seinem Sitz (5; 105) koppelndes Verbindungsglied (16; 116).

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (43; 143) mindestens ein am Ventilgehäuse (2; 102) sich abstützendes und aus der |

Bewegungsbahn eines Federtellers (47; 147) der Öffnungsfeder (42; 142) herausbewegbares Verriegelungsglied (48; 148) aufvreist.

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3. Sicherheitsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied als federbelasteter Stift (48) ausgebildet ist, der in einer quer zur Bewegungsbahn des Federtellers (47) der Öffnungsfeder (42) ausgerichteten gehäusefesten Bohrung (49) verschiebbar angeordnet ist.

4. Sicherheitsventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied (48) mittels des in der Bevregungsbahn des verschiebbaren Federtellers (45) der Gegenfeder (41) verschiebbar angeordneten und mit einer in axialer Richtung ansteigenden Rampenfläche versehenen Betätigungsgliedes (44) aus der Bev/egungsbahn des Federtellers (47) der Öffnungsfeder (42) herausbewegbar ist.

5. Sicherheitsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied als Kugel (14 8) ausgebildet ist, die in einer im wesentlichen quer zur Bevegungsbahn des Federtellers (147) der Öffnungsfeder (142) ausgerichteten gehäusefesten Bohrung (149) bewegbar angeordnet ist, aus deren Vorderende heraus die Kugel (148) in der Verriegelungsstellung teilweise in die Bewegungsbahn des Federtellers (147) der Öffnungsfeder (142) hineinragt, und daß die Kugel (14 8) durch das in der Bewegungsbahn des verschiebbaren Federtellers C145) der Gegenfeder (141) verschiebbar angeordnete und die Bohrung (149) am rückwärtigen Ende unmittelbar hinter der Kugel (14 8) freigebbar verschließende Betätigungsglied (144) in der Verriegelungsstellung gehalten wird.

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6. Sicherheitsventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (144) mit einer in der Entriegelungsstellung das rückwärtige Ende der Bohrung (149) der Kugel (148) freigebenden Aussparung (158) versehen ist.

7. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (144) in der Verriegelungsstellung unter der Wirkung einer Haltefeder (155) an einem Anschlag (156, 157) anliegt, λ von dem aus es durch die Gegenfeder (141) in die Entriegelungsstellung verschiebbar ist.

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