DE2049033C - Thermostatisch gesteuertes Sicherheitsventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein thermostatisch gesteuertes Sicherheits-Hubvjntil mit einem Verschlußteü, das durch eine Schließfeder belastet und mit einem Dehnkörper veibunden ist. durch den es entgegen der Kraft der Schließfeder von seinem Sitz abhebbar ist.

Zweistoffkessel, beispielsweise für geschlossene Warmvvasserheizanlagen, 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 thermostatisch 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 Warniwasserkreislauf 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 Vktallkapillare mit einem Temperaturfühler \erbunden. Dieses Ste-aerungssysf. τι für das Sicherheitsventil ist in sich »eschlosscn ui.d 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 Dchnkörper. Dieser dehnt sich aus und hehl bei einer bestimmten Temperatur des Warm Wasserkreislaufes das Verschlußteü des Sicherheitsv entiles von seinem Sitz ab. Die Betriebssicherheit des Sicherheitsvcntiles selbst hängt also in hohem Maße von der Betriebsbereitschaft des Steuerungssystems, bestellend aus dem Temperaturfühler, dem Dehnkörper und der sie verbindenden Kapillare, ab. Bei einer durch Korrosion oder durch eine mechanische Beschädigung verursachten Undichtigkeit dieses System 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 die gleiche Gefahr besteht, als ob überhaupt kein Sicherheitsventil vorhanden wäre. Um dieser Gefahr

a\ begegnen, sieht eine Vorschrift des Verbandes der technischen t'berwachungsv ereine \or. daß in nalier /ukunft Zweistoffkessel nur noch mit thermostatisch gesteuerten Sicherheitsventilen mit Einensieherung betrieben werben dürfen.

Die bisher bekanntgewordene Lösung dieser Forderung bestellt durin, ein zweites thermostatisch gesteuertes Sicherheitsventil vorzusehen, das unabhängig von dem ersten in den Warmwasserkreislauf eingeschaltet und mit einem eigenen Steueiungssystem. bestehend aus Temperaturfühler. Kapillare und Dehnkörper, ausgerüstet ist. Dadurch kann zwar die Wahrscheinlichkeit verringert werden, daß die Gesiimuwilage etwa auf Grund \on Ferliaunes- oder Einbaufehlern an dem einen oder anderen Sicherheits\entil. insbesondere an ihrem Steuerungssv stern, ν ,sagt. Da beide Sicherheitsventile ar .:r äußeren L :ii\virkungen. etwa bei der Bedienung oder Wartung der Heizanlage ocLr ihrer Sicherheitseinrichtungen praktisch gleichzeitig und in gleichem Maße ausgesetzt sind, wird durch die Verdoppelung der Anzahl der Sicherheitsventile keineswegs eine echte Sicherung erreicht.

Bei Ventilen zur Regelung von Kühlkreisläufen von Verbrennungskraftmaschinen in Abhängigkeit λ on der Temperatur 'c- Kühlflüssigkeit ist zwar bereits eine F.igensieherung bekannt, welche bei einem Dchnstoffverlust selbsttätig das Ventil in die Offenstellung bringt. Für Hubventile ist eine solche Eigensicherung aber nicht anwendbar. w_wil sie voraussetzt. daß das Ventilverschlußteil kolbenartig in einen axial kurzen, zylindrischen Sitzteil abdichtend eingreift, damit das Ventilverschlußteil von der Schließfeder, welche dt..η Dehnkörper entgegenwirkt, bei einem Dehnstoffverlust wegen der nun fehlenden Gegenkraft in der der normalen Öffnungsrirhiung entgegengesetzten Richtung durch das Siizteü hindurchbewegt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugruiK¹'¹. ein thermostatisch gesteuertes Sicherheits-Hubventil zu schaffen. da^r. mit einer F.igensieherung ausgestattet ist.

Diese Aufgabe ist bei einem Ventil der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung gelöst durch eine über einen Federtrller auf den Dehnkörprr entgegen der Dehnrichtung einwirkende Gegenfeder, durch eine mittels einer Verriegelungseinrichtung unter Vorspannung gehaltene Öffnungsfeder, 'leren Kraftwirkung derjenigen der Schließfeder entgegengerichtet ist und diese übertrifft, durch ein infolge Dchnstüffvcrlust aus dem Dehnkörper von der Kraft der sich dann entspannenden Gegenfeder über deren Federteller beaufschlagtes und die Verriegelungseinrichtung entriegelndes Betätigungsglied und durch ein bei entriegelter Verriegelungseinrichtung die Kraft der Öffnungsfeder auf das Verschlußteil zum Abheben desselben von seinem Sitz übertragendes Verbindungsglied.

Hierdurch wird erreicht, daß bei einem Undichtwerden des Steucruugssystems, bei dem der Innen- Go tlruck in dem Dehnkörper bis auf den Außendruck absinkt, der Dehnkörper durch die Gegenfeder zusammengedrückt wird, die sich dabei entspannt. Dadurch wiederum wird durch das Bctätigungsglied die Verriegelungseinrichtung entriegelt, die die oftnungsfeder "<tcr Vorspannung gehalten hat. Nach der Entriet ig entspannt sich die Öffnungsfeder, wobei sie ü¹ 1 ^as Verbindungsglied das Verschlußteil von seinem Sitz abhebt und damit das Sicherheitsventil voll ötfnet. Es ist also eine echte Eigensicherung des Sicherheitsventils erreicht, die im gegebenen Falle unabhängig von dem sonstigen Betriebszustand der Gesamtanlage wirksam wird. Vorteilhaft ist ferner, daß die beschriebenen Bewegunusvorgänge des Sicherheitsventils nur in einer Richtung ablaufen und das Sicherheitsventil erst dann wieder geschlossen werden kann, wenn das unbrauchbare Steuerungssystem gegen ein betriebsbereites ausgetauscht worden ist. Somit erstreckt sich die Eigensicherung des Sicherheitsventils auch auf unbefugte Eingriffe, durch die es in unzulässiger Weise wieder geschlossen w ..-iden soll.

Die verwendung einer Gegenfeder zusätzlich zu der in der gleichen Richtung v..rkenden Schließfeder ermöglicht es in einfacher Weise, einerseits mittels der Gegenfeder bei einem Dehnstoffverlust den Dehnkörper in dem für die Entriegelung notwendigen Maße zusammenzudrücken und andererseits das Verschlußteil mittels der Schließfeder zu belasten.

Es ist zwar bereits bekannt, unter Verwendung einer Verriegelungseinrichtung ein Ventil selbsttätig dann zu schließen, wenn das durch das Ventil strömende Fluid einen vorgegebenen Druckbereich überschreitet oder unterschreitet. Das Verschlußteil, auf das eine vorgespannte Schließfeder einwirkt, wird hierbei durch die Verriegelungseinrichtung in der Offenstellung gehalten, solange ein von einer Membrane gesteuertes Betätigungsglied sich in seiner Sperrstelluig befindet. Wenn die Membrane beim Übersdveiten oder Unterschreiten des Druckbereiches eine vorgegebene Auswölbung überschreitet, bewegt sie das Betätigungsglied in seine eine oder andere Freigabestellung, in der die Verriegelungseinrichtung geöffnet wird und die Schließfeder freigibt, welche dadurch das Verschlußteil gegen seinen Sitz drücken kann. Zur Eigensicherung eines Ventils der erfindungsgemäßen Art ist eine solche Lösung also nicht geeignet.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Verriegelungseinrichtung ein am Ventilgehäuse sich abstützendes und aus der Bewegungsbahn eines Federtellers der Öffnungsfeder hcraiisbewegbares Verriegelungsglied, und zwar zvveckmäßigervveise in gleichmäßig auf dem Umfang des Ventilgehäuses verteilter dreifacher Anordnung, aufweist. Dadurch kann die Öffnungsfeder auf sehr einfache und betriebssichere Weise bis zu ihrer Freigabe unter Vorspannung gehalten werden.

Besonders vorteilhaft ist es. das Verriegelungsglied in an sich bekannter Weise als Kugel auszubilden, die in einer im wesentlichen quer zur Bevvegungsbahn des Federtellers der öffnungsfeiler ausgerichteten gehäusefesten Bohrung bewegbar angeordnet ist, aus deren Vorderende heraus die Kugel in der Verriegelungsstellung teilweise in die Bewegungsbahn des Fed ^tellers der Öffnungsfeder hineinragt, und daß die Kugel durch das in der Bewegungsbahn des verschiebbaren Federtellers der Gegenfeder verschiebbar angeordnete und in 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 darüber hinaus zu ihrer Entriegelung nur sehr geringe Betätigungs-

kräfte benötigt. Hei einer sei ragen Ausbildung der Auflagefläche- für die Kugel um Fedu'teller der Offnimgsfcder kann diese eine Art Servowirkung ausüben, die den Entriegeluugsvorgang unterstützt und beschleunigt.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiclen im einzelnen erläutert. F.s zeigt

Fig. I einen Längsschnitt durch ein erstes Ausfiihrungsbcispiel eines Sicherheitsventils,

F i g. 2 einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel nach der Linie 11-11 in Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig.4 einen Querschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel nach der Linie IV-IV in F i g. 3.

Ein thermostatisch gesteuertes Sicherheitsventil mit Eigcnsichcrung 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 Eigensichcrung des Ventils.

Das Sicherheitsventil im engeren Sinne weist ein zweiteiliges Gehäuse mit einem Gchäuscunlerleil 1 und mit einem Gehäuscobcrteil 2 auf. Das Gehäuscuntcrteil 1 weist einen in F i g. 1 von unten nach oben verlaufenden Einlaßkanal 3 auf. in den von der Seite her, und zwar von rechts, die Wandung eines Auslaßkanals 4 hineinragt. Dieser Auslaßkanal 4 ist rechtwinklig aufwärts abgewinkelt. Seine Wandung endet in einem ringförmigen, konzentrisch zum Einlaßkanal 3 angeordneten Ventilsitz 5. Am alitieren Ende des Einlaßkanals 3 und des Auslaßkanals 4 ist am Gchäuscuntcrtcil 1 jeweils ein Anschlußstutzen 6 bzw. 7 vorgesehen. In Höhe des Ventilsitzes 5 weist das Gehäuseunterteil 1 eine RingschuHcr8 und daran anschließend einen Gewindestutzen 9 auf. In diesen Gewindestutzen 9 ist das mit einem Gewinde versehene Gehäuseobcrteil 2 eingeschraubt, wobei zwischen seiner ebenen Stirnseite und der Ringschultcr8ein Dichtungsring 11 eingelegt ist.

Das Gchäuseobcrlcil 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 Boden der Büchse 16 dadurch an den Vorsprüngen 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 das Verschlußteil des Vcntiis bildet. Sowohl der Zwischenboden 12 wie auch der Ventilteller 18 weisen ii-wcils auf den einander zugekehrten Seiten einen Ab^it/ ;uif, auf den jeweils eines der Enden eines Metallbalgex 21 aufgesetzt und mit ihm dicht verlötet ist. Damit sind alle Teile des Sicherheitsventils, die oberhalb lies Zwischenbodens 12 und /wischen dem Zwischenboden 12 und dem Ventilteller 18 innerhalb des lJulgcs 2t angeordnet sind, von dem Medium getrennt, das den Einlaßkanal 3 im Unterteil 1 und den darüber gelegenen Ringraum im Gehäuseobcrteil 2 füllt. Der wirksame Balgdurchmcsscr ist gleich dem

ίο wirksamen Durchmesser des Ventilsitzes gewählt, so daß der Ventilteller 18 druckentlastct ist, da der Auslaßkanal 4 zu einer drucklosen Abflußleitung führt.

An ihrem dem Ventilteller 18 gegenüberliegenden oberen Ende ist die Büchse 16 mit einem Innengewinde versehen, in das eine Anschlagscheibc 22 eingeschraubt ist. Diese Anschlagscheibc ist am unteren Ende eines Gewindebolzens 23 befestigt, der aus der Büchse 16 herausragt. Auf dem Gewindebolzen 23

so 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 Seile als Fcdcrtcllcr für

»5 eine Schließfeder 25 des Sicherheitsventils. Die Schließfeder 25 stüi/t sich mit ihrem anderen Ende uii einer Schutzhaube 26 ab, die den oberen Teil des Gchäuseobertcils2 konzentrisch umgibt und daran mittels Schrauben 27 befestigt ist. Die Köpfe dieser Schrauben 27 sind mit Querbohrungen verschen, 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 Rändclmutter 28 aufgeschraubt. Wenn diese Rändelmuttcr bis zur Anlage an der Schutzkappe 26 auf den Gewindebolzen aufgeschraubt und anschließend im gleichen Sinne weitergcdrchl 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 Weise das Sicherheitsventil vein Hand geöffnet. Dadurch kann das Sichcihcitsvenlil 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 Kapillarrohr 32 und einen Dehnkörper 33 auf. Der Temperaturfühler 31 ist an sich bekannt und hc darf deshalb keiner weiteren Beschreibung. Dei Dehnkörper ist aus einem Metallbalg gebildet, dcssei eines Ende, in Fig. 1 das untere, durch cine End scheibe 34 dicht verschlossen ist. Sein oberes End< ist durch eine Endscheibe 35 ebenfalls dicht vcr schlossen. In diese Endscheibe 35 ist das eine Endi des Kapillarrohres 32 dicht eingelötet, dessen andc res E.nde in den Temperaturfühler 31 dicht eingclötc ist. Außerdem ist in die Endscheibe 35 ein kleine Füllrohr 36 dicht eingelötet, das der Füllung des In ncnraumes des Steuerungssystem mit eine Flüssig kcit mit einer für den vorgesehenen Verwendung5 zweck geeigneten Dampfdruckkurve dient und da nach der Füllung ebenfalls dicht verschlossen ist. D der Temperaturfühler 31 und das Kapillarrohr 3

praktisch als starre behälter anzusehen sind, wirkt sich jede durch eine Tempcratu rändern ng am Tcru- |>cn''iirfühlei 31 verursachte Volumen- und Druckänderung der Füllung als Längenänderung des Dehnkörpers 33 aus.

Der Dehnkörper 33 ist mit der Kndscheibe 34 voran in die Büchse 16 eingesetzt. Der Durchmesser der Endscheibe 34 ist so groß gewählt, daß sie auf den Vorspriingen 15 des Zylinderkörpers 13 aufliegt. Die Länge der Büchse 16 und des Dehnkörpers 33 sowie der Abstand zwischen den Vorspriingen IS 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 Anschlagschcibc 22 vorgegebenen Temperatur an dieser anliegt und sie bei einer weiteren Temperatursteigerung hochdruck!, 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 DehnungsrichtunR einwirkende Gegenfeder 41, eine Offnungsfeder 42, eine als Ganzes mit 43 bezeichnete Verriegelungseinrichtung für die Öffnungsfeder 42 und ein die Verriegelungseinrichtung entriegelndes Betätigungsglied 44 auf. Weiterhin dient die Büchse 16 der Sicherungscinrichtung 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 Schlitzen versehen ist. Der im Innenraum der Büchse 16 verlaufende Teil des Joches 46 liegt auf der oberen Endscheibc 35 des Dehnkörpers 33 auf. Dadurch steht die nach oben, d.h. von dem Ventilsitz5 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 Bedenteil 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 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 Cieh;iuscoberteils2 verschiebbar angeordnet sind. Die drei Kadialbolmingcn 49 sind am Umfang gleichmäßig verteilt und liegen in einer Qtierschnittscbene des Gehäuscobcrtcils2, die gerade oberhalb des Bodcntcils des Fedcrtellcrs 47 der Offnungsfeder 42 verläuft, wenn diese zusammen mit ihrem Federteller in ihre vorgespannte Stellung gebracht ist. In der gleichen Querschnittsebene ist das Gchäuscobcrtcil 2 auf seinem Außenumfang mit

ίο einer Ringnut verschen, die mindestens die gleiche Höhe wie der Durchmesser der Radialbohrungen 49 hat. Wie insbesondere die F i g. 2 zeigt, sind die Stifte 48 mit einer Art Hammerkopf versehen, der jeweils am Nutgrund der Umfangsnut aufliegt und dadurch die Verriegelungsstellung der Stifte 48 festlegt. Eine als sogenannte Schlauchfcder ausgebildete Ringfeder 51, die in die Umfangsnut eingelegt und über die Hammerköpfe der Stifte 48 hinweggeführt ist, hält die Stifte in ihrer Verriegelungsstellung, in der sie

»0 mit ihrem nach der Ventilachse hinweisenden Ende aus den Radialbohrungen 49 in den Innenraum des Gehäuscoberteils und damit in die Bewegungsbahn des Federtcllers 47 der Öffnungsfeder 42 hineinragen und diese dadurch in ihrer vorgespannten Stellung

as verriegeln.

Das Betätigungsglied 44 ist im Innen.aum des Gehäuseoberteils 2 zwischen der Verriegelungseinrichtung 43 und dem hederteiier 45 der Gegenfeder 41 verschiebbar angeordnet. Das Betätigungsglied 44 ist tellerförmig ausgebildet und mit seinem Außenrand an der Innenwand des Gchäuseoberteils2 verschiebbar geführt. Der Boden des Betätigungsglicdes 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 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 F i g. 2 zeigt, ist jeder Gleitstein 52 je einem Stift 48 in etwa symmetrischer Lage zugeordnet. Die Gleitsteine werden durch eine schwache Feder 53 zusammengehalten, die in eine auf ihrer zylindrischen Außenseite vorgesehene Umfangsnut eingelegt ist. Die Gleitsteine 52 liegen aul der Oberseite des Bodenteils des Federtellers 47 auf, der damit eine radiale Gleitbahn für die Gleitsteim bildet.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, ist das Betäti gungsglied 44 mit dem zusätzlich etwas kegelig abge

schrägten kleineren Kegelstumpfdurchmesser auf di< nach der Mitte hin zusammengeschobenen Gleit steine 52 aufgesetzt, so daß der Außenkegel des Be tätigungsgliedes 44 etwas in die Innenkegelfläche de Gleitsteinc 52 eingreift. In dieser Lage, in der da:

Betätigungsglied 44 damit zugleich die Gleitsteine 5; zentriert, wird das Betätigungsglied 44 durch eini schwache Schraubenfeder 54 gehalten, die sich einer seits an dem verbliebenen Bodenteil des Betätigungs

9 ^H ίο

glicdes 44 und andererseits ;mi Absatz. 37 der Büchse geordneten /\bs;il/. 37 tier Büchse 16 in der Aus-

16 abslüt/.l. Die Abmessungen des Dclütigungsglicdcs gangsstcllung ein Abstand besteht. Andererseits hiilt

44. tier Cilcitstcine 52 iintl des I"e<l'.i tellers 45 tkr tlie Gegenfeder 41 beim Ausbleiben der Ciogenkraft

Gegenfeder 41 sind so aufeinander abgestimmt, daß eines betriebsbereiten Oclinkürpers 33 über ihren

bei denjenigen I.iingenänderungen tie-, Dehnkörpers 5 l'otl'Tleller 45 das Betätigungsteil 44 stets zwischen

35, die von den im Normalbetrieb auftretenden lern- die Gleitstcine 52 hineingedrückt, so daß die Stifte

peraturändcrungen verursacht werden, keine Beruh- 49 nicht in ihre Veriicgdungsstellung zurückkehren

rung zwischen dem Fcdcrtellcr 45 und dem Bctäti- können,

gungsglied 44 stattfindet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist gegen-

Die Sicherungscinrichtung für die Eigensicherung io über dem ersten Ausführungsbeispiel praktisch nur des Sicherheitsventils wird auf folgende Weise wirk- die Sicherungscinrichtung abgewandelt. Diejenigen sam. Bei einem Undichtwerden des Steuerungssystems seiner Einzelteile, die denjenigen des ersten Ausfühfällt der Innendruck des Dehnkörpers 33 auf den rungsbcispieles gleich sind oder ihnen entsprechen, Außendruck, d. h. auf den Umgebungsdruck ab. sind mit um 100 größeren Bczugszahlen versehen. Dadurch geht die Axialkraft des Dehnkörpers auf 15 Damit ist auf die Beschreibung dieser Teile bei dem den verhältnismäßig geringen Wert der Eigenfcde- ersten Ausfülmingsbcispiel hingewiesen, soweit sie rung seines Metallbalges zurück. Die Gegenfeder 41, im folgenden nicht gesondert beschrieben werden,
deren Federkraft weitaus größer als diese Eigenfcde- Die Gegenfeder 141 ist wie bisher ausgebildet, rung des Dehnkörpers 33 ist, drückt daher den Lediglich der Federteller 145 ist dahin abgewandelt, Dehnkörper 33 zusammen. Bei dieser Entspannungs- 20 daß der zylindrische Führungsteil in Höhe des Joches bewegung der Gegenfeder 41 bewegt sich ihr vcr- 146 mit einem umlaufenden ebenen Kragen versehen schiebbarer Fcderteller 45 abwärts, und zwar über ist, der sich radial nach außen bis über den obersten seine im Normalbetrieb erreichte axiale Endstellung Abschnitt des Gehäuseobertcils 102 hinweg erstreckt, hinaus. In dieser Bcsvegungsbahn des Fedcrtellcrs 45 der aus diesem Grunde niedriger ausgebildet ist.
jenseits seiner normalen Endstellung ist das Betäti- »5 Die Öffnungsleder 142 kann etwas schwächer gungsglied 44 angeordnet. Der von der Gegenfeder ausgebildet sein, da sie, wie noch darzulegen ist, 41 weiter abwärts geschobene Federteller 45 trifft beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beim öffdeshalb bald nach Überschreiten seiner normalen nungsvorgaug imi die Kraft der Schließfeder !25 Endstellung auf das Betätigungsglied 44 und schiebt überwinden muß. Im Bereich der Öffnungsfeder 142 dieses ebenfalls abwärts. Durch die kegelige Ram- 30 ist der Innenraum des Gehäuseoberteils 102 so weit penfläche des Betätigungsglicdes werden dabei die verengt, daß er als Führung für die öffnungsfeder Gleitsteine 52 radial auswärts verschoben, die ihrer- 142 dienen kann. Der Fcderteller 147 der öffnungsscits wiederum die Stifte 48 in den Radialbohiungen leder ist als gedrungener zylindrischer Ringkörper 49 radial nach außen verschieben. Kurz ehe die ausgebildet. Mit seiner ebenen unteren Stirnfläche Cilcitstcine 52 mit ihrer zylindrischen Außenfläche 35 sitzt er auf der öffnungsfeder 142 auf. Mit seiauf die Innenwand des Gehäuseoberteils2 auftreffen, ner zylindrischen Umfangsfläche Lst er an der gleiten die der Ventilachse zugekehrten Endflächen Innenwand des Gehäuscoberteils 102 verschiebbar der Stifte 48 über die zu diesem Zweck abgeschrägte geführt. Der obere Teil seiner äußeren Umfangs-Außenkante des Bodenteils des Fcdcrtellers 47 nach fläche ist auf einen kleineren Zylinderdurchmesser außen hinweg. Der unter der Vorspannkraft der Öff- 40 abgesetzt, wobei der Übergang zwischen beiden Umnungsfeder 42 stehende Federteller 47 wird dadurch fangsfiüchen kegelig ausgebildet ist.
entriegelt und von der öffnungsfeder aufwärts ge- Die Verriegelungseinrichtung 143 weist als Verschncllt. Die abgeschrägte Außenkante sorgt dabei riegelungsglieder drei Kugeln 148 auf, die jeweils in dafür, daß die Stifte 49 vollends in ihre Radialboh- einer Radialbohrung 149 des Gchäuseobcrteils 102 rungen 49 gedrängt werden. Die Öffnungsfeder 42 ist 45 bewegbar angeordnet sind. Der Durchmesser der Kustarker als die Gegenfeder 41 und die Schließfeder geln 148 und die Wandstärke des Gehäuseoberteil? 25 ausgebildet, so daß sie ihren Federtellcr 47 mit im Bereich der Radialbohrungen 149 sind so aufeinden darauf aufliegenden Gleitsteinen 52, dem Betäti- ander abgestimmt, daß die Kugelu dann, wenn sie gungsglied 44 und dem Federteller 45 einschließlich mit der äußeren Umfangsfläche der Gehäusewand dem unteren Endt der Gegenfeder 41 aufwärts 50 abschließen, aus dem der Ventilachse zugekehrter schiebt. Nach einer kurzen Wegstrecke des Federtel- Vorderende der Radialbohrungen 149 heraus teillers 47 trifft sein hülsenartiger Fortsatz auf den Ab- weise in den durch die Gehäusewand abgegrenzter satz 37 der Büchse 16, über die damit die öffnungs- Innenraum des Gehäuseoberteils 102 hineinragen feder 42 mit dem Ventilteller 18 gekoppelt wird, der Die drei Radialbohrungen 149 liegen in einer Quer bekanntlich zusammen mit dem Dichtungsring 19 55 schnittsebene des Gehäuseobeiteils 102, die geradi das Verschlußteil des Sicherheitsventils bildet. Bei oberhalb des Absatzes des Federtellers 147 der öff der durch die öffnungsfeder 42 verursachten weite- nungsfeder 142 verläuft, wenn diese zusammen mi ren Aufwärtsbewegung des Federtellers 47 wird von ihrem Federteller in ihre vorgespannte Stellung ge da an das Verschlußteil entgegen der Kraft der bracht ist. Am Federteller 147 ist der kleinere Zy Schließfeder 25 von seinem Sitz abgehoben und da- 60 linderabschnitt gegenüber dem übrigen Zylinderab durch das Sicherheitsventil weit geöffnet. schnitt radial um das Maß abgesetzt, um das die Ku

Nach einem Ansprechen der Sicherungseinrich- geln 148 in der beschriebenen Weise in den Innen

tung läßt sich das Sicherheitsventil nicht mehr von raum des Gehäuseoberteils 102 teilweise hineinragen

außen her, etwa durch Niederdrücken des Gewinde- so daß der Federteller 147 sich mit seiner kegeligei

bolzens 23, schließen. Einerseits kann mittels der 65 Übergangsfläche an die in dieser S; ellung festgehalte

Büchse 16 der Federteller 47 nicht bis in seine vorge- nen Kugeln 148 anlegt und diese somit den Federtel

spannte Ausgangsstellung zurückgedrückt werden, da ler 147 und die Öffnungsfeder 142 in ihrer vorge

zwischen seinem hülsenartigen Fortsatz und dem zu- spannten Stellung verriegeln.

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Das Belätigiingsglied 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 angeordnet ist und dabei die Radialbohrungen 149 am rückwärtigen F'.iule unmittelbar hinter den Kugeln 148 verschließt, wodurch die Kugeln in ihrer Verriegelungsstcllung gehalten werden. Das Betätigungsglied 144 ragt in dieser in Kig. 3 dargestellten Verriegelungsstellung in axialer Richtung um ein gewisses Maß über das obere Ende des obersten Abschnittes des Gehäuscoberteilsl02 hinaus. In dieser Stellung wird das Betätigungsglied 144 von einer Haltefeder 155 gehalten. Dabei liegi das Betätigungsglied an einem Anschlag an, der durch zwei in radiale Gcwind:bohrungcn des Betätigungsgliedes eingeschraubte Schrauben 156 gebildet ist, die in Richtung auf die Ventilachse hin aus dem Betätigtingsglied heraus in zwei in entsprechender Höhe am obersten Abschnitt des Gehäuscobcrteils 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 148 zum Entriegeln der Öffnungsfeder 142 auf seiner Innenseite mit einer umlaufenden zylindrischer·. Aussparung 158 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 sich in ihrer Verriegclungsstellung befinden. In der in F i g. 3 dargestellten Verriegelungsstellung des Betätigungsgliedes 144 steht die Aussparung 158 so weit oberhalb der Radialbohrungen 149, daß deren rückwärtiges Ende vollständig verschlossen ist. Der axiale Abstand des unteren Randes der Aussparung 158 von der Querschnittsebene, in der die Mittelpunkte der Kugeln 148 liegen, richtet sich im übrigen nach dem gewünschten Betätigungsweg für das Betätigungsglied 144.

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

Die Wirkungsweise des /weiten Ausführungsbeispieles des Sicherheitsventils und seiner Sicherungs-

S einrichtung ist grundsätzlich gleich derjenigen des ersten Ausführungsbeispieles. Bei einem Undichtwerdeu des Steuerungssystem* drückt die Gegenfeder 141 den Dehnkörper 133 zusammen, so daß ihr Fcderteller 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 Hallefeder 155 in seine Entriegelungsstcllung, in der die Aussparung 158 auf der gleichen Höhe wie die Radialbohrungen 149 steht, so daß deren rückwärtiges Ende freigegeben ist. Dadurch können die Kugeln 148 aus dem Innenraum des Gehäuseobcrtcils 102 in die Aussparung 158 hinein ausweichen. Diese Ausweichbewegung beginnt bereits dann, wenn der un-

»o tere Rand der Aussparung 158 unter diejenige Querschnittsebene abwärts geschoben wird, in der sich die Mittelpunkte der Kugeln 148 befinden. Das Ausweichen der Kugeln 148 in die Aussparung 158 hinein wird durch die kegelige Übergangsfläche zwischen den beiden zylindrischen Abschnitten des Federtellers 147 unterstützt und beschleunigt, da sie eine axial ansteigende Rampenfläche für die Kugeln 148 bildet. Die nach dein Ausweichen der Kugeln. 148 entriegelte Öffnungsfeder 142 schiebt ihren Fedcrteller 147 aufwärts, so daß er sich an dem dafür vorgesehenen Absatz 137 der Büchse 116 anlegt und diese bei der weiteren Aufwärtsbewegung ebenfalls aufwärts schiebt. Die als Verbindungsglied zum Ventilteller 118 dienende Büchse 116 hebt dabei den Vcntilteller 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 i.aöffnet ist.

Bei dieser Öffnungsbewegung muß die öffnungsfeder 142 nur die Kraft der Schließfeder 125 überwinden, weil das Beätigungsglied 144 und der es in seine Entriegelungsstellung verschiebende Feücrteller 145 der Gegenfeder 141 außerhalb der Bewegungsbahn des Federtellers 147 der Öffnungsfeder V He- gen. Die Öffnungsfeder 142 des zweiten Ausführungsbeispieles kann deshalb schwächer als die Öffnungsfeder 42 des ersten Ausführungsbeispieles ausgebildet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Thermostatisch gesteuertes Sicherheits-Hubventil mit einem Verschlußteil, das durch eine Schließfeder belastet und mit einem Dehnkörper verbunden ist. durch den es entgegen der Kraft der Schließfeder \on seinem Sitz abhebbar ist. gekennzeichnet durch eine über einen Federteller (45; 145) auf den Dehnkörper (33: 133) entgegen dei Dehnrichtung einwirkende Gegenfeder (41: 141). durch eine mittels einer VerriegelungseinrkiHung (43; 143) unter Vorspannu" ■. behaltene offnungsfeder (42: 142). deren krattwirkung derjenigen der Schließfeder (25; 125) entgegengerichtet ist und diese übertrifft, durch eine infolge Dehnstoffverlust aus dem Dchnkörper (33; 133) von der Kraft der mcIi dann einspannenden Gegenfeuer (41; 141) über deren Federteller (45: 145) beaufschlagtes und die Verriegelungseinrichtung (43: 143) entriegelndes Betaiigungsgüed (44; 144) und durch ein bei entrieuelier Verrieeelunüseinrichtuna (43; 143) die Kraft der Öffnungsfeder (42: 142) auf da- Verschlußteil .18. 19: 118. 119) zum Abheben desselben von seinem Sit; übertragendes Verbindungsglied (16; 116).

   2 Sicherheitsventil nach Anspn. h 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelunaseinrichtung (43; 143) mindestens ein am Ventilgehäuse (2: 102) s;ch abstützendes und ans der Bewcgungsbahn eines F-'eJertellers (47: 147) der Öffnunusfeder (42; 142) herausbewegbares Verricgelungsglied (48: 148) aufweist. ~

   3. Sicherlicitsventil nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet. da3 das Verriegelungsglied als federbelasteier Stift (48) ausgebildet ist. der in einer quer zur Bewegungsbahn des Federteileis (47) der Öffnungsfeder (42) ausgerichteten gehäusefesien Bohrung (49) verschiebbar angeordnet ist.

   4. Sicherheitsventil nach Anspruch 2 oder.'. dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied (48) mittels des in der Bewegungsbahn des verschiebbaren Federtellers (45) der Gegenfeder (41) verschiebbar angeordneten und mit einer in axialer Richtung ansteigenden Rampenfläche versehenen Betäligungsgliedes (44) aus der Bewegunghbahn des Fedeitellers (47) der Offiiiinjis- 51) feder (42) herausbewegbar ist.

   5. Sicherheitsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied als Kugel (148) ausgebildet ist, die in einer im wesentlichen quer zur Bewegungshahn des Federtellers (147) der Öffnungsfeder (142) ausgerichteten gehäusLfesten 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

   (148) durch .la:, in der Bewegungsbahn des verschiebbaren Federtellers (145) der Gegenfeder (141) verschiebbar angeordnete und die Bohrung

   (149) am rückwärtigen Ende unmittelbar hinter :U r Kugel (148) freigebbar verschließende Beläti gur.gsglied (144) in der Von icgeliingssiellun« gehalten wird.

   (\ 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 Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsiiiied (144) in der Verriegelungsstellung unter der Wirkung einer Haltefeder (155) an einem Anschlag (156. 157) anliegt, von dem aus es durch tue Gegenfeder (141) in die Entriegelungsstellung verschiebbar ist.