DE2510059A1

DE2510059A1 - Ueberdruckventil

Info

Publication number: DE2510059A1
Application number: DE19752510059
Authority: DE
Inventors: William Sylvester Stroh
Original assignee: Scovill Inc
Current assignee: Scovill Inc
Priority date: 1974-03-08
Filing date: 1975-03-07
Publication date: 1975-09-18
Also published as: US3893476A; AU7882675A; BE826271A; BR7501356A; IT1033478B; GB1467553A; FR2263439A1

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-B MÖNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN SteinsdorfstraBe 10

Dr. r.r. not. W. KÖRBER * ^m) *^aW" Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE _?#

SCOVILL MANUFACTURING COMPANY

99 Mill Street

Waterbury, Connecticut / V,St.A.

Patentanmeldung

Überdruckventil

Die Erfindung betrifft Überdruckventile, insbesondere in Form eines Einsatzes, der billig hergestellt und in ein Gehäuse eingeschraubt werden kann, das beispielsweise in der Wand eines Druckgefäßes angeordnet ist. Das Ventil kann sich dann, wenn sich im Gefäß ein überdruck aufbaut, öffnen, Durch eine solche Entlastung läßt sich natürlich eine Explosion des Gefäßes verhindern.

Es sind bereits Überdruckventile bekannt, bei welchen eine elastische Dichtungsscheibe gegen einen Ventilsitz durch eine Feder gedrückt wird, die durch einen Gewindekörper unter Druckbelastung gehalten wird, welcher in ein Gewinde in dem Bauelement im Gehäuse oberhalb des Sitzes eingeschraubt

509838/0277

ist. Der Gewindekörper wird auf eine Tiefe eingestellt, bei welcher der gewünschte Druck gegen die Dichtungsscheibe durch die Feder ausgeübt wird»

Es wurden bereits verschiedene Versuche durchge führt,-ein solches Überdruckventil in ein Gehäuse ähnlich der Art und Weise einzubauen, in welcher ein Einsatz im Gehäuse oder Körper eines Kraftfahrzeugreifenventils sitzt» Im allgemeinen muß zugegeben werden, daß ein solcher Ventileinsatz, wenn er genau hergestellt werden kann, insofern wünschenswert ist, als solche Einsätze gewöhnlich billig hergestellt und leicht zur Reinigung, Instandsetzung und zum Auswechseln ausgebaut werden können.

Bei solche» Oberdruck bekannter Art haben sich mehrere Nachteile deutlich herausgestellt. Der schwerwiegenste Nachteil bei den bekannten Bauformen besteht darin, daß das Einsetzen des Ventils durch Abwärtsschrauben des Gewindekörpers im Gehäuse eine Drehung der Druckfeder verursacht, die ihrerseits eine Drehung der Dichtungsscheibe gegen den Ventilsitz zur Folge hat. Durch diese relative Drehung ergibt sich eine Verwindung der Dichtungsscheibe und eine Verlagerung derselben mit Bezug auf den Sitz in der Weise, daß die Gefahr besteht, daß die Dichtungsscheibe durch den Fluiddruck nach aussen verdrängt wird» Ausserdem hat die Verwindung zu großen Unterschieden und Abweichungen im öffnungsdruck des Ventils geführt, so daß das Ventil eine Entlastung des Gehäuses bei anderen Drücken als gewünscht ermöglichte» Mit anderen Worten, das öffnen des Ventils war vom einen Ventil zum nächsten oder aus diesem Grunde bei aufeinanderfolgenden Öffnungsvorgängen des gleichen Ventils nicht gleichmässig wiederholbar.

Ei">findungsgemäß sind der Ventileinstellbolzen und -kopf, das Federelement und die Dichtungsscheibe miteinander verbunden

509838/0277

und können in einergewählten Stellung ohne Drehung gehalten werden, während der Gewindekörper des Ventils abwärts geschraubt werden kann, um den Kopf in seiner Stellung zu halten. Die öffnungsdrücke des erfindungsgemäßen Ventils können daher viel genauer vorgesehen werden und die Wiederholbarkeit des Öffnungsvorgangs ist gleichmässiger.

Ein erfindungsgemäßes Überdruckventil für ein Druckgefäß besitzt daher ein rohrförmiges Ventilgehäuse, das in einer öffnung des letzteren angeordnet ist, welches Gehäuse einen mit einem Innengewinde versehenen oberen Teil und einen nach oben gerichteten Ventilsitz unter diesem aufweist, und ein Oberdruckventileinsatz im Gehäuse angeordnet ist, der einen mit einem Aus sengewinde versehenen zylindrischen Körpeiaufweist, welches mit dem Innengewinde des Gehäuses in Eingriff steht, welcher Körper eine axiale Ausnehmung aufweist, die sich quer über sein oberes Ende erstreckt, die Brücke eine Bohrung auf der Achse des Körpers mit einer abgeschrägten Einführung am unteren Ende der Bohrung aufweist, ein nach unten gerichteter Preßnapf am unteren Ende des Kerns angeordnet ist und eine radiale Wand sowie eine mit dieser verbundene nach unten gerichtete Seitenwand besitzt, in welchem Napf eine Dichtungsscheibe angeordnet ist, die zur Auflage auf den nach oben gerichteten Ventilsitz gebracht werden kann, um das Ventil zu schliessen, ein Schaft mit einem kurzen Abschnitt oberhalb des Napfes vorgesehen ist und sich axial durch die Mitte der radialen Wand des Napfes erstreckt und mit enger Passung von der Dichtungsscheibe umgeben ist, ein Bolzen sich frei nach oben durch die Bohrung in der Brücke erstreckt und mit einer nach aussen schrägen Schulter und einem erweiterten Kopf unterhalb der Brücke ausgebildet ist, welche Schulter gegen die abgeschrägte Einführung der. Brücke anliegt, und eine Schraubendruckfeder am Kopf an

509838/0277

ihrem oberen Ende befestigt und um den kurzen Abschnitt des Schaftes an ihrem unteren Ende herumgewickelt ist, derart, daß, wenn der Körper in das Gehäuse eingeschraubt wird, der Körper ohne Drehung der Dichtungsscheibe gedreht werden kann.

Weitere Merkmale und Ziele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, die alle beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung darstellen und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht im Schnitt eines Druckgefäßes mit einem Ventilgehäuse, das einen erfindungsgemäßen Überdruckventileinsatz enthält;

Fig, 2 in vergrössertem Maßstab und teilweise im Schnitt eine Ausführungsform des Überdruckventileinsatzes;

Fig.2a eine Profilansicht im Aufriß des oberen Teils, der in Fig. 2 im Schnitt dargestellt ist, und

Fig. 3 in stark vergrössertem Maßstab eine Teilansicht im Schnitt des unteren Endes des Einsatzes von Fig. 2,

Die in Fig. 1 gegebene Teilansicht zeigt den oberen Teil eines Druckgefäßes, das allgemein mit 10 bezeichnet und von der Art ist, wie sie beispielsweise für flüssiges Erdgas verwendet wird. Das Gefäß weist einen Metallbehälter mit einer Mittelöffnung IH auf, in welche ein Anschlußstück 16 eingelötet oder in anderer Weise befestigt ist, das den herkömmlichen Füllventileinsatz 18 (nur teilweise gezeigt) enthält, der dem in einem Reifenventil verwendeten ähnlich ist. Ein solches Anschlußstück kann an einen Schweißbrenner, einen Ofen oder an einer Leuchte angeschlossen werden, wie

509838/0277

an sich bekannt ist. In dem Gefäß 12 ist eine zweite öffnung 20 vorgesehen, die von der Achse des letzteren versetzt ist. In diese öffnung ist an Ventxlexnsatzgehäuse 22 eingelötet oder in anderer Weise befestigt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist das Gehäuse eine Mittelbohrung auf, die mit einem Innengewinde 24 und einem darunter befindlichen, nach oben gerichteten Ventilsitz 26 versehen ist. Die Aufgabe des Gehäuses 22 ist, den Überdruckyentileinsatz so zu halten, daß, wenn sich ein Druck innerhalb des Gefäßes 12 aufbaut, eine selbsttätige Entspannung dieses Druckes oberhalb einer bestimmten Höhe durch das Oberdruckventil herbeigeführt wird, um dadurch die Explosion des Gefäßes zu verhindern.

Ein erfindungsgemäßer Überdruckventileinsatz ist in Fig» gezeigt und allgemein mit 30 bezeichnet. Wie dargestellt, besitzt der Einsatz einen zylindrischen Gewindekörper 32, der dem eines Rexfenventxlexnsatzes ähnlich ist und mit einer axialen Ausnehmung 34 ausgebildet ist, die sich von seinem unteren Ende nach oben erstreckt. Die Aasnehmung ist, wie gezeigt, innen so gestuft, daß eine ringförmige Schulter 36erhalten wird₅ und ermöglicht den Durchtritt von Fluid wie der entsprechende Teil in einem Reifenventileinsatz. Quer zum oberen Ende des Körpers 32 ist eine Brücke mit einer Bohrung 38 vorgesehen, welch letztere axial zum Körper angeordnet ist.

Durch die Bohrung 38 erstreckt sich ein Bolzen 42 nach oben, der bei 4 2 ausgeflacht ist. Unterhalb der Bohrung ist der Bolzen mit einem erweiterten Kopf 44 geformt. Der Kopf ist mit einer nach aussen schrägen, ringförmigen und reibungsarmen Schulter 46 ausgebildet, die gegen eine ähnlich geneigte abgeschrägte Einführung 48 an der Unterseite der Bohrung 38 anliegt. Der untere Teil "des Kopfes

509838/0277

weist einen Hals 50 auf, dessen Durchmesser mit der Annäherung an den Körper am oberen Ende etwas abnimmt. Der Kopf endet mit einer nach unten gerichteten Spitze.

Die Dichtung (Fig. 3) wird durch einen Napf 5 2 und eine Dichtungsscheibe 5¹+ gebildet. Wie gezeigt, ist der Napf 52 mit einer Mittelöffnung versehen, von der aus sich eine ringförmige Buchse 56 nach oben erstreckt. Ein Schaft 58 dient dazu, die Teile zusammenzuhalten. An seinem oberen Ende ist er mit einem Kopf versehen und hat passenden Sitz in der Buchse 56, um die Teile in ihrer Stellung zueinander zu halten, Die Dichtungsscheibe 5M- liegt nit enger Passung und dichtend am Schaft 58.an» Auf dem Schaft 5 8 ist unterhalb der Dichtungsscheibe 54· eine trichterförmige Ventilführung und Dichtungsscheibenanschlag 60 vorgesehen und der Schaft 58 ist bei 6 2 erweitert.

Eine axiale Druckfeder 6¹I ist an ihrem oberen Ende um den Hals 50 am unteren Ende des Kopfis herumgex^ickelt und dadurch an diesem befestigt. Der untere Teil der gestuften Ausnehmung 34 dient zur Aufnahme des vergrösserten Durchmessers der Anordnung am unteren Ende des Schaftes 58 um die ringförmige Buchse 56 herum.

Beim Einbau und Einstellen des Ventileinsatzes wird dessen unteres Ende von Güssen in das obere Ende des Gehäuses 22 im Gefäß 12 eingesetzt, bis es sich soweit nach unten erstreckt, daß die Gewindegänge am Körper 32 mit den Gewindegängen 24 in Eingriff stehen. Nun wird am oberen Ende ein Drückwerkzeug (nicht gezeigt) einer Einbauvorrichtung mit einstellbarer Drückkraft angesetzt. Dieses Werkzeug drückt mit einem bekannten Druck nach unten, wodurch die Dichtungsscheibe 54 in Auflage auf dem Sitz 26 gepreßt und die Feder 64 so weit zusammengedrückt wird, als es notwendig

509838/0277

ist, um den richtigen öffnungsdruck der Dichtungsscheibe 5M- herbeizuführen. Gewöhnlich liegt der öffnungsdruck im Bereich von 25,20 bis 33,60 kp/cm² (360 - 480 psi). Nachdem der Bolzen in der angegebenen Weise niedergedrückt worden ist, werden das Druckstück und der Bolzen UO von einem Ringschlüssel umgeben, der an der Brücke 37 angreift, und der Schlüssel wird nach unten gedreht, bis der Körper 32 so weit abwärts geschraubt ist, daß die Flächen 48 und 46 aneinander anliegen. Dies kann von der Bedienungsperson leicht festgestellt werden.

Die Wiederholbarkeit der öffnungsdruckeiiistellung der erfindungsgeiudßen Überdruckventileinsätze ist ausserordentlich gut, was sehr weitgehend dem Umstand zuzuschreiben ist, daß während der Einstellung des erfindungsgemäßen Ventils keine Drehung der Dichtungsscheibe mit Bezug auf den Sitz 26 stattfindet. Dies bedeutet, daß die Dichtungsscheibe54 keine Verwendung gegen den Sitz während des Einbauvorgangs erfährt, so daß der Druck auf die Dichtungsscheibe 54, bei welchem das öffnen geschieht, sehr genau bekannt ist.

Ansprüche:

509838/0277

Claims

Ansprüche

#)Oberdruckventil für ein Druckgefäß mit einem rohrför-— migen Ventilgehäuse, das in einer Öffnung des letzteren angeordnet ist und das einen oberen Teil mit einem Innengewinde und unterhalb desselben einen nach oben gerichteten Ventilsitz aufweist, und mit einem Überdruckventileinsatz im Gehäuse, der einen mit einem Aussengewinde versehenen zylindrischen Körper in Eingriff mit dem Innengewinde desGehäuses besitzt, welcher Körper mit einer axialen Ausnehmung ausgebildet ist, die sich von seinem unteren Ende nach oben erstreckt, und mit einer Brücke, die sich quer zum oberen Ende desselben erstreckt und eine Bohrung um die Achse des Körpers aufweist, ein nach unten gerichteter Preßnapf am unteren Ende des Einsatzes angeordnet ist und eine radiale Wand sowie eine mit dieser verbundene nach unten gerichtete Wand besitzt, in welchem Napf eine Dichtungsscheibe angeordnet ist, die gegen den nach oben gerichteten Ventilsitz zur Auflage gebracht werden kann, um das Ventil zu schliessen, am Kopf eine Schraubendruckfeder an ihrem oberen Ende befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine abgeschrägte Einführung (48) an der Unterseite der Bohrung ausgebildet ist, ein Schaft (58) sich mit einem kurzen Abschnitt oberhalb des Napfes C52) befindet und sich axial durch die Mitte der radialen Wand des Napfes C5 2) erstreckt und mit enger Passung von der Dichtungsscheibe (54) umgeben ist, das untere Ende der Feder (6t) um den kurzen Abschnitt des Schaftes (5 8)

509838/0277

herumgewickelt ist, und sich ein Bolzen (40) frei nach oben durch die Bohrung (38) in der Brücke erstreckt und eine nach aussen geneigte Schulter sowie einen erweiterten Kopf unterhalb der Brücke aufweist, gegen welche Schulter (46) die abgeschrägte Einführung (48) der Brücke anliegt.
2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (44) einen Hals (50) aufweist, der sich verjüngt, wobei sein Durchmesser zu seinem oberen Ende hin abnimmt und das obere Ende der Feder (64) um den sich verjüngenden Hals (50) herumgewickelt ist, um es an dem Kopf (44) zu befestigen.

3» Oberdruckventileinsatz zum Einschrauben in ein Ventilgehäuse, dessen oberer Teil mit einem Innengewinde versehen ist unter welchem ein nach oben gerichteter Ventilsitz angeordnet ist, welcher Einsatz einen zylindrischen Körper mit einem Aussengewinde aufweist, der mit einer axialen Ausnehmung, die sich von seinem unteren Ende aus nach oben erstreckt, und einer Brücke ausgebildet ist, die sich quer zu seinem oberen Ende erstreckt, welche Brücke mit einer Bohrung um die Achse des Körpers herum versehen ist, am unteren Ende des Einsatzes ein nach unten gerichteter Preßnapf angeordnet ist, in welchem sich eine Dichtungsscheibe befindete die auf dem nach oben gerichteten Ventilsitz zur Auflage gebracht werden kann, um das Ventil zu schließen, eine Schraubendruckfeder an ihrem oberen Ende an dem Kopf befestigt und um den kurzen Abschnitt des Schaftes an ihrem "unteren Ende

509838/0277

herumgewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Bohrung eine abgeschrägte Einführung (48) geformt ist, ein Schaft (58) einen kurzen Abschnitt oberhalb des Napfes (5 2) aufweist und sich axial durch die Mitte der radialen Wand des Napfes (5 2) erstreckt und mit enger Passung von der Dichtungsscheibe (54) umgeben ist, das untere Ende der Feder (64) um das kurze Ende des Schaftes (58) herumgewickelt ist, und sich ein Bolzen (40) frei nach oben durch die Bohrung (38) in der Brücke erstreckt und eine nach aussen geneigte Schulter sowie einen erweiterten Kopf unterhalb der Brücke aufweist, welche Schulter (46) eine glatte Fläche aufweist und gegen die abgeschrägte Einführung (48) der Brücke anliegt.

Der Patentanwali

509838/0277