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Ventil zur Belüftung eines geschlossenen Behälters
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Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Belüftung eines geschlossenen
Behälters, der eine unter Druck stehende Flüssigkeit enthält, mit einem ventilgehäuse,
das einen Belüftungsstutzen mit einer Belüftungsöffnung und einen mit der Belüftungsöffnung
zusammenwirkenden Schließteil aufweist.
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Geschlossene Behälter, für die derartige Ventile benötigt werden,
finden z.B. Anwendung als Kühlbehälter in stark erhitzten Wandungen von industriellen
Anlagen. Oft ist es hierbei von Bedeutung, daß die Druckflüssigkeit, meist Wasser,
im Fall einer Leckage des Behälters in keinem Fall in dessen Umgebung austritt.
Somit ist eine regelmäßig Überwachung der Behälter auf Dichtigkeit erforderlich.
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Für eine solche Überwachung werden der Flüssigkeitsdruck
abgeschaltet
und die Flüssigkeit aus dem Behälter abgelassen.
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Hierbei ist eine Belüftung des Behälters erforderlich, da sonst in
diesem ein Unterdruck entstehen bzw. die Flüssigkeit aufgrund des Unterdrucks nicht
richtig ablaufen würde. Es wird hierzu also für jeden Behälter ein BelUftungsventil
benötigt, das über eine Bel-Qftungsleitung mit dem oberen Bereich des Behälters
verbunden ist.
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Nachteilig war es bisher, daß ein derartiges BelUftungsventil nur
durch Handbetätigung geöffnet werden konnte.
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Insbesondere dann, wenn mehrere Behälter zusammengeschaltet sind,
ist das Belt ten zum Zweck der Dichtigkeitsprüfung oder zu anderen Zwecken, zu denen
das Ablassen der Flüssigkeit erforderlich ist, sehr umständlich und zeitaufwendig.
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Hiervon ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Belüftungsventil
zu schaffen, dessen Betätigung sowohl beim Entleeren des Behälters als auch bei
einem späteren Füllen desselben nicht mehr von Hand vorgenommen werden muß.
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Darüber hinaus soll das Ventil einfach herzustellen und zu montieren
sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird für ein Ventil mit einem Ventilgehäuse,
das einen Belüftungsstutzen mit einer Belüftungsöffnung und einen mit der Belüftungsöffnung
zusammenwirkenden Schiießteil aufweist, erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß
der Schließteil mit einer im Ventilgehäuse angeordneten beweglichen Membran verbunden
ist, daß die Membran über einen Anschlußstutzen mit dem F1Ussigkeitsdruck beaufschlagt
ist und daß die Membran mit dem Schließteil so verbunden ist, daß der Schließteil
die Belüftungsöffnung bei Unterschreiten eines vorgegebenen Flüssigkeitsdruc freigibt.
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Dieses Ventil wird in geeigneter Weise so mit dem Behälter verbunden,
daß der Belüftungsstutzen über eine BelUftungsleitung im oberen Behälterbereich
angeschlossen ist.
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Der Flüssigkeitsdruck wird über eine andere, mit dem Anschlußstutzen
verbundene Leitung zugeführt, die im unteren Bereich des Behälters oder auch an
einer zu dem Behälter führenden Zuführungsleitung angeschlossen sein kann. Solange
also ein Flüssigkeitsdruck von einem bestimmten Mindestwert ansteht, bleibt die
Belüftungsöffnung geschlossen. Wird z.B. die den Druck erzeugende Pumpe abgeschaltet,
so sinkt auch der Druck. Das Belüftungsventil kann dann die Belüftungsöffnung freigeben,
so daß die Flüssigkeit aus dem Behälter unbeeinflußt durch einen in diesem entstehenden
Unterdruck ablaufen kann.
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Wir-d der Behälter wieder gefüllt, so steigt der Druck, und über die
Membran und den Schließteil wird die Belüftungsöffnung wieder geschlossen, so daß
die Flüssigkeit aus dem Behalter nicht austreten kann.
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In Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung wird es in Einzelfällen
notwendig sein darauf zu achten, daß durch entsprechendes Anschließen der zu dem
Anschlußstutzen führenden Leitung sichergestellt ist, daß das Belüftungsvantil zum
richtigen Zeitpunkt, d.h. nicht zu früh oder zu spat, öffnet und schließt und sich
z.B. beim Wiederauffüllen des Behälters nicht Luftblasen bilden können.
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Nachfolgend werden einige vorteilhafte Ausgestaltungen des Ventils
näher beschrieben, von denen eine darin besteht, daß der Schließteil eine Druckplatte
und eine flexible Dichtungsscheibe aufweist und daß die Druckplatte, deren Durchmesser
größer ist als der Durchmesser der Belüftungsöffnung, die Dichtungsscheibe gegen
die Belüftungsöffnung drückt.
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Vorteilhaft ist es ferner, wenn der Belüftungastutzen einen diesen
im Bereich der Belüftungsöffnung umgebenden Ring von gegenüber dem Stutzen gröorrsm
Durchmesser aufweist und wenn die Dichtungascheibe in einem bestimmten Abstand vor
der Belüftungsöffnung an.dlesem Ring gehalten iot. Dieser Abstand wird in seiner
Größe entsprechend demjenigen Weg vorgegeben, den die Membran beim Überschreiten
eines bestimmten Druckwertes ausgelenkt wird. Dieser Ring kann im übrigen so angeordnet
sein, daß er den Belüftungsstutzen im Bereich der Belüftungsöffnung ein Stück überdeckt
und daß aus der Belüftungsöffnung austretende Luft oder ein anderes gasförmiges
Medium nach Umlenkung um 1800 an der Dichtungsscheibe
an dem dieser
gegenüberliegenden Ende des Ringes austritt.
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Dies ist von Vorteil, wenn es sich d ein sehr heizzes gasförmiges
Medium, z.B. ein brennbares Gas, handelt, daß bei einer Leckage in den Behalter
eingedrungen ist.
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soll z.B. das Vorhandensein einer Undichtigkeit durch Abfackeln des
brennbaren Gases festgestellt werden, so ist es günstig, wenn sich das Gas erst
in einer bestimmten Entfernung von der Dichtungsscheibe entzünder und diese deshalb
nicht durch Temperatureinwirkungen gefährdet ist.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, daß der Rings und der Belüftungsstutzen
von dem Ventilgehäuse konstruktiv getrennt und gegenüber diesem durch die Flexibilität
der Dichtungsscheibe in geringem Maße beweglich sind. Hierdurch lassen sich Ungenauigkeiten
bei der Montage der Anschlußleitungen oder des Behälters ebenso in einfacher Weise
ausg##ichen wie z.B. Einflüsse von Temperaturschwankungen, Erschütterungen oder
der gleichen, die ebenfalls zu Lageveränderungen führen. Diese Ausgleichmöglichkeiten
wiederum gewährleisten, daß die Membran und/oder die Dichtungsscheibe durch äußere
Einwirkungen nicht unkontrolliert beeinflußt werden können.
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Eine konstruktiv einfache Ausführungsform des Ventils besteht darin,
daß die mit dem Flüssigkeitsdruck beaufschlagt Membran itt ihr einen Seite an einer
inneren Ringschulter des Ventilgehäuses anliegt und an ihrer
anderen
Zeite durch einen in das Ventilgehäuse eingesetzten Ringeinsatz gehalten ist. Letzterer
kann von der d-t Anschlußstutzen gegenüberliegenden Seits des Ventilgehäusee her
eingeschraubt werden. Un auf dies Weise die Membran nicht nur einzuspannen, sondern
gleichzeitig auch eine gute Abdichtung zu erreichen, können die Ringschulter und
der Ringeinsatz korrespondierende Vorsprungs und Vortiefungen aufweisen, zwischen
denen die Membran so gehalten ist, daß sie in ihrem Verlauf mehrfach gepreßt und
umgelenkt wird, so daß sie gut dichtend eingespannt ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeechlagen, daß die
Membran an ihrer dem Flüssigkeitsdruck abgewandten Seite an einer Führungsplatte
anliegt, deren Aussendurchmesser nur wenig kleiner ist als der Innendurchmesser
des Ringeinsatzes. Letzterer wird hierbei itt geringem Spiel in radialer Riahtung
geführt, und zwar sowohl in der Ruhelage als auch bei einer Verstellung des Schließteils
in axialer Richtung durch die Membran.
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Der schließteil kann an seinem der Druckplatte gegenüberliegenden
Ende einen Zapfen aufweisen, der die Führungsplatte trägt, wobei die Membran gegenüber
dem Schließteil und der Führungsplatte durch eine von der Druckseite her eingefühgte
Verschraubung gehalten ist. Hierdurch ergibt sich eine weitere Vereinfachung von
Herstellung und Montage.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer
Zeichnung naher beschrieben, die einen Schnitt durch ein Ventil zeigt.
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Ein Anschlußstutsen io ist über eine hier nicht dargestellte Leitung
mit einem mit Druckwasser beaufschlagten Behälter oder auch mit einer Zuführungsleitung
zu diesem Behälter verbunden. Eine Erweiterung des Anschlußstutzens 10 In bildet
das Ventilgehäuse 11./dieses ist von der dem Anschlußstutzen 10 gegenüberliegenden
Seite her ein Ringeinsatz 12 eingeschraubt. Zwischen diesem und einer inneren Ringschulter
11a des Ventilgehäuses 11 ist eine flexible Membran 13 aus elastischem Material,
z.B. Gummi, eingespannt. Sowohl an der Ringschulter 11a als auch an der dieser angewandten
Stirnfläche des Ringeinsatzes 12 sind durch korrespondierende Vorsprünge und Vertiefungen
gebildete Klemmflächen vorgesehen, die nicht nur die Membran 13 festhalten, sondern
gleichzeitig auch eine gute Dichtung an dieser Stelle bewirken.
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Die Membran 13 ist an ihrer dei Anschlußstutzen lo zugewandten Seite
über eine elastische Unterlegscheibe 14 und eine Schraube 15 gehalten. Letztere
ist in einem Zapfen 16a eines Schließteils 16 eingeschraubt. Auf den Zapfen 16a
ist eine Führungsplatte 17 aufgesetat, an der die Membran 13
anliegt
und die im übrigen den Zweck hat, den Schließteil 16 innerhalb des Ringeinsatzes
12 in radialer Richtung zu führen. Deshalb ist zwischen dem äußeren Umfang der Führungsplatte
17 und der Innenwandung des Ringeinsatzes 12 ein entsprechendes Spiel vorhanden.
Die Führungs -platte 17 ist ei Schiießteil 16 mittels einer Gegenplatte 16b desselben
abgestützt.
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Am gegenüberliegenden Ende des Schließteils 16 befindet sich eine
Druckplatte 16c mit einem nietatigen Zapfen 16d, auf den eins elastische Dichtungsscheibe
18 aufgesetzt ist.
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Letztere ist an der einen Stirnseite eines Ringes19 z.B. mittels Klebung
gehalten. Der Ring 19 hat einen größeren Durchmesser als ein Belüftungsstutzen 20,
mit dem er z.B.
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über radiale Arme 21 oder durch andere geeignete Mittel verbunden
sein kann. Das Ende des Belüftungsstutzens 20 bildet die durch die Dichtungsscheibe
18 verschließbare Belüftungsöffnung 20a. Der Belüftungsstutzen 20 ist mit einer
hier nicht dargestellten Leitung an ion oberen Bereich des mit Druckflüssigkeit
gefüllten Behälters angeschlossen.
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über den Belüftungsstutzen 20 abgeleitete Luft oder auch ein anderes
gasförmige Medium werden bei geäffneten Ventil an der Dichtungsscheibe 18 und 180°
umgelenkt. Der Austritt in die freie UMgebung erfolgt an der gegenüberliegenden
Stirnseite des Ringes 19, der den Belüftungsstutzen 20 in diesem Bereich ein Stück
überdeckt. Der zwischen den Armen 21 liegende Raum bildet die Austrittsöffnungen.
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Das Ventil ist hier in seiner Öffnungsstellung gezeigt, in der der
Flüssigkeitsdruck im Behälter z.B. durch Abschalten der Pumpe unter den vorgegebenen
wert gesunken ist.
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Die Elastizität der Membran 13 und der Dichtungsscheibe 18 ist o ausgelegt,
daß die Dichtungsscheibe 18 die in der Zeichnung dargestellte Stellung einnehmen,
d.h. die Belüftungsöffnung 20a freigeben wird. Eine Belüftung des angeschlossenen
Behälters ist möglich. Sollte es sich um einen Behälter handeln, der in unmittelbarer
Umgebung eines brennbaren Gases von hoher r Temperatur angeordnet ist und sollte
eine Leckage vorhanden sein, so wird du brennbare Gas aufgrund eines gegenüber dem
Inneren des Behälters herrschenden Überdrucks durch die Leckage hindurch in den
Behälter eintreten und entsprechend aus der Belüftungsöffnung 2oa der austreten.
In diese Fall läßt sich das Vorhandensein einer Leckage durch Abfackeln a Austritt
des Ringes 19 nachweisen.
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Wird wieder Druck auf den Flüssigkeitsbehälter gegeben, so steigt
der über den Anschlußstutzen 10 an die Membran 13 herangeführte Druck entsprechend
an. Die Membran 13 und damit der Schließteil 16 einschließlich der Dichtungsscheibe
18 werden in Richtung auf die Belüftungsöffnung 29 bewegt, die jetzt verschlossen
wird.