-
"Überdruckventil eines Dampfdruckkochtopfes"
-
Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil für einen bzw.
-
an einem Dampfdruckkochtopf und zwar ein Ventil, bei dem ein in einen
Durchbruch in der Topfhülle (Gefäß oder Deckel) eingesetztes Ventilgehäuse einen
gegen Elastizitätskräfte bewegbaren starren Ventilkörper aufnimmt.
-
Dampfdruckkochtöpfe haben in der Regel außer einem sogenannten Kochventil,
das den Kochdruck und damit die Kochtemperatur vorgibt, als Gefahrensicherung wenigstens
ein Überdruckventil, dessen Ansprechdruck oberhalb des Kochdruckes liegt und das
die Aufgabe hat, das Bersten eines Kochtopfes durch vorheriges Öffnen zu verhindern.
Dabei ist es üblich, daß ein bewegbarer Ventilkörper durch den zunehmenden Innendruck
gegen elastische Gegenkräfte bewegt wird, bis der Bewegungsweg abhängig von Druck
und Elastizitätskraft eine Stelle erreicht, bei der der Entlastungsweg ins Freie
freigegeben wird.
-
Ein solches Überdruckventil kann eine Ventilfeder aus Federstahl (oder
damit vergleichbarem Werkstoff) aufweisen, die einen starren Ventilkörper gegen
den Dichtsitz in einem starren Ventilaehäuse drückt. Ventilgehäuse und -körper sind
aus Metall, machen also hinsichtlich der Werkstoffwahl wenig Schwierigkeiten, erfordern
jedoch einen beachtlichen Aufwand für die Fertigung und den Zusammenbau.
-
Ferner ist ein Überdruckventil bekannt (DE-PS 12 47 581), das einen
starren Ventilkörper aufweist in einem gummielastischen Gehäuse, das zugleich die
elastische Gegenkraft liefert. Dies hat mehrere Nachteile: Die Gummimischung für
den Ventilkörper stellt einen Kompromiß dar, denn sie muß einerseits nach dem Federungsverhalten
und andererseits nach der Haltekraft der Befestigung des Ventilkörpers am Topf bemessen
werden. Damit einher geht der weitere Nachteil, daß die Gummimischung und auch die
geometrischen Abmessungen eben wegen des Ansprechpunktes in engen Grenzen eingehalten
werden müssen; das gleiche gilt für den Fertigungsablauf beim Herstellen des Gummikörpers.
Der Zusammenbau eines solchen Ventils und.sein Einbau in den Topf, vorzugsweise
in dessen Deckel ist leicht auszuführen; darin liegt ein Vorteil.
-
Ziel der Erfindung ist das Vermeiden der vorgenannten Nachteile. Ein
Überdruckventil für einen Dampfdruckkochtopf, bei dem ein in einen Durchbruch in
der Topfhülle (Gefäß oder Deckel) eingesetztes Ventilgehäuse einen gegen Elastizitätskräfte
bewegbaren starren Ventilkörper aufnimmt, wird in Anwendung der Erfindung so gestaltet,
daß der Ventilkörper gegen die-Kraft einer Feder aus Stahl oder aus einem damit
wenigstens hinsichtlich seiner Elastizität vergleichbaren Werkstoff bewegbar ist
und daß das den Ventilkörper
und die Feder aufnehmende Gehäuse aus
gummielastischem Werkstoff besteht. Bei einem solchen Ventil kann das Gehäuse so
bemessen werden, daß sich der Zusammenbau des Ventils und sein Einbau leicht und
ohne Werkzeug ausführen läßt, während zugleich die Federeigenschaft durch eine Metallfeder
bestimmt wird. So kann eine Stahlfeder in sehr weiten Grenzen in ihren Federungseigenschaften
festgelegt werden, während die Federungseigenschaften des aus gummielastischem Werkstoff
bestehenden Gehäuses für die Funktion des Ventils unabhängig von denen der Feder
sind. Die Ausbildung des Gehäuses aus gummielastischem Werkstoff bietet aber neben
dem Vorteil des einfachen Zusammenbaus ohne Werkzeug (infolge der Nachgiebigkeit
des Werkstoffs) auch die Gewähr einer guten Dicht anlage des Ventilkörpers an seinem
aus gummielastischem Werkstoff bestehenden Ventilsitz.
-
Der Ventilkörper kann als Federteller für die Feder ausgebildet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Ventilkörper aus wenigstens
zwei Teilen bestehen, nämlich einem mit der Ventilöffnung oder dem Ventildurchgang
versehenen Federteller und einem Ventilstift, der in der Öffnung des Tellers bewegbar
ist, und zwar zwischen zwei Stellungen, nämlich einer Stellung, in der der Öffnung
ein Strömungsdurchgang belassen wird, und einer Stellung, in der der Stift durch
den Innendruck so gegen den Teller gedrückt wird, daß die Öffnung geschlossen ist
und Teller und Stift gemeinsam durch den Innendruck bewegt werden.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.
-
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt
durch ein im wesentliches rotationssymmetrisches reines Sicherheits- und Überdruckventil,
Fig. 2 eine gleichartige Darstellung als in den Ebenen II-II der Fig. 3 liegendem
Schnitt durch ein ebenfalls im wesentlichen rotationssymmetrisches Überdruckventil,
das zugleich als Lüftungsventil ausgebildet ist, und Fig. 3 einen Schnitt in der
Ebene III-III der Fig. 2.
-
In beiden hier dargestellten Ausführungsformen steht die Schnittebene
der Darstellung im Bereich des Ventils etwa rechtwinklig zum Deckel 10 und dementsprechend
steht die Achse 11 des im wesentlichen rotationssymmetrischen Ventils rechtwinklig
zur Deckelfläche. Das Ventil sitzt mit seinem Körper aus gummielastischem Werkstoff
(kurz: Gummigehäuse) 12 in einem Durchbruch 13 im Deckel. Dazu hat das Gummigehäuse
eine rundumlaufende Nut 14. Diese Befestigungsart ist an sich bekannt (siehe u.a.
DE-PS 12 47 581). Der Durchlaßkanal 15 des Gummigehäuses hat in seiner Wandung einen
Absatz oder eine Stufe, der bzw. die einen Ventilsitz 16 bildet, gegen den der Ventilkörper
17 durch eine Schraubenfeder 18 gedrückt wird. Auf eine nähere Beschreibung kann
hier verzichtet werden, da die Zeichnung insoweit eindeutig ist. Dies gilt vor allem
hinsichtlich des Ortes und der Form der Abstützung der Feder am Gummigehäuse und
der Öffnungs- bzw. Schließrichtung des Ventils und der Orientierung der Ventilsitzfläche.
Die Pfeile 19 und 20 geben die Strömungsrichtung bei offenem Ventil an. 21 ist der
Ausströmkanal.
-
Ersichtlich können die aus metallhartem Werkstoff bestehenden Teile
17 und 18 ohne großen Kraftaufwand, in der Regel also ohne Werkzeug, an ihren dargestellten
Platz gedrückt werden, weil der gummielastische Werkstoff ausweichen kann.
-
Wenn das Ventilgehäuse mit den metallischen Teilen (Ventilkörper 17
und Ventilfeder 18) bestückt ist, kann das Gehäuse, wiederum unter Ausnutzung seiner
Gumminachgiebigkeit, in die Deckelöffnung 13 eingesetzt werden.
-
Das Überdruck- und Entlüftungsventil nach Fig. 2 ist ebenfalls rotationssymmetrisch
und mit seinem hier mit 22 bezeichneten Gummigehäuse in gleicher Weise in einen
Topfdeckel 10 eingesetzt. Der "Ventilkörper" ist zweigeteilt, denn er besteht aus
einem als Federteller ausgebildeten Körper 23 und einem Ventilstift 24. Der Ventilstift
ist nach Form und Aufgabe vergleichbar dem Ventilkörper 52 der DE-PS 12 47 581.
Zum leichteren Verständnis sei auf jene Druckschrift verwiesen. Der Stift 24 ist
also gegenüber dem Ventilteller 23 bewegbar. Der zum Ventilkörper gehörende Teller
23 hat in seiner Mitte einen Durchbruch 25, durch den der Stift 24 hindurchgeht,
und zwar mit seinem mittleren Teil oder Schaftteil 26 unter Belassung eines Ringspaltes
zwischen dem Umfang des Schaftes und der Umrandung der Öffnung 24. Wie bei der Ausführung
nach Fig. 1 ruht der Teller 23 abdichtend auf einer Ventilsitzfläche 16. Die Ränder
des Tellers 23 sind wie die des Tellers 17 aufgebördelt, um das Federende zu führen.
Am anderen Ende ist die Feder 18 (in Fig. 1 ebenso wie in Fig. 2) in einer Ringnut
gehalten und so in ihrer Lage zur Achse 11 gesichert.
-
Auch hier sind Ausströmkanäle 21 oberhalb des Deckels vorgesehen.
Ihre
zweckmäßige Lage ergibt sich aus Fig. 3. Der Innenhohlraum des Gummi gehäuses 22
ist nach oben und außen in Richtung der Achse 11 in Form eines schmalen Kanals 27
verlängert, der die Ausweichbewegung des Stiftes 24 nach oben ermöglicht. Der Kopf
28 des Stiftes 24 ist an diesem Ende so verbreitert, daß er nicht in den Kanal 27
eintauchen kann; er hindert also den Stift 21 daran, aus dem Gehäuse 22 zu fallen.
-
Wie Fig. 3 zeigt, kann die Umfangswandung des Innenraums des Gehäuses
in der Höhe des Ventiltellers 23 so geformt sein, daß sie nicht auf allen Radien
gleich ist. Bei 29 nimmt sie den Kragen 32 des Ventiltellers 23 formschlüssig auf
und beläßt zwischen den Abschnitten 29 Ausbuchtungen 30, die den Dampfaustritt bei
Abheben des Tellers erleichtern, also den Austrittsquerschnitt vergrößern. Einer
Rastausnehmung 31 in der Umfangswandung des Deckeldurchbruchs 13 entspricht eine
Rippe in der Fassungsnut 14 des Gummigehäuses. Diese Zuordnung von Nut und Rippe
gewährleistet die gewollte Lage des Gummigehäuses im Deckel, die sich vornehmlich
nach der Ausrichtung der Auslaßöffnungen 21 richten wird.
-
Die Wirkungsweise des Entlüftungsventils ergibt sich aus dieser Darstellung
in Verbindung mit der DE-PS 12 47 581.
-
Mit der Dampfentwicklung im Topf infolge Wärme zufuhr entsteht eine
Strömung am unteren Teil des Ventilstiftes 24 vorbei durch die Öffnung 25. Am Übergang
zwischen der unteren kugelförmigen Verdickung des Ventilkörpers 24 zum Schaft 26
entsteht eine hohe Dampfgeschwindigkeit, während ein zunehmender Dampfdruck auf
die Unterfläche wirkt. Dem steht auf dem Ventilkopf der atmosphärische Druck entgegen.
Diese Druckverhältnisse bewirken bei ausreichender Dampfgeschwindigkeit eine Kraft
nach oben in Richtung der Achse 11, die
den Stift 24 nach oben beschleunigt
und zur dichtenden Anlage seines unteren Kugelendes am Rand der Öffnung 25 bringt.
Wenn dieser Punkt erreicht ist, ist bereits die Luft und damit der unerwünschte
Sauerstoff aus dem Topf ausgetrieben. Nunmehr ist das Ventil geschlossen und wird
noch bis zum durch die Feder eingestellten Überdruck geschlossen gehalten. Nach
diesem Ventilschluß bestimmt der innere Durchmesser des Ventilsitzes die vom Topfdruck
beaufschlagte Fläche. Wenn der durch die Federvorspannung und diese Fläche bestimmte
Ansprechdruck erreicht ist, hebt der Teller 23 mitsamt dem Stift 24 von der Ventilsitzfläche
16 ab und öffnet den Durchgang aus dem Topfinneren durch die Austrittskanäle 21
nach außen. Wenn der Überdruck abgebaut ist, schließt das Ventil selbsttätig. Es
kann obendrein, wie an sich bekannt, durch Druck von oben auf den Stift 24 geöffnet
und zum Abblasen gebracht werden. Der Federteller verhindert außerdem ein Herausschleudern
des Stiftes 24 aus dem Gummigehäuse.
-
Es liegt auf der Hand, daß bei dieser Ausführung die Ansprechkraft
ganz unabhängig vom Werkstoff des Gehäuses 22 ist.
-
Die Verwendung des Gummigehäuses bietet aber den Vorteil des leichten
Zusammenbaus des Ventils und seines Einbaus in den Deckel 10. Hinzu kommt die gute
Abdichtwirkung am Ventilsitz 16, weil hier ein weich elastischer Werkstoff in Berührung
mit einem harten und in der Regel glatten Werkstoff steht.