DE2936612A1

DE2936612A1 - Sicherheitsventil

Info

Publication number: DE2936612A1
Application number: DE19792936612
Authority: DE
Inventors: Josef 6200 Wiesbaden Nemetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-09-11
Filing date: 1979-09-11
Publication date: 1981-03-19
Also published as: DE2945718A1

Description

62oo Wiesbaden We/Sv - lob

-Sicherheitsventil

(Zusatz zu Patent Nr

Aktenzeichen P 26 2^r, 233.3)

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil mit -jiner bis zum Erreichen des Ansprechdruckes drucKaohanpig wirtcender Dichtung, wobei die AnpreLicraft des Dichtelementes an den VentilKegel bzw. an den Sitz bis zum Ansprechdruck maßgeblich aus dem jeweiligen anstehenden Betriebsdruck resultiert nach Patent Nr (Aktenzeichen P αβ 2? 233.3) .

Bei dem Sicherheitsventil nach dem Hauptpatent, das sich sehr gut bewährt hat, ist aie eintauchtiefe des Kegels in den Sitz relativ groß. Dies bedeutet, daß beim Offnen des Ventils der frei werdende Querschnitt über einen längeren Weg nur durch den Ringspalt zwischen Sitz und Kegel gebildet wird, bis der Kegel im weiteren Verlauf des Hubes außerhalb des Sitzbereiches gelangt. Da einerseits die fur den Hub erforderliche Auftriebskraft nicht unbegrenzt zur Verfugung steht, andererseits aber auch ein zu hoher Hub den Schließpunkt zu weit herabsetzt, wird dadurch die Ausflußzifier ungünstig beeinflußt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Sicherheitsventil nach dem Hauptpatent derart zu gestalten, daß bei gleichem Hub eine günstigere Ausflußziffer erreicht wira ohne, daß das Prinzip der bis zum Erreichen des Ansprechdruckes druckabhängig wirkender Dichtung verlassen wira.

nur die Lösung dieser Aufpabe ist eine sehr geringe Eintauchtiefe des Kegels in den Ventilsitz erforderlich, wobei bei optimaler Gestaltung die Eintauchtiefe gleich null ist. Lies wird zunächst günstig dadurch erreicht, in dem ein am Sitz

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nach innen gerichteter Lippendichtring befestigt wird, welcher nur eine sehr kurze, zum '/ent ilKegel korrespondierende Konische Lippe aufweist. Durch die Befestigung des Lippendichtringes am äußeren Rand des Sitzes, sei es durch Schweißung oder Verschraubung, ist bei einer sehr kurzen Lippenlänge eine relativ hohe Elastizität gegeben. In einer weiteren Ausfuhrung sitzt der Kegel in Schließstellung plan auf einer Membranlippe auf, wobei sich der Kegel an seinem äußeren Rand im nicht nachgiebigen Bereich des Sitzes abstutzt.

Weiterhin ist es auch möglich, den Kegel mit einer federnden Lippe auszubilden und diesen mit der Lippe in Schließstellung plan auf den Sitz aufliegen zu lassen.

Alle diese Ausführungen sind nicht auf einen bestimmten Werkstoff beschränkt. Sie können sowohl aus metallischen, wie auch nichtmetallischen Werkstoffen, z.B. Kunststoff, bestehen, wobei sich dies insbesondere auf den Lippendichtring bezieht.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung, in den Figuren und in den Ansprüchen bzw. Unteranspruchen dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind und nicht nur auf die dargestellten Ausfuhrungsbeispiele beschränkt sind.

In den figuren 1 bis 4 ist die Erfindung an Ausfuhrungsformen dargestellt, ohne auf diese Ausfuhrungsformen beschränkt zu sein.

Fig. 1 zeigt ein federbelastetes Sicherheitsventil mit einem am Sitz angeschweißten Lippendichtring

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem gleichartigen Sicherheitsventil mit Lippendichtring bzw. konischer Lippe

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem Sicherheitsventil mit Membranlippe

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Sicherheitsventil mit weiterer Membranlippengest altung

Die Figur 1 zeigt ein Sicherheitsventil im Schnitt. Das Gehäuse ist mit Ventilsitz 2 versehen, der abgedichtet über Dichtung 3 als Wechselteil im'Gehäuse 1 eingesetzt und auf übliche Art, hier nicht weiter dargestellt, axial verankert ist. An der dem

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Ventilkegel 5 zugewandten Seite ist am äußeren Hand des Ventilsitzes 2 ein Lippendichtring 2a angeschweißt. Durch den von der

Lippe des Lippendichtringes möglichst weit abgewandten Be-,ohne.daß eine nachteilige Ruckfederung beim Offpen des Ventils eintrit festigungspunlct ist erne relativ hone Elastizität gegebeTÜ~An der Innenseite ist der Ventilsitz 2 mit einer Freidrehung versehen, so daß in Verbindung mit dem Lippendichtring 2a ein Ringraum 2b gebildet wird. Diese Preidrehung im Ventilsitz 2 kann auch, wie in der rechten Seite des Schnittbildes zu sehen ist, derart gestaltet sein, daß eine Nase 2c zur zusätzlichen Abstützung des Lippendichtringes 2a dient. Die Druckstange 8 wirkt unmittelbar über Feder 9 und Federteller lo,loa in Schließstellung auf die Lippe des Lippendichtringes 2a. Der anstehende Betriebsdruck des Mediums wirkt hierbei über Ringraum 2b, der mit dem Innenraum des Sitzes 2 in Verbindung steht, auf den Lippenring 2a und druckt die Lippe des Lippendichtringes 2a gegen die Dichtfläche des Kegels 5· Dadurch ist neben der Federkraft oder der Gewichtsbelastung bis zum Ansprechpunkt auch eine radiale betriebsdruckabhängige Dichtkomponente gegeben, wobei das Kräftemoment und somit die Dichtwirkung im kleinsten Durchmesserbereich des Lippendichtringes 2a am größten ist. Federkraft oder Gewicht definieren auf diese Weise den Ansprechpunkt und die Dichtwirkung wird vorrangig über den Betriebsdruck des Mediums selbst und nicht nur von der axial auf den Ventilkegel 5 wirkende Kraft bestimmt. Um Hystereseerscheinungen zu vermeiden, ist der Winkel zwischen Ventilkegel 5 und Lippendichtring 2a im Dichtbereich entsprechend zu wählen. Auch kann es je nach Werkstoff zweckmäßig sein, den Winkel der Lippe des Lippendichtringes 2a geringfügig gröber zu wählen als den zur Anlage kommenden Winkel des Kegels 5· Aufgrund dieser Anordnung des Lippendichtringes 2 ist nur eine geringe Eintauchtiefe des Kegels 5 in den Sitz 2 gegeben, was die Ausflußziffer begünstigt.

In Figur 2 ist in der linken Hälfte des Schnittbildes der Lippendichtring 2a über Gewindering 2d mit dem Sitz 2 verbunden, wobei die Dichtung 2e zur Abdichtung zwischen Lippendichtring 2a und Sitz 2 dient.

In der rechten Hälfte des Schnittbilaes bestehen Sitz 2 und Dichtlippe aus einem Stuck, wobei eine entsprechende große Frei-

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drehung aur Lippenbildung vorgesehen ist. Die weitere Funktion der in Figur 2 dargestellten Ausführungen ist wie in Figur 1 beschrieben.

In Figur 3 ist der Sitz 2 an der dem Kegel 5 zugewandten Seite mit einer Membranlippe 4 versehen, die an der Außenseite des Sitzes 2 verschweißt ist. Es ist verständlich, daß diese Schweißnaht auch zur Dichtfläche der Membranlippe 4 abgesetzt vorgesehen werden kann. Selbstverständlich kann sie z.B. auch mittels Gwindering oder Haltering verschraubt bzw. befestigt wein. An der Innenseite des Sitzes 2 ist an der der Membranlippe 4 zugewandten Seite eine Aussparung fur Freiraum 6 vorgesehen. Der Ventilkegel 5 sitzt in Schließstellung, bedingt durch Gewichtsoder Federbelastung auf der Membranlippe M- auf, wobei sich der Kegel 5 an seinem äußeren Rand in einem Teil des nicht nachgiebigen Bereiches des Sitzes 2 abstutzt. Der anstehende Betriebsdruck des Mediums wirkt auch im Bereich des Freiraumes 6 und drückt somit die Membranlippe M- an die Dichtfläche des Kegels 5. Hierdurch entsteht zwar eine gegen den Kegel 5 axial wirkende Dichtkraft, da aber die Membranlippe M nur geringfügig nachgiebig ist und das Kräftemoment an der Innenseite 4a der Membranlippe 4 am größten ist und zum größer werdenden Durchmesser hin abnehmend verläuft, tritt an der Innenseite 4a der Membranlippe 4 die größte aus dem Betriebsdruck des Mediums resultierende Dichtkraft auf, die bis zum Ansprechpunkt anhält. Die weitere Wirkungsweise ist wie in Figur 1 beschrieben. Bei dieser und der nachfolgend beschriebenen Ausfuhrungen kann es sinnvoll seiSy^e nacrrwerkstoff eine gegen den Kegel 5 bzw. gegen den Sitz 2 gerichtete geringe Vorspannung zu geben.

In Figur 4 ist in der linken Hälfte des Schnittbildes ein z.B. fur Kunststoff sinnvolle Anordnung einer Membranlippe 2h dargestellt. Der Sitz 2 besteht in diesem Fall aus einem äußeren, Sitz 2f, vorzugsweise aus Metall der zur Abstützung dient, und einem inneren Sitz 2g, vorzugsweise Kunststoff z.B. Polytetrafluoräthylen, der mit der Membranlippe 2h versehen ist. Die Freidrehung 7 verläuft sinnvoll konisch, so daß sich die

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Membranlippe 2h nach dem freien Ende hin verjüngt. In Schließstellung wirkt der Ventilkegel 5 durch die Feder bzw. Gewichtsbelastung gegen die Membranlippe 2h und stützt sich auf dem äußeren Sitz 2f ab. Bei anstehendem Eetriebsdruck des Mediums tritt die gleiche Wirkungsweise wie in Figur 3 beschrieben auf.

In der rechten Hälfte des Schnittbildes ist der Ventilkegel 5 mit einer Membranlippe 5a versehen, die an der dem Sitz 2 zugekehrten Seite die Dichtfläche aufweist, welche in Schließstellung gegen die Dichtfläche des Sitzes 2 wirkt, wobei eine Abstützung durch den die Membranlippe 5a tragenden Steg 5c erfolgt. Da der Betriebsdruck des Mediums auch in der Freisparung 5h wirkt, tritt wiederum die gleiche Wirkungsweise, wie in Figur 3 beschrieben auf.

Da bei den Ausfuhrungen nach den Figuren 3 und 4- keine Eintauchtiefe des Ventilkegels 5 iⁿ dei Ventilsitz 2 gegeben ist, wird bei diesen Ausfuhrungen die Ausflußziffer sehr stark begünstigt. Andererseits ist allerdings bei den Ausführungen nach den Figuren 3 und 4 die betriebsdruckabhängige Dichtwirkung nur gering. Sie wird sich jedoch z.B."bei Erschütterungen günstig auswirken.

Sofern eine metallische Ausführung des Lippendichtringes 2a oder der Membranlippe H- vorliegt, ist es auch zur besseren Dichtwirkung möglich, diese zumindest im Dichtbereich und/oder die Gegendichtflache zu beschichten oder zu plattieren, wobei ein metallischer oder auch nichtmetallischer Werkstoff vorgesehen werden kann.

Alle einzelnen hier beschriebenen Merkmale können auch gegenseitig kombiniert werden.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche :

1) Sicherheitsventil mit einer bis zum Erreichen des nnsprechdruckes druckabhängig wirKender Dichtung, wobei die Anpreßkraft des Dichtelementes an den Ventilkegel bzw. an den Sitz bis zum Ansprechdruck maßgeblich aus dem jeweiligen anstehenden Betriebsdruck resultiert nach Patent Kr. ... (Aktenzeichen P 26 27 233.3), dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (2) mit einem Lippendichtring (2a) oder Membranlippe (U-) versehen ist, dessen Lippe an der Innenseite des Ventilsitzes (2) in Schließstellung am Kegel (5) abdichtend anliegt und vom Hingraum (2b) oder Freiraum (6), der mit dem Innenraum des Ventilsitzes (2) in Verbindung steht, mit dem Druckmedium beaufschlagt wird.

2) Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippendichtring (2a) im Bereich der Lippe konisch und relativ kurz ausgeführt ist.

3) Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranlippe (4) zumindest im Dichtbereich plan ausgeführt ist.

4-) Sicherheitsventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungspunkt des Lippendichtringes (2a) bzw. der Membranlippe (4-) am Ventilsitz (2) relativ weit von der Lippe des Lippendichtringes (2a)vSe^/s Dichtbereiches der Membranlippe (4) abgewand liegt.

5) Sicherheitsventil nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippendichtring (2a) oder die Membranlippe (4) am BefestigungspunKt des Ventilsitzes (2) verschweißt ist.

6) Sicherheitsventil nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Lippendichtring (2a) oder die Membranlippe (4-) mittels Gewindering (2d) verschraubt oder praktisch mit gleicher Wirkung über einen Haltering befestigt ist.

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?) Sicherheitsventil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (2) mit einer Wase (2c) versehen ist.

8) Sicherheitsventil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (2) und die Lächtlippe aus einem Stuck bestehen.

9) Sicherheitsventil nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (2) aus einem äußeren, vorzugsweise metallischem Ventilsitz (2f) und einem inneren, vorzugsweise in Kunststoff ausgeführten Ventilsitz (2g) besteht, der mit einer Membranlippe (2h) versehen ist.

10) Sicherheitsventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel (5) mit einer Membranlippe (5a) versehen ist.

11) Sicherheitsventil nach Anspruch 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippendichtung (2a) oder die Membranlippe (4) aus einem metallischen 'Werkstoff besteht.

12) Sicherheitsventil nach Anspruch 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippendichtring (2a) oder die Membranlippe (4·) aus einem nichtmetallischen Werkstoff, insbesondere Kunststoff besteht.

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