DE2950414C2 - Sicherheitsventil - Google Patents

Description

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V das durchströmende Medium geschützt ist Dieses Si- ehe die Federhaube mit dem Ventilgehäuse verbinden, ■·< cherheitsventil hat eine Reihe von Nachteilen. Durch noch nachzuziehen.

das zweigeteilte Ventilgehäuse werden Rohrleitungs- Bei einer weiteren Ausgestaltung ist dem Faltenbalg

; kräfte nicht sicher und wirkungsvoll aufgenommen. Die eine sich im wesentlichen über seine ganze Länge er-

F Porzellanauskleidung ist nicht unempfindlich gegen 5 streckende Führung zugeordnet, weiche die Falten ge-

;' Temperaturschocks. Die Ausbildung und Gestalt der gen radiale Auslenkungen abstützt Eine solche Führung

;:;: Ventilkammer läßt keine gleichmäßige Druckverteilung kann beispielsweise von einem entsprechenden Ab-

in der Ventilkammer zu. Außerdem gewährleistet die schnitt der sich durch den Faltenbalg erstreckenden

iC Anordnung dsr Federhaube auf dem Ventflkörper keine Ventilstange gebildet sein. Dadurch wird verhindert,

V exakte Führung der Ventilstange. io daß die Falten des Falttenbalgs radial zusammenge-,·'.; Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe drückt werden und bleibende Verformungen erhalten. fi zugrunde, das bekannte Sicherheitsventil der eingangs Nach einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen,

ο genannten Art so auszubilden, daß seine Funktionssi- daß der dem Schließorgan zugewandte Federteller mit

■,. cherheit und Zuverlässigkeit erhöht sind, wobei zugleich einer Kugelteilfläche frei einstellbar an einer entspres; eine wirtschaftliche und leistungsfähige Ventilausbil- 15 chenden Lagerfläche der am Schließorgan angreifenden

if dung verfolgt wird. Ventilstange abgestützt ist Auf diese Weise lassen sich

P, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, Federquerkräfte weitgehend vermeiden, so daß auch

)8 daß das Ventilgehäuse eine im wesentlichen kugelförmi- die Reibungskräfte zwischen der Ventilstange und ihrer

H ge Innenfläche aufweist und die PTFE-Auskleidung Führung»eitgehend vermieden sind, was der ordnungsf| formstabil und dickwandig ausgebildet ist, daß die Ven- 20 gemäßen Funktion des Sicheriseitsventils zugute

tilstange durch die metallische Auflage und Zentrierung kommt

der Federhaube auf den Ventilkörper exaxt geführt Die Ventilstange kann im Bereich der Durchführung wird und einen im wesentlichen ohne Radialspiel gela- durch einen Druckflansch starr geführt sein. In Yerbingerten axialen Führungszapfen aufweist und direkt an dung mit dem direkten Angriff der Ventilstange am einer dem Schließorgan zugeordneten Einsatzbuchse 25 Schließorgan bzw. der Einsatzbuchse wird somit ein beangreift und daß der Ventilsitz, welcher aus beliebigen, stimmter unveränderlicher Punkt vorgegeben, an dem geeigneten Werkstoffen hergestellt sein kann, von ei- die Schließkraft auf das Schließorgan aufgebracht wird, nem austauschbaren Bauteil gebildet ist, das mit einem Dieses trägt dazu bei, daß auch nach längerer Betriebs-Befestigungsflansch zwischen dem Ventilgehäuse und zeit noch ein dichter Abschluß zwischen dem Ventilsitz dem Eingangsstutzen bzw. deren Auskleidungen einge- 30 und dem an ihm anliegenden Schließorgan vorhanden spannt ist ist

Die kugelförmige oder sphärische Ausbildung der Zweckmäßigerweise weist das Schließorgan einen als Ventilkammer führt zu einer im wesentlichen gleichmä- austauschbares Einzelteil ausgebildeten, mit dem Venßigen Druckverteilung innerhalb der Ventilkammer tilsitz zusammenwirkenden Kegel auf, der über eine beim Abblasvorgang, so daß der Eigengegendruck des 35 Halterung mit dem ebenfalls als austauschbares Einzel-Sicherheitsventils gering gehalten wird. Die dickwandi- teil ausgebildeten Faltenbalg lösbar verbunden ist. So ge Ausbildung der Auskleidung aus Polytetrafluoräthy- können die genannten Teile bei Bedarf einfach ausgelen macht die Gefahr äußerst gering, daß Stoffe durch tauscht bzw. ersetzt werden, falls sich dieses als erfordie Auskleidung hindurch diffundieren. Außerdem wird derlich erweist

eine exakte Ausrichtung der Ventilbetätigungsstange 40 Ähnliche Vorteile ergeben sich, wenn der Eingangsmit dem Schließorgan erreicht, und infolge des metalli- stutzen lösbar mit dem Ventilgehäuse verbunden und sehen Kontaktes zwischen der Federhaube und dem mit einer gesonderten Auskleidung versehen ist Ein Ventilgehäuse nimmt die von der Ventilstange mit der Austausch des Ventilsitzes kann nicht nur %'orgenom-Feder, dem Faltenbalg und dem Schließorgan gebildete men werden, um Verschleißerscheinungen zu begegnen, Einrichtung eine unveränderliche Stellung gegenüber 45 ebenfalls kann auf einfache Weise ein Ventilsitz aus ander Ventilksmmer ein, wobei die Bewegung dieser Teile derem Werkstoff oder mit anderen Festigkeitseigenexakt geführt ist und der eingestellte Druck sowie der schäften eingebaut werden, um speziellen Anforderun-Hub des Schließorgans unverändert bleiben. gen zu genügen.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Auskleidung an Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol-

ihren rohrförmig nach außen geführten Enden in 50 gend anhand einer schematischen Zeichnung näher er-

schwalbenschwanzförmigen Verklammerungsnuten läutert Es zeigt

verankert isf, die in radialen Stirnflächen des Ventilge- F i g. 1 das Sicherheitsventil im Vertikalschnitt, im häuses bzw. der Anschlußflansche vorgesehen sind. obere.i Bereich jedoch in Vorderansicht,
Hierdurch wird die feste Verbindung der Auskleidung F i g. 2 in vergrößertem Maßstab das in F i g. 1 dargemit dem Ventilgehäuse bzw. den Stutzen verbessert und 55 stellte Ventilgehäuse mit dem Abblasestutzeir und der das durch die Flanschverspannungskräfte verursachte zugehörigen Auskleidung,

Fließen des Polytetrafiuoräthylens im Bereich der Fig.3 in weiter vergrößertem Maßstab einen Teil-Dichtflächen radial einwärts und/oder auswärts ge- ausschnitt aus F i g. 1 zur Veranschaulichung der Verhemmt spannung zwischen dem Ventilgehäuse und der FederBei dieser Ausbildung mit metallischem Kontakt zwi- 60 haube sowie der Einspannung und Abdichtung des gesehen der Federhaube und dem Ventilgehäuse ist vor- häuseseitigen Faltenbalgflansches,
teilhafterweise in eine Ringnut des Druckflansches ein F i g. 4 in vergrößertem Maßstab die gemäß F i g. 1 elastisch komprimierter O-Ring zur Erzielung des Ab- vorgesehenen Bauteile im Bereich der Übertragung der dichtungsdrucks zwischen dem gehäuseseitigen Flansch Federschließkraft auf ias Schließorgan,
des Faltenbalgs und feiner ihm zugeordneten Dichtungs- 6S F i g. 5 ebenfalls in gegenüber F i g. 1 vergrößertem fläche der Auskleidung eingelegt. Dabei wird die Dicht- Maßstab den dort vorgesehenen Eingangsstutzen mit heit sofort beim ersten Zusammenbau erreicht, und es seiner Auskleidung und dem Ventilsitz und
entfällt die Notwendigkeit, die Flanschschrauben, wel- Fig. 5a eine Alternativausführuni? für <ilip In Fi_o<

dargestellten Bauteile.

Der Aufbau des Sicherheitsventils ergibt sich aus der Darstellung in Fig. 1. Danach ist ein Ventilgehäuse 1 vorgesehen, das mit einer isostatisch eingepreßten dickwandigen Auskleidung 2 aus Polytetrafluoräthylen versehen ist, eine etwa kugelförmige Ventilkammer 3 umschließt, einen einstückig angeformten Ausblasestutzen 4 mit einem Anschlußflansch 5, einen einstückig angeformten Stutzen 6 mit einem Anschlußflansch 7 und eine Eingangsöffnung 8 mit einem Anschlußflansch 9 aufweist.

Die vorbeschriebenen Teile sind in F i g. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Daraus ist zu ersehen, daß der Ausblasestutzen 4 und mit ihm die dort vorhandene Auskleidung 2 unter einem Winkel α zum Anschlußflansch 5 hin divergiert. Die Anschlußflansche 5,7 und 9 sind mit nach außen weisenden radialen Stirnflächen versehen, in denen jeweils eine schwalbenschwanzförmige Verklammerungsnut 10, 11, 12 ausgebildet ist, in die das Polytetrafluorethylen der Auskleidung 2 im Bereich ihrer rohrförmig nach außen geführten Enden eingepreßt ist. An die Anschlußflansche 7 und 9 ist jeweils ein Zentrierfortsatz 13 bzw. 14 angeformt.

Mit dem der Eingangsöffnung 8 zugeordneten Anschlußflansch 9 ist ein Eingangsstutzen 15 mit einer im wesentlichen rohrförmigen Auskleidung 16 aus Polytetrafluoräthylen durch Schraubbolzen 17 fest verspannt. Dabei ist der Befestigungsflansch 18 eines als einzelne Bauteil ausgebildeten Ventilsitzes 19 zwischen Radialflächen der Auskleidungen 2 und 16 abdichtend eingespannt. Die Ausbildung der hier beschriebenen Teile ist am deutlichsten aus F i g. 5 zu ersehen.

Mit dem Anschlußflansch 7 des Stutzens 6 ist eine Federhaube 20 mit einem Flansch 21 durch Schraubbolzen 22 verspannt, wobei wie aus F i g. 3 besonders deutlieh zu ersehen eine Ringschulter 23 des Flansches 21 am Zentriertortsatz 13 des Anschlußflansches 7 anliegt.

An das obere Ende der Federhaube 20 ist ein in bekannter Weise ausgebildeter Aufsatz 24 mit einem Ventilbetätigungshebel 25 angeschlossen. Aus dem Aufsatz 24 ragt eine Ventilstange 26 herab, die sich durch eine in der Federhaube 20 angeordnete Schraubenfeder 27 erstreckt. Die Schraubenfeder 27 ist zwischen einem oberen Federteller 28 und einem unteren Federteller 29 angeordnet. Letzterer weist zentral an seiner Unterseite eine Kugelteilfläche 30 auf, die sich an einer entsprechenden balligen Lagerfläche 31 abstützt, die gemäß Fi g. 4 an einem Ventilstangenfortsatz 32, der durch einen Querstift 33 mit der Ventilstange 26 verbunden ist, ausgebildet isL

Der Ventilstangenfortsatz 32 weist einen axialen Führungszapfen 34 auf, der im wesentlichen spielfrei in einer Lagerbuchse 35 gleitet, die in einen Druckflansch 36 mit einer Entlüftungsbohrung 37 eingesetzt ist Der Ventilstangenfortsatz 32 erstreckt sich durch einen FaI-tenbalg 38 aus Polytetrafluoräthylen, der einstückig in einen glasfaserverstärkten oberen Faltenbalgflansch 39 und in einen unteren Faltenbalgboden 40 übergeht, in den eine Einsatzbuchse 41 eingeschraubt ist. in die ein als Mitnehmer beim Anheben der Ventilstange 26 die- ω nender Querstift 42 eingreift, der sich radial durch einen verjüngten unteren Abschnitt 43 des Ventilstangenfortsatzes 32 erstreckt. Dieser untere Abschnitt 43 endet in einer Spitze 44, die an der sich kegelförmig nach unten verjüngenden Bodenfiäche der Einsatzbuchse 41 angreift und den Punkt bestimmt, an dem die Schließkraft auf das Schließorgan 45 aufgebracht wird. Der mittlere Abschnitt 46 des Ventilstangenfortsatzes 32 weist einen vergrößerten Durchmesser auf und bildet eine Führung 47, die wie dargestellt mit geringem Radialabstand innerhalb der Falten des Faltenbalgs 38 verläuft und diese somit gegen seitliche Verlagerungen und insbesondere gegen radiales Zusammendrücken abstützt. An die zur Aufnahme des unteren Endes der Ventilstange 26 vorgesehene zentrale Bohrung im Ventilstangenfortsatz 32 schließt sich eine Verbindungsbohrung 48 an, die über dem Faltenbalgboden 40 mündet.

Mit dem Faltenbalgboden 40 ist eine Halterung bzw. Hubglocke 50 verschraubt, die mit einer inneren Ringschulter 51 einen Außenflansch 52 am Ventilkegel 53 übergreift und diesen dadurch fest mit dem Faltenbalg 38 verbindet.

Wie aus Fig.3 zu ersehen ist der Druckflansch 36 durch den Zentrierfortsatz 13 gegenüber dem Ventilgehäuse 1 zentriert und zwischen dem Anschlußflansch 7 und dem Flansch 21 der Federhaube 20 angeordnet, was auch für den oberen Faltenbalgflansch 39 gilt. In einer Ringnut 54 an der Unterseite des Druckflansches 36 ist ein O-Ring 55 komprimiert, wodurch der Faltenbalgflansch 39 abdichtend an eine radiale Stirnfläche der Auskleidung 2 angedrückt ist.

Fig.5a zeigt eine abweichende Ausbildung für den Eingangsstutzen 15a mit der Auskleidung 16a, wobei an den Eingangsstutzen 15a der Ventilsitz 19a einstückig angeform« und von der Auskleidung 16a ummantelt ist. Im PFA-urnmantelten Ventilsitz 19a sind Bohrungen 196 vorgesehen, die vom Kunststoff der Auskleidung 16a ausgefüllt sind. Außerdem ist der Kunststoff der Auskleidung 16a an den radial nach außen geführten Enden in schwalbenschwanzförmigen Ringnuten in den beiden Flanschen des Eingangsstutzens 15a festgelegt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil mit einem Patentansprüche: federbelasteten Schließorgan in einem vollständig mit PTFE-Auskleidung versehenen Ventilgehäuse, dessen

1. Sicherheitsventil mit einem federbelasteten Eingangsstutzen und Ausblasestutzen in Eckausführung Schließorgan in einem vollständig mit PTFE-Aus- 5 angeordnet sind und Anschlußflansche aufweisen, mit kleidung versehenen Ventilgehäuse, dessen Ein- einem an das Schließorgan angeschlossenen Faltenbalg gangsstutzen und Ausblasestutzen in Eckausführung zur aünosphärenseitigen Abdichtung und mit einer Feangeordnet sind und Anschlußflansche aufweisen, derhaube, die an eine Ventilgehäuseöffnung angeschlosmit einem an das Schließorgan angeschlossenen FaI- sen und mit dem Ventilgehäuse abdichtend verspannt tenbalg zur atmosphärenseitigen Abdichtung und io ist

mit einer Federhaube, die an eine Ventilgehäuseöff- Ein derartiges Sicherheitsventil, das sich bei Errei-

nung angeschlossen und mit dem Ventilgehäuse ab- chen eines vorbestimmten eingestellten Druckwertes im dichtend verspannt ist, dadurch gekenn- Eingangsstutzen selbsttätig öffnet ist bereits bekannt zeichnet, daß Dabei ist der Eingangsstutzen ebenso wie der Ausblase-

das Ventilgehäuse (1) eine im wesentlichen kugelför- 15 si atzen fest am Ventilgehäuse angeformt Die Auskleimige Innenfläche aufweist und die PTFE-Ausklei- dung wird von lose eingelegten dünnwandigen Formdung (2) formstabil und dickwandig ausgebildet ist körpern aus Polytetrafluoräthylen gebildet Der Ausbladaß die Ventilstange (26, 32) durch die metallische sestutzen weist einen gleichbleibenden Innendurdimes-Auflage und Zentrierung der Federhaube (20) -auf ser auf. Die Federhaube ist unter Einspannung eines den Ventilköiper exakt geführt wird und einen im 20 Faltenbalgflansches mit dem Ventilgehäuse verspannt wesentlichen ohne Radialspiel gelagerten axialen Der Faltenbalg ist nicht bzw. in ungenügendem Maße Führungszapfen (34) aufweist und direkt an einer gegen radiale Auslenkungen abgestützt Der dem dem Schließorgan (45) zugeordneten Einsatzbuchse Schließorgan zugewandte Federteller, über den die Fe-(41) angreift, und daß dervorspannung auf das Schließorgan übertragen wird, der Ventilsitz (19), welcher aus beliebigen, geeigne- 25 stützt sich mit einer ebenen Fläche an der Ventilstange ten Werkstoffen hergestellt sein kann, von einem ab, von der die Federkraft über eine lose eingelegte austauschbaren Bauteil gebildet ist das mit einem Kugel auf das SchlieKorgan übertragen wird. Der FaI-Befestigungsflansch (18) zwischen dem Ventilgehäu- tenbalg und das Schließorgan sind einstückig bzw. unse (1) und dem Eingangsstutzen (15) bzw. deren Aus- lösbar miteinander verbunden. Ebenfalls ist der Ventilkleidungen (2 und 16) eingespannt ist 30 sitz einstückig am Eingangsstutzen bzw. seiner Ausklei-

2. Sicherheirventil nach Anspruch 1, dadurch ge- dung ausgebildet

kennzeichnet daß die Auskleidung (2) an ihren rohr- Es hat sich gezeigt daß das bekannte Sicherheitsvenförmig nach außen geführten Enden in schwalben- til nicht in vollem Umfang den Anforderungen entschwanzförmigen VerklamirwrunKsnuten (10,11,12) spricht, die an ein unter den in Frage kommenden Einverankert ist, die in radiale Stirniiächen des Ventil- 35 satz- und Betriebsbedingungen zuverlässig funktioniegehäuses (1) bzw. der Anschlußflansche (5.7,9) vor- rendes Sicherheitsventil zu stellen sind. So wurde festgesehen sind, gestellt daß es zu Verformungen der lose eingefegten

3. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 und 2, da- dünnwandigen Auskleidung, zu einer ungleichmäßigen durch gekennzeichnet daß in eine Ringnut (54) des Druckverteilung in der Ventilkamme« beim Abblasen Druckflansches (36) ein elastisch komprimierter 40 und zur Ansammlung von Wasser bzw. Kondensat in O-Ring (55) zur Erzielung des Abdichtungsdruckes der Ventilkammer kommen kann. Beim Nachspannen zwischen dem gehäuseseitigen Flansch (39) des FaI- des Federhaubenflansches besteht die Gefahr, daß die tenbalgs (38) und einer ihm zugeordneten Dich- Ventilstange sich schief stellt, so daß sich der Hub des tungsfläche der Auskleidung (2) eingelegt ist. Schließorgans und der freie Abblasquerschnitt verrin-

4. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 « gern und der tatsächliche Abblasedruck den eingestellbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Faltenbalg ten Druckwert übersteigt. Ferner muß damit gerechnet (38) eine sich im wesentlichen über seine ganze Län- werden, daß ein Gegendruck im Ausblasestutzen bzw. ge erstreckende Führung (47) zugeordnet ist, welche in der Ventilkammer auftritt, unter dem die Falten des die Falten gegen radiale Auslenkungen abstützt. Faltenbalges radial eingedrückt werden, so daß das

5. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 50 Ventil anschließend blockiert ist. Ferner werden vom bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Schließ- unteren Federteller Querkräfte auf die Ventilstange organ (45) zugewandte Federteller (29) mit einer Ku- übe-tragen, wobei es zu den Schließvorgang ebenso wie gelteilfläche (30) frei einstellbar an einer entspre- den Abblasevorgang störenden Reibungskräften chenden Lagerfläche (31) der am Schließorgan (45) kommt Ferner kann die lose eingelegte Kugel, durch angreifenden Ventilstange (26,32) abgestützt ist. 55 weiche die Federschließkraft von der Vemilstange auf

6. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 das Schließorgan übertragen wird, ihre Lage verändern, bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließorgan so daß sich evtl. der Druckpunkt verschiebt, an dem die (45) einen als austauschbares Einzelteil ausgebilde- Schließkraft auf das Schließorgan aufgebracht wird. Daten, mit dem Ventilsitz (19) zusammenwirkenden durch kann eine bleibende Undichtigkeit zwischen dem Kegel (53) aufweist, der über eine Halterung (50) mit 60 Schließorgan und dem Ventilsitz entstehen. Ferner ist es dem ebenfalls als austauschbares Einzelteil ausgebil- nicht möglich, die Verschleißteile des Sicherheitsventils, deten Faltenbalg (38) lösbar verbunden ist. nämlich das eigentliche Schließorgan und den Ventilsitz

7. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 allein schnell und kostensparend auszutauschen, da sie bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangs- mit anderen Bauteilen fest verbunden sind.

stutzen (15) lösbar mit dem Ventilgehäuse (1) ver- 65 Aus dem DE-GM 19 76 032 ist ein Sicherheitsventil bundenist. bekannt, das eine zweigeteilte drucktragende Panze-

rung und eine Porzellanauskleidung aufweist, wobei die

Ventilführung mit einem Faltenbalg aus PTFE gegen