DE3401156A1

DE3401156A1 - Sicherheitsventilsystem fuer dampferzeugende kleinkessel von dampfbetriebenen haushaltsgeraeten

Info

Publication number: DE3401156A1
Application number: DE19843401156
Authority: DE
Inventors: Alfredo Pessano con Bornago Mailand/Milano Cavalli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-01-14
Filing date: 1984-01-14
Publication date: 1984-07-19
Also published as: FR2539435A3; IT1167153B; FR2539435B3; IT8319108A0

Description

Anmelder; -3- D 6903/7a

Alfredo Cavalli

Via Galileo Galilei, 9

I-Pessano con Bornago (Milano)

Sicherheitsventilsystem für dampferzeugende Kleinkessel von dampfbetriebenen Haushaltsgeräten

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitsventilsystein entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Kleinkessel oder-vergleichbare dampferzeugende Vorrichtungen werden für dampf betriebene- Haushaltsgeräte, wie beispielsweise Dampfbügeleisen, Iteppichreinigungsmaschinen, Fensterreinigungsmaschinen usw. benutzt.

Bekanntlich werden bei Geräten des oben genannten Typs, bei denen es auf die rasche Erzeugung von Dampf besonders ankommt, mehr und mehr elektrisch betriebene Dampfkessel eingesetzt, die konstruktionsmäßig von den eigentlichen, mit Dampf betriebenen Geräten unabhängig sind. Weiterhin ist bekannt, daß bei derartigen Geräten der Einsatz eines federbelasteten Druckbegrenzungsventils (oder Überdruckventils) vorgesehen ist, während an keinem der bekannten Geräte bisher Sicherheitsvorrichtungen im Bereich der Öffnung zum Einleiten des Wassers in den Kessel angebracht worden sind.

Tatsächlich erfolgt das Nachfüllen von Wasser bis heute weitgehend nach dem freien Ermessen des Benutzers, und zwar immer dann, wenn

das Gerät keinen Dampf mehr abgibt, so daß der Benutzer davon ausgehen muß, daß der Wasservorrat verbraucht sei. Da keine Anzeigevorrichtungen vorgesehen werden, die auf einen Dampfrestdruck im Kessel oder auf das Vorhandensein von unter Druck stehender Luft hinweisen, kann es beim öffnen des Kessels spontan zu einem mehr oder weniger . heftigen Austritt von heißem Wasserdampf mit den damit verbundenen Gefahren kommen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsventilsystem für die Wassereinleitungsöffnung von Kleinkesseln oder vergleichbaren dampferzeugenden Vorrichtungen bereitzustellen, das hinsichtlich seiner Konstruktion und Wirkungsweise so ausgeführt ist, daß es die beim Stand der Technik auftretenden Nachteile definitiv ausschließt.

Diese Aufgabe wird durch den Patentanspruch 1 gelöst.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitsventilsystems besteht die verstellbare Arretierung für den Drehknopf aus einem stabförmigen Sperrglied, das beweglich in einer im Kessel angebrachten Bohrung geführt wird und mit einem Ende in ein am Drehgriff angebrachtes Widerlager eingreift, während es mit dem anderen Ende in der auf Druckänderung im Kessel ansprechenden Vorrichtung abgestützt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung

gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sicherheitsventilsystems hervor, das in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines dampferzeugenden Kleinkessels, das mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitsventilsystem ausgerüstet ist,

Fig. 2 die schematische und teilweise im Schnitt gezeichnete Darstellung von Einzelteilen des Druckbegrenzungsventils des des erfindungsgemäßen Sicherheitsventilsystems,

Fig. 3 die Darstellung eines Einzelteils aus Fig. 2 in der Draufsichtund

Fig. 4 die Darstellung des 'Einzelteils aus Fig. 4 im Längsschnitt innerhalb von IV-IV.

In de Figuren wird ein mit 1 bezeichneter dampferzeugender Kessel schematisch dargestellt, der beispielsweise für Dampfbügeleisen oder für andere mit Dampf betriebene Haushaltsgeräte eingesetzt werden kann. Innerhalb des Kessels 1 sind eine oder mehrere Heizquellen nach Art eines bewehrten elektrischen Heizstabes 2 vorgesehen, der vorzugsweise im Bereich des flachen Kesselbodens 3 anzubringen ist

und mit seinem Endstück 3a über die Außenlinie der seitlichen Kesselwand vorsteht, wo er an eine nicht.dargestellte Stromquelle angeschlossen werden kann.

An der oberen Wand des Kessels 1 ist eine Öffnung 5 zum Einfüllen des Wassers vorgesehen. In Höhe der Öffnung 5 v/eist die obere Kesselwand eine Einbuchtung 6 auf, deren Quer- und Tiefenmaße so ausgelegt sind, daß ein Vorratsbehälter 7 für das in den Kessel einzuleitende Wasser entsteht.

In die Öffnung 5 ist das gegen den Dampfdruck abgedichtete Unterteil 8a eines starren Ventilhalters 8 eingesetzt, der im wesentlichen rohrförmig ausgeführt und vorzugsweise innerhalb des Vorratsbehälters 7 angebracht ist. In der Seitenwand des Ventilhalters 8 befindet sich eine Öffnung 9, um den Übertritt des Wassers vom Vorratsbehälter 7 in den Kessel 1 durch die Öffnung 5 zu ermöglichen.

Im'Ventilhalter 8 wird in axialer Richtung -der Schaft 10 eines Ventiltellers 11 geführt. Der Ventilteller 11 wird von einem in das Unterteil 8a des Ventilhalters 8 eingearbeiteten Ventilsitz 12 aufgenommen, und zwar in Höhe der Öffnung 5. Der Schaft. 10 ragt mit seinem oberen Ende IQa über die Oberkante des Ventilhalters 8. hinaus und ist an dieser Stelle mit einer Anlaufscheibe 13 oder mit einem ähnlich wirkenden Ringbund versehen, an der/dem das obere Ende einer Feder 14 Janliegt, deren unteres Ende im Ventilhalter 8 abgestützt ist. Bei djieser Ventilstellüng ist die Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter 7 und dem· Kessel 1 gesperrt.

Im Schaft 10 ist in axialer Richtung eine Bohrung 15 angebracht, die auch durch den Ventilteller 11 hindurchgeht; in der Bohrung 1.5 ist in Höhe des Ventiltellers 11 ein Ventilsitz 16 angebracht, der ein durch eine Feder 18 belastetes Kugelventil 17 aufnimmt. Über die Bohrung 15 und über eine weitere, in Höhe des oberen Schaft-

endes 10a angebrachte Radialbohrung 19 wird die Verbindung nach außen hergestellt.

Sobald der Dampfdruck im Inneren des Kessels über einen zuvor festgelegten Druckwert ansteigt, auf den die Vorspannung der Feder 18 abgestimmt ist, gibt das Kugelventil 17 den Ventilsitz 16 frei, so daß der Überdruck über die Axialbohrung 15 und über die Radialbohrung 19 entweichen kann.

Somit bilden das Kugelventil 17, der Ventilsitz 16, die Feder 18 und die Bohrungen 15 und 19 ein federbelastetes Druckbegrenzungsventil.

Um den Ventilteller 11 vom Ventilsitz 12 abzuheben und damit in Öffnungsstellung zu bringen, wird ein insgesamt mit 20 bezeichneter Drehknopf betätigt, der aus einer Scheibe 21 und aus einem Griff 22 besteht. Die Scheibe 21 ist auf dem oberen Ende eines Zapfens 23 montiert, der drehbar im Ventilhalter 8 abgestützt ist und parallel zum Schaft 10 des Ventiltellers 11 verläuft. Die Länge des Zapfens 23 und der Durchmesser der Scheibe 21< sind so ausgelegt, daß die Scheibe 21 in Abstand ober- ^:; halb des Schaftes 10 angeordnet ist.

An ihrer dem Schaft 10 zugewandten Seite ist die Scheibe 21 mit einem Nocken 24 versehen, der einen bestimmten Längenabschnitt eines Kreisbogens beschreibt und in das obere, freistehende Ende des Schaftes 10 eingreift, wie im folgenden näher beschrieben wird.

Außerdem ist an der dem Schaft 10 zugewandten Seite der Scheibe 21 ein Widerlager 25 angebracht, in das ein Sackloch 26 zur Aufnahme eines stabförmig ausgebildeten Stellgliedes 27 eingearbeitet ist.

Das stabförmige Stellglied 27 wird über eine insgesamt mit 28 bezeichnete Vorrichtung betätigt, die auf Druckveränderung im Kes-

sel 1 anspricht. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgeraäßen Ventilsystems besteht die Vorrichtung 28 aus einer elastisch verformbaren Membrane, die rundum abgedichtet an der Innenwand des Kessels im Bereich einer dort angebrachten Bohrung 30 montiert ist. In der Bohrung 30 wird das stabförmige, gleichfalls abgedichtet montierte Stellglied 27 beweglich geführt, das den Schaft eines Tellerstopfens 31 darstellt, der innerhalb der Membran 29 angeordnet ist. Eine entsprechend vorspannte Feder 32 innerhalb der Membran 29 wirkt auf den Tellerstopfen 31, um das mit dem Widerlager 25 im Eingriff befindliche stabförmige Stellglied 27 freizugeben. .

Solange der Dampfdruck im Kessel 1 über einem bestimmten Mindestwert liegt (zum Beispiel über 1,2 atm), bleibt das stabförmige Stellglied 27 im Sackloch 26 des Widerlagers 25 blockiert, so daß die Scheibe 21 nicht um die Achse des Zapfens 23 verstellt v/erden kann. Demzufolge kann der Nocken 24 nicht-mit dem Schaft 10 in Eingriff gebracht werden, so daß der Ventilteller 11 in Schließstellung im Ventilsitz 12 verbleibt. Sinkt jedoch der Dampfdruck im Kessel unter den genannten Mindestwert ab, wirkt die Vorspannung der Feder 32 so auf den Tellerstopfen 31, daß das stabförmige Stellglied 27 sich aus dem Widerlager 25 löst. Nun kann die Scheibe 21 verstellt werden, wodurch der Nocken 24 an den Schaft 10 angreift und diesen gegen die.Wirkung der Feder 14 nach unten drückt. Dadurch hebt der Ventilteller 11-vom Ventilsitz 12 ab und die Verbindung zwischen dem Kessel 1 und dem Vorratsbehälter 7 ist freigegeben.

In der Wand des Kessels 1, in der die auf Druckveränderung im Kessel 1 ansprechende Vorrichtung 28 und das Ventil 11-12 angebracht sind, und zwar ebenfalls unmittelbar unterhalb der Scheibe 21, wird einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zufolge eine Öffnung 33 vorgesehen, in die ein gegen den Kessel abgedichtetes, insgesamt mit 34 bezeichnetes Druckentlastungsventil eingebaut wird.

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Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Druchentlastungsventil 34 aus einem in die Öffnung 33 eingesetzten, gegen den Kessel abgedichteten Widerlager 35, durch welches in axialer Richtung eine Bohrung 36 hindurchführt. In die Bohrung 36 ist ein gegen die Innenseite des Kessels 1 öffnender Ventilsitz 37 eingepaßt. Dieser Ventilsitz 37 nimmt einen Ventilteller 38 auf, dessen Schaft 39 beweglich in der Bohrung 36 geführt wird und über die Außenkante des Widerlagers 35 hinausragt. Eine Feder, die an der einen Seite gegen eine Anlaufscheibe 41 oder gegen einen vergleichbar wirkenden Ringbund anliegt und an der anderen Seite am Widerlager 35 abgestützt wird, blockiert den Ventilteller 38 in Schließstellung im Ventilsitz 37, und zwar in Abhängigkeit von dem im Kessel 1 vorherrschenden Dampfdruck.

An ihrer dem Druckentlastungsventil 34 zugewandten Seite ist die Scheibe 21 mit einem weiteren Nocken 42 versehen, der mit dem oberen, freiliegenden Ende des Schaftes 39 des Druckentlastungsventils 34 in Eingriff gebracht werden soll.

Auch der Nocken 42 erstreckt sich auf einem bestimmten Längenabschnitt eines Kreisbogens, der nach der Zeit bemessen ist, während derer das Druckentlastungsventil 34 geöffnet bleiben muß, damit der im Kessel 1 verbliebene Restdruck mit Sicherheit abgebaut werden kann;

Die Winkelstellung der an der Unterseite der Scheibe 21 angebrachten Nocken 24 und 42 zum Widerlager 25 ist auf eine präzise Abfolge von Arbeitsgängen abgestimmt, die im folgenden näher beschrieben wird.

Unter normalen Betriebsbedingungen des Kessels 1 wird der Venteller 11 in Schließstellung im Ventilsitz 12 blockiert, und zwar sowohl durch die Wirkungsweise der Feder 14 als auch durch den sich im Kessel 1 aufbauenden Druck. Unter diesen Voraussetzungen

ist die Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter 7 und dem Kessel 1 gesperrt. Außerdem befinden sich die Nocken 24 und 42 in

Entfernung zu den ihnen zugeordneten . Schäften 10 und 39, während das stabförmige Stellglied 27 mit dem Sackloch des Widerlagers 25 im Eingriff ist. Dieser durch den Druck im Kessel 1 bestimmte Eingriff macht ein Verstellen der Scheibe 21 unmöglich.

Sobald aus dem Kessel 1 kein Dampf mehr abgegeben wird, weil das zuvor in ihn eingeleitete Wasser verbraucht ist, wird - und zwar erst dann, wenn der Dampfdruck im Kessel 1 unter den festgelegten Mindestwert absinkt -, die Vorspannung der Feder 32 dergestalt auf den Tellerstopfen 31 ausgeübt, daß das stabförmige Stellglied 27 sich aus dem Widerlager 2.5 löst. Nun kann die Scheibe 21 um den Zapfen 23 verstellt werden. Durch entsprechendes Drehen der Scheibe 21 kommt es zunächst zu einem Eingriff zwischen dem Nocken 42 und dem Schaft 39 des Druckentlastungsyentils, der während des gesamten, vom Nocken 42 beschriebenen Weges aufrecht erhalten bleibt, während sich der Nocken 24 vorerst noch in Entfernung von

dem ihm zugeordneten Schaft- 10 befindet. Erst wenn der Nocken 42 nicht mehr mit dem Schaft 39 des Druckentlastungsventils 34 im Eingriff ist (das heißt, erst wenn im Kessel 1 atmosphärischer Druck herrscht),, greift .der Nocken 24 an den Schaft 10 an und bewirkt damit die Freigabe des Ventilsitzes 12. Erst in diesem Augenblick ist es möglich, Wasser in den Kessel 1 nachzufüllen.

Der wichtigste, mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitsventilsystem erzielte Vorteil besteht in der entscheidend.verbesserten Betriebssicherheit in Kombination mit der Möglichkeit, das Befüllen des dampferzeugenden Kessels kontrolliert durchzuführen. Dieser Vorteil konnte dank der spezifischen Wirkungsweise der verwendeten Ventile.und deren Unabhängigkeit voneinander verwirklicht werden.

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Ein weiterer entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Sicherheitsventilsystems besteht letztlich darin, daß dessen Betätigung über einen einzigen, von jedem Benutzer leicht und sicher zu bedienenden Drehgriff erfolgt.

Claims

DR.- I NG. H. H. WILHELM - blPt.-ING. H. DAUSTER

D-7000 STUTTGART 1 · GYM NAS I UMSTRASS E 31 B «TELEFON (07 11) 291133/29 28 57

Anmelder: Stuttgart, den 13. Januar 1984

-.,: * r> D 6903/7a

Alfredo Cavalli _{D w/w}

Via Galileo Galilei, 9 ur.w/wu

I-Pessano con Bornago (Milano)

Ansprüche

Sicherheitsventilsystem für die Wassereinleitungsöffnung eines dampferzeugenden Kleinkessels, der insbesondere für dampfbetriebene Haushaltsgeräte geeignet ist, mit einem Druckbegrenzungsventil/ dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Bauteile umfaßt:

- einen in der Öffnung (5) vorgesehenen Ventilsitz (12),

- einen in den Ventilsitz (12) eingepaßten Ventilteller (11) mit aus dem Kessel (1) hinausragendem Schaft (10),

- einen am Kessel (1) angebrachten Drehknopf (20) mit einem ersten Nocken (24) zur Betätigung des Schaftes (10), wodurch der Ventilsitz (12) gegen die Wirkung einer Feder (14) freigebbar ist,

- ein Druckentlastungsventil (34), bestehend aus einem Tellerstopfen (38) mit aus dem Kessel (1) hinausragendem Schaft (39),

- einen zweiten, am Drehknopf (20) angebrachten Nocken (42) zur Betätigung des Schaftes (39). des Druckentlastungsventils (34), wodurch das Ventil gegen die Wirkung einer Feder (40) zu öffnen ist,

- eine verstellbare Arretierung für den Drehknopf (20), die über eine auf Druckänderung im Kessel (1) ansprechende Vorrichtung (28) betätigt wird.
2. Sicherheitsventilsystem nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeich-' net, daß die verstellbare Arretierung für den Drehknopf (20) aus einem stabförmigen Sperrglied (27) besteht, das beweglich • in einer im Kessel (1) angebrachten Bohrung (30) geführt wird und mit einem Ende in e>in am Drehgriff (20) angebrachtes Widerlager (25) eingreift,' während es mit dem anderen Ende in der auf Druckänderung im Kessel (1) ansprechenden Vorrichtung (28) abgestützt ist.
3. Sicherheitsventilsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen weiteren> in den in der Wassereinleitungsöffnung (5) eingesetzten Ventilteller (11) eingearbeiteten Ventilsitz (16) aufweist, der einerseits die Verbindung zum Innenraum des Kessels (1) herstellt, während andererseits über die im Schaft (10) des Ventiltellers (11) angebrachten Bohrungen (15, 19) eine Verbindung nach außen besteht, wobei der genannte Ventilsitz (16) ein Kugelventil (17) aufnimmt, das durch eine entsprechend vorgespannte Feder (18) in Schließstellung gehalten wird, so daß der Ventilsitz (16), das Kugelventil (17) und die Feder (18) zusammen ein Druckbegrenzungsventil bilden.