DE3134804C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dampfablaß- und Überdruckventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Ventil ist aus der DE-PS 2 96 631 bekannt. An ei­ nem Dampfkochtopfdeckel ist ein Ventilgehäuse befestigt. Das Gehäuse hat einen ersten Ventilsitz, gegen welchen ein er­ ster Ventilkörper durch eine vorgespannte Feder angepreßt ist. Die stromaufwartige Seite des ersten Ventilsitzes ist mit dem Inneren des Kochgefäßes, die stromabwärtige mit ei­ nem Dampfablaßstutzen verbunden. Der erste Ventilkörper hat eine axiale Durchgangsbohrung, deren dem Kochgefäß zugewand­ ter Rand einen zweiten Ventilsitz bildet. Mit dem zweiten Ventilsitz wirkt ein zweiter Ventilkörper zusammen, der durch sein Eigengewicht in seine geöffnete Stellung vorbe­ lastet ist und mittels einer im Gehäuse gelagerten Stange verschiebbar geführt ist. Die Stange durchdringt die Bohrung des ersten Ventilsitzes mit Spiel. Dadurch wird eine automa­ tische Zwangsentlüftung bei beginnender Aufheizung erreicht und das Druckgefäß gegen unzulässigen Überdruck gesichert.

Nachteilig an diesem bekannten Ventil ist, daß das zweite Ventil beim Erreichen einer bestimmten Luft- oder Dampf­ durchflußmenge schlagartig schließt und deshalb eine zuver­ lässige, vollständige Entlüftung bei unterschiedlichem Bela­ dungszustand des Gefäßes nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß eine zuver­ lässige Zwangsentlüftung erreicht wird. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ventils wird er­ reicht, daß infolge des in Schließrichtung des zweiten Ven­ tils sich erweiternden Durchflußquerschnittes zwischen dem zweiten Ventilkörper und der Bohrungswand der zweite Ventil­ körper bei der Entlüftung in der Schwebe bleibt und sanft schließt, so daß eine vollständige Entlüftung auch bei un­ terschiedlicher Beladung des Gefäßes gewährleistet ist. Nach Beendigung des Garprozesses kann das Ventil manuell geöffnet und damit ein Abdampfen des Druckgefäßes erreicht werden. Durch die Führung des zweiten Ventilkörpers in ei­ ner Bohrung wird erreicht, daß im Gefäß während des Entlüf­ tungsvorganges stets ein konstanter Überdruck aufrechterhal­ ten wird.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dampfablaß- und Überdruckventils wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es Zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das im Deckel eines Druck­ gefäßes angeordnete Ventil, und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, ohne Kugel und deren Haltering.

Gemäß Fig. 1 ist das allgemein mit 1 bezeichnete Dampfab­ laß- und Überdruckventil in den Deckel 2 eines Druckge­ rätes oder Dampfkochkessels eingesetzt, dessen Inneres dementsprechend mit 3 bezeichnet ist. Das Ventil 1 weist ein Ventilgehäuse 4 auf, welches aus zwei Teilen besteht, nämlich einem rohrförmigen, den Deckel 2 durchdringenden Teil 5 und einem auf diesen aufgesetzten Trägerteil 6.

Das rohrförmige Teil 5 ist von der Außenseite des Deckels 2 in eine durch ein Wandrohr 7 seitlich begrenzte Öffnung des Deckels 2 eingesetzt. Mit einer Schulter eines Kragens 8 ruht das rohrförmige Teil auf der Außenfläche des Deckels 2 und ist mit einer auf sein inneres Ende geschraubten Mut­ ter 9 am Deckel befestigt. Zwischen das rohrförmige Teil 5, das Wandrohr 7 und die Mutter 9 ist ein Dichtring 10 einge­ legt, um das Innere 3 des Druckgefäßes gegenüber seiner Außenseite abzudichten. An seinem inneren Ende weist das rohrförmige Teil 5 einen ringförmigen Ventilsitz 11 auf.

Das Trägerteil 6 wird über einen eingelegten Ring 12 durch eine auf den Kragen 8 des rohrförmigen Teils 5 geschraubte Überwurfmutter 13 auf das rohrförmige Teil 5 gezogen und dadurch lösbar festgehalten. Nebst einem Dampfablaßstutzen 14 ist das Trägerteil 6 mit allen weiteren Bestandteilen des vorliegenden Ventils versehen.

Das Trägerteil 6 weist einen im wesentlichen rohrförmigen, inneren Ansatz 15 auf, der mit der Innenwand des rohrförmi­ gen Teils 5 einen ringförmigen, im Stutzen 14 mündenden Dampfablaßkanal 16 bildet und gegen die Innenwand des rohrförmigen Teils 5 durch Vorsprünge 17 abgestützt ist. In den oberen Teil des rohrförmigen Ansatzes 15 ist eine Handbetätigungsvorrichtung eingesetzt, die einen in der stirnseitigen Ansicht dargestellten, waagrechten Drehgriff 18 und eine mit diesem verbundene, im rohrförmigen Ansatz 15 drehbar gelagerte Führungshülse 19 umfaßt. Die Führungs­ hülse 19 ist mit zwei schraubenlinienförmig sich über einen Winkel von 180° erstreckenden Führungsschlitzen 20 verse­ hen und gegen außen durch einen Dichtring 19′ zur Vermei­ dung des Eindringens von Schmutz bzw. des Austretens von Dampf abgedichtet.

Die Schlitze 20 der Führungshülse 19 führen einen Querbolzen 21, der zudem zwecks Vermeidung eines Verkantens durch eine koaxial angeordnete und axial bewegbare Hülse 22 ge­ führt ist. Der Querbolzen 21 liegt in einem Langloch 23 eines Längsbolzens 24, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einer entsprechenden Öffnung einer Quer­ wand 25 des rohrförmigen Ansatzes 15 geführt ist. Am dem Langloch 23 entgegengesetzten Ende des Längsbolzens 24 ist an diesen über Gewinde 26 ein Ventilkörper 27 ange­ schraubt. Der Ventilkörper 27 ist an seinem dem Innern 3 des Druckgefäßes zugewandten Ende mit einer kegeligen Dicht­ fläche 28 versehen, welche dem Ventilsitz 11 zugeordnet ist. Zwischen der Querwand 25 des rohrförmigen Ansatzes 15 und der mit dem Längsbolzen 24 verbundenen Stirnseite des Ven­ tilkörpers 27 ist eine Druckfeder 29 angeordnet.

Soweit entspricht das dargestellte Dampfablaß- und Über­ druckventil bekannten Ausführungsformen. In der dargestell­ ten Schließstellung des Ventils drückt die Feder 29 den Ventilkörper 27 auf den Ventilsitz 11, so daß das Innere 3 des Druckgefäßes im Prinzip verschlossen ist. Wenn im Innern 3 des Druckgefäßes ein Druck entsteht, der höher als ein bestimmter Grenzwert ist, wird durch diesen Druck auf den Ventilkörper 27 eine Kraft ausgeübt, welche die Gegenkraft der Feder 29 übersteigt, so daß der Ventil­ körper 27 vom Ventilsitz 11 abgehoben wird und Dampf aus dem Innern 3 über den Dampfablaßkanal 16 und den Dampfablaß­ stutzen 14 ins Freie entweichen kann, bis sich der Druck soweit vermindert hat, daß die Feder 29 den Ventilkörper 27 erneut auf den Ventilsitz 11 drückt. Die hierzu nötige Längsbewegung des Längsbolzens 24 wird durch das Langloch 23 ermöglicht. Zum Öffnen des Ventils wird der Drehgriff 18 um 180° gedreht, wodurch der Querbolzen 21 mittels der Führungsschlitze 20 axial nach oben bewegt, der Längs­ bolzen 24 gegen den Druck der Feder 29 mitgenommen und somit der Ventilkörper 27 vom Ventilsitz 11 abgehoben wird.

Der Ventilkörper 27 ist in seiner dem Innern 3 des Druck­ gefäßes zugewandten Hälfte mit einer zylindrischen Aus­ nehmung 31 versehen, welche koaxial innerhalb der Dicht­ fläche 28 des Ventilkörpers 27 liegt und in Richtung zum Innern 3 des Druckgefäßes offen ist. Auf der Gegenseite, d. h. der Bodenseite, befindet sich eine Durchlaßöffnung 32, welche in einer Querbohrung 33 des Ventilkörpers 27 mündet. Die Querbohrung 33 ist mit dem Dampfablaßkanal 16 und somit auch mit dem Dampfablaßstutzen 14 in Verbindung. Längsbohrungen 34 im Ventilkörper 27 zwischen der Querboh­ rung 33 und dem die Feder 29 enthaltenden Raum 35 dienen der Entlüftung dieses Raums.

Die zylindrische Ausnehmung 31 ist mit Längsnuten 36 (Fig. 1, 2) versehen, deren Tiefe in Richtung zur Durchlaß­ öffnung 32 zunimmt. In der Ausnehmung 31 ist eine Kugel 37 angeordnet, die durch einen eingesetzten Ring 38 am Heraus­ fallen gehindert ist. Der der Kugel 37 zugewandte Rand 38 der Durchlaßöffnung 32 ist als Sitz für die Kugel 37 ausge­ bildet, so daß die Durchlaßöffnung 32 durch die Kugel 37 verschlossen ist, wenn diese an die Durchlaßöffnung 32 angepreßt wird.

Schließlich ist in den Längsbolzen 24 eine Schraube 40 geschraubt, deren Kopf 41 in der Durchlaßöffnung 32 liegt. Die axiale Lage der Schraube 40 bzw. ihres Kopfs 41 in der Durchlaßöffnung 32 ist durch Drehen der Schraube 40 vor dem Einsetzen der Kugel 37 in die Ausnehmung 31 einstell­ bar, um den Durchgangsquerschnitt von der Ausnehmung 31 zum Dampfablaßkanal 16 mehr oder weniger zu verengen.

Die in der Ausnehmung 31 angeordnete Kugel 37 hat die Funktion einer Zwangsentlüftung des Druckgefäßes bei dessen Inbetriebnahme, d. h. bei Beginn des Aufheizens des Druck­ gefäßes. Nach den Einbringen des Kochgutes in das Druck­ gefäß und Einfüllen eines bestimmten Quantums Wasser zwecks Dampferzeugung wird der Deckel 2 geschlossen und ver­ riegelt und das Ventil wird durch Betätigung des Drehgriffs 18 in seine in Fig. 1 dargestellte Schließstellung gebracht. Hierbei liegt die Kugel 37 zufolge Schwerkraft auf dem Ring 38 auf, so daß vom Innern 3 des Druckgefäßes ein Durchgang über die Ausnehmung 31, die Durchlaßöffnung 32, die Querbohrung 33 und den Dampfablaßkanal 16 zum Dampfablaßstutzen 14 besteht. Mit dem Beginn der Auf­ heizung des Druckgefäßes baut sich in diesem vorerst ein geringer Druck auf, was dadurch ermöglicht wird, daß der ringförmige Spalt zwischen der Kugel 37 und der Wand der Ausnehmung 31 verhältnismäßig eng ist. Gleichzeitig entweicht eine erste Menge Luft über die Ausnehmung 31 aus dem Innern 3 des Druckgefäßes. Mit zunehmender Er­ hitzung beginnt das im Druckgefäß befindliche Wasser zu verdampfen, so daß sich der Druck im Innern 3 verstärkt und die Kugel 37 gegen ihre Schwerkraft in der Ausnehmung 31 angehoben wird. Zufolge der sich nach oben vertiefen­ den Nuten 36 wird der Durchgangsquerschnitt zunehmend größer, so daß nun durch den im Innern 3 herrschenden Dampfdruck die verbleibende Luft rasch ausgestoßen wird. Wenn schließlich der Dampfdruck im Innern so groß ge­ worden ist, daß er die Kugel 37 an den Sitz 39 der Durch­ laßöffnung 32 drückt, ist der Durchgang vom Innern 3 zum Dampfablaßstutzen 14 versperrt, so daß im Druckgefäß der normale Gar- oder Kochprozeß vor sich gehen kann. Das Erreichen eines Dampfdruckwerts, der ausreicht, um die Kugel 37 an den Sitz 39 der Durchlaßöffnung 32 zu drücken, ist gleichzeitig eine Anzeige dafür, daß im Druckgefäß praktisch keine Luft mehr, sondern nur noch Wasserdampf vorliegt. Mit anderen Worten stellt die Kugel 37 einen eigentlichen Dampffühler dar. Somit wirkt die Kugel 37 zusammen mit der Durchlaßöffnung 32 als Vorrich­ tung zur automatischen Entlüftung des Druckgefäßes, wo­ durch ein kürzeres, gleichmäßigeres und qualitativ bes­ seres Garen oder Kochen des in das Druckgefäß eingebrach­ ten Gutes erzielt wird.

Da die Menge der Luft im Druckgefäß sowie ihre Verteilung im Druckgefäß von der Menge und Beschaffenheit des in das Druckgefäß eingebrachten Gutes abhängt, ist es von Vorteil, den zur Verschließung der Durchlaßöffnung 32 erforderlichen Dampfdruck voreinstellen zu können, oder mit anderen Worten die Empfindlichkeit des genannten Dampf­ fühlers verändern zu können. Hierfür bestehen beim vor­ liegenden Ausführungsbeispiel zwei Möglichkeiten.

Erstens kann das Gewicht der Kugel 37 bei gleichem Durch­ messer dadurch verändert werden, daß sie aus verschie­ denen Materialien, z. B. aus (schwererem) rostfreiem Stahl oder aus druckfestem Glas gefertigt wird, so daß im ersten Fall die Durchlaßöffnung 32 bei einem höheren Dampfdruck verschlossen wird als im zweiten Fall. Zweitens kann zur Erhöhung des das Verschließen der Durchlaßöffnung 32 erforderlichen Dampfdrucks im Durchgang zum Dampfablaßkanal 16 eine einstellbare Drosselstelle dadurch gebildet werden, daß die Schraube 40 mit ihrem Kopf 41 mehr oder weniger vor die beiden Öffnungen der Querboh­ rung 33 geschraubt wird.

Statt der Kugel 37 kann auch ein anders geformtes, z. B. kegelförmiges Ventilglied in einer entsprechenden Aus­ nehmung angeordnet, und statt der Schwerkraft kann auch eine andere Kraft, z. B. eine Federkraft auf die Kugel 37 bzw. ein anders geformtes Ventilgliedwirken. Jedoch stellt eine Kugel einen am einfachsten herstellbaren und unabhängig von der Lage gleichmäßig präzisen Körper dar und ist auch als geschliffene Glaskugel kostengünstig erhältlich. Die Anwendung der Schwerkraft erfordert zudem keine weiteren, den Aufbau und die Reinigung erschweren­ den Bauteile.

Zur Reinigung des dargestellten Ventils kann das Träger­ teil 6 mitsamt aller an ihm angeordneten Bauteile durch Lösen der Überwurfmutter 13 ohne weiteres vom rohrförmi­ gen Teil 5 des Ventilkörpers 4 entfernt werden und ist somit für eine leicht durchführbare Reinigung zugänglich.

Claims (5)

1. Dampfablaß- und Überdruckventil für ein Druckgefäß, insbesondere ein Druckgargerät oder einen Dampfkessel, mit einem eine Druckgefäßwand (2) durchdringenden Ventilgehäuse (4), das einen ringförmigen ersten Ven­ tilsitz (11) und einen Dampfablaßstutzen (14) auf­ weist und in welchem ein federbelasteter erster Ventil­ körper (27) mit kegeliger Dichtfläche (28) gelagert ist, der bei einem durch die Vorspannung der Feder (29) vorgegebenen Überdruck im Druckgefäß (3) entgegen der Kraft der Feder (29) vom ersten Ventilsitz (11) abhebt, und mit einem am ersten Ventilkörper (27) angeordneten zweiten Ventilsitz (39), dessen vom Druckgefäß (3) ab­ gewandte Seite mit einem Durchlaß (32) zum Dampfablaß­ stutzen (14) verbunden ist, wobei ein dem zweiten Ven­ tilsitz (39) zugeordneter zweiter Ventilkörper (37) in axialer Richtung gegenüber dem zweiten Ventilsitz (39) beweglich und im drucklosen Zustand des Druckgefäßes (3) durch eine Kraft in eine vom zweiten Ventilsitz (39) abgehobene Stellung vorbelastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventil­ körper (37) in einer axialen, auf der dem Druckgefäß zugewandten Seite offenen, von der Dichtfläche (28) des ersten Ventilkörpers (27) umschlossenen, abgestuften Bohrung (31) im ersten Ventilkörper (27) verschiebbar ist, deren Stufe den zweiten Ventilsitz (39) bildet, und daß die zwischen dem zweiten Ventilkörper (37) und der Bohrungswand gebildete Durchgangsquerschnitts­ fläche mit zunehmendem Schließhub des zweiten Ventil­ körpers (37) zunimmt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den zweiten Ventilkörper (37) aufnehmende Bohrung (31) zylindrisch ist und Längsnuten (36) aufweist, deren Querschnittsfläche in Richtung von der offenen Seite der Bohrung (31) zum Durchlaß (32) zunimmt.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite Ventilkörper (37) eine Kugel ist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (32) an der vom zweiten Ventilsitz (39) abge­ wandten Seite eine einstellbare Drosselstelle (40, 41) hat, zum Beispiel eine den Querschnitt des Durchlasses verengende Schraube.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilkör­ per (27) mittels eines Handbetätigungsgriffes (18) axi­ al verschiebbar ist, der im Ventilgehäuse (4) gelagert und über einen Bolzen (24) mit dem Ventilkörper (27) verbunden ist.