DE3508777A1

DE3508777A1 - Entgasungsventil fuer lager- und/oder transportbehaelter

Info

Publication number: DE3508777A1
Application number: DE19853508777
Authority: DE
Inventors: Walter Dr.-Ing. 8000 München Frohn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-04-11
Filing date: 1985-03-12
Publication date: 1985-11-14
Also published as: US4624286A; EP0203126A1; DE3508777C2; DE8411409U1

Description

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Entgasungsventil für Lager- und/oder Transportbehälter.

Die Erfindung betrifft ein Entgasungsventil für Lager- und/oder Transportbehälter, insbesondere für gefährliche Flüssigkeiten, mit einem eine Entgasungsöffnung aufweisenden Grundkörper und einem auf der Ausströmseite gegen die Entgasungsöffnung vorgespannten, an einem die Entgasungsöffnung umgebenden Ventilsitz dichtend anliegenden Federelement.

Ein solches Entgasungsventil kann sowohl in der Behälterwandung, als auch im Verschlußdeckel des Lager- und/oder Transportbehälters angeordnet werden.

Im chemischen Bereich müssen gefährliche Flüssigkeiten in Behältern gelagert bzw. transportiert werden, wobei diese Flüssigkeiten mehr oder weniger gasförmige produkte abspalten, die den Behälter unter Druck setzen wurden, wenn nicht Vorkehrungen getroffen wären, die ein Entweichen des Gases ermöglichen. Dies geschieht über Entgasungsventile, die so beschaffen sein müssen, daß beim Entweichen des Gases die zum Teil gefährlichen Flüssigkeiten nicht mit austreten können.

Derzeit üblich sind sog. Pilz-Entgasungsventile aus flexiblem Kunststoff, beispielsweise Silikon-Kautschuk, die mit einem Schaft in eine im Verschlußdeckel des Behälters ausgebildete Entgasungsöffnung eingedrückt werden, wobei sich ein Ringwulst am Schaft von innen gegen die Kopfplatte der Behälterverschraubung legt, während sich der Rand des gewölbten Ventiltellers gegen

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die Außenfläche der Kopfplatte legt, und zwar mit einer gewissen Vorspannung, die unter Berücksichtigung der Materialstärke der Kopfplatte durch den Abstand zwischen Ventilteller und Ringwulst bestimmt wird. Um den Gasdurchtritt zu ermöglichen, ist der Ringwulst mit mindestens einer iri Durchtrittsrichtung verlaufenden Einkerbung versehen. Das Gas sammelt sich unter dem gewölbten Ventilteller und hebt schließlich den Rand des Ventil tellers von der Außenfläche der Kopfplatte ab, worauf sich der Gasdruck abbaut und sich der Ventiltellerrand wieder gegen diese Außenfläche legt.

In vielen Fällen wird das Pilzventil auch in ein eigenes Kunststoff-Gehäuse eingesetzt und zusammen mit diesem in die Kopfplatte der Verschraubung eingefügt; die Wirkungsweise ist die gleiche.

Man hat früher als Entgasungsventil auch kreisrunde, dünnwandige Metallplättchen in der Kopfplatte der Behälterverschraubung eingesetzt, wobei die Plättchen radial geschlitzt waren und sich deshalb unter dem Einfluß des Gasdrucks wölben und im Spaltbereich für das Entweichen des angesammelten Gases einen Schlitz öffnen konnten. Bei dieser Konstruktion war jedoch ein Austreten der Flüssigkeit nicht völlig zu. vermeiden.

Aber auch das oben beschriebene Pilzventil wird strengen Sicherheitsanforderungen nicht gerecht. Fast alle elastisch-flexiblen Kunststoffe, die als Werkstoff für diese Ventilbauart in Frage kommen, sind bei Berührung mit den meisten gefährlichen Füllgütern nicht beständig. In manchen Fällen quellen diese Ventile, so daß sich

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hierdurch die Federcharakteristik und damit die Vorspannung und der Öffnungsdruck ändern oder bei extremer Quellung sogar die Funktionsweise überhaupt gestört wird, was bis zur Blockierung des Ventils führen kann. Hierdurch kann der Druckaufbau im Behälter so groß werden, daß er zur Zerstörung des Behälters führen kann. In anderen Fällen werden die Ventile durch aggressive Flüssigkeiten bei Benetzung völlig zerstört, wodurch der Austritt der gefährlichen Flüssigkeiten ermöglicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Entgasungsventil mit hoher Zuverlässigkeit zu schaffen, welches weitestgehend ein Mitreißen von Flüssigkeit während der Entgasung verhindert und das einen besonders einfachen, leicht zu montierenden und zur Erleichterung des Einbaus unter den unterschiedlichsten Bedingungen einen besonders flachen Bau besitzt.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die EntgasungsÖffnung auf der Ausströmseite von mindestens einer als Ventilsitz dienenden, ringförmigen Rippe umgeben wird und das Federelement eine Plattenfeder ist, welche zumindest den vom Ventilsitz umschlossenen Bereich mit einer geschlossenen Fläche abdeckt. 25

Es sind schon verschiedene, eine Umlenkung des Strömungswegs auf der der Behälterinnenseite zugewandten Seite der Entgasungsöffnung bewirkende Konstruktionen bekanntgeworden, durch welche verhindert werden soll, daß beim Gasaustritt oder infolge eines Flüssigkeitsschlags Flüssigkeit bis zur Entgasungsöffnung gelangt. Es hat sich gezeigt, daß trotzdem nicht ausgeschlossen werden

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kann, daß die Flüssigkeit bis in den Bereich der Entgasungsöffnung gelangt. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion kann auch jenseits der Entgasungsöffnung das weitere Vordringen der Flüssigkeit durch die ringförmige Rippe behindert werden, welche einen ausreichend großen Speicherraum für allenfalls noch durch die Entgasungsöffnung ausgetretene Flüssigkeit umgrenzt und von dort den Rückfluß in den Behälter ermöglicht. Durch die Anordnung mehrerer Rippen mit unterschiedlichem Durchmesser kann eine labyrinthartige Dichtung geschaffen werden, ohne daß das Bauvolumen des Ventils zunimmt.

Durch die Ausbildung des Ventilsitzes als die Entgasungs-Öffnung ringförmig umgebende Rippe ergibt sich eine besonders gute Dichtwirkung gegenüber dem als flache Plattenfeder ausgebildeten Ventilkörper.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entgasungsventils, Fig. 2 einen Detailschnitt durch eine Variante im

Bereich der Entgasungsöffnung, Fig. 3 eine Draufsicht zu der Variante nach Fig. 2 in Richtung des Pfeils III in Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht der Plattenfeder,

Figo 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeils V in Fig. auf eine weitere Variante und

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Fig. 6 einen Schnitt durch die in Fig. 5 gezeigte Variante.

Eine Ventilsitzplatte in Form eines Grundkörpers 1 ist rotationssymmetrisch ausgebildet und besitzt als Abdichtung zu einer darüber angeordneten Plattenfeder 2 eine oder mehrere in Kreisbahnen um eine Entgasungsöffnung verlaufende schneidenförmige Rippen 3 (Fig. l) bzw. 3, 3a und 3b (Fig. 5 und 6). Der Grundkörper 1 ist aus Gründen der chemischen Beständigkeit einerseits und wegen einer gewissen plastischen Verformbarkeit im Bereich der Rippen 3, 3a und 3b andererseits aus Polyäthylen, bevorzugt aus höhermolekularem Polyäthylen, hergestellt und zur Verbesserung der Formsteifigkeit gegebenenfalls auf der Unterseite mit radial verlaufenden Rippen 4 versehen.

In die zentral angeordnete, zylindrische Entgasungsöffnung 5 im Grundkörper 1 greift ein im Durchmesser abgesetzter Stopfen 6 mit einem Schaft 7 ein. Eine am Stopfen 6 ausgebildete Kappe 9 übergreift die Entgasungsöffnung 5 auf der von der Plattenfeder 2 abgewandten, dem Behälterinnenraum zugewandten Seite. Der Stopfen 6 besteht aus Polyäthylen. Die Außenseite des Schafts 7 ist mit rillenförmigen, in Durchströmrichtung der Entgasungsöffnung 5 verlaufenden Ausnehmungen 8a versehen, an deren Stelle aber auch in der Begrenzungsfläche der Entgasungsöffnung 5 entsprechende Ausnehmungen ausgebildet sein könnten. Auch die dem Grundkörper 1 zugewandte Fläche der Kappe 9 ist mit rillenförmigen Ausnehmungen 8b versehen, die sich an die Ausnehmungen 8a anschließen, so daß rechtwinklig umgelenkte

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Gasauströmkanäle gebildet werden, deren in Strömungsrichtung erster Abschnitt 8b parallel zur Unterseite des Grundkörper 1 und damit rechtwinklig zur möglichen Aufprallrichtung der Flüssigkeit verläuft, so daß bereits dadurch die Energie der anprallenden Flüssigkeit weitgehend aufgezehrt wird, bevor sie in den Abschnitt 8b eindringt. Die rechtwinklige Umlenkung in Richtung auf den Abschnitt 8a verzehrt weitere Strömungsenergie, so daß in Verbindung mit dem stark reduzierten Strömungsquerschnitt nur noch in seltenen Fällen damit gerechnet werden muß, daß Flüssigkeit durch die Entgasungsöffnung 5 entweichen kann. Diese möglicherweise noch durch die Entgasungsöffnung 5 gelangende Flüssigkeitsmenge wird von der Rippe 3 am weiteren Vordringen gehindert und kann schließlich durch die Entgasungsöffnung 5 wieder zurück in den Behälter fließen.

Eine zusätzliche Sicherheit können die nach der Variante gemäß Fig. 5 und 6 vorgesehenen weiteren Rippen 3a und 3b bieten. Im Gegensatz zur Rippe 3 sind diese Rippen 3a und 3b mit Unterbrechungen 25 versehen, die in beiden Rippen 3a und 3b gegeneinander versetzt sind.

Dadurch ergibt sich der Effekt einer Labyrinthdichtung. Die schlitzförmigen Unterbrechungen - 25 ermöglichen den Rückfluß der etwa bis zur Rippe 3 vorgedrungenen Flüssigkeit.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Variante zur Anordnung des Stopfens 6, nämlich einen Stopfen 24 mit einem eine glatte Außenfläche aufweisenden Schaft 11, weshalb

3 b U ö V 7 V

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für den Gasdurchtritt die Begrenzungsfläche der Entgasungsöffnung 5 mit Schlitzen 5a versehen ist. Zwischen der Kappe 10 des Stopfens 24 und dem Grundkörper 1 ist eine Scheibe 12 aus chemisch beständigem Kunststoff-Vlies angeordnet, das zwar gasdurchlässig, aber flüssigkeitsabdichtend ist. Auf der dem Grundkörper 1 zugewandten Seite der Kappe 10 befindet sich ein Ringkanal 14, in welchen einerseits die Schlitze 5a, wenn auch vom Ringkanal 14 durch die Scheibe 12 getrennt, und andererseits die Kappe 10 durchquerende Bohrungen 13 münden.

Die auf der schneidenförmigen Rippe 3 bzw. den Rippen 3, 3a und 3b aufliegende Plattenfeder 2 ist in Fig. 4 näher dargestellt. Sie besitzt einen kreisscheibenförmigen Zentralabschnitt 15, dessen Durchmesser so bemessen ist, daß der Bereich der Rippen 3, 3a und 3b vollständig überdeckt wird und der Zentralabschnitt 15 noch etwas über die Rippe 3 hinausgreift, um eine zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten. Der Zentralabschnitt 15 ist über nach außen an Breite zunehmende, radiale Stege 23 mit einem als Kreisringfläche ausgebildeten Randabschnitt 16 verbunden. Im Grundkörper 1 ist eine flache Vertiefung ausgebildet, deren Rand unter Bildung zweier Schultern 20 und 22 abgestuft ist. Die dem Grund der Vertiefung benachbarte Schulter 22 liegt dem Randabschnitt 16 der Plattenfeder 2 gegenüber. Die dem Rand der Vertiefung benachbarte Schulter 20 ist mit zylindrischen Befestigungsansätzen 21 versehen, die durch Bohrungen in dem auf die Schulter 20 aufgelegten Randbereich einer Abdeckplatte 17 greifen

ORIGINAL INSPECTED

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und die dazu dienen, die Abdeckplatte durch Thermo- oder Ultraschallschweißung dauerhaft mit dem Grundkörper 1 zu verbinden. Die Abdeckplatte 17 besitzt einen ringförmigen Vorsprung 18, der gegen die Schulter 22 vorspringt und dazu dient, den Randabschnitt 16 der Plattenfeder 2 in Richtung der Schulter"22 zu spannen.

Die Plattenfeder 2 einerseits und die Anordnung der Rippen 3, 3a und 3b und des Vorsprungs 18 andererseits ist so ausgestaltet, daß die Plattenfeder 2 die dem gewollten Öffnungsdruck des Ventils entsprechende Vorspannung erhält. Veränderungen der Vorspannung lassen sich durch Änderung der Abmessungen des Vorsprungs 18, also z.B. durch Verwendung unterschiedlicher Abdeckplatten 17 mit mehr oder minder hohen Vorsprüngen 18, erreichen. Die Plattenfeder 2 liegt dabei mit ihrem Randabschnitt 16 stets an der Stirnfläche 19 des Vorsprungs 18, nicht aber an der Schulter 22 an, vielmehr muß zwischen der Plattenfeder 2 und der Schulter 22 ausreichendes Spiel bestehen, damit sich die Plattenfeder 2 unter dem Einfluß des Gasdrucks bewegen kann.

Claims

DIPLOMINGENIEUR ^ :--. PAT E N TA N WA LT PROFESSIONAL REPRESENTATIVE BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE CORNELIUSSTR. 42· D-8000 MÜNCHEN 5 · TEL. 0S9/2 01 48 67 -TELEX 5 28 425 3442 Dr.-Ing. Walter Frohn-Betriebe 8000 München 90 Entgasungsventil für Lager- und/oder Transportbehälter. Ansprüche:

1. Entgasungsventil für Lager- und/oder Transportbehälter, insbesondere für gefährliche Flüssigkeiten, mit einem eine Entgasungsöffnung aufweisenden Grundkörper und einem auf der Ausströmseite gegen die Entgasungsöffnung vorgespannten, an einem die Entgasungsöffnung umgebenden Ventilsitz dichtend anliegenden Federelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsöffnung (5) auf der Ausströmseite von mindestens einer als Ventilsitz dienenden, ringförmigen Rippe (3, 3a, 3b) umgeben wird und das Federelement eine Plattenfeder (2) ist, welche zumindest den vom Ventilsitz (3) umschlossenen Bereich mit einer geschlossenen Fläche (15) abdeckt.

POSTSCHECKKONTO MÜNCHEN 9504β-80β CB LZ 7OO 1 OO 80 J DEUTSCHE BANK M Cl N CH EN. PROMENADEPLATZ. KONTO-NR. 19/20 594 (BLZ 7OO 7OO 10)

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2. Entgasungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz von einer äußeren, ringförmig in sich geschlossenen Rippe (3) und mindestens einer weiteren, inneren, ringförmigen, Unterbrechungen

(25) aufweisenden Rippe (3a, 3b) gebildet wird.

3. Entgasungsventil nach Anspruch 2 mit mindestens zwei unterschiedliche Durchmesser aufweisenden inneren Rippen, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungen (25) der inneren Rippen (3a, 3b) gegeneinander versetzt angeordnet sind.

4. Entgasungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3, 3a, 3b) einen schneidenförmigen Querschnitt aufweisen.

5. Entgasungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenfeder (2) einen eine geschlossene Fläche aufweisenden, den Bereich der Rippen (3, 3a, 3b) überdeckenden Zentralabschnitt (15), einen eine Kreisringfläche bildenden Randabschnitt (16) und mehrere, den Zentralabschnitt (15) mit dem Randabschnitt (16) verbindende, speichenartig angeordnete Stege (23) aufweist.

6. Entgasungsventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (23) in radialer Richtung verlaufen und ihre Breite von innen nach außen zunimmt.

7. Entgasungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Schaft (7, 11) versehener, die Entgasungsöffnung (5) auf der von der Plattenfeder (2) abgewandten Seite des Grundkörpers (1) mit einer Kappe (9, 10) abdeckender Stopfen (6, 24) mit seinem Schaft (7, 11) in die Entgasungsöffnung (5) eingesetzt ist, wobei durch in Ausströmrichtung verlaufende Ausnehmungen (8a, 5a) am Umfang des Schaftes (7) und/oder der Begrenzungsfläche der Entgasungsöffnung (5) ein Gasdurchtrittsquerschnitt freigehalten ist, und daß zwischen der Kappe (9, 10) und der Entgasungsöffnung (5) ebenfalls ein Gasdurchtrittsquerschnitt freigehalten ist.

8. Entgasungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Grundkörper (1) zugewandten Fläche der Kappe (9) und/oder der Gegenfläche am Grundkörper (l) Gasausströmquerschnitte (8b) angeformt sind, welche vom Bereich außerhalb der Kappe (9) bis zu den Ausnehmungen (8a) am Schaft (7) verlaufen.

9. Entgasungsventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kappe (10) und dem Grundkörper (l) eine gasdurchlässige Scheibe (12) angeordnet ist.

10. Entgasungsventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (12) aus einem chemisch beständigen, gasdurchlässigen, jedoch flüssigkeitsabdichtenden Kunststoff-Vlies besteht.

11. Entgasungsventil nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (10) von zur Scheibe (12) führenden Bohrungen (13) durchquert wird.

12. Entgasungsventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (10) der Scheibe (12) zugewandt mit einem ringförmigen Kanal (14) versehen ist, in welchen die Bohrungen (13) ausmünden.

13. Entgasungsventil nach einem der Ansprüche

1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (16) der Plattenfeder (2) durch einen am Grundkörper (1) abgestützten Gegenhalter (17) so weit in Richtung auf den Ventilsitz (3) gedrückt wird, daß die Federspannung dem gewünschten Öffnungsdruck des Ventils entspricht.

14. Entgasungsventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (l) eine flache Vertiefung aufweist, auf deren Grund die Entgasungsöffnung (5) angeordnet ist und daß der Gegenhalter eine die Vertiefung abdeckende Abdeckplatte (17) ist.

15. Entgasungsventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand der Vertiefung eine Schulter (20) zur Auflage der Abdeckplatte (17) ausgebildet ist, daß die Abdeckplatte (17) mit einem ringförmigen, dem Rand der Piattenfeder (2) zugewandten Vorsprung (18) versehen ist und daß die Abdeckplatte (17) fest mit dem Grundkörper (l) verbunden ist.

16. Entgasungsventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (17) über mehrere Befestigungsansätze (21) am Grundkörper (l) durch Thermo- oder Ultraschallschweißung mit dem Grundkörper H) verbunden ist.