DE1059732B - Sicherheitsventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein federbelastetes Sicherheitsventil für Gebläse und Verdichter. Bei diesen Sicherheitsventilen wird die Belastungsfeder entsprechend dem Hub des Ventils zusammengedrückt. Dadurch wirkt auf den Ventilteller ein mit zunehmendem Ventilhub steigender Federdruck, dessen Größe durch die Hubhöhe und die Federkennlinie bestimmt ist. Bei den meisten bekannten Ventilen mit federbelastetem Ventilteller ist daher der herrschende Federdruck am Ende eines großen Hubs wesentlich größer als zu Beginn des Hubs, so daß der Druck vor dem Ventil mit größer werdender Durchströmmenge steigt. Das ist jedoch unerwünscht. Ideal wäre die Arbeitsweise eines solchen Ventils dann, wenn mit steigender Durchströmmenge der Abblasdruck entsprechend dem Öffnungsdruck des Ventils konstant bliebe.

Um dieser idealen Arbeitsweise näher zu kommen, hat man den Ventilteller mit einer Hochhubzusatzfläche versehen. Bei diesen Hochhubventilen strömt das Medium über den Ventilsitz in eine Art Kammer, wobei der Austritt von der Zusatzfläche stark gedrosselt ist, so daß sich die in die Kammer eingeströmte Luft staut und auf die Zusatzfläche ein zusätzlicher Druck ausgeübt wird, welcher den Ventilteller schlagartig von der Ventilöffnung abreißt. Dadurch fällt der Abblasdruck ruckartig ab und unterschreitet wesentlich den eingestellten öffnungsdruck. Er läßt sich mit diesen Hochhubeinrichtungen nicht konstant halten. Diese Art von Hochhub ventilen wird auch hauptsächlich für hohe Drücke und als Überdrucksicherung für Dampfkessel verwendet, bei denen schlagartiges Öffnen erwünscht ist, teils auch deswegen, weil die Durchtrittsgeschwindigkeit bei nur wenig geöffnetem Ventil sehr hoch ist und der Ventilsitz durch den längere Zeit mit hoher Geschwindigkeit durchblasenden Dampf zerstört werden könnte.

Bei Sicherheitsventilen für Gebläse und Verdichter kommt es dagegen auf gleichmäßigen Abblasdruck an, der bei dem erfindungsgemäßen, federbelasteten Ventil dadurch erreicht wird, daß am Rand des Ventiltellers ein Abströmkanal ausgebildet ist und in diesen Kanal ragende, dessen Querschnitt verringernde Nocken oder Vorsprünge am Ventilteller angeordnet sind, welche einen Staudruck erzeugen, der die mit zunehmendem Ventildruck steigende Rückstellkraft der Ventilbelastungsfeder weitgehend ausgleicht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und mehrerer Anwendungsmöglichkeiten, welche in der Zeichnung veranschaulicht sind.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch das Ventil;

Anmelder:

Aerzener Maschinenfabrik G.m.b.H.,
Aerzen (Kr. Hameln)

Walter Simonsmeier, Barntrup (Lippe),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 2 ist ein horizontaler Schnitt nach Linie U-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Kennliniendiagramm, bei welchem der vertikale Pfeil p den steigenden Druck auf das Ventil und der horizontale Pfeil Q die Richtung des steigenden Abblasvolumens angibt.

Das Ventil besteht aus einem Ventilteller 1, der mittels einer Kopfschraube 2 an einer Spindel 3 koaxial befestigt ist. Diese Spindel ist in einer Bohrung 4 der durch die Ventilöffnung 5 durchgreifenden Führungsnabe 6 längsverschiebbar gelagert, während die Führungsnabe 6 durch speichenartige Stege 7 mit der als Trennwand dienenden Sitzplatte 8 für das Ventil verbunden ist. Zur genauen zentrischen Führung der Spindel 3 in der Bohrung 4 der Nabe 6 ist in diese eine Lagermuffe 9 eingefügt, welche mit engem Spiel am Umfang der Spindel 3 anliegt. Diese Lagermuffe 9 kann durch eine Sicherungsschraube 10 in der Nabe 6 arretiert werden.

Der durch die Nabe 6 hindurchgreifende Teil der Spindel ist an seinem Ende mit einem Außengewinde 11 versehen, auf welches ein Federteller 12 aufgeschraubt und mittels einer Mutter 13 gekontert ist. Dieser Federteller 12 dient als Widerlager für die die Spindel 3 zentrisch umgebende und mit ihrem anderen Ende gegen die Nabe 6 anliegende, schraubenförmig gewundene Ventilbelastungsfeder 14. Durch die auf der Spindel 3 längsverschiebbare Ausbildung des Federtellers 12 und durch dessen mittels der Schraube 13 gewährleistete Feststellbarkeit in beliebiger Höhe des Gewindes 11 kann die Spannung der Feder 14 beliebig verändert und das Ventil auf den gewünschten öffnungsdruck eingestellt werden. Die koaxiale Anordnung der Spindel 3 und der diese umgebenden Ventilfeder 14 zum Ventilteller 1 verhindert jegliches Verkanten der Spindel in ihrer Führung 4. Dies ist für die Leichtgängigkeit des Ventils, insbesondere für den Betrieb bei geringen Öffnungsdrücken, von wesentlicher Bedeutung.

909 557/238

Der Ventilteller 1 ist in einem bestimmten Abstand von einem ringförmigen Umlenkkragen 15 umgeben, der bis über den Rand des Ventiltellers hochgeführt ist und zusammen mit diesem einen ebenfalls ringförmigen Abströmkanal 16 für das auszublasende Medium bildet. Um die mit zunehmendem Hub des Ventiltellers 1 und damit der Spindel 3 steigende Rückstellkraft der Ventilfeder 14 weitgehend auszugleichen, sind am Umfang des Ventiltellers Nocken oder Vorsprünge 17 angeordnet, die in den Abströmkanal 16 ragen und dessen Querschnitt stellenweise verringern. Diese Nocken oder'.Vorsprünge erzeugen durch ihre Verringerung des-Querschnitts des Kanals 16 einen auf ihre Unterseite einwirkenden Staudruck, welcher mit größer werdender Durchflußmenge durch den Abströmkanal 16 ansteigt und dadurch bis zu einer bestimmten Hubhöhe die linear zunehmende Rückstellkraft der Ventilfeder 14 kompensiert.

Durch diese Ausbildung des Ventiltellers 1 und eines diesen umgebenden Abströmkanals 16 wird eine Arbeitscharakteristik des Ventils gewährleistet, die der Kurve 18 in Fig. 3 der Zeichnung entspricht. Durch geeignete konstruktive Ausbildung der Nocken 15 und des Abströmkanals 16 können bestimmte Staudruckwerte erreicht und mit der Federkennlinie abgestimmt werden. Der Druckverlauf des Staudruckventils kann dadurch beliebig beeinflußt werden, so daß er sich bei richtiger Abstimmung der durch die Kurve 19 angegebenen idealen Charakteristik nähert. Das erfindungsgemäße Staudruckventil besitzt also eine der idealen Linie 19 bedeutend näher kommende Charakteristik als die bisher bekannten federbelasteten Ventile und die Hochhubventile, deren Charakteristiken durch die Kurven 20 und 21 wiedergegeben sind.

Da in den meisten Fällen nur eine langsame Reaktion des Ventils erwünscht ist, ist an die Führungsnabe 6 mittels einer Befestigungsschraube 22 ein Dämpfzylinder 23 angeschlossen, welcher den unteren Teil der Spindel 3, die diesen Teil umgebende ieöii"

uer juamptzyiinaer έά ist mit uampieroi geiuntja^KgL·, ches beim Heben und Senken des gleichzeitig au" Bremskolben dienenden Federtellers 12 infolge von dessen geringem Spiel im Dämpfzylinder 23 nur langsam zwischen Federteller und Dämpfzylinder hindurchtreten kann und dadurch eine Dämpfung der Ventilbewegung bewirkt. Außerdem wird hierdurch die Genauigkeit der zentrischen Führung der Spindel 3 in der Bohrung 4 und dadurch deren Leichtgängigkeit erhöht. Zur Abdichtung des Zylinderraumes von der Bohrung 4 und der Nabe 6 kann zwischen dieser und der Spindel 3 eine Dichtmanschette 24 angeordnet sein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Federbelastetes Sicherheitsventil für Gebläse und Verdichter mit einem den Ventilteller ring-

ao förmig umgebenden, sich in Achsrichtung des Ventils erstreckenden Abströmkanal, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilteller (1) in den Abströmkanal (16) radial hineinragende, dessen Querschnitt verringernde Nocken oder Vor-Sprünge (17) angeordnet sind, welche einen Staudruck erzeugen, der die mit zunehmendem Ventilhub steigende, auf den Ventilteller einwirkende Rückstellkraft weitgehend ausgleicht.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung der Ventilbewegung ein Dämpfzylinder vorgesehen ist, der die Ventilfeder und die von dieser umgebene den Dämpfkolben tragende Ventilspindel umschließt und zusammen mit dieser koaxial zum Federteller angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 359 434, 644 260, 675 618, 677 032, 724 994, 757 563, 847 388, 849 206, 943 562.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen