THERMALLY OPERATED SAFETY-VALVE

Abstract: 1. Thermally controlled and intrinsically safe safety valve for a hot-water heating installation, which valve opens in case of excess temperature, comprising (a) a valve housing having an inlet (2) and an outlet (3) and a valve seat (11) located therebetween, (b) a valve closing body (20) guided in the valve housing, which valve closing body has a valve disc (21) coacting with the valve seat (11), (c) a closing spring (27) loading the valve closing body (20), (d) an dilatation body (40) dilatable against the action of the spring (48), which dilatation body is arranged to move the valve closing body (20) in opening direction and to which a temperature sensor (50) of the vapor pressure type is rigidly connected, and (e) a self-safety device which is arranged to move the valve closing body (20) with the valve disc (21) into an open position when the temperature sensor (50) is defect such that the pressure in the dilatation body (40) breaks down, the valve disc (21) lifted from the valve seat (11), characterized in that (f) for forming the self-safety device, the valve closing body (20) is connected to a diaphragm (24), which, in the valve housing, separates a first chamber (26) communicating with the outlet (3) from a second chamber (34), which communicate through a restrictor (35), and (g) the dilatation body (40) is arranged to control a shut-off member (46), which governs a connection between the inlet (2) and the second chamber (34) and opens this connection when the pressure in the dilatation body (40) breaks down.

Description: Thermisch gesteuertes, eigensicheres Sicherbeitsventil Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil für eine armwasserheizungsanlage, bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einem Einlass und einem Auslass und mit einem dazwischen befindlichen Ventilsitz, aus einer das Ventilgehäuse in eine erste, ventilsitzseitige und eine zweite, ventilsitzabgewandte Kammer unterteilenden Membran und aus einem mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden und mit der Membran verbundenen Ventilschliesskörper, der durch eine in einer der Kammern zwischen der Membran und einem Federwiderlager abgestützte Schliessfeder in Schliessrichtung vorbelastet ist. Ein bekanntes Sicherheitsventil dieser Art (DE-OS 26 58 721) ist zum Einbau in geschlossenen Heizungsanlagen vorgesehen und dient als thermische Ablaufsicherung, die verhindert, dass bei Uberhitzungen ein Uberdruck in der Heizungsanlage entsteht. Während bei Heizungsanlagen, die mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen betrieben werden, die Wärmezufuhr zur Heizungsanlage leicht regelbar ist, ist die Regelung der Wärmezufuhr in Heizungsanlagen, die mit festen Brennstoffen betrieben werden, nicht 90 leicht möglich, 90 dass in diesen Fällen an die Sicherheit der Funktion des Sicherheitsventils ganz besondere Anforderungen gestellt werden. Insbesondere wird in solchen und ähnlichen Anwendungsfällen bei thermisch gesteuerten Sicherheitsventilen eine doppelte Sicherung oder ein eigensicheres Sicherheitsventil verlangt, das ist ein Sicherheitsventil, das bei Versagen der thermischen Steuerung ebenfalls anspricht. Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein thermisch gesteuertes, eigensicheres Sicherheitsventil der eingangs genannten Art zu schaffen. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die erste Kammer zur Verbindung mit dem Auslass eingerichtet ist, die zweite Kammer mit dem Einlass und beide Kammern über eine Drosselstelle miteinander in Verbindung stehen, dass in der zweiten Kammer das ventilsitz abgewandte Ende des Ventilschliesskörpers und ein die Verbindung zwischen der ersten Kammer und dem Einlass beherrschender Druckstössel angeordnet sind, dessen erstes Ende dem Ventilschliesskörper zugekehrt ist und dessen zweites Ende mit einer Ubertemperatursicherung beaufschlagt und mit einer dieser entgegenwirkenden Feder vorbelastet ist. Zweckmässige Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Sicherheitsventils sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemässen Sicherheitsventils bildet die Druck kammer mit einem die zweite Kammer begrenzenden Abschlusskörper ein geschlossenes Bauteil, das mit einem Anschlussteil des Ventilgehäuses fest, aber lösbar verbunden ist. Die Sicherheitseinrichtung kann somit als ganzes patronenartig aus dem Ventilgehäuse ausgebaut und in das Ventilgehäuse eingesetzt werden, wodurch einerseits die Wartung oder Reparatur der Sicherheitseinrichtung erleichtert und andererseits bei Wartungsoder Reparaturarbeiten an den Ventilteilen ein Eingriff in die Sicherheitseinrichtung ausgeschlossen wird. Zweckmässigerweise ist der Anschlusskörper becherförmig ausgebildet und mit dem Anschlussteil verschraubt, die Membran zwischen die Stirnseite des Anschlusskörpers und die Stirnseite eines den Ventilsitz bildenden Einsatzes eingespannt und der Ventilschliesskörper in dem Einsatz abdichtend axial gleitbeweglich geführt. Insgesamt wird so nicht nur ein eigensicheres Sicher hpitsventil erhalten, sondern auch ein Sicherheitsventil, das ohne Beeinträchtigung seiner Sicherungsfunktion besonders einfach aufgebaut und-zusammengesetzt ist. Ein Ausführungsbeispiel des Sicherheitsventils nach der Erfindung ist in der Abbildung in einem Längsschnitt dargestellt und wird nachfolgend an Hand der Bezugszeichen im einzelnen beschrieben. Das Sicherheitsventil besteht aus einem Anschlussteil 1, einem Einsatz 10 mit einem Ventilsitz 11, einem axial in dem Einsatz 10 geführten Ventilschliesskörper 20 und einer Sicherheitseinrichtung, die ein geschlossenes Bauteil 30 bildet. Zwischen dem Einsatz 10 und dem Bauteil 30 ist eine Membran 24 eingespannt, die an dem ventilsitzabgewandten Ende des Ventilschliesskörpers 20 befestigt ist. Das Anschlussteil 1 bildet dabei zusammen mit dem Einsatz 10 und dem Bauteil 30 das Ventilgehäuse. Im einzelnen besteht das Anschlussteil 1 aus einem Ein lass 2 und einem Auslass 3, zwischen denen ein Durchlass 4 gebildet ist. Einlass 2 und Auslass 3 sind mit Gewinde zum Anschluss an Rohrleitungen versehen. Seitlich und senkrecht zur allgemeinen Durchflussrichtung trägt das Anschlussteil n einen Ansatz 5, der an seinem äusseren Ende mit Innengewinde versehen ist und innenseitig eine Ringschulter 6 bildet. Nach der Seite des Einlasses 2 ist der Ansatz 5 offen. Auf der Seite des Auslasses 3 ist die Ringschulter 6 mit dem Durchlass 4 verbunden; auf dieser Seite erstreckt sich auch ein Durchgangskanal 7 durch die Ringschulter 6. Der Einsatz 10 bildet an einem Ende den Ventilsitz 11 und ist mit diesem Ende unter Zwischenlage eines in eine Umfangsnut 12 eingelegten Dichtungsringes 13 abdichtend in den Durchlass 4 eingesetzt. Das andere Ende des Einsatzes 10 hat einen vergrösserten Durchmesser und ist durch eine Stufe 14, die der Ringschulter 6 aufliegt, von dem ventilsitzseitigen einen Ende des Einsatzes 10 getrennt. Einer Abstufung in der Ringschulter 6 liegt der Einsatz 10 unter Zwischenlage eines Dichtringes an. Das vergrösserte Ende des Einsatzes 10 ist mit einem Ringflansch 15 versehen, der an den Innendurchmesser des Ansatzes 5 angepasst ist und diesem im Abstand von dessen Innengewinde anliegt. Von oben her ist der Einsatz 10 mit einer ringförmigen, konzentrischen Ausnehmung 16 versehen, die über Durchbrüche 17 mit dem Raum oberhalb der Ringschulter 6 verbunden ist. Durch den Einsatz 10 verläuft koaxial eine Innenbohrung 18, die über vier gegeneinander versetzte, nahe dem Durchlass 4 angeordnete Durchtrittsöffnungen 19 mit dem Einlass 2 verbunden ist. Ein Ventilschliesskörper 20 ist in der Innenbohrung 18 des Einsatzes 10 abdichtend und gleitbeweglich geführt. Ein verjüngtes Ende des Ventilschliesskörpers 20 verläuft durch den Ventilsitz 11 hindurch und trägt einen mit diesem zusammenwirkenden Ventilteller 21. Das andere Ende des Ventilschliesskörpers 20 ragt ein Stück über den Einsatz 10 hinaus und bildet ein verjüngtes Anschlagteil 22, auf dessen Aussengewinde ein Haltering 23 aufgeschraubt ist. Durch den Haltering 23 werden der Innenrand einer Membran 24, deren Aussenrand dem Ringflansch 15 des Einsatzes 10 aufliegt, und ein Federteller 25 in Anlage an dem Absatz des Ventilschliesskörpers 20 gehalten, der an dem Übergang zu dem verjüngten Anschlagteil 22 ausgebildet ist. Die Membran 24 schliesst so die ringförmige Ausnehmung 16 in dem Einsatz 10 unter Ausbildung einer ventilsitzseitigen ersten Kammer 26 ab, an deren Boden sich eine an dem Federteller 25 angreifende und dadurch den Ventilschliesskörper 20 in Schliessrichtung vorbelastende Schliessfeder 27 abstützt. Ein koaxial durch den Ventilschliesskörper 20 verlaufender Innenkanal 28 mündet in den Anschlagteil 22 und endet in dem Bereich, in dem sich der Ventilschliesskörper 20 verjüngt, in einem Querkanal 29, der sich zur Innenbohrung 18 des Einsatzes 10 und damit zum Einlass 2 des Sicherheitsventils öffnet. Die Sicherheitseinrichtung bildet ein geschlossenes Bauteil 30. Dieser besteht zunächst aus einem becherförmigen Anschlusskörper 31, der aussenseitig mit einem Gewinde und einem daran anschliessenden Anschlagring 32, sowie mit einer Angriffsfläche 33 für ein Werkzeug versehen ist. Der Anschlusskörper 31 ist in das Innengewinde am äusseren Ende des Ansatzes 5 eingeschraubt und liegt mit seiner Stirnseite dem Aussenrand der Membran 24 auf. Die Membran 24 ist so zwischen den Ringflansch 15 des Einsatzes 10 und den Rand des Anschlusskörpers 31 eingespannt, und es entsteht eine ventilsitzabgewandte, zweite Kammer 34. Die zweite Kammer 34 steht über eine Drosselstelle 35, die von einer relativ engen Verbindungsbohrung- in der Membran 24 gebildet wird, mit der ersten Kammer 26 in Verbindung. Der Boden des Anschlusskörpers 31 enthält eine in das Innere der zweiten Kammer 34 vorspringende Führung 36, die koaxial verläuft und zu dem Ventilschliesskörper 20 ausgerichtet ist. Ein zurückspringender Teil 37 des Bodens des Anschlusskörpers 31 trägt ein Aussengewinde, auf das eine Uberwurfmutter 38 aufgeschraubt ist. Diese Uberwurfmutter 38 greift über einen Ringflansch 39 am offenen Rand einer becherförmigen Druckkammer 40, die eine weitere Komponente des Bauteils 30 bildet. In der Druckkammer 40 ist ein Innenmantel 41 angeordnet, an dessen eines Ende eine Halterung 42 angeschweisst ist und dessen anderes Ende durch eine Anschlagscheibe 43 abgeschlossen ist, die den Boden der Druckkammer 40 bedeckt. An der Halterung 42 befindet sich ein koaxial in der Druckkammer 40 angeordnetes Federgehäuse 44 in Gestalt eines Wellrohrelementes, das am gegenüberliegenden Ende mit einem damit druckdicht verbundenen, beispielsweise verschweissten Deckel 45 verschlossen ist. Ein Druckstössel 46 erstreckt sich durch die Führung 36 teils in die zweite Kammer 34, teil in das Federgehäuse 44. Das erste Ende des Druckstössels 46 trägt eine Dichtfläche 47 und liegt mit dieser dem verjüngten Anschlagteil 22 des Ventilschliesskörpers 20 an; das zweite Ende des Druckstössels 46 trägt einen Federteller 47, der unter der Wirkung einer Feder 48 steht, die sich in einer Ringnut 49 im zurückspringenden Teil 37 des Bodens des Anschlusskörpers 31 abstützt und den Druck stössel 46 in Abhubrichtung von dem Anschlagteil 22 vor- belastet. Der Druckstössel 46 ist durch in den zurückspringenden Teil 37 des Anschlusskörpers 31 eingesetzte Dichtelemente abdichtend in der Führung 36 geführt. Eine temperaturabhängig druckerzeugende Ubertemperatur- sicherung 50 in Gestalt eines Messfühlers ist an geeigneter Stelle in die Heizungsanlage eingebaut und über eine Druckkapillare 51, die druckdicht in den Boden der Druckkammer 40 und die Anschlagscheibe 43 eingeführt ist, mit der Druckkammer 40 verbunden. Das vorstehend beschriebene, in Schliessstellung dargestellte Sicherheitsventil arbeitet wie folgt: Im normalen Betriebszustand am Mess- fühler 50 hält der darin entwickelte Druck der Feder 48 in der Weise die Waage, dass der Druckstössel 46 dem Anschlagteil 22 des Ventilschliesskorpers 20 anliegt und die Verbindung zwischen der zweiten Kammer 34 und dem Einlass 2 unterbrochen ist. Der Druck in der Druckkammer 40 reicht nicht aus, um den Druck der Schliessfeder 27 zu überwinden, so dass der Ventilteller 21 in dichtender Anlage an dem Ventilsitz 11 gehalten und der Durchlass 4 geschlossen ist. Bei Überhitzung wächst der im Messfühler 50 erzeugte Druck und wird über die Druckkapillare 51 auf die Druckkammer 40 übertragen. Ubersteigt der Druck in der Druckkammer 40 einen im wesentlichen durch die Schliessfeder 27 bestimmten oberen Grenzwert, so wird das Federgehäuse 44 mit der Feder 48 zusammengedrückt und der Druckstossel 46 und damit der Ventilschliesskörper 20 gegen die Kraft der Schliessfeder 27 verschoben und der Ventilteller 21 unter Freigabe des Durchlasses 4 von dem Ventilsitz 11 abgehoben. Dadurch wird die eingangs erwähnte thermische Ablaufsicherung ausgelöst. Bei Abnahme der Ubertemperatur geht der Druck in dem Mess- fuhler 50 und damit der in der Druckkammer 40 wirksame Druck wieder zurück, und der Ventilschliesskörper 27 und mit ihm der Druckstössel 46 und das Federgehäuse 44 kehren wieder in die dargestellte Ausgangsstellung zurück, in der der Ventilteller 21 dem Ventilsitz 11 abdichtend anliegt. Die Eigensicherung des Sicherheitsventils soll bewirken, dass trotz Ausfall des Messfühlers 50, Bruch der Druckkapillare 51 oder dergl., die Entstehung einer Uber- temperatur in der Heizungsanlage sicher verhindert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass in einem solchen Fall die Feder 48 voll wirksam wird und das Federgehäuse 44 unter Mitnahme des Druckstössels 46 bis zur Anschlagscheibe 43 ausdehnt. Der Druckstössel 46 hebt dadurch von dem Anschlagteil 22 ab und gibt die Mündung des Innenkanals 28 und damit eine Verbindung vom Einlass 2 zur zweiten Kammer 34 frei. Da die zweite Kammer 34 nur über die Drosselstelle 35 mit der ersten Kammer 26 und (über die Durchtrittsöffnungen 17 und den Durchgangskanal 7 mit) dem Auslass 3 verbunden ist, kann sich an der Membran 24 ein Druck aufbauen, der ausreicht, um die Kraft der Schliessfeder 27 zu überwinden und den Ventilschliesskörper 20 mit dem Ventilteller 21 unter Öffnung des Durchlasses 4 vom Ventilsitz 11 abzuheben.

Claims: Patentansprüche 1. Sicherheitsventil für eine Warmwasserheizungsanlage, bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einem Einlass und einem Auslass und mit einem dazwischen befind lichen Ventilsitz, aus einer das Ventilgehäuse in eine erste, ventilsitzseitige und eine zweite, ventilsitzabgewandte Kammer unterteilenden Membran und aus einem mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden und mit der Membran verbundenen Ventilschliesskörper, der durch eine in einer der Kammern zwischen der Membran und einem Federwiderlager abgestützte Schliessfeder in Schliessrichtung vorbelastet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer (26) zur Verbindung mit dem Auslass (3) eingerichtet ist, die zweite Kammer (34) mit dem Einlass (2) und beide Rammern (26, 34) über eine Drosselstelle (35) mit einander in Verbindung stehen, dass in der zweiten Kammer (34) das ventilsitzabgewandte Ende des Ventilschliesskörpers (20) und ein die Verbindung zwischen der ersten Kammer (26) und dem Einlass (2) beherrschender Druckstössel (46) angeordnet sind, dessen erstes Ende dem Ventilschliesskörper (20) zugekehrt ist und dessen zweites Ende mit einem auf Dampfdruckbasis arbeitenden Temperatureggeber (50) beaufschlagt und mit einer diesem entgegenwirkenden Feder (44) vorbelastet ist. 2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das Ventilgehäuse an dem vom Ventil sitz (11) abgewandten Ende eine Druckkammer (40) auf weist, die an den Temperaturweggeber (50) angeschlos sen ist, dass der Druckstössel (46) abdichtend und gleit beweglich durch das Ventilgehäuse hindurdigeführt ist und dass das zweite Ende des Druckstössels (46) einen Federteller (47) trägt und in ein flexibles, gegen die Druckkammer (40) abgeschlossenes Federgehäuse (44) eingeschlossen ist, das die den Druckstössel (46) vorbelastete Feder (48) umschliesst. 3. Sicherheitsventil nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass das Federgehäuse (44) von einem Well rohrelement gebildet ist, dessen eines Ende abdich tend an dem Ventilgehäuse befestigt ist und dessen anderes Ende durch einen Deckel (45) abdichtend ver schlossen ist. 4. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (40) ein becherförmiges Gehäuse bildet, dessen geschlossenes Ende an eine Druckkapillare (51) angeschlossen ist und dessen offenes Ende mittels eines Ringflansches (39) mit einer Uberwurfmutter (38) an dem Ventil gehäuse befestigt ist. 5. Sicherheitsventil nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschliess körper (20) einen Innenkanal (28) aufweist, dessen eines Ende über einen Querkanal (29) an den Einlass (2) angeschlossen ist und dessen anderes Ende in einem die Membran (24) durchsetzenden, mit dem ersten Ende des Druckstössels (46) zusammenwirkenden Anschlagteil (22) des Ventilschliesskörpers (20) in der zweiten Kammer (34) mündet. 6. Sicherheitsventil nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass der Druckstössel (46) an seinem ersten Ende mit einer Dichtfläche (47) versehen ist. 7. Sicherheitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die zweite Kammer (34) begrenzender Abschlusskörper (31) mit dem Anschlussteil (1) des Ventilgehäuses fest aber lösbar verbunden ist und der Tempera turweggeber (50) mit der Druckkammer (40) einen mit dem Abschlusskörper (31) fest aber lösbar verbundenes Bauteil bildet. 8. Sicherheitsventil nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass der Abschlusskörper (31) becherförmig ausgebildet und mit dem Anschlussteil (1) verschraubt ist, dass die Membran (24) zwischen die Stirnseite des Anschlusskörpers (31) und die Stirnseite eines den Ventilsitz (11) bildenden Einsatzes (10) einge spannt ist und dass der Ventilschliesskörper (20) in dem Einsatz (10) abdichtend axial gleitbeweglich gefuhrt ist.

Inventors: HECKING, WILLI, SASSERATH, AREND
Applicants: HANS SASSERATH & CO KG
Application year: 1981
Main classification: F16K17
IPC codes: F16K17, G05D23