Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitsventil zum Abbau eines eine vorgegebene Schwelle übersteigenden Überdrucks über zur umgebenden Atmosphäre führende Ausströmöffnungen mit einem dichtend an einem Überdruckraum anbringbaren, einen Ventilsitz aufweisenden Ventilgehäuse und einer mit diesem lösbar verbundenen Ventilhaube, in der ein mit definierter Gegenkraft gegen den Ventilsitz gedrückter Ventilkegel in einer Axialführung gehalten ist.

Ein Sicherheitsventil dieser Art ist in der DE 77 34 368 U1 angegeben. Bei diesem bekannten Sicherheitsventil wird ein Ventilgehäuse in Form eines Gehäuseunterteils mit einem Hochdruckstutzen an einen Hochdruckraum angeschlossen, und ein Strömungsweg in einen drucklosen Raum ist mittels eines mit Federkraft auf einen Ventilsitz gedrückten tellerförmigen Ventilkegels bei normalen Druckverhältnissen gesperrt, wird aber durch Anheben des Ventiltellers in Folge eines eine vorgegebene Schwelle übersteigenden Drucks geöffnet, so dass sich der Druck in dem Hochdruckraum durch Ausstrom des den Druck erzeugenden Mediums in den drucklosen Raum abbaut. Der Ventilkegel ist an einem eine Axialführung bewirkenden Führungsglied in Form eines Ventilstößels angebracht, der in einem Führungsstück verschieblich geführt ist, welches in einem eine Haube bildenden Ventiloberteil angebracht ist. Zwischen dem Ventilunterteil und dem Ventiloberteil ist zur Abdichtung der Führungskomponenten gegenüber dem Medium eine Dichtmembran eingespannt, auf der auf der von dem Hochdruckraum abgewandten Seite ein topfförmiger Membranteller sitzt. Die Dichtmembran ist an ihrem Außenrand eingespannt. In dem Gehäuseunterteil ist in dessen Hohlraum in axialer Richtung von dem Einspannrand der Dichtmembran in den Druckraum versetzt der Ventilsitz eingearbeitet. Bei diesem Aufbau ist der drucklose Raum über einen Leitungsanschluss verbunden, wobei kein freier Übergang zur Atmosphäre gezeigt ist.

Auch in der DE 68 06 240 U ist ein Sicherheitsventil gezeigt, wobei seitliche Ausströmöffnungen in einem Ventilgehäuse von einem umlaufenden, radial beabstandeten Luftleitblech umgeben sind. Das Luftleitblech ist hierbei an seinem von dem Ventilsitz abgewandten oberen Abschnitt nach innen abgekantet und mit einem Innenrand zwischen Ventilsitz und einem Ventiloberteil eingespannt.

Ein weiteres Sicherheitsventil, bei dem radialseitige Ausströmöffnungen in einem Ventilgehäuse von einem umlaufenden, radial beabstandeten Luftleitkörper umgeben sind, ist auch in der DE 44 04 350 C2 gezeigt. Hierbei bildet der Luftleitkörper einen Abschnitt der Ventilhaube.

Weitere Sicherheitsventile mit glockenförmigem Luftleitkörper zeigen auch die GB 217 530 und die US 6,532,987 B1.

Ein weiteres Sicherheitsventil in Form eines Überdruckventils ist in der DE 698 07 273 T2 gezeigt. Ein Übergang in eine umgebende freie Atmosphäre ist nicht näher erläutert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsventil der eingangs genannten Art bereit zu stellen, das für einen Austritt des Mediums zu einer freien Umgebungsatmosphäre ausgelegt ist und eine möglichst einfache Fertigung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Ausströmöffnungen in einen den Ventilsitz umgebenden Wandbereich des Ventilgehäuses oder der Ventilhaube eingebracht und auf ihrer Außenseite von einem umlaufenden radial beabstandeten Luftleitblech umgeben sind, das mit einem zylindrischen Halteabschnitt, dessen Innendurchmesser an den Außendurchmesser der Ventilhaube angepasst ist, axial von den Ausströmöffnungen versetzt an der Ventilhaube festgelegt ist und auf seiner von dem Befestigungsabschnitt abgekehrten Seite außerhalb der Ausströmöffnungen einen ringförmigen umlaufenden Austrittspalt für das strömende Medium frei lässt, und dass der auf den zugeordneten Abschnitt der Ventilhaube aufgesteckte Halteabschnitt eingeformte Haltestrukturen aufweist, die mit darauf abgestimmten Gegenstrukturen an dem Abschnitt der Ventilhaube fixierend zusammenwirken.

Mit dem Luftleitblech wird ein Personenschutz insbesondere in Verbindung mit sogenannten F/K/S-Ventilen (für Substanzen mit flüssigen, körnigen und/oder staubförmigen Bestandteilen) erhalten. Das Strömungsmedium wird nicht unmittelbar in die das Sicherheitsventil umgebende Atmosphäre ausgeströmt, sondern der radiale Ausstrom durch die Ausströmöffnungen wird von dem Luftleitblech umgelenkt, je nach Anordnung des Sicherheitsventils z.B. nach unten. Dabei wird eine günstige Montage des Luftleitblechs erreicht.

Für die Herstellung und Montage sind des Weiteren die Maßnahmen von Vorteil, dass die Haltestrukturen als nach innen oder außen gerichtete Haltewarzen oder Halterillen und die Gegenstrukturen als nach außen oder innen gerichtete Vertiefungen oder Vorsprünge ausgebildet sind. Dabei besteht eine vorteilhafte Maßnahme darin, dass die Haltewarzen eingeprägt sind.

Zur einfachen Montage tragen des Weiteren die Maßnahmen bei, dass der Außendurchmesser der Ventilhaube im Bereich des Halteabschnittes verringert ist und über einen Anschlagabsatz, an den die Stirnseite des Halteabschnittes angrenzt, in einen erweiterten Bereich übergeht. Dadurch wird ein stets eindeutiger Sitz sichergestellt.

Für die Umleitfunktion ist vorteilhaft vorgesehen, dass sich der Halteabschnitt von seiner Stirnseite bis zu dem benachbarten Rand der Ausströmöffnungen erstreckt und dass sich an den Halteabschnitt des Luftleitbleches ein um höchstens 90° nach außen gebogener erster Luftleitabschnitt und daran ein um höchstens 90° nach innen gebogener weiterer Luftleitabschnitt anschließt, dessen stirnseitiger umlaufender Rand den Austrittspalt umgrenzt. Beispielsweise fassen sich auf diese Art zwei ineinander übergehende konische Umleitabschnitte erhalten.

Für die Funktion auch in Verbindung mit dem Strömungsverhalten sind des Weiteren die Maßnahmen von Vorteil, dass zum Schutz der Axialführung zwischen dieser und dem Ventilkegel eine flexible Dichtmembran an ihrem Außenrand mittels Spannelemente eingespannt ist.

Ist dabei vorgesehen, dass die Dichtmembran mittels der Spannelemente in dem Hohlraum der Ventilhaube an deren Innenumfang festgelegt ist, wobei in dem Hohlraum der Ventilhaube auf einer Seite der Dichtmembran einstückig an der Hohlraumwandung oder mittels eines separaten, ortsfest eingesetzten Stückes eine umlaufende ringförmige Klemmfläche gebildet ist, gegen die der Außenrand der Dichtmembrane mittels eines auf deren anderer Seite angeordneten ringförmigen Gegenstückes festgeklemmt ist, und wobei das eingesetzte Stück einen auf der von dem Ventilkegel abgewandten Seite der Dichtmembran angeordneten Membranteller bildet, so wird der Aufbau weiter begünstigt, wobei die Ausströmöffnungen vorteilhaft in der Ventilhaube angeordnet werden können.

Eine zuverlässige Funktion des Sicherheitsventils wird dabei dadurch unterstützt, dass eine die Gegenkraft erzeugende Schraubenfeder auf einem auf der von dem Ventilkegel abgewandten Seite des eingesetzten Stücks in dem Hohlraum in axialer Richtung beweglich angeordneten separaten Federteller abgestützt ist, der mit dem Führungsglied axial unverschieblich verbunden ist, und dass die Schraubenfeder mit ihrem von dem Ventilkegel abgewandten Ende an einem in dem Hohlraum der Ventilhaube ortsfest angeordneten weiteren Federteller abgestützt ist.

Die Funktion und der Aufbau einschließlich der Anordnung und Ausbildung der Ausströmöffnungen werden ferner dadurch begünstigt, dass das Ventilgehäuse in einem axial von dem Ventilsitz in Richtung von dem Ventilkegel weg versetzten Abschnitt ein Außengewinde trägt und mit diesem in ein angepasstes Innengewinde in der zugekehrten Hohlraumwandung der Ventilhaube eingeschraubt ist und dass der Ventilsitz den vordersten Randbereich des Ventilgehäuses bildet.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass die Ventilhaube aus einem Rohrstück zylindrischen Querschnitts gefertigt ist.

Für die Funktion und den Aufbau sind des Weiteren die Maßnahmen von Vorteil, dass die Ventilhaube auf ihrer von dem Ventilkegel abgewandten Seite eine Anlüfteinheit aufweist, die von einer nur unter Zerstörung abnehmbaren Kappe abgedeckt, an der Ventilhaube lösbar angebracht und mit dem Führungsglied verbunden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Sicherheitsventil im Längsschnitt,

2 eine perspektivische Ansicht des Sicherheitsventils nach 1 und

3 ein dem Sicherheitsventil nach 1 ähnliches Sicherheitsventil im Längsschnitt und in einer vergrößerten Detailansicht.

Das in 1 gezeigte Sicherheitsventil setzt sich aus einem Ventilgehäuse 1 und einer daran angeschraubten Ventilhaube 2 zusammen, die im Wesentlichen aus einem bearbeiteten zylindrischen Rohrstück besteht, an dessen von dem Ventilgehäuse 1 abgewandter Seite eine von einer Kappe 9 abgedecktes rändelmutterartiges Abschlussstück 8 angeschraubt ist. Das Ventilgehäuse 1 ist mittels eines Gewindes, und zwar vorliegend eines Außengewindes 1.2, an einem angepassten Gewinde eines (nicht gezeigten) Druckraums anschraubbar und besitzt einen Strömungskanal 1.5, um ein Druck erzeugendes Medium bei einem eine vorgegebene Druckschwelle überschreitenden Überdruck nach außen zu leiten, wobei der Strömungskanal im Normalfall im Bereich eines Ventilsitzes 1.3 mittels eines mit einer Dichtung 10 versehenen Ventilkegels 3 abgesperrt ist und bei einem die Schwelle überschreitenden Überdruck gegen eine mittels einer Feder 18 erzeugte Gegenkraft freigebbar ist.

Das Ventilgehäuse 1 und die zylindrische, rohrförmige Ventilhaube 2 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei der Strömungskanal 1.5 ebenfalls koaxial in dem Ventilgehäuse 1 angeordnet ist. Der Ventilsitz 1.3 befindet sich an dem in das Innere der Ventilhaube 2 ragenden stirnseitigen Rand des Ventilgehäuses 1 und ist, wie auch der Strömungskanal 1.5, rotationssymmetrisch ausgebildet und wirkt mit der auf der zugekehrten, flach ausgebildeten Seite des tellerartigen Ventilkegels 3 dichtend zusammen. Zum einfachen Anschrauben an dem Druckraum, beispielsweise einem Überdruckbehälter, weist das Ventilgehäuse 1 einen Sechskant 1.1 auf, wie aus 2 ersichtlich.

Auf der von der Dichtseite abgewandten Seite ist an dem Ventilkegel 3 ein Ventilstößel 5 angebracht, beispielsweise in eine Bohrung eingesetzt und mit einem Splint 22 oder einer Schraubverbindung festgelegt. Der Ventilstößel 5 ist koaxial innerhalb der Ventilhaube 2 angeordnet und zum Abheben des Ventilkegels 3 von dem Ventilsitz 1.3 innerhalb der Ventilhaube 2 unter Führung verschieblich gelagert. Die den Ventilstößel 5 umgebende Feder 18 ist an ihrem dem Ventilkegel 3 zugewandten unteren Ende und an ihrem von dem Ventilkegel 3 abgewandten oberen Ende an einem unteren bzw. oberen Federteller 6, 7 abgestützt, wobei der untere Ventilteller 6 an dem Ventilstößel 5 ortsfest angebracht und innerhalb des Hohlraumes der Ventilhaube 2 in axialer Richtung bewegbar ist, während der obere Ventilteller 7 ortsfest in dem Hohlraum der Ventilhaube 2 festgelegt ist, und zwar mittels eines Außengewindes an einem in die Hohlraumwandung eingebrachten Innengewinde. Der obere Federteller 7 ist mittels einer Kontermutter 12 gesichert und besitzt eine zentrale Bohrung oder ein in eine zentrale Aussparung eingesetztes Führungsstück mit einer zentralen Bohrung, in der der Ventilstößel 5 geführt ist. Auch in seinem dem Ventilkegel 3 zugewandten unteren Abschnitt ist der Ventilstößel in einer Führung verschieblich gelagert, die vorliegend in einem im Hohlraum der Ventilhaube 2 festgelegten Membranteller 14 ausgebildet ist.

Zwischen dem Ventilkegel 3 und dem Führungsmechanismus des Ventilstößels 5 mit dem Führungsstück in dem oberen Federteller 7 und dem Führungsabschnitt in dem Membranteller 14 ist eine biegsame Dichtmembran 16 eingespannt, wie in 3 näher dargestellt. Hierzu ist die Dichtmembran 16 an ihrem Außenrandbereich flächig zwischen einem ringförmigen Abschnitt A des Ventiltellers 14 auf ihrer von dem Ventilkegel 3 abgewandten Seite und mittels eines ringförmigen Gegenstückes 13 auf ihrer dem Ventilkegel 3 zugewandten Seite eingespannt. Die erforderlichen Spannkräfte werden mittels eines auf der zu dem Ventilkegel 3 gelegenen Seite des ringförmigen Gegenstückes 13 einerseits und mittels eines auf der von dem Ventilkegel 3 abgewandten Seite des Membrantellers 14 andererseits in der Hohlraumwandung der Ventilhaube 2 eingesetzten Sicherungsringes 19 bzw. 19' bewirkt. Die Sicherungsringe 19, 19' sind in jeweilige Ringnuten 2.3 bzw. 2.3' in der Hohlraumwandung eingesetzt und ragen aus diesen mit elastische Federkräfte in axialer Richtung erzeugenden Abschnitten in den Hohlraum vor, die das ringförmige Gegenstück 13 und den Membranteller 14 gegeneinander drücken, wodurch der Membranrand eingeklemmt und sicher gehalten wird. Alternativ zu diesem Einspannmechanismus der Dichtmembran 16 kann an der Hohlraumwandung auch ein Absatz eingearbeitet sein, gegen den der Membranrand flächig anliegt, und andererseits zum Festspannen eine Spannschraube in ein in der Hohlraumwandung ausgebildetes Gewinde eingeschraubt werden. Ferner ist eine Kombination eines in der vorstehenden Weise ausgebildeten und eingespannten Sicherungsringes mit einem in dieser Weise eingearbeiteten Absatz zum Einspannen der Dichtmembran 16 möglich. Auch eine Einspannung zwischen zwei in ein Gewinde der Hohlraumwandung eingeschraubte Spannelemente ist möglich.

Der Ventilteller 14 ist auf seiner dem Ventilkegel 3 zugewandten Seite konkav eingemuldet, so dass die Dichtmembrane 16 störungsfrei über den erforderlichen Hubweg des Ventilkegels 3 bewegt werden kann und in der konkaven Einmuldung abgestützt wird. Die Membran weist eine zentrale Ausnehmung auf, durch die der Ventilstößel 5 geführt ist, wobei der Innenrand der Membran um die Ausnehmung mittels zweier Scheiben 20 und einer Mutter 15 an dem Ventilstößel 5 dicht angebracht ist.

Axial etwa in Höhe des Ventilsitzes 1.3 sind in dem umgebenden Umfangsabschnitt der Ventilhaube 2 in Umfangsrichtung vorzugsweise äquidistant beabstandet fensterförmige, z.B. rechteckförmige, Ausströmöffnungen 2.1 eingebracht, die beim Abheben des Ventilkegels 3 von dem Ventilsitz 1.3 einen radialen Ausstrom des betreffenden Mediums an die äußere Atmosphäre zulassen. Da das ausströmende Medium durch seine Bestandteile oder bereits durch hohen Druck oder hohe Temperatur Personen gefährden kann, ist um die Ausströmöffnungen 2.1 rundum verlaufend ein Luftleitblech 11 angeordnet, das mittels eines in seinem Durchmesser angepassten zylinderabschnittsförmigen Halteabschnittes 11.1 auf der Außenseite der Ventilhaube 2 festgelegt ist. Zum Festlegen sind in der Außenseite der Ventilhaube 2 als Gegenhaltestrukturen Vertiefungen 2.2, z.B. Bohrungen oder aber eine rundum verlaufende Rille, eingebracht, in die in den Halteabschnitt 11.1 eingearbeitete Haltestrukturen, ausgebildet als eingedrückte Haltewarzen 11.2, eingreifen. Umgekehrt können an der Ventilhaube 2 Vorsprünge als Gegenhaltestrukturen und an dem Halteabschnitt 11.1 nach außen weisende Vertiefungen als Haltestrukturen eingearbeitet sein, wobei auch Rillen bzw. Rippen in Frage kommen. Mit diesen Maßnahmen kann das Luftleitblech 11 bei entsprechender Anpassung des Innendurchmessers des Halteabschnittes 11.1 auf den betreffenden Abschnitt der Ventilhaube 2 aufgesteckt werden und wird mittels der ineinander greifenden Haltestrukturen und Gegenhaltestrukturen stabil fixiert. Alternativ können die Haltestrukturen an dem Halteabschnitt 11.1 auch erst im aufgesteckten Zustand des Halteabschnittes auf den betreffenden Abschnitt der Ventilhaube 2 eingedrückt werden. Zum einfachen, eindeutigen Positionieren und Festlegen des Luftleitbleches 11 ist der Außendurchmesser der Ventilhaube 2 im Bereich des Halteabschnittes 11.1 verringert, so dass sich ein Anschlagabsatz 2.5 für die Stirnseite des Halteabschnittes 11.1 ergibt. Im Bereich der Ausströmöffnungen 2.1 ist das Leitblech 11 von dem Außenumfang der Ventilhaube 2 beabstandet und überragt mit seinem von dem Halteabschnitt 11.1 abgekehrten stirnseitigen Rand in axialer Richtung von dem Ventilstößel 5 weg den (in den Fig.) unteren Rand der Ausströmöffnungen 2.1, so dass ein direkter radialer Ausstrom des Mediums vermieden wird. Ein derartiges Luftleitblech ist insbesondere bei sogenannten F/K/S-Ventilen (Strömungsmedien mit flüssigen, körnigen, staubförmigen Bestandteilen) wichtig, kann aber auch bei sogenannten DG-Ventilen (Dämpfe, Gase) vorgesehen sein.

Der Halteabschnitt 11.1 grenzt vorteilhaft mit seinem (in den Figuren) unteren Rand an den oberen Rand der Ausströmöffnungen 2.1 an und geht in einen um höchstens 90° nach außen gebogenen ersten Luftleitabschnitt 11.3 über, der wieder um höchstens 90° nach innen gebogen in einen weiteren Luftleitabschnitt 11.4 übergeht, welcher den unteren stirnseitigen Rand aufweist, so dass eine sichere, schützende Ableitung des Mediums erreicht wird.

Das rändelmutterartige Abschlussteil 8 an dem von dem Ventilgehäuse 1 abgewandten Endabschnitt der Ventilhaube 2 weist einen zentralen Durchbruch auf, der von dem von dem Ventilkegel 3 abgewandten oberen Endabschnitt des Ventilstößels 5 durchragt wird. Auf der von dem Ventilkegel 3 abgelegenen Seite ist in einen Hohlraum des Abschlussstückes 8 ein Anlüftteller 21 eingebracht, der ebenfalls mittels einer zentralen Bohrung auf den Ventilstößel 5 aufgeschoben und mittels eines Sicherungsringes 17 gegen ein Herausschieben aus dem Ventilstößel 5 gesichert ist. Somit wird der Ventilkegel 3 mit dem Ventilstößel 5 beim Herausschrauben des rändelmutterförmigen Abschlussstückes 8 angehoben bzw. ein Anlüften erreicht. Ähnlich ist auch der in den Fig. untere Federteller 6 gegen ein weiteres Verschieben in Richtung des Ventilkegels 3 mittels eines auf den Ventilstößel 5 in einer Ringnut eingesetzten Sicherungsrings 17 gesichert.

Wie aus der 3 weiter ersichtlich, ist die Dichtung 10 an dem tellerförmigen Ventilkegel 3 mittels eines Hubringes 4 gehalten.

Da die Dichtungsmembran 16 innerhalb der Ventilhaube 2 angeordnet ist, kann diese bei einfacher Montage stabil angebracht werden, ohne dass das Ventilgehäuse 1 diesbezügliche Ausgestaltungen enthalten muss. Auch wird durch diese Anordnung der Dichtmembran 16 erreicht, dass der Ventilsitz 1.3 einfach und gut bearbeitbar am stirnseitigen Rand des Ventilgehäuses 1 ausgebildet werden kann und außerdem die Ausströmöffnungen 2.1 mit einfachen Maßnahmen in der Ventilhaube 2 eingebracht und mit dem Luftleitblech 11 überfasst werden können.