DE2744898C3 - Auf Übertemperatur ansprechendes Sicherheitsventil für Druckgefäße - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein auf Übertemperattir ansprechendes Sicherheitsventil für Druckgefäße, insbesondere für unter Dampfdruck stehende Heizgefäße. Zur fortlaufenden Wärmebehandlung synthetischer Fäden werden vielfach sogenannte Heizbahnen oder Blockheizer eingesetzt, welche teils elektrisch und teils mit Dampf beheizt werden. Im letztgenannten Fall bildet die Heizbahn einen Wandteil eines zum Teil mit einer Heizflüssigkeit gefüllten und eine Heizvorrichtung für die Flüssigkeit aufweisenden Gefäßes. Über die Heizbahn läuft der Faden, so daß diese den kühlsten Teil der Gefäßwand bildet und somit der Dampf sich an diesem Wandteil niederschlägt und seine Kondensationswärme an die Heizbahn abgibt. Werden solche Gefäße mit Überdruck betrieben, beispielsweise bei Verwendung von Wasserdampf als Wärmeübertragungsmedium, so ist ein das Gefäß im Normalfall vakuumdicht abschließendes Sicherheitsventil erforderlich, welches bei Überdruck und Übertemperatur einen Druckabbau nach außen ermöglicht. Wird nämlich die Wärmeentnahme durch den laufenden Faden, beispielsweise infolge Fadenriß unterbrochen und tritt gleichzeitig ein Fehler in der die Heizeinrichtung steuernden Temperaturüberwachungsschaltung auf, so kann die dann auf Vollast wirksame Heizeinrichtung unter Umständen einen zur Zerstörung des Gefäßes führenden Überdruck erzeugen.

Aus der GB-PS 14 12898 ist ein zweistufiges Sicherheitsventil für Druckgefäße bekannt, welches öffnet sobald die Umgebungstemperatur des Druckgefäßes einen lorbeslimmten Wert überschreitet. Das innere Sicherheitsventil besteht aus einem Ventilsit/ und einem unter Federspannung stehenden Schließkörper aus Kunststoff, der bei einer vorgegebenen Temperatur schmilzt. Das äußere Ventil wird durch eine von einer axialen Bohrung durchsetzte Einsatzschraube gebildet, wobei diese Bohrung mit einem Lotpfropfen gefüllt ist. Übersteigt die Umgebungstemperatur die Schmelztemperatur des Lotes von beispielsweise :.00°C, so schmilzt das Lot und gibt den Durchlaß in der Einsatzschraube frei. Steigt die Umgebungstemperatur weiter an, beispielsweise auf Werte in der Größenordnung zwischen 120 und 180⁰C, so schmilzt auch der Kunststoff-Schließkörper des mit der Einsatzschraube in Reihe geschalteten inneren Sicherheitsventils, wobei der im Druckgefäß herrschende Überdruck zunächst durch eine Bohrung im Boden des Schließkörperträgers hindurch den schmelzenden Kunststoff nach außen drückt und damit auch durch die Axialbohrung in der Einsatzschraube nach außen befördern muß, um den Weg für den Druckabbau freizumachen. Bei diesem zweistufigen Sicherheitsventil besteht einerseits die Gefahr, daß ein Teil des schmelzenden Lotpfropfens in der Einsatzschraube nach innen tropft und andererseits der schmelzenden Kunststoff des Schließkörpers zumindest teilweise die Axialbohrung der Einsatzschraube verstopft. Diese Gefahr verbietet es, ein solches zweistufiges Sicherheitsventil zum Schutz eines Druckgefäßes gegen Übertemperatur im Gefäßinneren einzusetzen, weil dann der Kunststoff des schmelzenden Schließkörpers sich an der Stirnseite der weiter außen liegenden und damit auf niedriger Temperatur befindlichen Einsatzschraube niederschlagen würde, deren Durchlaßkanal durch den Lotpfropfen noch verschlossen ist. Eine alleinige Verwendung der Einsatzschraube mit Lotpfropfen als Sicherheitsventil ist bei Hochdruckgefäßen ebenfalls ungünstig, wei! der. Lotpfropfen im wesentlichen durch die Haftreibung zwischen Bohrungswand und Lotpfropfen gehalten wird und infolge seiner gestreckten Form und des hierdurch bedingten langsamen Temperaturüberganges ein schnelles Öffnen des Sicherheitsventils bei vorgegebener Übertemperalur schwer zu erreichen ist.

Weiterhin zeigt das DE-GBM 75 21 957 eine Schmelzsicherung für ein Druckgefäß mit einem in eine zylindrische öffnung des Gefäßes eingelöteten Verschlußstück von kugel- oder kegelstumpfähnlicher Form, wobei der zwischen Verschlußstück und Bohrungswand befindliche Lotring im Querschnitt eine Keilform aufweist, deren Spitze der mit Drucklast beaufschlagten Seite zugewandt ist. Auch hier wird das Verschlußstück allein durch die Haftreibung des Lotes in seiner Lage gehalten, so daß bei unter hohem Druck stehendem Gefäßen ein Ansprechen des Sicherheitsventils bei einer bestimmten Temperatur nicht gewährleistet werden kann.

Ausgehend von einem Sicherheitsventil gemäß Gattungsbegriff des Anspruches I ist es Aufgabe der Erfindung, ein möglich einfach aufgebautes, absolut gasdichtes und zuverlässiges Sicherheitsventil für die eingangs genannten und ähnliche Anwendungsfälle vorzuschlagen, welches bei einer bestimmten Temperatur anspricht und auch bei Langzeitdruckbelastungen, insbesondere Wechselbelastungcn, einen dichten Abschluß gewährleistet. Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch I gekennzeichneten Erfindung. Ihr wesentlicher Vorteil besieht darin, daß das Lot weitgehend nur der Abdichtung des Durchlasses d'ent,

während die mechanische Beanspruchung durch den anstehenden Druck durch die Entlastungsschraube aufgenommen wird, an der sich das Lot großflächig abstützt. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles erläutert Dort ist am Wandteil 1 des Druckgefäßes 2 ein Stutzen 3 angeschweißt, der eine mit einem Loch 4 im Wandteil 1 fluchtende Bohrung 5 mit beispielsweise 2 mm Durchmesser aufweist. Diese Bohrung 5 geht im Stutzen 3 in ein Gewindeloch 6 über, welches beispielsweise eine M8-Schraube aufnehmen kann. Ein Lotpfropfen 7 ragt in die Bohrung 5 geringeren Durchmessers hinein und bedeckt zugleich den Boden 8 des Gewindeloches 6. In das Gewindeloch wird eine Abstützschraube 9 eingeschraubt, welche mit ihrer Stirnseite JO als Abstützung für den Lotpfropfen 7 dient. Ohne eine solche den Lotpfropfen druckentlastende Abstützung besteht die Gefahr, daß das Haftvermögen des Lotes bei Betriebstemperatur auf längere Zeit hin nicht ausreicht und das Lot allmählich aus der Bohrung 5 herausgedrückt wird. Die Entlastungsschraube 9 weist zwei mit der Bohrung 5 nicht fluchtende Durchlaßkanäle 11 auf, die auf der Stirnseite 10 der Entlastungsschraube 9 durch eine Nut 12 miteinander verbunden sind. Die Nut 12 hat beispielsweise eine Breite und Tiefe von je I mm und die Kanäle 11 haben einen Durchmesser ebenfalls von 1 mm. Überschreitet die Temperatur im Druckgefäß 2 einen vorgegebenen Wert, so schmilzt das Lot 7 und wird durch den im Inneren des Druckgefäßes herrschenden Druck durch die Kanäle 11 nach außen gedrückt. Damit entsteht eine Abblasöffnung für den im Druckgefäß 2 herrschenden Überdruck. Sobald die Ursache des Fehlers beseitigt ist, bereitet es keine Schwierigkeiten, nach dem Füllen des Heizgefäßes erneut einen Lotpfropfen 7 in den Stutzen 3 einzulöten und ihn durch eine Entlastungsschraube 9 mechanisch abzustützen.

Hie-£u 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Auf Obertemperatur ansprechendes Sicherheitsventil für Druckgefäße, insbesondere für unter Dampfdruck stehende Heizgefäße, mit einem eine öffnung des Druckgefäßes gasdicht verschließenden, bei einer vorgegebenen Temperatur schmelzenden Lotpfropfen sowie einem Durchlaß für das bei Übertemperatur schmelzende Lot, dadurch gekennzeichnet,

daß in einem Wandteil (1) des Druckgefäßes (2) und/oder in einem auf den Wandteil aufgesetzten Stutzen (3) eine den Lotpfropfen (7) aufnehmende Bohrung (4, 5) geringen Durchmessers (z. B. 2 mm) vorgesehen ist, welche nach außen hin in ein Gewindeloch (6) größeren Durchmessers (z. B. M 10) übergeht;

daß der Lotpfropfen (7) auch den Boden (8) des Gewindeloches (6) bedeckt;

daß in das Gewindeloch eine als mechanische Abstützung dienende Entlastungsschraube (9) mit flach auf der Lotoberfläche aufliegender Stirnseite (10) eingeschraubt ist;

und daß als Durchlaß für das bei Übertemperatur schmelzende Lot (7) in der Entlastungsschraube (9) wenigstens eine nicht mit der Bohrung (4, 5) im Wandteil (1, 3) fluchtende Bohrung (11) kleineren Durchmessers (z. B. 1 mm) vorgesehen ist.

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastuhgsschraube (9) mehrere, vorzugsweise zwei Lotdurchtrittsbohrungen (11) aufweist, welche an der Stirnseite (10) der Entlastungsschraube du:ch eint Quernu! (12) miteinander verbunden sind.