EP0897500A1

EP0897500A1 - Ventil für druckbehälter

Info

Publication number: EP0897500A1
Application number: EP97921734A
Authority: EP
Inventors: Karl Gabriel; Fred Becker; Karl Bermes
Original assignee: Ceodeux Fire Extinguisher Valves Technology SA
Current assignee: Ceodeux Fire Extinguisher Valves Technology SA
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1999-02-24
Also published as: CN1216601A; WO1997041374A1; AU2769597A

Abstract

Ein Ventil mit Einschraubgewinde, zum Einschrauben in einen Druckbehälter (12) eines Feuerlöschers, umfasst einen Ventilkörper aus Kunststoff (14), der im Bereich des Einschraubgewindes (15) und der ständing mit Druck beaufschlagten Flächen mit einer metallischen Verkleidung (30, 38) versehen ist. Letztere ist vorteilhaft als einteiliger, napfförmiger Blechmantel (30, 38) ausgebildet, der auf das Ende des Kunststoffkörpers (14), das in den Druckbehälter (12) eingeschraubt wird, aufgesetzt ist. Das Einschraubgewinde (15) ist vorteilhaft in den Blechmantel (30, 38) eingewalzt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Rohrfeder-Manometer (60) in den Kunststoffkörper (14) eingesetzt, wobei ein metallischer Anschlussstutzen (66) den inneren Blechmantel (30, 38) abgedichtet durchdringt. Die metallische Verkleidung (30, 38) vermeidet Kriechdehnungen im Kunststoffkörper (14), so dass eine einwandfreie Abdichtung unter Dauerdruck gewährleistet ist.

Description

Ventil für Druckbehälter
Die Erfindung betrifft ein Ventil für einen Druckbehälter, insbesondere ein Ventil für einen Feuerlöscher.

Bekannte Ventile für Feuerlöscher haben einen Ventilkörper aus Messing. Dieser Ventilkörper weist ein Einschraubgewinde auf, das in den Druckbehälter des Feuerlöschers eingeschraubt wird. Der Ventilsitz, sowie sämtliche unter Dauerdruck stehende Kanäle und Ventilkomponenten sind in dem Ventilkörper aus Messing angeordnet. Aus Gewichts-, Gestaltungs- und Kostengründen werden jedoch die restlichenVentilteiie, die nicht unter Dauerdruck stehen, aus Kunststoff hergestellt. Diese Kunststoffteile, es handelt sich im allgemeinen um Kunststoffspritzteile, werden durch Kleben und/oder mittels eines Gewindes mit dem Ventilkörper aus Messing verbunden.

Um die Herstellungskosten von Ventilen für Feuerlöscher zu reduzieren, wäre es natürlich von Interesse, ebenfalls den Ventilkörper mit seinem Einschraubgewinde als Kunststoffteil herzustellen. Leider scheint diese Lösung jedoch von vornherein ausgeschlossen, da ein unter Dauerbeanspruchung stehender Kunststoffkörper ein stark ausgeprägtes Kriechverhalten aufweist, das heisst er beginnt mit der Zeit unter konstanter Beanspruchung zu fliessen und verformt sich. Hierdurch kommt es bei einem Ventilkörper aus Kunststoff, besonders im Bereich des Einschraubgewindes, mit der Zeit zu Dichtungsproblemen. Es ist ebenfalls anzumerken, dass schon kleine Temperaturschwankungen beim Spritzgiessen eines Ventilkörpers aus Kunststoff Änderungen in der Gefügestruktur hervorrufen und die Kriechgeschwindigkeit stark erhöhen, so dass schon nach kurzer Zeit Dichtungsprobleme auftreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ventil für einen Druckbehälter, insbesondere ein Ventil für einen Feuerlöscher, zu schaffen, das einen Ventilkörper umfasst der im wesentlichen aus Kunststoff besteht und trotzdem eine einwandfreie Abdichtung unter Dauerdruck gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch ein Ventil nach Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäss ist der Ventilkörper ein Kunststoffkörper, der im Bereich des Einschraubgewindes und im Bereich der im Druckbehälter ständig mit Druck beaufschlagten Flächen, mit einer metallischen Verkleidung versehen ist. Der Druck in dem Druckbehälter wird somit unmittelbar über die von dem Kunststoffkörper unterstützte metallische Verkleidung auf das Gewinde des Druckbehälters übertragen. Der Kunststoffkörper stellt im wesentlichen lediglich einen Füllkörper für die metallische Verkleidung dar, der keinen wesentlichen Zugspannungen und somit auch keinen wesentlichen Kriechdehnungen unterworfen ist. Hierdurch wird eine einwandfreie, dauerhafte Abdichtung unter Dauerdruck gewährleistet.

Die metallische Verkleidung des Kunststoffkörpers ist vorteilhaft ein Blechmantel, vorzugsweise ein einteiliger Hohlkörper aus Blech der auf das Ende des Kunststoffkörpers, das in den Druckbehälter eingeschraubt wird, aufgesetzt ist.

Das Einschraubgewinde ist vorteilhaft in den Blech mantel eingewalzt.

Hierbei weist die Rückseite des eingewalzten Einschraubgewindes am Blech mantel eine profilierte Oberfläche auf, die beim Einschrauben des Ventils in den Druckbehälter fest gegen eine zylindrische Mantelfiäche des Kunststoffkörpers gepresst wird, wobei diese Mantelfläche des Kunststoffkörpers ebenfalls eine profilierte Oberfläche aufweisen kann, die komplementär zur profilierten Rückseite des eingewalzten Einschraubgewindes ist.

Es wird ebenfalls eine vorteilhafte Ausgestaltung des Ventils mit eingebautem Kontrollmanometer vorgestellt. Auch bei dieser Ausführung ist gewährleistet, dass die ständig mit Druck beaufschlagten Flächen ausschliesslich durch metallische Körper ausgebildet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Ventils, die anhand der beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird. Es zeigen:
Figur 1 einen ersten Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Ventil;
Figur 2 einen zweiten Längsschnitt durch das Ventil der Figur 1, wobei die Schnittebene um 90" zur Schnittebene des ersten Längsschnittes versetzt ist.

In Figur 1 ist ein erfindungsgemässes Feuerlöscherventil 10 gezeigt, das in einen Druckbehälter 12 eines Feuerlöschers eingeschraubt wird (in Figur 1 ist ein Druckbehälter 12 ist durch gestrichelte Linien angedeutet).

Das Feuerlöscherventil 10 besteht im wesentlichen aus einem Ventilkörper 14 mit einem Einschraubgewinde 15, einem Schliesselement 16 und einer, nur ausschnittweise gezeigten, Auslösevorrichtung 17, welche einen Betätigungsschaft 18 und eine Druckfeder 20 umfasst. Die Druckfeder 20 übt über den Betätigungsschaft 18 eine Schliesskraft auf das Schliesselement 16 aus und presst letzteres gegen einen Ventilsitz 22. Das Schliesselement 16 liegt an diesem Ventilsitz 22 mittels einer Ringdichtung 23 abgedichtet an. In dieser Position verschliesst das Schliesselement 16 eine Einmündung in einen Entleerungskanal 24 im Ventilkörper 14 der, wie in Figur 2 gezeigt, in eine seitlich im Ventilkörper 14 angeordnete Auslassdüse 26 einmündet.

Erfindungsgemäss ist der Ventilkörper 14 ein Kunststoffkörper, zum Beispiel ein Spritzgussteil aus glasfaserverstärktem Polyamid. Wie in den Schnitten der Figuren 1 und 2 ersichtlich, umgibt ein einteiliger Blechmantel 30 den Kunststoffkörper, sowohl im Bereich des Einschraubgewindes 15, als auch im Bereich der im Druckbehälter 12 ständig mit Druck beaufschlagten Flächen. Dieser Blechmantel 30 ist im wesentlichen ein napfförmiger Hohlkörper, der auf das Ende des Kunststoffkörpers, das in den Druckbehälter 12 eingeschraubt wird, aufgesetzt ist. Dieser Hohlkörper 30 wird, zum Beispiel durch Tiefziehen, vorteilhaft aus nichtrostendem Stahlblech mit einer Stärke von zirka 0,5 mm bis zirka 2 mm geformt.

Das Einschraubgewinde 15 ist vorteilhaft in die zylindrische Aussenwand des Hohlkörpers 30 eingewalzt, wobei die eingewalzten Gewinderillen auf der gegenüberliegenden Innenwand des Hohlkörpers 30 eine profilierte Oberfläche 34 erzeugen. Beim Einschrauben des Ventilkörpers 14 in den Druckbehälter 12 wird der Hohlkörper 30 mit seiner profilierten Oberfläche 34 fest gegen einen zylindrischen Stutzen 36 des Kunststoffkörpers angedrückt, dessen Oberfläche vorteilhaft komplementär zur ruckseitigen Oberfläche 34 des Einschraubgewindes 15 profiliert ist. Es ist somit gewährleistet, dass einerseits der Blechmantel 30 den Kunststoffkörper 14 fest umschliesst, und dass andererseits der Kunststoffkörper 14 den Blechmantel 30 fest gegen das Innengewinde im Druckbehälter 12 drückt.

Nach dem Einschrauben des mit dem Blechmantel 30 verkleideten Kunststoffkörpers 14 entsteht somit ein fester Verbund zwischen Druckbehäiter 12, Blechmantel 30 und Kunststoffkörper 14. Der Druck in dem Druckbehälter 12 wird somit über den vom Kunststoffkörper 14 unterstützten Blechmantel 30 unmittelbar auf das Innengewinde des Druckbehälters 12 übertragen. In anderen Worten, der zylindrischen Stutzen 36 des Kunststoffkörpers ist im wesentlichen lediglich ein Füllkörper des Blechmantels 30 der beim Einschrauben des Ventils in den Druckbehälter durch den Blech mantel 30 zusammengepresst wird. Hieraus ergibt sich, dass der Kunststoffkörper 14 keinen wesentlichen Zugspannungen und somit auch keinen wesentlichen Kriechdehnungen unterworfen ist.

Der Entleerungskanal 24 und die Auslassdüse 26 brauchen selbstverständlich nicht metallisch verkleidet zu werden, da sie nicht unter Dauerdruck stehen.

Der Kunststoffkörper 14 weist vorteilhaft eine axiale zylindrische Vertiefung 37 auf. In diese Vertiefung 37 ist eine aus dem napfförmigen Hohlkörper 30 hervorragende komplementäre Erhebung 38 eingepasst. Der Ventilsitz 22 ist am Boden dieser komplementären Erhebung 38 angeordnet, so dass das Ventil einen metallischen Ventilsitz 22 aufweist. In die metallisch ausgekleidete Vertiefung 37 kann zum Beispiel ein Steig rohr 40 eingesetzt werden. Eine Schulterfläche 42 welche in die Erhebung 38 eingearbeitet ist, bildet vorteilhaft eine axiale Arretierung für das Steigrohr 40 aus.

Oberhalb des Stutzens 36 bildet der Kunststoffkörper 14 eine ringförmige Schulterfläche 44 aus, welche durch einen ringförmigen Rand 46 des Hohlkörpers 30 zumindest teilweise abgedeckt wird. An dieser metallisch verkleideten Schulterfläche 44 liegt ein Dichtring 48 an, der bei eingeschraubtem Ventil gegen eine entsprechende Dichtfläche des Feuerlöschers 12 angedrückt wird. In Figur 2 erkennt man, dass der ringförmige Rand 46 des Hohl körpers 30 seitliche Laschen 50 aufweist, die in entsprechende Aussparungen des Kunststoffkörpers 14 derart eingebogen sind, dass sie den Hohlkörper 30 und den Kunststoffkörper 14 gegen relatives Verdrehen blockieren.

In Figur 2 erkennt man ebenfalls einen nur teilweise dargestellten Griff 52 welcher einteilig mit dem Kunststoffkörper 14 ausgeführt ist. Lagerflansche für einen Auslösehebel und/oder ein Diffusor für das Feueriöschmittel können ebenfalls einteilig mit dem Kunststoffkörper 14 ausgeführt sein. Hierdurch wird die Herstellung und Endmontage des Ventils wesentlich vereinfacht.

Anhand der Figur 1 wird weiterhin eine sehr vorteilhafte Ausführung des Ventils mit einem Kontrollmanometer 60 zur Überwachung des Innendrucks in dem Feuerlöscher 12 beschrieben. Das Kontrollmanometer 60 besteht im wesentlichen aus einem Anzeigeteil 62, einer Röhrenfeder 64 (auch Bourdon Röhre genannt) und einem metallischen Anschlussstutzen 66. Das Anzeigeteil 62 mit Zeiger ist in eine seitliche Vertiefung des Kunststoffkörpers 14 eingesetzt, zum Beispiel eingeklebt oder einfach eingeklammert. Es weist einen Hebelmechanismus 70 auf, der durch das freie Ende der Rohrenfeder 64 betätigt wird. Letztere ist über den Anschlussstutzen 66 mit der Vertiefung 37 im Ventilkörper 14 verbunden. Bei montiertem Ventil 10 herrscht somit in der Röhrenfeder 64 der gleiche Druck wie in dem Feueriöscher 12.

Es ist hervorzuheben, dass der Anschlussstutzen 66 mit seinem freien Ende 72 abgedichtet in die Blechverkleidung 38 eingepasst ist. Hierdurch wird erreicht, dass auch im Bereich des Manometers 60, die ständig mit Druck beaufschlagten Flächen durch metallische Körper ausgebildet werden, welche ein wesentlich besseres Kriechverhalten aus ein Kunststoffkörper aufweisen. Das abgedichtete Einsetzen des Anschlussstutzens 66 in die Blechverkleidung 38 kann zum Beispiel durch Einschrauben und/oder Einkleben und/oder Einlöten erfolgen.

Erfindungsgemässe Ventile können mindestens bis einen Innendruck von 30 bar im Druckbehälter 12 eingesetzt werden.

Claims

7

Patentansprüche

1) Ventil zum Einschrauben in einen Druckbehälter (12) umfassend einen Ventilkörper mit Einschraubgewinde (15) und Ventilsitz (22), dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper ein Kunststoffkörper (14) ist, der im Bereich des Einschraubgewindes (15) und im Bereich der im

Druckbehälter (12) ständig mit Druck beaufschlagten Flächen mit einer metallischen Verkleidung (30) versehen ist.

2) Ventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Verkleidung (30) im wesentlichen aus einem einteiligen Hohlkörper aus Blech besteht, der auf das Ende des Kunststoffkörpers (14) das in den

Druckbehälter (12) eingeschraubt wird aufgesetzt ist.

3) Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschraubgewinde (15) in den Hohlkörper (30) aus Blech eingewalzt ist.

4) Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des eingewalzten Einschraubgewindes (15) am Hohlkörper (30) aus Blech eine profilierte Oberfläche (34) aufweist, die beim Einschrauben des Ventils in den Druckbehälter (12) fest gegen eine zylindrische Mantelfläche des Kunststoffkörpers (14) gepreßt wird.

5) Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Mantelfläche des Kunststoffkörpers (14) eine profilierte Oberfläche aufweist die komplementär zur profilierten Oberfläche (34) an der Rückseite des eingewalzten Einschraubgewindes (15) am Hohlkörper (30) aus Blech ist.

6) Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (30) aus Blech mindestens eine seitliche Lasche (50) aufweist welche in eine entsprechende Aussparungen des Kunststoffkörpers (14) derart einbiegbar ist, daß sie den Hohlkörper (30) aus Blech und den Kunststoffkörper (14) gegen relatives Verdrehen blockiert. 8

7) Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper (14) eine dem Inneren des Druckbehälters (12) zugekehrte, offene zentrale Vertiefung (37) aufweist, die metallisch verkleidet ist, wobei der Ventilsitz (22) am Boden der metallisch ausgekleideten Vertiefung (37) angeordnet ist.

8) Ventil nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Rohrfeder-Manometer (60), und einen metallischen Anschlußstutzen (66) der derart in das Ventil eingesetzt ist, daß er die metallische Verkleidung (38) der zentralen Vertiefung (37) im Kunststoffkörper (14) abgedichtet durchdringt, wobei die Rohrfeder (64) des Rohrfeder-Manometers (60) an den metallischen

Anschlußstutzen (66) angeschlossen ist.

9) Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Anschlußstutzen (66) in die metallische Verkleidung (30) der zentralen Vertiefung (37) eingeschraubt und/oder eingeklebt und/oder eingelötet ist. 10) Ventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das

Rohrfeder-Manometer ein Anzeigeteil (62) aufweist das in eine seitliche Vertiefung (37) im Kunststoff körper (14) eingesetzt ist.

11 ) Ventil nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch ein Steigrohr, das in die metallisch ausgekleidete zentrale Vertiefung (37) des Kunststoffkörpers (14) eingepaßt ist.

12) Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper (14) oberhalb des Einschraubgewindes (15) eine ringförmige Schulterfläche (44) ausbildet die durch einen ringförmigen Ansatz (46) der metallischen Verkleidung (30) des Einschraubgewindes (15) bedeckt wird.

13) Ventil nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein Dichtelement (48) das an der metallischen Verkleidung (30) der ringförmigen Schulterfläche (44) des Kunststoffkörpers (14) anliegt. 14) Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Ventilsitz (22) mindestens ein Entleerungskanal (24) unmittelbar im Kunststoffkörper (14) ausgebildet ist.

15) Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch einen Griff (52) der einteilig mit dem Kunststoffkörper (14) ausgeführt ist.

16) Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper (14) ein glasfaserverstärkter Kunststoffkörper (14) ist.

17) Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Verkleidung (30) ein Blechmantel (30, 38) aus nichtrostendem Stahl ist.

18) Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Feuerlöscherventil ist.