КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОСУДА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК A47J27/09 

Настоящее изобретение относится к клапанному устройству для сосуда высокого давления, при этом последнее состоит из резервуара и крышки для размещения на упомянутом резервуаре таким образом, чтобы сделать его герметичным, и упомянутое клапанное устройство включает в себя: функцию обеспечения безопасности, функцию сброса давления и функцию индикации давления; регулируемые индикаторные уровни и уровни давления; индикаторный штифт или индикаторный поршень, который опирается на индикаторную пружину, может перемещаться в аксиальном направлении и опирается на ее участок, становясь видимым при повышении давления, вследствие его выхода из корпуса клапана; кольцеобразные индикаторные зоны, например, для индикации давления внутри сосуда; и содержит клапанный элемент, который выполнен с возможностью аксиального перемещения против действия пружины для выпускного пара, и, в закрытом положении, опирается на уплотнительное седло, поднимаясь вверх от него, когда превышено заданное давление внутри сосуда, для открывания отверстия для сброса давления (отверстие для выпуска воздуха или пара). В частности, такие клапанные устройства применяются в устройствах для варки под давлением в области кулинарии.

DE 32 00905 C2 раскрывает клапан, используемый при термообработке, для устройства для варки под давлением, имеющий крышку клапана и индикаторный штифт, содержащийся в ней, который посредством давления внутри емкости и как функция упомянутого внутреннего давления, смещается из исходного положения против действия силы индикаторной пружины, при этом положение индикаторного штифта служит в качестве индикатора давления, в котором индикаторный штифт имеет, по меньшей мере, две ориентирные позиционные отметки на участке, появляющемся из клапанного элемента по мере возрастания давления. Для того чтобы облегчить пользователю распознавать, когда и нужно ли регулирование подачи тепла, или варочный процесс проходит правильно, предлагается, чтобы на внешней поверхности индикаторного штифта были предусмотрены индикаторные зоны, имеющие визуально различные поверхностные покрытия, которые или размещены непосредственно рядом друг с другом или слегка разделены друг от друга посредством относительно узкой разделительной линии или пространства.

DE 86 24 077 U1 описывает крышку с клапаном, используемым при термообработке, для устройства для варки под давлением, содержащим клапанный элемент, который под действием клапанной пружины прижимается к уплотнительному седлу, от которого упомянутый клапанный элемент поднимается, таким образом открывая, по меньшей мере, один пароотводящий канал, если данное давление внутри емкости является превышенным. Для того чтобы при небольшой общей высоте и с помощью простых компонентов получить относительно большое сечение потока, по меньшей мере, одного пароотводящего канала, предлагается, что уплотнительное седло должно быть выполнено на краю отверстия в стенке крышки или посредством контактного концевого, предпочтительно круглого, уплотнения седла клапана, вставленного в отверстие крышки, и что клапанный элемент должен продолжаться через отверстие крышки и в закрытом положении должен оставаться снаружи под действием клапанной пружины посредством уплотнительного края рядом с краем отверстия крышки или специального уплотнения седла клапана.

DE 91 01 769 U1 раскрывает клапан, используемый при термообработке, для устройства для варки под давлением, имеющий клапанный элемент и индикаторный элемент, служащий для индикации давления, при этом упомянутый индикаторный элемент установлен в упомянутом клапанном элементе с возможностью перемещения, и каждый прижимается пружиной к его соответственно исходному положению и выполнен с возможностью перемещения против силы соответствующей пружины под действием давления внутри емкости, в каковом случае, при смещении клапанного элемента от своего клапанного седла под действием давления внутри емкости, пар может выходить из внутренней части емкости через соответствующее отверстие, при этом давление внутри емкости передается на индикаторный элемент с помощью мембраны, фиксированной вокруг него, которая уплотняет пространство, размещающее индикаторный элемент, от внутренней части емкости. Для того чтобы обеспечить длительное надежное функционирование с низкой себестоимостью изготовления и, в то же время, строго соответствуя технологическим допускам, предлагается, что мембрана также должна окружать клапанный элемент на его участке, обращенном к клапанному седлу.

При использовании известных решений, цветные кольца, например, нанесенные на поверхность индикаторного штифта, служат для индикации давления внутри резервуара, при этом цветные кольца размещены, например, таким образом, чтобы, например, они указывали рабочее давление в 0,5 и 0,8 бар варочного устройства. И это имеет место независимо от того, что устройство сброса давления срабатывает, например, при 1,2 бар. Пользователь, наблюдая за индикаторным штифтом, может вручную управлять уровнями варки с помощью подачи электропитания. Таким образом, срабатывание приспособления для сброса давления, в качестве первого предохранительного приспособления, необходимого согласно стандарту DIN, обычно может быть предотвращено. Посредством систем, имеющих индикаторный штифт, в которых пароотводящее приспособление может быть настроено, например, в два этапа, когда давление срабатывания установлено при 0,8 бар, индикаторный штифт не поднимается так же, как если оно настроено при 0,5 бар. Однако в этом случае пользователь не может узнать индикаторное давление, идеально согласованное с пониженным уровнем давления. В частности, отсутствие какой-либо возможности регулирования в отношении индикаторного диапазона, который коррелирует с давлением срабатывания приспособления для сброса давления, является недостатком. При использовании известных систем, пользователь не может установить нулевой уровень давления с помощью приспособления для сброса давления, когда сосуд высокого давления находится в закрытом состоянии. При различных уровнях варки сигналы для уменьшения нагрева не предусмотрены для указания пользователю, когда он должен уменьшить электропитание после того, как давление начинает расти, для того, чтобы получить идеальную температуру для варки без ее превышения, т.е. без срабатывания приспособления для сброса давления. Пользователь не получает какой-либо визуальной информации с помощью индикаторного штифта в терминах давления, являющегося слишком высоким в сосуде; он только видит пар, появляющийся при срабатывании клапана.

Целью настоящего изобретения является предложение клапанного устройства упомянутого типа, с помощью которого устраняются упомянутые недостатки и посредством которого, в частности, обеспечивается корреляция между диапазоном индикации индикаторного штифта и давлением срабатывания приспособления для сброса давления.

Эта цель достигается посредством клапанного устройства вышеупомянутого типа, в котором, например, и индикаторная пружина, и пружина для выпускного пара являются поджатыми в одном и том же направлении к общему, аксиально регулируемому элементу давления.

Кроме того, пружинная система и перемещение элемента давления выполнены таким образом, что срабатывание приспособления для сброса давления коррелирует с индикаторными сигналами индикаторного штифта. В принципе, с помощью такой системы, варка без применения давления также может быть заранее задана в качестве установки. Теперь, с помощью заданного уровня варки, пользователь всегда может следить за одинаковым изображением в виде индикаторного штифта. Первая - желтая, например, - (кольцевая) зона (сигнал для уменьшения нагрева) указывает пользователю, что теперь подача электропитания должна быть уменьшена для достижения оптимального уровня варки; вторая - например, зеленая - (кольцевая) зона (в качестве сигнала рабочего давления) указывает, что поддерживается оптимальный уровень варки; и третья - например, красная - (кольцевая) зона указывает, что нагрев должен быть обязательно уменьшен для предотвращения потери мощности электропитания и жидкости. Таким образом, цветовые комбинации из желтого, зеленого, красного, хорошо знакомые пользователю благодаря уличному светофору (в качестве предупредительного сигнала, сигнала прохода и сигнала остановки), могут, например, быть использованы для кольцевых зон на внешней поверхности индикаторного штифта. Индикаторный штифт регулируемого давления и индикаторное устройство, таким образом, идеально выполнено с возможностью обеспечения сигнала для уменьшения нагрева в виде маркировочного кольца, например, и сигнала превышения давления, например, в виде другого маркировочного кольца, или иных маркировок, предусмотренных на индикаторном штифте или на индикаторным поршне, перемещающемся вместе с индикаторным штифтом.

В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения для простого функционирования клапанного устройства элемент давления может регулироваться в аксиальном направлении с помощью поворота вращающегося элемента, образованного, например, корпусом клапана.

Для возможности легкой установки клапанного устройства по существу на крышку сосуда высокого давления вращающийся элемент предпочтительно выполнен с возможностью вращения на крепежной пластине, которая может быть фиксирована к крышке и которая также содержит другие клапанные компоненты.

Для обеспечения надежной работы в терминах возможности регулирования функции клапана и функции индикатора согласно настоящему изобретению, элемент давления может быть снабжен внешней резьбой, которая взаимодействует с соответствующей внутренней резьбой вращающегося элемента. При повороте вращающегося элемента элемент давления, в качестве опоры для индикаторной пружины и пружины для выпускного пара, соответственно перемещается в аксиальном направлении в пределах корпуса клапана или вверх, или вниз в зависимости от направления вращения.

Для обеспечения безопасности режима работы клапанного устройства индикаторный штифт может поддерживаться по существу известным способом с помощью гофрированной мембраны, имеющей одновременно функцию уплотнения, при этом давление внутри сосуда действует на упомянутую гофрированную мембрану и упомянутый индикаторный штифт выполнен с возможностью перемещения посредством упомянутой мембраны.

Кроме того, индикаторный штифт может включать в себя индикаторный поршень, который, будучи выполненным с возможностью перемещения по мере необходимости и имеющий индикаторный участок с большим сечением, чем участок индикаторного штифта, содержит маркировку для сигналов, которые должны быть показаны с помощью индикаторной системы.

Конкретно, индикаторный штифт или индикаторный поршень снабжен на его внешней периферийной поверхности или внешней поверхности, по меньшей мере, одним маркировочным знаком для показа сигнала для уменьшения нагрева и/или сигнала рабочего давления и/или сигнала превышения давления, для чего может быть использовано не только визуальное, но также и звуковое средство.

Покрывающая пластина для верхнего отверстия корпуса клапана предпочтительно закрывает клапанное устройство сверху.

Настоящее изобретение также относится к крышке с возможностью размещения на резервуаре сосуда высокого давления таким образом, чтобы сделать его непроницаемым под давлением, при этом ранее описанное клапанное устройство устанавливается, по меньшей мере, в одном отверстии в крышке. Настоящее изобретение также относится к сосуду высокого давления, имеющему такую крышку, снабженную клапанным устройством.

Дополнительные цели, признаки, преимущества и возможные приложения настоящего изобретения будут прояснены в следующем описании рабочих примеров со ссылкой, выполненной на чертеже. Все описанные и/или иллюстрированные признаки, по отдельности или в какой-либо комбинации, образуют предмет изобретения и, при этом, независимо от их включения в независимые пункты формулы изобретения или в пункты формулы изобретения, которые ссылаются опять на предыдущие пункты формулы изобретения.

Один чертеж Фиг.1 представляет вертикальный разрез рабочего примера клапанного устройства, осуществляющего настоящее изобретение.

Клапанное устройство согласно настоящему изобретению имеет крепежную пластину 1, установленную с помощью фигурного уплотнения 11, которая содержит все клапанные компоненты и может быть установлена в отверстии в крышке 13, которая может быть размещена на резервуаре сосуда высокого давления таким образом, чтобы сделать его непроницаемым под давлением, в каковом случае упомянутая крепежная пластина 1 может быть фиксирована на месте посредством установочного элемента 2 для гофрированной мембраны, выступающего через отверстие и снабженного внешней резьбой, и посредством крепежной гайки 17.

Клапанное устройство имеет аксиально подвижный индикаторный штифт 4, выполненный, например, в виде элемента трубки, которая на ее участке, выходящем из вершины корпуса 12 клапана при повышении давления, или на участке, снабженном индикаторным поршнем, имеет кольцевые маркировочные знаки, например, которые обеспечивают пользователя информацией относительно режима давления во внутренней части 18 сосуда. Индикаторный штифт 4 поддерживается при помощи, так называемой, гофрированной мембраны 3, которая передает давление, действующее в сосуде высокого давления, на индикаторный штифт 4 и вызывает его подъем вверх в большей или меньшей степени. Гофрированная мембрана 3 удерживается вплотную к установочному элементу 2 для гофрированной мембраны таким образом, чтобы охватить ее по окружности, при этом последний, в свою очередь, прикреплен к крепежной пластине 1. Индикаторный штифт 4 имеет более или менее в его середине периферийный выступ 16, с помощью которого он опирается на индикаторную пружину 7, и на верхнем конце упомянутой индикаторной пружины 7, противоположно гофрированной мембране 3, элемент 8 давления, размещенный таким образом, чтобы быть коаксиальным с индикаторным штифтом 4, служит в качестве опоры для упомянутой индикаторной пружины 7. Приспособление для сброса давления в клапанном устройстве выполнено посредством клапанного элемента 5, который, при возрастании давления во внутренней части 18 сосуда, поднимается против действия пружины 6 для выпускного пара от уплотнительного седла 19, таким образом, открывая отверстие для сброса давления. Пружина 6 для выпускного пара опирается на своем нижнем конце на клапанный элемент 5, и элемент 8 давления также служит в качестве опоры для упомянутой пружины 6 для выпускного пара на ее верхнем конце.

Корпус клапана, имеющий форму вращающегося элемента 12', выполнен с возможностью вращения на крепежной пластине 1. Вращающийся элемент 12' имеет внутреннюю резьбу 14, которая взаимодействует с внешней резьбой 15 элемента 8 давления таким образом, чтобы при повороте вращающегося элемента 12', элемент 8 давления перемещался в большей или меньшей степени от, например, крайнего верхнего аксиального положения, показанного на чертеже, вниз в аксиальном направлении и, таким образом, две опоры для верхних концов индикаторной пружины 7 и пружины 6 для выпускного пара одинаково перемещались вниз, таким образом, коррелируя друг с другом, в направлении внутрь сосуда. Крайнее верхнее аксиальное положение элемента 8 давления, как показано на чертеже, представляет нулевой уровень давления, например, или, более конкретно, первый уровень варки без применения давления, в каковом случае давление может не создаваться внутри сосуда. Продолжая поворачивать вращающийся элемент 12', элемент 8 давления может быть приведен в его крайнее нижнее положение на нижнем конце внутренней резьбы вращающегося элемента 12'.

Клапанное устройство, как показано на чертеже, находится в состоянии, не подверженном действию давления, что может быть видно из того, что индикаторный штифт 4 и индикаторный поршень 10, перемещаемый вместе с ним, с его индикаторным участком увеличенного диаметра, расширенного на его верхнем участке в виде колокола относительно индикаторного штифта 4, все еще размещается в пределах корпуса 12 клапана, и внешняя периферийная поверхность индикаторного поршня 10, которая скрыта посредством покрывающей пластины 9, не может быть видна. При возрастании давления индикаторный участок индикаторного поршня 10 перемещается дальше и еще дальше из корпуса 12 клапана, окружающего его таким образом, чтобы маркировочные знаки различного поверхностного покрытия, предусмотренные на периферийной поверхности индикаторного поршня 10, постепенно становились видимыми, иными словами, например, сначала показывая маркировку сигнала для уменьшения нагрева, затем показывая маркировку сигнала для рабочего давления и, наконец, если применимо, показывая маркировку сигнала избыточного давления.

Список ссылочных позиций

1 крепежная пластина

2 установочный элемент для гофрированной мембраны

3 гофрированная мембрана

4 индикаторный штифт

5 клапанный элемент

6 пружина для выпускного пара

7 индикаторная пружина

8 элемент давления

9 покрывающая пластина

10 индикаторный поршень

11 фигурное уплотнение

12 12' корпус клапана; вращающийся элемент

13 стенка крышки

14 внутренняя резьба

15 внешняя резьба

16 периферийный выступ

17 крепежная гайка

18 внутренняя часть сосуда

19 уплотнительное седло

20 отверстие для сброса давления

Клапанное устройство для сосуда высокого давления состоит из резервуара и крышки для обеспечения герметичности резервуара и обеспечивает функцию безопасности, функцию сброса давления и функцию индикации давления. Устройство имеет: регулируемые индикаторные уровни и уровни давления; индикаторный штифт (4) или индикаторный поршень (10), который опирается на индикаторную пружину (7), может перемещаться в аксиальном направлении и опирается на ее участок, становясь видимым при повышении давления, вследствие его выхода из корпуса (12) клапана, индикаторные кольца, например, для индикации давления внутри сосуда; и содержит клапанный элемент (5). Клапанный элемент (5) выполнен с возможностью перемещения в аксиальном направлении против действия пружины (6) для выпускного пара и, в закрытом положении опирается на уплотнительное седло (19), поднимаясь вверх от него, когда данное давление внутри сосуда является превышенным, для открывания отверстия (20) для сброса давления, в каковом случае и индикаторная пружина (7), и пружина (6) для выпускного пара упираются в одном и том же направлении в общий, аксиально регулируемый элемент (8) давления. Технический результат - обеспечение возможности корреляции между диапазоном индикации индикаторного штифта и давлением срабатывания приспособления для сброса давления. 3 н. и 5 з.п. ф-лы. 1 ил.

1. Клапанное устройство для сосуда высокого давления, состоящего из резервуара и крышки, которая может быть размещена на упомянутом резервуаре таким образом, чтобы сделать его герметичным, причем упомянутое клапанное устройство выполнено с возможностью обеспечения безопасности, сброса давления и индикации давления и включает в себя регулируемые индикаторные уровни и уровни давления; индикаторный штифт (4) или соответственно индикаторный поршень (10), который опирается на индикаторную пружину (7), может перемещаться в аксиальном направлении и содержит на его участке, становящимся видимым при повышении давления вследствие его выхода из корпуса (12) клапана, кольцевые индикаторные зоны, например, для индикации давления внутри сосуда; и клапанный элемент (5), который выполнен с возможностью перемещения в аксиальном направлении против действия пружины (6) для выпускного пара, и в закрытом положении опирается на уплотнительное седло (19), поднимаясь вверх от него, когда превышено заданное давление сосуда, для открывания отверстия (20) для сброса давления, при этом и индикаторная пружина (7), и пружина (6) для выпускного пара упираются в одном и том же направлении в общий аксиально регулируемый элемент (8) давления, который выполнен с возможностью регулирования в аксиальном направлении посредством поворота вращающегося элемента (12'), образованного, например, корпусом клапана, отличающееся тем, что элемент (8) давления имеет внешнюю резьбу, которая взаимодействует с соответствующей внутренней резьбой вращающегося элемента (12'), при этом положение индикаторного штифта (4) относительно корпуса клапана остается неизменным при регулировке элемента (8) давления.

2. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что вращающийся элемент (12') установлен с возможностью вращения на крепежной пластине (1), которая выполнена с возможностью закрепления на крышке емкости и которая также содержит другие клапанные элементы.

3. Клапанное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что индикаторный штифт (4) поддерживается гофрированной мембраной (3), имеющей одновременно функцию уплотнения, при этом давление внутри сосуда действует на упомянутую гофрированную мембрану (3) и упомянутый индикаторный штифт (4) приводится в движение в аксиальном направлении.

4. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что индикаторный штифт (4) несет индикаторный поршень (10) для образования его индикаторного участка.

5. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что индикаторный штифт (4) или индикаторный поршень (10) имеет на своей внешней периферийной поверхности, по меньшей мере, один маркировочный знак для индикации сигнала для уменьшения нагрева и/или сигнала рабочего давления и/или сигнала повышенного давления, или при его перемещении он переключает сигналы такого типа.

6. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что верхнее отверстие корпуса (12) клапана закрыто покрывающей пластиной (9).

7. Крышка для размещения на резервуаре сосуда высокого давления таким образом, чтобы сделать его герметичным, отличающаяся тем, что в отверстие в стенке крышки вставлено клапанное устройство по одному из пп.1-6.

8. Сосуд высокого давления, состоящий из резервуара и крышки, которая может быть размещена на упомянутом резервуаре таким образом, чтобы сделать его герметичным, отличающийся тем, что крышка выполнена по п.7.