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Verschluss für Behälter
Die Erfindung betrifft einen Verschluss für Behälter von vorwiegend zylindrischer Gestalt für gefährliche Medien wie radioaktive Substanzen oder Giftgase, wobei der Behälter in gefülltem Zustand vorzugsweise in eine Flüssigkeit getaucht ist.
Bei solchen Verschlüssen muss wegen der Gefährlichkeit der aufzubewahrenden Medien die Dichtheit auch nach wiederholten Öffnungs- und Schliessvorgängen in vollem Masse erhalten bleiben.
Es ist bereits ein Verschluss für einen Behälter für radioaktive Substanzen bekanntgeworden, der zu diesem Zweck durch Federn in der Schliessstellung gehalten wird. Bei dieser Konstruktion ist aber nachteilig, dass die Federn so angeordnet sind, dass sie beim Öffnen zusammengedrückt werden müssen, dass also in der geschlossenen Stellung nicht die maximale Federstärke für die Abdichtung zur Verfügung steht.
Daher müssen die Federn und damit die andern Bauteile des Verschlussmechanismus stärker ausgeführt werden als für die Erzeugung der gewünschten Dichtkraft erforderlich ist. Ein grosses Konstruktionsgewicht und damit ein ungünstiges Verhältnis zwischen diesem und dem Gewicht des aufbewahrten Mediums ist die Folge.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, diese Nachteile der bekannten Bauart zu vermeiden und die Abdichtung zu verbessern.
Der erfindungsgemässe Verschluss ist daher dadurch gekennzeichnet, dass als Verschlusselemente am Behälter angreifende an einer Spindelmutter gelenkig befestigte Zughaken, eine mit der Spindelmutter zusammenwirkende, am Verschlussdeckel zentral angreifende Schraubenspindel und ein zentrales Federelement zwischen Verschlussdeckel und Schraubenspindel vorgesehen sind.
Das zwischen Verschlussdeckel und Schraubenspindel vorgesehene Federelement ist in der geschlossenen Stellung des Verschlussdeckels am stärksten zusammengedrückt, so dass für die Abdichtung die maximale Federkraft verfügbar ist. Dadurch ergibt sich eine nicht unwesentliche Verminderung des Konstruktionsgewichtes.
Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung sind drei Zughaken in winkelgleichen Abständen angeordnet.
Dadurch werden statisch bestimmte Verhältnisse in den Zughaken erreicht, wobei jeder Zughaken die gleiche Kraft überträgt. Weiters wird eine gleichmässige Anpresskraft über die ganze Dichtfläche gewährleistet.
Spezielle Anforderungen an die Dichtheit von Behälterverschlüssen werden bei Behältern für nukleare Brennstoffelemente gestellt, welche nach dem Ausbrand für eine gewisse Zeit gelagert werden müssen, bis die Zerfallwärmeentwicklung abgeklungen ist. Derartige Behälter werden nach dem Füllen und Verschlie- ssen in ein Wasserbecken eingesenkt, um die entstehende Zerfallwärme abzuführen. Sie müssen durch einen besonderen Mechanismus aus grösserer Entfernung geöffnet und geschlossen sowie aus dem Wasserbecken herausgehoben und in dieses eingesenkt werden können.
In vorteilhafter Weise wird mittels einer den Verschlussmechanismus umgebenden Taucherglocke verhindert, dass die empfindlichen, bewegten Bauteile des Verschlussmechanismus vom Wasser bespült wer-
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den. Auch beim Eintauchen des Behälters unter Wasser bleiben diese Teile somit von Luft umgeben.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Behälter mit dem erfindungsgemäss ausgebildeten Verschluss, während in Fig. 2 ein Schnitt quer zur Achse der Verschlusseinrichtung dargestellt ist.
In Fig. 1 wird mit 1 der zu verschliessende Behälter bezeichnet, welcher zylindrische Form besitzt. Der Behälter 1 wird durch einen hutförmigen Deckel 2 abgedeckt, welcher auf dem Dichtring 3 des Behälters 1 mit seiner Dichtungskante 4 aufsitzt. Die für das Abdichten zwischen dem Dichtring 3 und der Dichtungskante 4 erforderliche Anpresskraft wird durch eine Schraubenspindel 5 aufgebracht, welche sich beispielsweise über ein Lager 6 und über ein als Tellerfederpaket ausgebildetes Federelement 7 gegen die mit dem Deckel 2 starr verbundene Platte 8 abstützt. Die Spindelmutter 9 trägt an drei sternförmig ausgebildeten Armen Gelenke 10, an welchen je ein Zughaken 11 angelenkt ist. Diese Zughaken 11 greifen im Betriebszustand mit ihrem unteren, hakenförmigen Ende 12 an der kegelmantelförmig ausgebildeten Fläche 13 des Behälters 1 an.
Wird mit Hilfe der Schraubenspindel 5 die Spindelmutter 9 gegenüber dieser relativ nach oben bewegt, so drückt anderseits die Spindel 5 mit ihrem Bund gegen das Kugellager 6 und auf die Tellerfedern 7, welche über die Platte 8 die Anpresskraft auf den Deckel 2 ausüben.
Diese erfindungsgemässe Anordnung hat den Vorteil, dass geringe Längendifferenzen in den Zughaken 11 keinerlei Einfluss auf die Dichtheit des Verschlusses haben, da die Kräfte in den Zughaken und in der Schraubenspindel statisch bestimmt sind. Die Dreipunktauf1agerung mittels der Zughaken 11 und ihrer hakenförmigen Enden 12 auf der Fläche 13 des Behälters 1 in winkelgleichen Abständen einerseits und der zentrale Angriff der Schraubenspindel über Kugellager 6 und Tellerfedern 7 auf dem Deckel 2 anderseits gewährleisten auch bei wiederholten Öffnungs- und Schliessvorgängen einen gleichmässigen Dichtungsdruck und ein Optimum an Dichtungswirkung.
Die Einschaltung der Tellerfedern 7 gewährt ausserdem ein kraftschlüssiges Zusammentreffen der Dichtungsflächen, d. h. auch bei Auftreten von irgendwelchen Dehnungen (Wärmedehnungen usw.) ändert sich die Anpresskraft nur unwesentlich, was bei einer formschlüssigen Einleitung der Anpresskraft nicht möglich wäre.
Fig. 1 zeigt ferner eine einfache Möglichkeit gemäss der Erfindung, die jeweils eingestellte Anpresskraft zwischen Verschlussdeckel 2 und Behälter 1 anzuzeigen. Hiezu dient ein durch die hohl ausgebildete Spindel 5 geführter Taststift 14, welcher mit seinem unteren Ende auf den Verschlussdeckel 2 aufsitzt. Im Schliesszustand ist die relative Lage des oberen Endes des Taststiftes 14 zum oberen Ende der Schraubenspindel 5 ein Mass für die Verformung der Tellerfedern 7 und hiemit für die eingestellte Anpresskraft. In Fig. 1 ist ferner die für nukleare Brennstoffbehälter vorgesehene Taucherglocke 15 dargestellt. Bei Absenken des Behälters 1 mit dem gesamten Verschlussmechanismus in eine Flüssigkeit verbleibt unter der Taucherglocke 15, welche an der Schraubenspindel 5 dicht befestigt, z.
B. angeschweisst ist, stets ein Luftvolumen erhalten, welches nicht entweichen kann und den
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Taststift 14 dicht verbunden ist.
Für nukleare Brennstoffbehälter muss, wie bereits erwähnt, die Verschlusseinrichtung auch aus einer bestimmten Entfernung her zu bedienen sein. Dies wird bei der Ausführung nach Fig. 1 dadurch erreicht, dass der Behälter 1 mittels der an ihm befestigten Zapfen 17 in einer hier nicht gezeichneten Vorrichtung eingehängt wird. Die Zapfen 17 reichen durch die zwischen den Spannhaken 11 frei bleibenden Räume nach aussen.
Ferner sind an dem Verschlussdeckel 2 ebenfalls ähnliche Zapfen 18 befestigt, welche durch die Räume zwischen den Spannhaken 11 hindurchgreifen, und an denen das Rohr 19 des Hub- und Schliessgerätes, welches nicht Gegenstand dieser Erfindung ist, angreift. Dieses Rohr 19 wird mittels eines Bajonettverschlusses in den Zapfen 18 eingehängt. Mit Hilfe des Rohres 19 kann nun der Behälter sowohl angehoben als auch abgesenkt werden, darüber hinaus kann aber mittels des Rohres 19 auch das Gegendrehmoment für das Anziehen der Spindel 5 erzeugt werden. Die Spindel 5 hat an ihrem oberen, aus der Taucherglocke 15 herausragendem Ende abgeflachte Stellen 20, über welche die Verlängerungsspindel 21 des Schliessgerätes drehschlüssig, aber axial verschieblich übergreift.
Auch der Taststift 14 überträgt seine Bewegung auf ein Verlängerungsstück 22 zu einer geeigneten, entfernt angeordneten Messeinrichtung.
Um den Deckel 2 auf den Behälter 1 aufsetzen zu können, müssen die Spindelmutter 9 und
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